MC2198A1 - Moteur hydraulique utilisant la poussée d'Archimède - Google Patents

Description

BREVET D INVENTION MOTEUR HYDRAULIQUE UTILISANT LA POUSSEE D ARC1ÎIMEDE

FABRY Alexandre.

La pprésente invention a pour objet, un procédé propre à récu pérer en continu, le travail engendré par l'émersion d'un corps flottant soumis à la poussée d'Archiméde, selon les régies de la flottabilité. La loi d1 Archiméde s'énonce ainsi:

5 Tout corps pAgé dans un liquide, suMt une poussée dirigée de bas v?ers le haut, é&ale au poids du liquide déplacé.

L'invemtion concerne le principe et le mécanisme de mise en oeu vretel que défini et énoncé au cours du texte explicatif qui suit; mous allons décrire le prodédé et son fonctionnement„nous 10 aidant en celà de la figure umique des dessins, laquelle est un schéma qui n'a d'autre prétention que de situer les unes par ra pport aux autres,les pièces du dispositif. Schéma compréhensib le dés; lors que l'on se reporte au texte explicatif.

On voit en ce des-sin unique:

15 1 réservoird'immersion du mécanisme rotatif.

2 roue haute du mécanisme et son axe de rotation % roue b>ass;e du mécanisme et s©b axe de rotation.

3 à 3/21 flotteurs articulés entre eux, formant chaine sans fin.

if Fiveau haut du liquide d'immersion.

5 Système de transfert du gaz entre flotteurs.

6 et 61 Valves orddnatrices du transfert du gaz.

7 C'ame de compression des flotteurs émergés.

8 Réserve de gaz e;omprimé de démarrage ou de secours.

9 Came de dilatation des flotteurs.

Fomctionmemenfc: Le réservoir d'immersion 1 est solidaire d' un mécanisme rotatif de manière à l'empêcher de flotter, leque^l comporte deux roues à joues, l'une haute 2, l'autre basse 2', reliées entre elles par une chaine sans fi m cons tituée par des flotteurs: 3 à 3/21 articulés entre eux. Les flotteurs en positions 3/12 à 3/21 sont contractés, afin d'être immergés sous leur plus faible volume au cours de la rotation de 1'ensemble, afin de subir là, la pousséd 'Archi méde contraire au mouvement, la plus faible possible. De 3 à 3/9 les flotteurs sont dilatés sous la pression inter ne d'un gaz , au moins égale à la pression d'immersion au point le plus bas.

Les flotteurs ont été prévus ayant deux faces rigides, tan dis que les faces latérales s>oiït constituées par de souflets articulés, de manière à permettre leur compression et dilatation .

En fonctionnement normal , le gaz de dilatation parvient au de ci ans des flotteurs en 3 à 3/2 par les valves 6'; ce gaz

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est verni de la (compression , entre les positions 3/10 et 3/12 des flotteurs; passant sous' la came 7. Ce gaz circule à traYers le système 5, lequel étant îise, possède des joues de rotations étanc hes avec, les tambours rotatifs porteurs des Talées 6 et 6' . Les flotteurs 3 a 3/21 présentent la particularité de ne pouv^oir se dilater au delà du volume atteint en position 3/29 afin de mal ntenir constante la pression interne entre 3 et 3/12.

Sous l'effet de la came 9 qui guide ou aide à la déformation du flotteur en 3» fait que la poussée d'Archiméde génère un couple sur l'axe de la roue 2'» couple qui ira croissant au cours de la rotation vers 3/2. Rapidement l'ensemble rotatif sera déséquilibré pour se mouvoir en direction de la flèche, laquelle figure tout autant la pousséd 'Archiméde dominante. Cette poussée sera maxim aie et constante sur les flotteurs en positions? 3/2 à 3/9 ï elle sera décroissanifce en 3/10, en fonction de l'émersion progressive du flotteur. Elle sera croissante entre 3 et 3/2 au fur et à mesu re que se dilatera le flotteur.

Dés que le flotteur parvient en position 3/10, la communication avec celui qui se trouve en position 3 s'établit à l'intervention de l'ouverture simultanée des valves 6 et 6'via le système de ccm munication 5 et ce jusqu'à parvenance aux positions 3/2 d'une part et 3/12 d'autre part. Cette mise e n communication s'effec tue simultanément à l'action de la came 7» dont la poussée mécani que comprimant le flotteur entre les positions 3/10 à 3/12 expri mera vers 3 à 3/2 son contenu gazeux, un complément éventuel de t travail étant prélevé sur la rotation de la chaine, afin de comp

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enser les pertes de charges du transfert

Pour que le système fonctionne en continu et soit efficient, il importe que le travail nécessaire au transfert du gaz soit moins important que celui qui est fourni par l'émersion des flotteurs 5 entre 3 et 3/10.

L'on constate que lors de la mise en communication de 3/10 et 3 ni le volume ni la pression ne subissent aucun changement, la déten te du gaz au fur et à mesure que diminuait la pression d'immersion ayant été empêchée grâce au maintient constant du m)lume des flott 10 eurs entre 3/2 et 3/9» H découle de cela qu'il suffira de fournir au système pour qu'il fonctionne, l'équivalent des pertes de charge en 6 et 5 ainsi que du roulement de l'ensemble.

Si contrairement le volume et la pression avaient varié, le fait aurait entrainé une dépense d'énergie de recompression du gaz inu 15 tile et nuisible.

De même au cas de transfert pneumatique du gaz, il suffira d'augm enterla pression d'admission au compresseur de l'équivalent des mêmes pertes de charges du transfert et de roulement.

Il apparaît donc que l'émersion des flotteurs dilatés est motrice 20 de l'ensemble tournant. L'action sera continue,,chaque flotteur parvenant en position 3 générant une nouvelle poussée d'Archiméde motice.

L'innovation de la présente invention consiste notemment à ne pas permettre à la pression interne des flotteurs de se détendre au 25 cours de l'émersion. Certes les flotteurs étant à dilatation libre produiraient davantage de travail d'émersion , mais leur dilatati

on entraimant une détente du gaz au fur et à mesure que diminue la pression d'immersion , tant et si bien que cela obligerait à la recompression du gaz, alors que c'est précisément le fiait d' éviter de passer par cette pliase qui permet au système de bien fonctionner.

Il n'y a nul imcomvénient à ce que Aes valves 6 et 6 ' soientouv ertes en même temps, puisqu'une pression identique régne en tous les éléments et ne varie à aucun moment du fonctionnement. Examinions à présent, les divers éléments constitutifs et imciden ts au dispositif:

Réservoir d'immersion:Il pourra diminuer le volume du liquide ut ile„ se tenant prés des; organes, l'importance n'étant pas son m lume mais la hauteur d'immersion ; ses formes dés lors importer ont peu.

Fluide d'immersion:il pourra être de l'eau ou tout autre produit dont la densité, la fluidité et autres caractéristiques se©ont compatibles avec l'usage qui en est attendu. Sa densité détermi nant: la poussée d'Archiméde, il tiendra cette particularité de son état pur, d'un mélange ou dilution, voire de partcules dens es maintenues: en suspension, par le brassage des; flotteurs notem ment.

Flotteurs : Simplement gonflables» spongieux , alvéolés ou élastiqu es ils revêtôrpnt toutes formes estimées utiles pourvu qu'ils soient dilatables et contractables en des proportions suffisantes Leur maintien constant au volume égal ou proche de celui de débdi

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ut d'émersion sera capital, ceci étant une base importante du bon fonctionnement du système.

La chaine: simple ou multiple, elle pourra être constituée par l1 articulation des flotteurs entre eux ou faite d'éléments autres, 5 de portage et de guidage . L'ensemble rotatif ne pourra être flo ttant en son ensemble, pour des raisons évidentes. L'éneggie produ te sera récupérable aux arbres des roues, ce qui implique une soli darité entre chaine et roues et axes de rotation.

Système de guidage et maintien : seront utiles voire nécessaires af 10 in de contenir les poussées, qu'elles soient mutuelles ou d' ArcM. méde.

Lestage des faces mobiles des flotteurs ou leur poids propre: il interviendra au point haut en tant que valeur de compression du fl otteur, au point bas comme sollicitation à sa dilatation. Le poids 15. global pourra constituer la force motrice tout ou partie avec la poussée d'Archiméde.

Organes de rotation: Le système de roues à joues pris comme exemple pris comme exemple pourra être remplacé par tout autre procédé cap able d'assurer le même office. #es orgaiies à déplacement linéaire 20 peuvent être utilisés, agissant sur roue, vilebrequin etc. qui ne changeront rien au principe de l'invention utilisé de manière diff érente.

Transfert du gaz:Le dessin prévoit un système tournant à même vite sse que les roufes porteuses, il pourra être remplacé par tout autre 25 nous citerons comme exemple non limitatif, des canalisations suivac nt les flotteurs dans leur déplacement, qu'elles soient individuel les ou collectives, l'important étant le fonctionnement ponctuel des values et 1'étamehéité de l'ensemble.

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Les deux qualités premières seront 1'étanchéité et une section suffisante à assurer la rapidité du transfert avec de moindres pertes de c-harges.

Gaz comprimé anmexe:uae 'réserve de gaz comprimé sera susceptible 5 de maintenir constante la pression du gaz au sein du dispositif, capable de pallier aux fuites, servir au démarrage de l'ensemble , à la modulation de puissance et à tout autre besoin qui s'aCé renaît utile ou nécessaire.

Modulation du volume des: flotteurs :il sagit là d'une astuce pos 10 sible afin d'obtenir un&modification de puissance ou de vit es s-de rotation ou encore la mise à l'arrêt de l'ensemble. Abaissant la pressiom l'on peut obtenir la diààtattLon partielle des flott eurs et une moindre poussée d'Archiméde.

Modulation de la profondeur d'immersion:Est obtenable par la va 15 riation du niveau du liquide d'immersion ou à l'intervention d' un système de levage ou abaissement de l'ensemble rotatif- Ce $ procédé qui permet de moduler la puissance peut aussi faciliter réparations ou entretien; tel procédé annexe pourra présenter bien des avantages et mêrçie s'avérer indispensable.

20 Avantages : Outre que la poussée d'Archiméde n'est pas utilisée de nos jours, et c.e à notre coma ai s s an ce > on pensera d'abord au fonc tionnement sans combustible ni énergie d'appoint d'un tel moteur e t aussi à son fonctionnement à partir d'un liquide qu'il ne yi consomme pas. Opérationnel en tous lieux, il n'est pas soumis aux 25 aléas climatiques. Grande variété de puissances envisageables en organe unique ou en batterie. S'avère opportun pour divers d.

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de multiples besoins en énergie; ne pollue pas l'environnement. Peut utiliser simplement de l'eau et de l'air et enfin, le procé dé apparaît comme parfaitement fiable.

Dans la production d'électricité il apporte un supplément de pro 5 duction important aux barrages hydrauliques dont il peut utiliser les plans d'eau.

Sa facilité d'implantation , son absence de pollution résoudront les problèmes de transport d'énergie, ses pertes, ses coûts, ses nuisances esthétiques et autres. Il pourra rendre la production 10 individuelle ou l'implantation de petites unités locales préféra bles aux usines gigantesques.

Inconvénients :0n pourra lui reprocher son poids et son encombrement peu compressible et peut-être pour certaines utilisations,, un certain manque d!e souplesse.

15 Moteur fixe ou embarqué:Equipant un navire il pourra plonger au dessous; de la ligne de flottaison) directement dans le fluide por teuret s'il est à profondeur d'immersion variable, s.;'adapter au tirant d'eau et woir moduler sa puissance.

Sur véhicule roulant ses poids et v?olume lui seront contraires en 20 une certaine mesure, surtout sur véhicules de petites dimensions. L'on pense toutefoisà l'équipement de véhicules électriques sur le quelsil assurerait une charge constante des batteries et prolonge rait d'autant l'autonomie de fonctionnement, diminuerait la baisse de puissance, chaque arrêt étant utile au regonflement des 25 batteries.

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Contre-poussé es : dues à la poussée d'Archiméde ou au poids des flot teurs, elles seront prises en compte lors de l'élaboration des pla ns de «construction. Poids et volumes joueront leurs rôles par appo rt aux axes, de rotation au vu de leur bras de iefier, lesquels ne 5 seront pas nécessairement les mêmes en immersion qu'en émersion, œeci pouvant intervenir en une amélioration du couple moteur.

Plans d'eau de faible profondeur : citons en variante au dispositif illustré suivant fig. 1 un système utilisant la déplacement linéai re alternatifde deux flotteurs reliés aux deux extrémités d'un fl 10 éau baseulamt em son milieu, immergé ou émergeant. Ces deux flott eurs sont reliés entre eux directement par le système 5 de transf ert du gaz, le flotteur émergé, renvoyant le gaz qtfil (contient gon fier «elui qui se trouve immergé en position contractée. Le mouve ment sera transmis à l'axe de mise à disposition, au moyen de deux 15 roues centrales à cliquet qui agiront dans le même sens à l'interv ention d'un jeu pair ou impair d'engrenages. Le procédé présentant l'inconvénient de produire l'énergie avec des temps morts, on y pa lliera de diverses manières, notemment usant d'un ressort capable de restituer les efforts de manière continue. L'on pourra tout aut 20 ant multiplier les fléaaxA-balanciers à la manière de ce qui se fait dans les moteurs à explosion.

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Claims (6)

REVENDICATIONS

1. Moteur hydraulique caractérisé en ce qu'il utilise la pous sée d'Archiméde, agissant sur des flotteurs dilatés par un gaz, dont le pression constante permet son transfert sans grande dép

5 ense d'énergie pour un fonctionnement continu.

2. Caractérisé aussi en ce qu'il peut être réalisé selon des formes multiples dont pour mémoire, roue, chaine sans fin à ef fet rotatif ou linéaire sur tous mécanismes connus.

3. caractérisé en ce qu'il permet d'utiliser des. variations de 10 pression d'un gaz à la modulation de puissance ou et la modula tion de la profondeur d'immersion, que ce soit par variation du niveau du liquide d'immersion ou par le positionnement du mécanisme rotatif au s-ein du dit fluide.

k. Caractérisé aussi en ce qu'il utilise un gaz ou tout autre 15 fluide convenable selon toutes formes utiles et tousn modes de transfert méc.anique ou pneumatique, fixe ou mobile, individuel ou commun.

5. Procédé et mécanisme de mise en oeuvre utilisé en moteur fixe ou embarqué, caractérisé en ce qu'il peut fonctionnerentre

20 gaz et utiliser conjointement leur différence de densité et la force ascendante de l'un ou plusieurs d'entre-eux.

6. Caractérisé encore en ce que la position excentrée des flot teurs par rapport à l'axe de rotation du système pourra faire varier l'action des poussées dues au poids des compasantes ou

25 à la poussée d'Archiméde.

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RESUME

Moteur hydraulique utilisant la poussée d'Archiméde et le travail fourni en continu par l'émergeance de flotteurs dilatés par un gaz, lequel maintenu à pression constante, peut être recyclé myennant une faible dépense d'énergie, au moyen d'un procédé mécanique ou 5 pneumatique. La densité du liquide d'immersion est due à son état pur, dilution ou mélange ou et au maintien s pension de parti cules denses. Ensemble utilisable en engin fixe ou embarqué fonctic nnamt entgesgaz, capable d'utiliser des produits effervescents, gagner en souplesse par variation du volume des flotteurs ou prof 10 ondeur du niveau d'immersion .