BE1020186A5 - Production d'energie par pistons hydrauliques alternes. - Google Patents

Abstract

La présente invention concerne un procédé pour la production d'énergie constant et écologique permettant d'actionner des machines tournantes compatibles dans un très faible apport d'énergie externe ou autoproduite, ainsi qu'un dispositif de mise en oevre dudit procédé.

Description

PRODUCTION D'ENERGIE PAR PISTONS HYDRAULIQUES ALTERNES

La présente invention concerne un procédé de production d'énergie alternative renouvelable, décentralisée, constante et écologique permettant d'actionner des machines tournantes, dont des machines linéaires actionnées par vérin, dans un très faible apport d'énergie externe ou auto-produite, ainsi qu'un dispositif de mise en œuvre dudit procédé.

Nous connaissons les productions décentralisées d'énergies alternatives par l'éolien, le voltaïque qui malheureusement ne sont pas constantes.

Le problème à résoudre est de produire une énergie constante délocalisée, alternative et renouvelable sans aucune pollution, une technologie simple et fiable dans un investissement rationnel accessible pour des habitations familiales et petites industries.

L'installation du procédé de l'invention dans un local ne perturberait pas l'aspect de l'environnement des zones d'habitats, permettrait de rendre autonome en énergie des résidences individuelles et/ou des petits hameaux, l'artisanat et la petite industrie. Cette technique serait particulièrement intéressante pour des zones isolées desservies par le réseau électrique.

Dans l'industrie, l'artisanat, l'agriculture, ce procédé permettrait de faire fonctionner des machines tournantes tels que compresseurs, groupes de froid, pompes, turbines, moteurs hydrauliques, génératrices et ce, avec peu d'apport d'énergie externe. Cet apport d'énergie externe serait sous forme d'air comprimé ou hydraulique pour actionner les diverses vannes et pour le gonflage des joints.

Plusieurs techniques dans le même domaine sont connues : US4207741 - US2003214135 - W02006IN00259 - GB2357554 - W02007049288 - W02007004290

Ces procédés sont complexes, certains démesurés, difficiles à gérer par un citoyen lambda et d'un coût d'investissement élevé.

Le dispositif selon la présente invention consiste en un châssis sur lequel sont disposés deux cylindres dans lesquels sont installés deux autres cylindres plus étroits équipés chacun d'un piston flotteur réunis par un 1 dispositif pour permettre le mouvement des pistons horizontalement et ensembles dans chaque cuve cylindrique. La course des pistons est bloquée vers le haut à mi-hauteur des cylindres et vers le bas en fond de cuve, ces doubles pistons flotteurs sont équipés de joints toriques et gonflables et également de vannes pneumatiques d'ouverture/fermeture actionnées par des équipements externes pneumatiques ou hydrauliques régulés par des sondes commandées par un logiciel informatique.

Le procédé de l'invention est caractérisé par la I création d'une pression alternée engendrée par le poids d'un liquide au-dessus des pistons flotteurs (attraction terrestre) et par le poids de ces pistons flotteurs. La pression concentrée et alternée utilisée est celle qui se produit sur les pistons étroits à l'intérieur des grandes cuves.

Au départ, les cylindres de gauche (grand et petit) représentés à la Figure 1, les vannes des pistons flotteurs étant ouvertes, est rempli à 100% d'un fluide liquide à raison de 50% sous le flotteur et 50% ou plus 1 au-dessus du piston flotteur.

Les cylindres de droite, les vannes des pistons flotteurs étant ouvertes et les vannes de bas de cylindres étant fermées, sont partiellement remplis au-dessus de leur piston flotteur.

Le mouvement commence par la cuve de gauche remplie à 100%, les vannes des pistons solidaires en descente sont fermées, la vanne d'évacuation du liquide en basse pression vers le sommet de l'autre cuve (à droite) est ouverte, la vanne du conduit de liquide en haute pression est aussi ouverte vers l'alimentation du dispositif de transformation de l'énergie du fluide liquide en énergie mécanique.

Le poids du liquide sur le piston flotteur provoque sa descente lequel exerce une pression sur le fluide liquide sous ce piston flotteur. Le fluide liquide pressurisé du grand cylindre (à gauche) est transféré en pression libre vers le sommet de l'autre cylindre (à droite), le fluide liquide pressurisé dans le petit cylindre supportant tout le poids de la charge. Ce fluide liquide est transféré par une canalisation sous pression vers un régulateur de pression et de débit. Le fluide liquide sous pression est amené vers la transformation au moyen d'un vérin hydraulique équipé d'un système poulie-bielle-manivelle pour actionner une machine tournante par courroie crantée, par engrenages ou autres, dans diverses possibilités de démultiplications.

Le rejet du liquide vidé de son énergie par le vérin double effet (principe de Biaise Pascal) en action rejoint l'évacuation pour l'autre double cylindre (à droite).

Les pistons solidaires, vannes ouvertes, des grand et petit cylindres (à droite) qui réceptionnent le fluide liquide transféré venant des autres cylindres (à gauche) remontent progressivement en flottaison par l'apport d'eau et par une aide au frottement fournie par la traction en balancier du dispositif de poulies tandis que les tuyauteries d'évacuation du liquide en pression libre et sous pression sont fermées.

Lorsque le piston flotteur sous pression (à gauche) est arrivé aux taquets du bas de cuve, la commande des vannes s'inverse, le cylindre (à droite) est chargé et commence sa descente, ce qui caractérise le mouvement alterné continu.

Les pistons sont équipés de joints gonflables alimentés par un compresseur ou groupe hydraulique externe, gonflés dans la descente, dégonflés dans la montée.

Le liquide est une huile de coupe, en faible pourcentage d'huile, avec adjonction d'antigel. Il est nécessaire d'effectuer périodiquement un appoint de liquide pour compenser en l'occurrence les pertes et 1'évaporation.

Désignation des constituants selon la Figure 1 1 - Châssis de support 2 - Sens alterné du mouvement 3 - Grand cylindre à gauche 4 - Petit cylindre central à gauche 5 - Grand cylindre à droite 6 - Petit cylindre central à droite 7 - Pistons flotteurs des petits cylindres avec joints gonflables 7a - Pistons flotteurs des grands cylindres avec joints gonflables 7b - Carcan cage couronne pour la réunion des pistons flotteurs 7 et 7a 8 - Poulie et câbles, sous la poulie, pour le raccordement aux flotteurs au moyen d'une élingue à 4 branches 9 - Régulateur de pression et de débit 10 - Vérin hydraulique à double effet 11 - Flexibles hydraulique pour haute pression 12 - Poulie-bielle-manivelle 13 - Alternateur ou autres machines tournantes 14 - Tuyauterie pour haute pression 14a - Conduit de dérivation pour haute pression 15 - Tuyauterie pour basse pression 15a - Conduit de dérivation pour basse pression 16 - Vanne fermeture/ouverture du piston du grand cylindre 3 à gauche 17 - Vanne fermeture/ouverture du piston du petit cylindre 4 à gauche 18 - Vanne fermeture/ouverture du piston du grand cylindre 5 à droite 19 - Vanne fermeture/ouverture du piston du petit cylindre 6 à droite 20 - Vanne fermeture/ouverture de la canalisation basse pression issue du cylindre 3 à gauche 21 - Vanne fermeture/ouverture de la canalisation basse pression issue du cylindre 5 à droite 22 - Vanne fermeture/ouverture de la canalisation haute pression issue du cylindre 4 à gauche 23 - Vanne fermeture/ouverture de la canalisation haute pression issue du cylindre 6 à droite 24 - Vanne fermeture/ouverture pour le transfert du fluide liquide dans les cylindres 3 et 4 à gauche 25 - Vanne fermeture/ouverture pour le transfert du fluide liquide dans les cylindres 5 et 6 à droite 2 6 - Conduit de déversement dans les cylindres 3 et 4 ou 5 et 6

Claims (13)

1. Procédé pour la production d'énergie apte à être convertie en énergie motrice pour actionner des machines tournantes (13), en particulier des machines tournantes compatibles ou des machines linéaires actionnées par vérin (10), au départ d'un dispositif contenant un premier cylindre (4) comportant un piston flotteur (7) ajusté au diamètre de ce cylindre, caractérisé en ce que : - ce premier cylindre étant situé à l'intérieur d'un second cylindre (3), ce second cylindre, de diamètre supérieur à celui dudit premier cylindre et de même hauteur que celui-ci, comportant un piston flotteur (16) ajusté au diamètre de ce second cylindre et solidaire, dans le même plan horizontal, du piston flotteur du premier cylindre, ce qui constitue un premier ensemble de deux cylindres, et - le premier et le second cylindres contenant chacun un même liquide au-dessus de leur piston respectif et en-dessous de ce piston respectif en sorte que le poids du liquide au-dessus de chaque piston et le poids de ce piston exercent une pression sur le liquide en-dessous de ce même piston, la production d'énergie utile pour la conversion en énergie motrice est obtenue par l'intermédiaire de la pression exercée uniquement sur le liquide en-dessous du piston du premier cylindre.

2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que chaque piston est muni d'une vanne d'ouverture/fermeture (16, 17).

3. Procédé selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que : a) le liquide situé en-dessous du piston du premier cylindre est transféré, par l'intermédiaire d'un conduit d'alimentation (14) en liquide haute pression muni de deux vannes d'ouverture/fermeture (22, 23) et d'un conduit de dérivation (14a) branché entre ces deux vannes, afin de convertir la haute pression de ce liquide en énergie mécanique, puis ledit liquide, par l'intermédiaire d'un conduit de déversement (26) muni de deux vannes d1ouverture/fermeture (24, 25), est rejeté, b) le liquide situé en-dessous du piston du second cylindre est transféré par un conduit d'alimentation (15) en liquide basse pression muni de deux vannes d'ouverture/fermeture (20, 21), ensuite par l'intermédiaire d'un conduit de dérivation et enfin par l'intermédiaire du conduit de déversement (26) pour être rejeté, au-dessus du piston (18, 19) de chaque cylindre d'un second ensemble de deux cylindres identiques au premier ensemble de deux cylindres.

4. Procédé selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que la course des pistons des deux cylindres de chaque ensemble est limitée par des taquets situés à mi-hauteur de chaque second cylindre et d'autre part à proximité du fond de ce second cylindre.

5. Procédé selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce qu'il comprend les étapes suivantes : - fermeture des vannes (16, 17) des pistons (7, 7a) du premier ensemble de deux cylindres, - fermeture de la vanne (24) permettant l'isolement du liquide par rapport aux deux cylindres du premier ensemble et ouverture de la vanne (25) permettant le rejet du liquide dans les deux cylindres du second ensemble, - ouverture de la vanne (20) la plus proche du second cylindre de ce premier ensemble de deux cylindres et qui est située sur le conduit d'alimentation (15) en liquide basse pression ainsi que fermeture de la vanne (21) la plus proche du second cylindre du second ensemble de deux cylindres et qui est située sur ledit conduit d'alimentation en liquide basse pression, - ouverture de la vanne (22) la plus proche du premier cylindre de ce premier ensemble de deux cylindres et qui est située sur le conduit d'alimentation (14) en liquide haute pression ainsi que fermeture de la vanne (23) qui est la plus proche du premier cylindre du second ensemble de deux cylindres et qui est située sur ledit conduit d'alimentation en liquide haute pression, - sur le conduit de déversement (26), fermeture de la vanne (24) la plus proche du second cylindre du premier ensemble de deux cylindres et ouverture de la vanne (25) la plus proche du second cylindre du second ensemble de deux cylindres, - descente du piston flotteur (7a) du second cylindre de ce premier ensemble de deux cylindres depuis les taquets situés à mi-hauteur du second cylindre jusqu'aux taquets situés à proximité du fond de ce second cylindre et introduction du liquide dans le conduit d'alimentation (15) en liquide basse pression pour rejoindre la vanne (25) , - descente simultanée du piston flotteur (7a) du premier cylindre de ce premier ensemble de deux cylindres et introduction du liquide dans le conduit d'alimentation (14) en liquide haute pression pour rejoindre d'abord le régulateur de débit et de pression (9) ensuite la vanne (25) qui permet le rejet de ce liquide dans les cylindres du second ensemble de deux cylindres, ce qui provoque le fonctionnement du vérin, - simultanément à la descente des pistons flotteurs des deux cylindres du premier ensemble, montée des pistons flotteurs (7,7a) des deux cylindres (5,6) du second ensemble jusqu'à un taquet situé à mi-hauteur du second cylindre de ce second ensemble, les vannes (18, 19) des pistons de ces cylindres étant ouvertes, - dès contact du piston flotteur du second cylindre du second ensemble de deux cylindres, fermeture de l'ensemble des vannes ouvertes et ouverture de l'ensemble des vannes fermées en sorte que le mouvement de descente ou de montée des pistons flotteurs des cylindres peut s'inverser en un mouvement respectivement de montée ou de descente de façon à créer un mouvement alterné.

6. Procédé selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que pour faire varier la puissance et la vitesse de fonctionnement de machines tournantes, l'on fait varier les dimensions des deux premiers et deux seconds cylindres ainsi que les dimensions des flotteurs et en ce que l'on fait varier le régulateur de pression et de débit du liquide sous pression qui est destiné à la conversion de cette pression en énergie mécanique.

7. Procédé selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que le liquide est de l'eau ou une huile de coupe avec adjonction d'antigel.

8. Procédé selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que les vannes sont actionnées par des équipements externes pneumatiques ou hydrauliques, régulés par des sondes commandées par un logiciel informatique et le mouvement alterné est commandé par un logiciel informatique.

9. Procédé selon l'une des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que l'on effectue périodiquement un apport extérieur de liquide dans les cylindres pour compenser les pertes subies.

10. Procédé selon l'une des revendications 1 à 9, caractérisé en ce qu'après transfert, au-dessus des pistons des deux cylindres du second ensemble, de la totalité du liquide situé en-dessous des pistons des deux cylindres du premier ensemble se crée un cycle de vidanges/remplissages alternés des deux cylindres de chaque ensemble de deux cylindres.

11. Dispositif pour la mise en œuvre du procédé selon l'une des revendications 1 à 10, comprenant : o deux premiers cylindres (4, 6), identiques et de même hauteur, comportant chacun un piston flotteur (7) ajusté au diamètre du cylindre correspondant et un conduit d'alimentation (14) en liquide haute pression reliant entre elles la partie inférieure de ces premiers cylindres, ce piston comportant une vanne d'ouverture/fermeture (17, 19) et ce conduit d'alimentation comportant deux premières vannes d'ouverture/fermeture (22, 23) permettant d'isoler entre eux les contenus des deux premiers cylindres, o un conduit de dérivation (14a) en liquide haute pression branché sur le conduit d'alimentation en liquide haute pression et ce, entre les deux premières vannes, pour la conversion de cette pression en énergie mécanique, caractérisé en ce que : o chaque premier cylindre est situé à l'intérieur d'un second cylindre (3,5) de diamètre supérieur à celui du premier cylindre et de même hauteur que celui-ci, ce qui constitue un premier et un second ensemble formé chacun de deux cylindres, chaque ensemble étant compris dans un châssis porteur (1), o chaque second cylindre est équipé d'un piston flotteur (7a) ajusté au diamètre du cylindre correspondant, ce piston flotteur comportant une vanne d'ouverture/fermeture (16, 18), o le piston de chaque premier et second cylindre est muni d'un joint torique d'étanchéité, gonflable et dégonflable, capable de faire jonction avec la paroi dudit cylindre correspondant, o les seconds cylindres sont reliés entre eux, par leur partie inférieure, au moyen d'un conduit d'alimentation (15) en liquide basse pression, ce conduit d'alimentation en liquide basse pression comportant deux deuxièmes vannes d'ouverture/fermeture (20, 21) permettant, le cas échéant, l'isolation du contenu de chaque second cylindre, o les pistons de chaque ensemble de deux cylindres sont réunis horizontalement au moyen d'un dispositif (7b) formant armature en colonne dont la hauteur équivaut à 50% de la hauteur des cylindres dudit ensemble, o la paroi de chaque second cylindre est munie intérieurement de taquets d'arrêt situés à mi-hauteur de façon à limiter, vers la partie supérieure de ce cylindre, la course du piston qu'il contient et de taquets d'arrêt destinés à limiter la course de ce même piston vers la partie inférieure dudit cylindre tout en maintenant un espace libre dans le fond de ce cylindre, o les taquets d'arrêt sont équipés de contacts aptes à inverser alternativement le fonctionnement par ouverture ou fermeture de chaque vanne, o les contacts des taquets, les commandes des vannes, le gonflage et le dégonflage des joints d'étanchéité et le fonctionnement alterné des vannes sont sous la dépendance d'un logiciel informatique, o un conduit de dérivation (15a) du liquide basse pression branché entre les deux vannes (20, 21) du conduit d'alimentation en liquide basse pression destiné à renvoyer, en un mouvement alterné, le liquide en basse pression issu d'un second cylindre vers l'autre second cylindre, o un conduit de dérivation (14a) du liquide haute pression branché entre les deux vannes (22, 23) du conduit d'alimentation en liquide haute pression destiné à alimenter le processus de conversion de la pression de ce liquide en énergie mécanique, o un conduit de déversement (26) communiquant avec le conduit de dérivation du liquide haute pression et le conduit de dérivation du liquide basse pression, ce conduit de déversement, muni de deux vannes d'ouverture/fermeture (24, 25) , permettant l'isolement de ce liquide ou son rejet dans l'un ou l'autre des seconds cylindres, o deux ensembles de deux poulies (8) solidaires entre eux, l'une des poulies de chaque ensemble étant reliée au sommet du châssis porteur, l'autre poulie étant reliée, par l'intermédiaire d'élingues, aux pistons du premier et du second cylindres d'un des deux ensembles de deux cylindres, de façon à relier entre eux ces deux ensembles de cylindres.

12. Dispositif selon la revendication 11, caractérisé en ce qu'il comprend : o des moyens producteurs d'air comprimé ou des moyens hydrauliques pour 1'actionnement des vannes, o un logiciel informatique pour les commandes des contacts, des vannes, du gonflage et du dégonflage des joints toriques o un régulateur de débit et de pression (9).

13. Dispositif selon la revendication 11 ou 12, caractérisé en ce qu'il contient un nombre pair de premiers cylindres supérieur à 2.