FR3025950A1

FR3025950A1 - TORIC ELECTRIC GENERATOR

Info

Publication number: FR3025950A1
Application number: FR1402057A
Authority: FR
Inventors: Jacques Augarde
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2014-09-11
Filing date: 2014-09-11
Publication date: 2016-03-18

Abstract

L'invention concerne un générateur électrique torique (100) constitué d'un stator et un rotor, le stator comprenant une chambre torique (110), une pluralité de bobines d'induction (120) enroulées autour de ladite chambre à intervalles réguliers, un tube d'injection (140) de fluide sous pression, un tube d'évacuation (150) de ce fluide, le rotor comprenant une même pluralité d'aimants permanents (160) en forme de tronçon de tore, les aimants permanents étant disposés selon les mêmes intervalles que les bobines d'induction et adaptés à glisser dans la chambre torique (110), deux aimants permanents successifs quelconques étant reliés entre eux par un élément de liaison amagnétique (170).The invention relates to a toroidal electric generator (100) consisting of a stator and a rotor, the stator comprising an O-chamber (110), a plurality of induction coils (120) wound around said chamber at regular intervals, a an injection tube (140) for pressurized fluid, a discharge tube (150) for this fluid, the rotor comprising a same plurality of permanent magnets (160) in the form of a torus section, the permanent magnets being arranged according to the same intervals as the induction coils and adapted to slide in the toric chamber (110), any two successive permanent magnets being interconnected by a non-magnetic connecting element (170).

Description

GÉNÉRATEUR ÉLECTRIQUE TORIQUE DESCRIPTION DOMAINE TECHNIQUE La présente invention concerne de manière générale le domaine des générateurs électriques et plus particulièrement celui des générateurs électriques actionnés par un fluide sous pression. 10 ÉTAT DE LA TECHNIQUE ANTÉRIEURE Les générateurs électriques actionnés par un fluide sous pression (eau, air, vapeur) se composent classiquement d'une turbine entrainant un alternateur. Ils comprennent par conséquent un grand nombre de 15 pièces tournantes et sont complexes à fabriquer et à entretenir. Le but de la présente invention est par conséquent de proposer un générateur électrique, actionné par un fluide sous pression, qui soit 20 particulièrement simple et robuste. EXPOSÉ DE L'INVENTION La présente invention est définie par un générateur électrique comprenant un stator et un rotor, dans 25 lequel : - le stator comprend une chambre torique .en matériau amagnétique autour de laquelle sont disposées, 3025950 à intervalles angulaires réguliers, une pluralité de bobines d'induction enroulées autour de ladite chambre, le stator étant en outre muni d'un tube d'injection adapté à injecter un fluide sous pression dans ladite 5 chambre et d'un tube d'évacuation destiné à l'évacuer; - le rotor est composé d'une même pluralité d'aimants permanents disposés selon les mêmes intervalles angulaires que les bobines d'induction, chaque aimant permanent ayant une forme de tronçon de 10 tore adapté à glisser dans la chambre torique, deux aimants successifs quelconques de ladite pluralité étant reliés entre amagnétique. Avantageusement, 15 bobines d'induction eux par un élément de liaison le stator comprend, entre deux successives quelconques de ladite pluralité, un radiateur constitué d'une pluralité d'ailettes de refroidissement en matériau amagnétique, les ailettes étant montées orthogonalement à la surface de la chambre torique. 20 De préférence, le tube d'injection est monté de manière tangentielle ou à faible angle d'incidence par rapport à la surface de la chambre torique. Dans un mode de réalisation, la section du tube d'évacuation est sensiblement supérieure à la section 25 du tube d'injection. La distance entre l'orifice d'entrée du tube d'injection et l'orifice de sortie du tube d'évacuation est avantageusement choisie supérieure à la longueur d'un aimant permanent et inférieure à l'espacement 30 entre deux aimants permanents consécutifs. 3025950 Avantageusement, chaque aimant permanent comporte une surface crénelée, au moins pour la partie de l'aimant qui fait face à l'orifice d'injection lorsque la position du rotor est telle que l'aimant est situé devant ce dernier, les faces amont desdits créneaux étant alors sensiblement orthogonales à l'axe du tube d'injection. Les aimants permanents sont avantageusement équipés à leurs extrémités de segments d'étanchéité adaptés à 10 réaliser l'étanchéité avec la paroi intérieure de la chambre torique. Les aimants permanents présentent avantageusement chacun une réservation dans laquelle sont logées des billes de roulement en matériau amagnétique, les billes 15 de roulement venant en appui sur la paroi intérieure de la chambre torique. Les aimants permanents peuvent être réalisés par frittage. Ils peuvent être réalisés au moyen de composés choisis parmi Néodyme/Fer/Bore, AlNiCo, 20 Samarium/Cobalt. L'élément de liaison est avantageusement un jonc d'assemblage, le cas échéant équipé de pales sensiblement orthogonales à l'axe du tube d'injection, lorsque la position du rotor est telle que l'élément de 25 liaison est situé au niveau de ce tube. 3025950 BRÈVE DESCRIPTION DES DESSINS La Fig. 1 représente schématiquement une coupe du générateur électrique torique selon n mode de 5 réalisation de l'invention La Fig. 2 représente schématiquement une coupe du générateur de la Fig. 1 le long d'un arc de cercle A du cercle gyrateur du tore.TECHNICAL FIELD The present invention generally relates to the field of electrical generators and more particularly that of electric generators actuated by a fluid under pressure. PRIOR ART Electrical generators actuated by a pressurized fluid (water, air, steam) are conventionally composed of a turbine driving an alternator. They therefore comprise a large number of rotating parts and are complex to manufacture and maintain. The object of the present invention is therefore to provide an electric generator, actuated by a fluid under pressure, which is particularly simple and robust. PRESENTATION OF THE INVENTION The present invention is defined by an electric generator comprising a stator and a rotor, in which: the stator comprises a toroidal chamber of non-magnetic material around which 3025950 are arranged at regular angular intervals, a plurality induction coils wound around said chamber, the stator being further provided with an injection tube adapted to inject a fluid under pressure into said chamber and an evacuation tube for evacuating it; the rotor is composed of one and the same plurality of permanent magnets arranged in the same angular intervals as the induction coils, each permanent magnet having a shape of a torus section adapted to slide in the toroidal chamber, any two successive magnets of said plurality being connected between nonmagnetic. Advantageously, 15 induction coils them by a connecting element the stator comprises, between any two successive of said plurality, a radiator consisting of a plurality of cooling fins of non-magnetic material, the fins being mounted orthogonally to the surface of the toric chamber. Preferably, the injection tube is mounted tangentially or at a low angle of incidence with respect to the surface of the O-chamber. In one embodiment, the section of the evacuation tube is substantially greater than the section 25 of the injection tube. The distance between the inlet of the injection tube and the outlet of the discharge tube is advantageously greater than the length of a permanent magnet and less than the spacing between two consecutive permanent magnets. Advantageously, each permanent magnet comprises a crenellated surface, at least for the portion of the magnet that faces the injection orifice when the rotor position is such that the magnet is located in front of the latter, the upstream faces. said slots being then substantially orthogonal to the axis of the injection tube. The permanent magnets are advantageously equipped at their ends with sealing segments adapted to seal with the inner wall of the toric chamber. The permanent magnets advantageously each have a reservation in which are housed rolling balls of non-magnetic material, the bearing balls bearing on the inner wall of the toric chamber. Permanent magnets can be made by sintering. They can be made using compounds selected from Neodymium / Iron / Boron, AlNiCo, Samarium / Cobalt. The connecting element is advantageously an assembly rod, possibly equipped with blades substantially orthogonal to the axis of the injection tube, when the position of the rotor is such that the connecting element is situated at the level of this tube. BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 schematically represents a section of the toroidal electrical generator according to the embodiment of the invention. FIG. 2 schematically represents a section of the generator of FIG. 1 along an arc A of the gyrator circle of the torus.

EXPOSÉ DÉTAILLÉ DE MODES DE RÉALISATION PARTICULIERS L'idée à la base de l'invention est de réduire le nombre de pièces en mouvement d'un générateur électrique en utilisant un stator ayant une forme de tore, directement alimenté par le fluide sous pression, et un rotor pouvant se déplacer au sein de ce tore, mis en mouvement par la circulation du fluide sous pression. Plus précisément, la Fig. 1 représente en coupe un générateur électrique torique, 100, selon un mode de réalisation de l'invention. On désignera de manière générale par tore la forme engendrée par la rotation d'une courbe fermée dans un plan (courbe génératrice), notamment un cercle, autour d'un axe ne coupant pas cette courbe. Pour faciliter l'illustration de l'invention, on supposera dans la suite que la courbe génératrice est un cercle. Ce cercle est appelé cercle générateur. Le cercle engendré par la rotation du centre du cercle générateur autour de l'axe de révolution sera désigné par cercle de gyration ou cercle gyrateur. Le rayon du cercle 3025950 gyrateur sera pris supérieur au rayon du cercle générateur. La coupe représentée en Fig. 1 est une coupe dans 5 le plan contenant le cercle gyrateur du tore. Le plan de coupe est donc un plan de symétrie orthogonal à l'axe de révolution du tore. Ce tore ou chambre torique, 110, forme le stator du générateur, 100. Il pourra être réalisé sous forme 10 de deux coques supérieure et inférieure, symétriques par rapport au plan de coupe de la figure, et assemblées à l'aide d'un joint torique. La chambre torique, 110, est réalisée dans un matériau amagnétique ou à très faible perméabilité 15 magnétique pour éviter les pertes de flux magnétique. Le choix du matériau pourra se porter sur des bronzes alliés, un acier inox amagnétique, ou bien encore sur des matériaux composites, en particulier à base de fibres de carbone.DETAILED DESCRIPTION OF PARTICULAR EMBODIMENTS The idea underlying the invention is to reduce the number of moving parts of an electric generator by using a stator having a torus shape, directly supplied by the fluid under pressure, and a rotor that can move within this torus, set in motion by the circulation of the fluid under pressure. More specifically, FIG. 1 shows in section an electric toric generator, 100, according to one embodiment of the invention. The toroidal shape will generally be referred to as the shape generated by the rotation of a closed curve in a plane (generating curve), in particular a circle, around an axis that does not intersect this curve. To facilitate the illustration of the invention, it will be assumed in the following that the generating curve is a circle. This circle is called the generator circle. The circle generated by the rotation of the center of the generating circle around the axis of revolution will be designated by circle of gyration or circle gyrateur. The radius of the circle 3025950 gyrator will be taken greater than the radius of the generating circle. The section shown in FIG. 1 is a section in the plane containing the gyrator circle of the torus. The cutting plane is a plane of symmetry orthogonal to the axis of revolution of the torus. This torus or toric chamber, 110, forms the stator of the generator, 100. It can be made in the form of two upper and lower shells, symmetrical with respect to the sectional plane of the figure, and assembled using a O-ring. The toric chamber, 110, is made of a non-magnetic or very low magnetic permeability material to prevent magnetic flux losses. The choice of material may be on allied bronzes, a non-magnetic stainless steel, or even on composite materials, in particular based on carbon fibers.

20 Des bobines d'induction, 120, sont disposées à intervalles angulaires réguliers le long de la circonférence du tore. Ces bobines d'induction sont avantageusement montées sur un support isolant de forme torique dont le diamètre intérieur est légèrement 25 supérieur à celui du cercle générateur, de manière à éviter des pertes d'induction. Alternativement, lorsque le tore est en matériau isolant, le support en question pourra être réalisé de manière intégrée avec le tore, le bobinage étant alors directement réalisé sur ce 30 dernier. Les bobines d'induction seront classiquement réalisées en fil de cuivre. L'homme du métier sera à 3025950 6 même de déterminer le diamètre du fil de cuivre, le nombre de spires et les modes d'assemblage des différentes bobines en fonction du type d'application. Les bobines d'induction pourront être connectées 5 à un convertisseur AC/DC ou à un système redresseur de tension. Lorsque le fluide sous pression alimentant le générateur est à température élevée, un système de refroidissement pourra être prévu à la surface 10 extérieure du tore. Par exemple, des radiateurs 130 comprenant des ailettes de refroidissement, 135, pourront être répartis symétriquement autour du stator, entre les bobines d'induction. Les ailettes de refroidissement sont réalisées dans un matériau bon 15 conducteur de la chaleur et amagnétique. Sur la figure seules certaines ailettes de refroidissement, 135, d'un seul radiateur, 130, ont été représentées pour éviter de la surcharger. Le fluide sous pression est amené dans la chambre 20 torique au moyen d'un tube d'injection, 140, arrangé tangentiellement ou avec un angle d'incidence faible par rapport au plan tangent au tore, de manière à pouvoir créer une force de réaction maximale sur le rotor. Le tube d'injection débouche dans la chambre 25 torique par un orifice oblique dans le prolongement du tube d'injection. Le cas échéant, une pluralité de tubes d'injection pourront être prévus pour permettre un débit de fluide plus élevé. Dans ce cas les centres des orifices respectifs de ces tubes seront distribués 30 de manière symétrique le long d'un même cercle générateur.Induction coils 120 are disposed at regular angular intervals along the circumference of the torus. These induction coils are advantageously mounted on an insulating support of toroidal shape whose inner diameter is slightly greater than that of the generator circle, so as to avoid induction losses. Alternatively, when the torus is made of insulating material, the support in question can be integrated with the toroid, the coil being then directly made on the latter. The induction coils will conventionally be made of copper wire. Those skilled in the art will even be able to determine the diameter of the copper wire, the number of turns and the assembly modes of the different coils depending on the type of application. The induction coils may be connected to an AC / DC converter or a voltage rectifier system. When the pressurized fluid supplied to the generator is at a high temperature, a cooling system may be provided on the outer surface of the torus. For example, radiators 130 comprising cooling fins, 135, may be distributed symmetrically around the stator, between the induction coils. The cooling fins are made of a material that is heat conductive and non-magnetic. In the figure only some cooling fins 135 of a single radiator 130 have been shown to avoid overloading it. The pressurized fluid is fed into the toroidal chamber by means of an injection tube 140, arranged tangentially or at a low angle of incidence with respect to the plane tangent to the torus, so that a reaction force can be created. maximum on the rotor. The injection tube opens into the toric chamber through an oblique orifice in the extension of the injection tube. If necessary, a plurality of injection tubes may be provided to allow a higher fluid flow. In this case the centers of the respective orifices of these tubes will be distributed symmetrically along the same generating circle.

3025950 Le tube d'injection définit un sens d'injection du fluide dans la chambre et par conséquent un sens de circulation de ce fluide, ici un sens horaire. Un tube d'évacuation, 150, est prévu, à une 5 distance prédéterminée du tube d'injection. Là encore, plusieurs tubes d'évacuation pourront être prévus, de préférence distribués le long d'un même cercle générateur. Les tubes d'évacuation peuvent présenter un faible angle d'incidence par rapport au plan tangent au 10 tore de manière à faciliter l'extraction du fluide. Le(s) tube(s) d'injection et le(s) tube(s) d'évacuation peuvent être montés de manière solidaire sur une pièce commune, fixée ou soudée sur la chambre torique. Dans une application préférentielle du 15 générateur, le fluide sous pression est un fluide compressible injecté à relativement haute température et se détend dans la chambre torique. Il est alors nécessaire de prévoir un (des) tube(s) d'évacuation de section sensiblement plus importante que celle du (des) 20 tube(s) d'injection. Le cas échéant, afin d'augmenter le couple de rotation, on pourra prévoir plusieurs tubes d'injection débouchant en des points symétriques sur le cercle gyrateur, par exemple en des points diamétralement 25 opposés de ce cercle. Le rotor du générateur est constitué par une pluralité d'aimants permanents, 160, rendus solidaires par des éléments de liaison, 170, l'ensemble formant un couronne rigide. Les éléments de liaison sont 30 amagnétiques et peuvent être par exemple des joncs d'assemblage. Les espacements entre les aimants 3025950 8 permanents du rotor correspondent aux espacements entre les bobines d'induction du stator. Ainsi lorsque le rotor tourne dans le stator, les aimants permanents passent en même temps et selon la même configuration 5 dans les bobines d'induction. Les courants générés dans les différentes bobines sont sensiblement en phase, de sorte que les bobines peuvent être avantageusement montées en parallèle. Les aimants permanents ont la forme générale d'un 10 tronçon de tore ayant le même diamètre de gyration que la chambre torique mais un rayon de cercle générateur légèrement inférieur, de manière à pouvoir glisser sans frottement dans cette dernière. Un traitement de surface des aimants permanents est avantageusement 15 prévu de manière à obtenir un excellent coefficient de glissement à l'intérieur du stator. Les tronçons de tore présentent avantageusement, au moins dans la partie faisant face à l'orifice d'entrée du tube d'injection (ou aux orifices d'entrée 20 des tubes d'injection dans le cas où il y en a plusieurs) une surface crénelée. Plus précisément, cette surface crénelée comporte des fentes, 161, sensiblement orthogonales à l'axe du tube d'injection disposées radialement le long du cercle gyrateur. Les 25 fentes 161 laissent apparaître entre elles des créneaux, 165, permettant au fluide sous pression d'exercer une force d'entrainement sur l'aimant permanent lorsque celui-ci passe devant l'orifice d'injection. Lorsque le générateur torique n'est équipé 30 que d'un seul orifice d'injection seule la partie des aimants faisant face à l'orifice, lors de leur passage 3025950 devant lui, est crénelés. L'homme du métier comprendra que ces créneaux jouent en quelque sorte le rôle de pales d'une turbine, à la différence près qu'ils sont ici déployés le long du cercle gyrateur. Les faces 5 amont des créneaux (dans le sens de circulation du fluide) sont sensiblement orthogonales à l'axe du tube d'injection. De la même façon, les éléments de liaison sont avantageusement équipés de pales d'entrainement, 175, 10 sensiblement orthogonales à l'axe du tube d'injection. Ainsi, il n'y a pas de discontinuité dans le couple appliqué au rotor lors des transitions aimant permanent - élément de liaison devant l'orifice d'injection. La distance entre l'orifice d'entrée du tube 15 d'injection et l'orifice de sortie du tube d'évacuation est avantageusement choisie supérieure à la longueur d'un aimant permanent et inférieure à l'espacement entre deux aimants consécutifs, autrement dit à la longueur des joncs. Ainsi, les orifices d'entrée et de 20 sortie ne sont jamais simultanément en communication directe via un espace entre deux aimants consécutifs, ce qui élimine tout effet retour. Les aimants permanents jouent dans le générateur le rôle d'inducteurs et doivent donc présenter une 25 induction rémanente la plus élevée possible. Avec des alliages modernes comme les composés Néodyme/Fer/Bore ou AlNiCo, ou Samarium/Cobalt, on atteint couramment des inductions supérieures à 1 Tesla avec des pertes inférieures à 1% en 100 ans. Ils doivent aussi avoir un 30 point de Curie nettement supérieur à la température maximum pouvant être atteinte à l'intérieur du stator.3025950 The injection tube defines a direction of injection of the fluid into the chamber and therefore a direction of circulation of this fluid, here a clockwise direction. An evacuation tube 150 is provided at a predetermined distance from the injection tube. Again, several evacuation tubes may be provided, preferably distributed along the same generating circle. The evacuation tubes may have a low angle of incidence relative to the plane tangent to the torus so as to facilitate the extraction of the fluid. The injection tube (s) and the evacuation tube (s) may be integrally mounted on a common piece, fixed or welded to the O-chamber. In a preferred application of the generator, the pressurized fluid is a compressible fluid injected at a relatively high temperature and expands in the O-chamber. It is then necessary to provide one (or more) evacuation tube (s) substantially larger than that of (the) tube (s) injection. If necessary, in order to increase the rotational torque, it will be possible to provide a plurality of injection tubes opening at symmetrical points on the gyrator circle, for example at diametrically opposite points of this circle. The rotor of the generator is constituted by a plurality of permanent magnets, 160, made integral by connecting elements, 170, the assembly forming a rigid ring. The connecting elements are nonmagnetic and can be for example assembly rods. The spacings between the permanent magnets of the rotor correspond to the spacings between the stator induction coils. Thus when the rotor rotates in the stator, the permanent magnets pass at the same time and in the same configuration 5 in the induction coils. The currents generated in the different coils are substantially in phase, so that the coils can advantageously be connected in parallel. The permanent magnets have the general shape of a torus section having the same gyration diameter as the toric chamber but a slightly lower generating circle radius so as to be able to slide without friction in the latter. A surface treatment of the permanent magnets is advantageously provided so as to obtain an excellent coefficient of sliding inside the stator. The torus sections advantageously have, at least in the part facing the inlet orifice of the injection tube (or at the inlet ports 20 of the injection tubes, in the case where there are several) a crenellated surface. More specifically, this crenellated surface has slots 161, substantially orthogonal to the axis of the injection tube arranged radially along the gyrator circle. The slits 161 show crenellations 165 between them, allowing the pressurized fluid to exert a driving force on the permanent magnet as it passes the injection port. When the toroidal generator is equipped with only one injection port only the part of the magnets facing the orifice, when they pass 3025950 in front of it, is crenellated. Those skilled in the art will understand that these slots play somehow the role of blades of a turbine, with the difference that they are here deployed along the circle gyrateur. The upstream faces 5 of the crenellations (in the fluid flow direction) are substantially orthogonal to the axis of the injection tube. In the same way, the connecting elements are advantageously equipped with drive blades 175, substantially orthogonal to the axis of the injection tube. Thus, there is no discontinuity in the torque applied to the rotor during permanent magnet transitions - connecting element in front of the injection orifice. The distance between the inlet of the injection tube and the exit orifice of the discharge tube is advantageously greater than the length of a permanent magnet and less than the spacing between two consecutive magnets, otherwise says to the length of the rushes. Thus, the inlet and outlet ports are never simultaneously in direct communication via a space between two consecutive magnets, which eliminates any return effect. Permanent magnets play the role of inductors in the generator and must therefore have the highest possible residual induction. With modern alloys such as Neodymium / Iron / Boron or AlNiCo compounds, or Samarium / Cobalt, inductions greater than 1 Tesla are commonly achieved with losses of less than 1% in 100 years. They must also have a Curie point well above the maximum temperature attainable within the stator.

3025950 10 Selon un exemple typique de réalisation, le fluide sous pression est de la vapeur d'eau à 175 °C et la plupart des composés des aimants permanents actuellement disponibles, ont une température de Curie supérieure à 5 500 °C. Les aimants permanents sont avantageusement fabriqués par frittage pour obtenir une forme en tronçon de tore. La Fig. 2 illustre schématiquement une coupe du 10 générateur de la Fig. 1 le long d'un l'arc de cercle A du cercle gyrateur du tore. On distingue sur cette figure, la chambre torique 110, des ailettes de refroidissement 135, les aimants permanents 160 et les éléments de liaison amagnétiques 15 170 reliant deux aimants permanents consécutifs. Des segments d'étanchéité 181, 182 sont montés aux extrémités amont et aval des aimants permanents de manière à garantir une étanchéité entre le rotor et le stator.In a typical embodiment, the pressurized fluid is water vapor at 175 ° C and most of the currently available permanent magnet compounds have a Curie temperature greater than 500 ° C. Permanent magnets are advantageously manufactured by sintering to obtain a torus section shape. Fig. 2 schematically illustrates a section of the generator of FIG. 1 along an arc A of the gyrator circle of the torus. In this figure, the toric chamber 110 is distinguished from the cooling fins 135, the permanent magnets 160 and the non-magnetic connecting elements 170 connecting two consecutive permanent magnets. Sealing segments 181, 182 are mounted at the upstream and downstream ends of the permanent magnets so as to ensure a seal between the rotor and the stator.

20 En outre, des réservations, 191, par exemple sous forme de gorges circulaires, pourront être prévues autour des aimants de manière à pouvoir y loger des billes de roulement, 192. Ces billes permettent de réduire le frottement contre la paroi intérieure du 25 stator. Elles sont réalisées dans un alliage dur et amagnétique. Avantageusement, l'extrémité aval de chaque aimant permanent pourra être équipée d'un élément déflecteur, 190 (cf. également Fig. 1), de manière à 30 faciliter l'évacuation du fluide. Lorsque l'extraction se fait par un seul tube d'évacuation, l'élément 3025950 11 déflecteur présente une face de déflection faisant face à l'orifice d'évacuation, lorsque l'extrémité aval de l'aimant permanent est située au niveau de cet orifice. On notera que les aimants permanents 160 5 présentent des fentes 161 laissant apparaître en relief les pales 165, orthogonales ici à la surface du tore (on suppose une injection parfaitement tangentielle). De même, les éléments de liaison 170 sont équipés de pales d'entrainement, 175, sensiblement 10 orthogonales à la surface du tore. Lorsque le générateur torique est alimenté par de la vapeur sous pression, son fonctionnement peut être considéré comme un fonctionnement hybride entre celui 15 du moteur Stirling et celui d'une turbine à vapeur. En effet, comme dans le moteur Stirling, les deux premières phases du cycle sont réalisées à l'extérieur, dans la chaudière : chauffage et compression en mode isochore. Les deux autres phases du cycle, détente et 20 refroidissement, sont réalisées, à volume variable, dans le stator, dans lequel les aimants permanents jouent à la fois le rôle de pistons moteurs et de pistons déplaceurS. De même, comme dans une turbine classique, la 25 vapeur pessurisée est injectée dans le générateur torique. Toutefois, dans le cas du générateur torique, le refroidissement et la condensation s'effectuent progressivement en cours de rotation, alors que dans une turbine classique la condensation de la vapeur 30 nécessite un condenseur externe distinct.In addition, reservations 191, for example in the form of circular grooves, may be provided around the magnets in order to accommodate bearing balls 192. These balls make it possible to reduce the friction against the inner wall of the stator. . They are made of a hard and amagnetic alloy. Advantageously, the downstream end of each permanent magnet may be equipped with a deflector element 190 (see also Fig. 1), so as to facilitate the evacuation of the fluid. When the extraction is done by a single evacuation tube, the deflector element has a deflection face facing the discharge orifice, when the downstream end of the permanent magnet is situated at the level of this orifice. It will be noted that the permanent magnets 160 5 have slits 161 revealing in relief the blades 165, orthogonal here at the surface of the torus (a perfectly tangential injection is assumed). Similarly, the connecting members 170 are equipped with drive blades 175 substantially orthogonal to the surface of the torus. When the toroidal generator is fed with steam under pressure, its operation can be considered as a hybrid operation between that of the Stirling engine and that of a steam turbine. Indeed, as in the Stirling engine, the first two phases of the cycle are performed outside, in the boiler: heating and compression in isochoric mode. The other two phases of the expansion and expansion cycle are carried out at variable volume in the stator, in which the permanent magnets play both the role of motor pistons and displacer pistons. Likewise, as in a conventional turbine, the pessurized vapor is injected into the toroidal generator. However, in the case of the toroidal generator, cooling and condensation progressively occur during rotation, whereas in a conventional turbine the condensation of the steam requires a separate external condenser.

Claims

REVENDICATIONS1. Electrical generator comprising a stator and a rotor, characterized in that: - the stator comprises a toroidal chamber (110) of non-magnetic material around which are arranged, at regular angular intervals, a plurality of wound induction coils (120) around said chamber, the stator being further provided with an injection tube (140) adapted to inject a fluid under pressure into said chamber and an evacuation tube (150) for evacuating it; the rotor is composed of one and the same plurality of permanent magnets (160) arranged in the same angular intervals as the induction coils, each permanent magnet having a shape of a torus section adapted to slide in the toric chamber (110) any two successive magnets of said plurality being interconnected by a non-magnetic linkage (170).

2. Electrical generator according to claim 1, characterized in that the stator comprises between any two inductive coils of said plurality, a radiator (130) consisting of a plurality of cooling fins (135) of non-magnetic material , the fins being mounted orthogonally to the surface of the toric chamber. 3025950 13

3. Electrical generator according to claim 1 or 2, characterized in that the injection tube is mounted tangentially or at low angle of incidence relative to the surface of the toric chamber.

4. Electrical generator according to one of the preceding claims, characterized in that the section of the evacuation tube is substantially greater than the section of the injection tube.

5. Electrical generator according to one of the preceding claims, characterized in that the distance between the inlet of the injection tube and the outlet orifice of the discharge tube is preferably greater than the length of the a permanent magnet and less than the spacing between two consecutive permanent magnets.

6. Electrical generator according to one of the preceding claims, characterized in that each permanent magnet has a crenellated surface, at least for the portion of the magnet that faces the injection port when the rotor position is such that the magnet is located in front of the latter, the upstream faces of said crenellations then being substantially orthogonal to the axis of the injection tube.

7. Electrical generator according to one of the preceding claims, characterized in that the permanent magnets are equipped at their ends with 3025950 14 sealing segments (181, 182) adapted to seal with the inner wall of the ring. .

8. Electrical generator according to the preceding claims, characterized in permanent magnets each having a chamber one of which the reservation (191) in which are housed rolling balls (192) of non-magnetic material, the bearing balls 10 coming from support on the inner wall of the toric chamber.

Electrical generator according to one of the preceding claims, characterized in that the permanent magnets are made by sintering. one of the things that AlNiCo compounds,

10. Electrical generator according to preceding claims characterized in permanent magnets are made by means 20 selected from Neodymium / Iron / Boron, Samarium / Cobalt. one of which e. one of the blades (175) of injection,

11. Electrical generator according to the preceding claims, characterized in that the connecting element is an assembly rod.

12. Electrical generator according to preceding claims, characterized the connecting element is equipped with substantially orthogonal to the axis of the tube 3025950 15 when the rotor position is such that the connecting element is located at this tube.