FR2943101A1 - Ecological system for producing energy, has float filling water when float is at high level while tank at high level vacuums contents in tank at low level so as to compensate weight of water in tank at low level at time of raising - Google Patents
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Abstract
Description
-1- SYSTEME ECOLOGIQUE POUR LA PRODUCTION D'ENERGIE DESCRIPTION DOMAINE DE L'INVENTION La présente invention concerne un système écologique pour la production d'énergie en continu par l'exploitation d'au moins deux sources d'énergie des types pesanteur et poussée d'Archimède. The present invention relates to an ecological system for the continuous production of energy by the exploitation of at least two energy sources of gravity and thrust types. BACKGROUND OF THE INVENTION Archimedes.
ARRIERE PLAN TECHNOLOGIQUE Il existe dans l'état de la technique de nombreux systèmes destinés à la production d'énergie par l'utilisation séparée ou combinée des effets de la pesanteur et de la poussée d'Archimède. Ils présentent tous des avantages et des inconvénients qui sont directement liés à leur 10 conception. RESUME DE L'INVENTION L'invention vise à réaliser un système du genre en question présentant des caractéristiques nouvelles et originales. A cet effet, le système selon l'invention se caractérise essentiellement en ce qu'il 15 comporte un premier sous-ensemble constitué d'au moins une paire de cuves situées sur deux niveaux, l'un bas et l'autre haut, agencées de telle manière que lorsque l'une d'elles, qui est alors située au niveau haut, se vide du fluide, notamment de l'eau qu'elle contient, l'autre, qui est alors située au niveau bas, se remplit avec ladite eau qui est transférée au moyen d'une canalisation qui comporte une turbine destinée à 20 produire de l'énergie à partir de la chute par gravité de l'eau transférée. Selon les caractéristiques basiques de réalisation du premier sous-ensemble, selon l'invention : - chaque paire de cuves est solidarisée à un mécanisme de renvoi, du type câble (5) et poulies, apte à permettre le passage simultané de la première cuve du niveau haut au 25 niveau bas et de la deuxième cuve du niveau bas au niveau haut et réciproquement ; - chaque cuve est solidarisée à un flotteur, situé dans un bassin contenant un liquide, notamment de l'eau, qui se vide, par gravité, de l'eau qu'il contient lorsque la cuve correspondante, qui est alors située au niveau bas, se remplit d'eau, de manière à la remonter, une fois pleine, sous l'effet de la poussée d'Archimède qui s'exerce sur le 30 flotteur correspondant, une fois vide, qui passe alors d'un niveau bas à un niveau haut entraînant la cuve correspondante du niveau bas au niveau haut ; - chaque flotteur se remplit d'eau, lorsqu'il est au niveau haut, pendant que la cuve correspondante, qui est alors située au niveau haut, vide son contenu dans l'autre cuve, qui est alors située au niveau bas, de manière à compenser le poids de l'eau contenue dans ladite cuve, une fois pleine, lors de sa remontée. Selon des caractéristiques particulières de réalisation du premier sous-ensemble, selon l'invention : - le mécanisme de renvoi simultané des cuves d'un niveau à l'autre et réciproquement, comporte des masselottes aptes à compenser les différences de poussée qui s'exercent sur les flotteurs entre les niveaux bas et haut ; - chaque flotteur transfère l'eau qu'il contient, par gravité, lorsqu'il est au niveau bas, dans une cuve située dans une cloche, contenant de l'air pressurisé, qui se trouve 10 dans le bassin, sous ledit niveau bas. Le système selon l'invention se caractérise également en ce qu'il comporte un deuxième sous ensemble, destiné à produire un complément d'énergie et à compenser la perte d'air pressurisé contenu dans la cloche lorsque ledit air est utilisé pour vider les cuves de l'eau qu'elles contiennent. 15 Ledit sous-ensemble est essentiellement constitué : - d'un bassin contenant un fluide, plus particulièrement de l'eau ; - d'une masse, faisant office de piston, qui descend, par gravité, d'un niveau haut à un niveau bas, dans une chambre, remplie d'air, qui est placée verticalement dans ledit bassin ; 20 - d'au moins un flotteur, solidaire dudit piston par l'intermédiaire d'une structure, qui descend dans le bassin, par gravité, quand ledit flotteur est rempli d'eau ; - d'une série de masses, de poids décroissants, soulevées les unes à la suite des autres, au moyen de mécanismes appropriés, du type crémaillère, pignons et chaînes, au fur et à mesure que le piston et le ou les flotteurs descendent, par paliers, dans la 25 chambre, de manière à constituer une réserve d'énergie destinée à aider à la remontée du piston dans la phase suivante où le ou les flotteurs ont été vidés de leur contenu, lorsqu'ils sont au niveau bas, par de l'air comprimé, provenant de ladite chambre. Selon des particularités de réalisation dudit deuxième sous-ensemble : - les masses précédentes sont associées à des masselottes pivotantes destinées à 30 compenser les différences de poussée qui s'exercent sur le piston lors de sa remontée ; - le fond de la chambre précédente comporte un canalisation d'air pressurisé destiné à alimenter la cloche d'air Les différentes énergies produites peuvent être en partie réutilisées pour le 35 fonctionnement du système lui-même. BACKGROUND TECHNOLOGY There are many systems in the state of the art for the production of energy by the separate or combined use of the effects of gravity and buoyancy. They all have advantages and disadvantages that are directly related to their design. SUMMARY OF THE INVENTION The invention aims to achieve a system of the kind in question with new and original features. For this purpose, the system according to the invention is essentially characterized in that it comprises a first subset consisting of at least one pair of tanks located on two levels, one low and the other high, arranged in such a way that when one of them, which is then situated at the high level, is empty of the fluid, in particular of the water which it contains, the other, which is then situated at the low level, fills with said water being transferred by means of a pipe which comprises a turbine for producing energy from the gravity drop of the transferred water. According to the basic features of realization of the first subassembly, according to the invention: - each pair of tanks is secured to a return mechanism, cable type (5) and pulleys, able to allow the simultaneous passage of the first tank of the high level at low level and second tank from low level to high level and vice versa; - Each tank is secured to a float, located in a basin containing a liquid, including water, which empties, by gravity, the water it contains when the corresponding tank, which is then located at low level fills up with water, so as to raise it, once full, under the effect of the buoyancy pressure which is exerted on the corresponding float, once empty, which then passes from a low level to a high level causing the corresponding tank from the low level to the high level; each float fills with water, when it is at the high level, while the corresponding tank, which is then situated at the high level, empties its contents into the other tank, which is then situated at the low level, so to compensate the weight of the water contained in said tank, once full, during its ascent. According to particular features of realization of the first subassembly, according to the invention: - the mechanism of simultaneous return tanks from one level to another and vice versa, comprises weights able to compensate for the differences in thrust that are exerted on the floats between the low and high levels; each float transfers the water it contains, by gravity, when it is at a low level, into a tank situated in a bell, containing pressurized air, which is in the basin, beneath said low level . The system according to the invention is also characterized in that it comprises a second subassembly, intended to produce additional energy and to compensate for the loss of pressurized air contained in the bell when said air is used to empty the tanks. of the water they contain. Said subset consists essentially of: a basin containing a fluid, more particularly water; - a mass, acting piston, which descends, by gravity, a high level to a low level, in a room, filled with air, which is placed vertically in said basin; At least one float, integral with said piston via a structure, which descends into the basin, by gravity, when said float is filled with water; a series of masses, of decreasing weight, raised one after the other, by means of appropriate mechanisms, of the rack-and-pinion type, gears and chains, as the piston and the float (s) descend, in stages, in the chamber, so as to constitute a reserve of energy intended to assist in raising the piston in the next phase where the float or floats have been emptied of their contents, when they are at the low level, by compressed air from said chamber. According to embodiments of said second subassembly: the preceding masses are associated with pivoting weights intended to compensate for the differences in thrust exerted on the piston during its ascent; the bottom of the preceding chamber comprises a pressurized air duct intended to feed the air bell. The different energies produced can be partly reused for the operation of the system itself.
PRESENTATION DES FIGURES Les caractéristiques et les avantages de l'invention vont apparaître plus clairement à la lecture de la description détaillée qui suit d'au moins un mode de réalisation préféré de celle-ci donné à titre d'exemple non limitatif et représenté aux dessins annexés. PRESENTATION OF THE FIGURES The characteristics and advantages of the invention will appear more clearly on reading the detailed description which follows of at least one preferred embodiment thereof given by way of non-limiting example and shown in the drawings. attached.
Sur ces dessins : - la figure 1 est une vue schématique, en coupe longitudinale, du premier sous-ensemble du système selon l'invention ; - la figure 2 est une vue schématique, en coupe longitudinale, du deuxième sous-ensemble du système selon l'invention, destiné à être couplé au premier ; - la figure 3 est une vue de détail du mécanisme d'entraînement des masselottes destinées à constituer des réserves d'énergie utilisables pour faire fonctionner le système. DESCRIPTION DETAILLEE DE L'INVENTION Le système représenté aux figures, qui est destiné à la production d'énergie en continu au moyen d'au moins deux sources d'énergie des types pesanteur et poussée d'Archimède , comporte (figure 1) un premier sous-ensemble constitué d'au moins une paire de cuves (1,2) situées sur deux niveaux, l'un bas (H1) et l'autre haut (H2), agencées de telle manière que lorsque l'une (1), qui est alors située au niveau haut (H2), se vide du liquide, notamment de l'eau, qu'elle contient, l'autre (2), qui est alors située au niveau bas (H1), se remplit avec ladite eau qui est transférée au moyen d'une canalisation (3) qui comporte une turbine (4) destinée à produire de l'énergie à partir de la chute par gravité de l'eau transférée. Chaque paire de cuves (1,2) est solidarisée à un mécanisme de renvoi, du type câble (5) et poulies (6), apte à permettre le passage simultané de la cuve (1) du niveau haut (H2) au niveau bas (H1) et de la cuve (2) du niveau bas (H1) au niveau haut (H2) et réciproquement. Chaque cuve (1,2) est solidarisée à un flotteur (7,8), situé dans un bassin (9) contenant un liquide, notamment de l'eau, qui se vide, par gravité, de l'eau qu'il contient lorsque la cuve correspondante (1,2), qui est alors située au niveau bas (H1), se remplit d'eau, de manière à la remonter, une fois pleine, sous l'effet de la poussée d'Archimède qui s'exerce sur le flotteur (7,8) correspondant, une fois vide, qui passe alors d'un niveau bas (H3) à un niveau haut (H4) entraînant la cuve (1,2) correspondante du niveau bas (H1) au niveau haut (H2) ; Chaque flotteur (7,8) se remplit d'eau, lorsqu'il est au niveau haut (H4), pendant que la cuve (1,2) correspondante, qui est alors située au niveau haut (H2), vide son contenu dans l'autre cuve (1,2), qui est alors située au niveau bas (H1), de manière à compenser le poids de l'eau contenue dans ladite cuve, une fois pleine, lors de sa remontée. Le mécanisme (5,6) de renvoi simultané des cuves (1,2) d'un niveau (H1) à l'autre (H2) et réciproquement, comporte des masselottes (10,11) aptes à compenser les différences de poussée qui s'exercent sur les flotteurs (7,8) entre les niveaux bas (H3) et haut (H4). Les flotteurs (7,8) sont associés à des moyens de verrouillage bas (12) et haut (13) qui sont activés pendant les phases de remplissage et de vidange. In these drawings: - Figure 1 is a schematic view, in longitudinal section, of the first subset of the system according to the invention; - Figure 2 is a schematic view, in longitudinal section, of the second subset of the system according to the invention, intended to be coupled to the first; FIG. 3 is a detailed view of the mechanism for driving the flyweights intended to constitute energy reserves that can be used to make the system work. DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The system represented in the figures, which is intended for the continuous production of energy by means of at least two energy sources of the gravity and buoyancy types of Archimedes, comprises (FIG. sub-assembly consisting of at least one pair of tanks (1,2) located on two levels, one low (H1) and the other high (H2), arranged in such a way that when one (1) , which is then located at the high level (H2), is emptied of the liquid, in particular water, which it contains, the other (2), which is then located at the low level (H1), fills with said water which is transferred by means of a pipe (3) which comprises a turbine (4) for producing energy from the gravity drop of the transferred water. Each pair of tanks (1,2) is secured to a return mechanism, cable type (5) and pulleys (6), able to allow the simultaneous passage of the tank (1) of the high level (H2) at low level (H1) and the tank (2) from the low level (H1) to the high level (H2) and vice versa. Each tank (1,2) is secured to a float (7,8), located in a basin (9) containing a liquid, in particular water, which empties, by gravity, the water contained therein when the corresponding tank (1,2), which is then located at the low level (H1), fills with water, so as to raise it, once full, under the effect of the buoyancy Archimedes' exerts on the corresponding float (7,8), when empty, which then passes from a low level (H3) to a high level (H4) causing the corresponding tank (1,2) from the low level (H1) to the level high (H2); Each float (7,8) fills with water, when it is at the high level (H4), while the corresponding tank (1,2), which is then situated at the high level (H2), empties its contents into the other tank (1,2), which is then located at the low level (H1), so as to compensate for the weight of the water contained in said tank, once full, during its ascent. The mechanism (5, 6) for simultaneous return of the tanks (1, 2) from one level (H1) to the other (H2) and vice versa, comprises weights (10, 11) able to compensate for the differences in thrust which exerted on the floats (7,8) between the low (H3) and high (H4) levels. The floats (7,8) are associated with low (12) and high (13) locking means which are activated during the filling and emptying phases.
Chaque flotteur (7,8) transfère l'eau qu'il contient, par gravité, lorsqu'il est au niveau bas (H3), dans une cuve (14,15) située dans une cloche (16), contenant de l'air pressurisé, qui se trouve dans le bassin (9), sous ledit niveau bas (H3). L'air pressurisé contenu dans la cloche (16) est utilisé pour chasser l'eau de chaque cuve (14,15) et pour déplacer un piston (17,18) qui actionne un axe (19,20), destiné à produire un complément d'énergie, associé à une masselotte pivotante (21,22) apte à compenser les différences de poussée qui s'exercent sur chaque piston (17,18) lors de leur déplacement. Ladite énergie peut être utilisée, en partie, comme énergie d'appoint destinée au fonctionnement du système. La canalisation (3) de transfert de l'eau entre les cuves (1) et (2) comporte au moins une électrovanne (38) qui est ouverte pendant les phases de remplissage et de vidange et dont l'ouverture peut être pilotée par un microprocesseur en fonction de la demande. Chaque flotteur (7,8) comporte des électrovannes (39) destinées à son remplissage et à sa vidange. Each float (7,8) transfers the water it contains, by gravity, when it is at the low level (H3), into a tank (14,15) located in a bell (16), containing water. pressurized air, which is in the basin (9), under said low level (H3). The pressurized air contained in the bell (16) is used to drive water from each tank (14,15) and to move a piston (17,18) which actuates an axis (19,20), intended to produce a complement energy, associated with a swivel flyweight (21,22) capable of compensating for the differences in thrust exerted on each piston (17,18) during their displacement. Said energy may be used, in part, as backup energy for the operation of the system. The pipe (3) for transferring water between the tanks (1) and (2) comprises at least one solenoid valve (38) which is open during the filling and emptying phases and whose opening can be controlled by a microprocessor according to the demand. Each float (7,8) comprises solenoid valves (39) for filling and emptying.
Chaque cuve (14,15) comporte des électrovannes (40) destinées à son remplissage, à sa vidange et à sa mise en communication avec le piston (17,18) correspondant. Chaque cuve (1,2) est reliée au flotteur (7,8) correspondant au moyen d'une structure (36). Le premier sous-ensemble comporte également des vannes (41) destinées à chasser l'air de celui-ci qui peut être utilisé, en partie, comme énergie d'appoint destinée au fonctionnement du système. Les parties délimitées par le repère (A) correspondent au couple cuve (15) et piston (18) afin de montrer le fonctionnement des cycles de remplissage et de vidange de ladite cuve (15). II en serait de même avec les couples cuve (14) et piston (17). Each tank (14, 15) comprises solenoid valves (40) for filling, emptying and placing in communication with the corresponding piston (17, 18). Each tank (1,2) is connected to the corresponding float (7,8) by means of a structure (36). The first subassembly also includes valves (41) for expelling air therefrom which may be used, in part, as backup energy for system operation. The parts delimited by the reference (A) correspond to the pair of vats (15) and piston (18) in order to show the operation of the filling and emptying cycles of said vat (15). It would be the same with the tub (14) and piston (17).
Elles montrent également le fonctionnement des masselottes (22) et par similarité des masselottes (21). Le système représenté aux figures comporte également (figures 2 et 3) un deuxième sous ensemble, destiné à produire un complément d'énergie et à compenser la perte d'air pressurisé contenu dans la cloche (16) qui est utilisé en partie pour vider les cuves (14,15) de l'eau qu'elles contiennent. Ledit deuxième sous-ensemble est constitué : - d'un bassin (23) contenant un liquide, notamment de l'eau ; - d'une masse (24), faisant office de piston, qui descend, par gravité, d'un niveau haut (H6) à un niveau bas (H5), dans une chambre (25), remplie d'air, qui est placée verticalement dans ledit bassin (23) ; - d'au moins un flotteur (26), solidaire dudit piston (24) par l'intermédiaire d'une structure (27), qui descend dans le bassin (23), par gravité, quand ledit flotteur est rempli d'eau ; - d'une série de masses (28), de poids décroissants, soulevées les unes à la suite des autres, au moyen de mécanismes appropriés, du type crémaillère (29), pignons (30) et chaînes (31), ou de tout autre type de mécanisme équivalent, au fur et à mesure que la masse (24) et le ou les flotteurs (26) descendent, par paliers, dans la chambre (25), de manière à constituer une réserve d'énergie destinée à remonter la masse (24) dans la phase suivante où le ou les flotteurs (26) ont été vidés de leur contenu, lorsqu'ils sont au niveau bas (H5), par de l'air comprimé, provenant de ladite chambre (25), afin d'exploiter la poussée d'Archimède qui s'exerce sur eux. II existe un autre mécanisme (non représenté) de démultiplication de mouvement destiné à réguler la remontée de la masse (24) par rapport à la descente de l'ensemble des masses (28). Les masses (28) sont associées à des masselottes pivotantes (33) aptes à compenser les différences de pression qui s'exercent sur le piston (24) lors de sa descente. Le fond de la chambre (25) comporte des électrovannes (43) destinées à permettre le transfert de l'air pressurisé : - vers la cloche d'air (16) via une canalisation (34) ; - vers les flotteurs (26) ; - de l'extérieur vers l'intérieur de la chambre (25), via la canalisation (44), lors de la remontée du piston (24). La chambre (25) comporte des paliers (P1) et (P2) destinés à effectuer le transfert d'air pressurisé vers la cloche (16) et le ou les flotteurs (26). They also show the operation of the weights (22) and the similarity of the weights (21). The system shown in the figures also comprises (FIGS. 2 and 3) a second subassembly intended to produce additional energy and to compensate for the loss of pressurized air contained in the bell (16) which is used in part to empty the vats (14,15) of the water they contain. Said second subassembly consists of: - a basin (23) containing a liquid, in particular water; - a mass (24), acting as piston, which descends, by gravity, from a high level (H6) to a low level (H5), in a chamber (25), filled with air, which is positioned vertically in said basin (23); - at least one float (26) secured to said piston (24) via a structure (27), which descends into the basin (23), by gravity, when said float is filled with water; - a series of masses (28), of decreasing weight, lifted one after the other, by means of appropriate mechanisms, the rack type (29), pinions (30) and chains (31), or any another type of equivalent mechanism, as the mass (24) and the float (s) (26) descend, in steps, into the chamber (25), so as to constitute a reserve of energy intended to go up the mass (24) in the next phase where the float (s) (26) have been emptied of their contents, when they are at the low level (H5), by compressed air, coming from said chamber (25), so to exploit the buoyancy of Archimedes which is exerted on them. There is another mechanism (not shown) of movement reduction for regulating the rise of the mass (24) relative to the descent of all the masses (28). The masses (28) are associated with pivoting weights (33) able to compensate for the pressure differences exerted on the piston (24) during its descent. The bottom of the chamber (25) includes solenoid valves (43) for allowing the transfer of pressurized air: - to the air bell (16) via a pipe (34); - to the floats (26); - From the outside towards the inside of the chamber (25), via the pipe (44), during the ascent of the piston (24). The chamber (25) has bearings (P1) and (P2) for effecting the transfer of pressurized air to the bell (16) and the float (s) (26).
II existe d'autres paliers (PN) destinés à la remontée des masselottes (28) dans l'ordre décroissant. Lors de son déplacement vertical, la structure (27) peut entraîner une turbine (35) destinée à produire de l'énergie. There are other bearings (PN) for raising the weights (28) in descending order. During its vertical movement, the structure (27) can drive a turbine (35) for producing energy.
Chaque flotteur (26) comporte des électrovannes (42) qui permettent le remplissage et la vidange et leur mise en communication avec la chambre (25). Un dispositif de guidage en translation (37) de la structure (27), donc du flotteur (26) et du piston (24), peut également constituer une masse additionnelle à la masse (24). Le remplissage et la vidange des cuves (1,2) peuvent servir au fonctionnement d'un autre système associé apte à produire également de l'énergie. Plusieurs sous-ensembles peuvent être juxtaposés pour additionner leurs effets. Bien entendu, l'homme de métier sera apte à réaliser l'invention telle que décrite et représentée en appliquant et en adaptant des moyens connus sans qu'il soit nécessaire de les décrire ou de les représenter. Each float (26) comprises solenoid valves (42) which allow filling and emptying and placing them in communication with the chamber (25). A translational guiding device (37) of the structure (27), therefore of the float (26) and the piston (24), can also constitute an additional mass to the mass (24). The filling and emptying of the tanks (1, 2) can be used for the operation of another associated system capable of also producing energy. Several subsets can be juxtaposed to add their effects. Of course, those skilled in the art will be able to carry out the invention as described and represented by applying and adapting known means without it being necessary to describe them or to represent them.
II pourra également prévoir d'autres variantes sans pour cela sortir du cadre de l'invention qui est déterminé par la teneur des revendications. It may also provide other variants without departing from the scope of the invention which is determined by the content of the claims.
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