FR2785337A1 - Electrical power generation from residual air created by the passage of a vehicle on a road way - Google Patents
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Abstract
Description
PROCEDE ET DISPOSITIF DE PRODUCTION D'ELECTRICITE
PAR PRELEVEMENTS D'ENERGIE SUR DES VEHICULES ROUTIERS
EN CIRCULATION SUR UNE CHAUSSEE
DESCRIPTION
Domaine de l'invention
L'invention concerne d'une part la production d'électricité et d'autre part tous les véhicules routiers circulant sur une chaussée. En effet, l'invention vise à prélever une très légère quantité d'énergie de roulement sur les véhicules roulant sur une chaussée à grande circulation.METHOD AND DEVICE FOR PRODUCING ELECTRICITY
BY TAKING ENERGY FROM ROAD VEHICLES
IN TRAFFIC ON A PAVEMENT
DESCRIPTION
Field of the invention
The invention relates on the one hand to the production of electricity and on the other hand to all road vehicles traveling on a roadway. Indeed, the invention aims to take a very slight amount of rolling energy on vehicles traveling on a roadway with heavy traffic.
Problème résolu par l'invention
De nombreux procédés de production d'énergie, et en particulier d'électricité, ont été mis au point jusqu'à maintenant. On peut citer l'utilisation de l'énergie hydroélectrique exploitant les cours d'eau naturels ou des chutes plus ou moins artificielles alimentées par de tels cours d'eau. On cite également l'énergie thermique consistant à créer de la vapeur surchauffée au moyen de différents carburants, à savoir fuel, charbon, etc. Dans ces deux grandes catégories de production d'énergie, l'énergie collectée entraine une turbine qui entraine elle-mme un ou plusieurs générateurs de courant électrique.Problem solved by the invention
Many methods of producing energy, and in particular electricity, have been developed up to now. We can cite the use of hydroelectric energy exploiting natural rivers or more or less artificial falls fed by such rivers. Mention is also made of thermal energy consisting in creating superheated steam by means of various fuels, namely fuel oil, coal, etc. In these two main categories of energy production, the energy collected drives a turbine which itself drives one or more generators of electric current.
Une troisième catégorie consiste à exploiter, par des éoliennes, les vents. A third category consists in exploiting, by wind turbines, the winds.
D'autre part, depuis de nombreuses années, dans beaucoup de pays industrialisés et développés, une très grande quantité de véhicules circule en permanence sur le réseau routier. On the other hand, for many years, in many industrialized and developed countries, a very large quantity of vehicles circulates permanently on the road network.
Le but de l'invention est de proposer une solution supplémentaire pour la production d'énergie, notamment d'énergie électrique. The object of the invention is to provide an additional solution for the production of energy, in particular electrical energy.
Résumé de l'invention
A cet effet, un premier objet principal de l'invention est un procédé de production d'électricité par prélèvements d'énergie sur des véhicules routiers en circulation sur une chaussée, consistant à :
-prélever de l'énergie sous forme d'air comprimé par des moyens de prélèvement d'énergie placés dans et à travers une chaussée au moyen de capteurs d'énergie placés au niveau de la surface de la chaussée en utilisant le poids et l'énergie de roulement de chaque véhicule pour comprimer de l'air ;
-collecter dans un tube collecteur l'air comprimé par chaque capteur ;
-entraîner une turbine à l'aide de l'air comprimé ; et
-produire de l'énergie électrique au moyen d'au moins un générateur entraîné par la turbine.Summary of the invention
To this end, a first main object of the invention is a process for producing electricity by taking energy from road vehicles circulating on a road, consisting of:
-take energy in the form of compressed air by means of energy sampling placed in and through a roadway by means of energy sensors placed at the level of the roadway surface using the weight and rolling energy of each vehicle to compress air;
- collect in a collecting tube the air compressed by each sensor;
-drive a turbine using compressed air; and
-produce electrical energy by means of at least one generator driven by the turbine.
Un autre objet principal de l'invention est un dispositif de production d'électricité par prélèvements d'énergie sur des véhicules routiers en circulation sur une chaussée, ce dispositif comprenant :
-des moyens de prélèvements d'énergie placés dans et en travers d'une chaussée, constitués eux-memes de :
. au moins une rangée de plusieurs cylindres verticaux fermés par le bas, placés transversalement dans la chaussée et dont le bord supérieur affleure la surface de la chaussée ;
. plusieurs pistons placés chacun dans un cylindre pour coulisser de façon étanche et dont la hauteur est sensiblement égale ou inférieure à celle du piston du cylindre ;
. des moyens de rappel dans chaque cylindre pour maintenir le piston en position haute suffisante par rapport à la chaussée, quand aucune pression n'est exercée et permettre un enfoncement relatif du piston quand un véhicule passe dessus ; et
. au moins une soupape d'échappement de l'air comprimé dans le fond de chaque cylindre ;
-au moins un tube collecteur dans lequel débouchent les soupapes d'échappement ;
-un réservoir d'air comprimé alimenté par le tube collecteur ;
-une turbine susceptible d'etre entraînée par l'air comprimé contenu dans le réservoir ; et
-un générateur d'électricité entraîné par la turbine.Another main object of the invention is a device for producing electricity by taking energy from road vehicles circulating on a roadway, this device comprising:
-means of energy samples placed in and across a roadway, themselves consisting of:
. at least one row of several vertical cylinders closed from the bottom, placed transversely in the roadway and the upper edge of which is flush with the surface of the roadway;
. several pistons each placed in a cylinder to slide in leaktight manner and whose height is substantially equal to or less than that of the cylinder piston;
. return means in each cylinder to maintain the piston in a sufficiently high position relative to the road, when no pressure is exerted and allow relative depression of the piston when a vehicle passes over it; and
. at least one compressed air exhaust valve in the bottom of each cylinder;
at least one collecting tube into which the exhaust valves open;
-a compressed air tank supplied by the collecting tube;
-a turbine capable of being driven by the compressed air contained in the tank; and
- an electricity generator driven by the turbine.
Dans la réalisation préférentielle de l'invention, une soupape d'admission d'air est prévue dans le fond de chaque cylindre. In the preferred embodiment of the invention, an air intake valve is provided in the bottom of each cylinder.
De préférence, un tube de distribution d'air alimente les soupapes d'admission. Preferably, an air distribution tube supplies the intake valves.
Il est très avantageux de prévoir que la surface supérieure du piston soit légèrement bombée avec une faible inclinaison sur une première moitié de la surface supérieure du piston positionnée du côté par lequel les véhicules arrivent sur le piston, ce dernier étant bloqué en rotation. It is very advantageous to provide that the upper surface of the piston is slightly curved with a slight inclination over a first half of the upper surface of the piston positioned on the side by which the vehicles arrive on the piston, the latter being locked in rotation.
On prévoit d'utiliser également une butée dans le cylindre et dépassant dans une rainure verticale du piston pour limiter la course de celui-ci et le bloquer en rotation. It is also planned to use a stop in the cylinder and protruding into a vertical groove of the piston to limit the stroke of the latter and block it in rotation.
Pour assurer l'étanchéité du piston par rapport au cylindre, on utilise au moins deux segments autour du piston. To seal the piston relative to the cylinder, at least two segments are used around the piston.
Les moyens de rappel sont de préférence des ressorts. The return means are preferably springs.
Il est prévu que la hauteur du piston soit, de préférence, légèrement inférieure à la hauteur du cylindre pour que, sous l'action d'une roue de véhicule, la surface inférieure du piston touche le fond du cylindre en position enfoncée. It is expected that the height of the piston is preferably slightly less than the height of the cylinder so that, under the action of a vehicle wheel, the lower surface of the piston touches the bottom of the cylinder in the depressed position.
Liste des figures
L'invention et ses différentes caractéristiques techniques seront mieux comprises à la lecture de la description, accompagnée de plusieurs figures représentant respectivement :
-figure 1, en coupe, 1'ensemble d'un cylindre et d'un piston du dispositif selon l'invention, le piston étant remonté ;
-figure 2, en coupe, le mme ensemble de la figure 1, le piston étant descendu ;
-figure 3, en coupe, une rangée d'ensembles cylindre/piston du dispositif selon l'invention, en vue longitudinale ; et
-figure 4, la mme rangée que la figure 3, en vue de dessous. List of Figures
The invention and its various technical characteristics will be better understood on reading the description, accompanied by several figures representing respectively:
FIG. 1, in section, the assembly of a cylinder and a piston of the device according to the invention, the piston being raised;
FIG. 2, in section, the same assembly in FIG. 1, the piston being lowered;
FIG. 3, in section, a row of cylinder / piston assemblies of the device according to the invention, in longitudinal view; and
FIG. 4, the same row as FIG. 3, seen from below.
Description détaillée d'une réalisation de l'invention
La figure 1 montre donc en coupe 1'ensemble composé d'un piston 10 monté coulissant dans un cylindre 20, lui-mme implanté dans le sol, au niveau de la surface 1 d'une route, dans laquelle est installé le dispositif selon l'invention. Le cylindre 20 et le piston 10 ont un diamètre qui peut tre compris entre 10 et 20 cm. La hauteur du piston 10 est légèrement inférieure à la hauteur du cylindre 20. Cet ensemble constitue un capteur d'énergie.Detailed description of an embodiment of the invention
FIG. 1 therefore shows in section the assembly composed of a piston 10 slidably mounted in a cylinder 20, itself implanted in the ground, at the level of the surface 1 of a road, in which the device according to the invention is installed. 'invention. The cylinder 20 and the piston 10 have a diameter which can be between 10 and 20 cm. The height of the piston 10 is slightly less than the height of the cylinder 20. This assembly constitutes an energy sensor.
Le piston 10 possède une surface supérieure ayant une moitié inclinée 11 en légère pente, en s'affaissant vers un point de la périphérie. L'autre moitié 12 est plane. La moitié inclinée 11 de la surface supérieure du piston 10 est destinée à faciliter la montée des roues des véhicules sur le piston 10, sans à-coup pour le piston 10, ni pour les occupants du véhicule. Deux segments 14, montés à 1 ou 2 cm l'un de l'autre sur la surface externe du piston, assurent l'étanchéité de celui-ci dans le cylindre 20. The piston 10 has an upper surface having an inclined half 11 in a slight slope, sagging towards a point on the periphery. The other half 12 is flat. The inclined half 11 of the upper surface of the piston 10 is intended to facilitate the mounting of the vehicle wheels on the piston 10, smoothly for the piston 10, or for the occupants of the vehicle. Two segments 14, mounted at 1 or 2 cm from each other on the external surface of the piston, seal the latter in the cylinder 20.
Le diamètre externe des segments 14 est ajusté au diamètre interne du cylindre 20.The external diameter of the segments 14 is adjusted to the internal diameter of the cylinder 20.
Sur cette figure 1, le piston 10 est dans sa position haute, c'est-à-dire que sa surface supérieure dépasse la surface de la route 1. Ce dépassement doit tre de préférence égal ou inférieur à 25 mm. Cette position haute est assurée par des moyens de rappel, tels qu'un ressort 15 reposant sur le fond 21 du cylindre 20 et sur lequel s'appuie le piston 10 par sa face inférieure 13. A cet effet, on prévoit une cavité 16 dans la face inférieure 13 du piston 10, pour permettre au ressort 15 de se comprimer à l'intérieur. In this FIG. 1, the piston 10 is in its high position, that is to say that its upper surface exceeds the surface of the road 1. This excess must preferably be equal to or less than 25 mm. This high position is ensured by return means, such as a spring 15 resting on the bottom 21 of the cylinder 20 and on which the piston 10 is supported by its lower face 13. For this purpose, a cavity 16 is provided in the underside 13 of the piston 10, to allow the spring 15 to compress inside.
De plus, il est préférable que le ressort 15 soit fixé sur le fond 21 du cylindre 20.In addition, it is preferable for the spring 15 to be fixed to the bottom 21 of the cylinder 20.
Le fond du cylindre 21 est équipé d'une soupape d'admission 24 débouchant dans un trou d'admission 22. Il est également équipé de deux soupapes d'échappement 25 débouchant dans des trous d'échappement 23 du fond 21 du cylindre 20. Le nombre des soupapes d'échappement 25, à savoir deux, est fonction de leur surface totale, vis-à-vis de la surface du piston 10 et de la force exercée sur celui-ci par les véhicules qui passent en roulant sur sa surface supérieure. En d'autres termes, la surface totale des soupapes d'échappement 25 doit tre suffisante pour permettre l'échappement de l'air à une pression suffisante. La soupape d'admission 24 s'ouvre pour permettre l'entrée d'air entre le piston 10 et le cylindre 20. Dans cette réalisation, la hauteur du cylindre 20 est de l'ordre de 100 mm, tandis que celle du piston 10 est de l'ordre de 75 mm. The bottom of the cylinder 21 is equipped with an intake valve 24 opening into an intake hole 22. It is also equipped with two exhaust valves 25 opening into the exhaust holes 23 of the bottom 21 of the cylinder 20. The number of exhaust valves 25, that is to say two, is a function of their total surface, with respect to the surface of the piston 10 and of the force exerted on it by the vehicles which pass while rolling on its surface superior. In other words, the total area of the exhaust valves 25 must be sufficient to allow the air to escape at a sufficient pressure. The intake valve 24 opens to allow air to enter between the piston 10 and the cylinder 20. In this embodiment, the height of the cylinder 20 is of the order of 100 mm, while that of the piston 10 is around 75 mm.
La figure 2 représente le mme ensemble, le piston 10 étant en position basse, le ressort 15 étant comprimé. Dans ce cas, la surface inférieure 13 du piston 10 est très proche ou en contact avec le fond 21 du piston 20. La surface supérieure 11,12 du piston se trouve au niveau ou en dessous de celui de la surface 1 de la route, suite au passage d'une roue d'un véhicule sur cette surface supérieure du piston 10. Dans cette position, les soupapes d'échappement 25 sont ouvertes et l'air comprimé est évacué, tandis que la soupape d'admission 24 est fermée. FIG. 2 represents the same assembly, the piston 10 being in the low position, the spring 15 being compressed. In this case, the lower surface 13 of the piston 10 is very close to or in contact with the bottom 21 of the piston 20. The upper surface 11, 12 of the piston is at or below that of the surface 1 of the road, following the passage of a vehicle wheel over this upper surface of the piston 10. In this position, the exhaust valves 25 are open and the compressed air is evacuated, while the intake valve 24 is closed.
La figure 3 montre une partie d'une rangée constituée de plusieurs ensembles piston 10/cylindre 20. En effet, le procédé selon l'invention est destiné à prélever sur chaque véhicule roulant sur une chaussée une petite quantité d'énergie à chaque fois que ce véhicule passe sur une rangée d'ensembles, telle que représentée sur cette figure 3. A cet effet, les cylindres 20 de cette mme rangée sont placés les uns à côté des autres, transversalement à l'axe de la route, et donc transversalement au déplacement des véhicules. FIG. 3 shows part of a row made up of several piston 10 / cylinder 20 assemblies. In fact, the method according to the invention is intended to take from each vehicle traveling on a roadway a small amount of energy each time that this vehicle passes over a row of assemblies, as shown in this FIG. 3. For this purpose, the cylinders 20 of this same row are placed one beside the other, transverse to the axis of the road, and therefore transversely moving vehicles.
Les cylindres 20 étant rapprochés les uns des autres, chaque roue de chaque véhicule, lors du passage au-dessus de cette rangée, enfonce au moins un cylindre 10, si ce n'est deux cylindres. De la sorte, grâce à l'énergie de roulement du véhicule et de son poids, la quantité d'air se trouvant entre le piston 10 et le cylindre 20 se trouve comprimée et échappée par les soupapes d'échappement 25.The cylinders 20 being brought closer to each other, each wheel of each vehicle, when passing over this row, pushes at least one cylinder 10, if not two cylinders. In this way, thanks to the rolling energy of the vehicle and its weight, the quantity of air between the piston 10 and the cylinder 20 is compressed and escaped by the exhaust valves 25.
Un tube de distribution d'air 30 alimente chaque soupape d'admission par un tube d'admission 31 débouchant sur le fond de chaque cylindre 20. Ce tube de distribution d'air 30 possède, par exemple, une entrée 32 débouchant à l'extérieur, de façon recourbée pour éviter l'introduction de pluie ou d'autres particules ou objets gnants, pour permettre à une grande quantité d'air d'tre aspirée, afin d'alimenter tous les cylindres 20 de la rangée. De mme, un tube collecteur d'air comprimé 34 est relié à chaque sortie d'échappement de chaque cylindre 20 par des tubes d'échappement 35 pour collecter l'air comprimé de toute la rangée. On comprend ainsi qu'il est possible de récupérer une certaine quantité d'air comprimé avec une rangée d'ensembles cylindre/piston. An air distribution tube 30 supplies each intake valve with an intake tube 31 opening onto the bottom of each cylinder 20. This air distribution tube 30 has, for example, an inlet 32 opening to the outside, curved to avoid the introduction of rain or other annoying particles or objects, to allow a large amount of air to be sucked, in order to supply all the cylinders 20 of the row. Likewise, a compressed air collecting tube 34 is connected to each exhaust outlet of each cylinder 20 by exhaust tubes 35 to collect the compressed air from the entire row. It is thus understood that it is possible to recover a certain amount of compressed air with a row of cylinder / piston assemblies.
Sur cette figure 3, une vis 26 est placée latéralement dans chaque cylindre 20, de manière à déboucher du côté du piston 10, et en particulier dans une rainure longitudinale verticale 16 de celui-ci. La longueur de cette rainure 16 est calculée pour limiter la course du piston 10 et sert de butée pour éviter que le piston 10 ne s'échappe du cylindre 20. Cette vis 26 permet également de bloquer le piston 10 en rotation pour que la moitié inclinée 11 de la surface supérieure du piston 10 reste orientée de façon fixe du côté par où arrivent les véhicules circulant sur la chaussée. In this FIG. 3, a screw 26 is placed laterally in each cylinder 20, so as to open out on the side of the piston 10, and in particular in a vertical longitudinal groove 16 thereof. The length of this groove 16 is calculated to limit the stroke of the piston 10 and serves as a stop to prevent the piston 10 from escaping from the cylinder 20. This screw 26 also makes it possible to block the piston 10 in rotation so that the half inclines 11 of the upper surface of the piston 10 remains fixedly oriented on the side through which the vehicles traveling on the road arrive.
Les cylindres sont donc placés tout en travers de la route. The cylinders are therefore placed across the road.
La figure 4 permet de voir le mme ensemble en vue de dessous, et en particulier, l'arrivée de l'air par des tubes d'admission 31, alimentés par le tube de distribution 30 et les tubes d'échappement 35 débouchant chacun dans le tube collecteur d'air comprimé 34. Une structure de maintien 5 entoure les cylindres 20 pour constituer une rangée solidaire avant d'tre placée dans une tranchée en travers de la chaussée. FIG. 4 allows the same assembly to be seen in bottom view, and in particular, the arrival of air by intake tubes 31, supplied by the distribution tube 30 and the exhaust tubes 35 each opening into the compressed air collecting tube 34. A holding structure 5 surrounds the cylinders 20 to form an integral row before being placed in a trench across the road.
Il est envisagé d'utiliser plusieurs rangées d'ensembles cylindre/piston. De ce fait, plusieurs tubes collecteurs d'air comprimé 34 sont en communication par un collecteur principal schématisé par un trait mixte 36. Ce dernier débouche dans un réservoir 40 où l'air comprimé est stocké. L'énergie électrique peut tre alors fournie au moyen d'une turbine 41 entraînée par l'air comprimé et entrainant un ou plusieurs générateurs de courant électrique 42. It is envisaged to use several rows of cylinder / piston assemblies. Therefore, several compressed air collecting tubes 34 are in communication by a main collector shown diagrammatically by a dashed line 36. The latter opens into a tank 40 where the compressed air is stored. The electrical energy can then be supplied by means of a turbine 41 driven by the compressed air and driving one or more electric current generators 42.
Ainsi, plusieurs stations de pression peuvent tre installées transversalement à une chaussée à grande circulation pour prélever à plusieurs reprises une petite quantité d'énergie sur chaque véhicule de passage.Thus, several pressure stations can be installed transversely to a road with heavy traffic to draw several times a small amount of energy from each passing vehicle.
On comprend ainsi qu'une voiture ou un autre véhicule routier roulant sur la chaussée sur laquelle est installée une station de pression enfonce autant de pistons qu'elle possède de roues et qu'à chaque mouvement de piston, une petite quantité d'air comprimé est fournie à l'ensemble. Il est préférable que les pistons et les cylindres soient dimensionnés pour que chaque piston puisse descendre jusqu'au fond de chaque cylindre pour rentabiliser chaque passage de véhicule. Néanmoins, le dispositif selon l'invention est tributaire des différents diamètres de roues des véhicules qui emprunteront la route sur laquelle est installé le dispositif. It is thus understood that a car or other road vehicle traveling on the roadway on which a pressure station is installed pushes in as many pistons as it has wheels and that at each piston movement, a small amount of compressed air is provided to the assembly. It is preferable that the pistons and cylinders are dimensioned so that each piston can descend to the bottom of each cylinder to make profitable each passage of vehicle. However, the device according to the invention is dependent on the different wheel diameters of the vehicles which will take the road on which the device is installed.
Lorsque la voiture ou le véhicule routier dépasse les pistons d'une mme station, les ressorts des pistons enfoncés poussent ces derniers vers leur position haute, de l'air étant admis de nouveau entre chaque piston et chaque cylindre en vue d'tre comprimé à la prochaine occasion. When the car or the road vehicle exceeds the pistons of the same station, the springs of the depressed pistons push the latter towards their high position, air being admitted again between each piston and each cylinder in order to be compressed at the next opportunity.
Ainsi, une grande quantité d'air comprimé peut tre fournie en installant plusieurs stations de pression sur une portion d'autoroute à grande circulation, permettant ainsi de fournir une grande quantité d'énergie électrique. Thus, a large quantity of compressed air can be supplied by installing several pressure stations on a portion of motorway with high circulation, thus making it possible to supply a large quantity of electrical energy.
Cette réalisation décrite n'est qu'un exemple, d'autres solutions pouvant tre envisagées notamment au niveau de l'admission d'air. This embodiment described is only an example, other solutions could be envisaged, in particular at the level of air intake.
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
ST | Notification of lapse | ||
RN | Application for restoration | ||
FC | Decision of inpi director general to approve request for restoration | ||
ST | Notification of lapse |
Effective date: 20091231 |