FR2467997A1 - Wave power machine - uses telescopic hydraulic column to support levers with float and pump at opposite ends, to pump water to drive water turbines - Google Patents

Wave power machine - uses telescopic hydraulic column to support levers with float and pump at opposite ends, to pump water to drive water turbines Download PDF

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Abstract

The machine has a closed cylinder fixed to the sea bed into which water is pumped on either side of a large piston which supports a large column rising to near the normal water surface level. Arms fixed to the column support each a long pivoted lever, which is held approx. horizontally, and has a float on one end which rises and falls with the surface swell, and an immersed pump piston on the other end. The pump cylinder is supported on a bracket fixed to the column. Water is pumped by the action of the surface swell into a land based storage tank where it may be used to drive water turbines. At the top of the column a small float is at the normal surface level when the column is at the correct height. Surface level movements are detected by the float and used to operate an electrically driven pump which alters fluid level in the main cylinder to adjust the height of the column.

Description

La présente invention a pour objet un moteur marin, et plus particulièrement un dispositif produisant de l'énergie à partir du mouvement continu de la houle marine. The present invention relates to a marine engine, and more particularly to a device producing energy from the continuous movement of marine waves.

Le dispositif selon la présente invention est constitue par : un support fixe, solidement ancré sur le fond de la mer; The device according to the present invention is constituted by: a fixed support, firmly anchored to the seabed; un support mobile pouvant se déplacer télescopiquement par rapport au support fixe sous l'action d'un dispositif de commande; a movable support being movable telescopically relative to the fixed support under the action of a control device; au moins un balancier, sensiblement horizontal, porté par ledit support mobile, chaque balancier étant relié à une de ses extrémités à un flotteur et à son autre extrémité à une pompe à eau immergée, aspirante et refoulante; at least one rocker, substantially horizontal, carried by said movable support, each beam being connected at one of its ends to a float and at its other end to a submerged water pump, suction and force; un dispositif accumulateur de pression relié à chacune des pompes, une ou plusieurs turbines hydrauliques alimentes par ledit accumu moteur. a pressure storage device connected to each of the pumps, one or more hydraulic turbines supplied with said engine accumu.

De préférence, chaque flotteur est relié à une tige sensiblement verticale, articulée au bout du balancier, cette tige ayant une longueur telle que ledit balancier demeure immergé, quelle que soit l'amplitude des vagues ou de la houle; Preferably, each float is connected to a substantially vertical rod, articulated to the end of the rocker, this rod having a length such that said balance remains immersed whatever the amplitude of the wave or swell; chaque pompe est une pompe à eau de mer, qui aspire l'eau qui l'environne et la refoule dans un conduit aboutissant à l'accumulateur; each pump is a seawater pump, which sucks the water which surrounds it and delivers it into a conduit leading to the accumulator; le support mobile porte à sa partie supérieure un dispositif de régulation à flotteur commandant son réglage en hauteur en fonction des variations du niveau moyen de l'eau, dues à la marée. the movable support carries at its upper part a device for regulating float controlling its height adjustment according to variations in the mean water level, due to the tide.

A titre d'exemples non limitatifs et pour fuciliter la compréhension de l'invention on a représenté aux dessins annexés : As non-limiting examples and fuciliter understanding of the invention is shown in the accompanying drawings:
Figure 1, une vue schématique en élévation latérule d'un mode de réalisation de l'invention; Figure 1 is a diagrammatic view latérule elevation of one embodiment of the invention;
Figure 2, une vue à échelle agrandie d'un détail de la figure 1; Figure 2, an enlarged view of a detail of Figure 1;
Figures 3 et 4, deux vues illustrant une variante de réalisation du dispositif de la figure 1; Figures 3 and 4, both views showing an alternative embodiment of the Figure 1 device;
Figure 5, une vue schématique en plan des éléments des figures 3 et 4 assemblés. 5 is a schematic plan view of the elements of Figures 3 and 4 assembled.

En se reportant à ces figures, on voit que le dispositif selon l'invention comporte un support 1 qui est solidement ancré sur le fond sous-marin de façon à demeurer absolu ment immobile. Referring to these figures, it is seen that the device according to the invention comprises a support 1 which is firmly anchored on the sea bed so as to remain motionless absolute ment.

Dans l'exemple représenté à la figure 1, le support 1 comporte un alésage cylindrique 2, dans lequel coulisse, comme une tige de piston, un support mobile 3. Ce support mobile 3 comporte une pluralité de bras 4, chacun portant un balancier 5 pivotant autour d'un axe 6 porté par ledit bras 4. Pour rendre la figure 1 plus claire, un seul bras 4 a été représenté, mais le dispositif comporte de préférence une pluralité de bras 4 rayonnants autour du support 3, chaque bras 4 portant un balancier 5. In the example shown in Figure 1, the support 1 comprises a cylindrical bore 2, in which slides like a piston rod, a movable support 3. This movable support 3 comprises a plurality of arms 4, each carrying a rocker 5 pivotable about a shaft 6 carried by said arm 4. in order to make Figure 1 more clearly, a single arm 4 has been shown, but the device preferably comprises a plurality of radiating arms 4 about the support 3, each arm 4 carrying a rocker 5.

C-haque balancier est relié à une de ses extrémités à pn flotteur 7 et à son autre extrémité à une pompe 10. C-ach rocker is connected at one of its ends to pn float 7 and at its other end to a pump 10.

De préférence, comme cela est représenté à la figure 1, le flotteur 7 est de forme lenticulaire pour suivre les mouvements de la surface de l'eau avec le maximum de puissance. Preferably, as shown in Figure 1, the float 7 is of lenticular shape to follow the movements of the water surface with the maximum power.

De préférence également, ce flotteur 7 est fixé à l'extrémité d'une tige 8 articulée en 9 à l'extrémité du balancier 5, la longueur de la tige 8 étant telle que le balancier 5 soit toujours immergé. Also preferably, the float 7 is secured to the end of a rod 8 hinged in 9 to the arm end 5, the length of the rod 8 being such that the beam 5 is always immersed.

L'autre extrémité du balancier 5 est articulé en 14 à la tige 13 du piston 15 de la pompe 10, cette dernière étant montée à pivotement, par un axe 11, sur une console 12 solidaire du support 3. The other end of the rocker arm 5 is articulated at 14 to the rod 13 of the piston 15 of the pump 10, the latter being pivotally mounted by a pin 11 on a bracket 12 secured to the support 3.

Sur le piston 15 sont placés les clapets d'aspiration 16 : ainsi, lorsque le piston 15 est relevé, lesdits clapets 16 laissent passer à travers le piston 15, l'eau dans laquelle baigne la pompe, lorsque le piston 15 est abaissé les clapets 16se ferment et l'eau est refoulée dans la conduite 17 qui comporte un clapet anti-retour 18. On the piston 15 are placed the suction valve 16: thus, when the piston 15 is raised, said valves 16 let pass through the piston 15, the water in which the pump is immersed, when the piston 15 is lowered valves 16se closed and water is pumped into the conduit 17 which comprises a check valve 18.

Au-dessus dudit support 3 est disposé un mécanisme commandant le déplacement du support 3 par rapport au socle 1, en fonction des variations de la hauteur d'eau dues aux marées, mécanisme qui est représenté en détail à la figure 3. Au-dessus du support 3 est placée une colonne verticale 19, qui est percée sur pratiquement toute sa hauteur de trous 20 de faibles dimensions, de façon que le niveau de l'eau à l'intérieur de la colonne 19 ne soit pas ou soit peu perturbé par les vagues. Above said support 3 is arranged a mechanism controlling the movement of the support 3 relative to the base 1 on the basis of variations in the water level caused by tides, which mechanism is shown in detail in Figure 3. Above the support 3 is placed on a vertical column 19, which is perforated over practically its entire height of holes 20 of small dimensions, so that the water level inside the column 19 is not or is little disturbed by waves.

A l'intérieur de la colonne est disposé un flotteur 21 qui se déplace dans la colonne lorsque le niveau de l'eau varie. Inside the column there is arranged a float 21 which moves in the column when the water level varies.

Les déplacements du flotteur 21 dans la colonne 19 sont captés par tout dispositif approprié et transmis à une pompe à eau 22, portée par le socle 1, qui fait monter ou descendre le piston portant le support 3, afin de maintenir constante la distance entre le (ou les) balancier 5 et le niveau moyen de l'eau. The movements of the float 21 in the column 19 are captured by any suitable device and transmitted to a water pump 22, driven by the base 1, which raises or lowers the piston carrying the support 3 in order to maintain the distance between the constant (or) Arm 5 and the mean water level.

Selon un exemple de réalisation, le flotteur 21 est relié par une tige rigide 23 à un levier basculant 24 qui agit sur l'une ou l'autre de deux commandes de vannes 26 placée dans un bottier 25, relié par une conduite26A à la pompe 22. De préférence un système d'amortissement est prévu de façon à éviter les mises en route intempestives de la pompe 22 au moindre mouvement du flotteur 21 : par exemple les vannes 26 ne sont actionnées qu'au-delà d'une course donnée du levier 24 et elles comportent en plus un relai temporisé de sorte qu'un signal ne soit envoyé à la pompe 22 que si le levier 24 n'agit sur l'une ou l'autre des soupapes pendant un temps minimum. According to an exemplary embodiment, the float 21 is connected by a rigid rod 23 to a rocker lever 24 which acts on one or the other of two valve controls 26 placed in a housing 25 connected by a pump conduite26A 22. preferably a cushioning system is designed to avoid inadvertent startups of the pump 22 to the slightest movement of the float 21: eg data valves 26 are operated only beyond a race lever 24 and they comprise in addition a delay relay so that a signal is sent to the pump 22 so that the lever 24 acts on one or the other of the valves for a minimum time.

L'eau pompée par la (ou les) pompe 10 est amenée par la canalisation 17 dans un accumulateur hydraulique 27 qui comporte un volume gazeux, de l'air par exemple, sous pression. The water pumped by the (or) pump 10 is fed via line 17 into a hydraulic accumulator 27 which includes a gas volume, for example air, under pressure.

De l'accumulateur 27 partent une pluralité de canalisations 28 munies chacune d'un régulateur à pression 29, alimentant des turbines hydro-électriques 30. From the accumulator 27 depart a plurality of pipes 28 each provided with a pressure regulator 29, feeding hydroelectric turbines 30.

Le fonctionnement du dispositif est le suivant Operation of the device is as follows
Le site d'implantation est choisi assez loin du rivage, afin que l'appareil ne soit pas influencé par le ressac des vagues dans une zone exposée à la houle et, de préférence, au-dessus d'un fond permettant un bon ancrage du socle. The installation site is chosen sufficiently far from shore, so the device is not influenced by the surf waves in an area exposed to the swell and, preferably, over a bottom for a good anchor base. Le support 3 est muni d'une pluralité de bras rayonnants en étoile, les balanciers ayant une longueur d'environ 20 mètres et les flotteurs 7 un volume d'environ 10 m3. The support 3 is provided with a plurality of radiating arms in the star, the rockers having a length of about 20 meters and the floats 7 a volume of about 10 m3. Chaque flotteur, en suivant le mouvement de la houle, va se soulever et s'abaisser, ce qui actionne la pompe correspondante 10, de sorte que toutes les pompes débitent dans la canalisation 17 qui remplit l'accumulateur 27.L'eau sous pression est ensuite dirigée vers les turbines 30 qu'elle entrain Les régulateurs 29 sont reliés les uns aux autres et sont tarés à des pressions légèrement crotssantes les unes par rapport aux autres, de façon à s'ouvrir séquentiellement les uns après les autres lorsque la pression augmente. Each float following the movement of the waves, will rise and fall, thereby actuating the corresponding pump 10, so that all the pumps discharge into line 17 which fills the pressure accumulator 27.L'eau is then directed to the turbine 30 it spirit regulators 29 are connected to each other and are calibrated at slightly crotssantes pressures from each other, so as to open sequentially one after the other when the pressure increases. Ainsi, le nombre de turbines mises en action sera automatiquement fonction de l'augmentation de pression dans l'accumulateur 27, qui elle est fonction du débit dans la canalisation 17. Il y aura donc ajustement automatique entre le débit d'alimentation de l'accumulateur 27 et le débit employé par la (ou les) turbine. Thus, the number of turbines will be put into action automatically based on the increase of pressure in the accumulator 27, which is the flow into the pipe 17. There will be automatic adjustment between the feed rate of the accumulator 27 and the flow rate used by the (or) turbine.

Il est bien évident que l'accumulateur 27 devra être de dimensions impprtantes pour amortir les variations It is obvious that the accumulator 27 should be of dimensions impprtantes to dampen variations
etre de débit qui peuvent/grandes et sera, de préférence, à terre. which can be flow / large and will preferably ground.

Exemple . Example.

Si l'on emploie pour chaque balancier un flotteur de 10 m3, soit approximativement un déplacement équivalent à 10.000 kg , que l'amplitude de la houle soit de 1m et sa fréquence de une ondulation par 5 secondes, la puissance que l'on peut récupérer sera, si l'on ne tient pas compte des pertes mécaniques (minimes) P = IC)-ooo = 26,66 CV, If we use for each beam a float 10 m3 or approximately a displacement equivalent to 10,000 kg, the amplitude of the waves is 1m and the frequency of a ripple by 5 seconds, the power that can be will recover, if one ignores mechanical losses (minimal) P = CI) = 26.66 -OOO CV
73 x 5 et cela pour chaque balancier. 73 x 5 and that for each balance.

Comme cela est représenté aux figures 3 et 4, le socle 1, le support mobile 3 et chaque balancier 5 peuvent être réalisés par des assemblages de poutres entretoisées. As shown in Figures 3 and 4, the base 1, the movable support 3 and each rocker arm 5 can be achieved by braced beams assemblies.

Ainsi (figure 3) le balancier 5 peut être constitué par un tube 31 en PVC, rigidifié par une pluralité de haubans 32, eux-mêmes raidis sur des supports 33, dont l'un porte un axe 34 correspondant à l'axe d'articulation 6 de la figure 1. And (3) the pendulum 5 may be constituted by a tube 31 of PVC, stiffened by a plurality of shrouds 32, themselves stiffened on supports 33, one of which carries a pin 34 corresponding to the axis of pin 6 of Figure 1.

Cet axe 34 peut être porté par deux bras 35 (figure 4) correspondant au bras 4 de la figure 1, ces bras 35 étant solidaires d'une structure parallélépipédique 36, correspondant au support 3, qui coulisse à l'intérieur d'une structure 37, correspondant au socle 1, au moyen de galets 38. Ces structures 36 et 37 sont construites à l'aide de poutrelles entretoisées, selon la technique bien connue des grues de chantier. This shaft 34 may be carried by two arms 35 (Figure 4) corresponding to the arm 4 of Figure 1, these arms 35 being secured to a parallelepipedal structure 36, corresponding to the support 3, which slides within a structure 37, corresponding to the base 1 by means of rollers 38. Such structures 36 and 37 are constructed using braced girder, according to well-known construction cranes art.

La figure 5 est, à plus petite échelle, une vue très simplifiée, en plan,des dispositifs des figures 3 et 4, qui montre quatre bras 5, faits de tubes 31 haubannés portés par une structure telle que 36. Figure 5 is, on a smaller scale, a very simplified view, in plan, of the devices of Figures 3 and 4, showing four arms 5, guyed tubes made 31 carried by a structure such as 36.

Dans ce cas, le déplacement de la structure 36 par rapport à 37 est obtenu par des vérins alimentés par la pompe 22. In this case, the displacement of the structure 36 relative to 37 is obtained by jacks fed by the pump 22.

Claims (13)

REVENDICATIONS
1. Dispositif de production d'énergie à partir de la houle marine, caractérisé par le fait qu'il est constitué par : un support fixe, solidement ancré sur le fond de la mer; 1. An apparatus for producing energy from the sea waves, characterized in that it is constituted by a fixed support, firmly anchored to the seabed; un support mobile, pouvant se déplacer télescopiquement par rapport au support fixe; a movable support, which can move telescopically relative to the fixed support; un dispositif de commande provoquant le déplacement du support fixe par rapport au support mobile en fonction du niveau de la marée; a control device causing the displacement of the fixed support with respect to the movable support according to the level of tide; au moins un balancier, sensiblement horizontal, porté par ledit support mobile, chaque balancier étant relié à une des extrémités à un flotteur en surface et à son autre extrémité à une pompe à eau immergée aspirante et refoulante. at least one rocker, substantially horizontal, carried by said movable support, each beam being connected at one end to a float on the surface and at its other end to a suction and force pump submerged water.
2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé par le fait que chaque pompe est reliée par une canalisation à un accumulateur de pression, lui-même relié par au moins une canalisation à au moins une turbine. 2. Device according to Claim 1, characterized in that each pump is connected by a pipe to a pressure accumulator, itself connected by at least one conduit in at least one turbine.
3. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé par le fait que le débit de sortie de l'accumulateur est automatiquement ajusté au débit d'alimentation. 3. Device according to claim 2, characterized in that the accumulator outlet flow is automatically adjusted to the feed flow.
4. Dispositif selon la revendication 3, caractérisé par le fait que chaque canalisation d'alimentation des turbines est muni d'un régulateur à pression provoquant l'ouverture ou la fermeture de ladite canalisation, les différents régulateurs étant tarés à des pressions croissantes les unes par rapport aux autres. 4. Device according to claim 3, characterized in that each turbine supply line is provided with a pressure regulator causing the opening or closing of said conduit, different regulators being calibrated with increasing pressure to each compared to others.
5. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le support fixe comporte un cylindre dans lequel coulisse un piston dont le support mobile constitue la tige, cette tige portant une pluralité de bras rayonnants portant chacun un balancier. 5. Apparatus according to any preceding claim, wherein the fixed support comprises a cylinder in which slides a piston which is movable support rod, this rod carrying a plurality of radial arms each carrying a balance.
6. Dispositif selon la revendication 5, dans lequel chaque balancier est relié à l'une de ses extrémités à un flotteur par l'intermédiaire d'une tige articulée d'une longueur telle que le balancier soit constamment immergé. 6. Device according to claim 5, wherein each rocker arm is connected at one of its ends to a float via a joint rod of a length such that the pendulum is constantly immersed.
7. Dispositif selon la revendication 5 ou 6, dans lequel chaque balancier est relié à son autre extrémité à la tige de piston d'une pompe portée à pivotement par le support télescopique. 7. Device according to claim 5 or 6, wherein each rocker arm is connected at its other end to the piston rod of a pump pivotally scope by the telescopic support.
8. Dispositif selon la revendication 5, 6 ou 7, dans lequel les clapets d'aspiration de la pompe sont placés sur le piston, le clapet de refoulement étant placé sur la conduite de sortie de la pompe. 8. Device according to claim 5, 6 or 7, wherein the pump suction valves are placed on the piston, the discharge valve being located on the pump outlet line.
9. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le dispositif de commande du déplacement télescopique du support mobile est constitué par un flotteur associé à un capteur de position qui met en action une pompe à eau provoquant le déplacement du support mobile par rapport au support fixe. 9. Apparatus according to any preceding claim, wherein the control device of the telescopic displacement of the movable support is constituted by a float associated with a position sensor which activates a water pump causing the displacement of the movable support by relative to the fixed support.
10. Dispositif selon la revendication 9, dans lequel le flotteur est placé dans une colonne verticale percée d'une multiplicité de petits trous, ce flotteur étant relié par une corde et une poulie à un mécanisme de commande relié à la pompe. 10. Device according to claim 9, wherein the float is placed in a vertical column formed with a multiplicity of small holes, the float being connected by a cord and a pulley to a control mechanism connected to the pump.
11. Dispositif selon la revendication 10, dans lequel le mécanisme de commande comporte un organe amortisseur. 11. Device according to claim 10, wherein the control mechanism comprises a damping member.
12. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, 6 à 8 et 10 à 11, dans lequel le support fixe et le support mobile sont constitués l'un et l'autre par un assemblage de poutrelles entretoisées, le déplacement de l'un par rapport à l'autre étant guidé par des galets et commandé par au moins un vérin. 12. Device according to any one of claims 1 to 4, 6 to 8 and 10 to 11, wherein the fixed support and the movable support are made one and the other by a braced girder assembly, moving relative to each other being guided by rollers and controlled by at least one jack.
13. Dispositif selon la revendication 12, dans lequel chaque balancier est constitué par un tube raidi par des étais. 13. Device according to claim 12, wherein each pendulum is constituted by a tube stiffened by struts.
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US6388342B1 (en) * 1999-07-28 2002-05-14 Richard C. Vetterick, Sr. Hydro electric plant
GB2459295A (en) * 2008-04-18 2009-10-21 Harry Walton Wave energy converter with pneumatic pump
GB2467611A (en) * 2009-02-07 2010-08-11 Dartmouth Wave Energy Ltd Wave energy apparatus with platform height control system
EP2977604A4 (en) * 2014-05-29 2017-03-15 Francisco Anastasi Ribalta Device for harnessing sea wave energy

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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