FR2779487A1 - Centrale hydro-thermo-electrique a cheminee de vapeur sous vide et convertisseurs d'energie hydrodynamiques asymetriques - Google Patents

Abstract

Ensemble de moyens permettant la mise en valeur énergétique des calories basses températures, en particulier celles perdues par le condenseur des centrales thermiques; ainsi que part leurs fumées de combustion; ou d'autres sources de chaleur pouvant être solaire, géothermique, etc. L'un de ces moyens consiste à utiliser à différentes étapes, en aval des cycles classiques des centrales thermiques un ou plusieurs Convertisseurs d'Energie Hydrodynamiques Asymétriques, de préférence de type Noria (N. C. E H. A. en abrégé) un autre de ces moyens, utilisé seul ou en complément des N. C. E. H. A., consiste à faire se condenser (4), à une altitude aussi élevée que possible; la vapeur d'eau issue des centrales thermiques; canalisée par une cheminée (2), et récupérée sous forme liquide un bassin (3) permettant d'alimenter une turbine hydraulique (7). Le condenseur pouvant être remplacé par une N. C. E. H. A. transformant de plus la chaleur de condensation, en énergie motrice.

Description

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Cette invention s'inscrit dans le champ des technologies douces propres à augmenter les rendements énergétiques des installations existantes ou à créer; en particulier ceux des centrales thermo-électriques, qu'elles soient solaires ou classiques; en valorisant grâce à une "Noria, Convertisseur dÉnergies Hydrodynamiquet Asmrnétrimque" ou N.C. E.H.A, en abrégé. (Brevet P.C.T.FR97/00095, W097/27401), dont ie suis également l'auteur; l'énergie calorique, jusqu'alors perdue au niveau des

tours de refroidissement de ces centrales. Ces N.C.E.H.A. pouvant être intégrées à des tours de refroidissement classiques; ou à des cheminées, en tours, ou en site naturel, beaucoup plus hautes; constituant de plus une source d'énergie hydroélectrique.10 Les différents moyens, développés ici, propre à rentabiliser cette énergie oerdue constituent l'objet de ce brevet d'invention.

En effet les moteurs thermiques, constitués par les turbines des centrales thermo-électriques actuelles; nécessitent une différence de température maximum entre la source chaude et la source froide; il s'en suit que les basses températures15 représentées par les eaux de refroidissement de ces centrales ne peuvent être mises en valeur: et que cela, a pour conséquence; outre un gaspillage d'énergie considérable,

associé à un moindre rendement thermique des dites centrales; un rejet massif de vapeur d'eau dans l'atmosphère; facteur général d'aggravation de l'effet de serre ou Derturbant localement le climat, au point d'être par exemple à l'origine de "l'hiver du-o bassin d'Aix- Marseille", causé par les rejets de vapeur d'eau des centrales thermiques de Gardanne. couvrant toute une région de nuages.

Cette invention. adaptable aux centrales existantes, aussi bien qu'à celles à construire; permet non seulement l'élimination de tous ces inconvénients; mais fournit de plus une quantité d'énergie supplémentaire, proportionnelle à celle, jusque là,

2ú asDillée Dar la fuite des calories contenues dans la vapeur d'eau s'échappant par les tours-cheminées de refroidissement.

Ces calories; non récupérées jusqu'ici, peuvent en effet l'être de diverse facon. L'une d'elle consiste à intégrer à ces tours de refroidissement un ou plusieurs "Convertisseurs d"nergies Hydrodynamiques Asymétriques" de préférence de type 3o Noria (ie les aDDemllerais ici N.C.E.H.A). Ces N.C.E.H.A. seront, dans ce cas précis alimentées par la chaleur de l'eau de refroidissement; soit directement par circulation de cette eau à l'intérieur de la N.C.E.H.A. (au sein des parois des réservoirs); soit indirectement par circulation de cette eau du côté chaud de la N.C.E.H.A., en contact direct. mais à l'extérieur de celle-ci; soit par projection, éventuellement sous forme 53micronisée. de cette même eau, et, ou. par condensation de celle-ci au contact de l'enceinte chaude des réservoirs de la N.C.E.H.A.; soit encore par l'interposition d'un

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échangeur thermique entre la source chaude et la N.C.E.H.A.; (qui pourra alors, dans ce dernier cas. être totalement extérieure à la source chaude) soit par la combinaison de

deux. plusieurs. ou l'ensemble de ces procédés.

Les tours de refroidissement ainsi équipées devront être complètement fermées; afin de pouvoir recycler la chaleur de l'eau; tout rejet de vapeur d'eau dans l'atmosphère sera donc stoppé; le refroidissement de l'eau étant réalisé par la N.C.E.H.A. la chaleur étant alors éliminée, à l'extérieur de la tour; sous forme de chaleur sèche Dar la même N.C.E.H. A.; qui, entre ces deux étapes, aura prélevé une quantité de chaleur Proportionnelle, transformée en énergie motrice, pouvant être qO utilisée directement ou transformée en énergie électrique, s'aioutant à celle délivrée par

la centrale; augmentant ainsi son rendement global.

De part sa fonction, ce dispositif constitue donc un procédé de coRénération. également applicable aux moteurs thermiques à explosion, utilisé en groupe électrogène; dont la chaleur de l'eau de refroidissement était jusque là utilisée

essentiellement sous forme de chauffage urbain.

En complétant le circuit de refroidissement d'un tel groupe par un des procédés évoqués ci-dessus; il est possible d'alimenter une N.C.E.H.A. et de

transformer les calories basses températures en électricité suppléméntaire.

Compte tenu des températures relativement basses des eaux de -2o refroidissement. qu'il s'agisse de celle de centrales thermiques, ou de celle des moteurs à combustion interne; il sera préférable d'envisager l'utilisation d'un fluide thermodynamique de transfert (en circuit fermé à l'intérieur de la N.C.E.H.A.) dont l'ébullition et la montée en pression est compatible avec les gradients de température disponible. Si l'on veut utiliser des réservoirs sans moyens de séparation (tel que Diston ou membrane) entre les fluides poids et thermodynamique on a le choix entre des

fluides solubles ou insolubles dans le fluide poids utilisé.

Dans le cas d'intégration de N.C.E.H.A. à des centrales solaires on peut aussi utiliser un fluide poids qui soit également un fluide caloporteur pouvant stocker 3ol'énersie thermique en absence d'ensoleillement. On peut alors choisir des réservoirs dont le fluide poids est thermiquement isolé de la source froide mais non de la source chaude; ce mqui n'ai pas nécessaire pour les centrales continuellement alimentées en énergie. Pour les centrales solaires mixtes; alimentées avec une source d'énergie auxiliaire. par exemple du type solaire-Raz; il est également possible, à l'inverse, d'isoler thermiquement le fluide poids, de la source chaude et non plus de la source froide qu'il Peut contribuer à alimenter en se refroidissant, par exemple de nuit, par échange thermique avec les températures nocturnes (plus froides que les températures diurnes): qu'il emmagasinera dans sa masse. Ce circuit d'échange et de refroidissement

nocturne étant, bien évidemment, interrompu pendant la journée, puisque la température extérieure se sera réchauffée. Ce Procédé permet d'utiliser le fluide poids5 non Dlus conmme source chaude; mais comme source froide pour le fluide thermodynamique à refroidir.

En cycle solaire il est également possible d'envisager une combinaison chlorure de calcium/ammorniomaque; pour compenser les problèmes dus à l'irrégularité de

l'ensoleillement. et stocker de l'énergie.

vC Un autre moven au'il est oossible d'associer à la fois à une N. C.E.H.A.

et à une cheminée de refroidissement de centrale thermique et qui peut constituer, également à lui seul, un moyen de rentabiliser à la fois la chaleur et les volumes d'eau Derdus au niveau des tours de refroidissement consiste à reproduire, techniquement, le cycle de l'eau aui se Produit naturellement, Dar exemple entre la surface de la planète terre (ou l'eau s'évapore), les nuages (ou elle se condense), une retenue hydroélectrique

(o elle est "domestiquée"). et une turbine hydro-électrique (o cette eau produit du courant électriaue).

Pour reproduire ce Dhénomène naturel en valorisant les calories et les volumes d'eau Derdus au niveau des tours de refroidissement des centrales thermicues: 0 il suffit de orolonRer ces tours de facon à les construire aussi hautes que Possible; ou Dlus facile, d'installer les centrales thermiques au pied d'un relief naturel et de

remvlacer ces tours de refroidissement Dar une conduite de vapeur construite en suivant le relief (soit en extérieur, soit en galerie souterraine) de facon à avoir la dénivelée la DIus imDortante Dossible entre le haut de cette conduite et la centrale thermiaue.

À la base de cette conduite-cheminée aménaRée le long du relief naturel ou à la base d'une tour-cheminée construite à cet effet; l'eau sera vaporisée; puis elle 2asnera, Dar elle-mêmne, le sommet de la cheminée sous forme de vapeur, pour se condenser à son sommet. o elle sera recueillie sous forme liquide, constituant, de part o sa hauteur, une source d'énergie Potentielle, DroDre à alimenter une turbine hydraulique située en bas de la tour, o l'eau alimentera la centrale thermique, avant d'être à

nouveau réutilisée dans la tour-cheminée ou la conduite-cheminée en site naturel.

Ce Procédé Permet de réutiliser le volume d'eau initialement perdu, et

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source de nuisance polluante, en fournissant une énergie électrique supplémentaire.

En utilisant. au sommet de cette cheminée, de préférence celle cheminant le long du relief; une N.C.E.H.A., en guise de condenseur; on récupère en plus l'énergie fournies Dar les calories contenues dans cette eau et aui était iusaue là perdue, 'alors mu'elle est ici restituée Dar condensation, et transformée en énergie motrice par la

N.C.E.H.A.

Il est également possible d'utiliser Ce Drocédé indépendamment de la Drésence d'une centrale thermique en utilisant en bas de la cheminée un simple évaDorateur. O Le fluide le Dlus rédvandu étant l'eau, c'est celui-ci aui sera de préférence utilisé; bien aue n'importe auel fluide présentant aux températures et pressions disDomnibles, une alternance des Dhases liauide/vaDeur, et à nouveau liquide; puisse

éealement remDlir la même fonction.

La cheminée utilisée ici est complètement fermée et étanche Dar rapport au milieu extérieur; elle est construite de facon à pouvoir résister à un abaissement de sa oression interne (Dour utiliser l'eau en basse température comme fluide thermodynamique) de facon à ce que cette pression se rapproche du vide. cette oression négative. l'eau se vaporise facilement à une température proche de la temvérature ambiante; il est toutefois souhaitable de la chauffer: ce aui dans certain cas 92o est déià réalisé-; Dar exemple si on utilise la vapeur issue des tours de refroidissement des centrales thermiques; si ce n'est sas le cas, il est possible de chauffer cette eau, Dar exemple, à l'aide de capteurs solaires, associés à des évaporateurs (pour augmenter son évaporation). Mais compte tenu de la très basse pression interne de la cheminée; il n'est pas nécessaire de la chauffer beaucoup, (si l'on souhaite obtenir seulement son 96 évaporation); en tout cas beaucoup moins que dans une centrale thermique; dont l'alimentation d'une turbine à vapeur nécessite des températures élevées; toujours

difficiles à obtenir avec l'énergie solaire.

Une fois évaporée, la vapeur d'eau monte toute seule de la base de la cheminée vers son sornmet, o elle est condensée. Pour limiter au maxirmum les opossibilités de condensation sur les parois, celles-ci seront très soigneusement thermiquement isolées, si nécessaire par deux parois, ou trois, avec vide intercalaire, comme dans les bouteilles isothermes connues sous le nom de la marque commerciale

"thermos", ou du nom de leur inventeur, "vase Dewar".

La vapeur va donc monter "naturellement" du bas de la cheminée vers le sommet o sera aménagé un systèmue propre à accélérer sa condensation; et à recueillir l'eau liquide qui en résulte dans un réservoir, duquel partira une conduite forcée amenant cette eau, en bas de la cheminée, au niveau de la turbine, pour alimenter par 2779487 exemple un alternateur; puis cette eau retournera au bassin d'évaporation ou à la chaudière de la centrale thermique pour recommencer un nouveau cycle. Le réservoir recueillant l'eau condensée en haut de la cheminée, pourra éventuellement être assez grand pour contenir une réserve d'eau permettent d'alimenter la turbine hydraulique 24 Heures sur 24, dans le cas d'utilisation de l'énergie solaire, et cela même en l'absence de soleil; que celui ci soit utilisé pour évaporer l'eau, ou faire

fonctionner le système éventuel de réfrigération (par absorption) dont on pourra équiper le dispositif de condensation, situé en haut de la tour.

En disposant d'une tour-cheminée, ce procédé peut fonctionner en plaine

1 Oou dans un désert.

Si l'on dispose de la présence de reliefs; il suffit de conserver le même mode de fonctionnement en disposant le bassin d'évaporation, ou la centrale thermique

source de vapeur, en bas d'une montagne; et le bassin de condensation plus haut en altitude, en reliant ces deux bassins, non pas par une tour, mais seulement unef6cheminée, sous vide pour la vapeur, et une conduite forcée pour l'eau à turbiner.

Dans le cas d'utilisation d'un relief naturel; il peut être intéressant de disposer en altitude d'une réserve d'eau saisonnière, pour délivrer plus de courrant

électrique quand la demande est plus forte, et ceci indépendamment de l'ensoleillement.

0o Dans ce cas il suffit de déverser l'eau récupérée à la sortie du condenseur dans un réservoir à pression atmosphérique, qui peut être fermé ou constitué un lac d'altitude; et d'utiliser cette eau plus tard, en fonction de la demande. Dans ce cas il faudra alimenter en eau le bassin d'évaporation situé en bas du dispositif; ce qui peut se faire facilement à partir d'une réserve d'eau, située à proximité; éventuellement une réserve2_'saisonnière réutilisant l'eau turbinée depuis la réserve d'altitude ou de toutes autres sources d'eau disponibles, rivière, lac, eaux usées à épurer, eaux de mer à dessaler, etc... Alimenter le bassin d'évaporation sera d'autant plus facile, que celui ci étant en dépression, l'eau peut même remonter, sans dépense d'énergie, de quelques mètres, une dizaine au maximum, grâce à la poussée de la pression atmosphérique. Ce qui ne seraA)opas le cas pour alimenter la réserve extérieure d'altitude; qui, à l'inverse, devra être une dizaine de mètres plus bas que la réserve d'alimentation (récupérant l'eau de

condensation) située au sommet de la cheminée; pour compenser la différence de pression entre ces deux réserves d'eau.

Si l'on remplace un condenseur classique (situé en haut de ces cheminées)

3 par une N.C.E.H.A., transformant la chaleur de condensation en énergie motrice on augmente encore le rendement de l'ensemble.

Le principal intérêt de ces procédés de production d'énergie électrique; outre qu'ils font appel à une source d'énergie propre, facile à stocker; et, dans le cas de la rmise en valeur de la vapeur des centrales thermiques, qu'ils utilisent une énergie qui était jusque là perdue; est qu'en ce qui concerne l'énergie fournie au niveau de la turbine hydraulique située en bas de la cheminée; la quantité d'énergie délivrée échappe à la traditionnelle formule de Carnot; dans la mesure o cette quantité d'énergie ainsi disponible; dépend plus de la dénivelée entre le bassin du haut et celui du bas, que des quantités d'énergies thermiques, finalement assez modestes, requises pour accélérer l'évaporation de l'eau, (quand celle-ci n'est pas déjà réalisée) ou alimenter l'éventuel système de réfrigération situé au sommet de la cheminée, pouvant être associé ou non à

loune N.C.E.H.A.

Dans le cas de réutilisation de la vapeur délivrée par une centrale thermique, l'énergie récupérée grâce à ce procédé sera "tout bénéfice" exception faite de l'amortissement de l'installation. Ce procédé d'obtention d'énergie électrique est donc très économique, t non polluant; ne consomme aucune matière, et la chaleur solaire, si elle est choisie, est suffisante pour l'alimenter; et peut être stockée d'une saison sur l'autre; l'énergie

solaire peut, ainsi, être utilisée indépendamment de sa disponibilité.

U est possible de compléter la tour-cheminée, ou la conduite-cheminée en site naturel; par un dispositif annexe, en plus de l'adjonction d'une N.C.E.H.A., ou

0 indépendamment de celle-ci; afin d'augmenter la quantité finale d'énergie produite, en introduisant la transformation d'unme nouvelle source d'énergie thermique.

Ce dispositif complémentaire est constitué d'un ou de plusieurs réservoirs, d'au moins une conduite forcée (qui peut être commune avec celle de la

tour-cheminée ou de la conduite-cheminée) ainsi que d'au moins une turbine- hydraulique, (qui peut également être commune).

Selon un premier mode de réalisation, le, ou les réservoirs composant ce dispositif complentaire, seront à la même altitude, ou une dizaine de mètres plus bas, que l'un des bassins supérieurs de la tour-cheminée ou de la conduite-cheminée; et ce, ou ces réservoirs recevront l'eau issue de ces bassins. Ce, ou ces réservoirs serontdo équipés d'un moyen de mise en pression, pouvant provenir de la vaporisation d'un fluide thermodynamique; créant une pression de vapeur propre à chasser l'eau contenue

dans ce, ou ces réservoirs, vers un réservoir inférieur, qui peut être, soit propre à ce dispositif; soit être le réservoir inférieur de la tour-chemninée ou de la conduite- cheminée. Pour passer du réservoir supérieur, au réservoir inférieur; l'eau empruntera une conduite forcée, indépendante ou commune avec celle de la tour-

cheminée ou de la conduite cheminée; qui débouchera sur une turbine hydraulique, pouvant être également indépendante ou commune. Cette eau rejoindra ensuite le cycle

7 2779487 de la tour-cheminée ou de son homologue en site naturel, la conduite-cheminée.

L'intérêt de ce dispositif supplémentaire, étant le fait que la pression exercée au niveau de son réservoir supérieur; permet de disposer d'un excès de

pression équivalent au niveau de la turbine; et ainsi d'en augmenter la production' électrique.

Selon un autre mode de réalisation, ce dispositif peut également fonctionner de façon autonome, s'il dispose d'un bassin inférieur qui lui est propre, et d'une conduite de vapeur reliant le bassin inférieur au bassin supérieur; il suffit alors de transférer la pression résiduelle restant au sein du bassin supérieur, après expulsion de10 l'eau contenue dans celui-ci; vers le bassin inférieur; o cette pression peut, si nécessaire, être augmenter; de façon à atteindre une valeur suffisante pour remonter l'eau contenue dans le bassin inférieur; vers le bassin supérieur, dont la pression aura préalablement était abaissée. Un nouveau cycle pourra alors recommencer. Il est possible de séparer l'eau contenue dans ces bassins inférieur ou

ll'supérieur, de la vapeur mettant cette eau en pression; par un moyen de séparation, pouvant être une membrane ou un piston.

Il est possible de disposer de plusieurs bassins supérieurs; de façon à en avoir toujours au moins un en pression; et d'utiliser, en outre, la chaleur contenue dans

le réservoir venant d'être vidé; pour alimenter éventuellement un dispositif frigorifique,90 permettant d'abaisser davantage la pression interne du bassin prêt à être rempli.

Selon un autre mode de réalisation, il est également possible de supprimer la dénivelée existante entre les bassins supérieurs et le bassin inférieur; en

les construisant tous à la même altitude. Dans ce cas l'eau contenue dans le réservoir dont la pression sera la plus élevée; sera chasser vers le réservoir dont la pression sera'la plus faible. Une turbine hydraulique disposée sur la conduite commune, reliant tous les réservoirs entre eux; transformera cette pression en énergie électrique.

Ce procédé peut donc être alimenté par une gamme très étendue de sources chaudes allant du plus simple; comme le bassin d'évaporation formant une

simple serre; au plus élaboré en chauffant un fluide thermodynamique par un moyen connu, solaire ou classique; ce fluide vaporisé alimentant dans un premier temps une turbine à vapeur selon un procédé connu; puis ensuite s'élevant le plus haut possible sous forme de vapeur basse pression par la cheminée, restituant éventuellement ses calories par condensation en alimentant une N.C.E.H.A. transformant ces calories en énergie motrice; l'eau ainsi condensée alimentant, après descente, dans une conduite forcée une turbine hydraulique.

Si la vapeur d'eau utilisée n'est pas déjà disponible de par le fonctionnement d'un tel dispositif; et doit être produite spécialement à cet effet, on

utilisera de préférence les évaporateurs les plus performants connus; associés aux condenseurs également les plus performants, si ce ne sont pas des N.C.E.H.A.

La figure 1 illustre le principe théorique et une possibilité de réalisation: la tour-cheminée seule; plus particulièrement pour utiliser le procédé objet de cette invention en l'absence de relief naturel; mais dont le principe de fonctionnement en

présence de relief reste identique.

9 La figure 2 illustre cette deuxième possibilité. la différence étant, que dans ce dernier cas, il n'est pas nécessaire de construire une tour; et qu'il suffit de faire cheminer le conduit de vapeur, représenté ici par la cheminée, le long du relief; o dans une galerie construite à cet effet. La réalisation représentée ici est celle d'une cheminée alimentée par la vapeur sortant directement d'une turbine de centrale o10 thermique. Le condenseur situé en haut de cette cheminée jouant alors également le rôle de condenseur pour la centrale thermique, dont il est la source froide. Ce condenseur peut être une simple surface d'échange thermique avec l'air environnant; ou un condenseur utilisant un circuit de refroidissement, dont le liquide serait lui mêmne refroidi; par exemple le jour dans un réseau de conduites souterraines relativement 1- profondes; et la nuit par échange thermique avec l'air ambiant. Ce condenseur peut également être alimenté par un système de réfrigération, pouvant être alimenté en énergie solaire. Il peut enfin être remplacé par une N.C.E.H.A.; celle-ci transformnant les calories ainsi récupérées en énergie motrice; tout en transformant la vapeur en eau

liquide; qui de part sa hauteur se trouve ainsi chargée d'énergie potentielle.

eJa La figure 3 représente une tour-réservoir prévue pour fonctionner en complément (non indispensable) de la tour-cheminée de la figure 1; mais qui peut éventuellement fonctionner de façon autonome; ou être jumelée à une autre tour

identique avec laquelle elle peut fonctionner en alternance.

La figure 4 est un exemple de réservoir pouvant équiper une N.C.E.H.A.

31 utilisée cormme moyen de refroidissement et, ou de condensation des eaux chaudes de centrales thermiques; cette N.C.E.H.A. pouvant être installée en combinaison avec une tour de refroidissement classique, ou au sommet d'une conduite de vapeur telle que

décrite en figure 1 et 2.

La figure S est un détail agrandi du réservoir de la N.C.E.H.A. encerclé

sur la figure 4.

La figure 6 est une vue d'un réservoir, en "perspective transparente", perpendiculaire au plan de la figure 4, montrant notamment la paroi (isolant thermique) entre les enceintes chaude et froide; son principal intérêt est de montrer la position des vannes de communication entre les enceintes (froide et chaude) et le réservoir

3W proprement dit.

La figure 7 est une vue d'ensemble du haut d'une N.C.E.H.A. dont l'intérêt essentiel est de montrer le différents moyens mis en oeuvre pour assurer la jonction avec la paroi (par exemple d'une cheminée de centrale thermique) dans laquelle

elle est intégrée.

La tour-cheminée de la figure 1 ou la cheminée de la figure 2 peuvent être alimentées en chaleur d'origine solaire; soit directement pour alimenter un évaporateur; soit indirectement en utilisant la vapeur d'eau restituée par une centrale thermique; qu'il s'agisse de la vapeur issue directement de la chaudière après son passage à travers la turbine, ou de la vapeur issue de l'eau de refroidissement. Cette D centrale thermique pouvant être alimentée en énergie solaire ou avec une autre source d'énergie. Selon la figure 1, une tour-cheminée parfaitement étanche par rapport au milieu extérieur; et construite de facçon à ce qu'il soit possible d'y faire le vide à l'intérieur sans qu'aucun de ces lémrents ne s'affaisse, est constituée d'une base 1 délimitant un bassin inférieur (1), que j'appellerais aussi, parfois, bassin d'évaporation; d'une cheminée (2), reliant ce bassin inférieur (1) à un bassin supérieur (3), recouvert par un toit associé à un condenseur (4). Le débouché de la cheminée peut être recouvert d'un couvercle (5) ouvert à sa base, de façon à ce que la vapeur (34) puisse sortir par en dessous de ce couvercle; mais que l'eau de condensation (6) ne puisse pas tomber dans la cheminée. Le long de cette cheminée sera aménagée une conduite forcée (8) destinée à acheminer l'eau contenue dans le bassin supérieur (3), au bassin inférieur (1) en passant par une vanne (27) puis une turbine hydraulique (7) destinée à entraîner un

alternateur électrique.

19 Les parois du bassin d'évaporation (1), et celles de la cheminée (2) devront être thermiquement le plus soigneusement possible isolées; si nécessaire par un dispositif à double ou triple parois entre lesquelles, aura été fait le vide, avec éventuellement au moins une face réfléchissant les infra-rouges; selon la technique du "vase Dewar". Les parois de cette cheminée pourront aussi également être équipées d'un moyen de chauffage, pouvant être solaire, afin d'éviter le plus possible la condensation

de l'eau ailleurs qu'au niveau du condenseur (4).

Le toit associé au condenseur (4), devra être suffisamment solide pour résister à la pression extérieure; compte tenu de la dépression régnant à l'intérieur de la tour. 3 57 Bien sûr toute cette construction devra être suffissamment solide pour résister aux plus fortes contraintes (tempêtes, tremblements de terre, explosions,

collisions, ect...) envisageables.

Le toit-condenseur (4) pourra être parcouru par un circuit réfrigérant,

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pouvant provenir d'un système de réfrigération, pouvant être à absorption et alimenté par des capteurs solaires; et pouvant être à cycle chlorure de calciurnm/ammoniaque; tel que le procédé développé par Monsieur Jean Fléchon et l'université de Nancy

commercialisé sous le nom de "Coldfego".

7 Enfin un condenseur (4) de type connu, peut être remplacé par une N.C.E.H.A. jouant ce rôle; la chaleur de condensation récupérée au niveau de cette N.C.E.H.A. alimentant ceUlle-ci en énergie calorique, que la N.C.E.H.A. transforme en

énergie motrice, pouvant alimenter un alternateur électrique. De plus cette N.C.E.H.A.

transformant la vapeur en eau liquide, permet de stocker _ _ 'énergie potentielle, due à la hauteur de cette eau/par rapport à son point de départ et de retour. Si l'eau (9) contenue dans le bassin d'évaporation ne provient pas d'une centrale thermique; et si elle ne s'évapore pas d'elle mêmne, ou si elle n'est pas déjà vaporisée; elle sera évaporée à l'aide d'un évaporateur aussi performant que possible, 1/f associé de préférence à un dispositif alimenté par des capteurs solaires. Il est également possible d'aménager sur la façade sud du bassin d'évaporation des vitres (ou un matériau transparent analogue) isothermes (double vitrage avec vide entre les deux parois) et résistantes à la pression extérieure; de façon à transformer ce bassin en

serre, et à favoriser ainsi l'évaporation.

2-O Ce bassin peut être alimenté par l'eau chaude sortant d'un condenseur de centrale thermique; il peut être supprimé si la vapeur (34) sortant de la turbine à

vapeur (33) se dégage directement dans la cheminée (2) (commne illustré par la figure 2).

Ce bassin d'évaporation (1) peut également être alimenté par de l'eau salée à distiller pour obtenir de l'eau douce; ou par des eaux usées à épurées par

distillation.

Le bassin supérieur (3) peut être équipé d'une conduite de sortie (10)équipée d'une vanne (12), de même que le bassin inférieur, d'une conduite (11), et de sa

vanne (13).

Ce dispositif complémentaire sera surtout utile pour disposer de réserves 3o d'eau inférieure et supérieure distinctes de celles constituant cette tour; ceci principalement quand ce procédé est utilisé conjointement à un relief naturel; et o l'on souhaite constituer une réserve d'eau d'altitude distincte de la réserve supérieure (3) de la tour. Dans ce cas cette autre réserve d'altitude qui pourra être à l'air libre; pourra être alimentée par l'eau de la réserve supérieure (3), grâce à cette conduite (10), par 3 l'ouverture de la vanne (12). 11 faudra compléter ce dispositif par une pompe, ou une dénivelée suffisante, pour extraire l'eau de ce bassin (3), qui est en dépression; vers la

réserve extérieure à pression atmosphérique.

En complément, si l'eau contenue dans ce bassin supérieur (3) est extraite; il faudra alimenter le bassin inférieur (1) de la même quantité d'eau; cela peut i1 2779487 se faire, à partir de n'importe qu'elle eau extérieure. grâce à la conduite 11 et à l'ouverture de la vanne 13; cette eau rentrera d'autant plus facilement dans le bassin

d'évaporation (1) que la dépression interne y sera importante.

En ce qui concerne le fonctionnement du procédé tel qu'illustré par la

figure 2; le fonctionnement général est identique à celui décrit pour la figure 1.

Cette figure 2 illustre cependant un mode de réalisation du procédé, objet de cette invention, en site à dénivelée naturelle; condition ne rendant pas nécessaire la construction d'une tour. Ici la cheminée (2) et la conduite forcée sont enterrées; mais

elles pourraient également être en surface. Le réservoir d'évaporation (1) de la tour-

cheminée de la figure 1 à été supprimé, mais il pourrait très bien être conservé; inversement l'alimentation par une turbine à vapeur (33) de centrale thermique représentée sur cette figure 2 pourrait très bien s'appliquer à la tour-cheminée de la

figure 1.

Ce mode d'alimentation de la cheminée en vapeur (34) issue d'une I centrale thermique supprime l'utilité du bassin d'évaporation (1,fig 1); tout en utilisant une chaleur qui serait la plupart du temps perdue; mais nécessite la création d'un bassin de réception distinct (29) pour recueillir l'eau turbinée depuis le bassin supérieur (3); cette eau sera pompée par la pompe d'alimentation (30) de la chaudière de la centrale thermique; au passage, grâce à l'ouverture adéquate d'une vanne (31) sera également pompée l'eau (32) pouvant s'être condensée dans la cheminée. Ce fonctionnement (intégrant une centrale thermique) peut donc s'appliquer à la tour-cheminée de la figure l; et au lieu de collecter directement la vapeur (34) issue de la turbine (33); il est possible, dans les deux cas (cheminée en site naturel (fig.2) ou tour-cheminée (fig.) de faire évaporer l'eau de refroidissement ( celle qui refroidit le fluide utilisé au niveau de

la turbine); évaporation de préférence optimisée grâce à l'emploi d'un évaporateur.

Pour le reste le fonctionnement décrit pour la tour-cheminée de la figure 1 s'applique également à la cheminée en site naturel représentée en figure 2; l'avantage de la configuration en site naturel étant la facilité à créer, à moindre coût, une dénivelée plus importante qu'avec une tour-cheminée, ainsi qu'une réserve supérieure (3) plus v importante; pouvant être plus facilement associée à une réserve extérieure, éventuellement saisonnière. La tour-cheminée permettant par contre d'utiliser ce

procédé en plaine, en l'absence de relief.

En complément du fonctionnement en cycle fermé des cheminées des figures 1 et 2 il est également possible d'ouvrir ce cycle et de pomper l'eau du bassin ,' supérieur (3), ou de la laisser descendre par gravité, d'une hauteur compensant la différence de pression entre ce bassin (3) et un autre bassin (14,fig.3) qui recevra cette eau; et qui peut, soit être situé en altitude sur un relief naturel; ou être situé au sommet d'une autre tour (représentée figure 3) située à proximité immédiate de la précédente (fig. 1). ces deux tours fonctionnant de façon différente mais compléaentaire.ls deux tours de la figure 1 et 3 seront reliées ensemble; par la canalisation de jonction (10) permettant de pomper (ou de laisser couler par gravité), l'eau contenue dans le bassin supérieur (3) de la tour de la figure I dans un autre bassin supérieur (14) de la tour de la figure 3; ainsi que par la deuxième conduite de jonction (11), permettant d'acheminer l'eau du bassin inférieur (15) de la tour de la

figure 3, dans le bassin d'évaporation (1) de la tour de la figure 1.

Contrairement à la tour-cheminée de la figure 1, qui est en dépression, et dans laquelle l'eau monte sous forme de vapeur (34); la tour de la figure 3 est mise en surpression (pendant la journée, en cas d'utilisation de l'énergie solaire); ceci afin d'acclérer la descente de l'eau de son réservoir supérieur (14) vers son réservoir inférieur (15) cette eau passant par la conduite forcée (17) située à l'intérieur du fût de la tour, alimente une turbine hydraulique (18), après passage par une vanne de

régulation du débit (27). Cette eau rejoindra le réservoir inférieur (1) de la tour-

cheminée de la figure 1 par la conduite 11 grâce à l'ouverture de la vanne 13.

Àà -J Le bassin supérieur (14) de la tour de la figure 3 est équipé d'une membrane (16) séparant l'eau qu'il contient, du volume gazeux (20) qui surmonte cette membrane Ce volume gazeux (20) sera relié par une conduite de vapeur (19) à un moyen connu, propre à en augmenter la pression; la vanne de vapeur (24) étant ouverte; tandis que la vanne (23) est fermée. Ce volume gazeux (20) peut être de la lo vapeur d'eau, d'ammoniaque ou de tout autre fluide thermodynamique que l'on aura vaporisé et dont on aura augmenté la pression en le chauffant par un moyen connu, par exemple par une chaudière ou un moyen assimilé, pouvant être alimenté par l'énergie solaire. Si le solaire est choisi, la mise en pression du fluide gazeux (20) se fera 2 essentiellement durant le jour, quand l'énergie solaire est la plus disponible. Cette mise en pression chassera l'eau contenue dans le réservoir supérieur (14) vers le réservoir inférieur (15) et au passage actionnera la turbine (18) qui pourra alimenter un alternateur électrique. Dès que toute l'eau du réservoir supérieur 14 aura rejoint le réservoir inférieur 15, On pourra ouvrir la vanne de vapeur 23, (la vanne 24 restant ouverte)

après avoir pris soin de fermer la vanne de turbine (27).

L'ouverture de cette vanne de vapeur (23) permettra à la pression gazeuse (20) du réservoir supérieur (14), d'envahir le réservoir inférieur (15), o elle se trouvera environ divisée par deux, pour devenir pression gazeuse 25; la vanne 3' supérieure de vapeur (24) sera alors fermée. Cette pression gazeuse (25) est séparée de l'eau du réservoir 15 par un moyen, pouvant être un piston, ou tel qu'une membrane souple et étanche (26). Il existe alors phlusieurs possibilités: -Soit on utilise cette pression gazeuse pour faire remonter cette eau dans

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le réservoir supérieur (14), en utilisant par exemple la chaleur résiduelle contenue dans la vapeur (20) pour alimenter un circuit frigorifique servant à condenser cette même vapeur (20), pour en diminuer la pression; dans ce cas cette tour (figure 3), ou son

équivalent en site naturel pourrait alors fonctionner en cycle fermé.

-Soit on utilise cette pression gazeuse résultante (25) pour chasser l'eau contenue maintenant dans ce réservoir inférieur (15); vers le réservoir inférieur (1) de la première tour. -Soit on continue à augmenter cette pression (25) jusqu'à, par exemple, obtenir l'équivalent de la valeur de sa pression initiale (20); et attendre, d'atteindre a cette valeur pour ouvrir la vanne (13, fig. 1), mettant ainsi en communication les deux réservoirs (l,fig.1 et 15,fig.3) inférieurs des deux tours. Dans ces deux derniers cas,

seule la valeur de la pression change, mais le résultat sera que l'eau du réservoir 15 de la tour de la figure 3, pourra rejoindre le réservoir 1 de la tour de la figure 1, avec un excès de pression et que cet excès de pression peut être utilisé pour alimenter une1 /deuxième turbine (28 fig.3) située sur la canalisation 11 reliant ces deux réservoirs.

Bien sûr, ce fonctionnement complémentaire entre la tour de la figure 3, et la tour de la figure 1, tel qu'expliqué ici; peut également s'appliquer entre l'équivalent

de la tour de la figure 3 en site naturel; et le dispositif de la figure 2.

Il est également possible de récupérer l'énergie résultant de cette pression N gazeuse (25); tout en faisant l'économie d'une deuxième turbine (28); en construisant le réservoir inférieur (15) de la tour de la figure 3, plus bas que le réservoir 1 de la tour de la figure I (ou de son équivalent en site naturel (29,fig.2)); ce qui permet d'augmenter d'autant la hauteur de chute suivie par la canalisation 17 de la tour de la figure 3; cette augmentation de hauteur correspondant à l'excès de pression (25) duf. réservoir 15 par rapport à la dépression du réservoir 1; Cet excès de pression ayant pour deuxième conséquence que l'eau remonte du réservoir 15 vers le réservoir 1, sans

autre moyen. Cet excès de pression, pouvant, dans le cas représenté en figure 2; permettre de se passer de la pompe de reprise (30).

Ce deuxième cas de figure, (non utilisation d'une deuxième turbine (28)) o30 sera facilement mis en oeuvre dans un site offrant une dénivelée naturelle. Dans ce cas les conduites 17 et 19 de la tour de la figure 3 suivront le relief; et l'on aura plus une

tour, mais deux réservoirs, inférieur (15) et supérieur (14), reliés par ces conduites 17 et 19; dont le fonctionnement d'ensemble restera inchangé.

Il sera alors possible d'avoir (par exemple en choisissant un site comme : 'Chamonix, le Mont Blanc); l'équivalent de la base de la tour de la figure 3, le réservoir

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et ces éléments associés; à mille mètres d'altitude (celle du fond de vallée); l'équivalent de la base de la tour de la figure 1. ou la base de la cheminée de la figure 2, à 2000 mètres d'altitude, (si la pression (25) est de l'ordre de 100 bars); le réservoir (3) à 4800 mètres; et le réservoir (14) de la tour de la figure 3, quelques dizaines de i mètres plus bas pour compenser la pression gazeuse résiduelle (20) (cas par exemple de l'ammoniaque) restant après refroidissement du réservoir 14, et se dispenser, grâce à cette différence de hauteur, du pompage entre ces deux réservoirs A cette altitude, et mine en utilisant comme fluide thermodynamique de l'ammoniaque, il est possible de se dispenser de système frigorifique (pour condenser le l gaz 20) ce qui est également valable pour le condenseur (4) de la cheminée de la figure 2. Que nous soyons en site à dénivelée naturelle; o que l'on utilise deux tours; durant la nuit (si utilisation de l'énergie solaire) le volume gazeux (20) contenu dans le réservoir supérieur (14) sera condensé; cette condensation pouvant être accentuée par un dispositif frigorifique, pouvant fonctionner uniquement de nuit; et pouvant être alimenté par de la chaleur solaire emmagasinée durant le jour, par un moyen connu, par exemple le procédé chlorure de calcium-ammoniaque déjà mentionné plus haut. Dés que le contenu gazeux (20) du bassin supérieur (14) est à sa pression la plus basse; la vanne (12) de la cheminée de la figure 1 ou 2 est ouverte, et l'eau contenue, ou une partie de celle-ci, dans le bassin (3) peut alors être pompée (ou

descendre par gravité) vers le bassin (14) de l'autre tour (Figure 3) reliée à la précédente par la canalisation 10.

Il est également possible d'utiliser le procédé de la tour de la figure 1, ou úf son équivalent en site naturel représenté figure 2; en complément, et avec une partie des éléments de la tour de la figure 3; en supprimant, chez celle-ci, le réservoir inférieur, tout en conservant les autres éléments et leur fonctionnement. Dans ces conditions le réservoir supérieur (14) (et ces éléments le constituant) de la tour (ou de son équivalent en site naturel) seraient reliés par la conduite forcée 17 directement au3o réservoir inférieur 1 de la tour-cheminée de la figure 1 ou au réservoir 29 dans le cas de la figure 2; le fonctionnement du réservoir 14 et des éléments le constituant restant

par ailleurs inchangé.

IL est bien sûr possible de combiner avec ces fonctionnements complénentaires des cheminées (fig. 1 ou 2) et de la tour de la figure 3 (ou de son

3 5équivalent en site naturel) le fonctionnement d'une N.C.E.H.A. cornme condenseur (4).

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i1 est ainsi possible, à partir d'une seule source d'énergie thermique; d'alimenter une ou plusieurs turbines de centrale thermique; plus une ou plusieurs N.C.E.H.A. (utilisée comme condenseur (4)) situées en haut d'une cheminées (fig.l ou 2) plus une ou plusieurs turbines hydrauliques situées entre le bassin supérieur (3) et la centrale thermique. Voilà de quoi rentabiliser, beaucoup plus qu'il ne l'était fait jusqu'à présent l'énergie thermique; qu'elle soit solaire, géothermique, fossile,

bioénergie (méthane) ou nucléaire.

Il est possible d'adjoindre au réservoir 14, fonctionnant selon le descriptif du fonctionnement de la tour de la figure 3; un, deux ou trois réservoirs -lv supplémentaires (ou davantage) que je vais nommer 14B, 14C, 14D...14J; fonctionnant de façon identique au réservoir 14 et constitués des mêmes éléments. Ces réservoirs (14B, 14C et 14D) devant fonctionner en rotation de fonction avec le réservoir 14; ceci afin d'avoir toujours un réservoir disponible sous pression (par exemple le 14). Pour cela il est nécessaire d'avoir simultanément un réservoir en train de se remplir, et donc l déjà froid et en dépression (par exemple le 14B); et simultanément un réservoir en train de refroidir (par exemple le 14C); et, simultanément, dans le cas de l'utilisation d'un circuit frigorifique, un réservoir (par exemple le 14D, qui viendrait juste d'être vidé, et serait donc encore chaud) dont la chaleur servirait de source chaude pour alimenter un circuit frigorifique à absorption, pour refroidir (dans le cas de "la rotation de fonction

2v des réservoirs' évoqué ici) le réservoir 14C.

Je reprend cette description en résumant. Un réservoir chaud, sous pression, qui se vide; le 14.

Simultanément un réservoir froid, en dépression qui se rempli; le 14B. Simultaonéent un réservoir qui se refroidi et dont la pression baisse le 14C,5 Simultanément un réservoir (le 14D) qui alimente par sa chaleur le circuit de refroidissement éventuel qui sert à refroidir le réservoir 14C.

La rotation de fonction des réservoirs pouvant s'établir de la façon suivante; en prenant comme point de départ l'exemple ci-dessus: -Le réservoir 14 (le plus chaud) une fois vidé prenant la fonction du

rsréservoir 14D, telle que décrite ci-dessus; devenant ainsi la source chaude du circuit de refroidissement.

-Le réservoir 14B (qui était en train de se remplir) prenant la fonction du réservoir 14, se vidant; après qu'un transfert de pression ai été opéré depuis ce

réservoir 14 vers le réservoir 14B. Transfert de pression s'opérant de la même façonf-qu'il s'opérait, dans la description du fonctionnement de la tour de la figure 3; entre le réservoir supérieur 14 et le réservoir inférieur 15; avec cette différence que dans le cas

qui nous intéresse ici les réservoirs 14 et 14B sont à la mêne altitude.

i 6 2779487 -Le réservoir 14C (qui se refroidissait) et dont la pression diminuait

prenant la fonction du réservoir 14B à remplir.

-Le réservoir 14D (qui servait de source chaude) prenant la fonction du

réservoir 14C à refroidir.

Il est également possible d'augmenter le rendement thermique d'un ensemble de réservoirs 14, en rotation de fonction, en rajoutant un cinquième réservoir (14E) supplémentaire, qui viendra juste de se remplir d'eau, et sera donc encore froid; et servira de source froide au circuit frigorifique en jouant le rôle de condenseur pour ce circuit; ce réservoir sera donc ainsi préchauffé, avant de recevoir la pression de O vapeur du réservoir le plus chaud venant de se vider. Il est également possible de rajouter un sixième réservoir (14F) supplémentaire dans lequel on fera circuler un circuit enfermant le fluide frigorigène, froid, provenant du réservoir en train d'être refroidi. Ce réservoir (14F) sera donc vide d'eau en prérefroidissement; immédiatement avant d'être définitivement refroidi et juste après avoir servi de source chaude au t Q circuit de refroidissement. il est également possible de rajouter un septième réservoir (14) supplémentaire; ce réservoir (14J) sera vide d'eau, en phase de refroidissement; le fluide frigorigène de retour du réservoir le plus froid passera d'abord par ce réservoir

(14J) avant de passer par le (14F).

Ces réservoirs pouvant fonctionner de différentes façons.

-Soit être tous alimentés directement par l'eau de condensation d'une cheminée du type de la figure 1 ou 2; ou par l'eau d'un réservoir d'altitude provenant initialement de ces mêmes cheminées. Que cette eau de condensation provienne d'un condenseur connu ou d'une N.C.E.H.A. Cette eau pouvant se déverser, soit dans un réservoir inférieur du type du réservoir (15,fig.3) et fonctionnant de la même façon; 2. soit les conduites forcées qui s'échappent de ces réservoirs sont réunies en une seule conduite 17 (Fig.3) mais aboutissant cette fois directement à la turbine 7 de la figure 1 ou 2; dont la conduite 8 pourra être conservée pour alimenter si nécessaire cette même turbine 7, encore plus directement avec l'eau contenue dans le réservoir 3. Dans ce cas

au moins un des réservoirs sera à une altitude inférieure au autres.

-Soit tous ces réservoirs 14 (14 à 14J) sont situés à la même altitude; et dans ce cas ils s'alimentent mutuellement les uns les autres; suivant leur rotation de fonction, à partir d'une quantité d'eau captive et commune pour tous; et à partir d'une

source de chaleur (de préférence solaire) commune pour tous.

Il est également possible de récupérer la chaleur de condensation au niveau du condenseur (4) des cheminées (fig. 1 ou 2); pour alimenter, non pas une N.C.E.H.A., mais pour assurer la mise en pression de vapeur (20) des réservoirs de type 14 (14... à 14J); ou si cette quantité de chaleur n'est pas suffisante, pour au

moins diminuer l'apport de chaleur nécessaire.

Evidemment tous ces réservoirs (14... à 14J) sont prévus pour fonctionner en rotation de fonction. L'objectif étant, outre de disposer en permanence d'un réservoir sous pression; de recycler la chaleur de mise en pression pour alimenter un circuit frigorifique; afin d'augmenter l'efficacité thermique du sytème. La chaleur initiale sera de préférence fournie par l'énergie solaire pouvant être stockée par un

moyen connu, et, ou, récupérée au niveau du condenseur (4).

La rotation de fonction s'opérant de la façon suivante; le réservoir o venant d'être vidé, étant encore chaud, (sa pression de vapeur se déversant alors, dans le prochain réservoir à vider); devenant celui fournissant la source chaude pour le bouilleur du circuit frigorifique; devenant par la suite, celui étant préalableent refroidi, (par la circulation du fluide frigorigène provenant du réservoir suivant); avant de devenir celui définitivement refroidi; pour devenir cehui étant rempli de liquide, tout en continuant à être refroidi, (par l'évaporateur du circuit frigorifique); devenant après cela la source froide, le condenseur, du circuit frigorifique, tout en restant plein; puis devenant celui étant préchauffé, au contact de l'absorbeur du circuit frigorifique tout en restant toujours plein; puis devenant celui définitivement chauffé, par la pression de vapeur (20), tout en étant vidé; le cycle étant ainsi bouclé pouvant à nouveau

Do recommencer.

Il est bien sûr toujours possible d'utiliser un seul ou deux réservoirs 14; tout dépend de la continuité de fonctionnement ou du rendement que l'on désire obtenir. Tel qu'il est décrit jusqu'ici le fonctionnement des cheminées en tour (fig.1) ou en site naturel (fig.2) permet de transporter l'eau (ou un autre fluide thermodynamique) sous forme de vapeur aussi haut que possible; et d'utiliser la différence de hauteur ainsi acquise comme source d'énergie, transformée en énergie électrique au niveau d'une ou plusieurs turbines hydrauliques (7, 18 et 28); mais la chaleur de condensation disponible au niveau du condenseur (4) n'est pas mise,

o énergétiquement, en valeur.

il est possible d'utiliser cette source de chaleur comme source chaude, pour un circuit frigorifique; associé au fonctionnement des réservoirs de surpression

(14) tel que décrit plus haut.

Il est également possible de transformer en énergie motrice puis

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électrique; cette source chaude issue de la condensation de la vapeur (34), au niveau du condenseur (4), en remplaçant un condenseur de type connu; par un Convertisseur d'Energie Hydrodynamique Asymétrique par exemple de type chaîne ou Noria (N.C.E.H.A. en abrégé) dont je suis également l'inventeur. Le fonctionnement de ce type de convertisseur est décrit en détail dans le brevet PCT/FR97 / 00095 ou W097 /

27401. Mais la description concernant les moyens d'échanges thermiques, et leur fonctionnement; qu'il s'agisse des sources chaude ou froide, ne sont pas les mêmes que

ceux présentés ici.

Les figures 4, 5, 6 et 7 présentent un exemple de construction de réservoirs de N.C.E.H.A. pouvant être adapté à ce type de fonctionnement; ce type de construction pouvant d'autre part, également être intégré à une cheminée de

refroidissement classique de centrale thermique, à une simple serre, ou tout autre source de chaleur.

fIl existe essentiellement deux possibilités pour intégrer une N.C.E.H.A. à

-q- une cheminée.

Le plus simple consiste à cloisonner la N.C.E.H.A. (par une cloison, isolée thermiquement et disposée entre le côté ascendant et le côté descendant de la N.C.E.H.A.) de telle façon que les réservoirs se réchauffent en descendant, à l'intérieur de la cheminée; (qu'il s'agisse d'une simple cheminée de refroidissement classique ou2L d'une cheminée du type de celles décrites par les figure 1 et 2, o la N.C.E.H. A. remplacerait le condenseur (4) installé au sommet de ces cheminées; ou de toute autre source chaude); et que ces mêmes réservoirs se refroidissent, en remontant, à l'extérieur de cette rmême cheminée; ou du côté de la source froide. Ce mode de construction, présente l'avantage d'être simple mais oblige

2. les réservoirs à se réchauffer, puis à se refroidir, à chaque rotation de la N.C.E.H.A. ce qui occasionne à chaque cycle une perte d'énergie calorique.

Un autre mode de construction, (présenté figure 4, 5, 6, et 7) ne présentant pas cet inconvénient; consiste à séparer cette fois, non plus le côté ascendant, du côté descendant; mais à créer au sein de chaque réservoir une face chaude'0 (40,fig.4), délimitant à l'intérieur du réservoir une enceinte chaude (41); et une face froide (48), délimitant au sein du réservoir une enceinte froide (47); circulant respectivement dans un milieu extérieur chaud (37) et un milieu extérieur froid (38); séparés par une cloison isolée thermiquement (35, 36), qui sera donc cette fois parallèle au plan de rotation de la chaîne (et non plus perpendiculaire comme dans le cas3,5précédent). Les réservoirs auront ainsi, au moins une de leur face (40) en permanence en contact avec la source chaude (37); et au moins une autre de leur face (48), en permanence en contact avec la source froide (38); ces deux sources étant séparées par la cloison thermique (35, 36) La grande différence avec la première solution est qu'ici les réservoirs n'ont pas à se refroidir, et à se réchauffer alternativement; leur enceinte chaude (41) étant tout aussi chaude en montant qu'en descendant; et de même pour l'enceinte froide (47) qui sera toujours aussi froide. Il est à noter que les enceintes chaudes (41,fig.4) et froides (47) sont séparées l'une de l'autre par une cloison interne, thermique étanche (52,fig.6), située dans le même plan que les dcloisons externes (35 et 36); alors que l'intérieur du

réservoir contenant le fluide poids (42) n'est lui, pas cloisonné.

"/ La cloison thermique externe est représentée schématiquement figures 4 et 7 par les éléments (35) fixes et solidaires de la structure extérieure (59) à la N.C.E.H.A.; (par exemple la paroi d'une des cheminées) et les éléments (36) solidaires

de la N.C.E.H.A. et donc mobiles, coulissant, (en même temps que la N.C. E.H.A.

tourne); entre les éléments (35) solidaires de la cheminées. Ces éléments (36) sont i constitués de petits panneaux isolants, de façon à pouvoir suivre le mouvement de la N.C.E.H.A., notamment au niveau de ces boucles supérieure (autour de la poulie porteuse (60,fig.7)) et inférieure. Les réservoirs sont reliés entre eux par un moyen

étanche et thermiquement isolant (51,fig.7).

Dans le cas d'intégration d'une N.C.E.H.A.; à une cheminée du type de la figure 1 ou 2 cette dernière pourra être; soit à pression atmosphérique, afin d'éviter des problèmes d'étanchéité à la pression, au niveau des dcloisons thermiques 35 et 36; soit sous vide, en plaçant la N.C.E.H.A. à l'extérieur de la cheminée; et en interposant

entre la cheminée et la N.C.E.H.A. un échangeur thermique.

Sur la figure 4,le côté droit est à l'intérieur de la cheminée (37,fig.4 et 6)

tS-(source chaude) alors que le côté gauche (38) est à l'extérieur, (source froide).

Le côté droit est donc en contact permanent avec la source chaude, dont il extrait les calories, ce qui est représenté par un procédé de projection d'eau chaude (39,fig.4 et ). Si cette eau chaude est projetée, uniquement du côté descendant (en haut de celui- ci) de la N.C.E.H.A. les ailettes d'échanges thermiques pourront être du type 53,fig.5; o si au contraire cette eau chaude est projetée dès le côté ascendant, en bas de celui-ci; les ailettes d'échanges thermiques pourront être du type 54 afin de pouvoir retenir cette

eau chaude (39) aussi bien du côté ascendant que du côté descendant.

Si la N.C.E.H.A. est intégrée en haut d'une cheminée, du type

représentée en figure 1 ou 2; et si les enceintes chaudes circulent à l'intérieur de celle-

WN ci; le transfert de calories peut se faire par simple condensation sur la paroi (40,fig.4 et ), (hérissée d'ailettes d'échange thernmique), de l'enceinte chaude (41) du réservoir. Cette enceinte chaude (41) est étanche par rapport au milieu extérieur (37) et par rapport au fluide poids (42). Elle est thermiquement isolée (50,fig.5) du fluide poids;

alors qu'elle est en échange thermique avec le milieu extérieur, par sa paroi (40,fig.5).

Cette enceinte chaude contient un fluide thermodynamique (43,44) à basse température d'ébullition. Sous l'effet de la chaleur échangée à travers la paroi (40) la phase liquide (44) de ce fluide ce vaporise (43) faisant augmenter la pression au sein de cette enceinte chaude. Pendant la phase descendante de la N.C.E.H.A.; le réservoir (fig.4) est plein du fluide poids (42); et cette pression augmente graduellement, (aussi bien du côtélo ascendant, que du côté descendant); jusqu'à ce qu'arrivé en bas, cette pression étant à son maimum; ce réservoir soit vidé sous l'effet de la poussée de vapeur (43) entrant par la vanne (45),de communication entre l'enceinte chaude et l'intérieur du réservoir;

ouverte à cet effet.

Dès que tout le fluide poids (42) est expulsé du réservoir, la vanne -1 d'enceinte chaude (45) se referme; le volume interne du réservoir sera alors entièrement occupé par la vapeur (43). Le réservoir va amorcer sa phase ascendante; la vanne d'enceinte chaude (45) reste fermée; tandis que la vanne de communication avec l'enceinte froide (46), en basse pression, est ouverte. La vapeur (43) va venir se condenser au contact de la paroi extérieure (48) de l'enceinte froide (47), en échange thermique avec le milieu extérieur, côté froid (38); et la pression interne du réservoir va progressivement diminuer, pendant toute la phase ascendante des réservoirs. Dès que le réservoir arrive en haut de la N.C.E.H.A.; la vanne de communication (57,fig.6), entre le réservoir et la circulation périphérique (58) reliant ces réservoirs ensemble, pour la circulation du fluide poids qu'ils contiennent, est alors ouverte; et le réservoir2' se rempli à nouveau du fluide poids (42); la vanne d'enceinte froide (46) est alors refermée tandis que la vanne d'enceinte chaude (45) est réouverte; et un nouveau cycle

peut recommencer. (revoir éventuellement le fonctionnement général des N. C.E.H.A. dans les brevets cités plus haut; bien qu'ici, les points qui sont décrits en détail, concernant particulièrement les dispositifs d'échanges thermiques, différent, de ce qui est5x, décrit dans ces précédents brevets).

Il est à remarquer que toutes les enceintes chaudes, d'une part; ainsi que toutes les enceintes froides, d'autre part; sont en permanence reliées entre-elles par des canalisations de jonction ( 55 et 56 fig.4) assurant une uniformisation des pressions respectives au sein de ces deux ensembles d'enceintes. Cette disposition particulièrey ayant, en outre, pour résultat que tout le fluide thermodynamique à l'état liquide, contenu aussi bien dans les enceintes froides, d'un côté, que dans les enceintes chaudes de l'autre, et non retenu au niveau des ailettes d'échange thermique des parois (40, 48) de ces enceintes: se retrouvera, par gravité naturelle, dans le bas de la N.C.E.H.A. Ce point particulier présentant l'intérêt de pouvoir installer à cet endroit précis; une sourceLto chaude unique, eau chaude, flamme, etc; du côté des enceintes chaudes; et de la mnme 21 2779487 façon une source froide unique, par exemple de l'eau froide dans laquelle passera l'enceinte froide arrivant dans le bas de la N.C.E. H.A.; du côté des enceintes froides. Ceci pouvant se faire indépendamment ou non du fait qu'il soit délimité une enceinte chaude extérieure (37) et une enceinte froide extérieure (38) dans laquelle circulerait la N.C.E.H.A. Dans le cas de la circulation, des enceintes chaudes ou des enceintes froides, arrivant en bas de la N.C.E.H.A.; dans un liquide, chaud pour les unes, froid pour les autres; la surface de ce liquide devra rester ouverte; il est alors possible de limiter les déperditions thermiques, en disposant à la surface de ces liquides desX0 particules d'un isolant thermiques flottant sur ce liquide; comme par exemple des billes

de polystyrène, ou assimilé.

Il est a noter que le fait de relier toutes les enceintes ensemble, notamment les enceintes chaudes (41) par leur canalisation de jonction (55); compte tenu du fait qu'elles ne forment plus, ainsi, qu'un seul volume; présente un intérêtl-/supplémentaire du fait que plus ce volume commun sera grand; et moins il sera nécessaire d'augmenter la pression de vapeur (43) contenue dans ces enceintes; qui

pourra être presque constante; ou du moins varier assez peu.

Sur cette figure 4 il n'y a pas de moyen de séparation entre le fluide poids (42) et le fluide thermodynamique (43); il est cependant possible de séparer ces

2e deux fluides par un piston, ou une membrane, pouvant être double et enfermer entre ses deux parois un isolant thermique souple.

Sur sa face verticale, la paroi (40) de l'enceinte chaude (41) présente des ailettes d'échange thermique formant contenant. Sur la face intérieure de cette paroi, cette forme particulière permet de retenir le fluide thermodynamique (44) sous forme25 liquide; sur la face extérieure cette forme permet de recueillir le liquide chaud (39) dont le poids tend à entrainer la N.C.E.H.A. dans ça descente; ce surplus d'énergie venant compenser l'énergie nécessaire au pompage éventuel de ce même liquide. Sur la face externe de la paroi de l'enceinte chaude (40) ces ailettes d'échanges thermiques pourront être de deux types différents; selon que le fluide chaud est projeté en haut, du côté 3o descendant de la N.C.E.H.A. (type 53); ou selon que les enceintes chaudes arrivant dans le bas de la N.C.E.H.A. circulent dans de l'eau chaude, ou que cette eau chaude soit projetée en début de phase ascendante de la N.C.E. H.A. dans le bas de celle-ci

(type 54).

Une pompe de transfert, non représentée, pompera le fluide 3q thermodynamique redevenu liquide dans le bas de l'enceinte froide (47); pour l'injecter dans l'enceinte chaude (41). Du fait que toutes les enceintes chaudes d'une part, et toutes les enceintes froides d'autre part sont reliées ensemble; le fluide thermodynamique descendra par gravité dans le bas de la N.C.E.H.A. Il n'est donc pas nécessaire de disposer d'une pompe de transfert à chaque réservoir; mais d'en répartir quelques unes, de loin en loin, de aaçon à assurer ce pompage, de temps en temps, au

passage de ces pompes de transfert dans le bas de la N.C.E.H.A.

* En ce qui concerne le fluide (39) initialement chaud; une fois que celuici arrive dans le bas de la N.C.E.H.A. du côté descendant de celle-ci; il s'est refroidi; on

prendra alors soin de ne pas le mélanger avec le même liquide, encore chaud.

Ce type de construction des réservoirs de N.C.E.H.A. peut également s'appliquer à d'autres sources chaudes. I1l est, par exemple, possible d'équiper la face externe de l'enceinte chaude (41) de capteurs solaires réchauffant directement le fluide thermodynamique (44) par circulation de ce fluide au sein de ces capteurs; ou

indirectement dans le cas d'utilisation de capteur à tube sous vide et à condensation.

Pour toutes les réalisations concernant ces inventions; chaque fois que cela sera possible on utiliera l'eau (fluide naturel abondant et sans danger) comme moyen pour transférer l'énergie et actionner les turbines; ou comme fluide thermodynamique de mise en pression; cependant l'utilisation d'un fluide

1f thermodynamique tel que l'ammoniaque, présente certains avantages.

En ce qui concerne ce qui se passe dans la cheminée des figures 1 et 2; l'utilisation d'un fluide thermodynamique comme l'eau, rend préférable de mettre cette cheminée en dépression, aussi proche que possible du vide; afin, à quantité d'eau 6 évaporée égale; de dépenser moins d'énergie pour évaporer cette eau; alors que l'évaporation de l'ammoniaque peut, à pression atmosphérique, se faire à température

ambiante; ce qui nous dispense de la mise en dépression de la cheminée.

D'autre part en ce qui concerne la mise en pression gazeuse (20 et 25) de la tour de la figure 3; ou des réservoirs de la N.C.E.H.A. (fig.4) à pression équivalente ú identique; par exemple 100 bars, une température d'une centaine de degré, permet d'obtenir cette pression avec l'ammoniaque; alors que pour obtenir le même résultat il

est nécessaire de chauffer l'eau à environ 300 à 350'C.

Bien que l'ammoniaque ne soit pas un liquide-gaz exempt de danger; son utilisation bien maîtrisée, en milieu fermé, (constituant une enceinte de confinement c étanche), sans consommation; peut éventuellemnt être envisagée. Cependant cette utilisation peut présenter un inconvénient au niveau de la condensation à basse température, de l'ordre de -30 C; pour abaisser la pression au niveau des réservoirs 14, quand on voudra remplir ce réservoir avec l'eau contenu dans le réservoir 3 de la cheminée de la figure 1 ou 2; (ou l'eau d'une réserve d'altitude) > mais cet inconvénient sera compensé par le fait que l'obtention d'une pression de l'ordre de 100 bars peut se faire à beaucoup plus basse température, donc avec une moindre dépense d'énergie; que si l'on voulait obtenir le même résultat en utilisant de l'eau. D'autre part l'utilisation de l'énergie solaire se prête plus facilement à un

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refroidissement à -30C qu'i une chauffe à.350C.

Le cas de l'ammoniaque évoqué ici n'est qu'une hypothèse théorique, support du raisonnement; le choix de fluide thermodynamique présentant des températures d'ébullition intéressantes, tout en n'ayant pas les dangers de l'ammoniaque, est vaste, et de nombreuses recherches existent dans ce domaine; il suffit de les adapter aux conditions spécifiques d'utilisation de ce procédé, pouvant varier d'un climat à l'autre; selon que l'on dispose en abondance ou non d'une source de chaleur, de préférence naturelle (Géothenrmie, courant marin chaud, soleil abondant,

décomposition de matières organiques, etc...).

Cette dernière source d'énergie peut être tout à fait utile, en absence, ou

en complément de l'énergie solaire.

En effet, s'il est nécessaire de produire de l'énergie électrique, en un lieu donné; c'est sans doute, parce que vivent à proximité des êtres humains; là o vit une population, se pose un problèmes d'élimination de déchets organiques; -1ç Qu'ils proviennent des ordures ménagères, des égouts, o des élevages industriels destinés à nourrir les hommes; ces déchets organiques mis en fermentation, peuvent fournir la chaleur nécessaire, recueillie par un réseau de canalisations enfouies dans le dépôt de déchets; cette chaleur pouvant servir à évaporer l'eau du bassin d'évaporation (1) de la tour-cheminée (2) à condensation. Quand aux gaz résultants de la décomposition de ces matières organiques, essentiellement du méthane; plutôt que de les laisser augmenter l'effet de serre; ils peuvent être utilisés pour alimenter une chaudière alimentant une centrale thermique, dont la vapeur sera recyclée dans la cheminée de condensation, objet de cette invention. Dans ce cas, la chaleur de fermentation peut servir à préchauffer l'eau de retour, avant de l'envoyer à la

ú chaudière.

Le gaz carbonique résultant de la combustion de ces gaz est en théorie celui consommé par les plantes, à l'origine de ces déchets organiques; le bilan C02

atmosphérique global se trouverait donc ainsi inchangé.

Un fonctionnement utilisant l'épuration des eaux usées peut être intégré aux tours d'habitation de grande hauteur; aen construisant le bassin d'évaporation (l,fig.l) en bas d'une de ces tours; le bassin de condensation (3) en haut de la même tour (ou d'une tour voisine, ou sur un relief proche); ces deux bassins étant reliés par

la cheminée (2). il est alors possible de choisir entre deux solutions; soit épurer toutes les eaux usées; soit épurer uniquement les eaux usées chaudes, (qui seront recueillies3 par un réseau de conduites les séparant des autres eaux usées); dont la chaleur propre, peut suffire à leur évaporation ou nécessité un apport de chaleur moindre.

Que ce soit en site naturel ou en utilisant une tour-cheminée; il est

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o: / / l4/0/ possible de faire fonctionner ces différents procédés (relatif au fonctionnement des cheminées des figures 1 et 2 ou de la tour de la figure 3, cette dernière pouvant être également intégrée à un site naturel, avec des conduites suivant le relief) selon plusieurs modes: - Un mode de fonctionnement que j'appelerai "à flux tendu"; dans ce cas la quantité d'eau montant sous forme de vapeur (34) dans la cheminée (2), doit être égale à la quantité d'eau redescendant sous forme liquide par les conduites forcées (8) ou (17). Les réserves supérieures (3) et inférieures (1 ou 29); pouvant être

relativement réduites. Ce mode de fonctionnement sera principalement utilisé en1 association avec une centrale thermique; ou, quand la source de chaleur utilisée pour vaporiser l'eau, correspond à un approvisionnement constant et régulier.

-Un fonctionnement à réserve journalière; principalement dans le cas d'utilisation de l'énergie solaire cornme source de chaleur pour alimenter l'évaporateur du réservoir inférieur (1) Dans ce cas le réservoir supérieur (3) des cheminées (fig.11N ou 2) aura une capacité suffisante pour emmagasiner la quantité d'eau nécessaire pour

alimenter la turbine (7) en absence de soleil.

-Un fonctionnement à réserve saisonnière pour disposer d'une réserve d'énergie suffisante pour répondre à une demande plus importante à une période donnée de l'année. Dans ce cas la réserve d'eau a capacité saisonnière pourra être séparée de la 2.e) cheminée et constituer une réserve externe à pression atmosphérique, alimentée depuis les réservoirs supérieurs (3) des cheminées; ce qui sera évidemment plus facile à

réaliser en site à dénivelée naturelle (fig;2); l'alimentation de la réserve d'eau extérieure à la cheminée pouvant se faire par la canalisation de jonction (10) grâce à l'ouverture de la vanne (12).

2.5 -Dans tous les cas de figure évoqués ci-dessus; chaque fonctionnement peut être relié à un systèmne de surpression, tel que décrit plus haut par le conmmentaire

du fonctionnement de la tour de la figure 3; système de surpression pouvant être à réservoirs multiples, en rotation de fonction, conformément aux descriptions du fonctionnement des réservoirs 14 à 14J; ce système de surpression pouvant également5o fonctionner en site à dénivelée naturelle, en remplaçant la tour; par des conduites

reliant les réservoirs inférieurs et supérieurs, construits respectivement en bas et en haut d'une pente. La surpression des réservoirs 14 pouvant alimenter une turbine

hydraulique, en chassant l'eau soit directement vers la base (1,fig. 1) d'une tour-

cheminée ou son équivalent en site naturel (29,fig.2); soit dans un premier temps vers un deuxième réservoir pouvant être mis en surpression (15,fig.3) et de là vers les

réservoirs 1 ou 29.

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-Selon les différents modes de fonctionnement évoqués ci-dessus il est également possible de remplacer le condenseur (4) de type connu, des cheminées (fig.1

et 2) par une N.C.E.H.A.; augmentant encore le rendement de l'ensemble.

-Les différents éléments des tours 1 et 3; que cette dernière ait un seul ou plusieurs réservoirs 14; peuvent également être intégrés, en un seul et même édifice;

une seule et même tour, comportant l'ensemble de ces éléments.

Inversement, le procédé de fonctionnement des réservoirs 14 à 14J; peut également s'alimenter en circuit en boudcle; uniquement au sein de ces réservoirs 14 et de leurs éléments; sans construire de tours, et sans dénivelée entre ces mênmes 1o réservoirs; le réservoir plein mis sous pression et se vidant; remplissant le réservoir initialement refroidi et donc en dépression; par une conduite équipée d'une turbine hydraulique. Tous ces réservoirs étant reliés entre eux par des conduites de vapeur reliées entre elles; et par des conduites forcées également reliées entre elles et disposant sur leur trajet commnun,de la turbine hydraulique. Tous ces réservoirs étant d'autre part t5'reliés par un circuit frigorifique; de telle sorte que le plus chaud d'entre eux, venant d'être vidé, serve de source chaude,approvisionnant ce circuit, servant à refroidir, et donc à diminuer la pression du réservoir destiné à être rempli; cette source chaude pouvant être si nécessaire complétée par une autre source de chaleur; solaire ou autre;

ce circuit de refroidissement pouvant être à cycle chlorure de calcium / ammoniaque.

9kô Les applications industrielles de cette inventions sont nombreuses; tant le nombre de combinaisons entre les différents dispositifs décrits ici est important; sans

compter que chaque dispositif, peut, lui même, fonctionner de façon autonome.

Il est possible d'adapter une N.C.E.H.A. comme condenseur à une tour

de refroidissement de centrale thermique classique existante.

2,57 Il est possible de prolonger ces mêmes tours de refroidissement en

hauteur, de façon à construire des tours du type de celle représentée en figure 1.

Il est possible de construire de nouvelles centrales thermiques; de préférence utilisant une source d'énergie renouvelable, (solaire, géothermie, biogaz, etc...); au pied d'un relief; de prolonger cette centrale en installant un condenseur au sommet d'une cheminée, en haut du relief; du type de celle représentée en figure 2; ce condenseur pouvrant être une N.C.E.H.A. transformant la chaleur de condensation en énergie motrice puis électrique; la vapeur d'eau transformée, par la même opération, en eau liquide, alimentant une turbine hydraulique, tout en ramenant cette eau en bas du

relief,pour alimenter à nouveau la centrale thermique.

bey7 Ce qui fait qu'avec la même source d'énergie thermique, et la même 26 dépense énergétique; au lieu d'alimenter un simple centrale thermique; il est possible d'alimenter en plus de cette centrale, et sans baisse de rendement pour celle-ci; une N.C.E.H.A. ainsi qu'une centrale hydraulique; ce qui augmente de façon importante le rendement thermique final. ç Une centrale thermique installée au pied d'un relief, prolongée par une tour du type de la figure 2, avec une réserve d'eau d'altitude de capacité saisonnière; peut, par exemple, en fonctionnant au ralenti pendant l'été; et si elle est alimentée par une quantité d'eau renouvelable; stocker cette eau dans la réserve d'altitude, (transportée "gratuitement" sous forme de vapeur); cette eau sera utilisée en période de plus forte demande d'électricité. Ce qui par rapport aux procédés actuellement utilisés;

et 'tout bénéfice" mis à part l'amortissement de la construction de l'installation.

Un procédé analogue; mais utilisant un simple évaporateur, de préférence solaire; peut tout aussi bien permettre de stocker en altitude l'eau d'une rivière, ou d'un lac naturel ou artificiel; cette réserve d'énergie potentielle étant utilisée plus tard, en

-K fonction de la demande.

Si on rajoute à ce système une tour à surpression (ou son équivalent en site naturel) du type de celle représentée en figure 3; et en rajoutant une source d'énergie thermique supplémentaire; il est possible, avec la même eau, d'actionner une turbine hydraulique supplémentaire (28); ou d'augmenter le rendement d'une turbine

:20 hydraulique déjà installée (7).

Il est également possible de faire fonctionner un dispositif du type représenté par la tour de la figure 3; en l'alimentant par la chaleur de condensation récupérée au niveau du condenseur (4); qui peut remplacer celui d'une centrale

thermique; si celui-ci n'est pas une N.C.E.H.A.

d. 5 Il est également possible d'utiliser le fonctionnement en boucle des réservoirs de type (14) (14..à 14J) soit en les associant à l'un ou plusieurs des dispositifs déjà décrits; soit en les faisant fonctionner de façon autonome; en les construisant à la mnême altitude. La source de chaleur les mettant en pression pouvant être créée à cet effet; ou provenir d'une installation existante; par exemple en récupérant la chaleur de condensation d'une centrale thermique; ou la chaleur dégagée

par un moteur à explosion, utilisé comme groupe électrogène ou pour un autre usage.

Les dispositifs tel que décrits par le commentaire de la figure 1 ou 2; pouvant également être utilisés pour dessaler de l'eau de mer, ou épurer des eaux

usées; tout en fournissant une source d'énergie électrique.

Il est bien sûr possible de combiner entre eux, deux, plusieurs, ou l'ensemble de ces procédés; qui constituent tous des procédés de "survalorisation"

d'énergie thermique.

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De part les nombreuses possibilités qu'ils offrent; et la pluralité des sources d'énergie, même faibles, pouvant les faire fonctionner; les dispositifs objets de cette invention s'adressent aussi bien au pays industrialises; qu'aux pays en voie de

développement; mrnne ceux à très faibles revenus.

suife page 28

2 8 2779487 CE QUI SUIT, CONCERNE LE DÉPOT SOUS PRIORITÉ

INTERNE DE CE QUI PRÉCÈiDE; ENREGISTRÉ SOUS LE NUMERO 98 07125 ET DÉPOSÉ LE 03-06-1998.

Le présent dépôt concerne divers perfectionnements de ce qui précède; plus particulièrement en ce qui concerne la N.C.E.H.A.; qu'elle soit utilisée en

complément d'une centrale thermique; ou seule.

Nous avons vu précédemment qu'il existait deux façons principales c d'isoler thermiquement le côté chaud, du côté froid d'un Convertisseur d' nergie Hydrodynamique Asymétrique; et plus particulièrement d'une chaîne ou Noria;

(N.C.E.H.A. en Abrégé).

-Un mode de réalisation de cette séparation particulièrement simple, consistant à créer une cloison isolante verticale, entre le côté ascendant, et le côté lodescendant de la Noria, cette cloison étant située; soit dans le mêne plan que le plan de l'axe de la poulie porteuse de la N.C.E.H.A.; soit dans un plan parallèle à celui-ci. Ce

mode de séparation ayant pour inconvénient d'obliger les réservoirs à; alternativement se refroidir, puis se réchauffer à chaque cycle; je l'appellerais ici, et pour cette raison: "mode alternatif".

-Un mode de réalisation différent; consistant cette fois à créer une séparation, non plus parallèle au plan de l'axe de la poulie; mais perpendiculaire à celui-

ci, et donc de ce fait située dans le plan de rotation de la N.C.E.H.A. vue en coupe transversale (voir figure 7). Cette cloison thermique délimitant d'une part; la source froide, en échange thermique.o avec les enceintes froides; et d'autre part la source chaude, en échange thermique avec les enceintes chaudes. Du fait de la ressemblance graphique (figure 7) des liaisons inter-

réservoirs de ce mode de réalisation avec un éventail; j'appellerais ici ce mode de séparation: "mode en éventail"; dont on a vu qu'il ne présentait pas l'inconvénient du mode alternatif; mais qui présente, cependant, l'inconvénient; dans le cas d'intégration-5'd'une N.C.E.H.A. à une tour de refroidissement de centrale thermique existante; d'obliger à démolir une partie de la paroi de cette tour pour y intégrer la N.C.E.H.A.,

de façon à avoir une partie de celle-ci à l'extérieur de la tour, en contact thermique avec la source froide; et une autre partie à l'intérieur de cette même tour, en contact avec la source chaude.

-Un troisième mode de séparation, distinct des deux précédents; et qui constitue une des nouveautés introduites ici; ne présente ni l'inconvénient du mode alternatif; ni celui du mode en éventail. Il conserve le principe des enceintes chaudes et 29 2779487 froides; du mode en éventail, mais sa conception différente permet d'intégrer une

N.C.E.H.A. à une tour de refroidissement déjà construite; sans avoir à en démolir une partie des parois; en offrant de plus la possibilité d'installer cette N.C.E.H.A. complètement à l'intérieur de la tour de refroidissement. 5 D'autres utilisations liées à cet avantages pourront également être envisagées.

Ceci est rendu possible grâoe à l'introduction d'un type de cloisonnement formant une sorte de tunnel à l'intrados de la N.C.E.H.A. J'appelle ici "intrados"; la zone de la N.C.E.H.A., délimitée par les côtés ascendant et descendant. Cette partie interne étant ici élargie; jusqu'à peu près la moitié des réservoirs; (correspondant à la10 zone (69) achurée de la figure 8, augmentée de la zone située entre cette zone achurée et les soufflets (66)). Cette partie de l'intrados 'élargi' formant comme un tunnel;

j'appellerais, pour cette raison ce mode de cloisonnement "en tunnel".

L'intérêt de ce mode de réalisation étant de séparer les sources chaudes et froides, indépendamment de l'existence ou non d'une séparation externe à la

1' N.C.E.H.A., comme pourrait le constituer, par exemple, le mur d'une tour de refroidissement.

Un autre avantage offert par ce mode de cloisonnement en tunnel; est de rendre beaucoup plus facile l'étanchéité au gradient de pression pouvant exister entre l'intérieur et l'extérieur du tunnel; et ce grâce à des joints spéciaux, d'autant pluseo étanches, que la différence de pression est plus importante. Dans ce cas le tunnel sera soit fermé à chaque extrémité (si un liquide est utilisé à l'intérieur de celui-ci); soit ouvert; et il sera alors prolongé à l'extérieur de la N.C.E.H.A. par une cloison de continuité entre source chaude et source froide. Il est également possible d'avoir un tunnel ouvert à l'une de ses extrémité, et fermé à l'autre; cette configuration peut être particulièrement intéressante pour utiliser une N.C.E.H.A. comme condenseur, soit pour une centrale thermique, soit en haut d'une cheminée à vapeur telle que représenté en figure 1 ou 2. Dans ce cas la vapeur à condenser peut entrer par l'extrémité ouverte du tunnel, sans avoir à ressortir par l'autre qui peut être fermée, à l'exception d'une ouverture pour évacuer l'eau à3o l'état liquide. Dans ce cas la N. C.E.H.A. transformera directement la chaleur de condensation en énergie motrice; et ce mode de construction en tunnel permet de conserver une cheminée à vapeur (Fig. 1 et 2) sous vide. Le tunnel délimité par ce nouveau mode de séparation, pouvant; selon l'utilisation à laquelle est destinée une telle N.C.E.H.A.; jouer aussi bien le rôle de

i source chaude ou celui de source froide; L'extrados -la périphérie- de la N.C.E.H.A. jouant alors le rôle inverse.

Ce mode de réalisation sera tout particulièrement intéressant dans le cas d'utilisation d'une source froide ou chaude constituées par un gaz, conmme ce peut être le cas, si par exemple, la source froide est de l'air ambiant ou de l'air refroidi dans un puits de mine désaffecté; ou si inversement la source chaude est de l'air chaud obtenue 5 au moyen d'une serre solaire; ou de gaz de combustion. Dans l'un ou l'autre de ces cas il est possible de faire circuler cet air à l'intérieur du tunnel; dont les extrémités

pourront rester alors ouvertes en communication avec l'une ou l'autre de ces masses d'air. La circulation de cet air pouvant être favorisé par une hélice située à l'intérieur du tunnel, formé par la cloison isolante; et entraînée par la N.C.E.H.A. 1o fnil est possible de faire circuler cette masse d'air, froide ou chaude, aussi bien à l'extérieur (à l'extrados), qu'à l'intérieur (à l'intrados) de ce tunnel.

Cette source chaude, ou froide, pouvant bien sûr être tout aussi bien, un liquide, par exemple de l'eau, comme pour les réalisations précédentes. Il est également possible de disposer à l'intérieur de ce tunnel, une flamme issue d'un combustible; transformant ce15 tunnel en chaudière.

Dans le cas d'utilisation d'une masse d'air à l'intérieur du tunnel formé par la cloison isotherme; celui-ci sera ouvert à chacune de ces extrémités; dans le cas

d'utilisation d'un liquide; ce tunnel pourra être ouvert ou fermé; avec, dans ce dernier cas, un orifice de sortie pour évacuer ce liquide.

Ce tunnel peut également accueillir comme source chaude, les fumées issues du combustible d'une centrale thermique, ou; au sein d'une N.C.E. H.A. séparée; la vapeur à condenser; (après son passage dans les turbines) de cette même

centrale. Dans ce cas l'eau de refroidissement circulera dans un premier temps à l'extrados de la N.C.E.H.A. avant de regagner la tour de refroidissement.

Le mode de réalisation en tunnel autorise des modifications tout à fait intéressantes de la N.C.E.H.A. permettant encore d'en augmenter le rendement.

Il est en effet possible de supprimer les enceintes chaudes ou froides, ou les deux, accolées aux réservoirs, sans pour autant perdre l'avantage qu'elles offrent (la non alternance refroidissement- réchauffement des réservoirs). Ceci est rendu possible5o30 en faisant jouer; au tunnel, le rôle des enceintes chaudes; ce tunnel sous pression,

échangera, directement, le fluide thermodynamique avec le réservoir; comme cela serait fait avec une enceinte chaude.

Pour cela l'étanchéité du tunnel avec le milieu extérieur devra être parfaitement assurée.

y Le rôle de source froide sera joué par l'extrados de la chaîne.

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Il y a alors trois possibilités:

-Soit on conserve les enceintes froides accolées aux réservoirs telles que décrites dans la première partie de ce brevet.

-Soit on construit une seule et grande enceinte froide enveloppant

complètement la N.C.E.H.A. de façon étanche.

-Soit on se dispense de faire communiquer directement, le fluide thermodynamique avec l'intérieur des réservoirs; (ce qui est fait dans les deux cas

précédent). Dans ce troisième cas, pour assurer néanmoins le refroidissement interne des réservoirs; une face de ceux-ci sera modifiée de facçon à pouvoir agrandir1o notablement le volume intérieur de ces réservoirs; et ce pendant leur phase de refroidissement.

Une fois les réservoirs arrivés en bas de la N.C.E.H.A. et le fluide poids expulsé de ceux-ci; la vanne de communication du réservoir avec la circulation périphérique du fluide poids sera fermée normalement; ainsi que la vanne de mise en1fpression communicant avec le tunnel transformé en enceinte chaude. C'est alors que la face du réservoir spécialement modifiée à cet effet sera déplacée, par la pression résiduelle restant au sein des réservoirs; cela aura pour conséquence d'augmenter de façon importante le volume intérieur du réservoir; et d'en diminuer d'autant la pression, jusqu'à ce que celle-ci soit en équilibre avec la pression extérieure. Les.Oréservoirs amorceront alors leur mouvement ascendant; le déplacement de la face du réservoir aura eu pour conséquence supplémentaire de mettre en échange thermique, (à travers la paroi de "l'extension" de cette partie du réservoir), le contenu de ce réservoir avec le milieu extérieur, (servant de source froide). Ceci aura pour conséquence de refroidir le contenu gazeux résiduel contenu à l'intérieur du réservoir. Les différents.25paramétres liés au fonctionnements de la N.C.E.H.A. (choix du fluide thermodynamique, température, vitesse de rotation, etc...) seront choisis de façon à ce

que le contenu de ces réservoirs se soit condensé, dès l'arrivée des réservoirs en haut de la phase ascendante; la pression interne sera alors très basse; et le fluide poids pourra alors remonter depuis le réservoir arrivant simultan ent en bas de la30 N.C.E.H.A.

Une fois le réservoir du haut rempli; la face extensible de celui-ci, qui était durant toute cette opération restée verrouillée; sera libérée, et ramenée à son point de départ, o elle sera également verrouillée, jusqu'à ce qu'un nouveau cyclde

recommence. Cette face extensible sera ramenée sous l'effet de la pression extérieure,5,4 par exemple la pression atmosphérique, ou la pression d'une enceinte dans laquelle la N.C.E.H.A. aurait pu être placée.

J'appellerais ce mode de fonctionnement particulier des réservoirs: "mode

à expansion volumétrique des réservoirs"; ou plus simplement "mode à expansion volumétrique", ou "mode à expansion".

Ce mode de fonctionnement des réservoirs à expansion, utilisé ici pour une N.C.E.H.A., durant la phase de refroidissement; peut également s'appliquer aux fonctionnement des réservoirs à rotation de fonction (14 à 14J) décrit dans la première partie de ce brevet. L'expansion sera provoquée après qu'un de ces réservoirs 14 est : été utilisé comme source chaude pour alimenter le circuit de refroidissement; et avant que ce mnême réservoir entre dans la première étape de refroidissement; il sera ensuite rempli; et la phase de compression (retour de la paroi mobile à sa position fermée)

suivra immédiatement; avant que ce même réservoir commence à être préchauffé.

En ce qui concerne à nouveau la N.C.E.H.A.; Il est également possible la d'utiliser le tunnel comme enceinte chaude tout en conservant des enceintes froides accolées aux réservoirs; ces deux types d'enceintes bien qu'étant de nature différente peuvent fonctionner comme le font les enceintes accolées aux réservoirs décrites plus haut. Il est également possible de construire autour de la N.C.E.H.A. une grande enceinte étanche, enveloppant complètement la N.C.E.H.A.; cette nouvelle enceinte serait en échange thermique avec le milieu extérieur, source froide; elle remplacerait les enceintes froides accolées aux réservoirs dont elle jouerait le rôle. Les échanges de fluide thermodynamique avec cette enceinte froide externe, se feront comme avec une enceinte froide accolée aux réservoirs; avec une pompe de reprise

aspirant éventuellement le fluide thermodynamique redevenu à l'état liquide, pour le refouler dans le tunnel-enceinte chaude.

Il est également possible selon cette configuration d'intervertir le rôle de ces enceintes, en faisant jouer au tunnel le rôle d'enceinte froide; et à la grande enceinte extérieure le rôle d'enceinte chaude; ce cas de figure peut être particulièrement utile en-22 utilisation solaire d'une N.C.E.H.A. Dans ce cas il est possible d'avoir une grande enceinte extérieure vitrée, formant serre sous pression; et un tunnel froid, parce qu'à

l'ombre, en dépression; une pompe de reprise permettant de transférer le fluide thermodynamique liquide d'une enceinte à l'autre. Selon cette configuration il est possible que le tunnel enceinte froide est la forme d'un anneau fermé étanche; à30 l'intérieur de cet anneau, serait alors aménagé un vrai tunnel ouvert à chacune de ses extrémités pour laisser passer l'air extérieur, source froide.

Il est également possible de disposer d'une grande enceinte chaude extérieure; et de réservoirs à expansion volumétrique à l'intrados de la N.C.E.H.A.,

alors source froide; sans que le tunnel forme une enceinte.J' Ces différentes possibilités permettent d'utiliser successivement plusieurs N.C.E.H.A.

en complément du fonctionnement d'une centrale thermique; une première N. C.E.H.A.

pouvant remplacer le condenseur de cette centrale, en utilisant la chaleur de condensation comme source chaude, la vapeur à condenser circulant alors à l'intérieur du tunnel délimité par l'anneau formé par l'enceinte chaude, de la N.C.E.H.A.; la source froide pouvant être fournie par de l'eau refroidie, pouvant circuler à l'extrados de la N.C. E.H.A., dans une enceinte sous vide; autour de l'enceinte froide de la N. C.E.H.A., pouvant être également en forme d'anneau; Cette première N.C.E. H.A. étant alors utilisée comme moteur à condensation; la vapeur d'eau condensée en résultant retournant alimenter la chaudière de la centrale thermique; l'eau de refroidissement Io pouvant être à nouveau utilisée, toujours comme eau de refroidissement; pour une autre N.C.E.H.A. alimentée en source chaude par les fumées ou gaz chauds issues de la combustion du combustible alimentant la centrale thermique; ces fumées ou gaz circulant à l'intérieur du tunnel délimité par l'anneau formant l'enceinte chaude de la N.C.E.H.A.; l'eau de refroidissement issue de la première N.C.E.H.A., circulant, quant 1q à elle à l'extrados de cette deuxième N.C.E.H.A., celle-ci pouvant être placée dans le bas d'une cheminée à vapeur, sous vide, - du type des figures 1 ou 2; ceci ayant pour conséquence d'évaporer l'eau de refroidissement de cette deuxième N. C.E.H.A.; la vapeur ainsi formée pouvant monter jusqu'en haut de la cheminée (fig. 1 ou 2); ou elle peut à nouveau alimenter une troisième N. C.E.H.A. fonctionnant en moteur à 2o condensation; l'eau résultant de la condensation de cette vapeur, pouvant soit alimenter directement une turbine hydraulique située en bas de la cheminée; soit alimenter au préalable une conduite ou une tour en surpression du type de la figure 3; avant de retourner refroidir la première N.C.E.H.A.; cette eau s'étant en effet refroidie lors de son passage dans la conduite forcée souterraine; l'absence de relief ou de possibilité de 2q construction de tour de grande hauteur; pouvant être compensée en utilisant l'eau réchauffée, résultant du refroidissement de la deuxième N.C.E.H.A. (celle alimentée en source chaude par les gaz et fumées de combustion); comme source chaude pour alimenter une autre N.C.E.H.A. dont la source froide serait fournie par l'air environnant; cette N.C.E.H.A. pouvant être installée dans le bas d'une tour de refroidissement classique; pour des températures de l'ordre de 30, 35 C en source chaude; il est possible d'utiliser du dioxyde de carbone, (CO2) comme fluide

thermodynamique; pour des températures de l'ordre de 50 à 150 C il est possible d'utiliser de l'ammoniaque (NH3).

La figure 8 présente l'ensemble de la N.C.E.H.A. selon la conception caractérisée par une séparation isotherme, formant tunnel entre la source chaude et la

source froide.

Les figures 9 et 10 sont des détails agrandis repérés par deux cercles en pointillés, en bas à droite, de la figure 8.

La figure 11 représente un détail encerclé de la figure 9.

Les figures 12 et 13 illustrent les modifications apportées aux réservoirs

6 concernant le mode de fonctionnement à expansion volumétrique des réservoirs.

REMARQUE: Toutes les références des dessins inférieures à 60 indus, sont communes au deux dépôts de brevets; les références supérieures à 60 sont

spécifiques à ce nouveau dépôt sous priorité interne du précédent.

Sur la figure 8 on reconnaît la forme générale d'une Noria Convertisseur dEnergie Hydrodynamique Asymétrique (N.C.E.H.A. en abrégé). L'intérêt de cette figure est de présenter le cloisonnement (67) isolant thermiquement la source chaude de

la source froide. Ce cloisonnement formant un tunnel élargi dans l'intervalle entre le côté ascendant et le côté descendant de la Noria. La surface de la section de ce tunnel correspond à la grande zone achurée (69) qui peut également représenter la dcloison1E' isotherme fermant les deux extrémités du tunnel.

Ce tunnel peut en effet être fermé ou ouvert. Il sera de préférence fermé si la source chaude ou froide, dont il est le siège est un liquide ou une source de chaleur telle qu'une flamme, ou une source froide telle qu'un circuit de réfrigération. nço Bien que ce tunnel soit fermé à ses extrémités par une cloison isotherme (69) il peut être nécessaire de ménager des orifices (71) dans cette cloison pour, par exemple, faire circuler de l'eau froide ou chaude; ou des orifices d'admission d'air, ou d'évacuation de fumées si la source de chaleur disposée à l'intérieur du tunnel est par exemple une flamme. Il est à noter que les deux cloisons (69) fermant le tunnel à chacune de ses extrémités sont solidaires d'un support fixe, par rapport à la N.C.E.H.A.; qui elle est mobile. La jonction étanche entre ces cloisons fixes et La N.C.E.H.A. mobile, pouvant être réalisée grâce à un assemblage (67 et 68 fig. 11). Cette jonction pouvant être formée par deux lèvres souples (67) pouvant être en caoutchouc; et formant une ligne continue souple, solidaire de la N. C.E.H.A. en rotation; entre ces lèvres peut coulisser un élément plus rigide (68), formant également une ligne continue, solidaire cette fois; soit de la cloison fixe (69) fermant le tunnel à chacune de ces extrénmités; soit, si ce tunnel est ouvert, solidaire de la paroi fixe prolongeant le tunnel à chacune, de ces extrémités. Les lèvres (67) seront alors plaquées contre l'élément rigide (68); part une pression inhérente à la construction de ces lèvres; cette pression pouvant éventuellement être accentuée par une différence de pression (72) entre l'intérieur et l'extérieur du tunnel. Un élément lubrifiant (73) peut faciliter le glissement des éléments

(68) et (67) en s'interposant entre les deux.

La continuité entre la cloison (69) et les réservoirs pourra être assurée par un élément souple (61, fig.8 et 9); solidaire des réservoirs d'un côté; et d'un rebord des lèvres (67) de l'autre; les lèvres pouvant être fixées sur la structure porteuse (63). Cette jonction peut-être accompagnée, dans les espaces entre les do réservoirs, par des éléments thermiquement isolants, formant soufflet (66, fig. 10); le volume ainsi délimité pouvant contenir, dans le bas de la N.C.E.H.A., un liquide (65)

formant la source chaude ou froide.

Le cloisonnement en tunnel fait, que les enceintes froides et chaudes des réservoirs sont disposées différemment par rapport au cloisonnement en éventail décrit

I précédemment.

Si l'on prend comme point de repère fixe, l'axe de rotation de la poulie porteuse; selon le cloisonnement en éventail (fig. 4, 6 et 7) les enceintes chaudes et froides, propres aux réservoirs se trouvent pour les unes, vers une extrémité de cet axe; et pour les autres, vers l'autre extrémité de ce même axe. Selon le cloisonnement2o en tunnel (fig. 8); les enceintes chaudes et froides des réservoirs; se trouvent pour les unes proches de cet axe, du côté de l'intrados de la N.C.E.H. A., (pouvant être

transformé en tunnel); pour les autres vers l'extrados de la N.C.E.H.A.; éloignées de l'axe de la poulie.

Le fonctionnement général de la N.C.E.H.A.; et le fonctionnement des

L5 enceintes froides (47,fig.4) et chaudes (41) peut rester identique; que l'on soit en présence d'un cloisonnement en éventail, ou en tunnel.

Le cloisonnement en tunnel présentant l'avantage de former, par lui- même, un volume fermé; surtout si le tunnel est obturé à chacune de ces extrémités (69). Ce volume fermé peut, de ce fait, servir par exemple de chaudière, en disposant à

bD l'intérieur de l'enceinte, une source de chaleur issue d'un combustible.

L'extrados de la N.C.E.H.A. pouvant se trouver en contact avec l'air ambiant extérieur, formera une source froide, dont la température peut encore être abaissée, en faisant tremper le bas de la N.C.E.H.A. dans de l'eau froide; qui peut, par exemple, imprégner un revêtement absorbant, recouvrant la face extérieure (48,fig.4) des enceintes froides; cette eau s'évaporant de ce revêtement refroidissant encore davantage les enceintes froides. L'évaporation de cette eau étant accélérée par l'air

36 circulant autour de la N.C.E.H.A. du fait de son mouvement de rotation.

Sur les figures 8 et 9 les réservoirs sont équipés d'une membrane intérieure (70) formant piston; cette membrane est double, et renferme entre ces deux

parois un isolant thermique, pour éviter au fluide thermodynamique (43) de se 5 condenser au contact du fluide poids (42), et de se mélanger à celui-ci; les cloisons internes des enceintes restant également isolées (50,fig.5).

Pour éviter à la double membrane (70) de venir obturer la vanne (45) une conduite (64) vient prolonger le débouché de cette vanne.

Sur la figure 9 sont également représentés deux ressorts puissants (62),

lo reliant les réservoirs à la structure porteuse souple (63); tout en permettant à cette structure porteuse de garder le contact avec les poulies.

Les figures 12 et 13 illustrent le mode de fonctionnement à expansion volumétrique des réservoirs.

La figure 12 représente un réservoir plein dont la paroi mobile (74) est 1'q en position fermée. La figure 13 représente le même réservoir vide dont la paroi mobile (74) et en position d'expansion volumétrique; ce réservoir est en phase de refroidissement côté ascendant de la N.C.E.H.A. Sur chacune de ces figures sont représentées deux possibilités quant au mode de construction du système d'extension des parois des réservoirs; le mode à

io soufflet (75), et le mode rigide (76); on choisira l'une ou l'autre de ces possibilités; et non les deux en même temps, comme représenté sur ces dessins.

Sur la figure 12 le réservoir est donc plein de fluide poids (42); la vanne (é57) de communication avec la circulation périphérique (58) est fermée; la vanne de mise en pression (45) qui communique avec le tunnel de La N.C.E.H.A., transformé en enceinte chaude est ouverte; par l'intermédiaire du tube (64) l'intérieur du réservoir est mis en pression (43). La paroi mobile du réservoir (74) est verrouillée en position fermée. Ce réservoir est en phase descendante du côté descendant de la N.C.E.H.A. Dés que ce réservoir arrive en bas de la N.C.E.H.A. la vanne (57) est ouverte, et le fluide poids (42) est expulsé par la pression (43) vers la canalisation Opériphérique (58); la double membrane d'étanchéité (70, fig.13) enfermant un isolant thermique, (et qui pourrait aussi bien être remplacée par un piston) se trouve vidée du

fluide poids; les vannes (57) et (45) peuvent alors être refermées; et le réservoir amorcer sa phase de remontée côté ascendant de la N.C.E.H. A.

La figure 13 illustre ce qui se passe alors. La paroi mobile (74) qui était jusque là restée verrouillée est libérée; sous l'effet de la pression (83) restant au sein du réservoir, cette paroi mobile (74) est chassée vers l'extérieur jusqu'à ce que la pression

interne du réservoir se trouve en équilibre avec la pression extérieure à la N.C.E.H.A.

(qui peut être soit la pression atmosphérique, soit une pression différente qui serait celle d'une enceinte externe à la N.C.E.H.A. dans laquelle celle-ci serait placée). Le déplacement de la paroi mobile (74) peut également s'arrêter à une valeur de la pression

interne du réservoir, différente; fixée auparavant.

Le déplacement de cette paroi mobile (74) est accompagnée par des parois extensibles qui peuvent être de deux types; soit du type rigide (76) équipé d'ailettes d'échanges thermiques (77); soit du type souple et extensible (75). Le type rigide (76) présente l'avantage de la simplicité de construction; et l'inconvénient d'être limité en longueur; il peut être utilisé, si, par exemple, la pression restante au sein des réservoirs avant l'expansion, est égale à deux fois la pression extérieure. Ceci peut 1qcorrespondre à une N.C.E.H.A. de presque vingt mètres de haut, en utilisant de leau comme fluide poids; en pression atmosphérique extérieure. Si par contre, cette pression restante est supérieure à plus de deux fois le pression extérieure; on utilisera de préférence le type à paroi extensible souple (75), dont l'allongement peut être beaucoup plus important que la paroi rigide; entraînant de ce fait une expansion

Io proportionnellement plus importante du volume du réservoir.

Cette paroi extensible (75) est ici composée d'une paroi à soufflets (75),

d' une tige guide (78); et d'anneaux (79) reliant les soufflets à la tige.

La paroi mobile (74) sera équipée d'un système de verrouillage, lui permettant d'être verrouillée, en position fermée, sur le réservoir; ainsi qu'en expansion sur la butée (81) de la tige guide. La jonction parois mobiles - parois fixes du réservoir pourra être

équipée de joints d'étanchéité (82).

-T Le réservoir en expansion volumétrique ainsi verrouillé va donc remonter du côté ascendant de la N.C.E.H.A.; son volume gazeux intérieur en échange thermique avec le milieu extérieur, par l'intermédiaire des parois extensibles (75 ou 76); va donc 3o se refroidir; sa pression intérieure va donc diminuer. On aura choisi de préférence un fluide thermodynamique dont la température de condensation ait, à la pression ainsi

obtenue; pour résultat, le passage de ce volume gazeux, en phase liquide.

Le passage du volume gazeux, en phase liquide aura donc pour conséquence de faire passer la pression interne du réservoir à une pression proche du

3'b vide. Pendant ce temps le réservoir concerné arrivera en haut de la N.C.E.H.A.

Tout en maintenant la paroi mobile (74) verrouillée, en position d'expansion; la vanne (57) pourra alors être ouverte; et le fluide poids (42) (initialement chassé d'un réservoir arrivant en bas de la N.C.E.H. A.) pourra remplir l'enveloppe formée ici par la 38 membrane d'étanchéité (70), occupant le volume intérieur du réservoir. Dès que le

réservoir est rempli la vanne (57) est refermée; la paroi mobile (74) peut alors être déverrouillée; repoussée par la pression extérieure (84) à la N.C.E.H.A.; cette paroi va reprendre sa position initiale (74, fig.12) fermant ainsi le réservoir et sera à nouveau q verrouillée dans cette position.

Le réservoir considéré amorcera alors la phase descendante et recommencera un nouveau cycle; la vanne de mise en pression (45), fermée jusque là, pourra alors être ouverte; elle peut également permettre au fluide thermodynamique, repassé à l'état liquide pendant la phase de refroidissement, de regagner le tunnel'o (reconverti en enceinte chaude). Pour ce faire ce liquide peut passer soit par l'orifice normal du tube (64), soit par un orifice supplémentaire (80) ménagé à cet effet dans ce tube. On prendra soin de laisser un volume suffisant, entre la membrane d'étanchéité (70) et les parois du réservoir; pour contenir ce liquide ainsi que le gaz

14 résiduel issu de la compression due au retour de la paroi mobile (74).

Une nouveauté concerne également l'élargissement du champ d'utilisation, lié à une augmentation de rendement; des cheminées à vapeur du type des figure 1 ou 2. En effet, il est possible d'utiliser de telles cheminées à vapeur en complément d'un forage géothermique; celui-ci pouvant être réalisé à l'aide d'un puissant rayon laser; ou :Zo d'ondes hyperfréquences. Si le forage est sec, il est possible d'envoyer de l'eau s'y réchauffer, cette eau alimentant ensuite sous forme de vapeur la cheminée pour s'y condenser au sormmet, avant de venir alimenter une turbine hydraulique située en bas du puits de forage; ou cette eau sera à nouveau réchauffée pour recommencer un nouveau cycle; la cheminée pouvant dans ce cas, peu, ou pas dépasser le niveau du sol;Z la profondeur du forage assurant la dénivelée nécessaire pour disposer d'une puissance iffilsante pour alimenter la turbine hydraulique. Une turbine à vapeur pouvant

éventuellement être intercalée entre le bas et le haut de cette cheminée.

Cette nouveauté constituant, par elle même une application industrielle directe.

3Ri0 D'autres applications industrielles des nouveautés introduites ici élargissent davantage les possibilités d'utilisation des N.C.E.H.A., tant les combinaisons possibles entre les différents modes de fonctionnement sont nombreuses; toutes ces

nouveautés pouvant d'ailleurs s'appliquer également à un Convertisseur d'Energie Hydrodynamique Asymétrique en forme de Roue. (R.C.E.H.A.).

Une application possible d'une N.C.E.H.A. en tunnel, fort intéressante 39 est son utilisation comme condenseur de centrale thermique; permettant ainsi de transformer directement en énergie motrice, une partie non négligeable de l'énergie habituellement évacuée dans l'eau de refroidissement de la centrale. La N.C.E.H.A. constituant dans ce cas, un moteur thermique tirant son énergie de la chaleur de z; condensation; peut être appelée "moteur à condensation". Dans ce cas le tunnel, ouvert à une de ses extrémités sur la conduite de vapeur sortant des turbines; accueillera la vapeur à condenser. L'autre extrémité, fermée, peut alors être équipée d'un orifice (71, fig.8) pour évacuer l'eau résultant de la condensation de cette vapeur. Ce tunnel pourra former une enceinte chaude étanche, en forme d'anneau remplaçant les enceintes chaudes accolées aux réservoirs; l'intrados de cet anneau formant alors le tunnel au sein duquel circulera la vapeur à condenser. La paroi séparant l'anneau du tunnel jouant le rôle d'échangeur thermique. Cet anneau peut être fixe, avec une jonction sur la N.C.E.H.A. du type de la figure 11; il peut également être solidaire de la N.C.E.H.A. et tourner en même IN temps qu'elle; il en est de même-pour l'enceinte froide extérieure; qui peut de la même façon être fixe ou tourner avec la N.C.E.H.A. Ces deux cas de figures constituant une

solution intermédiaire entre des enceintes indépendantes, accolées aux réservoirs, et reliées entre elles; et des enceintes (froides ou chaudes) fixes formant un grand volume unique. l est possible de refroidir l'extrados de cette N.C.E.H.A. utilisée comme condenseur de diverses facçons; par l'air ambiant ou par de l'eau froide; avec utilisation ou non des réservoirs à expansion volumétrique. Une N.C.E.H.A. utilisée cornmme condenseur peut être installée au sommet d'une cheminée de vapeur comme représentées en figure 1 et 2.

Une N.C.E.H.A. à tunnel peut être installée sous une serre solaire; l'extrados étant alors en contact avec la source chaude; et le tunnel situé à l'intrados

servant alors de source froide, soit avec des enceintes accolées aux réservoirs, soit avec un tunnel en anneau délimitant à l'intérieur de cet anneau un autre tunnel ouvert à la circulation de l'air ambiant utilisé comme source froide; cet air pouvant être remplacé30 par de l'eau.

Une autre application industrielle est de faire passer à l'intérieur du tunnel d'une N.C.E.H.A.; de préférence un tunnel en anneau formant enceinte chaude; les fumées issues des chaudières des centrales thermiques; cette N.C.E.H.A. pouvant être située dans le bas d'une cheminée de vapeur du type des figure 1 ou 2; servant j5 alors d'évaporateur à l'eau de refroidissement revenant de refroidir la N.C.E. H.A. utilisée comme condenseur pour la nmêmae centrale thermique. Cette cheminée étant sous vide l'eau peut s'évaporer à température relativement basse; cette vapeur ira se condenser sur une troisième N.C. E.H.A. utilisée comme moteur à condensation, en haut de la cheminée de vapeur. L'eau issue de cette condensation pouvant cheminer à l'intérieur d'un relief, avant d'alimenter la turbine hydraulique située en bas de la cheminée; reviendra refroidie, par échange thermique avec le sous sol du relief; et pourra venir refroidir la N.C.E.H.A. utilisée comme condenseur en sortie de turbine de

la centrale thermique; et recommencer ainsi un nouveau cycle.

Pour éviter un éventuel problème d'étanchéité entre cette dernière N.C.E. H.A. utilisée comme moteur à condensation; et la basse pression devant régner en sortie de turbine; il est possible de construire autour de cette N.C.E.H.A. une fo enceinte étanche, sous vide, à l'intérieur de laquelle l'eau de refroidissement viendra refroidir la N.C.E.H.A. avant de se refroidir à son tour, au contact des parois de cette enceinte; jouant le rôle d'échangeur thermique avec le milieu ambiant; cette eau pouvant provenir d'une chute, due à une cheminée de vapeur; et servir par la suite à refroidir

une N.C.E.H.A. dont la source chaude sera fournie par les fumées de combustion.

I ( Si l'implantation de la centrale thermique ne permet pas de disposer d'un relief à proximité, il est possible d'utiliser l'eau venant de servir de source froide pour la N.C.EH.A. alimentée en chaleur par les fumées decombustion; comme source chaude (cette eau se sera en effet réchauffée) pour une troisième N.C.E.HA. dont la source froide sera l'air ambiant; éventuellement préalablement refroidi en le faisant )c circuler dans une galerie souterraine, pouvant être un puits de mine désaffecté. Cet air ambiant pouvant éventuellement avoir sa capacité de refroidissement renforcée, en lui faisant évaporer de l'eau, à l'extrados de la N.C.E.HA. recouvert d'une surface absorbante; eau dans laquelle le bas de l'extrados de la N.C.E.H.A. circulerait; l'évaporation de cette eau facilitée par le mouvement de la N.C.E.H.A. accentuant le

Z refroidissement.

l'eau ayant été utilisée conmme source chaude, pourra ensuite être complètement refroidie par une cheminée de refroidissement de type habituel; avant de retourner refroidir la N.C.E.H.A. transformée en moteur à condensation, située à la place du

condenseur classique.

3o Une telle configuration permet de récupérer théoriquement entre 10 et 15% d'énergie supplémentaire; si l'on ne dispose pas de relief dans un rayon d'une trentaine de kilomètres; voire 30 à 50% de plus; suivant la hauteur des reliefs disponibles. Ne nécessitant pas d'approvisionnement en énergie; ce supplément est; hormis l'amortissement des transformations nécessaires; un surplus d'énergie disponible à coût de production nul; se traduisant par un bénéfice net pour l'exploitant; et pour la collectivité, par une pollution moindre, et donc une meilleure qualité de vie, ainsi que des économies proportionnelles au surplus d'électricité produit gratuitement;

augmentées des économies résultant de la moindre dépollution à effectuer.

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Claims (6)

REVENDICATIONS

1) Dispositif caractérisé par le fait qu'un "Convertisseur d nergie Hydrodynamique Asymétrique"; pouvant être de type 'chaîne' ou "Noria" (soit N.C.E.H.A. en abrégé) est utilisé comme moyen de refroidissement de la source froide d'une centrale thermique; les calories cédées à la N. C.E.H.A., transformées par celle-ci en énergie motrice; étant de ce fait soustraites à la source froide de la centrale thermique, ceci pouvant être réalisé; soit en utilisant directement la N.C.E.H.A. comme condenseur en sortie de turbine; soit en utilisant la N.C.E.H.A. plus en aval du circuit de refroidissement; éventuellement en association avec une cheminée de refroidissement; celle-ci pouvant alors être fermée; une partie des réservoirs de la N.C.E.H.A., formant 4o une enceinte chaude (41,fig.4) circulant à l'intérieur (37) de cette cheminée; une autre partie de ces mêmes réservoirs, formant une enceinte froide (47) circulant à l'extérieur (38) de cette même cheminée; une cloison (35,36) thermiquement isolée, située dans le plan de rotation de la N.C.E.H.A.; assurant la continuité de la séparation entre l'intérieur (37) chaud et l'extérieur (38) froid de la cheminée; et une autre cloison lq (52,fig. 6) également thermo-isolante séparant l'enceinte chaude (41) des réservoirs de la N.C.E.H.A., de l'enceinte froide (47) de ces mêmes réservoirs; toutes les enceintes chaudes (41) des réservoirs d'une mêrme N.C.E.H.A. étant reliées entre elles par une canalisation de jonction (55), étant de ce fait à la même pression; et toutes les enceintes froides (47) étant également reliées entre elles par une autre canalisation de jonction & (56), étant elles aussi à la même pression; les enceintes chaudes et les enceintes froides ne communicant, évidemment, pas entre elles, ayant des pressions plus élevées pour les enceintes chaudes que pour les enceintes froide; nécessitant de ce fait l'emploi d'une ou plusieurs pompes de transfert, disposées de loin en loin entre ses enceintes; pour ramener le fluide thermodynamique (44) liquide; des enceintes froides arrivant, dans le A5 bas de la N.C.E.H.A., à l'intérieur des enceintes chaudes arrivant à la même hauteur; cette disposition particulière des enceintes chaudefd'une part, et des enceintes froides d'autre part/permettant de plus de pouvoir disposer; d'un côté, d'une source de chaleur unique, de n'importe quelle nature connue, pouvant être entre autre, de l'eau chaude ou une flamme, situées au point de passage le plus bas des enceintes chaudes; là o part 3o gravité le fluide thermodynamique se rassemblera; cette disposition pouvant être complémentaire ou non de la circulation de toutes les enceintes chaudes (41) de la N.C.E.H.A., dans une enceinte chaude (37) extérieure, commune, fermée ou non; cet ensemble de disposition pouvant s'appliquer de la même manière aux enceintes froides (47); leur point le plus bas pouvant par exemple circuler dans de l'eau froide; ceci W; pouvant compléter, ou non, la circulation des enceintes froides (47) de la N.C.E.H.A. au sein d'une enceinte froide (38) extérieure commune fermée ou non; ceci pouvant être complété par l'isolation thermique; (aussi bien de l'eau froide baignant les enceintes 43 froides arrivant en bas de la N.C.E.H.A.; que de l'eau chaude réchauffant par le même

procédé les enceintes chaudes); de leur surface, devant restée ouverte; par des particules d'un isolant thermique flottant à la surface de l'eau; par exemple des billes de polystyrène ou d'un matériau assimilé.

lç 2) Dispositif selon revendication 1, caractérisé en ce que; entre la centrale thermique et une, ou plusieurs N.C.E.H.A. utilisées comme source froide pour cette centrale thermique; soit aménagée une conduite-cheminée (fig.2); ou une tour- cheminée (fig.l) permettant d'élever aussi haut que possible la vapeur (34) issue de la centrale thermique; vapeur pouvant aussi bien provenir directement de la turbinelv (33,fig.1) que du fluide de refroidissement (9,fig.1l) ou des tours du même nom; la N.C.E.H.A. étant alors utilisée comme condenseur en lieu et place du condenseur (4,fig.1 et 2) de la conduite-cheminée ou de la tour-cheminée, le rôle de cette conduite- cheminée (2,fig.2) ou de cette tour cheminée (2,fig.1), pouvant être en dépression, ausi" poce que potmU du éde, étant d'élever aussi haut que possible, grâce à un< conduit (2,fig.1 et 2) aux parois thermiquement isolées, un fluide, pouvant être de l'eau, sous forme de vapeur (34); se condensant au contact du condenseur (4) situé en haut de la cheminée; ce condenseur pouvant être de type connu, ou être une N.C.E.H.A., transformant, dans ce cas; d'une part, les calories initialement contenues dans la vapeur, en énergie motrice; tout en restituant, d'autre part, cette vapeur en un2o liquide (6), recueili dans un réservoir supérieur (3) et s'écoulant par une conduite forcée (8) alimentant une turbine hydraulique (7) après être passé par une vanne (27) régulant le débit du liquide turbiné s'écoulant dans le réservoir inférieur (1,fig.1 ou 29,fig.2); ce liquide pouvant alors alimenter à nouveau la centrale thermique, ou un simple évaporateur de type connu, pouvant être alimenté en chaleur solaire; propre à transformer ce liquide, en vapeur (34) regagnant à nouveau le condenseur (4) situé au sommet de la conduite (2) pour recommencer ainsi un nouveau cycle; ce cycle pouvant s'ouvrir sur l'extérieur en faisant communiquer le réservoir supérieur (3) avec une réserve extérieure, pouvant être à pression atmosphérique; cette réserve se remplissant, grâce à une canalisation de jonction (10) et l'ouverture de la vanne (12), du liquide, de'o préférence de l'eau, initialement contenu dans le réservoir (3); cette réserve extérieure pouvant alors constituer, de part son altitude, une source d'énergie potentielle

saisonnière, utilisable en fonction des besoins, en alimentant une turbine hydraulique.

3) Dispositif selon revendications un et deux, caractérisé par le fait que le réservoir supérieur (3) de la conduite-cheminée de la figure 1, ou de la tour-

cheminée de la figure 2; est relié par une conduite de jonction (10), équipée d'une vanne (12), à un réservoir (14,fig.3) situé en haut d'une autre tour (fig.3), ou en altitude sur 44 un relief, la tour étant alors remplacée par ses conduites (17,19) suivant ce relief; ce réservoir (14), préalablement mis en dépression, par la condensation de la vapeur (20); recueillant le liquide provenant; par l'intermédiaire de la conduite de jonction (10) et de l'ouverture de la vanne (12); du bassin supérieur (3) de la cheminée des figures 1 ou 2; ce liquide, contenu dans le réservoir supérieur (14) de la tour de la figure 3, étant, alors, mis sous pression, après fermeture de la vanne (12), par une pression gazeuse (20) pouvant être issue d'une conduite de vapeur (19), équipée d'une vanne (24), reliée à un système connu propre à monter cette vapeur en pression; la source d'énergie nécessaire à cette opération pouvant provenir de la chaleur de condensation récupérée au niveau du condenseur (4,fig.1 ou 2), celui-ci n'étant pas, alors, une N.C.E.H.AA; cette vapeur sous pression (20), pouvant être séparée, ou non, du liquide contenu dans le réservoir (14), par une membrane (16) ou un autre moyen connu tel qu'un piston; eette membrane (16) ou ce piston, transmettant au liquide la pression de vapeur (20), ayant pour effet de chasser ce liquide, par une conduite (17) alimentant une turbine1 hydraulique (18) après passage par une vanne de régulation (27); ce liquide remplissant alors un bassin inférieur (15), préalablement mis en dépression par la condensation de la vapeur (25), séparée du liquide par un moyen pouvant être une menbrane (26) transmettant la pression gazeuse (25), positive ou négative, au liquide remplissant le réservoir inférieur (15); le réservoir supérieur (14) étant alors vidé, la pression de20 vapeur (20) devenant inutile, se déversant, après fermeture de la vanne de turbine (27) et ouverture de la vanne de vapeur (23), (la vanne (24) restant ouverte); au sein du réservoir (15) devenant pression gazeuse (25) pouvant après fermeture de la vanne de vapeur (24) être augmentée par l'intermédiaire de la conduite de vapeur (19) de façon à expulser le liquide contenu dans le réservoir (15) après ouverture de la vanne (13,fig.1fi ou 2) située sur la conduite (11), reliant ce bassin inférieur (15) de la tour de la figure 3, aux autres bassins inférieurs (1,fig.1 ou 29,fig.2); ce liquide ainsi chassé avec un excès de pression, alimentant alors une autre turbine hydraulique (28) située sur cette conduite de jonction (11); ce liquide ayant également, en outre, la possibilité de passer directement du bassin supérieur (14,fig.3); étant chassé par la pression de vapeur (20);3v au bassin inférieur (1,fig.1 ou 29,fig.2); la conduite (17,fig.3) rejoignant alors la conduite (8,fig. 1 ou 2) alimentant ainsi les turbines (7) associées à ces conduites; cette

possibilité supprimant alors le passage par le bassin (15,fig.3), et la turbine (28).

4) Dispositif selon revendication 3, caractérisé par le fait que plusineurs réservoirs (14,fig.3), équipés des éléments indispensables à leur fonctionnement (menbranes (16) conduites (10) (17) et (19), vanne (24), pression (20)); sont regroupés et reliés ensemble par plusieurs conduites analogues aux conduites (10, 17, 19) et communes à tous ces réservoirs; deus conduites pouvant acheminer un liquide, une pou 4emp, 'aute po ideA; une autre de la vapeur sous pression; d'autres encore constituant les éléments d'un système frigorifique; le différentes fonctions de ce y6tme 4<oniqu" éta assurées, à tour de rôle, par chacun de ces réservoirs; eenntaem 4oDatWion de onct/ion, de telle façon que l'on ait toujours, au moins un réservoir sous pression de vapeur (20) chassant le liquide qu'il contient vers au moins5 un réservoir en dépression, ce liquide passant par une conduite, reliant ces réservoirs entre eux; conduite équipée d'une turbine hydraulique; un troisième réservoir, venant d'être lui même vidé, pouvant servir de source chaude au système frigorifique, pouvant refroidir un quatrième réservoir, lui même vide et ayant sa pression interne abaissée, étant ainsi préparé pour être rempli; cet ensemble de réservoirs pouvant être complété -o par un cinquième et un sixième réservoirs supplémentaires; l'un deux, venant d'être imnédiatement rempli de liquide, étant préchauffé au contact de l'absorbeur du systèmne frigorifique; avant d'être alimenté en pression de vapeur (20); et l'autre réservoir supplémentaire étant vide; venant d'être immédiatement utilisé comme source chaude pour le même système frigorifique; étant préalablement refroidi; en recevant la1q circulation du fluide frigorigène, (celui-ci étant ainsi réchauffé), de retour du réservoir en phase finale de refroidissement; le fonctionnement de l'ensemble de ces réservoirs pouvant s'opérer de deux façons; le réservoir se vidant pouvant être situé en altitude, conmme le réservoir supérieur (14,fig.3); et le ou les réservoirs (15,fig.3 ou 1, fig.1 ou 29,fig.2) se remplissant pouvant être situés plus bas; ou, selon un autre mode de o réalisation; tous ces réservoirs, y compris ceux se remplissant pouvant être situés à la même altitude en s'alimentant alors les uns les autres, à tour de rôle, selon leur rotation de fonction; indépendamment ou non de la présence d'une N.C.E.H. A. associée ou non au fonctionnement d'une cheminée du type de celles représentées en figure 1 ou 2; la rotation de fonction conceneant te cieut 4igo iqtue s'opérant de la façon suivante; le réservoir venant d'être vidé, étant encore chaud, (sa pression de vapeur se déversant alors, dans le prochain réservoir à vider); devenant celui fournissant la source chaude pour le bouilleur du circuit frigorifique; devenant par la suite, celui étant Préalablement refroidi, (par la circulation du fluide frigorigène provenant du réservoir le plus refroidi); avant de devenir celui définmitivement refroidi, en prenant le rôleo d'évaporateur du circuit frigorifique, tout en étant rempli de liquide; devenant après cela la source froide, le condenseur, du circuit frigorifique, tout en restant plein; puis devenant celui étant préchauffé, au contact de l'absorbeur du circuit frigorifique tout en restant toujours plein; puis devenant celui définitivement chauffé, par la pression de vapeur (20), tout en étant vidé; le cycle étant ainsi bouclé pouvant à nouveau3< recommencer; avec éventuellement la possibilité de rajouter.un septième réservoir, identique aux précédents, étant situé; en rotation de fonction; entre le réservoir

préalablement refroidi, -recevant le retour du fluide frigorigène provenant du réservoir en phase de remplissage -et ce dernier réservoir.

) Dispositif selon revendication 1, caractérisé par le fait qu'une N.C.E. H.A. utilisée indépendamment ou en complément d'une centrale thermique; ait sa source chaude séparée de sa source froide par une cloison (67,fig. 8) thermiquement isolante dé1imitant deux volumes; l'un d'eux formant tunnel (69); cette cloison pouvant être désolidarisée de la structure porteuse grâce à des éléments souples (67, fig.11) formant deux lèvres enserrant un élément plus rigide (68) avec interposition d'un lubrifiant (73); le tout formant une jonction coulissante à étanchéité éventuellement renforcée par une différence de pression (72); la séparation (67, fg.8) étant complétée par des cloisons à soufflets (66) entre les réservoirs, ainsi qu'une membrane de jonction l0 (61) avec ces mêmes réservoirs; le tnnel ainsi formé pouvant être fermé, à une ou deux de ses extrémités par une cloison (69); pouvant former un panneau complet fixe, ou un simple anneau; soit immobile, coulissant à chacune de ces extrémités le reliant à la N.C.E.H.A. grâce aux jonctions (67/68); soit mobile fixé à la N.C.E.H.A. et tournant avec celle-ci; le nouveau tunnel ainsi délimité par cet anneau, pouvant être le siège 1 d'une source chaude ou froide, réchauffant ou refroidissant l'anneau pouvant alors constituer une enceinte, chaude ou froide, remplaçant les enceintes chaudes (41, fig.4) ou froides (47) accolées aux réservoirs; ce rôle pouvant également: être rempli par un tunnel complet (69); le rôle complémentaire d'enceinte froide ou chaude pouvant être joué; soit par des enceintes reliées ensemble et accolées aux réservoirs (41, 47) à 2o l'extrados de la N.C.E.H.A.; soit par une enceinte unique formant anneau à l'extrados de la N.C.E.H.A., et tournant en même temps qu'elle; soit par une grande enceinte

immobile, enveloppant la N.C.E.H.A. coulissant grâce aux mêmes jonctions (67/68).

6) Dispositif selon revendication 5 s'appliquant de préférence à une N.C. E.H.A. dont les sources froides et chaudes sont délimitées par une séparation (67, - fig.8) formant tunnel ou anneau; caractérisé par le fait que les réservoirs sont équipés d'un système assurant leur expansion volumétrique (fig.12 et 13); ce dispositif pouvant être composé d'une paroi mobile (74), accompagnée dans son mouvement par des cloisons extensibles, pouvant être de type rigides (76), ou souples (75), reliées, dans ce cas par des anneaux (79) à une tige guide (78); le rôle de ce dispositif d'expansion 3o volumétrique des réservoirs, étant d'assurer; à température de source froide identique; une baisse de pression plus importante, due au refroidissement basse pression; ce dispositif fonctionnant de la facçon suivante; après expulsion du fluide poids (42) sous l'effet de la pression (43) les vannes (57) et (45) étant refermées; le réservoir ici considéré, étant vidé de son fluide poids; la cloison mobile (74,fig.12), jusqu'ici restée 3 verrouillée en position fermée; étant alors hlibérée (74,fig.13), accompagnée dans son mouvement par les dcloisons extensibles (75 ou 76); le tout ayant pour conséquence d'augmenter le volume intérieur du réservoir, tout en diminuant la pression y régnant, éventuellement jusqu'à l'équilibre des pressions interne (83) et externe (84); cette étape se déroulant dans le bas de la N.C.E.H.A. avant la phase ascendante des réservoirs; étant suivie par le refroidissement du contenu gazeux de ces mêmes réservoirs, si possible jusqu'à condensation complète de celui-ci; la pression interne étant ainsi réduite à son minimum; les réservoirs arrivant alors en haut de la N.C.E.H.A., pouvant i être remplis de fluide poids (42); la cloison mobile (74), étant pendant cette opération restée verrouillée en position d'expansion (74,fig. 13), pouvant alors être libérée; poussée par la pression externe (84) regagnant ainsi sa position initiale (74,fig.12), pour y être à nouveau verrouillée, prête à recommencer un nouveau cycle de mise en pression; l'utilisation de ce dispositif pouvant permettre de se dispenser de la

construction d'enceintes froides.

7) Dispositif selon revendications 4 et 6 caractérisé par le fait que les

principes de construction et de fonctionnement des réservoirs à expansion volumétrique (fig.12 et 13) soient incorporés au fonctionnement des réservoirs à rotation de fonction (14 à 14J), avec d'une part la phase d'expansion volumétrique, pouvant s'intercaler dans F le cycle de fonctionnement de ces réservoirs; une fois le réservoir servant de source chaude au système de refroidissement ayant rempli son rôle, et avant le début du refroidissement de celui-ci; et d'autre part, la phase de compression, (retour de la cloison mobile (74) en position fermée), intervenant après remplissage de ce même

réservoir avant son début de réchauffement.

-0 8) Dispositif selon revendication 1, 2, 3, et 5 caractérisé par le fait que plusieurs N.C.E.H.A., de préférence équipées de cloisons thermiques délimitant un tunnel en anneau formant enceinte chaude pour les réservoirs de la N.C.E.H.A.; soient utilisées successivement, en complément du fonctionnement d'une centrale thermique; une première N.C. E.H.A. pouvant remplacer le condenseur de cette centrale, en - utilisant la chaleur de condensation comme source chaude, la vapeur à condenser &rculant alors à l'intérieur du tunnel délimité par l'anneau formé par l'enceinte chaude des réservoirs de la N.C.E.H.A.; la source froide pouvant être fournie par de l'eau refroidie, pouvant circuler à l'extrados de la N.C.E.H.A., dans une enceinte sous vide; autour de l'enceinte froide des réservoirs de la N.C.E.H.A., pouvant être également en 3o forme d'anneau; Cette première N.C.E.H.A. étant alors utilisée comme moteur à condensation; la vapeur d'eau condensée en résultant retournant alimenter la chaudière de la centrale thermique; l'eau de refroidissement pouvant être à nouveau utilisée, toujours comme eau de refroidissement; pour une autre N.C.E.H.A. alimentée en source chaude par les fumées ou gaz chauds issues de la combustion du combustible q alimentant la centrale thermique; ces fumées ou gaz circulant à l'intérieur du tunnel délimité par l'anneau formé par l'enceinte chaude des réservoirs de la N.C.E.H.A.; l'eau de refroidissement issue de la première N.C.E.H.A., circulant, quant à elle à l'extrados 48 de cette deuxième N.C.E.H.A., celle-ci pouvant être placée dans le bas d'une cheminée à vapeur, sous vide, du type des figures 1 ou 2; ceci ayant pour conséquence d'évaporer l'eau de refroidissement de cette deuxième N.C.E.H.A.; la vapeur ainsi formée pouvant monter jusqu'en haut de la cheminée (fig.1 ou 2); ou elle peut à nouveau alimenter une J troisième N.C.E.H.A. fonctionnant en moteur à condensation; l'eau résultant de la condensation de cette vapeur, pouvant soit alimenter directement une turbine hydraulique située en bas de la cheminée; soit alirmenter au préalable une conduite ou une tour en surpression du type de celle de la figure 3; avant de retourner refroidir la première N.C.E.H.A.; l'absence de relief ou de possibilité de construction de tour deIo grande hauteur; pouvant être compensée, en utilisant l'eau réchauffée, résultant du refroidissement de la deuxième N.C.E.H.A. (celle alimentée en source chaude par les

gaz et fumées de combustion); comme source chaude pour alimenter une autre N.C.E.H.A. dont la source froide serait fournie par l'air environnant; cette N.C.E.H.A. pouvrant être installée dans le bas d'une tour de refroidissement classique; la surface1l extérieure de l'enceinte froide pouvant être revêtue d'un revêtement absorbant s'imprégnant d'eau s'évaporant pour accroître le refroidissement.

9) Dispositif selon revendications 1, 2, 5, 6et 8 caractérisé par le fait que tous les dispositifs ainsi que les utilisations particulières ou enchaînements

d'utilisations prévus pour une N.C.E.H.A. soient utilisés sur un Convertisseur20 dtnergie Hydrodynamique Asymétrique en forme de Roue (R. C.E.H.A. en abrégé).

) Dispositif selon revendication 2 caractérisé par le fait qu'une tour ou conduite cheminée à vapeur (fig.1 ou 2), soit alimentée en chaleur issue d'un forage géothermique; lequel forage ayant pu être exécuté par un puissant rayon laser ou par des ondes hyperfréquences; le forage pouvant être sec à l'origine, et alimenté en eauI par l'eau turbinée depuis le haut de la cheminée et réinjectée dans la rochie pour y être - téchauffée; la turbine hydraulique pouvant se situer vers le fond du puits de forage; une turbine à vapeur pouvant égalemenit se rajouter entre le bas et le haut de la conduite.