FR2890416A1 - Mechanical power production method includes utilizing the pressure difference of a ballast container charged with natural pressure from a surface point by using a compressed air - Google Patents
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Abstract
Description
Il est bien connu que l'énergie hydroélectrique est obtenue à partir desIt is well known that hydroelectric power is obtained from
différences de pression sur un fleuve à l'aide d'un digue pour élèver le niveau de l'eau. differences in pressure on a river using a dike to raise the water level.
Cette invention produit méthodes et moyens pour exploiter les différences de pression entre l'espace ou le fond de la mer et la surface de la terre. This invention provides methods and means for exploiting pressure differences between the space or the seabed and the surface of the earth.
Dans le cas de l'espace, la différence de pression (1 at.) peut être exploité sur la surface de la terre à l'aide d'un récipient spatial fermé qui est équipé d'une valve. Quand ledit récipient entre sur la terre avec la valve fermée, le récipient est completement vide. En reliant l'entrée d'une turbine à l'atmosphère et en reliant la sortie de ladite turbine à le récipient spatial vide, en ouvrant la valve du récipient, un flux d'air est produit, en déplaçant la turbine. In the case of space, the pressure difference (1 at.) Can be exploited on the surface of the earth by means of a closed space container which is equipped with a valve. When said container enters the earth with the valve closed, the container is completely empty. By connecting the inlet of a turbine to the atmosphere and connecting the outlet of said turbine to the empty space container, by opening the valve of the container, a flow of air is produced, moving the turbine.
Dans le cas du fond de la mer, la différence de pression peut être exploitée par exemple au moyen d'un récipient d'air comprimé obtenu dans une capsule d'immersion ou au moyen d'un produit qui soit obtenu au moyen de les hautes pressions du fond de la mer. Dans le cas d'air comprimé, en reliant l'entrée d'une turbine à un récipient d'air comprimé obtenu selon cette invention et en reliant la sortie de ladite turbine à l'atmosphère, un flux d'air est produit, en déplaçant la turbine. In the case of the seabed, the difference in pressure can be exploited for example by means of a compressed air container obtained in an immersion capsule or by means of a product which is obtained by means of the In the case of compressed air, by connecting the inlet of a turbine to a compressed air container obtained according to this invention and connecting the outlet of said turbine to the atmosphere, a flow of of air is produced, moving the turbine.
Pour obtenir d'air comprimé, une capsule d'immersion est submergée au fond de mer au moyen d'un ballast démontable en laissant à l'eau de mer inonder la capsule d'immersion et compressant l'air de la capsule d'immersion dedans un récipient d'air comprimé. Quand la capsule d'immersion arrive au fond de la mer, une valve sépare l'air comprimé et l'eau de mer, alors le ballast démontable est enlevé et le capsule d'immersion retourne à la surface de la mer. Par le précédent la densité moyenne de la capsule d'immersion doit être au-dessous de la densité moyenne de l'eau de mer, et la densité moyenne de l'ensemble de capsule d'immersion et de ballast démontable doit être sur la densité de l'eau de mer. To obtain compressed air, an immersion capsule is submerged at the seabed by means of a removable ballast, allowing the seawater to flood the immersion capsule and compressing the air of the immersion capsule. inside a container of compressed air. When the immersion capsule arrives at the bottom of the sea, a valve separates the compressed air and sea water, then the removable ballast is removed and the immersion capsule returns to the sea surface. By the previous the average density of the immersion capsule must be below the average density of the seawater, and the average density of the immersion capsule and removable ballast assembly must be on the density of the sea water.
Au lieu d'air comprimé, la capsule d'immersion peut produire d'air liquide en arrangeant de plusieurs chambres d'expansion consécutives dans la capsule d'immersion, étant équipées lesdites chambres d'expansion avec valves d'isolement et dispositifs de refroidissement. Chaque valve d'isolement est commandée par la pression de la chambre d'expansion précédente. Instead of compressed air, the immersion capsule can produce liquid air by arranging several consecutive expansion chambers in the immersion capsule, being equipped with said expansion chambers with isolation valves and cooling devices. . Each isolation valve is controlled by the pressure of the previous expansion chamber.
En plus, puisque la solubilité dans l'eau de l'oxygène et l'azote sont très différents, il est possible d'employer l'invention pour séparer les deux gaz. In addition, since the solubility in water of oxygen and nitrogen are very different, it is possible to employ the invention to separate the two gases.
Aussi, il est possible d'employer la capsule d'immersion comme une chambre de réaction à haute pression, particulièrement pour l'eau de mer ou l'air comme matière première. Ainsi, il est possible d'obtenir de chlorure pressurisé, hydrogène pressurisé, ammoniaque, .. Also, it is possible to use the immersion capsule as a high pressure reaction chamber, particularly for seawater or air as raw material. Thus, it is possible to obtain pressurized chloride, pressurized hydrogen, ammonia, ..
Dans le cas de l'espace, le récipient spatial est le combustible parce que le soulèvement du récipient spatial pour le remplir de vide' n'est pas économiquement viable. Ainsi ledit récipient spatial serait une manière pour importer des métaux de l'espace, par exemple les métaux formés en plaques, et les plaques formés en cylindres vides. Chaque plaque doit tolérer au moins 1 at. de pression. Tellement le volume dudit cylindre peut être que le poids de cylindre soit compensé par le vide aerostatic du cylindre, étant: -D diamètre du cylindre, -L longueur, - surface 7t*(D2/2+D*L), -volume 7t*D2*L/4, -s masse/m2 du plaque du cylindre, -masse dy cylindre 7t*(D2/2+D*L)*s, - densité moyenne de cylindre 2*s/L+4*s/(7t*D), - 2*s/L+4*s/(7t*D) <= 1.29, en étant 1.29 Kg/m3 la densité de l'air sur la surface de la terre, -ledit volume du récipient spatial cylindrique laisse économiser d'énergie freinante. In the case of space, the space vessel is the fuel because the lifting of the space vessel to fill it with vacuum is not economically viable. Thus said space container would be a way to import metals from space, for example, metals formed into plates, and plates formed into empty cylinders. Each plate must tolerate at least 1 at. pressure. So the volume of said cylinder may be that the cylinder weight is compensated by the aerostatic vacuum of the cylinder, being: -D diameter of the cylinder, -L length, - surface 7t * (D2 / 2 + D * L), -volume 7t * D2 * L / 4, -s mass / m2 of cylinder plate, -mass dy cylinder 7t * (D2 / 2 + D * L) * s, - average cylinder density 2 * s / L + 4 * s / (7t * D), - 2 * s / L + 4 * s / (7t * D) <= 1.29, being 1.29 Kg / m3 the density of the air on the surface of the earth, -itit volume of the container Cylindrical space saves braking energy.
Au lieu de récipients spatiales cylindriques, ils peuvent être utilisés récipients spatiales sphériques, alors l'ecuation pour compenser les densités est 3*s/R<=1,29. Instead of cylindrical space vessels, they can be used spherical space vessels, then the discharge to compensate densities is 3 * s / R <= 1.29.
Un autre usage pour ledit récipient spatial vide est pour freiner le récipient spatial: en ouvrant le récipient spatial à l'entrée sur l'atmosphère, les forces d'aspiration produisent d'un effet freinant. Another use for said empty space container is to brake the space container: by opening the space container at the entrance to the atmosphere, the suction forces produce a braking effect.
Dans le cas du fond de la mer, le ballast et le fond de la mer sont le combustible. Puisque le ballast peut être pierre, blocaille, terre..., le combustible peut être inexhautible. In the case of the sea bed, the ballast and the bottom of the sea are the fuel. Since the ballast can be stone, rubble, earth ..., the fuel can be inexhaustible.
Quelques énergies sont montrées: -énergie cinétique de 1 m3 de vide: 27 Wh, -énergie cinétique de 1 Tm de pierre qui est submergée 1000 m: 2.7 kWh, -énergie calorifique de 1 m3 de méthane (0.7 kg): 10 kWh. Some energies are shown: - kinetic energy of 1 m3 of vacuum: 27 Wh, - kinetic energy of 1 Tm of stone which is submerged 1000 m: 2.7 kWh, - heat energy of 1 m3 of methane (0.7 kg): 10 kWh.
L'énergie produite accordant cette invention est très lointaine concernant l'énergie du pétrole, mais ladite énergie peut être directement employée pour obtenir de mouvement, d'air liquide, etc... En outre, l'invention peut être utilisé complémentairement aux travaux publics marins comme canal marin,.... The energy produced according to this invention is very far from the energy of the oil, but said energy can be directly used to obtain movement, liquid air, etc. In addition, the invention can be used in addition to the work marine public as a marine channel, ....
Suivant une courte description des figures: Following a short description of the figures:
Fig. 1. Arrangement général pour obtenir différences de pression du fond de la mer. Fig. 1. General arrangement to obtain pressure differences from the seabed.
Fig. 2. Capsule d'immersion pour obtenir d'air comprimé. Fig. 2. Immersion capsule to obtain compressed air.
Fig. 3. Commandement de la capsule d'immersion. Fig. 3. Command of the immersion capsule.
Fig. 4. Capsule d'immersion pour obtenir d'air liquide. Fig. 4. Immersion capsule to obtain liquid air.
Fig. 5. Capsule d'immersion pour obtenir d'azote et d'oxygène. Fig. 6, Capsule d'immersion pour obtenir d'ammoniaque. Fig. 5. Immersion capsule to obtain nitrogen and oxygen. Fig. 6, Immersion capsule to obtain ammonia.
Suivant le description plus détaillée de l'invention selon les figures. According to the more detailed description of the invention according to the figures.
Fig. 1 Arrangement général pour obtenir différences de pression du fond de la mer. Fig. 1 General arrangement for obtaining pressure differences from the seabed.
Dans un travail marin d'un canal (1), un premier récipient de ballast (2) est chargé, le récipient de ballast ayant des flotteurs (3) pour soutenir le ballast. In a marine work of a channel (1), a first ballast vessel (2) is loaded, the ballast vessel having floats (3) for supporting the ballast.
Quand le premier récipient de ballast est rempli ledit premier récipient est lié à un remorqueur (4) pour le transporter sur une zone d'immersion, dans ladite zone d'immersion le premier récipient de ballast est libéré du remorqueur, en étant lié à une capsule d'immersion (5), et un deuxième récipient de ballast vide (6) est récupéré de la capsule d'immersion. When the first ballast container is filled, said first container is tied to a tug (4) for transporting it to a dip zone, in said dip zone the first ballast container is released from the tug, being bound to a immersion capsule (5), and a second empty ballast container (6) is recovered from the immersion capsule.
Aussi un récipient de produit (7) est récupéré de la capsule d'immersion, étant changé par un autre récipient de produit vide. Le récipient de produit peut être d'air comprimé, d'air liquide, ... Also a product container (7) is recovered from the immersion capsule, being changed by another empty product container. The product container can be compressed air, liquid air, ...
Alors les flotteurs (3) sont libérés du premier récipient de ballast qui est relié à le deuxième récipient de ballast, alors la capsule d'immersion va au fond de mer poussé par le premier récipient de ballast. Le remorqueur transporte le deuxième récipient de ballast au travail marin du canal, en recommençant le cycle. Then the floats (3) are released from the first ballast vessel which is connected to the second ballast vessel, then the immersion capsule goes to the seabed pushed by the first ballast vessel. The tug carries the second ballast vessel to the marine work of the canal, restarting the cycle.
Fig. 2. Capsule d'immersion pour obtenir d'air comprimé. La capsule d'immersion (5) est équipée d'un récipient d'air comprimé (8), d'une valve d'isolement (9), d'un o plusieurs valves d'inondation ou de vidange (10), d'une valve de nivelantion de pression (10a), d'un crochet (11) pour lier la capsule d'immersion avec le récipient de ballast (2), d'une sonde de niveau d'eau (12) pour 20 mesurer le niveau d'eau dedans la capsule d'immersion, et d'un indicateur de pression (13) pour mesurer le pression dehors de la capsule d'immersion. Fig. 2. Immersion capsule to obtain compressed air. The immersion capsule (5) is equipped with a compressed air container (8), an isolation valve (9), a plurality of flood or drain valves (10), a pressure leveling valve (10a), a hook (11) for connecting the immersion capsule with the ballast container (2), a water level sensor (12) for measuring the water level in the immersion capsule, and a pressure indicator (13) for measuring the pressure out of the immersion capsule.
En outre pour éviter que l'air se dissolve dans l'eau de mer aux hautes pressions du fond de la mer, la capsule d'immersion peut être équipée d'un piston séparateur (17). Ledit piston séparateur déclenche la sonde de niveau d'eau (12). In addition, to prevent the air from dissolving in seawater at high sea-bed pressures, the immersion capsule can be equipped with a separating piston (17). Said separator piston triggers the water level sensor (12).
Le piston séparateur peut avoir un o plusieurs guides-axes. The separator piston may have one or more axis guides.
Le récipient de ballast (2) a un fond pliant (14) qui est commandé ou par la sonde de niveau d'eau ou par une sonde d'espace qui est programmée pour être activée à une distance prédéterminée (16). Quand la profondeur de la mer est connue, la sonde d'espace peut être l'indicateur de pression (13). En outre la sonde d'espace peut être un sonar (15). The ballast vessel (2) has a folding bottom (14) which is controlled by either the water level sensor or a space sensor which is programmed to be activated at a predetermined distance (16). When the depth of the sea is known, the space probe may be the pressure indicator (13). In addition, the space probe may be a sonar (15).
La densité moyenne de la capsule d'immersion doit être inférieure que la densité de l'eau de mer pour flotter pleine d'eau de mer et avec le récipient d'air comprimé. The average density of the immersion capsule should be less than the density of the seawater to float full of seawater and with the compressed air container.
La zone inférieure de la capsule d'immersion est plus lourde que la zone supérieure pour vidanger d'eau de mer. Pour vidanger la capsule d'immersion, la valve de nivelantion de pression (l0a) doit être ouverte. The lower zone of the immersion capsule is heavier than the upper zone for draining seawater. In order to drain the immersion capsule, the pressure leveling valve (10a) must be opened.
Le récipient de ballast vide doit flotter sur l'eau de la mer. The empty ballast vessel must float on the water of the sea.
En outre l'ensemble de capsule d'immersion et récipient de ballast sont équipés des dispositifs pour les signaliser ou radiolocalizer, bien sur ou au-dessous la surface de la mer, particulièrement placés sur la capsule d'immersion. In addition the immersion capsule set and ballast container are equipped with devices for signaling or radiolocalizing, of course or below the surface of the sea, particularly placed on the immersion capsule.
Les valves, le fond pliant, sondes... ils incluent dispositifs de commande, signaux de commande et circuits pour émettre et recevoir lesdits signaux de commande. The valves, the folding bottom, probes ... they include control devices, control signals and circuits for transmitting and receiving said control signals.
Fig. 3. Commandement de la capsule d'immersion. La valve d'isolement (9) est ouverte quand le récipient d'air comprimé (8) est adapté à la capsule d'immersion (5) et la valve d'isolement est fermée quand l'eau de mer atteint la sonde de niveau d'eau (12) ou la sonde d'espace est déclenchée. Fig. 3. Command of the immersion capsule. The isolation valve (9) is opened when the compressed air container (8) is fitted to the immersion capsule (5) and the isolation valve is closed when the seawater reaches the level probe of water (12) or the space probe is triggered.
Le fond pliant (14) est ouvert quand l'eau de mer atteint la sonde de niveau d'eau et la sonde d'espace est déclenchée. The folding bottom (14) is opened when the seawater reaches the water level probe and the space probe is triggered.
Les valves d'inondation (10) sont ouvertes quand l'indicateur de pression 10 (13) mesure une pression fixée (par exemple 1.1 at.). The flood valves (10) are open when the pressure indicator (13) measures a set pressure (for example 1.1 at.).
Plusieurs des fils électriques (18) transportent les signaux de commande de la sonde d'espace, la sonde de niveau d'eau et l'indicateur de pression à la valve d'isolement, le fond pliant et les valves d'inondation. Several of the electrical wires (18) carry the control signals of the space probe, the water level sensor and the pressure indicator to the isolation valve, the folding bottom and the flood valves.
Les dispositifs de commande peuvent être circuits électroniques (portes AND, OR ou NOT) ou électromécaniques (relais). The control devices can be electronic circuits (AND, OR or NOT gates) or electromechanical (relay).
Fig. 4. Capsule d'immersion pour obtenir d'air liquide. La capsule d'immersion (5) a par exemple de quatre chambres qui sont délimitées par les pistons (19) à (22), chaque piston étant équipé d'une valve d'expansion (19a à 22a) et d'un ancrage limite fixe (19d à 22d); les pistons (20) à (22) sont reliés chacun à une sonde de commande d'expasion (20b) à (22b), à un indicateur de pression limite (20e à 22e) et à un ancrage mobile (20c à 22c), lesdits ancrages mobiles sont pour éviter le mouvement de piston inopportunement. Fig. 4. Immersion capsule to obtain liquid air. The immersion capsule (5) has for example four chambers which are delimited by the pistons (19) to (22), each piston being equipped with an expansion valve (19a to 22a) and a limiting anchor fixed (19d to 22d); the pistons (20) to (22) are each connected to an expander control probe (20b) to (22b), a limit pressure indicator (20e to 22e) and a movable anchor (20c to 22c), said movable anchors are for preventing piston movement inappropriately.
Les valves d'expansion initialement sont fermées. The expansion valves initially are closed.
Les valves d'expansion et les ancrages mobiles sont commandés par les 30 sondes de commande d'expasion et l'indicateur de pression limite. Ainsi, étant i=20 ou 21 ou 22, quand le piston i-1 atteint la sonde ib, la valve ia est ouvert jusqu'à ce que l'indicateur de pression limite atteigne une pression prédéterminée, puis la valve ia est fermé, l'ancrage mobile ic est enlevé et la valve (i-1)a est ouvert pour passer l'eau de mer. Expansion valves and movable anchors are controlled by the 30 Expansion Control Probes and the Limit Pressure Indicator. Thus, being i = 20 or 21 or 22, when the piston i-1 reaches the probe ib, the valve ia is open until the limit pressure indicator reaches a predetermined pressure, then the valve ia is closed, the mobile anchor ic is removed and the valve (i-1) is open to pass the seawater.
Chaque ancrage limite fixe arrete le mouvement de son piston relié, soutenant le piston suivant jusqu'à ce que ce dernier piston doit être déplacé. Each fixed limit anchor stops the movement of its connected piston, supporting the next piston until the latter piston is to be moved.
Les murs de la capsule d'immersion doivent être conductrice de la chaleur 10 pour obtenir profit de la basse température du fond de la mer pour refroidir l'air comprimé. The walls of the immersion capsule must be heat conducting to take advantage of the low temperature of the seabed to cool the compressed air.
À l'heure de submerger la capsule d'immersion, les valves d'expansion doivent être fermées et les ancrage mobile doivent être activés. At the time of submerging the immersion capsule, the expansion valves must be closed and the mobile anchors must be activated.
Selon la capsule d'immersion est submergé, les sondes de commande d'expasion sont déclenchées, alors lesdites sondes de commande d'expansion ouvrent ses associées valves d'expansion, ..., ainsi l'air est refroidi et re-comprimé. According to the immersion capsule is submerged, the expaste control probes are triggered, then said expansion control probes open its associated expansion valves, ..., so the air is cooled and re-compressed.
Au lieu du récipient d'air comprimé un récipient d'air liquide (23) est fourni. Instead of the compressed air container a liquid air container (23) is provided.
Fig. 5. Capsule d'immersion pour obtenir d'azote et d'oxygène. Elle est très semblable que la fig.2, en ayant les différences suivantes: -la capsule d'immersion n'a pas le piston séparateur parce que l'oxygène doit être dissous dans l'eau de mer, -la sonde de niveau de l'eau est une bouée de niveau d'eau (12a), -un indicateur de pression interne (13a) pour mesurer la pression de l'eau dans la capsule d'immersion, -les murs de la capsule d'immersion doivent être forts, parce que de la pression du fond de la mer est transportée sur la surface de la mer. Fig. 5. Immersion capsule to obtain nitrogen and oxygen. It is very similar to fig.2, having the following differences: -the immersion capsule does not have the separator piston because the oxygen must be dissolved in the sea water, -the level probe of the water is a water level buoy (12a), -an internal pressure indicator (13a) for measuring the pressure of the water in the immersion capsule, -the walls of the immersion capsule must be strong, because of the pressure of the sea floor is transported on the surface of the sea.
Le fonctionnement est le suivant: - les valves d'inondation ou de vidange (10) sont ouvertes accordant la différence entre les pressions internes et externes obtenues à partir de l'indicateur de pression (13) et de l'indicateur de pression interne (13a), étant donné que la vitesse d'entrée de l'eau de mer est plus grande que la diffusion de l'oxygène dans l'eau de mer, pour éviter le gaspillage de l'oxygène, - sur le fond de la mer, l'eau de mer de la capsule d'immersion contient plus d'oxygène que d'azote et le récipient d'air comprimé (8) contient plus d'azote que l'oxygène (concernant la proportion habituelle de l'air), - quand le ballast est libéré, les valves d'inondation (10) sont fermées, ainsi la pression interne de la capsule d'immersion est la pression du fond de la mer en maintenant l'oxygène dissoute dans l'eau, - l'azote est enlevé avec le récipient d'air comprimé, -alors l'oxygène est obtenu par la valve d'isolement (9) à la pression atmosphérique parce que sa solubilité diminue avec la pression. The operation is as follows: - the flood or drain valves (10) are open giving the difference between the internal and external pressures obtained from the pressure indicator (13) and the internal pressure indicator ( 13a), since the seawater inlet velocity is greater than the diffusion of oxygen in seawater, to avoid the wasting of oxygen, - on the seabed , the seawater of the immersion capsule contains more oxygen than nitrogen and the compressed air container (8) contains more nitrogen than oxygen (concerning the usual proportion of air) - when the ballast is released, the flood valves (10) are closed, so the internal pressure of the immersion capsule is the pressure of the seabed by keeping the oxygen dissolved in the water, - nitrogen is removed with the compressed air container, then the oxygen is obtained by the isolation valve (9) at atmospheric pressure. its solubility decreases with pressure.
Fig. 6. Capsule d'immersion pour obtenir d'ammoniaque. La capsule d'immersion a trois chambres: une chambre d'eau de mer (24), une chambre de chlore (25) et une chambre d'air et hydrogène (26). En outre la capsule d'immersion comporte les électrodes (25a) et (26a), pistons séparateurs (17a) et (17b) et trappes séparatrices (24a) et (24b). Fig. 6. Immersion capsule to obtain ammonia. The immersion capsule has three chambers: a seawater chamber (24), a chlorine chamber (25) and an air and hydrogen chamber (26). In addition, the immersion cap comprises the electrodes (25a) and (26a), separating pistons (17a) and (17b) and separating traps (24a) and (24b).
L'eau de mer est électrolysé pour obtenir d'hydrogène pour réagir avec de 25 l'azote et l'oxygène, puis les trappes (24a) et (24b) sont fermées. The seawater is electrolyzed to obtain hydrogen to react with nitrogen and oxygen, then the traps (24a) and (24b) are closed.
Quand la capsule d'immersion atteint le fond de mer, un détonateur (29) qui est commandé à l'aide de la sonde d'espace est activé, détonant le mélange d'air et d'hydrogène. Chaleur, hydrogène, pression et azote produisent d'ammoniaque. When the immersion capsule reaches the seabed, a detonator (29) that is controlled using the space probe is activated, detonating the mixture of air and hydrogen. Heat, hydrogen, pressure and nitrogen produce ammonia.
Le chlore est récupéré sur le récipient de chlore (30) à d'haute pression, et l'ammoniaque est récupérée à la pression atmosphérique par la valve d'isolement (9). En outre l'eau de mer de la capsule d'immersion doit contenir d'ammoniaque et de soude caustique. The chlorine is recovered from the chlorine container (30) at high pressure, and the ammonia is recovered at atmospheric pressure through the isolation valve (9). In addition, the seawater from the immersion capsule must contain ammonia and caustic soda.
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
ST | Notification of lapse |
Effective date: 20120531 |