CA2667405A1 - Dispositif et procede de production d'electricite - Google Patents
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Abstract
Procédé de production d'électricité comprenant un déplacement dans l'eau d'une pluralité d'éléments mobiles (1) solidaires en mouvement présentant ch acun un premier compartiment (2) contenant au moins un gaz dissous et un deu xième compartiment (3) reliés l'un à l'autre, ce déplacement comportant pour chaque élément mobile (1) une descente dudit au moins élément mobile (1) ju squ'à une profondeur prédéterminée sous l'effet de la gravité, une mise en c ommunication des deux compartiments, une ascension dudit au moins un élément mobile (1) par expansion dudit gaz dans ledit deuxième compartiment (3), et une transformation de ce mouvement en une énergie électrique.
Description
"DISPOSITIF ET PROCEDE DE PRODUCTION D'ELECTRICITE"
La présente invention se rapporte à un procédé de production d'électricité, en particulier, à un dispositif de production d'électricité
utilisant la pression de l'eau, la gravité et la poussée d'Archimède pour générer un mouvement permettant d'entraîner un générateur.
L'invention procure un procédé qui ne nécessite pas d'infrastructure coûteuse, sans génie civil exagéré, qui ne défigure pas le paysage environnant, propre, utilisant uniquement des ressources naturelles, sans production d'oxydes de carbone et d'une simplicité
remarquable.
Il est prévu suivant l'invention, un procédé de production d'électricité comprenant :
- un déplacement dans l'eau d'une pluralité d'éléments mobiles solidaires en mouvement présentant chacun un premier compartiment et un deuxième compartiment reliés l'un à l'autre de manière à permettre alternativement un isolement et une communication entre eux, ce déplacement comportant pour chaque élément mobile :
^ une descente jusqu'à une profondeur prédéterminée, pendant laquelle le premier compartiment est isolé dudit deuxième compartiment comprenant :
= une ouverture d'un passage vers l'extérieur dudit premier compartiment qui contient ainsi de l'eau dans laquelle ledit élément mobile est immergé et dans laquelle un gaz est dissous, le gaz dans ledit premier compartiment présentant, au moins à ladite profondeur prédéterminée, une pression prédéterminée, ledit premier élément mobile présentant à ladite profondeur prédéterminée un poids volumique correspondant à
ladite pression prédéterminée, et
La présente invention se rapporte à un procédé de production d'électricité, en particulier, à un dispositif de production d'électricité
utilisant la pression de l'eau, la gravité et la poussée d'Archimède pour générer un mouvement permettant d'entraîner un générateur.
L'invention procure un procédé qui ne nécessite pas d'infrastructure coûteuse, sans génie civil exagéré, qui ne défigure pas le paysage environnant, propre, utilisant uniquement des ressources naturelles, sans production d'oxydes de carbone et d'une simplicité
remarquable.
Il est prévu suivant l'invention, un procédé de production d'électricité comprenant :
- un déplacement dans l'eau d'une pluralité d'éléments mobiles solidaires en mouvement présentant chacun un premier compartiment et un deuxième compartiment reliés l'un à l'autre de manière à permettre alternativement un isolement et une communication entre eux, ce déplacement comportant pour chaque élément mobile :
^ une descente jusqu'à une profondeur prédéterminée, pendant laquelle le premier compartiment est isolé dudit deuxième compartiment comprenant :
= une ouverture d'un passage vers l'extérieur dudit premier compartiment qui contient ainsi de l'eau dans laquelle ledit élément mobile est immergé et dans laquelle un gaz est dissous, le gaz dans ledit premier compartiment présentant, au moins à ladite profondeur prédéterminée, une pression prédéterminée, ledit premier élément mobile présentant à ladite profondeur prédéterminée un poids volumique correspondant à
ladite pression prédéterminée, et
2 = une fermeture dudit passage à ladite profondeur prédéterminée, ladite descente étant simultanée à une ascension d'au moins un autre élément mobile, ^ une mise en communication dudit premier compartiment avec ledit deuxième compartiment, à ladite profondeur prédéterminée, ^ une ascension dudit au moins un premier élément mobile initialement par entraînement et ensuite par diminution progressive de pression de l'eau avec expansion dudit gaz dans ledit deuxième compartiment et une diminution dudit poids volumique, ladite ascension étant simultanée à une descente dudit au moins un autre élément mobile, et - une transformation de ce mouvement en une énergie électrique.
Selon l'invention, une pluralité d'éléments mobiles se déplacent en circuit fermé et sont solidaires en mouvement, générant un mouvement qui peut être transmis à un générateur dans le but de produire de l'électricité. Lorsqu'un élément mobile descend, un autre remonte, et ainsi de suite.
Les éléments mobiles s'entrainent mutuellement et le fait d'avoir un nombre pair d'éléments mobiles placés symétriquement permet d'atteindre l'état d'équilibre. Les poids s'annulent et il ne reste que la poussée d'Archimède plus importante sur les éléments mobiles en remontée par diminution dudit poids volumique Le premier élément mobile suivant le procédé selon l'invention descend dans l'eau sous l'effet de son propre poids et donc de la gravité.
Les éléments mobiles sont conçus pour subir le moins de frottement possible et dès lors pour que leur descente ne soit pratiquement pas freinée (ni par les frottements, ni par la viscosité de l'eau). Simultanément, un autre élément mobile remonte. Dès lors les poids des deux éléments mobiles placés symétriquement s'annulent et la poussée d'Archimède s'exerce avec
Selon l'invention, une pluralité d'éléments mobiles se déplacent en circuit fermé et sont solidaires en mouvement, générant un mouvement qui peut être transmis à un générateur dans le but de produire de l'électricité. Lorsqu'un élément mobile descend, un autre remonte, et ainsi de suite.
Les éléments mobiles s'entrainent mutuellement et le fait d'avoir un nombre pair d'éléments mobiles placés symétriquement permet d'atteindre l'état d'équilibre. Les poids s'annulent et il ne reste que la poussée d'Archimède plus importante sur les éléments mobiles en remontée par diminution dudit poids volumique Le premier élément mobile suivant le procédé selon l'invention descend dans l'eau sous l'effet de son propre poids et donc de la gravité.
Les éléments mobiles sont conçus pour subir le moins de frottement possible et dès lors pour que leur descente ne soit pratiquement pas freinée (ni par les frottements, ni par la viscosité de l'eau). Simultanément, un autre élément mobile remonte. Dès lors les poids des deux éléments mobiles placés symétriquement s'annulent et la poussée d'Archimède s'exerce avec
3 une force supérieure sur l' élément en ascension que sur l'élément en descente. L'élément mobile situé à la profondeur prédéterminée est soumis à la pression qui s'exerce sur lui et il contient une quantité d'eau saturée (ou proche de la saturation) en gaz dissous (état d'équilibre) qui a été prélevée à ladite profondeur prédéterminée et dès lors, il contient une quantité de gaz sous pression confinée dans le premier compartiment et maintenus dissous par la pression de l'eau. Lorsqu'un élément mobile arrive à ladite profondeur prédéterminée, il possède une énergie cinétique qui est égale à l'énergie potentielle qu'il possédait avant la descente. L'énergie cinétique que l'élément mobile possède, ainsi que le fait que les forces de poids de cet élément mobile et de l'autre élément mobile s'annulent, lui procure une inertie suffisante pour l'entraîner dans son ascension conjointement avec la descente d'un autre élément mobile.
Entre la descente et l'ascension de chaque élément mobile, une mise en communication du premier compartiment avec le deuxième se produit. Dès lors, en offrant un volume plus grand au gaz dissous dans l'eau (gaz sous pression), le gaz dissous aura tendance à se volatiliser lorsque la pression diminuera (au fur et à mesure de la remontée) et à occuper tout l'espace disponible, ce qui entraîne une ascension dudit élément mobile. En effet, la pression s'exerçant sur l'élément mobile diminue en même temps que la profondeur diminue et puisque la communication entre les deux compartiments offre un volume plus important au gaz sous pression, il peut alors occuper tout l'espace. Le gaz dissous subit dès lors une ex-solution et les molécules de gaz mélangées à l'eau prélevée à ladite profondeur prédéterminée s'échappent vers l'espace disponible. La masse volumique du premier élément mobile diminue puisque pour une masse donnée, le volume de l'élément mobile augmente et celui-ci remonte donc vers la surface. Au fur et à mesure que l'élément mobile remonte, au moins grande est la pression s'exerçant sur celui-ci, et au plus l'élément mobile remonte.
En effet, le gaz sous pression est libre d'occuper un volume plus grand
Entre la descente et l'ascension de chaque élément mobile, une mise en communication du premier compartiment avec le deuxième se produit. Dès lors, en offrant un volume plus grand au gaz dissous dans l'eau (gaz sous pression), le gaz dissous aura tendance à se volatiliser lorsque la pression diminuera (au fur et à mesure de la remontée) et à occuper tout l'espace disponible, ce qui entraîne une ascension dudit élément mobile. En effet, la pression s'exerçant sur l'élément mobile diminue en même temps que la profondeur diminue et puisque la communication entre les deux compartiments offre un volume plus important au gaz sous pression, il peut alors occuper tout l'espace. Le gaz dissous subit dès lors une ex-solution et les molécules de gaz mélangées à l'eau prélevée à ladite profondeur prédéterminée s'échappent vers l'espace disponible. La masse volumique du premier élément mobile diminue puisque pour une masse donnée, le volume de l'élément mobile augmente et celui-ci remonte donc vers la surface. Au fur et à mesure que l'élément mobile remonte, au moins grande est la pression s'exerçant sur celui-ci, et au plus l'élément mobile remonte.
En effet, le gaz sous pression est libre d'occuper un volume plus grand
4 PCT/EP2007/061698 puisque de l'espace lui a été offert suite à la mise en communication du premier et du deuxième compartiment. De plus comme la pression extérieure, et donc celle qui s'exerce sur le gaz sous pression diminue avec la remontée, le gaz sous pression est de moins en moins comprimé et passe donc dans le deuxième compartiment à l'état expansé ou ex-sous.
Ceci entraine l'élément mobile en question vers le haut (comme un ballon immergé qui remonte à la surface). Ce mouvement d'ascension et de descente des éléments mobiles génère un mouvement qui est transmis à un générateur pour la production d'électricité.
Ceci est un procédé donc entièrement propre, qui utilise des gaz dissous dans l'eau de manière naturelle, qui ne produit pas d'oxydes de carbone et qui ne nuit absolument pas à l'environnement. Un des aspects avantageux réside dans le fait que c'est principalement de l'air qui est extrait des fonds marins et dès lors que le gaz libéré dans l'atmosphère est principalement de l'air. Lorsque d'autres gaz sont collectés, l'invention prévoit de les collecter dans le but de les récupérer (par exemple, le méthane).
Toutefois, de manière très surprenante, il a été montré suivant l'invention que la quantité de gaz dissous était bien supérieure à celle qui était attendue théoriquement. En effet, la quantité d'air qui est en solution dans l'eau à ladite profondeur prédéterminée est très importante et dès que l'on lui permet de quitter la phase liquide en lui offrant un volume plus grand (mise en communication du premier et du deuxième compartiment) et en diminuant la pression de l'eau du fait du seul abaissement de la hauteur de la colonne d'eau, le gaz dissous s'échappe dans le deuxième compartiment, ce qui entraîne l'élément mobile vers le haut.
Il a en effet été trouvé de manière surprenante (voir exemple décrit simultanément avec la figure 9) que dans le cas d'une eau de surface, au départ sous saturée en gaz, l'eau de surface devient plus dense par le fait qu'elle dissout de l'air. Cette augmentation de densité a été observée en laissant une quantité d'eau dans un récipient et en effectuant des pesées répétées. Le poids de l'ensemble augmente au cours du temps. S'il n'y avait pas d'augmentation de densité à cause de la dissolution du gaz (incorporation de molécules dans le réseau moléculaire de l'eau liquide) et
Ceci entraine l'élément mobile en question vers le haut (comme un ballon immergé qui remonte à la surface). Ce mouvement d'ascension et de descente des éléments mobiles génère un mouvement qui est transmis à un générateur pour la production d'électricité.
Ceci est un procédé donc entièrement propre, qui utilise des gaz dissous dans l'eau de manière naturelle, qui ne produit pas d'oxydes de carbone et qui ne nuit absolument pas à l'environnement. Un des aspects avantageux réside dans le fait que c'est principalement de l'air qui est extrait des fonds marins et dès lors que le gaz libéré dans l'atmosphère est principalement de l'air. Lorsque d'autres gaz sont collectés, l'invention prévoit de les collecter dans le but de les récupérer (par exemple, le méthane).
Toutefois, de manière très surprenante, il a été montré suivant l'invention que la quantité de gaz dissous était bien supérieure à celle qui était attendue théoriquement. En effet, la quantité d'air qui est en solution dans l'eau à ladite profondeur prédéterminée est très importante et dès que l'on lui permet de quitter la phase liquide en lui offrant un volume plus grand (mise en communication du premier et du deuxième compartiment) et en diminuant la pression de l'eau du fait du seul abaissement de la hauteur de la colonne d'eau, le gaz dissous s'échappe dans le deuxième compartiment, ce qui entraîne l'élément mobile vers le haut.
Il a en effet été trouvé de manière surprenante (voir exemple décrit simultanément avec la figure 9) que dans le cas d'une eau de surface, au départ sous saturée en gaz, l'eau de surface devient plus dense par le fait qu'elle dissout de l'air. Cette augmentation de densité a été observée en laissant une quantité d'eau dans un récipient et en effectuant des pesées répétées. Le poids de l'ensemble augmente au cours du temps. S'il n'y avait pas d'augmentation de densité à cause de la dissolution du gaz (incorporation de molécules dans le réseau moléculaire de l'eau liquide) et
5 par le fait que l'ensemble se trouve dans ce même gaz qui se fait dissoudre (le récipient contenant de l'eau est en contact avec l'air atmosphérique), la poussée d'Archimède compenserait très exactement cette dissolution.
Puisque cette eau de surface augmente en densité, elle coule dans l'eau moins dense (eau sous-jacente) et cette eau moins dense la remplace à la surface. En descendant dans l'eau moins dense, la pression qui s'exerce sur cette dernière est plus élevée qu'en surface, il y a donc un phénomène de compression qui se produit et un échauffement. Celui-ci a pour résultat une libération du gaz incorporé qui est directement capturé par l'eau alentour qui est en outre plus froide et donc plus encline à absorber du gaz. De cette façon la densité de l'eau alentour augmente et elle coule jusqu'à rencontrer de l'eau qui a la même densité. Une compression se produit à nouveau et le phénomène va continuer jusqu'à l'obtention de la saturation pour la pression correspondante à chaque profondeur. Il y a donc une alimentation en gaz du fond de l'eau.
C'est donc pour cette raison que la quantité d'air dissous dans de l'eau à une profondeur prédéterminée est plus élevée que ce qui était attendu par les modèles existants qui utilisent un modèle linéaire pour approximer cette quantité basé sur la loi de Henry. De plus, ces gaz, étant mélangés à l'eau, sont limité par cette eau dans leur agitation et doivent donc être présent en plus grande quantité pour exercer une même pression que s'ils étaient sous forme gazeuse. Ils agissent en effet comme s'ils étaient seuls, (loi de Dalton).
Avantageusement, le procédé selon l'invention comprend entre ladite descente et ladite ascension de chaque élément mobile, un déplacement sensiblement horizontal dudit élément mobile au cours duquel
Puisque cette eau de surface augmente en densité, elle coule dans l'eau moins dense (eau sous-jacente) et cette eau moins dense la remplace à la surface. En descendant dans l'eau moins dense, la pression qui s'exerce sur cette dernière est plus élevée qu'en surface, il y a donc un phénomène de compression qui se produit et un échauffement. Celui-ci a pour résultat une libération du gaz incorporé qui est directement capturé par l'eau alentour qui est en outre plus froide et donc plus encline à absorber du gaz. De cette façon la densité de l'eau alentour augmente et elle coule jusqu'à rencontrer de l'eau qui a la même densité. Une compression se produit à nouveau et le phénomène va continuer jusqu'à l'obtention de la saturation pour la pression correspondante à chaque profondeur. Il y a donc une alimentation en gaz du fond de l'eau.
C'est donc pour cette raison que la quantité d'air dissous dans de l'eau à une profondeur prédéterminée est plus élevée que ce qui était attendu par les modèles existants qui utilisent un modèle linéaire pour approximer cette quantité basé sur la loi de Henry. De plus, ces gaz, étant mélangés à l'eau, sont limité par cette eau dans leur agitation et doivent donc être présent en plus grande quantité pour exercer une même pression que s'ils étaient sous forme gazeuse. Ils agissent en effet comme s'ils étaient seuls, (loi de Dalton).
Avantageusement, le procédé selon l'invention comprend entre ladite descente et ladite ascension de chaque élément mobile, un déplacement sensiblement horizontal dudit élément mobile au cours duquel
6 a lieu ladite mise en communication des deux compartiments simultanément ou non à l'isolement de l'ensemble du milieu extérieur et/ou, entre ladite ascension et ladite descente de chaque élément mobile, un déplacement sensiblement horizontal dudit élément mobile au cours duquel a lieu ledit isolement dudit deuxième compartiment par rapport au premier compartiment, simultanément ou non à l'ouverture du premier compartiment vers le milieu extérieur.
Ceci permet que la pression s'exerçant sur l'élément mobile lorsque le premier compartiment et le deuxième compartiment entrent en communication soit constante pendant la durée de la mise en communication.
Dans une forme de réalisation préférentielle, le procédé
comprend une agitation de l'eau contenue dans ledit premier compartiment de façon à faciliter l'expansion du gaz dissous dans cette eau. L'agitation peut être réalisée directement dans le premier compartiment, ou le long de l'ascension par des dispositifs externes et/ou internes d'agitation.
De préférence, le gaz expansé est expulsé dudit élément mobile après l'ascension dudit élément mobile. Le gaz expansé est donc libéré sous l'eau et remonte à la surface afin de se libérer dans l'air surplombant la surface de l'eau ou est libéré à la surface de l'eau.
Avantageusement, le procédé selon l'invention comprend en outre avant ladite ascension (et donc à la profondeur et pression prédéterminée) une introduction d'une quantité d'air également sous-pression au travers d'un matériau poreux, visant à faciliter l'ex-solution des molécules de gaz dissous, incorporées dans les molécules d'eau qui ont été
prélevées à ladite profondeur.
D'autres formes de réalisation du procédé suivant l'invention sont indiquées dans les revendications annexées.
Ceci permet que la pression s'exerçant sur l'élément mobile lorsque le premier compartiment et le deuxième compartiment entrent en communication soit constante pendant la durée de la mise en communication.
Dans une forme de réalisation préférentielle, le procédé
comprend une agitation de l'eau contenue dans ledit premier compartiment de façon à faciliter l'expansion du gaz dissous dans cette eau. L'agitation peut être réalisée directement dans le premier compartiment, ou le long de l'ascension par des dispositifs externes et/ou internes d'agitation.
De préférence, le gaz expansé est expulsé dudit élément mobile après l'ascension dudit élément mobile. Le gaz expansé est donc libéré sous l'eau et remonte à la surface afin de se libérer dans l'air surplombant la surface de l'eau ou est libéré à la surface de l'eau.
Avantageusement, le procédé selon l'invention comprend en outre avant ladite ascension (et donc à la profondeur et pression prédéterminée) une introduction d'une quantité d'air également sous-pression au travers d'un matériau poreux, visant à faciliter l'ex-solution des molécules de gaz dissous, incorporées dans les molécules d'eau qui ont été
prélevées à ladite profondeur.
D'autres formes de réalisation du procédé suivant l'invention sont indiquées dans les revendications annexées.
7 L'invention se rapporte également à un dispositif de production d'électricité comprenant:
- une voie de transport immergée dans l'eau comprenant au moins un tronçon de descente et un tronçon d'ascension, - une pluralité d'éléments mobiles (1) solidaire en mouvement sur ladite voie de transport, chaque élément mobile comprenant un premier et un deuxième compartiment et des moyens de liaison permettant une communication ou un isolement de ces compartiments entre eux et avec le milieu alentour, et - des moyens de transmission du mouvement dudit élément mobile à
au moins un générateur capable de transformer ce mouvement en une énergie électrique par absorption de l'énergie engendrée par la poussée d'Archimède (démultiplication en surface au niveau du lien entre le système et un générateur) Il ressort clairement de ceci que le dispositif selon l'invention comprend uniquement des éléments propres, ne donnant naissance à
aucun polluant et particulièrement simples à mettre en ceuvre, qui utilisent la force de la gravité, la poussée d'Archimède et la pression de l'eau à une profondeur prédéterminée.
D'autres formes de réalisation du dispositif suivant l'invention sont indiquées dans les revendications annexées.
D'autres caractéristiques, détails et avantages de l'invention ressortiront de la description donnée ci-après, à titre non limitatif et en faisant référence aux dessins annexés.
La figure 1 est une vue en coupe d'un élément mobile d'une forme de réalisation du dispositif selon l'invention.
La figure 2 est une vue en coupe d'un élément mobile d'une forme de réalisation variante du dispositif selon l'invention.
Les figures 3A et 3B sont des vues en coupe selon la ligne III-III à la figure 1 ou 2 des moyens de liaison et du premier moyen de
- une voie de transport immergée dans l'eau comprenant au moins un tronçon de descente et un tronçon d'ascension, - une pluralité d'éléments mobiles (1) solidaire en mouvement sur ladite voie de transport, chaque élément mobile comprenant un premier et un deuxième compartiment et des moyens de liaison permettant une communication ou un isolement de ces compartiments entre eux et avec le milieu alentour, et - des moyens de transmission du mouvement dudit élément mobile à
au moins un générateur capable de transformer ce mouvement en une énergie électrique par absorption de l'énergie engendrée par la poussée d'Archimède (démultiplication en surface au niveau du lien entre le système et un générateur) Il ressort clairement de ceci que le dispositif selon l'invention comprend uniquement des éléments propres, ne donnant naissance à
aucun polluant et particulièrement simples à mettre en ceuvre, qui utilisent la force de la gravité, la poussée d'Archimède et la pression de l'eau à une profondeur prédéterminée.
D'autres formes de réalisation du dispositif suivant l'invention sont indiquées dans les revendications annexées.
D'autres caractéristiques, détails et avantages de l'invention ressortiront de la description donnée ci-après, à titre non limitatif et en faisant référence aux dessins annexés.
La figure 1 est une vue en coupe d'un élément mobile d'une forme de réalisation du dispositif selon l'invention.
La figure 2 est une vue en coupe d'un élément mobile d'une forme de réalisation variante du dispositif selon l'invention.
Les figures 3A et 3B sont des vues en coupe selon la ligne III-III à la figure 1 ou 2 des moyens de liaison et du premier moyen de
8 fermeture entre le premier compartiment et le deuxième compartiment de l'élément mobile illustré à la figure 1 ou 2, respectivement en position ouverte (figure 3A) et en position fermée (figure 3B).
Les figures 4A et 4B sont des vues en coupe selon la ligne IV-IV à la figure 1 ou 2 du deuxième moyen de fermeture entre le premier compartiment et l'eau environnante de l'élément mobile illustré à la figure 1 ou 2, respectivement en position ouverte (figure 4A) et en position fermée (figure 4B).
La figure 5 est une vue en perspective du dispositif selon l'invention comprenant deux éléments mobiles tels qu'illustrés à la figure 1.
La figure 6 est une vue de face d'une forme de réalisation particulièrement préférentielle du dispositif selon l'invention comprenant une pluralité d'éléments mobiles tels qu'illustrés à la figure 1.
La figure 7 est une représentation schématique d'un dispositif expérimental permettant d'illustrer le phénomène d'ex-solution.
Sur les figures, les éléments identiques ou analogues portent les mêmes références.
Comme on peut le voir à la figure 1, l'élément mobile 1 comprend un premier compartiment 2 et un deuxième compartiment 3. Le deuxième compartiment 3 est un élément extensible protégé par une structure de protection de type manchon 9. La structure de protection de type manchon 9 peut présenter une section transversale carrée, rectangulaire, triangulaire, ronde, ovale ou encore d'autres formes imaginables, telles qu'un hexagone, un pentagone, etc.
L'élément mobile illustré à la figure 1 comprend, un moyen de liaison 5 (tiroir rotatif constitué des parties R,R'), un premier moyen de fermeture (partie R" d'un tiroir rotatif). Le premier moyen de fermeture R"
est illustré avec les moyens de liaison 5 aux figures 3A et 3B.
La partie R' comprend 8 ailettes 6' et 8 orifices 8' dans sa partie circonférentielle qui s'étend de la zone d'attache 33 du deuxième
Les figures 4A et 4B sont des vues en coupe selon la ligne IV-IV à la figure 1 ou 2 du deuxième moyen de fermeture entre le premier compartiment et l'eau environnante de l'élément mobile illustré à la figure 1 ou 2, respectivement en position ouverte (figure 4A) et en position fermée (figure 4B).
La figure 5 est une vue en perspective du dispositif selon l'invention comprenant deux éléments mobiles tels qu'illustrés à la figure 1.
La figure 6 est une vue de face d'une forme de réalisation particulièrement préférentielle du dispositif selon l'invention comprenant une pluralité d'éléments mobiles tels qu'illustrés à la figure 1.
La figure 7 est une représentation schématique d'un dispositif expérimental permettant d'illustrer le phénomène d'ex-solution.
Sur les figures, les éléments identiques ou analogues portent les mêmes références.
Comme on peut le voir à la figure 1, l'élément mobile 1 comprend un premier compartiment 2 et un deuxième compartiment 3. Le deuxième compartiment 3 est un élément extensible protégé par une structure de protection de type manchon 9. La structure de protection de type manchon 9 peut présenter une section transversale carrée, rectangulaire, triangulaire, ronde, ovale ou encore d'autres formes imaginables, telles qu'un hexagone, un pentagone, etc.
L'élément mobile illustré à la figure 1 comprend, un moyen de liaison 5 (tiroir rotatif constitué des parties R,R'), un premier moyen de fermeture (partie R" d'un tiroir rotatif). Le premier moyen de fermeture R"
est illustré avec les moyens de liaison 5 aux figures 3A et 3B.
La partie R' comprend 8 ailettes 6' et 8 orifices 8' dans sa partie circonférentielle qui s'étend de la zone d'attache 33 du deuxième
9 compartiment (3) au premier compartiment (2) jusqu'à la circonférence de la partie R'. De préférence, la partie R' présente sensiblement le même diamètre que le premier compartiment 2 duquel elle est solidaire. La partie R comprend également 8 ailettes 6 et 8 orifices 8 dans sa partie centrale s'étendant du centre à la zone d'attache 33. La partie R dudit tiroir rotatif présente un diamètre identique à celui du rétrécissement de la zone d'attache 33 illustré à la figure 1 entre le premier compartiment 2 et le deuxième compartiment 3.
La partie R' et R sont solidaires entre elles avec la zone d'attache 33.
Sous le moyen de liaison 5 se trouve une partie R"
comprenant également 8 ailettes 10 et 8 orifices 11. La partie R" est la partie mobile du tiroir rotatif susdit, présente également sensiblement le même diamètre que ledit premier compartiment 2 et permet d'ouvrir le passage de l'eau environnante dans le premier compartiment 2. Lorsque les ailettes 6' de la partie R' solidaire dudit premier compartiment 2 sont superposées à celles (10) de la partie R", les orifices 8' et 11 sont également superposés (voir figure 3B) et le premier compartiment 2 communique avec l'eau environnante. Dans cette configuration, le premier compartiment 2 est isolé du deuxième compartiment 3, les ailettes 10 et les ailettes 6' obturent l'orifice de communication entre les deux compartiments 2et3.
La partie R' est solidaire de la partie R et décalée de cette dernière de telle façon que lorsque la partie R est en position ouverte pour permettre la communication entre le premier 2 et le deuxième compartiment 3, les ailettes 10 de la partie R" sont juxtaposées à celles de la partie R' de façon à empêcher la communication entre l'eau environnante et le premier compartiment 2. Les moyens de liaison 5 (tiroir rotatif comprenant les parties R et R") et le premier moyen de fermeture (partie R' et partie R") sont donc agencés pour que l'un soit dans ladite position ouverte lorsque l'autre est dans la position fermée et vice versa.
La partie R" comprend en outre des taquets de fermeture/ouverture 12 qui par un choc sur un point fixe entraîneront le 5 rotation de la partie R". Dans le cas présent, les ailettes sont au nombre de 8, les taquets entraineront donc une rotation de la partie R" d'un seizième de tour par rapport à la partie R', solidaire dudit premier compartiment 2.
A titre d'exemple, dans cette forme de réalisation, les parties R
et R' comprennent chacune 8 ailettes 6,6' séparées de 8 orifices 8,8' et le
La partie R' et R sont solidaires entre elles avec la zone d'attache 33.
Sous le moyen de liaison 5 se trouve une partie R"
comprenant également 8 ailettes 10 et 8 orifices 11. La partie R" est la partie mobile du tiroir rotatif susdit, présente également sensiblement le même diamètre que ledit premier compartiment 2 et permet d'ouvrir le passage de l'eau environnante dans le premier compartiment 2. Lorsque les ailettes 6' de la partie R' solidaire dudit premier compartiment 2 sont superposées à celles (10) de la partie R", les orifices 8' et 11 sont également superposés (voir figure 3B) et le premier compartiment 2 communique avec l'eau environnante. Dans cette configuration, le premier compartiment 2 est isolé du deuxième compartiment 3, les ailettes 10 et les ailettes 6' obturent l'orifice de communication entre les deux compartiments 2et3.
La partie R' est solidaire de la partie R et décalée de cette dernière de telle façon que lorsque la partie R est en position ouverte pour permettre la communication entre le premier 2 et le deuxième compartiment 3, les ailettes 10 de la partie R" sont juxtaposées à celles de la partie R' de façon à empêcher la communication entre l'eau environnante et le premier compartiment 2. Les moyens de liaison 5 (tiroir rotatif comprenant les parties R et R") et le premier moyen de fermeture (partie R' et partie R") sont donc agencés pour que l'un soit dans ladite position ouverte lorsque l'autre est dans la position fermée et vice versa.
La partie R" comprend en outre des taquets de fermeture/ouverture 12 qui par un choc sur un point fixe entraîneront le 5 rotation de la partie R". Dans le cas présent, les ailettes sont au nombre de 8, les taquets entraineront donc une rotation de la partie R" d'un seizième de tour par rapport à la partie R', solidaire dudit premier compartiment 2.
A titre d'exemple, dans cette forme de réalisation, les parties R
et R' comprennent chacune 8 ailettes 6,6' séparées de 8 orifices 8,8' et le
10 passage de la position de communication à la position de communication se fait par une rotation de la partie mobile R d'un seizième de tour par rapport à
la partie fixe solidaire R' du premier compartiment 2. Il va de soi qu'une rotation de 3/16, de 5/16, de 7/16, de 9/16, de 11/16, de 13/16 ou de 15/16 aura le même effet et que ces rotations sont donc comprises dans la portée de l'invention revendiquée. De même, chaque partie R, R' et R" peut comporter 4 ou 6 ailettes -séparées de 4 ou 6 orifices respectivement et le passage de la position de communication à la position d'isolement se fera alors par une rotation de la partie mobile R d'un huitième ou d'un douxième de tour par rapport à la partie fixe solidaire R' du premier compartiment 2 La figure 3a illustre une variante d'un élément mobile 1 du dispositif selon l'invention.Le premier compartiment 2 comprend également un deuxième moyen de fermeture 13 constitué d'un autre tiroir rotatif (illustré
aux figures 4A et 4B). Comme on peut le voir aux figures 4A et 4B, le deuxième moyen de fermeture 13 est situé au bas dudit premier compartiment 2. Le deuxième moyen de fermeture comprend également une partie fixe 14 et une partie mobile 15. La partie fixe 14 est solidaire du premier compartiment 2 et la partie mobile 15 pivote sur un point de pivot 16 solidaire de la partie fixe 14. Le diamètre de ces parties 14 et 15 est sensiblement identique au diamètre dudit premier compartiment 2. De préférence, les parties 14 et 15 sont identiques aux parties R' et R" (sans la
la partie fixe solidaire R' du premier compartiment 2. Il va de soi qu'une rotation de 3/16, de 5/16, de 7/16, de 9/16, de 11/16, de 13/16 ou de 15/16 aura le même effet et que ces rotations sont donc comprises dans la portée de l'invention revendiquée. De même, chaque partie R, R' et R" peut comporter 4 ou 6 ailettes -séparées de 4 ou 6 orifices respectivement et le passage de la position de communication à la position d'isolement se fera alors par une rotation de la partie mobile R d'un huitième ou d'un douxième de tour par rapport à la partie fixe solidaire R' du premier compartiment 2 La figure 3a illustre une variante d'un élément mobile 1 du dispositif selon l'invention.Le premier compartiment 2 comprend également un deuxième moyen de fermeture 13 constitué d'un autre tiroir rotatif (illustré
aux figures 4A et 4B). Comme on peut le voir aux figures 4A et 4B, le deuxième moyen de fermeture 13 est situé au bas dudit premier compartiment 2. Le deuxième moyen de fermeture comprend également une partie fixe 14 et une partie mobile 15. La partie fixe 14 est solidaire du premier compartiment 2 et la partie mobile 15 pivote sur un point de pivot 16 solidaire de la partie fixe 14. Le diamètre de ces parties 14 et 15 est sensiblement identique au diamètre dudit premier compartiment 2. De préférence, les parties 14 et 15 sont identiques aux parties R' et R" (sans la
11 partie R) de façon à synchroniser aisément les ouvertures et fermetures et de façon à ne pas générer de contraintes de forces dans le premier compartiment 2 et le nombre d'ailettes et d'orifices sont identiques.
Ledit deuxième moyen de fermeture 13 et le premier moyen de fermeture R" sont agencés pour être simultanément en position de fermeture ou d'ouverture de telle manière que lorsque le premier compartiment 2 est isolé de l'eau environnante par le premier moyen de fermeture R", il l'est également par le deuxième moyen de fermeture 13 et le premier compartiment 2 est en communication avec le deuxième compartiment 3.
Comme on peut le voir aisément à la figure 1 ou 2, les parties R', R" et les parties 14 et 15 sont légèrement courbées aux extrémités latérales de telle façon que le récipient soit constitué par les parties susdites. Les parties R' et 14 qui sont les parties fixes sont reliées par une membrane souple 17. les parties R" et 15 sont les parties mobiles et sont chacune reliées à un taquet 12 permettant la rotation de celle-ci.
Ceci étant une forme de réalisation, tous autres moyens de fermeture et ouverture, connus en soi, peuvent bien entendu être utilisés sans quitter le cadre de l'invention (vannes, couvercles basculants, couvercles glissants,...) Comme on peut le voir à la figure 5, le dispositif selon l'invention comprend une voie de transport 19 immergée dans l'eau comprenant au moins un tronçon de descente 19a et un tronçon d'ascension 19b.
Lors de la descente, le premier compartiment 2 est isolé du deuxième compartiment 3 et est en communication avec l'eau environnante car les premier et deuxième moyens de fermeture sont en position ouverte.
L'eau passe donc librement au travers de l'élément mobile 1. Rappelons que la structure de protection 9 est de type manchon, c'est-à-dire non fermée. Avantageusement, ledit deuxième compartiment 3 extensible est
Ledit deuxième moyen de fermeture 13 et le premier moyen de fermeture R" sont agencés pour être simultanément en position de fermeture ou d'ouverture de telle manière que lorsque le premier compartiment 2 est isolé de l'eau environnante par le premier moyen de fermeture R", il l'est également par le deuxième moyen de fermeture 13 et le premier compartiment 2 est en communication avec le deuxième compartiment 3.
Comme on peut le voir aisément à la figure 1 ou 2, les parties R', R" et les parties 14 et 15 sont légèrement courbées aux extrémités latérales de telle façon que le récipient soit constitué par les parties susdites. Les parties R' et 14 qui sont les parties fixes sont reliées par une membrane souple 17. les parties R" et 15 sont les parties mobiles et sont chacune reliées à un taquet 12 permettant la rotation de celle-ci.
Ceci étant une forme de réalisation, tous autres moyens de fermeture et ouverture, connus en soi, peuvent bien entendu être utilisés sans quitter le cadre de l'invention (vannes, couvercles basculants, couvercles glissants,...) Comme on peut le voir à la figure 5, le dispositif selon l'invention comprend une voie de transport 19 immergée dans l'eau comprenant au moins un tronçon de descente 19a et un tronçon d'ascension 19b.
Lors de la descente, le premier compartiment 2 est isolé du deuxième compartiment 3 et est en communication avec l'eau environnante car les premier et deuxième moyens de fermeture sont en position ouverte.
L'eau passe donc librement au travers de l'élément mobile 1. Rappelons que la structure de protection 9 est de type manchon, c'est-à-dire non fermée. Avantageusement, ledit deuxième compartiment 3 extensible est
12 fixé en un point audit manchon afin de le maintenir dans la position la plus favorable.
Lorsque ledit élément mobile 1 arrive à une profondeur prédéterminée (en bas du tronçon de descente 19a), il entoure une quantité
prédéterminée d'eau présente à la profondeur prédéterminée. A cette profondeur prédéterminée, la rotation de la partie R" et de la partie 15 est commandée et le premier compartiment 2 est isolé de l'eau environnante.
Le premier compartiment 2 de l'élément mobile 1 confine donc une quantité
d'eau prélevée à ladite profondeur prédéterminée. Cette eau confinée présente une grande quantité de gaz dissous, comme on l'a mentionné
précédemment. La rotation de la partie R" a eu lieu en même temps que l'ouverture de la communication entre le premier 2 et le deuxième compartiment 3. L'ouverture susdite offre donc au gaz dissous un espace à
occuper, à savoir le deuxième compartiment 3. Le gaz va donc entrer en expansion lors de l'ascension et remplir le deuxième compartiment 3. La masse volumique de l'élément mobile 1 diminue puisque le gaz occupe un espace (dans le ballon 3) qui provoque pour une même masse, une augmentation de volume. La masse volumique diminue et l'ascension de l'élément mobile 1 commence et la poussée d'Archimède qu'il subit augmente. Au plus l'élément mobile 1 remonte, au moins la pression due à
la profondeur est élevée, et au plus le gaz augmente de volume et au plus le gaz dissous dans l'eau ou incorporé reprend sa forme gazeuse, ou quitte la phase liquide. Ce phénomène continue jusqu'à l'arrivée au point le plus haut du tronçon d'ascension 19 b.
Lorsque l'élément mobile 1 est en haut, la rotation de la partie 15 est commandée et le premier et le deuxième compartiment sont ensemble en communication avec l'eau environnante. Ceci permet l'expulsion du gaz et de l'eau relativement ensemble. Avantageusement, le gaz expansé est libéré sous l'eau, ce qui présente l'avantage de vider complètement le deuxième compartiment du gaz expansé par la pression de
Lorsque ledit élément mobile 1 arrive à une profondeur prédéterminée (en bas du tronçon de descente 19a), il entoure une quantité
prédéterminée d'eau présente à la profondeur prédéterminée. A cette profondeur prédéterminée, la rotation de la partie R" et de la partie 15 est commandée et le premier compartiment 2 est isolé de l'eau environnante.
Le premier compartiment 2 de l'élément mobile 1 confine donc une quantité
d'eau prélevée à ladite profondeur prédéterminée. Cette eau confinée présente une grande quantité de gaz dissous, comme on l'a mentionné
précédemment. La rotation de la partie R" a eu lieu en même temps que l'ouverture de la communication entre le premier 2 et le deuxième compartiment 3. L'ouverture susdite offre donc au gaz dissous un espace à
occuper, à savoir le deuxième compartiment 3. Le gaz va donc entrer en expansion lors de l'ascension et remplir le deuxième compartiment 3. La masse volumique de l'élément mobile 1 diminue puisque le gaz occupe un espace (dans le ballon 3) qui provoque pour une même masse, une augmentation de volume. La masse volumique diminue et l'ascension de l'élément mobile 1 commence et la poussée d'Archimède qu'il subit augmente. Au plus l'élément mobile 1 remonte, au moins la pression due à
la profondeur est élevée, et au plus le gaz augmente de volume et au plus le gaz dissous dans l'eau ou incorporé reprend sa forme gazeuse, ou quitte la phase liquide. Ce phénomène continue jusqu'à l'arrivée au point le plus haut du tronçon d'ascension 19 b.
Lorsque l'élément mobile 1 est en haut, la rotation de la partie 15 est commandée et le premier et le deuxième compartiment sont ensemble en communication avec l'eau environnante. Ceci permet l'expulsion du gaz et de l'eau relativement ensemble. Avantageusement, le gaz expansé est libéré sous l'eau, ce qui présente l'avantage de vider complètement le deuxième compartiment du gaz expansé par la pression de
13 l'eau environnante exercée sur lui. Il peut aussi être libéré lorsque le deuxième compartiment est en surface. Sa vanne de purge haute sera alors maintenue ouverte jusqu'au début de la descente afin qu'il se vide complètement sous l'effet de l'entrée dans l'eau. La fermeture de la purge haute étant commandée par tous moyens, par exemple un flotteur type chasse de WC.
La rotation de la partie R" est commandée de façon à isoler le deuxième compartiment 3 du premier compartiment 2 avant la descente, pour éviter que le ballon 3 ne se remplisse d'eau et le cycle peut à nouveau commencer.
L'élément mobile 1 est solidaire d'une courroie 20 en mouvement sur ladite voie de transport 19. Dans la forme de réalisation illustrée, la courroie 20 est soutenue lors de son mouvement par des poulies 21. Le dispositif selon l'invention comprend en outre des moyens de transmission 23 du mouvement dudit élément mobile à au moins un générateur 22 capable de transformer ce mouvement en une énergie électrique. Ces moyens de transmission sont connus en soi et sont ici schématisés grossièrement.
Dans la forme de réalisation illustrée à la figure 6, les élément mobiles 1 sont reliés à deux courroies 20 identiques de façon à maintenir l'élément mobile 1 dans la même position pendant son mouvement. En effet, lors de la descente, l'élément mobile 1, il entraîne le mouvement de la courroie 20. L'élément mobile est de préférence placé entre les deux courroies pour ne pas gêner le passage de ces dernières autour des poulies.
Les deux éléments mobiles illustrés sont situées symétriquement sur la courroie de façon à ce que les forces de poids (gravité) s'équilibrent et s'annulent. C'est la poussée d'Archimède qui s'exerce avec une force supérieure sur l'élément mobile en ascension qui
La rotation de la partie R" est commandée de façon à isoler le deuxième compartiment 3 du premier compartiment 2 avant la descente, pour éviter que le ballon 3 ne se remplisse d'eau et le cycle peut à nouveau commencer.
L'élément mobile 1 est solidaire d'une courroie 20 en mouvement sur ladite voie de transport 19. Dans la forme de réalisation illustrée, la courroie 20 est soutenue lors de son mouvement par des poulies 21. Le dispositif selon l'invention comprend en outre des moyens de transmission 23 du mouvement dudit élément mobile à au moins un générateur 22 capable de transformer ce mouvement en une énergie électrique. Ces moyens de transmission sont connus en soi et sont ici schématisés grossièrement.
Dans la forme de réalisation illustrée à la figure 6, les élément mobiles 1 sont reliés à deux courroies 20 identiques de façon à maintenir l'élément mobile 1 dans la même position pendant son mouvement. En effet, lors de la descente, l'élément mobile 1, il entraîne le mouvement de la courroie 20. L'élément mobile est de préférence placé entre les deux courroies pour ne pas gêner le passage de ces dernières autour des poulies.
Les deux éléments mobiles illustrés sont situées symétriquement sur la courroie de façon à ce que les forces de poids (gravité) s'équilibrent et s'annulent. C'est la poussée d'Archimède qui s'exerce avec une force supérieure sur l'élément mobile en ascension qui
14 entraîne le mouvement de la courroie, initié par l'énergie cinétique et la gravité d'un élément mobile en descente.
A la figure 1 ou 2, on peut également voir qu'il est avantageux de prévoir une membrane 17 dans le premier compartiment pour permettre une certaine dilatation dûe au changement entre les différentes profondeurs par lesquelles passe le dispositif selon l'invention et de profiter de la souplesse qui permet d'obtenir une plus grande surface d'évaporation dès que la pression dans le premier compartiment devient plus grande que la pression extérieure. On peut également envisager une paroi double que l'on peut amincir mécaniquement dans le but d'obtenir une surface d'évaporation aussi grande que possible.
Egalement, il est envisagé selon l'invention de prévoir des moyens de vibration 18 du même type que ceux illustrés à la figure 8, mais dans le premier compartiment de façon à favoriser l'expansion et la vaporisation des gaz dissous. Par exemple, les moyens de vibration seraient des agitateurs destinés à augmenter la vitesse de dégazage. Ils peuvent comprendre des lamelles reliées entre elles par des ressorts et seront agitées par de petites secousses imprimées à l'ensemble par le passage sur des vibreurs. Les lamelles peuvent également tourner autour d'un axe en communication étanche avec, à l'extérieur de l'élément mobile, un galet frottant sur un câble et faisant donc tourner en permanence les agitateurs internes.
La figure 2 illustre une forme de réalisation variante d'un élément mobile selon l'invention. Dans cette variante, un réservoir compressible-extensible 25 est relié au premier compartiment 2. La communication entre ces derniers est commandée et peut être par exemple un tiroir rotatif ou un clapet (non illustré). Dans la variante, le réservoir compressible-extensible 25 est un piston. Ce réservoir 25 comprend une quantité prédéterminée d'air atmosphérique. Au fur et à mesure de la descente, l'air qu'il contient sera soumis à la pression correspondant à la profondeur atteinte par l'élément mobile (1), et donc comprimé. En effet, la pression règnant à la profondeur prédéterminée s'exerce dans toutes les directions existantes et comprimera la quantité d'air (ou de tout autre fluide compressible) contenu. Dès lors, le bras du piston coulissera dans le sens 5 de la compression jusqu'à ce que l'équilibre des pressions soit atteint.
La quantité d'air atmosphérique contenue est faible par rapport au poids de l'ensemble de manière à ne pas empêcher la descente de l'élément mobile et le réservoir compressible-extensible 25 présente également un orifice obturable (non représenté) qui permet le 10 renouvellement de l'air atmosphérique contenu.
A la profondeur prédéterminée susdite, le premier compartiment (2) est rempli d'eau. La surface supérieure du volume d'eau contenu coïncide donc avec celle du premier compartiment 2 de l'élément mobile (1). En effet, le premier compartiment 2 étant immergé, l'eau
A la figure 1 ou 2, on peut également voir qu'il est avantageux de prévoir une membrane 17 dans le premier compartiment pour permettre une certaine dilatation dûe au changement entre les différentes profondeurs par lesquelles passe le dispositif selon l'invention et de profiter de la souplesse qui permet d'obtenir une plus grande surface d'évaporation dès que la pression dans le premier compartiment devient plus grande que la pression extérieure. On peut également envisager une paroi double que l'on peut amincir mécaniquement dans le but d'obtenir une surface d'évaporation aussi grande que possible.
Egalement, il est envisagé selon l'invention de prévoir des moyens de vibration 18 du même type que ceux illustrés à la figure 8, mais dans le premier compartiment de façon à favoriser l'expansion et la vaporisation des gaz dissous. Par exemple, les moyens de vibration seraient des agitateurs destinés à augmenter la vitesse de dégazage. Ils peuvent comprendre des lamelles reliées entre elles par des ressorts et seront agitées par de petites secousses imprimées à l'ensemble par le passage sur des vibreurs. Les lamelles peuvent également tourner autour d'un axe en communication étanche avec, à l'extérieur de l'élément mobile, un galet frottant sur un câble et faisant donc tourner en permanence les agitateurs internes.
La figure 2 illustre une forme de réalisation variante d'un élément mobile selon l'invention. Dans cette variante, un réservoir compressible-extensible 25 est relié au premier compartiment 2. La communication entre ces derniers est commandée et peut être par exemple un tiroir rotatif ou un clapet (non illustré). Dans la variante, le réservoir compressible-extensible 25 est un piston. Ce réservoir 25 comprend une quantité prédéterminée d'air atmosphérique. Au fur et à mesure de la descente, l'air qu'il contient sera soumis à la pression correspondant à la profondeur atteinte par l'élément mobile (1), et donc comprimé. En effet, la pression règnant à la profondeur prédéterminée s'exerce dans toutes les directions existantes et comprimera la quantité d'air (ou de tout autre fluide compressible) contenu. Dès lors, le bras du piston coulissera dans le sens 5 de la compression jusqu'à ce que l'équilibre des pressions soit atteint.
La quantité d'air atmosphérique contenue est faible par rapport au poids de l'ensemble de manière à ne pas empêcher la descente de l'élément mobile et le réservoir compressible-extensible 25 présente également un orifice obturable (non représenté) qui permet le 10 renouvellement de l'air atmosphérique contenu.
A la profondeur prédéterminée susdite, le premier compartiment (2) est rempli d'eau. La surface supérieure du volume d'eau contenu coïncide donc avec celle du premier compartiment 2 de l'élément mobile (1). En effet, le premier compartiment 2 étant immergé, l'eau
15 environnante occuperait l'espace disponible dedans.
Afin d'augmenter la surface d'échange et de faciliter l'ex-solution du gaz dissous, à la profondeur prédéterminée, la communication entre le réservoir compressible-extensible 25 et le premier compartiment 2 est réalisée. Ceci a pour résultat une pénétration de l'air comprimé du réservoir compressible-extensible 25 dans le premier compartiment 2 de l'élément mobile 1 par l'intermédiaire d'un matériau poreux 34.
Comme on peut le voir à la figure 2, le réservoir est relié à un matériau poreux 34 collé sur les ailettes de la roue 15 mobile du tiroir rotatif.
Un axe central creux 35 est également présent. Ce dernier est solidaire de la roue mobile 15 du tiroir rotatif. Le matériau poreux 34 est situé à
l'extérieur de l'axe creux et la partie dans l'axe creux 35 est étanche au gaz.
Un autre axe central 36 est quand à lui solidaire de la roue fixe R' et R. Les deux axes centraux 35 et 36 sont reliés par un pas de vis. Lorsque la roue mobile 15 effectue une rotation d'un seizième de tour, par exemple, l'axe central creux 35 effectue également une rotation qui a pour effet d'écarter le
Afin d'augmenter la surface d'échange et de faciliter l'ex-solution du gaz dissous, à la profondeur prédéterminée, la communication entre le réservoir compressible-extensible 25 et le premier compartiment 2 est réalisée. Ceci a pour résultat une pénétration de l'air comprimé du réservoir compressible-extensible 25 dans le premier compartiment 2 de l'élément mobile 1 par l'intermédiaire d'un matériau poreux 34.
Comme on peut le voir à la figure 2, le réservoir est relié à un matériau poreux 34 collé sur les ailettes de la roue 15 mobile du tiroir rotatif.
Un axe central creux 35 est également présent. Ce dernier est solidaire de la roue mobile 15 du tiroir rotatif. Le matériau poreux 34 est situé à
l'extérieur de l'axe creux et la partie dans l'axe creux 35 est étanche au gaz.
Un autre axe central 36 est quand à lui solidaire de la roue fixe R' et R. Les deux axes centraux 35 et 36 sont reliés par un pas de vis. Lorsque la roue mobile 15 effectue une rotation d'un seizième de tour, par exemple, l'axe central creux 35 effectue également une rotation qui a pour effet d'écarter le
16 tiroir rotatif du haut de celui du bas (écartement rendu également possible par les membranes souples 17). Cet écartement via la membrane souple 17 permet une augmentation de volume de ce premier compartiment et dès lors, le gaz ayant tendance à se diriger vers le haut, la surface d'échange de l'eau contenue est abaissée (le volume du premier compartiment augmente et donc le niveau descend) et dès lors, l'échange est amélioré. De plus, étant donné la forme particulière des parois, la surface d'échange est augmentée et l'ex-solution encore plus favorisée.
Les bulles créées par la détente du gaz dissous (qui subit l'ex-solution) et/ou de l'air comprimé, ainsi que par les éléments poreux deviennent à leur tour des surfaces d'échange ainsi qu'un agitateur et ceci amplifie de manière synergique l'ex-solution par le phénomène connu des bulles d'un liquide petillant qui grossissent au fur et à mesure de leur remontée).
La figure 6 illustre une forme de réalisation particulièrement préférentielle selon l'invention. Le fonctionnement du dispositif est similaire à celui mentionné pour la figure 5. La voie de transport 19 donc le tronçon de descente 19a, le tronçon d'ascension 19b, le tronçon haut sensiblement horizontal 19c et le tronçon bas sensiblement horizontal 19d. De plus, la voie de transport comprend une pluralité de palier 19e jouant le rôle de palier de décompression afin d'améliorer la vaporisation du gaz dissous contenu dans l'eau. Plusieurs éléments mobiles 1 sont entraînés l'un par l'autre, c'est-à-dire que ceux se trouvant dans des paliers horizontaux 19 c,d,e sont entraînés par ceux en ascension ou en descente. Les éléments mobiles 1 se déplacent dans l'eau, de manière solidaire l'un de l'autre par l'intermédiaire de la courroie 20. A chaque palier on peut observer des moyens de vibration qui augmente le rendement de l'évaporation de gaz dissous. Avantageusement, ces paliers peuvent être en légère montée, ceci afin que les paliers ne deviennent pas consommateurs d'énergie.
Les bulles créées par la détente du gaz dissous (qui subit l'ex-solution) et/ou de l'air comprimé, ainsi que par les éléments poreux deviennent à leur tour des surfaces d'échange ainsi qu'un agitateur et ceci amplifie de manière synergique l'ex-solution par le phénomène connu des bulles d'un liquide petillant qui grossissent au fur et à mesure de leur remontée).
La figure 6 illustre une forme de réalisation particulièrement préférentielle selon l'invention. Le fonctionnement du dispositif est similaire à celui mentionné pour la figure 5. La voie de transport 19 donc le tronçon de descente 19a, le tronçon d'ascension 19b, le tronçon haut sensiblement horizontal 19c et le tronçon bas sensiblement horizontal 19d. De plus, la voie de transport comprend une pluralité de palier 19e jouant le rôle de palier de décompression afin d'améliorer la vaporisation du gaz dissous contenu dans l'eau. Plusieurs éléments mobiles 1 sont entraînés l'un par l'autre, c'est-à-dire que ceux se trouvant dans des paliers horizontaux 19 c,d,e sont entraînés par ceux en ascension ou en descente. Les éléments mobiles 1 se déplacent dans l'eau, de manière solidaire l'un de l'autre par l'intermédiaire de la courroie 20. A chaque palier on peut observer des moyens de vibration qui augmente le rendement de l'évaporation de gaz dissous. Avantageusement, ces paliers peuvent être en légère montée, ceci afin que les paliers ne deviennent pas consommateurs d'énergie.
17 La figure 7 illustre un dispositif expérimental ayant permis de quantifier pour une quantité d'eau prédéterminée, la quantité de gaz dissous susceptible de subir l'ex-solution.
Le dispositif expérimental comprend un premier réservoir 26 surplombé d'un tuyau 27. Le tuyau 27 présente une vanne 28 ayant une position ouverte et une position fermée. En position ouverte, le réservoir 26 est en communication avec le tuyau 27. Entre le réservoir 26 et la vanne 28, le tuyau 27 comporte une dérivation 29. La partie supérieure du tuyau 27 aboutit dans un récipient 30 ayant une section supérieure à celle du tuyau et dans lequel aboutit également la dérivation 29.
La dérivation 29 comporte en outre une ramification se terminant par un récipient extensible 31 (un ballon).
Le récipient 30 est muni d'un couvercle de fermeture 32.
On a ôté le couvercle 32 et on a fermé la vanne 28. On a versé une quantité d'eau prédéterminée X dans le tuyau 27 et on a laissé
l'équilibre s'établir. L'eau dans le tuyau 27 présente une hauteur de colonne H. On laisse en fait le gaz atmosphérique se dissoudre dans l'eau contenu dans le tuyau 27 (si le niveau de l'eau contenu dans la colonne atteint le fond du récipient 30, les échanges et donc la dissolution du gaz atmosphérique est accéléré par augmentation de la surface d'échange (situation A).
Après une heure environ (le quart si le niveau de l'eau contenu dans la colonne atteint le fond du récipient 30), on a replacé le couvercle 32 sur le récipient 30, le récipient 31 étant à l'état "dégonflé" ou "comprimé". On ouvre la vanne 28 et l'eau contenue dans le tuyau 27 s'écoule dans le réservoir 26 et présente à ce moment une hauteur h. On laisse le gaz dissous dans l'eau subir l'ex-solution (situation B).
Puisque le système est fermé, le gaz qui s'ex-sout va augmenter le volume du récipient extensible 31 (le ballon) et celui-ci va gonfler sous l'effet de l'ex-solution (situation C).
Le dispositif expérimental comprend un premier réservoir 26 surplombé d'un tuyau 27. Le tuyau 27 présente une vanne 28 ayant une position ouverte et une position fermée. En position ouverte, le réservoir 26 est en communication avec le tuyau 27. Entre le réservoir 26 et la vanne 28, le tuyau 27 comporte une dérivation 29. La partie supérieure du tuyau 27 aboutit dans un récipient 30 ayant une section supérieure à celle du tuyau et dans lequel aboutit également la dérivation 29.
La dérivation 29 comporte en outre une ramification se terminant par un récipient extensible 31 (un ballon).
Le récipient 30 est muni d'un couvercle de fermeture 32.
On a ôté le couvercle 32 et on a fermé la vanne 28. On a versé une quantité d'eau prédéterminée X dans le tuyau 27 et on a laissé
l'équilibre s'établir. L'eau dans le tuyau 27 présente une hauteur de colonne H. On laisse en fait le gaz atmosphérique se dissoudre dans l'eau contenu dans le tuyau 27 (si le niveau de l'eau contenu dans la colonne atteint le fond du récipient 30, les échanges et donc la dissolution du gaz atmosphérique est accéléré par augmentation de la surface d'échange (situation A).
Après une heure environ (le quart si le niveau de l'eau contenu dans la colonne atteint le fond du récipient 30), on a replacé le couvercle 32 sur le récipient 30, le récipient 31 étant à l'état "dégonflé" ou "comprimé". On ouvre la vanne 28 et l'eau contenue dans le tuyau 27 s'écoule dans le réservoir 26 et présente à ce moment une hauteur h. On laisse le gaz dissous dans l'eau subir l'ex-solution (situation B).
Puisque le système est fermé, le gaz qui s'ex-sout va augmenter le volume du récipient extensible 31 (le ballon) et celui-ci va gonfler sous l'effet de l'ex-solution (situation C).
18 Il sera alors possible de mesurer le volume de gaz ex-sout par exemple par immersion du ballon dans un volume connu d'eau. Les résultats obtenus sont présentés dans un tableau ci-dessous.
Tableau Quantité Hauteur de Hauteur de Volume de Volume de d'eau colonne H colonne h gaz ex-sout gaz attendu X (litre) dans (cm) (cm) (litre) selon le tuyau approximation de la loi de Henry (litre) 24,7 280 2,11 60 0.46 0,45 45 2,5 0,54 0.0075 1,00 90 5 1,03 00.17 Comme on peut le voir, les quantités de gaz ex-sout sont très élevées par rapport à la quantité d'eau utilisée ainsi que par rapport à la quantité attendue.
En outre, de cet exemple, on peut s'attendre à ce que la quantité de gaz qui va subir l'ex-solution à partir d'une eau présente à
ladite profondeur prédéterminée, par exemple 250 ou 300 m soit très élevée et provoque dès lors une remontée des éléments mobiles subissant une poussée d'Archimède proportionnelle (générant une production d'électricité
également plus grande). Ce dispositif a été mis au point afin d'illustrer particuliérement l'efficacité du dispositif selon l'invention. L'eau qui se trouve en bas de colonne (dans le tuyau 27) est soumise à une pression correspondant à la hauteur de la colonne H, à la façon de l'eau prélevée dans les fonds marins à la profondeur prédéterminée. Le transvasement dans un récipient présentant une section bien plus grande qui soumet donc
Tableau Quantité Hauteur de Hauteur de Volume de Volume de d'eau colonne H colonne h gaz ex-sout gaz attendu X (litre) dans (cm) (cm) (litre) selon le tuyau approximation de la loi de Henry (litre) 24,7 280 2,11 60 0.46 0,45 45 2,5 0,54 0.0075 1,00 90 5 1,03 00.17 Comme on peut le voir, les quantités de gaz ex-sout sont très élevées par rapport à la quantité d'eau utilisée ainsi que par rapport à la quantité attendue.
En outre, de cet exemple, on peut s'attendre à ce que la quantité de gaz qui va subir l'ex-solution à partir d'une eau présente à
ladite profondeur prédéterminée, par exemple 250 ou 300 m soit très élevée et provoque dès lors une remontée des éléments mobiles subissant une poussée d'Archimède proportionnelle (générant une production d'électricité
également plus grande). Ce dispositif a été mis au point afin d'illustrer particuliérement l'efficacité du dispositif selon l'invention. L'eau qui se trouve en bas de colonne (dans le tuyau 27) est soumise à une pression correspondant à la hauteur de la colonne H, à la façon de l'eau prélevée dans les fonds marins à la profondeur prédéterminée. Le transvasement dans un récipient présentant une section bien plus grande qui soumet donc
19 ladite eau à une pression inférieure correspondant à la hauteur h(<H) simule la remontée de l'élément mobile.
La quantité de gaz qui s'ex-sout spontanément correspond à
celle qui serait récoltée dans le ballon (deuxième compartiment).
Il semble dès lors très claire que le dispositif selon l'invention est particulièrement efficace pour la création d'un mouvement permettant d'entrainer un générateur et donc de produire de l'électricité.
Il est bien entendu que la présente invention n'est en aucune façon limitée aux formes de réalisations décrites ci-dessus et que bien des modifications peuvent y être apportées sans sortir du cadre des revendications annexées.
Alternativement, les moyens de vibrations comprennent des éléments poreux qui favorisent l'ex-solution.
De même à titre d'exemple, la partie haute du deuxième compartiment comprend un orifice de sortie des gaz. Dans ce cas, la partie 15 et la partie R" se ferment simultanément et non plus consécutivement et les gaz s'échappent par l'orifice de sortie lorsque l'élément mobile 1 entame le tronçon haut horizontal.
Dans une autre variante, il est avantageux de prévoir que les parties R' et R" présentent une épaisseur qui est réduite au centre et plus importante aux extrémités. Dans ce cas, les parties R' et R" serviraient de moyen de guidage au gaz par l'intermédiaire de la pente crée par l'épaisseur réduite au centre. Ceci évite de plus la stagnation du gaz expansé dans le premier compartiment.
Il est également prévu selon l'invention que lesdits deux compartiments de l'élément mobile soit un seul compartiment dont les caractéristiques sont de pouvoir changer de volume.
La quantité de gaz qui s'ex-sout spontanément correspond à
celle qui serait récoltée dans le ballon (deuxième compartiment).
Il semble dès lors très claire que le dispositif selon l'invention est particulièrement efficace pour la création d'un mouvement permettant d'entrainer un générateur et donc de produire de l'électricité.
Il est bien entendu que la présente invention n'est en aucune façon limitée aux formes de réalisations décrites ci-dessus et que bien des modifications peuvent y être apportées sans sortir du cadre des revendications annexées.
Alternativement, les moyens de vibrations comprennent des éléments poreux qui favorisent l'ex-solution.
De même à titre d'exemple, la partie haute du deuxième compartiment comprend un orifice de sortie des gaz. Dans ce cas, la partie 15 et la partie R" se ferment simultanément et non plus consécutivement et les gaz s'échappent par l'orifice de sortie lorsque l'élément mobile 1 entame le tronçon haut horizontal.
Dans une autre variante, il est avantageux de prévoir que les parties R' et R" présentent une épaisseur qui est réduite au centre et plus importante aux extrémités. Dans ce cas, les parties R' et R" serviraient de moyen de guidage au gaz par l'intermédiaire de la pente crée par l'épaisseur réduite au centre. Ceci évite de plus la stagnation du gaz expansé dans le premier compartiment.
Il est également prévu selon l'invention que lesdits deux compartiments de l'élément mobile soit un seul compartiment dont les caractéristiques sont de pouvoir changer de volume.
Claims (13)
1. Procédé de production d'électricité comprenant un déplacement dans l'eau d'une pluralité d'éléments mobiles (1) solidaires en mouvement présentant chacun un premier compartiment (2) et un deuxième compartiment (3) reliés l'un à l'autre de manière à permettre alternativement un isolement et une communication entre eux, ce déplacement comportant pour chaque élément mobile (1) :
.cndot. une descente jusqu'à une profondeur prédéterminée, pendant laquelle le premier compartiment (2) est isolé dudit deuxième compartiment (3) comprenant :
.cndot. une ouverture d'un passage vers l'extérieur dudit premier compartiment (2) qui contient ainsi de l'eau dans laquelle ledit élément mobile (1) est immergé et dans laquelle un gaz est dissous, le gaz dans ledit premier compartiment (2) présentant, au moins à ladite profondeur prédéterminée, une pression prédéterminée, ledit élément mobile (1) présentant à
ladite profondeur prédéterminée un poids volumique correspondant à ladite pression prédéterminée, et .cndot. une fermeture dudit passage à ladite profondeur prédéterminée, ladite descente étant simultanée à une ascension d'au moins un autre élément mobile, .cndot. une mise en communication dudit premier compartiment (2) avec ledit deuxième compartiment (3), à ladite profondeur prédéterminée, .cndot. une ascension dudit au moins un élément mobile (1) initialement par entraînement et ensuite par diminution progressive de pression de l'eau avec expansion dudit gaz dans ledit deuxième compartiment (3) et une diminution dudit poids volumique, ladite ascension étant simultanée à une descente dudit au moins un autre élément mobile (1), et - une transformation de ce mouvement en une énergie électrique.
.cndot. une descente jusqu'à une profondeur prédéterminée, pendant laquelle le premier compartiment (2) est isolé dudit deuxième compartiment (3) comprenant :
.cndot. une ouverture d'un passage vers l'extérieur dudit premier compartiment (2) qui contient ainsi de l'eau dans laquelle ledit élément mobile (1) est immergé et dans laquelle un gaz est dissous, le gaz dans ledit premier compartiment (2) présentant, au moins à ladite profondeur prédéterminée, une pression prédéterminée, ledit élément mobile (1) présentant à
ladite profondeur prédéterminée un poids volumique correspondant à ladite pression prédéterminée, et .cndot. une fermeture dudit passage à ladite profondeur prédéterminée, ladite descente étant simultanée à une ascension d'au moins un autre élément mobile, .cndot. une mise en communication dudit premier compartiment (2) avec ledit deuxième compartiment (3), à ladite profondeur prédéterminée, .cndot. une ascension dudit au moins un élément mobile (1) initialement par entraînement et ensuite par diminution progressive de pression de l'eau avec expansion dudit gaz dans ledit deuxième compartiment (3) et une diminution dudit poids volumique, ladite ascension étant simultanée à une descente dudit au moins un autre élément mobile (1), et - une transformation de ce mouvement en une énergie électrique.
2. Procédé selon la revendication 1, comprenant en outre entre ladite descente et ladite ascension de chaque élément mobile (1), un déplacement sensiblement horizontal dudit élément mobile (1) au cours duquel a lieu ladite mise en communication des deux compartiments (2,3).
3. Procédé selon la revendication ou la revendication 2, comprenant en outre, entre ladite ascension et ladite descente de chaque élément mobile, un déplacement sensiblement horizontal dudit élément mobile (1) au cours duquel a lieu ledit isolement dudit deuxième compartiment (3) par rapport au premier compartiment (2).
4. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, comprenant en outre une agitation de l'eau contenue dans ledit premier compartiment (2) de façon à faciliter l'expansion du gaz dissous dans cette eau.
5. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel ledit gaz expansé est expulsé dudit élément mobile après l'ascension dudit élément mobile (1).
6. Procédé selon l'une des revendications précédentes comprenant en outre, avant ladite ascension une introduction d'une quantité d'air également sous-pression au travers d'un matériau poreux (34)
7. Dispositif de production d'électricité comprenant:
- une voie de transport (19) immergée dans l'eau comprenant au moins un tronçon de descente (19a) et un tronçon d'ascension (19b), - une pluralité d'éléments mobiles (1) solidaires en mouvement sur ladite voie de transport (19), chaque élément mobile (1) comprenant un premier (2) et un deuxième compartiment (3) et des moyens de liaison (5) permettant une communication ou un isolement de ces compartiments (2,3), et - des moyens de transmission du mouvement (23) dudit élément mobile à au moins un générateur (22) capable de transformer ce mouvement en une énergie électrique.
- une voie de transport (19) immergée dans l'eau comprenant au moins un tronçon de descente (19a) et un tronçon d'ascension (19b), - une pluralité d'éléments mobiles (1) solidaires en mouvement sur ladite voie de transport (19), chaque élément mobile (1) comprenant un premier (2) et un deuxième compartiment (3) et des moyens de liaison (5) permettant une communication ou un isolement de ces compartiments (2,3), et - des moyens de transmission du mouvement (23) dudit élément mobile à au moins un générateur (22) capable de transformer ce mouvement en une énergie électrique.
8. Dispositif selon la revendication 7, dans lequel ladite voie de transport (19) comprend en outre, entre ledit tronçon de descente (19a) et ledit tronçon d'ascension (19b), un tronçon haut (19c) sensiblement horizontal situé à proximité d'un interface entre ladite eau et une atmosphère environnante et/ou, entre ledit tronçon de descente (19a) et ledit tronçon d'ascension (19b), un tronçon bas (19d) sensiblement horizontal situé à une profondeur prédéterminée.
9. Dispositif selon la revendication 7 ou la revendication 8, dans lequel lesdits moyens de liaisons (5) sont constitué d'un tiroir rotatif.
10. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 7 à 9, comprenant un premier moyen de fermeture (R") et un deuxième moyen de fermeture (13), tous deux agencés pour permettre un passage d'eau dans ledit premier compartiment (2), lesdits moyens de fermeture (R",13) présentant chacun une position ouverte et une position fermée, ledit premier (R") et ledit deuxième moyen de fermeture (13) étant agencés pour être dans ladite position ouverte lorsque lesdits moyens de liaison (5) sont en position d'isolement et pour être dans ladite position fermée lorsque les moyens de liaison (5) sont en la position de communication.
11. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 7 à
10, dans lequel ledit deuxième compartiment (3) est un élément extensible protégé par une structure de protection (9) de type manchon.
10, dans lequel ledit deuxième compartiment (3) est un élément extensible protégé par une structure de protection (9) de type manchon.
12. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 7 à
11, comprenant en outre des éléments de vibration (18).
11, comprenant en outre des éléments de vibration (18).
13. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 6 à
12, comprenant en outre un matériau poreux placé dans le premier compartiment, relié à un réservoir de gaz sous pression (25).
12, comprenant en outre un matériau poreux placé dans le premier compartiment, relié à un réservoir de gaz sous pression (25).
Applications Claiming Priority (3)
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|---|---|---|---|
| EP06123256A EP1918580A1 (fr) | 2006-10-31 | 2006-10-31 | Dispositif et procédé de production d'électricité |
| EP06123256.7 | 2006-10-31 | ||
| PCT/EP2007/061698 WO2008052994A1 (fr) | 2006-10-31 | 2007-10-30 | Dispositif et procede de production d'electricite |
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|---|---|
| CA2667405A1 true CA2667405A1 (fr) | 2008-05-08 |
Family
ID=37907497
Family Applications (1)
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| EP (2) | EP1918580A1 (fr) |
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| WO (1) | WO2008052994A1 (fr) |
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| DE3726199A1 (de) * | 1987-08-06 | 1987-12-17 | Gerhard Mauritsch | Vorrichtung zur umwandlung potentieller energie in nutzbare mechanische arbeit |
| JP2684471B2 (ja) * | 1991-07-29 | 1997-12-03 | 二生 永田 | 圧縮空気の作成方法及び作成装置 |
| DE29822696U1 (de) * | 1998-12-19 | 1999-04-22 | Spronken Alexander Helena L | Gerät zur Herstellung von kohlensäurehaltigem Wasser |
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2006
- 2006-10-31 EP EP06123256A patent/EP1918580A1/fr not_active Withdrawn
-
2007
- 2007-10-30 WO PCT/EP2007/061698 patent/WO2008052994A1/fr active Application Filing
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