FR2970747A1

FR2970747A1 - Electricity producing device e.g. wind turbine, has hydraulic circuit comprising hydraulic motor, accumulator filled with nitrogen, and electric circuit comprising electric generator for load shedding

Info

Publication number: FR2970747A1
Application number: FR1100193A
Authority: FR
Inventors: Mohamed Bachiri
Original assignee: Mohamed Bachiri
Current assignee: FINANCIERE TIL, FR; MOHAMED BACHIRI, FR
Priority date: 2011-01-24
Filing date: 2011-01-24
Publication date: 2012-07-27

Abstract

The device has a water circuit comprising a water collector, a set of motorized valves, two water tanks and a water discharge circuit. A hydraulic circuit comprises a hydraulic motor. An accumulator is filled with nitrogen. An electric circuit comprises an electric generator for load shedding. The motorized valve is opened and a manually-operated valve is closed for filling of water in the tank by gravity. A pneumatic pump expels compressed air via an air circuit to a compressed air container and hydraulic pressure intensifiers.

Description

La présente invention concerne un dispositif permettant de créer de l'électricité sans apport continu d'énergie extérieure autre que l'énergie hydraulique, sans rejet ni pollution d'aucune sorte. Le nom attribué à ce dispositif est Poumon d'Archimède. Dans le domaine des énergies renouvelables, la création d'énergie électrique était jusqu'à présent possible, notamment pour un public de particuliers (foyers individuels ou semi-collectifs), avec l'apport d'une énergie extérieure (force mécanique, naturelle, électrique, pression, etc.) au dispositif créant l'énergie électrique ou transformant ce même apport initial en énergie électrique. Ainsi, une éolienne ou un dispositif photovoltaïque, pour ne citer que ces dispositifs ont recours à une force extérieure naturelle ou artificielle qui vient alimenter le fonctionnement du dispositif de façon non continue. Sans ces apports extérieurs, les systèmes ne sont pas autonomes et ne peuvent pas générer de l'électricité en continu une fois privée, pendant une durée plus ou moins longue, de ces mêmes sources d'alimentation extérieure (le vent pour les éoliennes, les rayons du soleil pour le photovoltaïque par exemple). De même, ces dispositifs produisant de l'énergie électrique en respectant l'environnement, ne peuvent pas être implantés, de façon optimale ou non, dans n'importe quel environnement. Le dispositif de l'invention intitulé Poumon d'Archimède et décrit ci-dessous permet de remédier en partie à ces inconvénients et d'assurer une alimentation électrique en continu sans apport électrique continu extérieur et de manière adaptée et dimensionnée aux besoins. Le poumon d'Archimède tel que représenté sur le schéma explicatif simple (schéma 000 en annexe) est constitué de : un circuit d'eau composé de : un collecteur avec une arrivée d'eau un ensemble de vannes motorisées deux cuves à eau avec flotteur un circuit d'évacuation de l'eau un circuit hydraulique composé de : un moteur hydraulique un ensemble de vérins pompe un ensemble de clapets avec aspiration et refoulement un accumulateur gonflé à l'azote un circuit électrique composé de : un générateur électrique un circuit utilisation un circuit de délestage L'ouverture de la vanne motorisée A et la fermeture de la vanne Al (liée mécaniquement) provoque le remplissage par gravité de la cuve à eau A. Le niveau augmentant dans la cuve à eau A, le flotteur monte et par l'intermédiaire de son bras 40 de levier actionne les pompes hydraulique A. Les pompes hydrauliques A expulsent le fluide sous pression dans le circuit hydraulique et permet, avec l'accumulateur hydraulique, de générer un débit sous pression qui fait tourner le moteur hydraulique en continu. Un multiplicateur mécanique permet d'augmenter la vitesse de rotation en sortie de moteur hydraulique et fait tourner le générateur électrique à la vitesse 45 nominale conseillée. Pour décrire dans le détail de son fonctionnement l'innovation du Poumon d'Archimède, il est également utile de rappeler que la poussée d'Archimède est égale au poids du volume d'eau déplacée ; elle s'exerce du bas vers le haut et est appliquée au centre de gravité de la partie immergée comme le rappel le schéma 50 suivant : 60 Poussée d'Archimède 55 Flotteur Eau Pour récupérer une énergie, il faut un déplacement vertical. En quantifiant 65 l'énergie sous la forme de la puissance. Elle s'exprime donc de la façon suivante : Pu F V Au niveau d'une chute d'eau, un bassin est situé entre l'amont et l'aval de la rivière. AMONT Deux vannes permettent de remplir et de vider le bassin ce qui permet de faire varier le niveau d'eau de ce dernier. Le flotteur montera et descendra avec l'eau du bassin. AVAL 70 75 80 Au niveau du paramétrage, nous avons les éléments suivants : / Pour la position du flotteur bas : Un petit volume de flotteur correspondant à la hauteur hm génère une poussée d'Archimède qui compense le poids du flotteur. (Sb 85 90 95 V1: V2: h: 100 hm : hp: hr. co : H: 105 z: Dv. (Sb) : (Sf) : Relations : 110 vanne amont; vanne aval ; hauteur du flotteur; hauteur de compensation du poids du flotteur; hauteur de poussée d'Archimède pour la phase de récupération d'énergie ; hauteur de réserve de sécurité; course du flotteur; hauteur de chute d'eau ; cote de position du flotteur ; diamètre de la vanne ; section du bassin (ce n'est pas une cote mais une aire donc entre ()) ; section du flotteur (ce n'est pas une cote mais une aire donc entre ()) ; H=hp+co h=hr+hp+hm / Pour la position début montée flotteur 115 / Pour la position flotteur en ha 120 125 130 135 140 Concernant le cycle de fonctionnement du Poumon d'Archimède, nous pouvons schématiquement le représenter de la façon suivante : En abscisse le temps. En ordonnée la cote z de position du flotteur. 145 Il y a 8 phases repérées de 1 à 8. 1 2 4 5 6 z 150 t. 155 tov l tme tfv2 tfv 1 tov2 tmf tde tdf : Ouverture vanne amont durée : tovl 2 : Montée de l'eau dans le bassin, le flotteur ne doit pas monter durée : tme 160 3 : Montée de l'eau et du flotteur, c'est la phase de récupération de l'énergie durée : tmf 4 : fermeture vanne amont durée : tfvl : ouverture vanne aval durée : tov2 6 : descente de l'eau dans le bassin, le flotteur ne doit pas bouger durée : tde 7 : descente de l'eau et du flotteur durée : tdf 165 8 : fermeture vanne aval durée : tfv2 La durée du cycle est égale à la somme des huit durées ci-dessus durée : tc The present invention relates to a device for creating electricity without continuous supply of external energy other than hydraulic energy, without rejection or pollution of any kind. The name given to this device is Lung of Archimedes. In the field of renewable energies, the creation of electrical energy was until now possible, particularly for a public of individuals (individual or semi-collective households), with the contribution of an external energy (mechanical strength, natural, electric, pressure, etc.) to the device creating the electrical energy or transforming the same initial input into electrical energy. Thus, a wind turbine or a photovoltaic device, to mention that these devices use a natural or artificial external force that comes to power the operation of the device non-continuously. Without these external inputs, the systems are not autonomous and can not generate electricity continuously once private, for a shorter or longer duration, these same external power sources (the wind for wind turbines, sunlight for photovoltaics for example). Similarly, these devices producing electrical energy respecting the environment, can not be implanted, optimally or not, in any environment. The device of the invention entitled Archimedean Lung and described below makes it possible to remedy in part these drawbacks and to ensure a continuous power supply without external DC electrical input and adapted and sized to the needs. The Archimedean lung as represented in the simple explanatory diagram (diagram 000 in appendix) consists of: a water circuit composed of: a collector with a water inlet a set of motorized valves two water tanks with float a water evacuation circuit a hydraulic circuit composed of: a hydraulic motor a set of cylinders pumps a set of valves with suction and discharge a nitrogen-filled accumulator an electric circuit composed of: an electric generator a circuit utilization a load shedding circuit The opening of the motorized valve A and the closing of the valve A1 (mechanically connected) causes the gravity filling of the water tank A. The increasing level in the water tank A, the float rises and by Via its lever arm 40 actuates the hydraulic pumps A. The hydraulic pumps A expel fluid under pressure in the hydraulic circuit and allows, with the hydraulic accumulator to generate a pressure flow that continuously rotates the hydraulic motor. A mechanical multiplier makes it possible to increase the rotational speed at the hydraulic motor output and makes the electric generator rotate at the recommended nominal speed. To describe in detail how it works the innovation of the Lung Archimedes, it is also useful to remember that the buoyancy of Archimedes is equal to the weight of the displaced volume of water; it is exerted from the bottom upwards and is applied to the center of gravity of the submerged part as the following diagram 50: 60 Archimedes' thrust 55 Float Water To recover energy, it is necessary to move vertically. Quantifying 65 energy in the form of power. It is therefore expressed as follows: Pu F V At the level of a waterfall, a basin is located between the upstream and downstream of the river. UPSTREAM Two valves allow to fill and empty the basin which allows to vary the water level of the latter. The float will go up and down with the pond water. AVAL 70 75 80 At the parameterization level, we have the following elements: / For the position of the low float: A small volume of float corresponding to the height hm generates an Archimedean thrust which compensates the weight of the float. (Sb 85 90 95 V1: V2: h: 100 hm: hp: hr co: H: 105 z: Dv. (Sb): (Sf): Relationships: 110 upstream valve; downstream valve; float height; float weight compensation, Archimedes thrust height for the energy recovery phase, safety reserve height, float stroke, water drop height, float position rating, valve diameter, section of the basin (it is not a dimension but an area therefore between ()); float section (it is not a dimension but an area therefore between ()); H = hp + co h = hr + hp + hm / For float start position 115 / For float position in ha 120 125 130 135 140 Concerning the operating cycle of Archimedean Lung, we can schematically represent it as follows: On the abscissa the time. float position z position 145 There are 8 phases marked from 1 to 8. 1 2 4 5 6 z 150 t 155 tfv2 tfv 1 tov2 tmf tde tdf: Opening of the upstream valve duration: tovl 2: Rise of the water in the basin, the float must not rise duration: tme 160 3: Rise of water and float, it is the energy recovery phase duration: tmf 4: closing upstream valve duration: tfvl: opening downstream valve duration: tov2 6: lowering of the water in the basin, the float must not move duration: tde 7: lowering of the water and the float duration: tdf 165 8: closing valve downtime duration: tfv2 The duration of the cycle is equal to the sum of the eight durations above duration: tc

Les flèches jaunes symbolisent les actions. Le numéro de chaque phase est inscrit en haut à gauche de chaque schéma.The yellow arrows symbolize actions. The number of each phase is written on the top left of each diagram.

170 175 180 185 190 195 0 205 Le dispositif selon l'invention est destiné à être implanté dans ou près de tout bâtiment ou construction de toute taille pour être alimenté en électricité en continu selon le principe détaillé plus haut. 170 175 180 185 190 195 0 205 The device according to the invention is intended to be implanted in or near any building or construction of any size to be supplied with electricity continuously according to the principle detailed above.

Claims

CLAIMS1) Device for creating electricity without continuous supply of external energy, without rejection or pollution of any kind characterized in that it is constituted in a specific configuration (operating diagrams inserted 215 in the body of the text) : a) a water circuit composed of a water collector, a set of motorized valves, two water tanks with float, a water evacuation circuit b) a compound circuit a set of pump cylinders c) a hydraulic circuit composed of a hydraulic motor, a nitrogen-filled accumulator, d) an electrical circuit composed of an electric generator, 220 of a use circuit, a load shedding circuit.

2) Device according to claim 1 characterized in that (Figure explanatory diagram) the opening of the motorized valve A and the closure of the valve Al (mechanically linked) causes the filling by gravity of the water tank A. The level increasing in the water tank A, the float rises and through 225 of its lever arm actuates the hydraulic pumps A. The pneumatic pumps A expel air under pressure in the air circuit to the compressed air reservoir and the hydraulic pressure multipliers. The control of the extraction cylinder B makes it possible to raise the water stored in the recovery tank B towards the main tank. Simultaneously, the motorized valve B 230 closes and the motorized valve B1 opens (mechanically linked), the water is evacuated by gravity into the recovery tank B, the level drops in the water tank B, the float descends and, via its lever arm, actuates the pneumatic pumps B in the direction of suction. The return of the extraction cylinder A makes it possible to prepare the recovery tank A 235 for the emptying of the water tank A. The pressurization of the air / oil pressure multipliers in an offset cycle by means of a control system. distribution allows, with the hydraulic accumulator, to generate a flow under pressure which turns the hydraulic motor continuously. A mechanical multiplier makes it possible to increase the rotation speed at the output of the hydraulic motor 240 and makes the electric generator rotate at the recommended nominal speed. Different options are possible on the basis of the same principle.

3) Device according to claim 2 characterized in that it (Figure explanatory diagram - 001) uses several types of energies: a) hydraulic water (tank, filling of water tanks and emptying of water tanks) c) a circuit245 hydraulic oil (transformation into hydraulic energy oil, with accumulation of energy in the accumulator, and rotation of the hydraulic motor), d) electrical energy (creation of alternating current 220 V 50hz single phase)

4) Device according to claim 3 characterized in that it completes the 250 also using several types of energies, but with a double-acting pneumatic cylinder for the ejection of water and integrating the elements a) Hydraulic water ( tank, filling of water tanks and emptying of water tanks), b) compressed air (creation of compressed air, compressed air network, control with two cylinders of water recovery tanks and transformation of compressed air 255 in fully biodegradable oil hydraulic power), (c) an oil hydraulic circuit (transformation of the pneumatic energy into hydraulic oil energy, with accumulation of energy in the accumulator, and rotation of the hydraulic motor), d) energy electrical (creation of alternating current 220 V 50hz single phase). 260

5) Device according to claim 4 characterized in that it has a similar operation to the other versions described above, but replacing the hydraulic power oil previously used a pneumatic motor and integrating elements a) hydraulic water (reservoir, filling of water tanks and emptying of water tanks), b) compressed air 265 (creation of compressed air, compressed air network, control with two cylinders of the water recovery tanks, accumulation of compressed air in reserve and rotation of the motor pneumatic), c) electrical energy (creation of alternating current 220 V 50hz single phase).

6) Device according to claim 5 characterized in that it has a similar operation to that described in claim 4, except that the entire oil hydraulic system comprising, the air / oil pressure multipliers, the hydraulic accumulator, the control and safety distribution, the hydraulic motor were removed and replaced by a pneumatic motor directly linked to the pneumatic circuit powered by the pumping actuators actuated by the floats.