ES2328878B1 - EXPLOITATION OF NATURAL PRESSURE DIFFERENCES. - Google Patents
EXPLOITATION OF NATURAL PRESSURE DIFFERENCES. Download PDFInfo
- Publication number
- ES2328878B1 ES2328878B1 ES200401236A ES200401236A ES2328878B1 ES 2328878 B1 ES2328878 B1 ES 2328878B1 ES 200401236 A ES200401236 A ES 200401236A ES 200401236 A ES200401236 A ES 200401236A ES 2328878 B1 ES2328878 B1 ES 2328878B1
- Authority
- ES
- Spain
- Prior art keywords
- capsule
- container
- air
- ballast
- sea
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims abstract description 8
- 230000008901 benefit Effects 0.000 claims abstract description 5
- 239000002775 capsule Substances 0.000 claims description 59
- 238000007654 immersion Methods 0.000 claims description 45
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 39
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 24
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims description 20
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 claims description 15
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 claims description 15
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 14
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 12
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 claims description 12
- 239000013535 sea water Substances 0.000 claims description 10
- ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N Chlorine atom Chemical compound [Cl] ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 9
- 239000000460 chlorine Substances 0.000 claims description 8
- 229910052801 chlorine Inorganic materials 0.000 claims description 8
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 claims description 8
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 claims description 8
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims description 7
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims description 7
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 238000002955 isolation Methods 0.000 claims description 5
- 238000000926 separation method Methods 0.000 claims description 5
- 238000010276 construction Methods 0.000 claims description 4
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 3
- 239000004020 conductor Substances 0.000 claims description 2
- 238000005868 electrolysis reaction Methods 0.000 claims 3
- 230000008676 import Effects 0.000 claims 2
- 125000004435 hydrogen atom Chemical group [H]* 0.000 claims 1
- 239000002994 raw material Substances 0.000 claims 1
- 239000011800 void material Substances 0.000 claims 1
- 239000002699 waste material Substances 0.000 claims 1
- 238000011065 in-situ storage Methods 0.000 abstract 1
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N Ammonia Chemical compound N QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 12
- 229910021529 ammonia Inorganic materials 0.000 description 6
- 239000004575 stone Substances 0.000 description 5
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 4
- 230000032258 transport Effects 0.000 description 3
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 2
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 2
- 150000002431 hydrogen Chemical class 0.000 description 2
- 230000003301 hydrolyzing effect Effects 0.000 description 2
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 2
- DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M Ilexoside XXIX Chemical compound C[C@@H]1CC[C@@]2(CC[C@@]3(C(=CC[C@H]4[C@]3(CC[C@@H]5[C@@]4(CC[C@@H](C5(C)C)OS(=O)(=O)[O-])C)C)[C@@H]2[C@]1(C)O)C)C(=O)O[C@H]6[C@@H]([C@H]([C@@H]([C@H](O6)CO)O)O)O.[Na+] DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M 0.000 description 1
- CDBYLPFSWZWCQE-UHFFFAOYSA-L Sodium Carbonate Chemical compound [Na+].[Na+].[O-]C([O-])=O CDBYLPFSWZWCQE-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 239000003570 air Substances 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 1
- 238000004090 dissolution Methods 0.000 description 1
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 description 1
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 description 1
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 239000011707 mineral Substances 0.000 description 1
- 238000005065 mining Methods 0.000 description 1
- 238000005381 potential energy Methods 0.000 description 1
- 239000003507 refrigerant Substances 0.000 description 1
- 230000011664 signaling Effects 0.000 description 1
- 239000011734 sodium Substances 0.000 description 1
- 229910052708 sodium Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000001131 transforming effect Effects 0.000 description 1
- 230000035899 viability Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F03G—SPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS; MECHANICAL-POWER PRODUCING DEVICES OR MECHANISMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR OR USING ENERGY SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F03G7/00—Mechanical-power-producing mechanisms, not otherwise provided for or using energy sources not otherwise provided for
- F03G7/04—Mechanical-power-producing mechanisms, not otherwise provided for or using energy sources not otherwise provided for using pressure differences or thermal differences occurring in nature
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Other Liquid Machine Or Engine Such As Wave Power Use (AREA)
Abstract
Explotación de diferencias de presión naturales.Exploitation of pressure differences natural
Transporte de diferencias de presión, susceptibles de generar trabajo, a la superficie terrestre, bien desde el espacio introduciendo "vacío", bien desde el fondo del mar, extrayendo aire comprimido, o bien aprovechando dichas diferencias de presión in situ para reacciones físico-químicas, importando los productos de las mismas.Transport of pressure differences, capable of generating work, to the earth's surface, either from space by introducing "vacuum", either from the bottom of the sea, extracting compressed air, or taking advantage of said pressure differences in situ for physical-chemical reactions , importing their products.
Description
Explotación de diferencias de presión naturales.Exploitation of pressure differences natural
Es bien conocida la energía hidroeléctrica, mediante la cual se aprovechan diferencias de altura del agua, transformando la energía potencial de esa agua elevada en energía cinética que mueve una turbina.Hydroelectric power is well known, through which differences in water height are used, transforming the potential energy of that elevated water into energy Kinetics that moves a turbine.
Este sistema puede generalizarse al espacio y al fondo del mar transportando las diferencias de presión de ambos entornos hasta la superficie terrestre.This system can be generalized to space and to seabed transporting the pressure differences of both environments to the earth's surface.
En el caso del espacio esta diferencia de presión es importable a la superficie terrestre simplemente importando un recipiente cerrado dotado de una válvula. Obviamente tal recipiente solo contiene "vacío" a la entrada a la atmósfera. Conectando la entrada de una turbina a la atmósfera, y la salida a la válvula de tal recipiente se obtiene una corriente de aire hasta que el recipiente se llena de aire, corriente susceptible de mover una turbina.In the case of space this difference of pressure is importable to the earth's surface simply importing a closed container equipped with a valve. Obviously such a container only contains "empty" at the entrance to the atmosphere. Connecting the entrance of a turbine to the atmosphere, and the output to the valve of such a container a current of air until the container is filled with air, stream susceptible to move a turbine.
En el caso del fondo del mar, la diferencia de presión es importable a través de por ejemplo aire comprimido contenido asimismo en una cápsula de inmersión o productos de reacción a alta presión. Similarmente al caso anterior, conectando a dicha dicha cápsula de inmersión con aire comprimido a la entrada de una turbina, y la salida de la turbina a la atmósfera se obtiene una corriente de aire susceptible de mover la turbina. Para obtener tal aire comprimido basta sumergir la cápsula de inmersión llena de aire hasta la mayor profundidad marina que se disponga cerca, permitiendo que el agua llene la cápsula a partir de p.e. 15 m. de profundidad (10 m. de agua equivalen a 1 atmósfera de presión) y por tanto comprimiendo el aire. Cuando el aire esté comprimido, una válvula separa el aire comprimido del agua. Ahora bien, para sumergir la cápsula se usa un lastre desprendible y pare recuperar el contenedor este debe flotar incluso estando anegado de agua. La densidad conjunta del lastre más la cápsula debe ser superior a la del agua del mar. Esta densidad conjunta es: (peso lastre+peso cápsula)/(volumen lastre+volumen exterior de la cápsula). El lastre se pierde, por lo que debe estar constituido de material de poco o nulo valor, por ejemplo tierra, piedra o escombros.In the case of the seabed, the difference of pressure is important through for example compressed air also contained in an immersion capsule or products of high pressure reaction. Similar to the previous case, connecting to said said immersion capsule with compressed air at the inlet of a turbine, and the output of the turbine to the atmosphere is obtained a stream of air capable of moving the turbine. To get such compressed air just submerge the immersion capsule filled with air to the greatest marine depth available nearby, allowing water to fill the capsule from e.g. 15 m. from depth (10 m. of water equals 1 atmosphere of pressure) and per Both compressing the air. When the air is compressed, a valve separates compressed air from water. Now for submerge the capsule using a removable ballast and stop recovering This container must float even when waterlogged. The joint density of the ballast plus the capsule must be greater than the of the sea water. This joint density is: (weight ballast + weight capsule) / (ballast volume + outer capsule volume). Ballast is lost, so it must be made up of little or zero value, for example land, stone or debris.
El anterior sistema puede llevarse al límite, y obtener aire líquido en vez de aire comprimido, disponiendo de varias cámaras de expansión consecutivas separadas por válvulas, y equipo de frío. Cada válvula controlada por la presión de la cámara precedente.The previous system can be pushed to the limit, and obtain liquid air instead of compressed air, having several consecutive expansion chambers separated by valves, and cold equipment Each valve controlled by chamber pressure preceding.
Asimismo se puede aprovechar la muy distinta solubilidad del oxígeno y nitrógeno en el agua para separar éstos gases aunque sea parcialmente.You can also take advantage of the very different solubility of oxygen and nitrogen in water to separate these gases even partially.
En definitiva, siguiendo las pautas de los párrafos anteriores, se puede convertir la cápsula de inmersión en una verdadera cámara de reacción a altas presiones, especialmente de los productos que involucran componentes del agua del mar y del aire, tales como cloro, hidrógeno, sodio, nitrógeno y oxígeno. Así, la cápsula tiene tres compartimentos, los tres comunicados entre sí, pero aislables entre sí, el inferior de agua salada, con dos electrodos, cada uno con un electrodo que comunica con cada uno de los otros dos compartimientos superiores que son para gases:In short, following the guidelines of previous paragraphs, the immersion capsule can be converted into a true high pressure reaction chamber, especially of products that involve components of seawater and air, such as chlorine, hydrogen, sodium, nitrogen and oxygen. So, the capsule has three compartments, the three communicated with each other, but insulated from each other, the lower salt water, with two electrodes, each with an electrode that communicates with each of the other two upper compartments that are for gases:
- --
- obtención de cloro, hidrógeno: en una primera inmersión la cápsula se vacía de aire, obteniendo aire comprimido como se ha dicho (los tres compartimientos comunicados), previa a una segunda inmersión se electroliza el agua, hasta que toda el agua de los compartimientos de gases es expulsada de los mismos, luego se vuelve a sumergir para obtener estos gases a presión,obtaining chlorine, hydrogen: in a first immersion the capsule is emptied of air, obtaining air compressed as stated (the three compartments reported), prior to a second immersion the water is electrolyzed, until all water from the gas compartments is expelled from the themselves, then submerged again to get these gases to Pressure,
- --
- obtención de amoniaco: en los compartimientos de gases se deja aire atmosférico, hidrolizándose el agua. En uno de los compartimientos queda una mezcla de hidrógeno y aire. Luego se sumerge. Cuando llega a la máxima profundidad, se incendia la mezcla de aire e hidrógeno, obteniéndose las condiciones para la obtención de amoniaco: altas presiones, altas temperaturas y un líquido en el que disolverse.obtaining ammonia: in Gas compartments leave atmospheric air, hydrolyzing Water. In one of the compartments is a mixture of hydrogen and air Then it dives. When it reaches the maximum depth, the mixture of air and hydrogen catches fire, obtaining the conditions for obtaining ammonia: high pressures, high temperatures and a liquid in which to dissolve.
En el caso de importar vacío, el recurso que se gasta no es el "vacío", sino el recipiente que se emplea para "contenerlo", ya que volver a elevar el recipiente haría a la operación energéticamente inviable. Sin embargo, dado que la explotación económica del espacio será una explotación minera, en vez de explotar los minerales en bruto se puede explotar en forma de chapas, trabajándolos en el espacio, formando cilindros huecos. Las chapas siempre tendran el grosor necesario para resistir una atmósfera de presión supuesta la chapa plana (más otros criterios para resistir el roce con la atmósfera). Las dimensiones de este cilindro (diámetro D y longitud L siguen los siguientes criterios:In the case of importing empty, the resource that is spend is not the "vacuum", but the container that is used to "contain it", since raising the container again would make the energy-efficient operation. However, since the economic exploitation of space will be a mining operation, in instead of exploiting raw minerals it can be exploited of plates, working them in space, forming hollow cylinders. The plates will always have the thickness necessary to resist a pressure atmosphere assumed flat sheet (plus other criteria to resist rubbing with the atmosphere). The dimensions of this cylinder (diameter D and length L follow the following criteria:
- --
- superficie \pi.(D2/2+D.L),surface \ pi. (D2 / 2 + D.L),
- --
- volumen \pi.D2.L/4,volume \ pi.D2.L / 4,
- --
- peso de un metro cuadrado de chapa en kilos: s,weight of a square meter of sheet metal in kilos: s,
- --
- peso total del cilindro \pi.(D2/2+D.L).s,weight cylinder total \ pi. (D2 / 2 + D.L) .s,
- --
- densidad global del cilindro 2.s/L+4.s/(\pi.D),overall cylinder density 2.s / L + 4.s / (\ pi.D),
- --
- siempre pueden elegirse las dimensiones L y D haciéndolas suficientemente grandes, de forma que la densidad global del cilindro sea igual (incluso menor) que la atmosférica a nivel de la superficie terrestre (1,29 kg/m^{3}), con lo que su densidad a ese nivel sería igual (incluso inferior) a la del aire, mediante la fórmula 2.s/L+4.s/(\pi.D) = 1,29,dimensions can always be chosen L and D making them large enough, so that the density overall cylinder is equal (even smaller) than atmospheric to land surface level (1.29 kg / m 3), so that its density at that level would be equal (even lower) to that of air, using the formula 2.s / L + 4.s / (\ pi.D) = 1.29,
- --
- el criterio anterior permite un mejor frenado de la carga al entrar en la atmósfera.he previous criterion allows a better braking of the load when entering the atmosphere.
Si en lugar de cilindros se emplean esferas, la fórmula de igualación de densidades es 3.s/R=1,29. Se pueden considerar otras formas geométricas, sin embargo una forma paralepipédica en el envase no es aconsejable por su poca resistencia superficial. De lo anterior surge otra aplicación: abriendo el recipiente de vacío de forma que entre aire, la fuerza de succión produce un frenado del mismo, que coayuda, junto con el pesar menos que la atmósfera terrestre, a evitar un choque de la mercancía contra la Tierra.If spheres are used instead of cylinders, the Density equalization formula is 3.s / R = 1.29. Can be consider other geometric shapes, however one way Parallepic in the package is not advisable because of its low surface resistance From the above another application arises: opening the vacuum vessel so that air enters, the force of suction produces a braking of the same, that helps, along with the weigh less than the Earth's atmosphere, to avoid a collision of the merchandise against the Earth.
En el caso diferencias de presiones del fondo del mar, los recursos que se consumen son piedra o tierra, superficie marina, costes de extracción de dicha piedra o tierra y costes de transporte hasta y desde la zona de inmersión. Dado que la piedra, tierra y superficie marina pueden considerarse como inagotables y gratuitos, son los costes de extracción y de transporte los que cuentan.In the case differences in fund pressures from the sea, the resources consumed are stone or earth, marine surface, extraction costs of said stone or land and transport costs to and from the dive zone. Given the the stone, land and sea surface can be considered as inexhaustible and free, are the costs of extraction and transport those that count.
Se tienen las siguientes cifras y consideraciones sobre esta forma de obtener energía:You have the following figures and Considerations on this way of obtaining energy:
- --
- energía cinética de 1 m^{3} de vacío: 27 w.h,1 m 3 kinetic energy of vacuum: 27 w.h,
- --
- energía cinética de 1 Tm de piedra en aire comprimido obtenido a 1000 m. de profundidad: 2,7 kw.h,kinetic energy of 1 Tm of stone in compressed air obtained at 1000 m. depth: 2.7 kw.h,
- --
- energía calorífica de 1 m^{3} de metano (0,7 Kg): 10 kw.h.heat energy of 1 m 3 of methane (0.7 Kg): 10 kw.h.
Es evidente que como forma de energía, esta invención está muy alejada de los hidrocarburos, pero no tanto si se tiene en cuenta que para obtener la energía de esta invención se necesitan medios rudimentarios frente a los sofisticados métodos de la industria petrolera, y que solo una fracción de energía calorífica (40% lo máximo) puede transformarse en trabajo. Asimismo hay veces en que los costes son cero e incluso negativos (un coste negativo es obviamente un beneficio) como en el caso de desescombros en la orilla del mar o dragados. El uso de esta energía puede tener además un beneficio adicional que puede ayudar a su viabilidad: se pueden escavar canales que acerquen el mar a poblaciones del interior.It is evident that as a form of energy, this invention is far removed from hydrocarbons, but not so much if It is taken into account that to obtain the energy of this invention, they need rudimentary means in front of the sophisticated methods of the oil industry, and that only a fraction of energy calorific (40% maximum) can be transformed into work. Likewise there are times when the costs are zero and even negative (a cost negative is obviously a benefit) as in the case of debris on the seashore or dredged. The use of this energy can also have an additional benefit that can help to its viability: channels that bring the sea closer to Inland populations.
Fig. 1. Esquema general de obtención de diferencias de presión usando los fondos marinos.Fig. 1. General scheme to obtain pressure differences using the seabed.
Fig. 2. Estructura de una cápsula de inmersión para producir aire comprimido.Fig. 2. Structure of an immersion capsule to produce compressed air.
Fig. 3. Control de la cápsula de inmersión.Fig. 3. Control of the immersion capsule.
Fig. 4. Estructura de una cápsula de inmersión para producir aire líquido.Fig. 4. Structure of an immersion capsule to produce liquid air.
Fig. 5. Estructura de una cápsula de inmersión para producir nitrógeno y oxígeno.Fig. 5. Structure of an immersion capsule to produce nitrogen and oxygen.
Fig. 6. Estructura de una cápsula de inmersión como cápsula de reacción de productos marinos para amoniaco.Fig. 6. Structure of an immersion capsule as a reaction capsule for marine products for ammonia.
Fig. 1. Esquema general de obtención de diferencias de presión usando los fondos marinos. En la construcción de un canal marino (1) se carga un contenedor de lastre (2) dotado de flotadores (3) hasta un peso especificado. Cuando un contenedor esta lleno es enganchado por un remolcador (4) que lo transporta a la zona de inmersión, lo engancha a una cápsula de inmersión (5) soltando su contenedor de lastre vacío (6), recupera el recipiente de producto generado en la cápsula de inmersión (7) cambiándolo por otro vacío, suelta los flotadores permitiendo que se sumerja la cápsula de inmersión, recupera el contenedor de lastre vacío sujetándolo a los flotadores, devolviendo el contenedor de lastre vacío y el recipiente de producto generado en la cápsula de inmersión a la construcción.Fig. 1. General scheme to obtain pressure differences using the seabed. In the construction of a marine channel (1) a container of ballast (2) equipped with floats (3) up to a specified weight. When a container is full it is hooked by a tugboat (4) that transports it to the immersion zone, hooks it to a capsule immersion (5) releasing its empty ballast container (6), retrieves the product container generated in the capsule of immersion (7) changing it for another vacuum, release the floats allowing the immersion capsule to submerge, recover the empty ballast container holding it to the floats, returning the empty ballast container and the generated product container in the construction immersion capsule.
Fig. 2. Estructura de una cápsula de inmersión para producir aire comprimido. La cápsula de inmersión (5) dispone de un recipiente para el aire comprimido (8) con una válvula de aislamiento (9), una o varias válvulas de entrada/salida de agua (10), una válvula de nivelación de presión (10a), un enganche (11) al contenedor de lastre (2), un sensor de detección de altura de agua en la cápsula (12) y un manómetro para medir la presión interna (13).Fig. 2. Structure of an immersion capsule to produce compressed air. The immersion capsule (5) has of a container for compressed air (8) with a valve isolation (9), one or more water inlet / outlet valves (10), a pressure leveling valve (10a), a hitch (11) to the ballast container (2), a height sensing sensor of water in the capsule (12) and a pressure gauge to measure the internal pressure (13).
Además, la cápsula de inmersión, para separar al aire del agua y evitar su disolución a altas presiones, dispone de un émbolo separador (17). Cuando el émbolo separador alcanza al sensor de detección de altura de agua (12), éste queda activado. El émbolo puede llevar uno o varios ejes guía (no representados).In addition, the immersion capsule, to separate the water air and avoid its dissolution at high pressures, it has a separating piston (17). When the separating piston reaches the Water height detection sensor (12), this is activated. He Plunger can carry one or more guide shafts (not shown).
El contenedor de lastre (2) tiene un fondo abatible (14) siendo controlada su apertura por un sensor de distancia al fondo del mar, cuando esté a una distancia prefijada (16) o cuando se activa el sensor de detección de altura (el suceso que antes ocurra). El sensor de distancia al fondo del mar puede ser el manómetro (13) si se conoce la profundidad del mar, o alternativamente un sonar (15).The ballast container (2) has a bottom folding (14) its opening being controlled by a sensor distance to the bottom of the sea, when at a preset distance (16) or when the height detection sensor is activated (the event that happens before). The distance sensor at the bottom of the sea can be the pressure gauge (13) if the depth of the sea is known, or alternatively a sonar (15).
La densidad de la cápsula de inmersión es notablemente menor que la del agua salada, de forma que flota aún llena de agua y cargada con el recipiente de aire comprimido. Los materiales de la cápsula de inmersión no es necesario que sean muy resistentes porque la presión va a ser la misma en ambas caras de las paredes de la cápsula casi en todo momento.The density of the immersion capsule is noticeably smaller than salt water, so that it still floats filled with water and charged with the compressed air container. The Immersion capsule materials do not need to be very resistant because the pressure will be the same on both sides of The capsule walls almost at all times.
La parte inferior de la cápsula es ligeramente más pesada que la superior, con el fin de que el agua tenga tendencia a salir de la cápsula de forma natural, ayudada por la válvula de nivelación de presión (l0a), cuando está en la superficie.The bottom of the capsule is slightly heavier than the upper one, so that the water has tendency to leave the capsule naturally, aided by the pressure leveling valve (10a), when in the surface.
El contenedor de lastre asimismo flota en el agua cuando está vacío.The ballast container also floats in the Water when empty.
Asimismo el conjunto de la cápsula de inmersión y el contenedor de lastre llevan elementos de señalización tanto en superficie como subacuática, así como dispositivos de radiolocalización a distancia, preferentemente situados en la cápsula de inmersión.Also the immersion capsule assembly and the ballast container carry signaling elements both in surface as underwater as well as devices remote radiolocation, preferably located in the immersion capsule
Las válvulas, fondo abatible, sensores, ... incluyen sus elementos de control y de formación y decodificación de señal.Valves, folding bottom, sensors, ... include its control and training and decoding elements signal
Fig. 3. Control de la cápsula de inmersión. La válvula de aislamiento se abre cuando se ha colocado el recipiente para el aire, y su cierre se produce cuando el agua alcanza al sensor de detección de altura de agua o el sensor de distancia al fondo del mar detecta la distancia prefijada al fondo del mar (el que antes ocurra).Fig. 3. Control of the immersion capsule. The isolation valve opens when the container has been placed for air, and its closure occurs when the water reaches the water height sensing sensor or distance sensor at sea floor detects the preset distance to the sea floor (the that happens before).
El fondo abatible del contenedor de lastre se abre cuando el sensor de distancia al fondo del mar y el sensor de detección de altura se activan.The collapsible bottom of the ballast container is opens when the distance sensor at the bottom of the sea and the sensor Height detection are activated.
Las válvulas de entrada/salida de agua en inmersión se abren cuando la lectura del manómetro sobrepasa cierta presión (p.e. 1,1 atmósferas).Water inlet / outlet valves in immersion open when the pressure gauge reading exceeds certain pressure (e.g. 1.1 atmospheres).
Varios cables eléctricos (18) transportan respectivamente las señales de control entre los sensores de distancia al fondo del mar y de detección de altura de agua y manómetro a la válvula de aislamiento, al fondo abatible del contenedor de lastre y a las válvulas de entrada/salida de agua.Several electric cables (18) carry respectively the control signals between the sensors distance to the bottom of the sea and water height detection and pressure gauge to the isolation valve, to the bottom of the ballast container and water inlet / outlet valves.
Los elementos de control son circuitos lógicos electrónicos (combinación de puertas lógicas AND, OR o NOT) o electromecánicos (relés).The control elements are logical circuits electronic (combination of AND, OR or NOT logic gates) or electromechanical (relays).
Fig. 4. Estructura de una cápsula de inmersión para producir aire líquido. La cápsula de inmersión (5) se divide por ejemplo en cuatro cámaras delimitadas por los émbolos (19-22), cada émbolo va dotado de una válvula de expasión (19a-22a) y de un anclaje tope fijo (19d-22d), los émbolos (excepto el primero) están asociados a un sensor de control de expansión (20b-22b), a un nanómetro de presión límite (20e-22e) y a un anclaje móvil que evita que el émbolo se desplace a destiempo (20c-22c).Fig. 4. Structure of an immersion capsule to produce liquid air. The immersion capsule (5) is divided for example in four chambers delimited by the pistons (19-22), each piston is equipped with a valve expansion (19a-22a) and a fixed stop anchor (19d-22d), the plungers (except the first one) are associated with an expansion control sensor (20b-22b), at a nanometer of pressure limit (20e-22e) and a mobile anchor that prevents the piston travels at the wrong time (20c-22c).
Las válvulas de expansión parten cerradas.The expansion valves start closed.
Tanto las válvulas de expansión como los anclajes móviles están controlados por dichos sensores de control de expansión y manómetros de presión límite, de manera que cuando el sensor (ib) es alcanzado por el émbolo (i-1), la válvula (ia) es abierta hasta que el manómetro de presión límite (id) alcanza una determinada presión, entoces la válvula (ia) es vuelta a cerrar, el anclaje móvil (ic) es retirado, y la válvula (i-1,a) es abierta, esta vez para que deje pasar agua; i=20, 21 o 22.Both expansion valves and mobile anchors are controlled by said control sensors expansion and pressure limit pressure gauges, so when the sensor (ib) is reached by the plunger (i-1), the valve (ia) is open until the pressure gauge limit (id) reaches a certain pressure, then the valve (ia) is closed again, the mobile anchor (ic) is removed, and the valve (i-1, a) is open, this time to let it pass Water; i = 20, 21 or 22.
Los anclajes tope fijos delimitan el recorrido de su correspondiente émbolo, sirviendo además de soporte al émbolo siguiente hasta que le llegue el momento de moverse.Fixed stop anchors delimit the path of its corresponding piston, also serving as support for the piston next until it is time to move.
Las paredes de la cápsula de inmersión son buenas conductoras del calor, de forma que las bajas temperaturas del fondo del mar actúan como refrigerantes.The immersion capsule walls are good conductors of heat, so that low temperatures from the bottom of the sea they act as refrigerants.
Cuando se provoca el hundimiento de la cápsula de inmersión las válvulas de expansión permanecen cerradas y los anclajes móviles activos.When the sinking of the capsule is caused immersion expansion valves remain closed and the active mobile anchors.
Conforme se va hundiendo la cápsula de inmersión, se van alcanzando los distintos sensores de control de la expansión, éstos abren sus válvulas de expansión asociadas, etc, ... con lo que el aire se va a la vez enfriando y volviéndose a comprimir por el avance del siguiente émbolo.As the capsule sinks immersion, the different control sensors of the expansion, these open their associated expansion valves, etc, ... so that the air is cooling and turning to compress by the advance of the next piston.
En lugar del recipiente para el aire comprimido, se dispone de un recipiente de aire líquido (23). Obviamente las etapas de compresión-descompresión deben ser las suficientes para que el aire se condense en el tanque de aire líquido.Instead of the container for compressed air, a liquid air container (23) is available. Obviously the compression-decompression stages should be the enough for the air to condense in the air tank liquid.
Fig. 5. Estructura de una cápsula de inmersión para producir nitrógeno y oxígeno. Como puede observarse es similar a la fig.2, con las siguientes diferencias:Fig. 5. Structure of an immersion capsule to produce nitrogen and oxygen. As you can see it is similar to fig. 2, with the following differences:
- --
- no dispone del embolo separador (17) porque lo que se desea es que la mezcla gaseosa que constituye el aire se disuelva en el agua,no It has the separating pin (17) because what is desired is that the gas mixture that constitutes the air dissolves in the Water,
- --
- el sensor de detección de altura de agua es una boya (12a),he Water height detection sensor is a buoy (12a),
- --
- un manómetro externo para medir la presión del agua del mar (13a),a external pressure gauge to measure sea water pressure (13a),
- --
- el material debe ser muy resistente porque en la superficie se conservan las altas presiones del fondo.he material must be very resistant because on the surface it they retain the high bottom pressures.
Difiere asimismo en el modo de funcionamiento presentando las siguientes diferencias:It also differs in the mode of operation presenting the following differences:
- --
- las válvulas de entrada/salida (10) se abren en función de la diferencia entre la presión externa y la presión interna, dada por la diferencia entre las lecturas de los manómetros (13a) y (13), de forma que la velocidad de entrada de agua sea superior a la velocidad de difusión del oxígeno en el agua del mar, en otro caso se perdería oxígeno disuelto,the inlet / outlet valves (10) open depending on the difference between the external pressure and the internal pressure, given by the difference between pressure gauge readings (13a) and (13), of so that the water inlet speed is greater than the diffusion rate of oxygen in seawater, otherwise dissolved oxygen would be lost,
- --
- al llegar al fondo del mar, en el agua del mar del interior de la cápsula se ha disuelto mucho más oxígeno que nitrógeno, así pues el recipiente para el aire comprimido (8) contiene mucho más nitrógeno que oxígeno,to the reach the bottom of the sea, in the water of the sea inside the capsule has dissolved much more oxygen than nitrogen, so the container for compressed air (8) contains much more nitrogen what oxygen
- --
- cuando se suelta el lastre en función de los sensores de detección de altura de agua (12a) o de distancia al fondo del mar (13 o 15), las válvulas de entrada/salida (10) se cierran definitivamente en esa inmersión, manteniéndose el oxígeno disuelto en el agua a la presión del fondo del mar,when the ballast is released depending on the detection sensors of water height (12a) or distance to the bottom of the sea (13 or 15), the inlet / outlet valves (10) are definitely closed in that immersion, keeping the dissolved oxygen in the water under pressure from the bottom of the sea,
- --
- el nitrógeno se retira simplemente retirando el recipiente de aire comprimido,he nitrogen is removed simply by removing the air container compressed,
- --
- el oxígeno se obtiene una vez retirado el nitrógeno simplemente dejándolo salir a la presión atmosférica por la misma válvula de aislamiento (9), al disminuir su solubilidad en agua al disminuir la presión.he oxygen is obtained once nitrogen is removed simply letting it out at atmospheric pressure through the same valve insulation (9), by decreasing its solubility in water by decreasing the Pressure.
Fig. 6. Estructura de una cápsula de inmersión como cápsula de reacción de productos marinos para amoniaco. La cápsula dispone de tres compartimientos, uno para agua marina (24), otra para el cloro (25) y otra para el aire y hidrógeno (26), así como los electrodos (25a) y (26a), los émbolos de separación (17a) y (17b) y una escotillas de separación (24a) y (24b) separando los recipientes del cloro y del aire e hidrógeno del agua marina en los émbolos de separación (17a) y (17b).Fig. 6. Structure of an immersion capsule as a reaction capsule for marine products for ammonia. The Capsule has three compartments, one for seawater (24), another for chlorine (25) and another for air and hydrogen (26), as well such as electrodes (25a) and (26a), separation pistons (17a) and (17b) and a separation hatches (24a) and (24b) separating the Chlorine and air and hydrogen vessels of seawater in the separation pistons (17a) and (17b).
Tras hidrolizar el agua y obtener la cantidad de hidrógeno necesaria para reaccionar con el nitrógeno y el oxígeno del aire, se cierra las escotilla (24a, 24b).After hydrolyzing the water and obtaining the amount of hydrogen needed to react with nitrogen and oxygen from the air, the hatch (24a, 24b) is closed.
Se sumerge la cápsula hasta la máxima profundidad, haciendo detonar la mezcla hidrógeno-oxígeno por medio por ejemplo de una bujía (29), controlada por el sensor de distancia al fondo del mar. El calor y la presión originan amoniaco.The capsule is submerged to the maximum depth, detonating the mixture hydrogen-oxygen by means of for example a spark plug (29), controlled by the distance sensor at the bottom of the sea. He Heat and pressure originate ammonia.
Al regreso de la cápsula a la superficie se recupera el cloro a presión retirando un recipiente de cloro (30), el amoniaco a presión atmosférica y la disolución agua marina+sosa.Upon returning from the capsule to the surface it recover the chlorine under pressure by removing a chlorine container (30), atmospheric pressure ammonia and water solution marina + soda.
Claims (26)
- --
- en la cápsula de inmersión una o varias válvulas de entrada de agua, una válvula de nivelación de presión, un sensor de detección de altura de agua y un manómetro, y dispositivos de radiolocalización,in the immersion capsule one or more water inlet valves, one pressure leveling valve, a height sensing sensor of water and a pressure gauge, and devices radiolocation,
- --
- en el contenedor de lastre un sensor de distancia al fondo del mar como un sonar, el manómetro asimismo puede actuar como sensor de distancia al fondo del mar,at ballast container a distance sensor at the bottom of the sea as a sonar, the pressure gauge can also act as a sensor distance to the bottom of the sea,
- --
- conexiones entre los sensores de detección de altura de agua y de distancia al fondo del mar y manómetro, el contenedor de lastre y la cápsula de inmersión,connections between sensors water height detection and distance to the sea floor and pressure gauge, ballast container and capsule immersion,
- --
- el fondo abatible y la válvula de aislamiento se controlan por el sensor de detección de altura y el sensor de distancia al fondo del mar,he folding bottom and isolation valve are controlled by the height sensing sensor and distance sensor at the bottom of the sea,
- --
- las válvulas de entrada de agua se controlan por el manómetro.the Water inlet valves are controlled by the pressure gauge.
- --
- estando inicialmente llena de aire a la presión atmosférica,being initially full of air at atmospheric pressure,
- --
- estando dividida en varios cámaras consecutivas separadas por émbolos de separación,being divided into several cameras consecutive separated by separation pistons,
- --
- cada émbolo dotado de una válvula de expansión y un anclaje tope fijo,every piston equipped with an expansion valve and a stop anchor permanent,
- --
- el anclaje tope fijo sirve asimismo de soporte al siguiente émbolo,he fixed stop anchor also supports the next plunger,
- --
- cada émbolo excepto el primero asociado con un sensor de control de expansión, con un anclaje móvil y con un manómetro de presión límite,every piston except the first associated with a control sensor of expansion, with a movable anchor and with a pressure gauge limit,
- --
- las válvulas de expansión y los anclajes móviles controlados por los sensores de control de expansión y los nanómetros de presión límite,the expansion valves and mobile anchors controlled by expansion control sensors and pressure nanometers limit,
- --
- siendo las paredes de la cápsula buenas conductoras del calor,being the capsule walls are good heat conductors,
- --
- el número de cámaras adecuado a la profundidad marina de forma que el aire se licue en el recipiente.he number of cameras suitable for marine depth so that the Air is liquefied in the container.
- --
- ir llena inicialmente de gases, go initially filled with gases,
- --
- dichos gases son especialmente componentes del aire como nitrógeno y oxígeno, o del agua del mar como cloro e hidrógenos obtenidos por electrolisis, disponiendo la cápsula de inmersión de electrodos para realizar la electrolisis,sayings gases are especially components of air like nitrogen and oxygen, or seawater such as chlorine and hydrogens obtained by electrolysis, arranging the electrode immersion capsule for perform electrolysis,
- --
- dichos gases inicialmente a la presión atmosférica, obteniéndose reacciones químicas de esos gases a altas presiones en el fondo marino,sayings gases initially at atmospheric pressure, obtaining chemical reactions of these gases at high bottom pressures Marine,
- --
- la cápsula dividida en cámaras de reacción y escotillas para separar dichas cámaras.the capsule divided into reaction chambers and hatches to separate those cameras.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
ES200401236A ES2328878B1 (en) | 2004-05-17 | 2004-05-17 | EXPLOITATION OF NATURAL PRESSURE DIFFERENCES. |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
ES200401236A ES2328878B1 (en) | 2004-05-17 | 2004-05-17 | EXPLOITATION OF NATURAL PRESSURE DIFFERENCES. |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
ES2328878A1 ES2328878A1 (en) | 2009-11-18 |
ES2328878B1 true ES2328878B1 (en) | 2010-09-07 |
Family
ID=41258520
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
ES200401236A Expired - Fee Related ES2328878B1 (en) | 2004-05-17 | 2004-05-17 | EXPLOITATION OF NATURAL PRESSURE DIFFERENCES. |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
ES (1) | ES2328878B1 (en) |
Family Cites Families (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3994134A (en) * | 1974-04-18 | 1976-11-30 | Cooper Union Research Foundation, Inc. | Apparatus for power generation in deep seawater |
US4619593A (en) * | 1979-09-11 | 1986-10-28 | Steven Molnar | Apparatus comprising a turbine and associated water extractor and method of translating the potential energy of deep sea water into useful work |
CN2191294Y (en) * | 1994-06-07 | 1995-03-08 | 武建军 | Water pressure difference power generation device |
GB0102731D0 (en) * | 2001-02-02 | 2001-03-21 | Isaac Felix | Apparatus To Demonstrate Behaviour Of Liquids |
US6666024B1 (en) * | 2002-09-20 | 2003-12-23 | Daniel Moskal | Method and apparatus for generating energy using pressure from a large mass |
-
2004
- 2004-05-17 ES ES200401236A patent/ES2328878B1/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
ES2328878A1 (en) | 2009-11-18 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN100526155C (en) | Gliding movement underwater robot driven by temperature differential energy | |
CN202642053U (en) | Ship anti-sinking airbag device | |
EP2980352A1 (en) | Seabed resource lifting device | |
CN205975339U (en) | Floating bridge | |
CN101808717A (en) | High-pressure apparatus for forming fine bubbles of carbon dioxide and system for geological storage of carbon dioxide employing the same | |
JP2018529870A (en) | Method and system for extracting a stranded gas from an aquatic environment, converting it to a clathrate and transporting it safely for consumption | |
US10040523B2 (en) | Compressed air tank for sinking prevention | |
ES2328878B1 (en) | EXPLOITATION OF NATURAL PRESSURE DIFFERENCES. | |
CN106314707A (en) | Gasbag type anti-sinking overturn-preventing device | |
CN205168859U (en) | Unmanned scuba of deep water | |
Pedchenko et al. | Technological complex for production, transportation and storage of gas from the offshore gas and gas hydrates fields | |
CN106628043A (en) | Anti-rollover and anti-submergence device for ship | |
WO2015126184A1 (en) | Compressed-air tank for preventing sinking | |
CN201190578Y (en) | Explosion proof escaping segregation bunker for mine use | |
US20060242953A1 (en) | Method and system for exploiting natural pressure differences | |
CN206051484U (en) | A kind of multiple-unit underwater vertical transportation system | |
CN101943022B (en) | Dropping mine self-rescuer | |
RU2382875C1 (en) | Natural gas off-shore development | |
US3070059A (en) | Self-inflating pneumatic unit for naval salvage operations | |
KR20200054479A (en) | Air bag with an air pump to prevent sinking | |
CN102267549A (en) | Escape capsule for marine casualty | |
KR20200051128A (en) | Air bag with an air pump to prevent sinking | |
RU2243129C2 (en) | Device for keeping sunken ship afloat and raising sunken objects | |
WO2004065526A2 (en) | Method of immobilising hydrocarbons inside submerged containers or of transporting said hydrocarbon to the surface, using the properties of supercritical fluids at a great depth | |
CN105711770A (en) | Emergency backup buoyancy device |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
EC2A | Search report published |
Date of ref document: 20091118 Kind code of ref document: A1 |
|
FG2A | Definitive protection |
Ref document number: 2328878B1 Country of ref document: ES |
|
FD2A | Announcement of lapse in spain |
Effective date: 20180809 |