OA20137A

OA20137A - Autonomous device for producing electric current.

Info

Publication number: OA20137A
Application number: OA1202100211
Authority: OA
Inventors: Yao Pierre Koffi
Original assignee: Yao Pierre Koffi
Filing date: 2021-04-28
Publication date: 2021-12-13

Abstract

L'invention est relative à un système électrique qui permet de produire du courant électrique et qui se compose d'un bloc et de deux annexes. Le bloc contient un moteur (1) et deux générateurs (3 et 7), tous pourvus de poulies à une ou deux gorges (2, 6), l'ensemble étant soudé sur un socle. L'un des générateurs est équipé d'un volant à masselotte (8), et des courroies de transmission transmettent le mouvement du moteur aux générateurs. Les annexes sont constituées d'une batterie et d'un chargeur. La batterie est chargée de déclencher le système par la mise en marche du moteur qui à son tour actionne les générateurs via les courroies de transmission. Un chargeur reçoit ainsi un courant alternatif qu'il transforme en courant continu afin de recharger la batterie dans le but d'autonomiser le système. Des prises de courant situées sur le système permettent l'alimentation des appareils et des maisons en courant alternatif et en courant continu selon le besoin.The invention relates to an electrical system for producing electric current and which consists of a block and two annexes. The block contains a motor (1) and two generators (3 and 7), all provided with single or double groove pulleys (2, 6), the assembly being welded to a base. One of the generators is equipped with a flywheel (8), and transmission belts transmit the movement of the motor to the generators. The annexes consist of a battery and a charger. The battery is responsible for triggering the system by starting the motor which in turn operates the generators via the transmission belts. A charger thus receives an alternating current which it transforms into direct current in order to recharge the battery in order to make the system autonomous. Power outlets located on the system allow the power supply of appliances and houses with alternating current and direct current as needed.

Description

DESCRIPTION DE L’INVENTIONDESCRIPTION OF THE INVENTION

Dispositif autonome de production de courant électriqueAutonomous device for the production of electric current

L’invention concerne un système électrique de production de courant électrique, autonome, capable d’éclairer et d’alimenter les équipements électriques classiques d’un domicile.The invention relates to an electrical system for producing electric current, autonomous, capable of lighting and supplying conventional electrical equipment in a home.

Le dispositif de production de courant électrique conforme à l’invention produit à la fois du courant alternatif et du courant continu. Il est très adapté pour équiper les maisons en milieu rural et en banlieue, où les problèmes d’accès au réseau électrique se posent souvent avec acuité.The electric current generating device according to the invention produces both alternating current and direct current. It is very suitable for equipping houses in rural areas and in the suburbs, where the problems of access to the electricity network are often acute.

L’électricité est un phénomène électromagnétique créé par l’interaction de particules présentes dans la matière qui sont chargées positivement ou négativement et dont les effets peuvent être utilisés pour générer de l’énergie.Electricity is an electromagnetic phenomenon created by the interaction of particles in matter that are positively or negatively charged and whose effects can be used to generate energy.

La matière est composée d’atomes constitués d’un noyau central formé de protons et de neutrons. Les protons ont une charge positive et les neutrons, comme leur nom l’indique, sont neutres et donc n’ont pas de charge. Autour du noyau de l’atome gravitent plusieurs électrons qui ont une charge négative. C’est le déplacement d’électrons dans la matière qui génère le courant électrique. Ainsi les électrons peuvent circuler dans la matière et créer un courant électrique, ou peuvent s’accumuler en certains endroits et créer de l'électricité statique. Quand le déplacement se fait dans un seul sens, on parle de courant continu. Si à l’inverse, les électrons se déplacent alternativement dans un sens puis dans l’autre, on parle de courant alternatif.Matter is made up of atoms made up of a central nucleus made up of protons and neutrons. Protons have a positive charge and neutrons, as the name suggests, are neutral and therefore have no charge. Around the nucleus of the atom orbit several electrons which have a negative charge. It is the movement of electrons in matter that generates electric current. So electrons can circulate in matter and create an electric current, or can accumulate in certain places and create static electricity. When the movement is done in one direction, we speak of direct current. If, on the other hand, electrons move alternately in one direction and then in the other, it is called alternating current.

Un courant électrique est donc un mouvement d'ensemble de porteurs de charges électriques, généralement des électrons, au sein d'un matériau conducteur. Ces déplacements sont imposés par l'action de la force électromagnétique, dont l'interaction avec la matière est le fondement de l'électricité.An electric current is therefore an overall movement of carriers of electric charges, generally electrons, within a conductive material. These movements are imposed by the action of electromagnetic force, whose interaction with matter is the basis of electricity.

En effet, après plusieurs tentatives de l’homme pour domestiquer l’électricité, c’est en 1830 que l’Anglais Michael Faraday montre qu’un courant passe dans une bobine lorsqu’on y introduit un aimant. En reliant les bornes de la bobine à un galvanomètre, sorte d’ampèremètre, il observe le passage d’un courant dans la bobine, lorsqu’il introduit ou retire un aimant de cette bobine. L’importance de cette découverte est extrême car elle rend possible la production de courant électrique sans avoir à utiliser de pile. L’énergie mécanique peut, dès lors, être directement convertie en énergie électrique. C’est ce que font, depuis, tous les alternateurs.Indeed, after several attempts by man to harness electricity, it was in 1830 that the Englishman Michael Faraday showed that a current passes through a coil when a magnet is inserted. By connecting the terminals of the coil to a galvanometer, a kind of ammeter, he observes the passage of a current in the coil, when he introduces or withdraws a magnet from this coil. The significance of this discovery is extreme because it makes it possible to produce electric current without having to use batteries. Mechanical energy can therefore be directly converted into electrical energy. This is what all the alternators have been doing ever since.

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Il existe différents types de centrales de production électrique. Le procédé est finalement toujours identique quelle que soit l’énergie primaire utilisée : faire tourner une turbine qui fera tourner l’alternateur qui produira le courant électrique. Leur différence tient essentiellement au procédé qui permet d’entraîner la turbine.There are different types of power plants. The process is ultimately always the same regardless of the primary energy used: spinning a turbine which will turn the alternator which will produce the electric current. Their difference is mainly due to the process that drives the turbine.

Dans une centrale thermique, on utilise le pétrole, le gaz ou le charbon comme combustible pour produire de la vapeur à très hautes température et pression pour entraîner la turbine.In a thermal power plant, oil, gas or coal is used as fuel to produce steam at very high temperature and pressure to drive the turbine.

Dans une centrale hydroélectrique ou barrage hydroélectrique, l’énergie électrique est issue de la conversion de l'énergie hydraulique en électricité. L'énergie cinétique du courant d'eauy naturel ou généré par la différence de niveau, est transformée en énergie mécanique par une turbine hydraulique, puis en énergie électrique par une génératrice électrique synchrone. C’est donc l’énergie hydraulique qui entraîne la turbine.In a hydroelectric power station or hydroelectric dam, electrical energy is produced by converting hydraulic energy into electricity. The kinetic energy of the natural water current or generated by the difference in level, is transformed into mechanical energy by a hydraulic turbine, then into electrical energy by a synchronous electric generator. It is therefore the hydraulic energy that drives the turbine.

L’énergie éolienne est l’énergie du vent, les éoliennes produisent donc de l'électricité à partir de la force du vent qui actionne les hélices qui font tourner à leur tour la turbine.Wind power is the energy of the wind, so wind turbines generate electricity from the force of the wind which drives the propellers which in turn turn the turbine.

Quant aux centrales nucléaires, elles utilisent la réaction nucléaire de désintégration radioactive pour dégager une énorme chaleur qui produira la vapeur à une température et une pression très élevées, capable d’entraîner la turbine.As for nuclear power plants, they use the nuclear reaction of radioactive decay to release enormous heat that will produce steam at a very high temperature and pressure, capable of driving the turbine.

Dans l’énergie solaire, le procédé consiste à utiliser un panneau solaire qui est un dispositif convertissant une partie du rayonnement solaire en énergie thermique ou électrique, grâce à des capteurs solaires thermiques ou photovoltaïques. 11 s’agit d’ailleurs d’une des solutions les plus prisées par les foyers comme alternative aux sources d’énergie fossiles.In solar energy, the process consists of using a solar panel which is a device that converts part of the solar radiation into thermal or electrical energy, using solar thermal or photovoltaic collectors. It is, moreover, one of the most popular solutions for households as an alternative to fossil fuel sources.

Un groupe électrogène est un dispositif autonome capable de produire de l'électricité. La plupart des groupes sont constitués d'un moteur thermique qui actionne un alternateur. Leur taille et leur poids peuvent varier de quelques kilogrammes à plusieurs dizaines de tonnes. La puissance d'un groupe électrogène s'exprime en VA (voltampère), kVA (kilovoltampère) ou MVA (mégavoltampère) selon la puissance. Les unités les plus puissantes sont mues par des turbines à gaz ou de gros moteurs Diesel. Les groupes électrogènes sont utilisés soit dans les zones que le réseau de distribution électrique ne dessert pas, soit pour pallier une éventuelle coupure d'alimentation électrique de celui-ci. Dans le deuxième cas, ils sont alors souvent utilisés en complément d'une alimentation sans interruption constituée d'une batterie d’accumulateurs qui alimente un onduleur. Ces dispositifs sont généralement utilisés dans des situations où l’interruption de l’alimentation électrique entraîne des conséquences graves ou des pertesA generator set is an autonomous device capable of producing electricity. Most groups are made up of a heat engine which drives an alternator. Their size and weight can vary from a few kilograms to several tens of tons. The power of a generator set is expressed in VA (voltampere), kVA (kilovoltampere) or MVA (megavoltampere) depending on the power. The most powerful units are powered by gas turbines or large diesel engines. Generating sets are used either in areas that the electrical distribution network does not serve, or to compensate for a possible interruption of the electrical supply to the latter. In the second case, they are then often used in addition to an uninterruptible power supply consisting of an accumulator battery which supplies an inverter. These devices are generally used in situations where the interruption of the power supply leads to serious consequences or losses.

[3] financières, par exemple dans les hôpitaux, l'industrie y compris l'industrie agro-alimentaire, les aéroports, les centres informatiques, les pompiers pour les interventions, etc.[3] financial, for example in hospitals, industry including the food industry, airports, computer centers, firefighters for interventions, etc.

L’homme exprime constamment son besoin d’indépendance des réseaux électriques nationaux dont les mises en oeuvre sont lentes et coûteuses et à cause des nombreuses coupures intempestives. Les solutions alternatives les plus utilisées sont l’énergie solaire et les groupes électrogènes. L’installation de l’énergie solaire à un coup très élevé et occupe beaucoup d’espace. Cette énergie est en outre intermittente, sa performance varie en fonction du temps, elle dépend de la climatologie, ce qui élimine d’office la possibilité d’y avoir recours dans les régions où la couverture nuageuse est constante et/ou le temps solaire est plus court. De plus, l’inclinaison du soleil par rapport à la surface varie selon les différents jours de l’année et cela à une influence sur la performance des panneaux solaires.Man constantly expresses his need for independence from national electricity grids, the implementation of which is slow and expensive and because of the numerous untimely cuts. The most widely used alternatives are solar energy and generators. The installation of solar energy at a very high cost and takes up a lot of space. This energy is also intermittent, its performance varies with time, it depends on the climatology, which automatically eliminates the possibility of using it in regions where cloud cover is constant and / or solar weather is poor. shorter. In addition, the inclination of the sun relative to the surface varies on different days of the year and this has an influence on the performance of solar panels.

Quant aux groupes électrogènes, ils sont bruissant, produisent du dioxyde de carbone, un gaz asphyxiant, ainsi que du monoxyde de carbone, extrêmement toxique et de plus quasi indétectable. Même en bon état et placés dans une pièce aérée comme un garage, mais attenante à une partie de logement occupée, ils peuvent être la cause d'intoxications mortelles. Ceux fonctionnant avec un moteur Diesel produisent aussi des particules qui sont nocives pour les voies respiratoires. Ainsi, le fonctionnement d'un groupe électrogène peut poser des problèmes sur la qualité de l'eau et de l'air, ainsi que des nuisances sonores, donc dégrader les conditions de vie à son alentour.As for the generators, they are noisy, produce carbon dioxide, an asphyxiating gas, as well as carbon monoxide, extremely toxic and moreover almost undetectable. Even in good condition and placed in a ventilated room such as a garage, but adjacent to an occupied part of the dwelling, they can be the cause of fatal poisoning. Those running on a diesel engine also produce particles which are harmful to the respiratory tract. Thus, the operation of a generator set can pose problems on the quality of water and air, as well as noise pollution, thus degrading the living conditions in its surroundings.

La présente invention a pour but de palier ce besoin par la mise au point d’un dispositif de production de courant électrique, moins coûteux, non polluant, sans nuisance sonore et fonctionnel en toute saison, en tout temps et en tout lieu.The object of the present invention is to overcome this need by developing a device for producing electric current, less expensive, non-polluting, without noise pollution and functional in any season, at any time and in any place.

Conformément à l’invention, ce besoin est satisfait par un système électrique autonome de production de courant électrique qui débite à la fois un courant alternatif et un courant continu. L’invention est un système qui se compose d’un bloc et de deux annexes. Le bloc contient un moteur et deux générateurs, tous pourvus de poulies à une ou deux gorges, l’ensemble étant soudé sur un socle. L’un des générateurs est en outre équipé d’un volant à masselotte, et des courroies de transmission transmettent le mouvement du moteur aux générateurs qui produisent le courant électrique.According to the invention, this need is satisfied by a self-contained electrical system for producing electrical current which delivers both alternating current and direct current. The invention is a system that consists of one block and two annexes. The block contains a motor and two generators, all fitted with one or two groove pulleys, the whole being welded to a plinth. One of the generators is additionally equipped with a flywheel, and transmission belts transmit the movement of the motor to the generators which produce the electric current.

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Les annexes sont constituées d’une batterie et d’un chargeur. La batterie est chargée d’alimenter le moteur qui à son tour actionne les générateurs via les courroies de transmission. Le chargeur reçoit ainsi un courant alternatif qu’il transforme en courant continu afin de recharger la batterie dans le but d’autonomiser le système. Des prises de courant situées sur le bloc permettent l’alimentation d’un appareil ou d’un domicile en courant alternatif et/ou en courant continu selon le besoin.The annexes consist of a battery and a charger. The battery is responsible for powering the engine which in turn powers the generators via the transmission belts. The charger thus receives an alternating current which it transforms into direct current in order to recharge the battery in order to save the system. Sockets located on the unit provide power to a device or a home with alternating current and / or direct current as needed.

Le système de production de courant électrique conforme à l’invention présente de très nombreux avantages qui sont les suivants :The electric current production system according to the invention has a large number of advantages which are as follows:

- il fonctionne indépendamment des saisons, de la lumière et du lieu ;- it works independently of the seasons, the light and the place;

- il est totalement silencieux et autonome ;- it is completely silent and autonomous;

- il est très adapté aux zones rurales et aux banlieues n’ayant pas accès au réseau électrique domestique ;- it is very suitable for rural areas and suburbs without access to the domestic electricity network;

- il est écologique à plus d’un titre, il ne dégage ni fumées, ni gaz toxiques, il est capable d’alimenter une cuisinière de 12 V, ce qui permet de lutter contre la déforestation en milieu rural.- it is environmentally friendly in more ways than one, it does not emit smoke or toxic gases, it is capable of powering a 12 V stove, which helps fight deforestation in rural areas.

Les autres caractéristiques de l’invention apparaîtront plus clairement à la lecture de la description suivante qui se rapporte à un exemple de réalisation non limitatif défini par la planche 1, comportant les figures 1 et 2.The other characteristics of the invention will emerge more clearly on reading the following description which relates to a non-limiting embodiment defined by plate 1, comprising Figures 1 and 2.

La figure 1 représente le capot de protection et la figure 2 représente le bloc du système produisant le courant électrique.Figure 1 shows the protective cover and Figure 2 shows the block of the system producing the electric current.

Le présent dispositif est constitué d’un moteur électrique (1) à courant continu disposant d’une poulie à une gorge (2), d’un générateur(3), d’un circuit de charge pourvu d’un voyant lumineux qui sert de témoin. Ledit générateur (3) est aussi doté d’une poulie à deux gorges (6), surmonté d’un volant à masselotte (8), puis d’un autre générateur(7) équipé aussi d’une poulie à une gorge (2).The present device consists of an electric motor (1) with direct current having a pulley with a groove (2), a generator (3), a charging circuit provided with an indicator light which serves witness. Said generator (3) is also provided with a pulley with two grooves (6), surmounted by a flywheel with flyweight (8), then another generator (7) also equipped with a pulley with one groove (2 ).

Le moteur électrique(1 ), le premier générateur (3) et le deuxième générateur (7) sont fixés sur le socle isolé électriquement (5) et la connexion pour la récupération de leur masse pour le câblage doit être dissocié afin d’éviter d’éventuels désagréments car étant des entités différentes.The electric motor (1), the first generator (3) and the second generator (7) are fixed on the electrically isolated base (5) and the connection for the recovery of their mass for the wiring must be dissociated in order to avoid d 'possible inconvenience because they are different entities.

Les liaisons entre le moteur (1) et les deux générateurs (3 et 7) sont assurées par des courroies de transmission (4) ; cette dernière relie le moteur électrique (1) au premier générateurThe connections between the engine (1) and the two generators (3 and 7) are provided by transmission belts (4); the latter connects the electric motor (1) to the first generator

[5] (3) par le biais d’une gorge de sa poulie (6) et au deuxième générateur (7) par I intermédiaire de l’autre gorge de la poulie (6).[5] (3) through a groove of its pulley (6) and to the second generator (7) through the other groove of the pulley (6).

Sur le générateur (3) est fixé un volant à masselotte (8) qui sert à vaincre les charges électromagnétiques de ce dernier dans le but de faciliter son entrainement par le moteur électrique (1) et aussi celui du générateur (7).On the generator (3) is fixed a flywheel (8) which serves to overcome the electromagnetic charges of the latter in order to facilitate its drive by the electric motor (1) and also that of the generator (7).

Pour la mise en fonctionnement du dispositif, le moteur électrique (1) est alimenté par une batterie de 12 V pour sa mise en rotation, et ce mouvement-ci est transmis au premier générateur (3) et au deuxième générateur(7) grâce à des courroies de transmissions (4).For the operation of the device, the electric motor (1) is supplied by a 12 V battery for its rotation, and this movement is transmitted to the first generator (3) and to the second generator (7) thanks to transmission belts (4).

Le mouvement de rotation du générateur à chargeur (3), entraîne la production d’un courant alternatif qui est par la suite transformé en courant continu grâce à un chargeur qui à son tour alimente la batterie pour compenser les pertes d’énergie engendrées par le fonctionnement du moteur électrique (1).The rotational movement of the generator with charger (3), causes the production of an alternating current which is then transformed into direct current thanks to a charger which in turn feeds the battery to compensate for the energy losses generated by the operation of the electric motor (1).

Dès lors, aux bornes des bobinages du générateur(3), avant l’alimentation de son circuit de charge(4), le courant est récupéré par piquage à la borne de chaque bobinage au moyen de câble électrique.Therefore, at the terminals of the windings of the generator (3), before supplying its load circuit (4), the current is recovered by tapping at the terminal of each coil by means of an electric cable.

L’ensemble de tout le dispositif produisant le courant électrique est recouvert par un capot de protection (14) faisant également office d’enjoliveur et qui est garni de perfores (15) pour assurer son aération. Sur une face avant du capot de protection (14), sont disposés les boutons de réglage du système ; il s’agit du bouton de marche-arrêt (9) et qui permet de commander la batterie et le moteur(1), d’un indicateur de voltage (11) et qui prend sa source entre le bouton de marche-arrêt (11) et le moteur(1), d’un variateur de tension (12) et qui contrôle la tension délivrée par le système de production de courant électrique et des prises de courant alternatif (16) et de courant continu (13). Ces points de connections permettent d’alimenter un domicile et les appareils électriques pour leur fonctionnement soit en courant continu, soit en courant alternatif.The entire device producing the electric current is covered by a protective cover (14) which also acts as a cover and which is lined with perforations (15) to ensure its ventilation. On a front face of the protective cover (14), the system adjustment buttons are arranged; this is the start-stop button (9) and which controls the battery and the motor (1), a voltage indicator (11) and which takes its source between the start-stop button (11 ) and the motor (1), a voltage variator (12) and which controls the voltage delivered by the electric current production system and the alternating current (16) and direct current (13) sockets. These connection points are used to power a home and electrical devices for their operation either in direct current or in alternating current.

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REVENDICATIONS

Claims

1- Electric current production system characterized in that it is electric, autonomous, suitable for equipping homes, delivers both alternating current and direct current and is made up of motors and alternators powered by a battery.

2- Autonomous electric system for producing electric current according to claim 1, characterized in that the battery triggers the system by supplying the motor (1).

3- Autonomous electric system for producing electric current according to claims 1 and 2, characterized in that the starting of the motor actuates the generators via the transmission belts.

4- Autonomous electric system for producing electric current according to claims 1, 2 and 3, characterized in that the pulley with two grooves (6) of the first generator (3) is provided with a flywheel (8) which serves to overcome the electromagnetic charges of the latter in order to facilitate its drive by the electric motor (1) and also that of the generator (7).

5- Autonomous electric system for producing electric current according to claims 1, 2, 3 and 4, characterized in that the current produced by one of the generators is partly converted into direct current to recharge the battery which triggered the system , thus ensuring its autonomy.

6- Autonomous electrical system for producing electric current according to claims 1, 2, 3, 4 and 5, characterized in that the sockets located (13, 16) on one face of the protective cover (14) allow the use of electric currents produced for the power of a house and / or devices in alternating current and in direct current according to the need.