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"MOTEUR FONCTIONNANT PAR UTILISATION DE L'ENERGIE ATMOSPHERIQUE" La. présente invention se réfère à un moteur thermique et à gravité agissant par l'effet de la pres- sion atmosphérique, en exploitant l'énergie thermique contenue à l'état naturel dans l'atmosphère.
L'invention a pour but de fournir un moteur capable de produire de la force motrice pour n'importe quel usage et spécialement pour un usage industriel. Ce moteur est essentiellement constitué par un ensemble, absolument nouveau, de mécanismes et de moyens dont le
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fonctionnement s'explique d'après les lois physiques et mécaniques et spécialement d'après le principe de la conservation de l'énergie et le second principe de la thermodynamique (Entropie), en produisant avec son fonc- tionnement un résultat immédiat au point de vue technique, pratique et industriel de façon absolument nouvelle.
Dans le but de mettre en évidence, le plus clairement possible, l'ensemble du moteur objet de l'in- vention et son fonctionnement, on va illustrer, par la description qui va suivre, une des diverses formes d'exécu- tion de l'invention et parmi celles-ci la plus rudimen- taire, de sorte qu'à l'aide des figures schématiques re- présentées sur les dessins annexés, on fera connaître uni- quement à titre d'exemple, en plus de la possibilité tech- nique d'application pratique du principe de l'invention, aussi celle constructive et fonctionnelle, en démontrant en outre comment ces caractéristiques constructives illus- trées sur les dessins, pourraient différer de n'importe quelle manière, tout en répondant toujours aux principes fondamentaux sur lesquels l'invention est basée.
Sur les dessins :
La. Fig. 1 représente une coupe longitudinale du moteur au commencement de son cycle de fonctionnement.
La Fig. 2 représente une vue en plan du moteur.
Fig. 3 représente une coupe selon la plan -GH- de la Fig. 1.
Ia Fig. 4 représente une coupe selon le plan -NP- de la Fig. 1, et elle indique le cylindre partiellement arraché dans le but d'illustrer une phase intermédiaire du cycle de fonctionnement du moteur.
La forme, les dimensions et la nature des élé-
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ments constituant l'appareil, ont naturellement seulement un caractère d'exemple démonstratif rudimentaire de la possible réalisation technique pratique de l'inven- tion, et peuvent donc être modifiées de n'importe quelle manière sans sortir des principes fondamentaux de la présente invention qui seront expliqués ci-après.
L'appareil est constitué par un groupe de deux cylindres creux 1 et 2 contenant dans les cavités 3 et 40 du mercure capable d'isoler de l'action de l'atmos phère extérieure, les masses d'air renfermées dans les espaces 15 et 14 au moyen des pistons 13 et 11, les dites masses se trouvant, au commencement du cycle du moteur dans des conditions physiques égales à celles de l'atmosphère naturelle. Les pistons 11 et 13 sont solidaires l'un de l'autre et sont guidés, dans leur glissement dans les cylindres, par les pièces de guidage 4 coulissant sur les tiges 6.
Si l'on place l'appareil dans la position indiquée par la Fig. 1, si l'on contre-balance avec le poids 80, dont le câble 75 est assujetti par son extrémité à la poulie 24, tout le poids des cylindres, des pistons et des pièces de guidage correspondantes et enfin si l'on applique à la corde 20 une force seulement capable de vaincre les frottements, on pourra déplacer vers le bas, sans autre travail, tout le système des cylindres et pistons, en comprimant la masse d'air 15 et en permettant à la masse 14 de se détendre.
La force nécessaire pour produire la compression et la détente précitées est fournie par les poids 16 et 17, constitués chacun par deux disques reliés entre eux par un axe fixe et roulant tous les deux sur les surfaces courbes 30 et 31 (respectivement convexe et
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concave), l'un en sens inverse par rapport à l'autre.
Le poids 16 est relié au moyen des câbles 18 et 20, au châssis des pistons 11 et 13, tandis que le poids 17 est relié au moyen des cordes 23 et 25, à la barre 27 et par l'intermédiaire de cette dernière, aux cylindres 1 et 2.
Au commencement du premier mouvement précité ( première phase), le poids 16 se trouve en haut et le poids 17 en bas des surfaces courbes correspondantes sur lesquelles ces poids roulent. Les courbes sont telles que, pour chaque distance parcourue par les poids sur ces surfaces, la force tangentielle, composante de la résultante de la force verticale exercée par la pesanteur de chaque poids, varie, en unités d'intensité, en proportion arithmétique directe avec la variation, en unité de longueur, de l'espace que les poids parcou- rent, de sorte que la force de gravité des dits poids agit sur les pistons au moyen des cordes qui relient les poids à ces pistons, avec une intensité constamment correspondan- te à l'intensité de la force moléculaire opposée par les masses d'air 15 et 14, par effet de leurs trans- formations mentionnées ci-dessus (compression et détente),
c'est-à-dire avec une intensité variable conformément à la loi de oyle et Mariotte, de zéro à un maximum. Comme les dites forces exercées par les poids 16 et 17 agissent respectivement au point d'application des pistons et du cylindre, en direction contraire l'une de l'autre, étant donné que la force du poids 16 constitue la force d'action et celle du poids 17 cons- titue la force de réaction opposéeà la première, il s'ensuit que les dites forces de gravité et les forces
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moléculaires du fluide interposé entre elles, constituent un système en équilibre indifférent qui reste tel durant toutes les phases de transformation des masses d'air 15 et 14.
Les deux pistons parcourent ainsi, solidairement entre eux et par rapport à leurs cylindres, un espace correspondant en unités de longueur, à la variation de pression en unités de poids, des masses d'air 14 et 15 et simultanément tout le système-pistons et cylindres - parcourt une distance supplémentaire.,- correspondant en unités de longueur à l'intensité de pression en unités de poids, réduite, dans la masse 14, pendant la première phase précitée.
Le piston 13 qui était solidaire du piston 11, au moyen de la fourche 35 et du rouleau 38 qui l'accou- plait au bras 39, en arrivant à la fin de la première phase, est décroché au moyen du doigt 37, lequel, en heurtant contre la dent 36 de la fourche, oblige celle-ci à tourner d'un certain angle de façon à libérer le pis- ton 13.
Alors, la pression de l'atmosphère extérieure qui presse sur la face extérieure du piston 13, en réta- blissant l'air détendu contenu dans l'espace 14, fait retourner le piston à sa position primitive par rapport au cylindre et la force exercée par la pesanteur du poids 17, qui agit seulement sur la masse d'air contenue dans l'espace 15, détermine une compression ultérieure de cette masse en faisant remonter le cylindre 1, 2 par rapport au piston 11 dont le contrepoids 16 s'arrête sur le fond de la pièce de guidage courbe correspondante.
Dans ce rétablissement et dans la seconde compression est engendré le travail utile dû à la différence entre
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le travail produit par la force (ou pression) constante de l'atmosphère libre et le travail de résistance opposé par la force (variable) de l'air des masses 14 et 15. Le rétablissement de la masse 14 engendre l'éner- gie motrice utile du moteur, tandis que la seconde compression de la masse 15 est capable elle aussi de produire du travail utile qui, à l'encontre de celui produit par le rétablissement de la masse 14, peut être appelé travail de la seconde transformation (compression) capable de rétablir l'équilibre du système.
L'énergie utile produite par le rétablissement de la masse 14 est recueillie sur le volant 41 au moyen des cordes 45 et 44, lesquelles, en étant entraînées vers le haut par le piston 13 auquel elles sont reliées, font tourner les poulies 46 et 47 sur lesquelles elles sont enroulées et fixées par l'une de leurs extrémités.
Ces poulies étant solidaires de l'arbre 48 et par celui-cien liaison avec le pignon 49 - transmettent, au moyen du cliquet 81, l'énergie au volant 41. Au même volant 41 aboutit le mécanisme de récupération de l'énergie due à la deuxième compression de la masse 15 - lequel mécanismepourrait être analogue à celui précé- demment décrit pour la transmission du travail de la masse 14.
Dans la forme d'exécution illustrée, un tel mécanisme a été supprimé pour rendre plus clair le dessin.
Il est évident que si l'on maintient immobile, par un dispositif convenable, par exemple un cliquet, le cylindre 1, 2, la seconde compression de la masse u'air s'effectuera au contraire avec un abaissement du piston 11 et l'énergie utile récupérée par cette seconde compression pourra être transmise du piston 11
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au volant 41 au moyen d'un mécanisme de récupération qui est aussi sensiblement égal à celui concernant la masse d'air 140 la. roue 56, solidaire de l'arbre 55, est actionnée par des poulies 54 et 53, solidaires du volant 41 et transforme, par son doigt 57, le mouvement circulaire en mouvement rectiligne vertical alternatif, au moyen de la coulisse 58 dont les tiges glissent dans les guides 59 et 60, fixés au support 61.
La coulisse 58 actionne le levier 62 au moyen de son doigt 63 coulissant dans une ouverture du levier. Ce levier 62 est articulé par son extrémité sur la tige 10 et il a son point d'appui sur le support 61. Ce mouvement alternatif du levier 62 constitue la commande des trois phases du moteur, lesquelles, dans un tour complet de la manivelle 56, se résument en :
1) abaissement du système des cylindres et des pistons (et course correspondante des poids 16 et 17),
2) désaccouplement du piston 13 et du bras 35, avec libération de l'énergie utile qui en dérive et sa transmission au volant 41,
3) rétablissement des dits éléments de l'appareil dans leur position primitive, après quoi le cycle du moteur est achevé et l'appareil est prêt à commancer un cycle nouveau.
Dans la phase de retour à la configuration primitive (troisième phase), le châssis 6, 7, 8 et 9, en se déplaçant par rapport aux cylindres, fera heurter la dent 36 contre la butée 88 qui peut coulisser verticale- ment dans un support approprié 89, fixé à la plaque 70 et poussé vers le bas par un ressort de compression. Ce choc fait remonter le bras 35 dont le rouleau 38, par effet de la pression du ressort précité, presse sur la
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face de la console 39, jusqu'à ce que, à la fin de la course du châssis rigide et du soulèvement de la butée 88, le rouleau 38 dépasse la console 39 en accouplant de nouveau le piston 13, prêt pour le deuxième cycle.
Le mercure contenu dans les cuvettes annulaires 3 et 40 constitue la garniture d'étanchéité des pistons 13 et 11. En effet, lorsque le piston 11 s'abaisse en comprimant par la force exercée par la gravité du poids 16, l'air contenu dans la chambre 15, le mercure pressé par cet air, monte dans l'interstice compris entre la surface extérieure de la paroi du piston 11 et la surface intérieure de la paroi du cylindre 1, en équilibrant ainsi la pres- sion intérieure de la chambre 15 avec celle extérieure de l'atmosphère. Une telle garniture élimine de la façon la plus absolue, les fuites d'air et elle réduit notable- ment les résistances passives de frottement pour l'étanchéité.
Dans le cas du dispositif décrit, le mercure de la cuvette 3 descend du niveau A au niveau B, tandis que dans les espaces compris entre les parois du piston et du cylindre, le mercure s'élève du niveau A au niveau C (Fig.2) la même chose se vérifie dans la cuvette 40, avec la seule différence que c'est la pression de l'atmosphère extérieure qui fait monter le mercure dans les espaces compris entre les parois du piston 13 et du cylindre 2, du niveau D à celui F, tandis que dans la cuvette 40 le mercure descend du niveau D à celui 1 (Fig. 3). Natu- rellement, les hauteurs des dites colonnes de mercure et par suite les hauteurs des cylindres, doivent être tou- jours en rapport avec les variations considérées de volume et de pression des masses d'air en jeu.
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Lorsque l'appareil est construit en très grandes dimensions, on a avantage à ce que les transfor- mations des masses constituées par l'air soient adiaba- tiques au lieu d'isothermiques et dans ce cas les parois du piston ou cloche 11 et le fond du cylindre 1, comme les parois du cylindre 1 et le fond du piston 13 devront toutes être des parois adiabatiques en étant rendues telles par un revêtement calorifuge, ou bien en étant construites directement selon le principe des récipients isolants connus sous le nom de "Thermos" (de façon analogue à celle du récipient Dewar) à parois doubles ou cellulaires ou tubulaires, convenablement argentées et à l'intérieur desquelles on a pratiqué le vide.
Il faudra, après la première phase, (qui sera dans ce cas effectuée à la main) et avant que le piston 13 se décroche, maintenir l'appareil arrêté et fournir, par un chauffage électrique quelconque, dans l'espace 15, la chaleur nécessaire pour maintenir la température acquise par l'air par l'effet de la compression en donnant ainsi aux parois précitées un temps suffisant pour absorber toute la chaleur nécessaire afin qu'elles puissent atteindre le ré,gime de conduction relatif à leur degré d'adiabaticité et en établissant ainsi un régime constant d'absorption et de restitution de chaleur entre l'air et les parois et vice-versa, pour chaque transformation.
Ceci est dans le but de rendre constantes les conditions thermiques initiales et finales du fluide, nécessaires pour un rendement maximum du moteur. Après quoi on fera décrocher le piston 13 et le moteur répètera ses cycles complets sans interruption. Il va de soi qu'un tel chauffage s'effectuera une seule fois, c'est-à-dire seulement au moment de la mise en marche du moteur.
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Les parois adiabatiques précitées sont donc exclusivement destinées à donner au moteur le rendement maximum (ou puissance massique); mais le moteur pourrait fonctionner, comme il a été dit, aussi isothermiquement, dans lequel cas les parois des éléments précités devront être bonnes conductrices de chaleur.
Dans le but d'éviter les accélérations du mouvement de la poulie, dans le cas où le travail de résistance n'est pas constant et égal, l'énergie trans- mise au volant 41 peut être réglée par des régulateurs hydrauliques appropriés et précisément en utilisant la dite énergie pour charger, au moyen d'une pompe quel- conque, un compresseur hydraulique par lequel on actionne un petit moteur hydraulique quelconque (de préférence du type Schmidt à cylindre oscillant) lequel fournit l'éner- gie transformée en mouvement constamment uniforme, en évitant ainsi les accélérations qui, en faisant augmenter remarquablement la vitesse, augmentent les résistances passives du moteur, jusqu'à rendre nul le travail utile du moteur.
Ces moyens de réglage du moteur pourront être aussi de n'importe quel autre type et basés sur n'importe quel système.
Dans le cas indiqué ci-dessus, dans laquai l'appareil est construit en de très grandes dimensions, le mercure utilisé pour l'étanchéité hermétique des ruasses d'air contenues dans les cylindres, pourra être remplacé par tout autre liquide, pourvu que la densité du liquide employé soit telle que la colonne de ce liquide puisse- contre-balancer la pression du fluide analogue à l'air.
Pour arrêter le moteur, il suffit de rendre
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folle la roue 53 (ou d'en enlever la courroie) en arrêtant ainsi le mouvement du levier 62; et dans le cas où il existe des moyens hydrauliques pour le réglage du mouve- ment, il suffit d'intercepter par un robinet approprié l'arrivée du liquide du compresseur au petit moteur hydraulique.