WO2004061984A1 - Generateur asynchrone a effet galvanomagnetothermique - Google Patents

Generateur asynchrone a effet galvanomagnetothermique Download PDF

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WO2004061984A1
WO2004061984A1 PCT/FR2003/003894 FR0303894W WO2004061984A1 WO 2004061984 A1 WO2004061984 A1 WO 2004061984A1 FR 0303894 W FR0303894 W FR 0303894W WO 2004061984 A1 WO2004061984 A1 WO 2004061984A1
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inductors
asynchronous generator
magnetic field
generator according
conversion properties
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English (en)
Inventor
Zacharie Fouti-Makaya
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Fouti-Makaya Innovations
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    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10N—ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10N15/00—Thermoelectric devices without a junction of dissimilar materials; Thermomagnetic devices, e.g. using the Nernst-Ettingshausen effect

Definitions

  • the present invention relates to an asynchronous generator with galvanomagnetothermal effect. This involves producing a generator using the thermoelectric properties of certain materials. Such a generator is connected on the one hand to a hot source and on the other hand to a cold source. It can then operate either as a heat pump or as an electric generator. In the first case, the generator draws energy from the cold source to bring it to the hot source. In the second case, an energy transfer takes place from the hot source to the cold source with production of electrical energy.
  • thermoelectric generator device producing electrical energy from thermal energy using the Nernst effect.
  • the device described comprises a conversion element made of a material having thermoelectric properties, means for generating a magnetic field, heating and cooling means so as to create a temperature gradient perpendicular to the magnetic field.
  • the element having thermoelectric properties is split and each edge of the slot has an electrode. A potential difference appears between these two electrodes in the presence of the magnetic field and the temperature gradient.
  • the drawback of such a device is that the potential difference between two electrodes is at best of the order of a Volt. It is therefore necessary to couple several elements to obtain higher voltages.
  • the power supplied by such a device is also relatively low. As a result, the energy efficiency is also very low.
  • the present invention therefore aims to provide an electric generator using the Nernst effect to obtain an attractive yield allowing economically advantageous operation.
  • At least one element having themoelectric conversion properties arranged in a plane substantially perpendicular to the direction of the temperature gradient.
  • the magnetic field generated is a traveling wave field moving in the second direction
  • each element having thermoelectric conversion properties has a continuous shape in the plane perpendicular to the second direction.
  • thermoelectric conversion properties a short-circuit electric field is generated at the elements having thermoelectric conversion properties. It then becomes possible to recover from the means for generating a magnetic field an electric current. On the balance sheet of this generating device, a signal essentially consuming reactive power is sent to create a magnetic field and thanks to the thermoelectric conversion, it is possible to recover an electric current and active power.
  • a first embodiment provides that a generator according to the invention comprises several elements having thermoelectric conversion properties, each of these elements having an annular shape and being arranged in a plane perpendicular to the second direction.
  • the element having thermoelectric conversion properties is for example of cylindrical tubular shape and extends in the second direction.
  • thermoelectric conversion properties For a better performance of the device, a material having an interesting Nernst coefficient is chosen for each element having thermoelectric conversion properties. It is then proposed to produce these elements based on indium antimonide (InSb).
  • InSb indium antimonide
  • the means for generating a magnetic field comprise for example on the one hand a ferromagnetic core and on the other hand inductors in the form of coils supplied electrically.
  • the means for generating a magnetic field include inductors in the form of electrically powered coils, these inductors being arranged in pairs facing each other so that in the air gap of two inductors corresponding is at least one element having thermoelectric conversion properties.
  • the inductors are advantageously produced by superconductive windings. Details and advantages of the invention will emerge more clearly from the description which follows, given with reference to the appended schematic drawing in which:
  • FIG. 1 is a block diagram of a first embodiment of a generator according to the invention
  • FIG. 2 schematically shows an alternative embodiment of the generator of FIG. 1,
  • FIG. 3 shows an alternative embodiment of the generator of FIG. 2
  • FIG. 4 shows an electrical schematic diagram of a circuit making it possible to carry out the self-excitation of a generator of FIGS. 1 to 3.
  • annular elements 2 having thermoelectric conversion properties, a core magnetic 4, a hot source 6, a cold source 8 and inductors 10.
  • the annular elements 2 are thus subjected on the one hand to a temperature gradient VT and on the other hand to a magnetic field H. Taking into account the thermoelectric properties of the annular elements 2, an electric field E is created in each of these rings. . The creation of this electric field is also known as the Nernst effect.
  • the device has rotational symmetry with respect to a longitudinal axis 12.
  • the temperature gradient VT is parallel to this axis of rotation while the magnetic field H is radial by relation to this axis.
  • the electric field is given by the following equation:
  • the hot source 6 can for example be a hot source produced by a thermal power station or equivalent.
  • the cold source 8 is obtained by a cooling system. Thermal insulation, not shown in the drawing, makes it possible to isolate the hot source 6 from the cold source 8.
  • the inductors 10 are supplied with alternating current so as to create, with the help of the core 4, a magnetic field H at the level of the annular elements 2.
  • the supply is made so that a progressive magnetic wave travels long-tudinally by with respect to axis 12. A sliding magnetic field is thus created moving in the direction of this axis 12.
  • a structure close to that of an annular electromagnetic sodium pump Here, the vein of sodium liquid is replaced by the succession of annular elements 2.
  • Indium antimonide (InSb) is suitable for such an application.
  • the inductors 10 can be single-phase or multi-phase, preferably three-phase. As indicated above, they generate a progressive sinusoidal induction wave at the level of the annular elements 2. This induction wave is called inductive or primary wave. This wave in relative motion with respect to the thermoelectric material induced in each annular element 2 a system of polyphase currents closing in on themselves. These currents in turn create a progressive sinusoidal distribution of induction called the secondary wave or armature reaction. This second wave is stationary with respect to the first. Everything takes place here as in an electro-mechanical converter implementing two progressive or rotating fields of the same speed. The system described can operate as a generator or a receiver.
  • the system When the transport parameter of the material constituting the annular elements 2 is greater than the speed of the primary field, the system operates as a generator. It works as a receiver otherwise.
  • the electrical energy exchanged between the network and the device shown in the drawing appears in the inductors 10, so that there is no electrical contact between the armature and any other part of the device.
  • the transport parameter in question here has the dimensions of a speed. It corresponds to N. VT where N is the Nernst coefficient and where VT is the temperature gradient.
  • N the Nernst coefficient
  • VT the temperature gradient.
  • N the Nernst coefficient
  • VT the temperature gradient.
  • H. Nakamura, K. Ikeda, S Yamaguchi, and K. Kuroda Transport coefficients of thermoelectric semiconductor InSb in the magnetic field, J. Adv. Sc, 8 (1996), 153 (in
  • the generator which can also operate as a galvanothermomagnetic asynchronous receiver according to the invention operates according to the same principle as a linear transformer whose secondary winding is a short circuit.
  • this generator has a linear structure because the inductors produce a sliding induction.
  • the armature is fixed.
  • the linear armature of this device consists of annular elements ( Figure 1) or a tube ( Figure 2), the induced currents flowing in the mass of these elements or this tube.
  • the generator according to the invention preferably uses two inductors which face each other. It is also possible, as in FIGS. 1 and 2, to have an inductor facing a magnetic core 4. Such an arrangement has the advantage of facilitating on the one hand the flux in the magnetic circuit and on the other hand increasing induction in the air gap. This achieves a greater gap thickness.
  • the linear generator according to the invention can have one or the other of the following two static arrangements:
  • the generator is then called "with long inductor”
  • the inductor is shorter than the armature which is then assumed to be infinitely long: the generator is then called "with short inductor”.
  • the annular elements 2 are replaced by a tube 14.
  • a magnetic core 4 placed in the center of the tube 14, the assembly formed by the core and the tube being surrounded by inductors 10 regularly distributed around the periphery of the tube.
  • inductors 10 regularly distributed around the periphery of the tube.
  • the tube is here also preferably made of indium antimonide.
  • Other materials such as tellurides and selenides of lead, bismuth and antimony or even certain alloys of silicon and germanium can be used. Of course, this list is not exhaustive.
  • the inductors are supplied here, preferably three-phase, so as to create a progressive magnetic wave in the tube 14.
  • the latter therefore absorb, on the one hand, the reactive power PR and, on the other hand, supply active power P A supplied by the electric field created in the thermoelectric material.
  • FIG 3 shows an alternative embodiment comparable to the embodiment shown in Figure 2.
  • the magnetic core is replaced by inductors 10 '.
  • the operation of this device is then similar to that described above with reference to Figure 2.
  • an insulating jacket 16 The latter is intended to thermally insulate the thermoelectric tube 14 so as not to degrade the temperature gradient.
  • the material chosen for the production of the insulating envelope 16 is a magnetically permeable material.
  • FIG. 4 shows an electrical diagram (extracted from the above-mentioned article) of a device making it possible to carry out such self-excitation. It is considered here that the generator operates in three-phase mode. We then represent three inductance coils L, to each of these coils corresponding to a phase three-phase current. The coils shown here are coils of an inductor 10 (or 10 ') of Figures 1 to 3.
  • Each coil is not a pure inductance, there is also shown a resistance r corresponding to each coil.
  • V is the speed of the traveling wave generated by the coils in the thermoelectric material constituting the tube 14. It is substantially parallel to the temperature gradient VT.
  • the values C and R correspond to capacities and resistances. They define, with the value L of the inductance of the coils, the pulsation of the oscillations creating a magnetic field in the tube 14. To increase the efficiency of the device, it is possible to use superconductive coils to produce the inductors 10.
  • thermoelectric material preferably planar circular. On both sides of the latter, inductors then extend radially.
  • thermoelectric disc sandwiched between two arrays of inductors arranged in a star. The temperature gradient is also then radial.
  • the disc of thermoelectric material can be hollowed out at its center.
  • the present invention is not limited to the embodiments and to their variants described above by way of nonlimiting examples. It also relates to all variant embodiments within the reach of those skilled in the art within the scope of the claims below.

Landscapes

  • Magnetic Resonance Imaging Apparatus (AREA)
  • Superconductive Dynamoelectric Machines (AREA)
  • Display Devices Of Pinball Game Machines (AREA)
  • Electronic Switches (AREA)
  • Soft Magnetic Materials (AREA)

Abstract

Ce générateur comporte : des moyens (4, 10) pour générer un champ magnétique selon une première direction, une source chaude (6) et une source froide (8) créant un gradient de température (≡ T) dans une seconde direction sensiblement perpendiculaire à la première direction, et au moins un élément (2 ; 14) présentant des propriétés de conversion themoélectrique, disposé dans un plan sensiblement perpendiculaire à la direction du gradient de température ( ≡ T). Le champ magnétique généré est un champ d'ondes progressives se déplace selon la seconde direction. Chaque élément présentant des propriétés de conversion thermoélectrique présente une forme continue dans le plan perpendiculaire à la seconde direction.

Description

Générateur asynchrone à effet galvanomagnétothermique
La présente invention concerne un générateur asynchrone à effet galvanomagnétothermique. II s'agit ici de réaliser un générateur utilisant les propriétés thermoélectriques de certains matériaux. Un tel générateur est relié d'une part à une source chaude et d'autre part à une source froide. Il peut alors fonctionner soit comme une pompe à chaleur, soit comme un générateur électrique. Dans le premier cas, le générateur puise de l'énergie à la source froide pour l'apporter à la source chaude. Dans le second cas, un transfert d'énergie s'effectue de la source chaude vers la source froide avec production d'énergie électrique.
Le document EP-0 644 599 décrit un dispositif générateur thermoélectrique produisant de l'énergie électrique à partir d'énergie thermique en utilisant l'effet Nernst. Le dispositif décrit comprend un élément de conversion réalisé dans un matériau présentant des propriétés thermoélectriques, des moyens pour générer un champ magnétique, des moyens de chauffage et de refroidissement de manière à créer un gradient de température perpendiculaire au champ magnétique. L'élément présentant des propriétés thermoélectriques est fendu et chaque bord de la fente comporte une électrode. Une différence de potentiel apparaît entre ces deux électrodes en présence du champ magnétique et du gradient de température. L'inconvénient d'un tel dispositif est que la différence de potentiel entre deux électrodes est au mieux de l'ordre du Volt. Il faut donc coupler plusieurs éléments pour obtenir des tensions plus importantes. La puissance fournie par un tel dispositif est en outre relativement faible. De ce fait le rendement énergétique est lui aussi très faible.
La présente invention a alors pour but de fournir un générateur électrique utilisant l'effet Nernst pour obtenir un rendement intéressant permettant une exploitation économiquement intéressante.
A cet effet, elle propose un générateur asynchrone à effet galvanomagnétothermique comportant :
- des moyens pour générer un champ magnétique selon une première direction,
- une source chaude et une source froide créant un gradient de température dans une seconde direction sensiblement perpendiculaire à la première direction, et
- au moins un élément présentant des propriétés de conversion themoélectrique, disposé dans un plan sensiblement perpendiculaire à la direction du gradient de température. Selon l'invention, le champ magnétique généré est un champ d'ondes progressives se déplaçant selon la seconde direction, et chaque élément présentant des propriétés de conversion thermoélectrique présente une forme continue dans le plan perpendiculaire à la seconde direction.
De cette manière, on génère au niveau des éléments présentant des propriétés de conversion thermoélectrique un champ électrique en court-circuit. Il devient alors possible de récupérer au niveau des moyens pour générer un champ magnétique un courant électrique. Au bilan de ce dispositif générateur, un signal consommant essentiellement de la puissance réactive est envoyé pour créer un champ magnétique et grâce à la conversion thermoélectrique, il est possible de récupérer un courant électrique et de la puissance active.
Une première forme de réalisation prévoit qu'un générateur selon l'invention comporte plusieurs éléments présentant des propriétés de conversion thermoélectrique, chacun de ces éléments présentant une forme annulaire et étant disposé dans un plan perpendiculaire à la seconde direction. Dans une autre forme de réalisation, l'élément présentant des propriétés de conversion thermoélectrique est par exemple de forme tubulaire cylindrique et s'étend selon la seconde direction.
Pour un meilleur rendement du dispositif, on choisit pour chaque élément présentant des propriétés de conversion thermoélectrique un matériau présentant un coefficient de Nernst intéressant. Il est alors proposé de réaliser ces éléments à base d'antimoniure d'indium (InSb).
Les moyens pour générer un champ magnétique comportent par exemple d'une part un noyau ferromagnétique et d'autre part des inducteurs sous forme de bobines alimentées électriquement. Dans une autre variante de réalisation, les moyens pour générer un champ magnétique comportent des inducteurs sous forme de bobines alimentées électriquement, ces inducteurs étant disposés deux à deux l'un face à l'autre de telle sorte que dans l'entrefer de deux inducteurs correspondants se trouve au moins un élément présentant des propriétés de conversion thermoélectrique. On peut envisager une auto-excitation du dispositif générateur. Dans ce cas, une partie du courant généré est utilisée pour l'alimentation des inducteurs.
Pour augmenter le rendement d'un générateur selon l'invention, les inducteurs sont réalisés avantageusement par des bobinages supraconducteurs. Des détails et avantages de l'invention ressortiront mieux de la description qui suit, faite en référence au dessin schématique annexé sur lequel :
La figure 1 est un schéma de principe d'une première forme de réalisation d'un générateur selon l'invention,
La figure 2 montre schématiquement une variante de réalisation du générateur de la figure 1 ,
La figure 3 montre une variante de réalisation du générateur de la figure 2, et
La figure 4 montre un schéma électrique de principe d'un circuit permettant de réaliser l'auto-excitation d'un générateur des figures 1 à 3. Sur la figure 1 sont schématisés des éléments annulaires 2 présentant des propriétés de conversion thermoélectriques, un noyau magnétique 4, une source chaude 6, une source froide 8 et des inducteurs 10.
Les éléments annulaires 2 sont ainsi soumis d'une part à un gradient de température VT et d'autre part à un champ magnétique H. Compte tenu des propriétés thermoélectriques des éléments annulaires 2, il se crée un champ électrique E dans chacun de ces anneaux. La création de ce champ électrique est également connue sous le nom d'effet Nernst.
Dans la forme de réalisation représentée sur la figure 1 , on remarque que le dispositif présente une symétrie de rotation par rapport à un axe longitudinal 12. Le gradient de température VT est parallèle à cet axe de rotation tandis que le champ magnétique H est radial par rapport à cet axe. Le champ électrique est donné par l'équation suivante :
È = NH Λ VT où N est le coefficient de Nernst et où l'opérateur Λ représente un produit vectoriel. Dans ces conditions, le champ électrique E est en tout point perpendiculaire à la fois au champ magnétique H et au gradient de température. On a ainsi une circulation tangentielle du champ électrique E.
La source chaude 6 peut être par exemple une source chaude produite par une centrale thermique ou équivalent. La source froide 8 est obtenue par un système de refroidissement. Une isolation thermique, non représentée au dessin, permet d'isoler la source chaude 6 de la source froide 8.
Les inducteurs 10 sont alimentés en courant alternatif de manière à créer avec l'aide du noyau 4 un champ magnétique H au niveau des éléments annulaires 2. L'alimentation est faite de telle sorte qu'une onde magnétique progressive se déplace long-tudinalement par rapport à l'axe 12. On crée ainsi un champ magnétique glissant se déplaçant selon la direction de cet axe 12. On retrouve ici une structure proche de celle d'une pompe électromagnétique annulaire au sodium. Ici, la veine de liquide sodium est remplacée par la succession d'éléments annulaires 2. On choisit ici pour réaliser ces anneaux, un matériau présentant un coefficient de Nernst important. L'antimoniure d'indium (InSb) convient pour une telle application.
Les inducteurs 10 peuvent être monophasés ou polyphasés, de préférence triphasés. Comme indiqué plus haut, ils engendrent une onde progressive d'induction sinusoïdale au niveau des éléments annulaires 2. Cette onde d'induction est appelée onde inductrice ou primaire. Cette onde en mouvement relatif par rapport au matériau thermoélectrique induit dans chaque élément annulaire 2 un système de courants polyphasés se refermant sur eux- mêmes. Ces courants créent à leur tour une distribution sinusoïdale progressive d'induction appelée onde secondaire ou réaction d'induit. Cette seconde onde est stationnaire par rapport à la première. Tout se passe ici comme dans un convertisseur électro-mécanique mettant en œuvre deux champs progressifs ou tournants de même vitesse. Le système décrit peut fonctionner en générateur ou en récepteur.
Lorsque le paramètre de transport du matériau constituant les éléments annulaires 2 est supérieur à la vitesse du champ primaire, le système fonctionne en générateur. Il fonctionne en récepteur dans le cas contraire. L'énergie électrique échangée entre le réseau et le dispositif représenté au dessin apparaît dans les inducteurs 10, si bien qu'il n'existe aucun contact électrique entre l'induit et toute autre partie du dispositif.
Le paramètre de transport dont il est question ici a les dimensions d'une vitesse. Il correspond à N. VT où N est le coefficient de Nernst et où VT est le gradient de température. Pour l'antimoniure d'indium, au voisinage d'une température de 300 K on a N = ( -5.7e (τ-273>/ 65_ 3.2 ) * 10 ~ 5 m 2 K "1 s _1 (d'après l'article de H. Nakamura, K. Ikeda, S. Yamaguchi, et K. Kuroda, Transport coefficients of thermoelectric semiconductor InSb in the magnetic field, J. Adv. Sc , 8 (1996), 153(in Japanese)). On retrouve ici aussi une analogie avec les pompes électromagnétiques annulaires au sodium. En effet, lorsqu'une telle pompe fonctionne en pompe, on envoie dans les bobinages de celle-ci un courant créant un champ magnétique progressif et le sodium se déplace à une vitesse inférieure à la vitesse de progression de l'onde magnétique. Si par contre le fluide circule plus rapidement que l'onde magnétique primaire, la pompe fonctionne en génératrice (cf article de F. JOUSSELLIN et al.. M.H.D. induction generator at weak magnetic Reynolds number. EUROPEAN JOURNAL OF MECHANICS, B/FLUIDS, VOL. 8, N° 4, 1989 © Gauthier-Villars).
Le générateur, qui peut également fonctionner en récepteur, asynchrone galvanothermomagnetique selon l'invention fonctionne suivant le même principe qu'un transformateur linéaire dont l'enroulement secondaire est un court-circuit. Dans les formes de réalisation représentées, ce générateur a une structure linéaire car les inducteurs produisent une induction glissante. L'induit quant à lui est fixe. Encore par analogie aux machines électriques existantes, alors que le rotor d'un moteur asynchrone est constitué de conducteurs (rotor bobiné ou à cage), l'induit linéaire du présent dispositif est constitué d'éléments annulaires (figure 1) ou d'un tube (figure 2), les courants induits circulant dans la masse même de ces éléments ou de ce tube. En outre, alors qu'un moteur rotatif n'a qu'un seul stator inducteur, le générateur selon l'invention utilise de préférence deux inducteurs qui se font face. On peut également, comme sur les figures 1 et 2, avoir un inducteur faisant face à un noyau magnétique 4. Une telle disposition présente l'avantage de faciliter d'une part le flux dans le circuit magnétique et d'augmenter d'autre part l'induction dans l'entrefer. On réalise ainsi une épaisseur d'entrefer plus grande. Enfin, alors qu'un moteur rotatif a un inducteur fixe et un induit mobile, le générateur linéaire selon l'invention peut avoir l'une ou l'autre des deux dispositions statiques suivantes :
- l'induit est plus court que l'inducteur supposé alors infiniment long : le générateur est alors dit "à inducteur long", - l'inducteur est plus court que l'induit qui est alors supposé infiniment long : le générateur est alors dit "à inducteur court".
Dans la forme de réalisation de la figure 2, les éléments annulaires 2 sont remplacés par un tube 14. Sur cette figure, on retrouve également un noyau magnétique 4 placé au centre du tube 14, l'ensemble formé par le noyau et le tube étant entouré d'inducteurs 10 régulièrement répartis à la périphérie du tube. On retrouve ici un dispositif présentant un axe de révolution 12.
Le tube est réalisé ici aussi de préférence en antimoniure d'indium. D'autres matériaux tels les tellurures et les séléniures de plomb, de bismuth et d'antimoine ou bien encore certains alliages de silicium et de germanium peuvent être utilisés. Bien entendu, cette liste n'est pas exhaustive.
De même que pour le dispositif de la figure 1 , on alimente ici les inducteurs, de préférence en triphasé, de manière à créer une onde magnétique progressive dans le tube 14. Le champ électrique créé alors dans le tube 14, lorsque le dispositif travaille en générateur, induit à son tour un courant dans les inducteurs 10. Ces derniers absorbent donc d'une part de la puissance réactive PR et fournissent d'autre part de la puissance active PA fournie grâce au champ électrique créé dans le matériau thermoélectrique.
La figure 3 montre une variante de réalisation comparable à la forme de réalisation représentée sur la figure 2. Ici le noyau magnétique est remplacé par des inducteurs 10'. Le fonctionnement de ce dispositif est alors similaire à celui décrit plus haut en référence à la figure 2. Sur cette figure, on a également représenté une enveloppe isolante 16. Cette dernière a pour but d'isoler thermiquement le tube 14 thermoélectrique afin de ne pas dégrader le gradient de température. Bien entendu, le matériau choisi pour la réalisation de l'enveloppe isolante 16 est un matériau perméable magnétiquement.
Il est envisageable d'auto-exciter le générateur. Une telle autoexcitation peut être réalisée comme décrit dans l'article de F. JOUSSELLIN et al. cité plus haut. Des condensateurs sont alors utilisés pour l'alimentation des inducteurs. Ces condensateurs sont de préférence alimentés par une partie du courant généré. La figure 4 montre un schéma électrique (extrait de l'article précité) d'un dispositif permettant de réaliser une telle auto-excitation. On considère ici que le générateur fonctionne en mode triphasé. On représente alors trois bobines d'inductance L, à chacune de ces bobines correspondant une phase de courant triphasé. Les bobines représentées ici sont des bobines d'un inducteur 10 (ou 10') des figures 1 à 3. Chaque bobine n'étant pas une inductance pure, on a représenté également une résistance r correspondant à chaque bobine. On a également représenté sur la figure 4 le tube 14 des figures 2 et 3. V est la vitesse de l'onde progressive générée par les bobines dans le matériau thermoélectrique constituant le tube 14. Elle est sensiblement parallèle au gradient de température VT. Les valeurs C et R correspondent à des capacités et à des résistances. Elles définissent, avec la valeur L de l'inductance des bobines, la pulsation des oscillations créant un champ magnétique dans le tube 14. Pour augmenter le rendement du dispositif, il est envisageable d'utiliser des bobinages supraconducteurs pour réaliser les inducteurs 10.
Comme évoqué plus haut, il est possible de remplacer le noyau magnétique par un ensemble d'inducteurs (figure 3). On a alors des inducteurs se faisant face. Pour avoir plus de place pour les inducteurs se trouvant à l'intérieur du dispositif, il est envisageable aussi d'avoir une structure plane. Dans ce cas, on peut prévoir par exemple une plaque de matériau thermoélectrique, de préférence circulaire plane. Sur les deux faces de celle-ci, des inducteurs s'étendent alors radialement. On a alors un disque thermoélectrique pris en sandwich entre deux réseaux d'inducteurs disposés en étoile. Le gradient de température est lui aussi alors radial. On peut par exemple supposer de chauffer le centre du disque thermoélectrique et de refroidir sa périphérie. Bien entendu, le disque en matériau thermoélectrique peut être évidé en son centre.
La présente invention ne se limite pas aux formes de réalisation et à leurs variantes décrites ci-dessus à titre d'exemples non limitatifs. Elle concerne également toutes variantes de réalisation à la portée de l'homme du métier dans le cadre des revendications ci-après.

Claims

REVENDICATIONS
1. Générateur asynchrone à effet galvanomagnétothermique comportant :
- des moyens (4, 10) pour générer un champ magnétique selon une première direction,
- une source chaude (6) et une source froide (8) créant un gradient de température (VT) dans une seconde direction sensiblement perpendiculaire à la première direction, et
- au moins un élément (2 ; 14) présentant des propriétés de conversion themoélectrique, disposé dans un plan sensiblement perpendiculaire à la direction du gradient de température (Vr), caractérisé en ce que le champ magnétique généré est un champ d'ondes progressives se déplaçant selon la seconde direction, et en ce que chaque élément présentant des propriétés de conversion thermoélectrique présente une forme continue dans le plan perpendiculaire à la seconde direction.
2. Générateur asynchrone selon la revendication 1 , caractérisé en ce qu'il comporte plusieurs éléments (2) présentant des propriétés de conversion thermoélectrique, chacun de ces éléments présentant une forme annulaire et étant disposé dans un plan perpendiculaire à la seconde direction.
3. Générateur asynchrone selon la revendication 1 , caractérisé en ce qu'il comporte un élément (14) présentant des propriétés de conversion thermoélectrique de forme tubulaire cylindrique s'étendant selon la seconde direction.
4. Générateur asynchrone selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que chaque élément (2, 14) présentant des propriétés de conversion thermoélectrique est réalisé à base d'antimoniure d'indium (InSb).
5. Générateur asynchrone selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que les moyens pour générer un champ magnétique comportent d'une part un noyau ferromagnétique (4) et d'autre part des inducteurs (10) sous forme de bobines alimentées électriquement.
6. Générateur asynchrone selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que les moyens pour générer un champ magnétique comportent des inducteurs sous forme de bobines alimentées électriquement, ces inducteurs étant disposés deux à deux l'un face à l'autre de telle sorte que dans l'entrefer de deux inducteurs correspondants se trouve au moins un élément présentant des propriétés de conversion thermoélectrique.
7. Générateur asynchrone selon l'une des revendications 5 ou 6, caractérisé en ce qu'une partie du courant généré est utilisée pour l'alimentation des inducteurs.
8. Générateur asynchrone selon l'une des revendications 5 à 7, caractérisé en ce que les inducteurs sont réalisés par des bobinages supraconducteurs.
PCT/FR2003/003894 2002-12-27 2003-12-24 Generateur asynchrone a effet galvanomagnetothermique WO2004061984A1 (fr)

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