FR3059729A1

FR3059729A1 - Systeme hydraulique autonome de production d'energie

Info

Publication number: FR3059729A1
Application number: FR1662020A
Authority: FR
Inventors: Noomen Elfekih
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2016-12-06
Filing date: 2016-12-06
Publication date: 2018-06-08
Also published as: WO2018104663A1; FR3059730A1

Abstract

L'invention concerne un système hydraulique autonome, qui est essentiellement caractérisé en ce qu'il comporte un circuit fluidique comprenant, par référence à la position d'utilisation, en position haute un premier palier de liquide (101) et un second palier de liquide (102 depuis chacun desquels s'étendent respectivement une première colonne d'écoulement de liquide (103) et une seconde colonne d'écoulement de liquide (104), à chacune desquelles sont agencés respectivement des premiers moyens d'accompagnement (105) du liquide susceptible de s'écouler dans la première colonne d'écoulement (103) vers au moins un premier canal de refoulement (107) remontant au niveau du second palier (102) et des second moyens d'accompagnement (106) du liquide susceptible de s'écouler dans la seconde colonne d'écoulement (104) vers au moins un deuxième canal de refoulement (108) remontant au niveau du premier palier (101), et en ce que le dit système (100) comporte au moins un élément mobile (111-112) qui est agencé dans l'axe du flux de liquide circulant, qui est solidaire par l'intermédiaire d'une bielle (115-116) d'un axe de rotation (113-114), et dont le mouvement translatoire alternatif généré par le passage du liquide du premier palier (101) au second palier (102), et du second palier (102) au premier palier (101), est susceptible d'entraîner en rotation l'axe de rotation (113-114).

Description

® RÉPUBLIQUE FRANÇAISE

INSTITUT NATIONAL DE LA PROPRIÉTÉ INDUSTRIELLE © N° de publication :

(à n’utiliser que pour les commandes de reproduction)

©) N° d’enregistrement national

059 729

62020

COURBEVOIE ©IntCI⁸: F 03 G 7/10 (2017.01)

DEMANDE DE BREVET D'INVENTION

A1

©) Date de dépôt : 06.12.16.	© Demandeur(s) : ELFEKIH NOOMEN — FR.
©) Priorité :
	@ Inventeur(s) : ELFEKIH NOOMEN.
©) Date de mise à la disposition du public de la
demande : 08.06.18 Bulletin 18/23.
©) Liste des documents cités dans le rapport de
recherche préliminaire : Ce dernier n'a pas été
établi à la date de publication de la demande.
(© Références à d’autres documents nationaux	® Titulaire(s) : ELFEKIH NOOMEN.
apparentés :
©) Demande(s) d’extension : Polynésie-Fr	© Mandataire(s) : LEXANDO & CARACTEQ.

SYSTEME HYDRAULIQUE AUTONOME DE PRODUCTION D'ENERGIE.

FR 3 059 729 - A1

L'invention concerne un système hydraulique autonome, qui est essentiellement caractérisé en ce qu'il comporte un circuit fluidique comprenant, par référence à la position d'utilisation, en position haute un premier palier de liquide (101 ) et un second palier de liquide (102 depuis chacun desquels s'étendent respectivement une première colonne d'écoulement de liquide (103) et une seconde colonne d'écoulement de liquide (104), à chacune desquelles sont agencés respectivement des premiers moyens d'accompagnement (105) du liquide susceptible de s'écouler dans la première colonne d'écoulement (103) vers au moins un premier canal de refoulement (107) remontant au niveau du second palier (102) et des second moyens d'accompagnement (106) du liquide susceptible de s'écouler dans la seconde colonne d'écoulement (104) vers au moins un deuxième canal de refoulement (108) remontant au niveau du premier palier (101), et en ce que le dit système (100) comporte au moins un élément mobile (111-112) qui est agencé dans l'axe du flux de liquide circulant, qui est solidaire par l'intermédiaire d'une bielle (115-116) d'un axe de rotation (113-114), et dont le mouvement translatoire alternatif généré par le passage du liquide du premier palier (101) au second palier (102), et du second palier (102) au premier palier (101), est susceptible d'entraîner en rotation l'axe de rotation (113-114).

SYSTÈME HYDRAULIQUE AUTONOME DE PRODUCTION D’ÉNERGIE [0001] L’invention se rapporte à un système hydraulique de production d’énergie.

[0002] Plus particulièrement, l’invention se rapporte à un système hydraulique utilisant l’énergie cinétique d’un fluide pour générer une énergie de type mécanique.

[0003] L’utilisation de l’énergie cinétique d’un fluide est notamment connue dans les système intitulés « pompe à bélier >> qui assurent la délivrance d’un fluide, généralement de l’eau, à une hauteur supérieure à celle de l’eau introduite dans le système. Ce système provoque une surpression de l’eau qui s’écoule par fermeture brutale de l’écoulement, laquelle surpression permet de faire remonter l’eau à une hauteur supérieure. L’application de ce système à la production d’énergie engendre une consommation importante d’eau.

[0004] L’invention vise à proposer un système hydraulique autonome, fiable et écologique, et capable d’assurer la production d’une énergie de type mécanique à partir de l’énergie cinétique d’un fluide en mouvement.

[0005] À cette fin, l’invention a pour objet un système hydraulique autonome de production d’énergie qui est essentiellement caractérisé en ce qu’il comporte un circuit fluidique comprenant, par référence à la position d’utilisation, en position haute un premier palier de liquide et un second palier de liquide agencés à une même hauteur, depuis chacun desquels s’étendent respectivement une première colonne d’écoulement de liquide et une seconde colonne d’écoulement de liquide, à chacune desquelles sont agencés respectivement des premiers moyens d’accompagnement du liquide susceptible de s’écouler dans la première colonne d’écoulement vers au moins un premier canal de refoulement remontant au niveau du second palier et des second moyens d’accompagnement du liquide susceptible de s’écouler dans la seconde colonne d’écoulement vers au moins un deuxième canal de refoulement remontant au niveau du premier palier, en ce que le premier et le second palier, la première et la seconde colonne d’écoulement, les premier et second moyens d’accompagnement, et les première et deuxième colonnes de refoulement sont agencés symétriquement de part et d’autre d’un plan vertical, en ce qu’au moins l’un des premier et second palier comporte une entrée de liquide, et en ce que le dit système comporte au moins un élément mobile qui est agencé dans l’axe du flux de liquide circulant, qui est solidaire par l’intermédiaire d’une bielle d’un axe de rotation, et dont le mouvement translatoire alternatif généré par le passage du liquide du premier palier au second palier, et du second palier au premier palier, est susceptible d’entraîner en rotation l’axe de rotation.

[0006] Le système de l’invention peut également comporter les caractéristiques optionnelles suivantes considérées isolément ou selon toutes les combinaisons techniques possibles :

au moins l’un des premier et second paliers comprend un réservoir de liquide.

les première et seconde colonnes d’écoulement comportent chacune dans leur axe respectivement un premier et un second piston dont la face supérieure présente une inclinaison dirigée vers le palier opposé et qui assure l’accompagnement du liquide en circulation vers au moins le premier et deuxième canal de refoulement débouchant dans le palier opposé, et chacun des premier et second piston est relié respectivement à un premier et deuxième axe de rotation via une bielle d’entraînement, ce dont il résulte que le mouvement translatoire alternatif en opposition de phase des premier et second pistons généré par le passage du liquide du premier palier vers le second palier et du second palier vers le premier palier entraîne en rotation les premier et deuxième axes de rotation.

les moyens d’accompagnement du liquide comportent au moins une première et une deuxième chambres symétriquement disposées de part et d’autre du plan P, dont l’entrée respective est en communication de liquide avec la colonne d’écoulement associée et comporte un clapet ou une vanne anti3059729 retour, un piston est librement monté en translation dans l’axe de chacune des première et deuxième chambres entre une première position la plus éloignée de l’entrée de la chambre et une seconde position la plus proche de l’entrée de la chambre, chacune des première et deuxième chambre comporte une sortie de liquide vers le canal de refoulement associé, la dite sortie de liquide étant située en aval de la vanne ou clapet anti-retour et en amont de l’extrémité du piston lorsque ce dernier est dans sa deuxième position la plus proche de la dite vanne ou du dit clapet anti-retour, et chaque piston est relié à un unique axe de rotation via une bielle d’entraînement, ce dont il résulte que le mouvement translatoire alternatif en opposition de phase des deux pistons généré par le passage du liquide du premier palier vers le second palier et du second palier vers le premier palier entraîne en rotation l’unique axe de rotation.

les moyens d’accompagnement du liquide comportent au moins une première et une deuxième chambres symétriquement disposées de part et d’autre du plan P, dont l’entrée respective est en communication de liquide avec la colonne d’écoulement associée et comporte un clapet ou une vanne antiretour, un piston est librement monté en translation dans l’axe de chacune des première et deuxième chambres entre une première position la plus éloignée de l’entrée de la chambre et une seconde position la plus proche de l’entrée de la chambre, chacune des première et deuxième chambre comporte une sortie de liquide vers le canal de refoulement associé, la dite sortie de liquide étant située en aval de la vanne ou clapet anti-retour et en amont de l’extrémité du piston lorsque ce dernier est dans sa deuxième position la plus proche de la dite vanne ou du dit clapet anti-retour lorsque le dit piston est dans sa deuxième position, et chaque piston est relié à un axe de rotation indépendant via une bielle d’entraînement, ce dont il résulte que le mouvement translatoire alternatif en opposition de phase des deux pistons généré par le passage du liquide du premier palier vers le second palier et du second palier vers le premier palier entraîne en rotation les deux axes de rotation.

le système comporte une troisième et une quatrième chambres symétriquement disposées de part et d’autre du plan dont l’entrée respective est en communication de liquide avec la colonne d’écoulement associée et comporte un clapet ou une vanne anti-retour, un piston est librement monté en translation dans l’axe de chacune des troisième et quatrième chambres entre une première position la plus éloignée de l’entrée de la chambre et une seconde position la plus proche de l’entrée de la chambre, chacune des troisième et quatrième chambre comporte une sortie de liquide vers un troisième et un quatrième canal de refoulement, la dite sortie de liquide étant située en aval de la vanne ou clapet anti-retour et en amont de l’extrémité du piston tournée vers l’entrée de chacune des troisième et quatrième chambre lorsque le dit piston est dans sa deuxième position la plus proche de l’entrée, et chaque piston est relié à un axe de rotation via une bielle d’entraînement, ce dont il résulte que le mouvement translatoire alternatif en opposition de phase des deux pistons des troisième et quatrième chambre, généré par le passage du liquide du premier palier vers le second palier et du second palier vers le premier palier, entraîne en rotation les deux axes de rotation indépendant.

les première et deuxième chambres sont disposées horizontalement, et les troisième et quatrième chambres sont disposées verticalement en amont des première et deuxième chambres.

les première et deuxième chambres sont disposées obliquement, et les troisième et quatrième chambres sont disposées verticalement en amont des première et deuxième chambres.

le système comporte au moins une turbine agencée dans le circuit fluidique.

le système comporte au moins une turbine agencée dans la première et/ou la seconde colonne d’écoulement de liquide.

[0007] D’autres caractéristiques de l’invention seront énoncées dans la description détaillée ci-après, faite en référence aux dessins annexés, qui représentent, respectivement :

la figure 1, une vue schématique en plan d’un schéma de principe d’un premier mode de réalisation d’un système hydraulique selon l’invention sur lequel est représenté le système rempli d’eau à l’équilibre avant déclenchement ;

la figure 2, une vue schématique en plan d’une première variante de réalisation du premier mode de réalisation du système hydraulique selon la figure 1 ;

la figure 3, une vue schématique en plan d’une deuxième variante de réalisation du premier mode de réalisation du système hydraulique selon la figure 1 ;

la figure 4, une vue schématique en plan d’un schéma de principe d’un deuxième mode de réalisation d’un système hydraulique selon l’invention ;

la figure 5, une vue schématique en plan d’une première variante de réalisation du deuxième mode de réalisation du système hydraulique selon la figure 4 ;

la figure 6, une vue schématique en plan d’une deuxième variante de réalisation du deuxième mode de réalisation du système hydraulique selon la figure 4 ;

la figure 7, une vue schématique en coupe d’un mode de réalisation préféré d’un système de bélier pouvant équiper le système hydraulique selon l’invention ; et la figure 8, une vue schématique en coupe d’un montage en série de plusieurs systèmes de bélier pouvant équiper le système hydraulique selon l’invention ;

[0008] Dans la suite du texte descriptif, on entend par « autonome >> le fait que le système de l’invention ne nécessite pas d’apport d’énergie pour fonctionner.

[0009] La figure 1 illustre un schéma de principe d’un premier mode de réalisation du système hydraulique selon l’invention. Dans ce premier mode de réalisation, le système hydraulique 100 comporte un circuit fluidique en boucles croisées symétriques de part et d’autre d’un plan P vertical. Par vertical on comprend qu’il est dans la même direction que la gravité.

[0010] Le circuit fluidique comprend, par référence à la position d’utilisation, un premier palier de liquide 101 et un second palier de liquide 102, agencés en position haute à une même hauteur. Une première colonne d’écoulement de liquide 103 et une seconde colonne d’écoulement de liquide 104 s’étendent respectivement depuis le premier palier 101 et le second palier 102 vers le bas. Sur la figure 1, les colonnes d’écoulement de liquide 103-104 sont verticales. Alternativement, ces colonnes peuvent être obliques, comme illustré en figure

4.

[0011 ] La première colonne d’écoulement de liquide 103 aboutit, en position basse, à des premiers moyens d’accompagnement 105 du liquide vers au moins un premier canal de refoulement 107 remontant au niveau du second palier 102. La seconde colonne d’écoulement du liquide 104 est également prolongée par des seconds moyens d’accompagnement 106 du liquide vers un deuxième un canal de refoulement 108 remontant au niveau du premier palier 101. À l’extrémité supérieure de chacun des premier et second canaux de refoulement 107-108, une vanne anti-retour respective 107a-108a garantit un flux unidirectionnel de remplissage de la colonne d’écoulement associée 103104. Les premiers et seconds moyens d’accompagnement sont décrits plus en détail par la suite, en référence aux figures 2 à 8.

[0012] Afin d’assurer le meilleur rendement possible, le premier et le second palier 101 - 102, la première et la seconde colonne d’écoulement 103 - 104, les premiers et seconds moyens d’accompagnement 105 - 106 et les première et deuxième colonnes de refoulement 107 - 108 sont agencées symétriquement de part et d’autre du plan P verticale.

[0013] Le dispositif forme ainsi une boucle en forme de « °° >>. Cette boucle permettra aux bielles des pistons opposés des chambres de tourner alternativement autour d’un même axe grâce à leur mouvement de translation horizontal.

[0014] Afin d’introduire un volume d’eau dans le circuit fluidique pour amorcer le mouvement fluidique dans le système 100, au moins l’un des premiers et seconds palier 101 - 102 comporte une entrée de liquide 109 de plus petit diamètre que le diamètre d’écoulement 103 pour des raisons qui seront évoqués à la description du fonctionnement du système.

[0015] Selon l’invention, le système 100 comporte au moins un élément mobile 111 - 112 qui est agencé dans l’axe du flux du liquide circulant et qui est solidaire d’un axe de rotation 113 - 114 par l’intermédiaire d’une bielle 115 -116.

[0016] Ainsi, lorsque le système hydraulique 100 est rempli d’un volume de liquide inférieure au volume du circuit fluidique (le reste du volume étant occupé par de l’air), et lorsque le système est amorcé, le passage du liquide du premier palier 101 au second palier 102 et du second palier 102 au premier palier 101 génère un mouvement translatoire alternatif de l’élément mobile 111 - 112, ce qui entraîne en rotation l’axe 113-114. Les colonnes d’écoulement 103-104 comportent chacune en partie inférieure et au-dessus des moyens d’accompagnement associés 105-106 une vanne anti-retour 103a,104a qui garantit un flux unidirectionnel vers ces moyens d’accompagnement 105,106 lorsque le piston 111-112 remonte dans la colonne d’écoulement 103-104.

[0017] L’amorçage du cycle de circulation est assuré par l’introduction d’un volume d’eau suffisante dans l’une des deux colonnes d’écoulement 103-104 et son entretien est assuré par une turbine 150 (voir figure 2) agencée dans le circuit hydraulique, par exemple dans l’une colonne d’écoulement du liquide 103-104.

[0018] Ainsi, l’énergie produite par la turbine 150 est intégralement transmise au système hydraulique 100 selon l’invention qui génère, lui-même, une énergie mécanique supplémentaire par la circulation du fluide par gravité, énergie mécanique qui est transmise à l’axe de rotation de sortie 113-114.

[0019] Dans le mode de réalisation de la figure 1, les premiers et seconds moyens d’accompagnement 105 - 106 comprennent, respectivement, un premier 111 et un second piston 112 dont la face supérieure 111a - 112a présente une inclinaison dirigée vers le palier opposé (respectivement 102 101) qui assurent l’accompagnement du liquide en circulation vers, respectivement, au moins le premier et le deuxième canal de refoulement 107 -108 dans le palier opposé, respectivement 102-101.

[0020] Dans la configuration de la première variante de la figure 1, on adjoint au système deux dispositifs de pompage A également dénommés « Airlift >> respectivement en liaison avec les premiers et seconds moyens d’accompagnement 105 - 106 et ainsi indirectement avec le premier et le deuxième canal de refoulement 107-108. De tels dispositifs de pompage sont par ailleurs décrits en figure 7 en liaison avec les variantes des figures 2 à 6. Ce dispositif de pompage A est connu et consiste à injecter de l’air en partie inférieure d’une canalisation, ici le premier et le deuxième canal de refoulement 107 - 108, afin d’entraîner en montée l’eau contenue dans cette canalisation. On comprend que ce dispositif va permettre d’améliorer la remontée de l’eau dans le premier et le deuxième canal de refoulement 107 - 108 lors du fonctionnement du circuit hydraulique. Les dispositifs de pompage A sont munis chacun d’un piston A1 de la chambre à air qui va alternativement monter et descendre dans la dite chambre à air au gré de la circulation d’eau dans le circuit hydraulique. Chaque piston A1 est solidaire d’un axe de rotation 113a114a (en lien direct avec l’axe de rotation 113-114) par l’intermédiaire d’une bielle 115a,116a, ce dont il résulte un mouvement alternatif de montée et descente des deux pistons A1. Le mouvement translatoire du piston A1 dans la chambre à air du dispositif de pompage A va ainsi entraîner en rotation l’axe 113a - 114a. On notera que le dispositif de pompage A peut être positionné soit en dessous soit au-dessus des premier et second moyens d’accompagnement 105 - 106.

[0021] On adjoint en outre au circuit hydraulique de la première variante deux dispositifs de flottabilité B également dénommés « Buoyancy >> disposés en partie inférieure des première et seconde colonnes d’écoulement 103-104 sous les éléments mobiles 111-112. Ce dispositif de flottabilité B comporte un container à air, par exemple un ballon B2, disposé sur un fond d’eau B1. Lorsque le ballon B2 est contraint (par le mouvement vertical vers le bas de l’élément mobile associé 111-112) en immersion dans le fond d’eau B1, le dit ballon B2, sous l’effet de la poussée d’Archimède, ressort du fond d’eau B1 avec une énergie d’entraînement dans cette même direction importante. Appliqués au circuit hydraulique de la première variante, les dispositifs de flottabilité B vont permettre de faire remonter activement les éléments mobiles 111-112 dans les colonnes d’écoulement 103-104.

[0022] On comprend que les dispositifs de pompage A et de flottabilité B assurent une présence énergétique supplémentaire pour entretenir les mouvements alternatifs hydrauliques dans le système hydraulique de l’invention en fonctionnement.

[0023] La figure 2 illustre une première variante du premier mode de réalisation du système hydraulique de la figure 1. Dans cette variante, les moyens d’accompagnement du liquide 105 - 106 comprennent également au moins une première chambre 121 et une deuxième chambre 122, symétriquement disposées de part et d’autre du plan P. L’entrée 123-124 des premières et deuxième chambre 121-122 est en communication fluidique avec la colonne d’écoulement associée 103 - 104. Chaque chambre 121 - 122 comporte un clapet ou une vanne anti retour 125 - 126 et un piston 127-128 librement monté en translation dans l’axe de chacune des premières et deuxième chambre 121 - 122.

[0024] Chaque piston 127 - 128 peut évoluer entre une première position la plus éloignée de l’entrée de la chambre 123 - 124 et une seconde position la plus proche de l’entrée de la chambre 123-124.

[0025] Chacune des premières et deuxième chambre 121-122 comportent une sortie de liquide 129- 130 vers le canal de refoulement associé 107-108 munie d’un clapet anti-retour 129a,130a.

[0026] Chaque sortie de liquide 129-130 est agencée en aval de la vanne anti retour 125 - 126 et en amont de l’extrémité du piston 127- 128 située du côté de la vanne anti-retour correspondante 125-126 lorsque ce dernier est dans sa deuxième position la plus proche de ladite vanne 125-126.

[0027] Chaque piston 127- 128 est relié à un axe de rotation 140 via une bielle d’entraînement 141 - 142. Dans le mode de réalisation de la figure 2, les pistons sont reliés à un axe de rotation 140 unique. Alternativement, chaque piston 127- 128 peut être reliés à un axe de rotation distinct.

[0028] La liaison des pistons 127 - 128 à un axe de rotation 140 génèrent une résistance au mouvement alternatif des pistons dans les chambres 121 122 ce qui permet de générer un effet de bélier lorsque le fluide circule dans le circuit fluidique.

[0029] Ainsi, le liquide ou l’eau qui entre au niveau du premier palier 101 coule dans la première colonne verticale 103. Cette masse volumique exerce une pression sur le piston du bas 111 - 112, le faisant coulisser dans son cylindre vers le bas. Ce mouvement permet le passage de l’eau vers la colonne horizontale qui transmet cette masse d’eau vers les chambres 121 et 122, créant ainsi une surpression qui va refouler les pistons 127 - 128. La compression de l’air dans ces chambres ainsi que le mouvement d’inertie des bielles respectives vont provoquer un phénomène du Bélier fermant ainsi les clapets ou valves anti retour. Le volume d’eau ainsi refoulé ne peut s’échapper que par les canaux de refoulement en diagonale faisant ainsi remonter l’eau vers le deuxième palier 102 qui se trouve donc à l’opposé. Puis le cycle se reproduit dans la colonne vertical 104, et ainsi de suite.

[0030] Dans le mode de réalisation de la figure 2, chaque palier 101 - 102 est muni d’un réservoir de liquide 101a - 102a dont la contenance est supérieure à celle des conduites de fluide à longueur égale.

[0031] Comme décrit en référence à la figure 1, des turbines 150 sont agencées dans les colonnes d’écoulement de liquide 103-104 pour entretenir la circulation du fluide préalablement introduit dans le système [0032] Le système hydraulique génère donc une force mécanique au niveau de l’axe de rotation 140 mais également au niveau des axes de rotation 113 et 114.

[0033] Dans un mode de réalisation non illustrée, le système est dépourvu des axes de rotation 113 et 114, et les pistons 111 et 112 seront remplacés par une simple surface inclinée dirigée vers le palier opposé.

[0034] La figure 3 illustre une deuxième variante du premier mode de réalisation de la figure 1. Dans cette variante, les chambres 121 - 122 sont disposées horizontalement, alors que dans le mode de réalisation de la figure 2, les premières et deuxième chambre 121 - 122 sont disposées obliquement. La disposition oblique est préférée pour limiter les problèmes d’étanchéité.

[0035] La figure 4 illustre un schéma de principe d’un deuxième mode de réalisation d’un système hydraulique selon l’invention, comprenant une troisième et une quatrième chambre constituant un troisième et un quatrième bélier.

[0036] Dans ce deuxième mode de réalisation, chaque moyen d’accompagnement du liquide comporte une chambre supplémentaire agencée en amont de la première 121 et, respectivement, de la deuxième chambre 122. [0037] Ainsi, le système comporte une troisième chambre 221 et une quatrième chambre 222 verticales et symétriquement disposées de part et d’autre du plan P et dont l’entrée respective 223 - 224 est en communication fluidique avec la colonne d’écoulement associée 103-104.

[0038] Dans ce mode de réalisation, ces colonnes d’écoulement du liquide sont obliques et non verticales. Ce qui importe, c’est que ces colonnes permettent l’écoulement du liquide par gravité.

[0039] Chacune des troisième et quatrième chambre 221 - 222 comporte, comme les première et deuxième chambres 121 - 122, une vanne anti retour

225 - 226 et un piston 227 - 228 librement monté en translation dans l’axe de chacune des troisième et quatrième chambres 221 - 222.

[0040] Dans le mode de réalisation illustré, chaque piston 227 - 228 est relié à un axe de rotation indépendant 243 - 244 via une bielle d’entraînement 241 - 242. Ainsi, le mouvement translatoire alternatif en opposition de phase des deux pistons des troisième et quatrième chambres 221 - 222 entraîne les deux axes de rotation indépendant 243-244 en rotation. Comme pour les chambres 121 - 122, les chambres 221 - 222 fonctionnent sur le principe du bélier qui génère une surpression par fermeture brutale des vannes anti retour 225 - 226 à partir de l’énergie cinétique du fluide entrant dans ces chambres 121-122 en permettant de faire remonter le fluide vers le palier opposé.

[0041 ] Dans le mode de réalisation de la figure 4, les troisième et quatrième chambres 221 - 222 comprennent une sortie de liquide 229 - 230 munie d’un clapet ou vanne anti-retour 229a,230a vers, respectivement, un troisième 207 et un quatrième 208 canal de refoulement, en communication fluidique respectivement avec les paliers 102 et 101. À l’extrémité supérieure de chacun des troisième et quatrième canaux de refoulement 207-208, une vanne antiretour 207a-208a garantit un flux unidirectionnel de remplissage du palier associé 101 a-102a formant réservoir 101 a-102a.

[0042] Dans le mode de réalisation illustrée, le troisième canal de refoulement 207 débouche au-dessus du palier 102a et le quatrième canal de refoulement 208 débouche au-dessus du palier 101a. L’énergie cinétique du fluide s’écoulant depuis un point situé au-dessus du palier correspondant 101 a,102a est ainsi rendu plus important et le rendement du système amélioré.

[0043] Dans un mode de réalisation avantageux non illustrée, ce sont les premier et deuxième canaux de refoulement 107 et 108 qui débouchent audessus des paliers 102a et 101a tandis que les troisième et quatrième canaux de refoulement 207 et 208 débouchent au niveau des paliers 102a et 101 a. Cet agencement permet d’obtenir un meilleur rendement que la configuration précédemment décrite.

[0044] Les figures 5 et 6 représentent, respectivement, une première et une deuxième variante de réalisation du deuxième mode de réalisation du système hydraulique selon la figure 4, c’est-à-dire un système prévoyant des troisième et quatrième chambres 221 - 222 telle que décrites en référence à la figure 4. [0045] Le système de la figure 5 comporte en outre des première et deuxième chambres 121 - 122 disposées obliquement conformément au système présenté sur la figure 2.

[0046] Le système de la figure 6 prévoit quant à lui des première et deuxième chambres 121 - 122 disposées horizontalement, conformément à la description faite en référence à la figure 3.

[0047] La figure 7 illustre un mode de réalisation avantageux d’un système alternatif aux chambres 121-122-221-222 précédemment décrites et permettant d’accroitre le rendement du système de l’invention. Le système représenté sur la figure 7 s’apparente au système de pompage connu dénommé « Air Lift >>.

[0048] Dans ce système, on adjoint à la chambre 221 une chambre d’air auxiliaire 321 comportant un piston 327 libre en translation et relié via une bielle au même axe 351, par exemple de type vilebrequin, que le piston de la chambre 221.

[0049] La chambre d’air auxiliaire 321 comporte une double ouverture 323a - 323b au niveau de sa partie inférieure, laquelle double entrée est constituée d’une entrée 323a et d’une sortie 323b d’air équipées chacune d’une valve ou clapet anti retour 325 - 326. La montée du piston 327 vers le haut produit un appel d’air qui ouvre la valve 325 pour faire entrer l’air et ferme la valve 326. Inversement, quand le piston 327 descend il ferme la valve 325 et ouvre l’autre valve 326 en refoulant l’air dans la colonne 207 qui fait remonter l’eau. On peut ajouter optionnellement un dispositif anti-bélier sous vide 350.

[0050] Ce système de la figure 7 permet d’optimiser l’alternance air-eau dans la colonne 207 ce qui améliore le rendement du système général.

[0051] La figure 8 illustre le fait que la conception du système selon l’invention permet un montage en série de plusieurs systèmes de bélier 401 402 - 403 - 404 pouvant équiper le système hydraulique selon l’invention, afin d’améliorer le rendement de l’ensemble.

[0052] On peut ainsi aligner plusieurs chambres verticales en série le long du conduit horizontal avant d’arriver à la chambre horizontale ou aussi le long du conduit diagonal qui remonte vers le réservoir opposé.

[0053] Restant dans le cadre de l’invention, le dispositif de pompage A décrit pour la première variante de la figure 1 peut être associé aux variantes des figures 2 à 6 en étant plus particulièrement associés aux premier et deuxième et/ou aux troisième et quatrième canaux de refoulement. Restant également dans le cadre de l’invention, le dispositif de flottabilité B décrit pour la première variante de la figure 1 peut être associé aux variantes des figures 2, 3 et 5 qui intègrent des éléments mobiles dans les première et seconde colonnes d’écoulement.

[0054] Le système de l’invention permet ainsi de produire de l’énergie de type mécanique à partir de la circulation d’un fluide en utilisant l’énergie cinétique du fluide (résultant de la gravité) et le principe de l’effet bélier et de la flottabilité ou en terme anglophone de la « buoyancy ».

[0055] Puissance, débit et vitesse d’écoulement sont fonction de la hauteur et de la section/diamètre des canalisations. Pour une meilleure performance du système, la longueur de la canalisation de refoulement devrait être entre 3 et 5 fois la hauteur de la colonne d’écoulement et les diamètres des colonnes d’écoulement 103-104 sont supérieurs aux diamètres des colonnes de refoulement 107,108,207,208.

[0056] On décrit l’amorçage du système en faisant référence à la figure 1. Une donnée importante est la hauteur H des canalisations horizontales formant moyens d’accompagnement 105 - 106. En effet, cette hauteur H correspond à la hauteur H maximum parcouru par les pistons 111-112 lorsque le système est en fonctionnement. À cette hauteur H correspond un certain volume d’eau déplacé dans la colonne d’écoulement de liquide correspondante. Il sera fait référence à ce volume d’eau plus loin.

[0057] Avant d’amorcer le système, on pré-remplit le dispositif comme illustré sur la figure 1, l’eau étant référencée O et schématisée par des hachures. Dans le système pré-remplit, l’eau est présente dans les canalisations horizontales formant moyens d’accompagnement 105-106, dans les deux colonnes de refoulement 107, 108 jusqu’aux paliers 101-102 et partiellement dans les deux colonnes d’écoulement 103-104 en laissant la partie supérieure sans eau. Cette partie supérieure sans eau est d’une hauteur minimum de 2H (pour sécurité) à laquelle s’ajoute une hauteur H/2. Cette hauteur H/2 correspond au volume d’eau minimum à introduire pour faire amorcer le système. Il a en effet été déterminé que le volume minimum d’eau pour amorcer le système correspond à la moitié du volume d’eau déplacé lors de la course maximum des pistons 111-112, soit un volume d’eau correspondant à la hauteur H/2.

[0058] Il est à noter que la pression sur les pistons est la principale caractéristique à prendre en considération pour l’amorçage du système et que cette pression est proportionnelle à la hauteur de l’eau au-dessus des pistons. C’est la raison pour laquelle la colonne d’entrée de liquide 109 est de plus petit diamètre que la colonne d’écoulement associée 103, ce qui permet, pour un même volume, d’avoir une plus grande hauteur de liquide.

[0059] Ainsi, l’introduction d’un volume d’eau minimum correspondant à une hauteur H/2 de la colonne d’écoulement 103 permet d’amorcer le système hydraulique de l’invention.

[0060] Ce dispositif autonome peut fournir aussi bien de l’énergie mécanique qu’électrique à des puissances très variables selon les dimensions et paramètres choisies. Enfin ce dispositif est totalement non polluant puisqu’il n’utilise rien d’autre que de l’eau et la gravité.

Claims

REVENDICATIONS

1. Système hydraulique (100) autonome de production d’énergie, caractérisé en ce qu’il comporte un circuit fluidique comprenant, par référence à la position d’utilisation, en position haute un premier palier de liquide (101 ) et un second palier de liquide (102) agencés à une même hauteur, depuis chacun desquels s’étendent respectivement une première colonne d’écoulement de liquide (103) et une seconde colonne d’écoulement de liquide (104), à chacune desquelles sont agencés respectivement des premiers moyens d’accompagnement (105) du liquide susceptible de s’écouler dans la première colonne d’écoulement (103) vers au moins un premier canal de refoulement (107) remontant au niveau du second palier (102) et des second moyens d’accompagnement (106) du liquide susceptible de s’écouler dans la seconde colonne d’écoulement (104) vers au moins un deuxième canal de refoulement (108) remontant au niveau du premier palier (101), en ce que le premier et le second palier (101 -102), la première et la seconde colonne d’écoulement (103104), les premier et second moyens d’accompagnement (105-106), et les première et deuxième colonnes de refoulement (107-108) sont agencés symétriquement de part et d’autre d’un plan (P) vertical, en ce qu’au moins l’un des premier (101 ) et second (102) palier comporte une entrée de liquide (109), et en ce que le dit système (100) comporte au moins un élément mobile (111112) qui est agencé dans l’axe du flux de liquide circulant, qui est solidaire par l’intermédiaire d’une bielle (115-116) d’un axe de rotation (113-114), et dont le mouvement translatoire alternatif généré par le passage du liquide du premier palier (101) au second palier (102), et du second palier (102) au premier palier (101), est susceptible d’entraîner en rotation l’axe de rotation (113-114).
2. Système hydraulique selon la revendication 1, dans lequel au moins un des premier et second paliers (101-102) comprend un réservoir (101a-102a) de liquide.
3. Système selon l’une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que les première et seconde colonne d’écoulement (103-104) comportent chacune dans leur axe respectivement un premier (111) et un second piston (112) dont la face supérieure (111a-112a) présente une inclinaison dirigée vers le palier opposé (102-101) et qui assure l’accompagnement du liquide en circulation vers au moins le premier et deuxième canal de refoulement (107-108) débouchant dans le palier opposé (102-101 ), et en ce que chacun des premier et second (111-112) piston est relié respectivement à un premier et deuxième (113-114) axe de rotation via une bielle d’entraînement (115-116), ce dont il résulte que le mouvement translatoire alternatif en opposition de phase des premier et second (111-112) pistons généré par le passage du liquide du premier palier (101 ) vers le second palier (102) et du second palier (102) vers le premier palier (101) entraîne en rotation les premier et deuxième axes de rotation.
4. Système selon l’une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que les moyens d’accompagnement du liquide comportent au moins une première (121) et une deuxième (122) chambres symétriquement disposées de part et d’autre du plan P, dont l’entrée respective (123-124) est en communication de liquide avec la colonne d’écoulement associée (103-104) et comporte un clapet ou une vanne anti-retour (125-126), en ce qu’un piston (127-128) est librement monté en translation dans l’axe de chacune des première et deuxième chambres (121-122) entre une première position la plus éloignée de l’entrée de la chambre et une seconde position la plus proche de l’entrée de la chambre, en ce que chacune des première et deuxième chambre (121 -122) comporte une sortie de liquide (129-130) vers le canal de refoulement associé (107-108), la dite sortie de liquide (129-130) étant située en aval de la vanne ou clapet anti-retour et en amont de l’extrémité du piston (127-128) lorsque ce dernier est dans sa deuxième position la plus proche de la dite vanne ou du dit clapet anti-retour, et en ce que chaque piston (127-128) est relié à un unique axe de rotation (140) via une bielle d’entraînement (141-142), ce dont il résulte que le mouvement translatoire alternatif en opposition de phase des deux pistons généré par le passage du liquide du premier palier vers le second palier et du second palier vers le premier palier entraîne en rotation l’unique axe de rotation.
5. Système selon l’une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que les moyens d’accompagnement du liquide comportent au moins une première (121) et une deuxième (122) chambres symétriquement disposées de part et d’autre du plan P, dont l’entrée respective (123-124) est en communication de liquide avec la colonne d’écoulement associée (103-104) et comporte un clapet ou une vanne anti-retour (125-126), en ce qu’un piston (127-128) est librement monté en translation dans l’axe de chacune des première et deuxième chambres (121-122) entre une première position la plus éloignée de l’entrée de la chambre et une seconde position la plus proche de l’entrée de la chambre, en ce que chacune des première et deuxième chambre (121 -122) comporte une sortie de liquide (129-130) vers le canal de refoulement associé (107-108), la dite sortie de liquide (129-130) étant située en aval de la vanne ou clapet anti-retour et en amont de l’extrémité du piston (127-128) lorsque ce dernier est dans sa deuxième position la plus proche de la dite vanne ou du dit clapet anti-retour lorsque le dit piston (127-128) est dans sa deuxième position, et en ce que chaque piston (127-128) est relié à un axe de rotation indépendant via une bielle d’entraînement, ce dont il résulte que le mouvement translatoire alternatif en opposition de phase des deux pistons généré par le passage du liquide du premier palier vers le second palier et du second palier vers le premier palier entraîne en rotation les deux axes de rotation.
6. Système selon l’une quelconque des revendications 4 et 5, caractérisé en ce qu’il comporte une troisième (221 ) et une quatrième chambres (222) symétriquement disposées de part et d’autre du plan P dont l’entrée respective (223-224) est en communication de liquide avec la colonne d’écoulement associée (103-104) et comporte un clapet ou une vanne antiretour (225-226), en ce qu’un piston (227-228) est librement monté en translation dans l’axe de chacune des troisième (221) et quatrième (222) chambres entre une première position la plus éloignée de l’entrée de la chambre et une seconde position la plus proche de l’entrée de la chambre, en ce que chacune des troisième (221 ) et quatrième (222) chambre comporte une sortie de liquide (229-230) vers un troisième (207) et un quatrième (208) canal de refoulement, la dite sortie de liquide (229-230) étant située en aval de la vanne ou clapet anti-retour (225-226) et en amont de l’extrémité du piston (227228) tournée vers l’entrée de chacune des troisième (221) et quatrième (222) chambre lorsque le dit piston (227-228) est dans sa deuxième position la plus proche de l’entrée (223-224), et en ce que chaque piston est relié à un axe de rotation indépendant (243-244) via une bielle d’entraînement (241 -242), ce dont il résulte que le mouvement translatoire alternatif en opposition de phase des deux pistons des troisième et quatrième chambre, généré par le passage du liquide du premier palier vers le second palier et du second palier vers le premier palier, entraîne en rotation les deux axes de rotation indépendant.
7. Système selon la revendication 6, caractérisé en ce que les première (121) et deuxième (122) chambres sont disposées horizontalement, et en ce que les troisième (221) et quatrième (222) chambres sont disposées verticalement en amont des première (121 ) et deuxième (122) chambres.
8. Système selon la revendication 5, caractérisé en ce que les première (121 ) et deuxième (122) chambres sont disposées obliquement, et en ce que les troisième (221) et quatrième (222) chambres sont disposées verticalement en amont des première (121 ) et deuxième (122) chambres.
9. Système selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu’il comporte au moins une turbine (150) agencée dans le circuit fluidique.
10. Système selon la revendication 9, caractérisé en ce qu’il comporte au moins une turbine (150) agencée dans la première (103) et/ou la seconde (104) colonne d’écoulement de liquide 4.

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