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LE MINISTRE DES AFFAIRES ECONOMIQUES ET DES CLASSES MOYENNES,
Vu la loi du 24 mai 1854 sur les brevets d'invention, modifiée par les lois des 27 mars 1857, 5 juillet 1884, 11 octobre 1919, 3 août 1924, 30 décembre 1925 et 23 juillet 1932, ainsi que les arrêtés royaux du 30 juin 1933 et, n 85, du 17 novembre 1939 et, spécialement, son article 22;
Vu la décision du Ministre des Finances fixant à un mois le délai pour le paiement de la taxe complémentaire;
Vu la requête introduite le 7 juillet 1949 par Mr. G.
MIROLUBOFF, co-titulaire du brevet d'invention n 470.224, au nom de la!. G. MIROLUBOFF et H.M. BARRE, pour "Procédé et installation permettant de capter et d'utiliser la cha- leur souterraine", délivré le 31 janvier 1947 pour prendre cours le 31 décembre 1946;
Considérant qu'il résulte de cette requête que MM. G.
MIROLUBOFF et H.M. BARRE se trouvent dans les conditions exigées pour obtenir la restauration du brevet précité dont la troisième annuité aurait dû être payée au plus tard le 30 juin 1949, ARRETE :
Article ler.- Est restauré le brevet d'invention n 470.224 pour "Procédé et installation permettant de capter et d'utiliser la chaleur souterraine", délivré le 31 jan-
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vier 1947 pour prendre cours le 31 décembre 1946.
Article 2.- La restauration ne sortira ses effets qu' après le paiement des taxes restées en souffrance ainsi que d'une taxe complémentaire égale au montant de celles-ci.
Ce paiement doit être effectué dans un délai d'un mois à compter de la da te du présent arrêté.
Article 3. - La restauration est accordée sous la ré- serve des droits éventuels de tiers.
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Procédé et installation permettant de capter et dtutiliser la chaleur souterraine.
La.présente invention se rapporte à un procédé et à une installation permettant de capter et d'utiliser à toutes fins industrielles la chaleur souterraine libre (dénommée ci- après "chaleur tellurique ou énergie thermo-tellurique").
Elle consiste en la mise en circulation d'un fluide capteur,en général d'un liquide capteur, qui est mis eh con- tact par l'intermédiaire d'une série et habituellement d'unie multitude d'éléments de captation avec le source de chaleur à la profondeur voulue et en l'utilisation, après chauffage, de ce fluide dans des buts calorifiques,frigorifiques ou de production d'énergie thermique.
On décrira ci-après une installation pouvant convenir en vue de la mise en pratique du procédé,objet de l'invention.
La figure 1 est une vue en coupe verticale de l'ensemble de cette installation.
La figure 3 est une vue en coupe verticale d'un étage de captation de la chal eur.
Les figures SA et 3B sont des vues de détail relatives
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au couplage d'éléments capteurs.
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Les figures l,5,o,7 et 8 sont des vues de d,-,t. jj î¯ 0'èl'3- ments capteurs pouvant être utilisés.
LT 11S t'-,il=¯,tlOil ¯ , ¯.", .¯ C 1: ,.i.c..=i U['.811-L .1 L1:C jpir les dessins annexés co .'rend en co..cnç2n' 1 le bas: 1. à "1 1. ;j ÓS C?tti0n "iI.1=;.i et' ¯;e d'utilisation ( '.r..:::',-; :¯:-1'1 us ) III.un étc8 de 1:1>?i?ij:.li=##: io#i ( c u r- être constitué ylr le fond d'un puits CZE ..'¯ii.2 sûsnconné 1 l, Í' 8 t::. ;6 ci C-!) i,c^.:,t10i1 '3.,t ror't&3 ¯ r une e;1. ,:: pur '-, ::e: .1)1 sphsrique 1, 1# ?¯rti r de laquelle sent creusées des paieries 68 captât ion :3.
D#1.ns chacune de ::::::'.5 galeries sont forés des conduits de captation. 3 munis d'éléments de captation qui seront dé- crits ci-après et qui reçoivent un fluide provenant lune conduite générale 4: située dans une paierie verticale 5, reliant l'étage d'utilisation II et le. ch mbre 1.
Dans lagalerie 5 s'étend en outre une conduite 6
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dans laquelle circule le fluide capteur après '1.1 1 n. a été por- une température plus élevée par la chaleur tellurique.
Dans l'installation représentée,la conduite 6 aboutit
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1 --,s d'utilisation à des turbines ou a é.. 'a.u-tiis machines 7.
!r6CÎllJyvïîent dE chacune de ces ¯!ü.C..:.lîeS eGt en liaison .eG une consulte 8 s'étendant par hTl2 ¯lerLE verticale cl jusquà. l'étz<ge III où. se trouve un groupe réfrigérant 10 auquel estraccordée le conduire générale 4 qui s'étend éga- lement dans la galerie 9.
A létage II, se trouvent les turbines 7 et des généra- trices de courant ( non représentées ). La centrale de dis- tribu%ion est installée soit à la surface, soit à l'ét ge I.
A ce dernier étage sont habituellement également situés les ateliers du fond.
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Le groupe réfrigérant 10 sert à la condensation des vapeurs provenant des turbines et reçoit 1+eau ou un au- tre fluide réfrigérant par une conduite 11. Après avoir exercé son action dans l'appareil 10, l'eau est ramenée par une conduite12 à un réservoir 13 situé à l'air libre.
Cette eau de réfrigération peut être de l'eau douce ou de l'eau salée ( eau de Nier ) ou toute autre, solution réfrigé- rante.
La circulation et le refoulement de l'eau de réfrigé- ration se font par auto-siphonnage grâce à l'intervention. d'un château d'eau 14.
Comme déjà- dit, la chaleur tellurique est recueillie par des éléments de captation consistant dans les organes qui, tout à l'extrémité du système, sont en contact direct dvec la source thermique.
En principe, ces éléments capteurs peuvent comprendre un tube on aluminium 15 ( fig. 4 ) oui contient un second tube 16 par lequel le licuide capteur froid est introduit.
Arrivé à l'extrémité'intérieure de ce tube central, qui ne .touche pas le fond du tube extérieur 15,le liquide est re- foulé dans le tube 15 et circule vers l'extérieur autour du tube 16, tout en recueillant la chaleur provenant de la masse solide 17.
Après forage d'un logement ou d'un conduit 3, on pré- voit habituellement une petits explosion dans le but de tasser le sol etune projection de métal en fusion par va- porisation ( procédé Schaub par exemple), de manière à don-
18 ner naissence à une pellicule/(fig. 6 ).
Le tube de captation 15 ayant été introduit et mis en place, on procède une coulée sous pression de métal de manière à remplir tout1'espace entre la couche 18 et l'é- lément de captation. Cette couche de métal est représentée @
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à 1:: figure 6 en l;. 1-e tube intérieur 1.3 l'ornant cbi- oene est ensuite iais eu ,'1-cc.
À 1 figure 5, 1-' ôà9-o i:t de C,r.,,ë;lUi1 ù.>.x au a":i ncr8'Ll:Tf. Il peut être > -.. o .;. L :"1 - 1 ;¯; . '7 en iv¯u;:.o:,,¯iS¯vü; uans le 10;;ci:n311 U.Ji1':.L:¯:¯:. un tube en li .,1 dans le 'u:,l circule i# L licuide oa teur.
.i¯, t = ¯J :¯, C 21 situé 3. l'extérieur du tube e . et l'espace ::.2 33 "¯¯:)L1\ïê¯llt à l'intérieur 1 ses br..l1.01:ê2 ee'u r&..i¯'.li =L . *. :5. une coulée de :.: :1 soue pression.
:L t 1:le11 de e e J j, t .i v 1 o:a peut :;-.1.Ü:-.'JIli être in-in (:Cj- g .. f3 ) c'est-L-dire eue le l02el"I.21t pré'.-1s clément recouvert GO la ILS ';;--'"'\1 être ,¯ .:-:11 entiëreiiient }"3.:C' C:O..i¯.:C '::::0',-;8 prcs- sier (en 2S). Dans s 1 cas d'un tel ;;le.aent, 1- '1'¯iwS;:l:l.S:1011 de C 1 cr.:.;:: l S1..."i-r t1 e::-.i QLl s'opère dans s 1 ' :#. lL à. :. e m..l .1.;' :;, "U ont 1, ; 1.; conduction Cli7 ::¯",..1 ou üû toute autre matière e l-L t il is é 8.1.18. cl'ialeur est recueillie de la masse e p.=i .'..î tube Z4: dans le- quel circule le :Lluide capteur ou bien cette cnaleur peut être O 1':'.ïiS:,llSe à une conduite générale par l'intermédiaire de carres ( non repris'.niées ) ou de tous autres ;:'¯L3DlerJ..-GS
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conducteurs.
De toute façon, le contact devra être assuré
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par des surfaces aussi aéveloppees t'ue possible.
Lors de l'emploi d'un élément creux, la -LO .iîS¯.'¯7.SSi0I1 s ' e ±L fectue dans l'élément par l'illtE#EJ.bci::;,il'e aPLuv liouide ou d'un fluide cpuelconcpue dont le choix est fixé par les carac- téristiques d'ébullition ou de tension de vapeur déterminées pour une tempe rature C:::".!.-\t"'j-s2'';e.
La figure 5 contre uae aisposition dans laquelle le tu- be extérieur 15 de l'élément de captation est ¯.;:i'¯;¯1 d'un ca- puchon 25 se vissant sur l'ext:cé',1Üté du tube 15 et recevant en outre par vissage 1"ex.lréJ.:ité du tube 15. A ce capuchon commun 35 est vissé le tubs de départ 36 et, en .général, par l'intermédiaire d'un raccord 27, le tube d'arrivée 28.
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Par un simple remplacement du capuchon 25, on peut faire varier le diamètre du tube 16 par rapport à celui du tube 15 et modifierainsi les caractéristiques de vitesse de contact du fluide capteur avec la gaine de contact.
On peut évidemment,dans toutes les réalisations décri- tes et représentées, renverser 1'-' circulation du fluide et utiliser le tube d'entrée comme tube de sortie et inversement
Au lieu d'être réalisées per coulée sous pression, les parties 19 (fig.6) et 21-22 (fig.7) peuvent être obtenues en déposant un métal par électrolyse après graphitage préala- ble du logement.
Les éléments de captation peuvent être groupés en sé- rie (fig.31A) ou en parallèle(fig.3B),A désignant dans ces figures l'arrivée du fluide et B la sortie de ce dernier.
Tous ces éléments de captation sont en liaison par les tuyaux 29-30 (fig.l) avec les conduites 5 et 6.
Les galeries de captation 2 sont isolées thermiquement les unes des autres, de façon à permettre la réparation d'u- ne galerie endommagée. A cet effet,on peut prévoir dans la chambre 1 des paliers de séparation 31.
En casd'endommagement d'une galerie, on devra,pour ef- fectuer les réparations, pouvoir abaisser la température jusciutà un degré supportable. Il suffira pour cela de vider dans un réservoir spécial le fluide capteur et le remplacer par un fluide réfrigérant.
En cas d'utilisation d'éléments de captation pleins, on devra faire usage d'un système de réfrigération installé de façon permanente.
Les canalisations 6 conduisant le liquide capteur aux turbines doivent être isolées thermiquement avec le plus grand soin.
Elles seront disposées de préférence avec les conduises 4: @
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dans um puits spécial 5 faible air mètre "[ ".11i '.-. ael..'11 réservé au passade 1...#. colonnes da transport., 1,t2,c:2'C: 1 t 2.lL,entstion électrique, les télécomman- des, le S '3 î'e CtL? .l:.- G=C'le1 e-i dtl 178a: S01¯ileZ. se fsrunt i#:=<1 le puits principal P 1J1% .
La section de#. galeries de e o a a st à==>: canalisations de trans'oort sera de forme Cl..s:¯¯¯':i1'2 ou de toute autre for- Lie ¯.0..%t'lOLlP. assurant 1 c- i) r i' si s t .::[10 -1 13. pression
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tellurique
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La chambre 8 1 pourra :''voir toute autre foruie géOr:1Sb="ique que 1'. foriiie S u'',l'1C;L:"y du ii c- n que l: resist-nse à la pression extérieure gaz assurée.
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Selon 1: valeur vénale du liquide capteur, on pourra
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travailler en circuit ouvert ou formé.
Dans 1 Sl.r.:a=:)Z décrit, on 8. supposé que la C1; leur japtée ét'it utilisée sous i0r"::le C.'énergie él#c.i#.iq.,;e,i;:i;is il va àe soi que cette utilisation n'eat -ci<<S limitative et que l'on pourrait s.i contenter C;I t p¯!¯;710ßSi 0 C¯¯;;7 eLlr' ;;ni- queinent dans :Les buts de onauffsge.
Accessoirement, il faut noter eue le forage Q6;: : "L';-7S doit i. C1S .:Z'c 'i c.¯C8 eti'j .... v S' ;, en t '()l1lOnS s= ,=-'J>.3 vcc ;3a,- a tCI1Gl 38 - >.ii.r Y',3 l':let' e l réaliser vcovi.7:¯-.',¯:,e.t le condi- tionnement 0113 I¯li que , ,-;C 0 . ; 'J ',.' (: l'': et U :-'1" :.,:.::; Gr i ::"J. de h' ,:1 t ,,'¯0 s- -hore respirable. vfl..'J.e élément capteur pourra en outre 00 u.n ther- momètre électrique ainsi qu'un pièzomètre (dans le cs s àe e mission par fluide), jas ceux instruments seront relies élec- triquement -un tableau situé à un .étage supérieur, 'on pour- ra donc ainsi contrôler à tous moments chaque élément capteur.
La station S ( ¯'i¯;.1) 0e pompage, de clim'tisation et de distribution d'air respirable est en général installé a It-
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*.-Se e 1.
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La profondeur d'installation des éléments de capta- tion thermique sera déterminée d'une part per le limite technique et d'autre part par la température nécessaire pour le rendement optimum, de l'installation. titre d'exemple, on peut utiliser comme fluide dap- teur par exemple l'eau, un alcool volatile, une aldéhyde ou u .e acétone,le cyclohexane, le chlorure d'ethnie ou de mé- thyle,etc..
REVENDICATIONS.
----------------------------- 1. Procédé permettant la captation¯ et lutilisation de la chaleur tellurique,caractérisé par la mise en circulation dtun fluide capteur, en général d'un liquide capteur,quiest mis en contact,à le profondeur voulue, par l'intermédiaire d'une série et habituellement d'une multitude d'éléments de captation,avec la source de chaleur et en ce que,après chauf- fage, ce fluide est ensuite utilisa dans des buts calorifiques ou de production d'énergie thermique.
2. Installation pour 1' réalisation du procédé suivant la re- vendication 1, caractérisé par un étage de captation formé -par une chimbre (1) pr exemple sphérique d'où divergent des ga- leries de ceptation (2) dans chacune desquelles sont creusés des conduits de captation (3) de la chaleur.