[0001] Dispositif de production d'énergie par utilisation de la force gravitationnelle. La production d'énergie est traditionnellement assurée par des machines qui utilisent des combustibles, tels que le charbon, le gaz, le pétrole, l'uranium, puis de façon plus aléatoire, le vent, le soleil ou la gravité de l'eau.
[0002] Les besoins en énergie pour assurer et répandre les bienfaits du progrès ne cessent d'augmenter. En l'état actuel des connaissances, il est admis que certaines sources d'énergie ne sont ni renouvelables, ni inépuisables et que l'utilisation de ces énergies engendre de la pollution sous différentes formes.
[0003] Le dispositif de l'invention permet de minimiser ces inconvénients en produisant de l'énergie sans pollution. L'invention présentée repose sur l'utilisation de la force gravitationnelle.
[0004] La description de l'invention s'appuie sur quatre figures. La fig. 1/4 présente le dispositif de l'invention dans son ensemble, composé de deux roues soutenues par des fourches, montées articulées sur des supports. La fig. 2/4présente le même dispositif vu de dessus. La fig. 3/4 présente le système de transmission hydraulique du dispositif vu du côté opposé à la fig. 1/4. La fig. 4/4 présente la variation de pression dans les chambres de compression 8 des vérins D au fur et à mesure de la rotation des roues A sur elles-mêmes. Le dispositif de l'invention est constitué par deux roues A, fig. 1/4, représentées ici superposées afin de rendre la compréhension plus aisée. Les roues A sont montées libres quant à leur rotation sur leur arbre O respectif au moyen de roulements à billes, non représentés sur la figure, afin d'en simplifier la lecture.
Les deux roues A sont accouplées à des vérins hydrauliques H et I de même cylindrée, visibles sur la fig. 3/4, qui présente le dispositif vu du côté transmission, envers de la fig. 1/4.
[0005] L'axe supérieur des vérins hydrauliques H et I est solidaire de l'axe O et de la rotation de la roue A sur laquelle il est monté par l'intermédiaire de l'axe pivotant JK, fixé lui-même sur le plateau de bielle IL solidaire de l'axe O. L'axe inférieur des vérins hydrauliques H et I est solidaire de la fourche L par les axes PP pour une roue A et PN pour l'autre roue A, ce qui permet aux vérins hydrauliques H et I des roues A de transmettre leur contre-couple uniquement sur la fourche L qui les porte. Sur la fig. 3/4le piston PI du vérin H s'enfonce sous l'effet du couple produit par la masse mobile en position B1 qui est dominant sur le couple produit par la masse mobile B2 de l'autre roue A dont l'effort est repris par le vérin I qui soulève et accélère la masse B2, sous l'impulsion de B1.
[0006] Les contre-couples induits par la position dissymétrique des masses mobiles B vont provoquer des contraintes variables sur les fourches L et un poids apparent variable sur les pistons 6 des vérins D, fig. 1/4.
[0007] Sur la fig. 3/4 la reprise de l'effort du vérin H sur l'axe PP provoque un transfert de la charge portée par la fourche L sur l'axe X, ce qui a pour effet de soulager le vérin D correspondant. La reprise de l'effort provenant du soulèvement de la masse mobile B2 par le vérin I sur l'axe PN provoque un transfert de la charge portée par la fourche L sur le vérin D de l'autre roue A présentée sur le bas de la fig. 3/4.
[0008] Le flexible K entre les vérins hydrauliques H et I est visible sur la fig. 3/4 qui représente les deux roues A superposées pour rendre plus simple la compréhension du montage du dispositif de l'invention.
[0009] Dans la pratique les roues A sont placées côte à côte, avec les plateaux de bielle IL face à face afin de rendre la connexion entre les vérins H et I plus aisée.
[0010] La sortie inférieure du vérin hydraulique I est connectée directement à la sortie Inférieure du vérin hydraulique H par l'intermédiaire d'un flexible hydraulique de transmission K, de telle sorte que les couples générés par les masses mobiles B1 et B2 s'opposent. Sur la fig. 3/4 la masse mobile B1 se trouve dans sa position la plus éloignée possible de l'axe O de la roue A qui la porte. Les masses mobiles B1 et B2 ont le même poids, mais le bras de levier de B1 est plus important que celui de la masse mobile B2 qui se trouve dans sa position la plus rapprochée de l'axe O de la roue qui la porte. La masse mobile B1 va donc chasser par l'intermédiaire de la transmission hydraulique la masse mobile B2 vers le haut.
[0011] Pour obtenir un bon rendement de la transmission des couples entre les deux roues A par l'intermédiaire des vérins H et I, ceux-ci sont réalisés avec des pistons à très faible frottement. Chaque roue A devient motrice à tour de rôle, tous les 180 degrés de rotation. Le circuit hydraulique de fonctionnement des vérins H et I est représenté de façon simplifiée. Dans la pratique, sur la partie supérieure des vérins H et I, un piquage permet de récupérer les fuites du liquide hydraulique Tl qui serait passé derrière les deux pistons Pl.
[0012] Ces fuites retournent à la bâche hydraulique, non représentée sur les figures afin d'en simplifier la lecture. Cette bâche est également connectée au circuit hydraulique au moyen d'un clapet anti-retour, placé sur un point bas des vérins H et I, de telle sorte que le volume d'huile contenu dans chaque vérin puisse se compléter par l'intermédiaire de ce clapet anti-retour.
[0013] Lorsque l'axe JK des vérins atteint son point mort haut sur le plateau de bielle IL, par inertie de la roue, le volume d'huile contenu dans les vérins H et I se régule ce qui permet une synchronisation toujours parfaite des roues A.
[0014] Les axes O, fig. 1/4, de chaque roue A sont supportés par les fourches L, elles-mêmes articulées au niveau de l'axe X sur des roulements à billes, non représentés sur la fig. 1/4 afin d'en simplifier la lecture. L'axe X est articulé sur le support M par des roulements à billes. Les fourches L articulées sur l'axe X sont également supportées à leur extrémité par les vérins D au moyen des rotules L2.
[0015] Le basculement des fourches L laisse la capacité aux axes O de monter ou descendre en fonction de la pression hydraulique variable dans les chambres de compression 8 des vérins D.
[0016] Les vérins hydrauliques D sont également articulés dans leurs parties basses par des axes R solidaires de la platine N par leurs goussets de fixation Y afin de laisser la possibilité aux roues A de monter et descendre librement en fonction de la pression dans la chambre 8 des vérins D générée par la charge sur les pistons 6 en opposition à la pression dans le circuit hydraulique 9 et par conséquent à la compression des gaz 7 contenus dans les accumulateurs W. L'accumulateur hydraulique pourrait être remplacé par un ressort de rappel placé directement sur les masses mobiles B1 ou B2, sans que ceci ne constitue une innovation par rapport à ce qui est présenté ici. Le châssis support M est monté rigide sur la platine N, elle-même solidaire d'un plancher ou du sol.
[0017] Sur les roues A sont montés des accumulateurs hydrauliques W, représentés sur la fig. 1/4 en positions opposées à 180 degrés, ainsi que des masses mobiles B, opposées également à 180 degrés.
[0018] Les masses mobiles B sont représentées sur les fig. 1/4, 2/4 et 3/4sous les appellations B1 et B2 qui les montrent en positions extrêmes. Ces masses mobiles circulent sur des rails de guidage P, fig. 2/4. Les rails de guidage P des masses mobiles B sont eux-mêmes fixés aux roues A par l'intermédiaire des supports Q.
[0019] Les masses mobiles B sont capables de se déplacer sur leurs rails de guidages P sous l'impulsion des vérins hydrauliques G, fig. 1/4, dont une extrémité V est fixée à la masse mobile B et l'autre extrémité à la roue A qui le porte, par le point d'ancrage articulé S. La connexion entre les chambres de compression 8 des vérins D et les chambres de compression 8 des vérins G se fait par l'intermédiaire des flexibles 4 et 5 et par l'intermédiaire des joints tournants IH, fig. 2/4, placés à une extrémité des axes O, fig. 1/4.
[0020] Les axes O sont creux en leur centre, obturés à une extrémité pour servir de canalisation entre les joints tournants IH montés à l'autre extrémité et un piquage sur ces axes O permet la circulation d'huile entre les joints tournants et le flexible 5.
[0021] Le décentrage des masses mobiles B par les vérins G permet de placer les masses mobiles dans des positions variables, comprises entre les positions extrêmes B1 et B2. La variation de la position des masses mobiles B entre B1 et B2 provoque une variation de pression dans les chambres 8 des vérins D en fonction de la position horaire des masses mobiles B, au fur et à mesure de leur rotation autour de l'axe O de leur roue respective. Lorsque les masses mobiles B sont en position B1, leur poids apparent se reporte principalement sur l'axe X donc sur le support M, ce qui a pour conséquence de diminuer la pression dans la chambre de compression 8 du vérin D correspondant, fig. 1/4, en fonction de son bras de levier T, fig. 2/4.
[0022] Ce phénomène est amplifié sous l'effet de la masse fixe 11 solidaire de la roue A qui la porte. Le bras de levier JJ, fig. 2/4, compris entre l'axe X et la masse fixe 11 diminue la pression sur le vérin D correspondant, fig. 1/4, ce qui favorise la sortie complète de la masse mobile dans sa position B1. Ce phénomène sera amplifié par la force centrifuge subie par l'ensemble mécanique des roues A en fonction de leur vitesse de rotation.
[0023] La variation de pression, dans les chambres de compression 8 des vérins D, en fonction de la position horaire des masses mobiles B au fur et à mesure de leur rotation autour de l'axe O de la roue A qui les porte est illustrée pour des vitesses lentes par la fig. 4/4. Lorsque la masse mobile B est en position B2, fig. 1/4, son poids est en porte-à-faux par rapport à l'axe X, ce qui augmente son poids apparent sur le piston 6 du vérin D correspondant, en raison du bras de levier E, fig. 2/4, compris entre l'axe X et la masse mobile. Dans ce cas, fig. 1/4, la pression dans la chambre de compression 8 est à son maximum puisque l'essentiel de la charge est supporté par le vérin D.
[0024] Les chambres de compression 8 des vérins D sont reliées aux chambres de compression 8 des vérins G par l'intermédiaire des flexibles 4 et 5 et d'un joint tournant IH monté en bout d'axe O de telle façon qu'une augmentation de pression dans les vérins D provoque le déplacement des masses mobiles sous l'effet des vérins G. Plus la pression monte dans le circuit de pression 8 plus la masse mobile se déplace vers la position B2. Ce phénomène est amplifié sous l'effet de la masse fixe 11 solidaire de la roue A qui la porte et sous l'effet de la force centrifuge lorsque les roues A accélèrent. Le bras de levier JL, fig. 2/4, compris entre l'axe X et la masse fixe 11 augmente la pression sur le vérin D correspondant, fig. 1/4, ce qui favorise le retour de la masse mobile dans sa position B2.
[0025] Les accumulateurs hydrauliques W, fig. 1/4, et les chambres de pression 9 des vérins G sont reliés directement par les flexibles 3. Lorsque la pression du circuit hydraulique 8 augmente, elle comprime par l'intermédiaire des pistons C l'huile du circuit 9 des vérins G, ce qui a pour conséquence de comprimer à son tour les gaz 7 contenus dans les accumulateurs W. Par leur principe de fonctionnement les accumulateurs W vont, sous l'effet des gaz 7 comprimés, pouvoir refouler l'huile sous pression du circuit hydraulique 9 qu'ils contiennent, lorsque le poids apparent sur les vérins D va diminuer. Suivant le diagramme de pression, fig. 4/4, les masses mobiles B vont s'écarter et se rapprocher du centre O en fonction de leur position horaire, lors de la rotation des roues A qui les portent.
[0026] Lorsqu'on provoque la rotation des roues A sur elles-mêmes, la pression dans la chambre de compression 8 des vérins D va varier tout au long de cette rotation grâce au transfert de charge, fig. 3/4 et 4/4.
[0027] A basse vitesse de rotation des roues A, la pression dans les chambres de compression 8 des vérins D sera minimum lorsque la masse mobile B sera en position B1 et maximum lorsque la masse mobile B sera en position B2.
[0028] Les vérins hydrauliques H et I, de même cylindrée, permettent aux roues A et aux masses mobiles B1 et B2 de rester en phase opposée à 180 degrés. La position dissymétrique des masses B1 et B2 va provoquer la rotation des roues A sur elles-mêmes, en raison de la différence des bras de levier U et F par rapport à leur axe O respectif, tel que représenté sur la fig. 2/4.
[0029] La position dissymétrique des masses B1 et B2 va provoquer la rotation des roues A par gravité dans le sens horaire, fig. 3/4 et contra-horaire, fig. 1/4et 2/4. Sur la fig. 1/4lorsque la masse mobile B2 arrive à la position horaire de 3 heure, la pression dans la chambre de compression 8 du vérin D correspondant est à sa valeur maximum, pour diminuer au fur et à mesure que la masse mobile B va se rapprocher de la position horaire de 12 heure et continuer à diminuer jusqu'à sa position horaire de 9 heure où elle sera en position B1, la plus éloignée du centre O.
[0030] L'utilisation d'un autre type de transmission ayant les mêmes capacités ou la rotation du moteur dans le sens inverse ne saurait constituer une innovation par rapport à ce qui est présenté ici.
[0031] Le principe de l'invention, fig. 1/4, repose sur la variation de pression dans les chambres de compression 8 des vérins D, générée par la variation de la position horaire des masses mobiles autour de l'axe O des roues A qui les portent. D'autres modes de motorisation des roues A sont possibles sans que ceci ne constitue une nouveauté par rapport à ce qui est exposé ici.
[0032] La variation de pression dans les chambres de compression 8 des vérins D peut aussi être utilisée pour activer une bielle capable de maintenir les roues A en rotation, suivant le même principe et d'autres utilisations de la variation de pression dans les chambres de compression 8 des vérins D ne sauraient constituer une innovation par rapport à ce qui est présenté ici.
[0033] Le dispositif de l'invention peut aussi fonctionner sans avoir recours à des masses mobiles B. Dans ce cas, il suffit de remplacer les masses mobiles par des masses fixes et d'utiliser les variations de pression dans les chambres de compression 8 des vérins D pour entretenir le mouvement des roues A. Ceci ne saurait constituer une innovation par rapport à ce qui est présenté ici.
[0034] La mise en fonctionnement initiale du dispositif de production d'énergie par l'utilisation de la force gravitationnelle pourra se faire par un lancement manuel des roues A pour des ensembles de petite puissance et de façon électrique ou pneumatique pour des dispositifs de plus grande puissance, bien que dans son principe de fonctionnement l'invention, telle qu'exposée sur la fig. 1/4 soit par définition en instabilité permanente et donc autonome dans son démarrage.
[0035] Le dispositif de l'invention, tel qu'il est présenté fig. 1/4permettra aux roues A d'être toujours plus lourdes sur leurs secteurs gauches de l'axe vertical Z, fig. 1/4 et 4/4.
[0036] Cette dissymétrie de masse entretiendra la rotation des roues A sur elles-mêmes. La vitesse de rotation des roues A viendra amplifier la performance de fonctionnement du dispositif de l'invention par l'augmentation de la charge sur les vérins D lorsque les masses fixes et mobiles passeront dans le secteur horaire de 6 heure et la diminution de la charge sur les vérins D lorsque que la masse mobile passera le secteur horaire de 12 heure.
[0037] Le principe de l'invention est présenté ici par la mise en opposition de deux roues A jouant alternativement, tous les 180 degrés, le rôle d'un pôle positif lorsque la masse mobile est dans le secteur descendant et le rôle du pôle négatif lorsque la masse mobile est dans le secteur montant. Il est également possible de faire fonctionné le principe de l'invention sur une seule ou plusieurs roues A sans que ceci ne constitue une innovation par rapport à ce qui est présenté ici.
[0038] Dans le cas du fonctionnement d'une roue A seule, il suffit de remplacer la connexion K entre les deux vérins H et I par la connexion d'un vérin H ou I sur un accumulateur hydraulique. Lorsque la roue A sera en pôle positif, c'est-à-dire avec la masse mobile descendante, la rotation du plateau de bielle IL provoquera l'entrée d'huile sortant du vérin H ou I dans un accumulateur, ce qui aura pour conséquence de comprimer les gaz de l'accumulateur. Lorsque la roue A sera en pôle négatif, c'est-à-dire avec la masse mobile montante, l'accumulateur refoulera dans le vérin H ou I correspondant l'huile emmagasinée sous pression ce qui maintiendra la rotation de la roue par l'intermédiaire du plateau de bielle IL.
Il est également possible de confondre dans un même plan les axes X et O ou de varier leur écartement, sans que ceci ne constitue une nouveauté par rapport à ce qui est présenté ici. Dans ce cas le balancement des fourches L provoquera un double flux hydraulique et les vérins D seront remplacés par des vérins à double effets.
[0039] La puissance délivrée par l'invention pourra être prélevée sur une des roues A de façon mécanique, électrique ou hydraulique.
[0040] La présente invention est particulièrement adaptée à la production d'énergie par le moyen d'ensembles mécaniques extrêmement simples, dont l'entretien sera réellement élémentaire, tout en préservant l'environnement de toutes pollutions supplémentaires.
[0041] Elle pourra alimenter les industries consommatrices d'énergie et les particuliers dans leurs usages quotidiens.
Références
[0042]
<tb>A<sep>Roues destinées à porter les masses mobiles B et les masses fixes 11, fig. 1/4 et 2/4.
<tb>B<sep>Masses mobiles se déplaçant sur les rails P sous l'impulsion des vérins G.
<tb>B1<sep>Masse mobile B dans sa position la plus éloignée de l'axe 0, fig. 1/4, 2/4 et 3/4.
<tb>B2<sep>Masse mobile B dans sa position la plus proche de l'axe 0, fig. 1/4, 2/4 et 3/4.
<tb>C<sep>Pistons de compression des vérins G destinés à déplacer les masses mobiles B représentés sur la fig. 1/4.
<tb>D<sep>Vérins destinés à supporter partiellement la charge des fourches L représentés sur les fig. 1/4 et 3/4.
<tb>E<sep>Bras de levier entre l'axe X et la masse mobile B en position B2 représenté sur la fig. 2/4.
<tb>F<sep>Bras de levier entre l'axe 0 et la masse mobile dans sa position B2 représenté sur la fig. 2/4.
<tb>G<sep>Vérins de pilotage des masses mobiles B, fig. 1/4.
<tb>H<sep>Vérin hydraulique de même cylindrée que I, destiné à assurer la liaison entre les deux roues A, de façon à maintenir les masses mobiles B opposées à 180 degrés l'une par rapport à l'autre au fur et à mesure de leur rotation, figure 3/4. Ce vérin à une double fonction: Il joue le rôle d'une transmission hydraulique permettant à la roue A dont le couple est dominant d'entrainer l'autre roue A en rotation, il provoque également par son action un transfert de charge du poids apparent des fourches L, tantôt sur les axes X, tantôt sur les vérins D.
<tb>I<sep>Vérin hydraulique de même cylindrée que H, destiné à assurer la liaison entre les deux roues A, de façon à maintenir les masses mobiles B opposées à 180 degrés l'une par rapport à l'autre au fur et à mesure de leur rotation, figure 3/4. Ce vérin à une double fonction : Il joue le rôle d'une transmission hydraulique permettant à la roue A dont le couple est dominant d'entrainer l'autre roue A en rotation, il provoque également par son action un transfert de charge du poids apparent des fourches L, tantôt sur les axes X, tantôt sur les vérins D.
<tb>IH<sep>Joint tournant monté en bout d'arbre 0 destiné à permettre le passage de l'huile hydraulique, figure 2/4.
<tb>IL<sep>Plateau de bielle, solidaire de l'axe 0 qui le porte et destiné à transmettre le couple entre les roues A par l'intermédiaire des axes pivotants JK, fig. 2/4 et 3/4.
<tb>JJ<sep>Bras de levier compris entre la masse fixe 11 et l'axe X, fig. 2/4.
<tb>JK<sep>Axe pivotant, monté sur roulements et destiné à transmettre le couple des roues A par l'intermédiaire des vérins H et I dont ils sont solidaires par des rotules, fig. 2/4et 3/4.
<tb>JL<sep>Bras de levier compris entre la masse fixe 11 et l'axe X lorsque la masse mobile est en position B2, fig. 2/4.
<tb>K<sep>Flexible de liaison entre les vérins hydraulique H et I, fig. 3/4.
<tb>L<sep>Fourche support de roue A prenant appuis sur l'axe X d'un côté et sur le vérin D de l'autre côté, fig. 1/4, 2/4 et 3/4.
<tb>L2<sep>Rotule de liaison entre les tiges des vérins D et les fourches L, fig. 1/4, 2/4, 3/4.
<tb>M<sep>Châssis support de l'axe X solidaire de la platine N, fig. 1/4et 2/4.
<tb>N<sep>Platine support du châssis M et des goussets Y reposant sur le sol ou un plancher, fig. 1/4.
<tb>0<sep>Axes des roues A, fig. 1/4, 2/4, 3/4, 4/4.
<tb>P<sep>Rails de guidage des masses mobiles B, fig. 1/4, 2/4.
<tb>PI<sep>Pistons des vérins H et I de transmission, fig. 3/4.
<tb>PN<sep>Axe pivotant d'ancrage du vérin I sur la fourche L, fig. 3/4.
<tb>PP<sep>Axe pivotant d'ancrage du vérin H sur la fourche L, fig. 3/4.
<tb>Q<sep>Supports des rails de guidage P, fig. 2/4.
<tb>R<sep>Axes d'articulation et de liaisons des vérins D sur les goussets Y, fig. 1/4.
<tb>S<sep>Axes d'ancrage et de pivot des vérins G sur les roues A, fig. 1/4.
<tb>T<sep>Bras de levier entre l'axe X et la masse mobile B en position B1, fig. 2/4.
<tb>Tl<sep>Huile hydraulique de transmission contenue entre les deux pistons PI des vérins H et l, fig. 3/4.
<tb>U<sep>Bras de levier entre l'axe 0 et la masse mobile dans sa position B1, fig. 2/4.
<tb>V<sep>Axes d'ancrage des vérins G sur les masses mobiles B, fig. 1/4.
<tb>w<sep>Accumulateurs hydrauliques connectés aux vérins G par les flexibles 3 sur le circuit de pression 9, agissant comme un ressort hydraulique de suspension des fourches L afin de permettre les fluctuations de pression en fonction de la charge supportée par les vérins D, fig. 1/4.
<tb>X<sep>Axe de pivotement des fourches L sur le châssis support M, fig. 1/4, 2/4 et 3/4.
<tb>Y<sep>Goussets support de l'axe d'articulation R sur la platine N, fig. 1/4.
<tb>Z<sep>Axe vertical dans l'espace, passant par le centre des arbres 0 sur les roues A, fig. 1/4 et 4/4.
<tb>3<sep>Flexibles hydrauliques de liaison entre les accumulateurs W et les vérins G sur le circuit de pression 9, fig. 1/4.
<tb>4<sep>Flexibles hydrauliques de liaison entre les vérins D et les joints tournants IH montés à une extrémité des Axes 0 sur le circuit de pression 8 de pilotage des masses mobiles B, fig. 1/4.
<tb>5<sep>Flexibles hydrauliques de liaison entre les piquages sur les axes 0 et les vérins G sur le circuit de pression 8 de pilotage des masses mobiles B, fig. 1/4.
<tb>6<sep>Pistons des vérins D, destinés à transformer la charge sur les fourches L en pression dans le circuit hydraulique 8 de pilotage des masses mobiles, fig. 1/4.
<tb>7<sep>Mélange gazeux compris entre la membrane des accumulateurs hydrauliques W et les circuits de pression 9, fig. 1/4.
<tb>8<sep>Circuits de pression hydraulique compris entre les pistons 6 des vérins D et les pistons C des vérins G, fig. 1/4.
<tb>9<sep>Circuits de pression hydraulique compris entre les pistons C des vérins G et les accumulateurs hydrauliques W, fig. 1/4.
<tb>11<sep>Masses fixes optionnelles destinées à augmenter le delta des pressions dans le circuit 8en fonction de la position horaire des masses mobiles au fur et à mesure de leur rotation autour de l'axe O, fig. 1/4, 2/4.