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SYSTÈME QUI IMPOSE ALTERNATIVEMENT LA FORCE DE GRAVITE PUIS. LE PRINCIPE D'ARCHIMÈDE A OBJET FLOTTANT AFIN DE
PRODUIRE UN MOUVEMENT QUASI-PERPETUEL, DONC UNE
ENERGIE.
1. Description générale des principes utilisés :
Il existe dans la nature, deux forces physiques permanentes, immuables et de sens opposé, qui sont la gravité et la poussée subies par tout corps plongé dans un liquide selon le Principe d'Archimède. Si l'on arrive à les coupler, c'est-à-dire à imposer à un même corps de masse M , d'abord l'une, soit la force G. entraînant le dit-corps lâché d'une hauteur
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H vers le bas, ensuite l'autre, soit la poussée d'Archimède, ramenant le même corps à son point initial, on engendre donc un mouvement de la masse de haut en bas, puis de bas en haut, avec retour au point de départ et à nouveau application de la force G. Sur le corps et ainsi de suite.
De ce mouvement quasi perpétuel et spontané, peut donc résulter, par une transmission adéquate quelconque (courroie, chaîne, engrenage,... ou tout autre système,...) une force motrice ou autre destinée à produire de l'énergie (mécanique, électrique,..) un des principes de base de l'invention est donc d'utiliser un ou des objets 0", de masse M et de poids volumique P rendant ce corps le plus flottant possible dans un fluide FL (eau (eau salée,..) favorisant également au maximum leur flottabilité donc la poussée que l'objet 0"subira vers le haut, quand il passera d'un compartiment Cl aérien, où il subit la force F vers celui (liquide C2) où il subira la poussée selon le Principe d'Archimède.
L'objet 0)), lâché d'une hauteur"H", subit la force G et après un mouvement uniformément accéléré, sur une certaine hauteur après un temps T"dépendant de la hauteur à laquelle il sera lâché et de sa surface de résistance à l'air mais non de sa masse. Par contre, tout corps plongé dans un liquide subit une poussée de bas en haut directement proportionnelle au volume de liquide déplacé.
Plus l'objet a un poids volumique bas et inférieur à celui du liquide où il est plongé, plus la poussée vers le haut sera importante. C'est le principe de flottabilité qui permet entre autre de voir flotter des navires en acier de centaines de milliers de tonnes ou encore de faire remonter, à la surface, des bateaux coulés en les enveloppant de gaines reliées à de gros ballons gonflés de gaz.
L'invention utilise donc un objet de masse M, , qui lâché dans un premier compartiment Cl, subira l'attraction terrestre mais de poids volumique tel qu'il sera flottant, insubmersible et que, lorsqu'on le fera passer dans un compartiment C2 rempli d'eau salée (ou autre fluide favorisant au maximum la flottabilité) il subira une poussée de bas en haut, le renvoyant dans le compartiment aérien Cl d'où il vient initialement afin d'y subir à nouveau l'attraction terrestre et la force G qui le ramèneront vers le bas, puis dans le compartiment C2, et ainsi de suite.
Le mouvement engendre une force F résultant du couple des deux forces opposées. Si on relie le ou les objets concernés par un système de transmission (courroie, chaîne, ) à par exemple une génératrice
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électrique, la force résultante F provoquera la rotation de l'axe de cette génératrice électrique (l'induit dans l'inducteur) donc une production d'électricité.
Dans un des exemples de réalisation ci-dessous décrits, on utilise deux masses M1 et M2,) similaires reliées entre elles par une sangle de transmission ; le mouvement des deux masses entraîne la rotation d'un ou plusieurs axe (s) de dynamo ou générateur électrique. Plusieurs prototypes sont réalisables : - avec une masse, deux masses reliées entre elles ou indépendantes.
. La transmission de la force résultante du mouvement de la ou des masses peut se faire vers un ou plusieurs axe (s) rotatif (s) produisant en résultante l'énergie recherchée. Ce ou ces axes peu (ven) t être séparé (s), au centre du système ou en périphérie. Le but de l'invention est donc de produire une force inductrice d'énergie à partir de forces physiques naturelles existantes, permanentes et non polluantes.
Il. Description d'exemples non exhaustifs de réalisation :
A) Deux masses reliées entre elles par une courroie :
Prenons pour exemple deux masses rondes de poids volumique inférieur à celui de l'eau ou du fluide utilisé dans le système, reliées entre elles par la courroie qui transmettra la force résultante du mouvement de ces deux masses à un ou plusieurs générateurs électriques.
1) Rappelons quelques définitions :
La masse d'un corps est le rapport constant de la force agissant sur ce corps à l'accélération que cette force lui communique. M= Fla.
L'intensité d'une force est le produit de la mesure de la masse sur laquelle elle agit et la mesure de l'accélération qu'elle lui communique.
Unité de force : Newton =1 kg x 1 mis2.
Le poids d'un corps est la mesure de la force exercée par la Terre sur la masse de ce corps.
L'étude de la chute libre des corps montre qu'un corps qui tombe prend un mouvement uniformément accéléré dont l'accélération de la pesanteur est représentée par G. (p=mg.)
Un corps soustrait à l'action de la pesanteur a donc un poids nul, alors que sa masse reste invariable soit M=F/a ; elle peut donc continuer à subir une force. Or dans l'invention, le passage de la masse de poids volumique le plus petit possible dans un compartiment liquide la soustrait quasi totalement à la pesanteur et la soumet à une nouvelle force de sens opposé grâce à sa flottabilité. Ces deux forces opposées fournissent un travail numériquement égal au produit de l'intensité de la force par la longueur du déplacement. T= F x dist. Et dont l'unité est le Joule, soit 1 Joule= 1 Newton x 1 mètre.
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La puissance totale du système sera exprimée en Watt, c'est-à-dire, le travail total en Newton fourni par le système en une seconde, duquel il faudra éventuellement déduire tout travail à fournir pour le bon fonctionnement du système. (Eventuellement, pompage de l'eau de récupération, fonctionnement des valves,...) afin d'obtenir la puissance finale réelle et le pourcentage de rendement du système.
Notion de masse volumique p : p = rapport de la masse d'un corps et de son volume p = MN= Kg/m3 p de l'eau 103 Kg/m3 eau de mer = 1166 Kg/m3.
Plus les poids volumiques des masses concernées par le mouvement de l'invention seront faibles, et plus le liquide sera de masse volumique importante, plus la force subie par la ou les masses sera importante. Donc, plus la poussée ramenant la ou les masses dans le comportement aérien sera grande
2) Exemples de description des masses et de leur système de mobilisation.
Les masses peuvent être de forme aérodynamique afin de diminuer les frottements de l'air dans le compartiment C1 et d'augmenter la force G.
Dans l'exemple pris schéma A, les masses seront rondes, en bois ou en métal creux rempli d'air, de gaz ou de n'importe quelle matière rendant leur flottabilité la plus grande possible
Elles sont reliées par deux tiges T1, T2 à de petits roulements à, billes R1, R2 eux-mêmes ancrés dans des gaines rigides G1, G2 inclues dans un cadre fixe destiné à supporter tout le système.
Dans le compartiment C1 (V Schéma général), le cadre est limité aux gouttières et à leur support donc, non fermées afin de réduire au maximum la compression de l'air engendrée par le mouvement de la masse lors de sa descente, donc la résistance opposée au mouvement de celle-ci.
Par contre, C2, compartiment liquide, est fermé et hermétique.
Sur la face inférieure de la gaine supérieure (Gs) et la face supérieure de la gaine inférieure (Gi), sont ancrées des billes ou roulements en contact avec les roulements à billes R1 et R2 des tiges portant les masses M1 et M2.
Ceci permet un mouvement quasi exempt de frottement, donc avec un minimum de perte de force
Les roulements à billes R1 et R2 se prolongent vers l'extérieur par d'autres tiges (T3, T4, les moins épaisses possible + ou-la même épaisseur que la courroie) de transmission sur lesquelles se fixent la courroie, chaîne, ou tout autre système... qui transmettra les forces du mouvement des masses à un générateur électrique
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3) Description générale du système : (schéma B)
1 Description d'un type de trajet imposé à M1 et M2 dans le système servant d'exemple (deux masses reliées par la courroie de transmission). Les masses M1 et M2 se meuvent donc grâce aux roulements à billes auxquelles elles sont raccordées.
Leur parcours se situe d'abord dans un premier compartiment à l'air libre CI, puis dans un compartiment intermédiaire Ci limité par deux valves hermétiques V1 et V2 et se termine enfin dans une colonne de liquide C2, soit différentes phases successives : phase 1 par force de gravité au départ M1 est en D ; la colonne de liquide, donc C2 et le Ci sont noyés ; M1 est retenu, M2 est en A.
On lance le mouvement ; M1 arrive en zone A, étant donné la pente 1 et le cliquet 2, elle subit la force G. Et va se déplacer vers le bas sur les roulements à billes, à ce moment, M2 a déjà subi la force G et est en position zone C.
La chute verticale ayant provoqué une accélération importante, la force développée par M2 est conséquente ; il risque donc d'y avoir un impact important entre les roulements et l'angle courbe de la gouttière en point C.
Pour réduire le choc, on peut envisager un trajet de gouttière en courbe aux points où les masses changent de direction, soit A, B, C, D. Pour diminuer l'impact et ne pas abîmer les pièces mobiles, il faut donc qu'une grosse partie de la force développée par le MRUA subi par M2 soit récupérée par sa transformation en énergie motrice transmise par la courroie. On peut donc envisager, par exemple, que cette transmission se fasse à l'axe de dynamo par la courroie couplée à une espèce de boîte de vitesse automatique de voiture ou de dérailleur de vélo. De même, la récupération de la force produite par la masse est quasi nulle au point A, début de la course afin de permettre une mise en mouvement facile, tandis qu'elle sera plus importante en C afin de réduire l'impact dû à la chute de la masse.
Une étude exacte des forces, masses, hauteurs et résistance des matériaux permettra de calculer précisément la logique de transmission à appliquer. En C, M2 a donc une vitesse et une force transmise à l'axe de la dynamo, mais également à M1 puisque les deux masses sont reliées par la courroie de transmission, quoique M1 ait déjà sa propre force de propulsion vers le haut (Principe d'Archimède), il sera de plus tracté par les courroies pour sortir du compartiment fluide. Un cliquet placé sur ou dans la paroi interne des gaines G1 et G2 et permettra le passage de T1 T2 vers le haut, mais pas son retour en arrière. Le cliquet sera placé à une hauteur qui empêchera M1 et M2 de redescendre et les obligera à entamer leur course dans la gouttière du trajet concerné et à subir, soit la force G., soit la poussée d'Archimède.
Lorsque M1 arrive en zone B, M2 est alors en zone D, la valve N01 se ferme, isolant le compartiment intermédiaire, c'est-à-dire celui créé entre la valve 1 et la valve 2, tandis qu'en même temps, la valve 2 s'ouvre, laissant entrer l'eau dans le compartiment intermédiaire, qui devient ainsi partie
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intégrante du compartiment fluide C2, le Ci est donc en alternance aérien, puis fluide.
L'eau se remplace de suite grâce à un système de vases communicants reliant C2 en un point Y, situé de la manière la plus adéquate afin d'éviter les remous, à une réserve d'eau placée au-dessus de son niveau.
M2 avec sa vitesse acquise en phase 1, arrive en D, ou le dépasse.
Un cliquet placé sur la T1 ou T2 et les gaines (Voir ci avant) l'empêche de retomber, Il subit alors :
La phase 2 :
Son poids volumique faible lui fait subir une poussée vers le haut, elle dépasse ainsi la valve 2 qui se referme et assure à nouveau l'étanchéité du compartiment fluide C2 tandis que la valve 1 s'ouvre pour laisser passer M1 alors que la valve 3 s'ouvre également pour évacuer l'eau du compartiment intermédiaire qui redevient aérien. M2 arrive ainsi en A, le cliquet 2 l'empêche de redescendre, M1 revient en C, le mouvement continue ainsi de suite...
Toutefois, lorsque M1 parcourt 1+2, M2 parcourt 3 et va en A.
Lorsque M1, va en D, M2 va en B, puis parcourt 2+1'pendant que M1 remonte 3 pour aller en A, il n'y sera que lorsque M1 aura parcouru 2+1' et sera en D. Or, pour y arriver, il faut que V1 soit ouverte. Les valves doivent donc fonctionner de telle manière que dès le passage de la masse en V2, celle-ci se ferme et entraîne l'ouverture de V1 pour permettre à la masse jumelle d'arriver en zone D. Par contre, la fermeture de V1 ne peut se faire que lorsque l'on est sûr que la masse ayant subi la poussée d'Archimède dans le compartiment C2 soit arrivée en A afin de permettre l'ouverture de V2, sans cela, le compartiment fluide inonderait le compartiment intermédiaire alors que la masse qui s'y trouve n'aurait pas encore entamer son trajet sur la pente 1 donc redescendrait en même temps que le niveau supérieur du liquide dans le C2.
Les deux masses seraient d'ailleurs ensembles dans le nouveau compartiment fluide Ci + C2 ainsi créé. L'ouverture de V2 et la fermeture de V1, ne se feront donc que lorsque la masse ayant subi la force G sera en D. Afin d'être sûr que la seconde masse ayant subi la poussée d'Archimède est en A., bloquée par son cliquet et prête à entamer son trajet 1 sous l'action de la force G. Le contact de ce cliquet peut éventuellement servir de signal d'impulsion d'ouverture pour V2, de fermeture pour V1.
Remarques sur le cliquet 2 :
Tout autre système empêchant la masse de redescendre et l'obligeant à entamer sa course dans la pente N01 peut également être utilisé. Pour exemple :
Un système rétractable au passage de T1 remis en place (repoussé par un ressort) après le passage de cette dernière.
(Voir schéma A) On peut envisager de doter cette pièce mécanique d'un système d'ascension, qui pousse T1 jusqu'au point de départ de la pente 1 où la masse subira à nouveau la force G.
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Système ailette électrique qui soutiendra et propulsera M jusqu'à son point de départ dans la pente 1.
'Système petites valves dans la paroi interne du compartiment
C2 (V. Schéma B), la valve se lève, fait monter le niveau de
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l'eau dans C2, donc la hauteur de la course de la masse vers
A, puis, dès que la masse est engagée dans la pente 1, rétraction de la dite valve tandis que la masse entame librement son mouvement de A vers B.
On peut également envisager que la masse propulsée par le Principe d'Archimède remonte légèrement au dessus de A, un cliquet l'empêche de retomber et l'oblige à s'engager dans une courbe inverse la ramenant sur la pente 1 en J (V. schéma B).
Les hauteurs et distances 1,2, 3 ainsi que les calibres des masses et compartiments seront étudiés de telle sorte que les remplissages et vidanges du compartiment intermédiaire ainsi que les mouvements des valves hermétiques et le remplacement de l'eau par le vase communicant aient le temps de se faire. Lorsque les masses sont soumises à la force G, seules leurs surfaces de résistance à l'air et la hauteur de la chute influenceront le MRUA et non la masse elle-même. Les deux masses ayant la même surface d'exposition, le poids volumique sera donc établi de telle sorte que la vitesse de remontée dans l'eau soit le plus possible égale à la vitesse de descente dans le compartiment aérien.
De plus, dans cet exemple, les deux masses étant reliées en circuit fermé par la courroie de transmission le mouvement de l'une est synchronisé par l'autre ; ou, du moins, sont-elles inter-dépendantes ; par exemple, celle arrivant en C va exercer une traction sur la seconde favorisant son engagement dans la pente 1. Cet aspect se retrouve également dans l'exemple de transmission répartie en compartiments séparés envisagés ci-après ; en effet, (V. Schéma H) le fait de relier deux axes entre eux, (pour exemple : axes 9 et 10) entraîne automatiquement l'influence du mouvement d'une masse sur le mouvement de l'autre par l'intermédiaire des chaînes de transmission où s'accrochent les dites masses.
20 Deuxième type de trajet :
Les deux compartiments sont répartis en cercle (V. Schéma A").
Au point A, la masse subit l'attraction terrestre, elle descend, passe la valve 1 qui se ferme ; V2 s'ouvre, la masse remonte dans C2. Le raisonnement est toujours le même, hormis les faits que dans ce cas : l'impact, lors de la chute de la masse en C1, est inexistant. la masse M1, si elle est flottante dans sa globalité, va remonter dans la colonne liquide Jusqu'à ce que son centre soit en Ax.
La traction exercée par M2, après avoir subi G combinée à la poussée que M1 a subie dans C2, devrait suffire pour que cette dernière dépasse A pou subir à son tour la force G, si pas, une simple poussée supplémentaire provoquée par n'importe quel système de propulsion, engendrera ce mouvement.
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30Système avec une seule masse :
Le raisonnement appliqué au système avec deux masses est le même sans les problèmes de synchronisme : la masse pénètre dans le Ci, la valve se ferme, V2 s'ouvre et la masse subite la poussée d'Archimède.
40 Système à une colonne : Schéma K : m= masse de l'objet.
M= masse d'eau
Dans ce système, la masse est suspendue au point A par un cliquet au-dessus de la colonne remplie d'eau. La colonne se vide à l'extérieur après ouverture d'une valve soit mobile (V1'), soit fixe (V1) par où s'écoule l'eau. Ce flux fait tourner une turbine TU1, qui va produire une énergie E1 provenant de la force F= à MgH développée par la chute du volume d'eau dont le niveau passe successivement des points 1 à 2 à 3 etc... avec la hauteur de chute diminuant au fil du temps.
La colonne vidée, le cliquet lâche la masse qui va en B et développe une force égale à F1 =m1 gH transmise à un générateur ; de même une turbine ou mieux une palle (P) rotative montée sur roulement comme la masse et équipée de flotteurs F. situés sous sa structure porteuse descend en B, développant la même force F2=m2gH m2 étant la masse du système palle ou turbine. M1 est retenu en B par un cliquet. L'eau, qui s'est écoulée de la colonne a été recueillie dans un bac de faible hauteur (B*), on la repompe dans la colonne, l'énergie (E1) produite par l'écoulement de l'eau dans la première phase, sera réutilisée complètement pour repomper l'eau dans un autre bac de faible hauteur B' fermé par une valve V2.
En effet, la force produite par l'écoulement de la masse d'eau située en 1, servira à repomper celle-ci en 1', celle située en 2 pour repomper la même en 2'et ainsi de suite jusqu'en X.
La résultante est donc quasi nulle. M1 reste en B attachée à son cliquet, par contre, au fur et à mesure du remplissage de la colonne, l'eau qui s'écoule est canalisée sur la palle (ou turbine) P qui va développer une énergie Ep, sa rotation étant transmise par courroie ou chaîne à un générateur, de plus, cette palle (ou turbine) est posée sur flotteur. Le niveau d'eau montant va soulever le tout vers le haut et développer une force suivant le Principe d'Archimède. Ce mouvement transmis par courroie ou autre moyen à un générateur produira une force (Fp) transformée en
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énergie : lorsque le niveau d'eau atteint le point 0, la colonne est remplie, le cliquet B s'ouvre, lâche la masse M1 de poids volumique inférieur à celui du fluide M1 remonte et va s'accrocher en fin de courses au cliquet A qui la retient.
Développant une force (FM1) = (M-m1) gH récupérée par transmission à un générateur, puis le mouvement recommence. Pour éviter l'impact de la masse M et de la palle avec le fond de la colonne, soit toute l'énergie développée par leur chute aura été transmise, soit la masse et la palle peuvent ne pas arriver sur fond sec, mais pénétrer dans l'eau maintenue à un niveau N1 ; dans ce cas, l'écoulement d'eau ne se fera que jusqu'à ce niveau en C Les résultantes et principe restent les mêmes, mais sur des hauteurs différentes. En conclusion, la force produite par la vidange de la
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colonne est réutilisée pour la remplir ensuite, mais on récupère les forces et énergies suivantes : F1+F2+Ep+FP+FM1.
Plusieurs colonnes seront couplées en parallèle et synchronisées de telle manière que le rendement énergétique soit maximal et sans à coup.
4) Herméticité des compartiments intermédiaire et fluide :
Le compartiment C2, doit, lorsque la valve 2 est fermée, être complètement hermétique et retenir l'eau ou le fluide choisi afin que la masse qui s'y situe puisse subir la poussée d'Archimède et remonter vers la surface dans ses gouttières de circulation jusqu'au point A. De même, lors de l'ouverture de V2 avec fermeture de V1, le compartiment intermédiaire devient liquide et doit être hermétique afin d'y conserver le fluide venant de C2. Il faut donc que la masse poursuive son trajet sans que le fluide ne sorte du nouveau compartiment Ci + C2 créé. Les diverses possibilités envisagées influenceront le type de valves du moins leurs surfaces, leur structure et leur configuration.
Dans tous les cas, contrairement à C1, Ci et C2 sont constituées de parois complètes fermées en caisson dans lesquelles sont inclues G1 et G2 et ne laissant passer que les valves en mouvement.
Exemples de solutions : (toute solution déjà existante sur le marché peut être utilisée) a) Le plus simple est de rendre hermétiques les parois internes des compartiments à partir du niveau de la valve 1, tout en permettant le mouvement des masses sur leur roulement à billes R1 et R2 dans les gaines G1 et G2, La paroi interne de G1 et G2 peut se refermer par des valves taillées en angle et rétractiles au moment du passage de T1 et T2. Ces pièces peuvent être complétées par une autre plus petite et hermétique fixée sur T1 et recouvrant à l'extérieur (extérieur toujours vu par rapport au centre de la masse M) l'espace ouvert par T1 dans G1, lors de son passage dans la paroi interne cette pièce empêchant l'écoulement d'eau-Schéma A'.
Ces pièces rétractiles peuvent être incorporées dans les gaines G1 et G2 et porter les billes des gouttières. Au passage de R1, elles vont s'ouvrir juste suffisamment pour laisser passer T1 et T2 ou T3 T4 puis se referme (schéma C). b) On crée une galerie fixe, extérieure à G1 G2, prolongeant leurs parois supérieure et inférieure jusque contre le cadre fixe ; sur toute leur longueur dans le compartiment intermédiaire et le compartiment fluide à partir de V1.
Dans ce cas, V1 et V2 s'étendent jusqu'au bord extérieur de la paroi externe de G1 et G2. (V. Schéma A et schéma D).
Si l'on utilise une courroie de transmission, celle-ci sera fixée sur T3-T4 qui seront des lamelles d'acier (ou autre), les plus fines possible.
Dans le compartiment précédemment décrit, qui s'étend donc à l'extérieur des gaines, de V1 jusqu'en haut de C2, on accroche dans la paroi fixe et la paroi externe de G1 et G2, au niveau de V1 et de V2, deux rouleaux se
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prolongeant dans les dites parois par des roulements à billes leur permettant de tourner sur eux-même en laissant passer la courroie et assurant l'étanchéité du nouveau compartiment extérieur créé.
(schéma A et D-vue du dessus). c) Dans le même contexte de nouveau compartimentage externe, la transmission peut se faire par une chaîne à maillons ; dans ce cas, la surface de communication créée par le passage de la chaîne entre C 1 et Ci et Ci et C2 au niveau du compartiment externe à G1 et G2 (et/ou T3 et T4 entraînent la chaîne) est plus faible et rendue hermétique par le petit caisson bourré de graisse dans lequel passe la chaîne entre deux engrenages : un supérieur, un inférieur. (Schéma D).
Dans le cas où les deux masses ne sont pas directement reliées entre elles, aucune continuité de couroi ou de chaîne de transmission n'est à assurer entre les trois compartiments, le problème d'herméticité ne se pose donc plus, puisque les valves V1 et V2 suffiront à assurer celle-ci à chaque passage des masses dans les compartiments à isoler indépendamment les uns des autres ; aucune pièce ne devant plus être simultanément dans l'un et l'autre.
5) Exemples de types de valves :
Les valves devront être en matériau aussi léger que possible pour diminuer le travail à fournir pour leur mobilisation. Elles peuvent être activées électriquement ou mécaniquement. Dans le premier cas, un faisceau IR, coupé par le passage de la masse en D où un commutateur raccordé au cliquet 1 enclenchera la fermeture de V1 et l'ouverture de la V2. Le passage de la masse après V2 fera l'inverse. Fermeture de V2 + ouverture de V3 + V1 et vidange du compartiment intermédiaire. Le principe reste le même avec ouverture et fermeture mécanique. En particulier pour la valve N'l, sa fermeture peut se faire par la force G., grâce à son propre poids Par exemple, on peut imaginer une poulie sur cliquet, enroulant un câble destiné à relever la V1.
Au moment du passage de la masse (M1 ou M2), l'extrémité de la tige T1 ou T 4 débloque le cliquet, ou n'importe quel autre système de blocage libérant la poulie qui, sous le poids de V1, va tourner et laisser descendre V1. Si on relie V1 à V2 par deux câbles sur poulie, la fermeture V1 entraîne ou facilite l'ouverture V2. Si l'on arrive à rendre hermétique la paroi interne de G1 et G2 (V. avant 4a) dans les Ci et C2, les valves viendront obstruer toute la lumière allant de la paroi supérieure à la paroi inférieure du cadre fixe, dans l'épaisseur des parois internes de G & et G2 (schéma F par exemple).
Si, par contre, on n'arrive pas à hermétiser la paroi interne de G1 et G2 sur toute la hauteur correspondant à Ci + C2 et que l'on a recours aux solutions 4 b et c, les valves occuperont une superficie latérale allant du bord extérieur de la paroi externe de G1 au bord externe de la paroi externe de G2 en avant des systèmes d'herméticité 4b ou 4c. Dans ce cas, au moment de leur retrait, les valves vont laisser un vide de billes dans la paroi
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supérieure et inférieure de G1 et G2. Elles seront donc prolongées de tiges supportant des tronçons de gaines à billes (type G1-Gé) qui viendront s'encastrer dans le vide pour combler l'absence de roulement permettant la progression sans frottement ni accroc de R1 et R2 (V.
Schéma F)
On peut également envisager une valve rotative et alternative ; deux axes de rotation externe au cadre fixe et situés plus ou moins de part et d'autre du point D, font tourner un tambour ou demi tambour ; un peu comme une roue à aube ou un tambour de machine à laver ; La paroi du tambour est alternativement pleine (valve) puis vide de telle sorte que le mouvement alternatif ou de rotation imprimé à la partie pleine, permette à celle-ci de faire office de valve de fermeture lorsqu'elle s'encastre entre les parois d'un compartiment tandis que le vide lui succédant fera office de valve ouverte.
Ainsi, V2 (partie pleine en place dans C2) est fermée. Le tambour tourne, la partie pleine (actuellement V2) tourne aussi ; s'encastre en C1 faisant office de V1 fermé, et laissant à sa place la partie vide, soit V2 ouvert.
B. Autres exemples de réalisation avec deux masses indépendantes. a) Exemple de réalisation surtout envisagé au cas où il serait impossible de rendre étanche les gaines G1, G2) de circulation dans les compartiments intermédiaires et fluides à cause de la continuité de la courroie entre les deux masses et au travers des trois compartiments ; dans ce cas, la courroie de transmission n'est pas fixée sur la tige extérieure porteuse T3 et/ou T4, mais tendue entre les petits axes de transmission des générateurs eux-même. Ces axes peuvent toutefois ne pas induire directement la production de courant électrique, mais être libres. Dans ce cas, ils ne serviront qu'à la transmission de la force produite par le mouvement des masses à un axe central dont la rotation sera, elle, directement inductrice d'une production électrique.
La courroie ou la chaîne de transmission présente un point d'ancrage où s'accrochera un crochet inclus dans les tiges extérieures T3 T4 (ou tout autre système d'accrochage ou entraînement)
Par exemple, (V. Schéma A 3), système à crochets rétractiles : (type pince à linge). Au point A, le crochet arrime la courroie de transmission grâce à l'anneau d'ancrage prévu à cet effet sur sa face supérieure et entraîne son mouvement. Arrivé au niveau de la valve 1, un buttoir en angle ouvre la pince, soulève donc la patte d'accrochage rétractile insérée dans T3 et T4 et relâche la courroie qui circule à l'extérieur des compartiments intermédiaires et fluides (schéma H), autour de ses propres axes 1,2, 3 4.
Passé ce cap, le système d'accrochage, sous l'action d'une pression exercée par un ressors de rappel comprimé lors de la phase précédente ou de tout autre système de pression/contre pression, reprend sa place pour à nouveau arrimer la courroie située dans le Ci autour des axes 5,6, 7,8 et indépendante de la corroie précédente, du moins à l'intérieur de Ci. Les axes 5,6, 7,8 du compartiment intermédiaire seront entraînés par le mouvement de cette corroie.
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Arriver à la valve 2, même opération de re-lâchage avec buttoir en angle, puis passé cette valve, le crochet reprend son arrimage de la courroie entraîne ainsi les axes 9,10, 11, 12 suivant le même principe que précédemment.
Arrivé au point correspondant à l'axe 10 nouveau buttoir afin que le crochet s'arrime à nouveau au circuit de transmission des axes 1,2, 3,4.
Les axes et les circuits de courroie peuvent être rendus interdépendants grâce à un éventuel couplage par une courroie toute extérieure reliant par exemple deux axes, le 1 et le 9.
En conséquence, lorsque M1 décroche la courroie au niveau de la valve 1, M2 prend le relais quant au mouvement imposé aux axes 1,2, 3,4.
Dans le cas d'espèce envisagé ci-dessus, on crée donc trois zones de transmission distinctes et indépendantes correspondant chacune à un compartiment C1, Ci, ou C2, évitant ainsi les problèmes d'isolation hermétique des compartiments Ci et C2, puisque chaque compartiment est doté d'un système de transmission qui lui est propre sans qu'aucun passage de l'un à l'autre ne vienne affecter son étanchéité en laissant passer le fluide destiné à permettre l'application du Principe d'Archimède, donc à faire remonter la masse concernée vers le point A.
Q1 Dans le cas des deux billes indépendantes avec courroie ne traversant pas les trois compartiments. Un autre système plus simple encore est envisageable. (Schéma i) Le système de transmission peut-être supprimé dans un ou deux compartiments.
En effet, on peut réaliser selon le schéma H, un système simplifié où seuls les axes 1,2, 3,4 et 9,10, 11,12 seraient reliés par courroie de transmission laissant le trajet des masse M1 et M2 dans le compartiment intermédiaire tout à fait libre. Plus simple encore, on pourrait même n'utiliser que la force G. Pour produire l'énergie électrique, grâce à la rotation des axes 1,2, 3,4 Le Principe d'Archimède et sa poussée ne servant qu'à ramener la masse au point A. Dans ce cas (V. schéma i),
La masse M1 accroche la courroie au point A. Tout au long de son parcours dans C1, M1 va donc entraîner la courroie de transmission et produire de l'énergie.
M1 arrivé en C, M2 est en A, au niveau de l'axe 4, soit avant V1, M1 relâche la courroie et entre en Ci puis en C2 ; M2 a alors déjà pris le relais de transmission, est entre les axes 1 et 2, transmet donc la force de son mouvement afin de produire de l'électricité, et ainsi de suite...
C. Autre exemple de réalisation avec Ci noyé en permanence (schéma J)
Dans ce cas, nous réalisons le prototype suivant :
C1 reste un compartiment aérien où la masse va subir la force de gravité
F = MGH, par contre, le compartiment intermédiaire Ci est déjà rempli de liquide.
Ce compartiment est limité par deux valves hermétiques V1 et V2 situées à un même niveau par rapport au sol afin que selon le Principe des
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vases communicants, le niveau du liquide soit le même dans les portions des colonnes de circulation gauche et droite correspondant au compartiment intermédiaire.
Lorsque V2 est fermée, elle retient ainsi le volume de liquide situé au dessus d'elle dans la colonne de circulation droite, ce qui correspond au compartiment C2.
Le compartiment intermédiaire est donc complètement noyé entre V1 et V2. Pour ce faire, on ferme V1, on remplit Ci + C2 jusqu'au niveau supérieur requis pour ré-enclencher le mouvement de la masse M1 dans le compartiment aérien C1 (soit le point A) ; puis on ferme V2. On peut alors ouvrir V1 sans que le niveau de liquide ne dépasse son niveau dans la colonne de circulation gauche (correspondant à C1) puisque les niveaux de V1 et V2 sont identiques. Le liquide restera donc en équilibre entre ces deux limites même si V1 est ouverte.
La masse M1 lâchée du point A va subir la force G et parcourir le trajet de longueur et hauteur a + b jusqu'au point B. V1 étant ouvert, elle va pénétrer dans le liquide contenu dans Ci et poursuivre sa course sur une profondeur équivalente à H2 + H3 à calculer et dépendante de H1, du poids de M1, et de la force résiduelle (après transmission au générateur) de la masse M1 après sa chute dans C1.
Au passage, cette masse montée sur roulement à billes, va rencontrer au point C un cliquet où tout autre système d'aiguillage (ex : rails de chemin de fer,...) permettant son passage vers le bas mais l'empêchant de reprendre le trajet C du compartiment intermédiaire lorsqu'elle subit la poussée d'Archimède, et l'obligeant à suivre le trajet d dans Ci vers V2 et C2.
Après avoir parcouru C1, la masse pénètre en Ci où elle déplace un volume de liquide égal au sien qui débordera au-dessus du niveau de V1, dans C1 et sera recueilli dans un bac (BAC), V2 étant à ce moment fermée.
M1 poursuivra sa course jusqu'à la limite inférieure H3 avant de remonter sous l'action de la poussée d'Archimède qui la renverra sur le trajet d du compartiment Ci vers V2 et C2 puisque le cliquet ou tout autre système d'aiguillage empêchera sa course vers le trajet c ; V1 se ferme, V2 s'ouvre et M 1 entame sa remontée vers A.
V2 ne se refermera qu'après le passage de M1 au delà du point D, le niveau d'eau dans le compartiment intermédiaire va retrouver un nouvel équilibre entre V2 fermé et V1 ouvert.
Les deux valves peuvent d'ailleurs n'en former qu'une préfabriquée de telle sorte que V2 fermée, V1 est ouvert et vice et versa si toutefois une telle structure n'alourdit pas la manipulation, le temps de fermeture et la consommation d'énergie nécessaires à l'opération. M1 arrivé en A, il reprend sa course en C1, le vase communicant (VC) ayant comblé C2 du volume de liquide nécessaire à ramener M1 à cette position (volume correspondant au volume de M1)
En A, M1 subira à nouveau G grâce à la pente a et, si cela s'impose, à une petite impulsion fournie par un piston P.
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Au long de sa course, la masse, comme dans les précédents exemples, est reliée à des sangles où à tout autre système de transmission permettant le transfert de la force déployée à des générateurs électriques.
Les avantages de ce modèle par rapport aux précédents sont : 10 l'évite les problèmes de résistance de matériaux inhérents à l'impact de la masse et de ses roulements à billes, en fin de course C1, avec l'angle de la gouttière d'accès à Ci. En effet, dans ce cas, M1 continue son trajet perpendiculairement au sol, sans aucun changement de direction, et dans un milieu liquide moins brutal jusqu'à la limite inférieure de H3. Il n'y a donc plus de choc entre les roulements (R1 R2) constitués de matériaux solides et l'angle de la gouttière donnant accès à Ci également construite en matériaux durs et résistants.
20 Le trajet parcouru par la masse, donc le travail fourni et transformable en énergie électrique se fait sur un plus long parcours qui équivaut à : a + b + c + d + H1 alors que la force nécessaire à re-pomper le volume d'eau perdu dans le BAC et égal au volume de la masse, vers VC et afin de remplir C2 ne sera que celle nécessaire à amener l'équivalent en volume d'eau de M1 sur une hauteur égale à H1.
30 Deux valves suffisent.
40 Une autre possibilité peut également être envisagée pour réinsérer dans les compartiments liquides le volume d'eau correspondant au volume de M1, et expulsé au moment où la masse pénètre dans le compartiment intermédiaire liquide- un piston hydraulique peut être placé sous le niveau de V1 ou de V2 et connecté au compartiment intermédiaire. (Ou à tout autre endroit plus propice)
Ce piston repoussera le volume de liquide recueilli dans le BAC, vers Ci. Une étude complète des pressions à vaincre lors de la réalisation de cette opération permettra de vérifier SI la force nécessaire pour la mener à bien est égale, supérieure ou inférieure à celle nécessaire à re-pomper le même volume d'eau sur une hauteur H1 jusqu'au point A.
De même, la position et la connexion éventuelle la plus avantageuse du piston sera aussi déterminée.
Autre remarque :
Dans cet exemple, M1 devra avoir une forme réduisant au maximum sa résistance à la pénétration dans l'eau et donc le choc de l'impact qu'elle subira à ce moment.
50 Plus simple encore, l'eau expulsée s'écoule sur une hauteur H2+H3 et actionne une turbine extérieure comme pour un barrage normal, dans ce cas, la résultante des forces récupérables. Si m=masse de M1, M masse d'eau =F=mgH1 +Mg (H2+H3) +Mg (H1+H2+H3)-mg (H1+H2+H3) soit Mg (H1 +H2+H3) + (M-m) (H2+H3) ou M=Masse de l'eau ; le poids volumique de l'eau de l'eau étant le double de celui du bois ; pour exemple, on dispose donc d'une force supplémentaire par rapport au barrage normal or certains tests élémentaires avec un corps flottant non acro dynamique montre que H2+H3=parfois 2 fois H 1