FR3093542A1 - ENERGY RECOVERY SYSTEM IN A MOVING FLUID - Google Patents
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Abstract
------ SYSTEME DE RECUPERATION D’ENERGIE DANS UN FLUIDE EN MOUVEMENT L’invention a pour objet un système de récupération d’énergie (1) dans un fluide en mouvement, ledit système (1) comprenant un moyen d’ancrage (4) à un point fixe par rapport au fluide en mouvement, un moyen de flottaison (5) dans le fluide en mouvement et au moins une liaison flexible (7a, 7b) reliant le moyen de flottaison (5) au moyen d’ancrage (4), le moyen de flottaison (5) flottant dans le fluide en mouvement au-dessus du moyen d’ancrage (4), caractérisé par le fait que ledit système (1) comprend en outre au moins un boîtier étanche (6) fixé à l’au moins une liaison flexible (7a, 7b), chaque boîtier étanche (6) comprenant, à l’intérieur de celui-ci, un dispositif de récupération d’énergie (11) apte à récupérer de l’énergie par mouvement du boîtier étanche (6) associé dans le fluide en mouvement. Figure à publier avec l’abrégé : Figure 1------ ENERGY RECOVERY SYSTEM IN A MOVING FLUID The invention relates to an energy recovery system (1) in a moving fluid, said system (1) comprising anchoring means (4) at a fixed point with respect to the moving fluid, a means of flotation (5) in the moving fluid and at least one flexible connection (7a, 7b) connecting the flotation means (5) to the anchoring means (4), the flotation means (5) floating in the fluid in movement above the anchoring means (4), characterized in that said system (1) further comprises at least one sealed housing (6) attached to at least one flexible connection (7a, 7b), each sealed housing (6) comprising, inside the latter, an energy recovery device (11) capable of recovering energy by movement of the sealed housing (6) associated in the moving fluid. Figure to be published with the abstract: Figure 1
Description
La présente invention concerne le domaine de la récupération d’énergie, et porte en particulier sur un système de récupération d’énergie dans un fluide en mouvement.The present invention relates to the field of energy harvesting, and relates in particular to a system for harvesting energy in a moving fluid.
Afin de satisfaire à la demande croissante d’énergie, tout en essayant de réduire la consommation de ressources en énergie fossile, d’autres ressources d’énergie sont actuellement exploitées, telle que l’énergie solaire, l’énergie éolienne ou l’énergie marémotrice.In order to satisfy the increasing demand for energy, while trying to reduce the consumption of fossil energy resources, other energy resources are currently being exploited, such as solar energy, wind energy or solar energy. tidal.
L’énergie solaire requiert actuellement des dispositifs à semi-conducteurs, qui sont complexes à concevoir et qui ont une courte durée de vie. L’énergie solaire se présente en effet principalement sous la forme de panneaux photovoltaïques nécessitant actuellement des dispositifs à semi-conducteurs qui requièrent beaucoup d’énergie pour être fabriqués. En outre, la génération d’électricité solaire est limitée aux périodes disponibles d’ensoleillement, n’est pas disponible du tout pendant la nuit et est significativement réduite lors d’un temps nuageux.Solar energy currently requires semiconductor devices, which are complex to design and have a short lifespan. Solar energy comes mainly in the form of photovoltaic panels currently requiring semiconductor devices that require a lot of energy to manufacture. In addition, solar electricity generation is limited to available periods of sunshine, is not available at all at night, and is significantly reduced during cloudy weather.
L’énergie éolienne requiert de grands systèmes mécaniques pour fournir une énergie suffisante, lesquels systèmes sont onéreux à concevoir et à installer, et génèrent un bruit de rotation en utilisation (les turbines éoliennes générant une pollution sonore).Wind energy requires large mechanical systems to provide sufficient energy, which are expensive to design and install, and generate rotational noise in use (wind turbines generate noise pollution).
L’énergie marémotrice peut générer de grandes quantités d’énergie avec de grands systèmes mécaniques disposés soit vers les côtes, soit au large des côtes. L’inconvénient de ces systèmes est qu’ils doivent être en contact avec de l’eau en mouvement, ce qui implique une maintenance fréquente et génère de l’usure et de la corrosion dans lesdits systèmes mécaniques. Par conséquent, ces systèmes ont également une durée de vie limitée.Tidal power can generate large amounts of power with large mechanical systems arranged either inshore or offshore. The disadvantage of these systems is that they must be in contact with moving water, which involves frequent maintenance and generates wear and corrosion in said mechanical systems. Therefore, these systems also have a limited lifespan.
D’autres dispositifs ont été développés qui récupèrent de l’énergie à partir de l’environnement ambiant soit thermiquement tels que des pompes à chaleur, soit de manière cinétique par des dispositifs mécaniques récupérant de l’énergie à partir du mouvement accidentel d’autres systèmes, tels qu’une dynamo sur un vélo par exemple. Cependant, ces dispositifs sont très peu efficaces ou très peu fiables.Other devices have been developed which recover energy from the ambient environment either thermally such as heat pumps or kinetically by mechanical devices recovering energy from the accidental movement of other systems, such as a dynamo on a bicycle for example. However, these devices are very inefficient or very unreliable.
La demande de brevet britannique GB2459843A divulgue un ensemble de turbines à eau montées sur un arbre flexible entre un moyen de fixation au fond marin et un flotteur, ledit ensemble de turbines à eau étant immergé dans de l’eau en mouvement et permettant de récupérer de l’énergie électrique par rotation des turbines à eau dans l’eau en mouvement. Cependant, les turbines à eau sont en contact direct avec l’eau, ce qui provoque l’encrassement, l’usure et la corrosion desdites turbines à eau qui ont ainsi une durée de vie limitée. En outre, chaque turbine à eau permet de récupérer de l’énergie uniquement selon un seul axe de rotation, à savoir l’axe de rotation de la turbine à eau, ce qui ne permet pas une récupération optimale de l’énergie. En effet, les vibrations induites par vortex subies par les turbines à eau ne sont pas utilisées de manière optimale pour permettre de transformer en énergie électrique la totalité des mouvements subis par les turbines à eau selon toutes les directions possibles de déplacement. En outre, cet ensemble de turbines à eau ne permet également pas de réaliser un amortissement de l’amplitude des vibrations induites par vortex.British patent application GB2459843A discloses a set of water turbines mounted on a flexible shaft between a means of attachment to the seabed and a float, said set of water turbines being immersed in moving water and allowing the recovery of electrical energy by rotating water turbines in moving water. However, water turbines are in direct contact with water, which causes fouling, wear and corrosion of said water turbines which thus have a limited lifespan. In addition, each water turbine makes it possible to recover energy only along a single axis of rotation, namely the axis of rotation of the water turbine, which does not allow optimal recovery of energy. Indeed, the vibrations induced by vortex undergone by the water turbines are not used in an optimal way to make it possible to transform into electrical energy all the movements undergone by the water turbines according to all the possible directions of displacement. In addition, this set of water turbines also does not allow to achieve a damping of the amplitude of the vortex-induced vibrations.
La présente demande vise à résoudre les inconvénients de l’état antérieur de la technique, en proposant un système de récupération d’énergie dans un fluide en mouvement, ledit système comprenant au moins un dispositif de récupération d’énergie disposé dans un boîtier étanche fixé à au moins une liaison flexible entre un moyen d’ancrage et un moyen de flottaison. Le dispositif de récupération d’énergie est ainsi autonome, permet de générer de l’énergie électrique par mouvement du boîtier étanche dans toutes les directions possibles dans l’environnement instable du fluide en mouvement, comprend un mécanisme robuste et est isolé de l’environnement extérieur par le boîtier étanche pour permettre une durée de vie plus longue et des coûts de maintenance plus bas.The present application aims to solve the drawbacks of the prior state of the art, by proposing a system for recovering energy in a moving fluid, said system comprising at least one energy recovery device arranged in a sealed box fixed at least one flexible connection between an anchoring means and a flotation means. The energy harvesting device is thus autonomous, makes it possible to generate electrical energy by movement of the sealed casing in all possible directions in the unstable environment of the moving fluid, comprises a robust mechanism and is isolated from the environment. exterior through the waterproof housing to enable longer life and lower maintenance costs.
La présente invention a donc pour objet un système de récupération d’énergie dans un fluide en mouvement, ledit système comprenant un moyen d’ancrage à un point fixe par rapport au fluide en mouvement, un moyen de flottaison dans le fluide en mouvement et au moins une liaison flexible reliant le moyen de flottaison au moyen d’ancrage, de telle sorte que, lorsque le système de récupération d’énergie est installé dans un fluide en mouvement, le moyen de flottaison flotte dans le fluide en mouvement au-dessus du moyen d’ancrage, caractérisé par le fait que ledit système comprend en outre au moins un boîtier étanche fixé à l’au moins une liaison flexible, chaque boîtier étanche comprenant, à l’intérieur de celui-ci, un dispositif de récupération d’énergie apte à récupérer de l’énergie par mouvement du boîtier étanche associé dans le fluide en mouvement, ledit dispositif de récupération d’énergie comprenant : - un corps conçu pour se déplacer par rapport au boîtier étanche associé ; - des premier et deuxième arbres d’entrée alignés faisant saillie à partir de deux faces opposées du corps ; - un premier pendule monté sur l’extrémité distale du premier arbre d’entrée ; - un second pendule monté sur l’extrémité distale du deuxième arbre d’entrée ; - un arbre de sortie dont la direction est perpendiculaire à la direction des premier et deuxième arbres d’entrée ; - un roulement fixé à l’intérieur du boîtier étanche associé, dans lequel l’extrémité distale de l’arbre de sortie est en roue libre ; - un troisième arbre d’entrée aligné avec l’arbre de sortie, la direction du troisième arbre d’entrée étant perpendiculaire à la direction des premier et deuxième arbres d’entrée, une extrémité distale du troisième arbre d’entrée étant fixée à l’intérieur du boîtier étanche associé ; - des moyens de connexion mécanique au niveau de l’extrémité proximale de chacun des premier, deuxième et troisième arbres d’entrée qui sont à l’intérieur du corps, lesdits moyens de connexion mécanique fonctionnant avec un système de transmission disposé à l’intérieur du corps de telle sorte qu’un quelconque mouvement de rotation sur l’un quelconque des premier, deuxième et troisième arbres d’entrée est converti en un mouvement de rotation unidirectionnel sur l’arbre de sortie ; - un alternateur relié à l’arbre de sortie et configuré pour convertir le mouvement de rotation unidirectionnel de l’arbre de sortie en énergie électrique ; et - au moins une charge électrique reliée à l’alternateur, chaque charge électrique étant configurée pour stocker ou consommer de l’énergie électrique produite par l’alternateur.The subject of the present invention is therefore a system for recovering energy in a fluid in motion, said system comprising means for anchoring to a fixed point with respect to the fluid in motion, a means of flotation in the fluid in motion and at the least one flexible link connecting the buoyancy means to the anchoring means, such that when the energy recovery system is installed in a moving fluid, the buoyancy means floats in the moving fluid above the anchoring means, characterized in that said system further comprises at least one waterproof casing fixed to the at least one flexible connection, each waterproof casing comprising, inside the latter, a device for recovering energy capable of recovering energy by movement of the associated sealed casing in the moving fluid, said energy recovery device comprising: - a body designed to move relative to the associated sealed casing; - first and second aligned input shafts projecting from two opposite sides of the body; - a first pendulum mounted on the distal end of the first input shaft; - a second pendulum mounted on the distal end of the second input shaft; - an output shaft whose direction is perpendicular to the direction of the first and second input shafts; - a bearing fixed inside the associated waterproof casing, in which the distal end of the output shaft is freewheeling; - a third input shaft aligned with the output shaft, the direction of the third input shaft being perpendicular to the direction of the first and second input shafts, a distal end of the third input shaft being fixed to the inside the associated waterproof case; - mechanical connection means at the proximal end of each of the first, second and third input shafts which are inside the body, said mechanical connection means operating with a transmission system arranged inside of the body such that any rotational movement on any of the first, second and third input shafts is converted into unidirectional rotational movement on the output shaft; - an alternator connected to the output shaft and configured to convert the unidirectional rotational movement of the output shaft into electrical energy; and - at least one electrical load connected to the alternator, each electrical load being configured to store or consume electrical energy produced by the alternator.
Dans la présente demande, les termes « distale » et « proximale » pour une extrémité d’arbre sont définis par rapport au corps, l’extrémité distale d’un arbre étant l’extrémité de l’arbre qui est la plus éloignée du corps, et l’extrémité proximale d’un arbre étant l’extrémité de l’arbre qui est la plus proche du corps.In the present application, the terms "distal" and "proximal" for a shaft end are defined with respect to the body, the distal end of a shaft being the end of the shaft which is farthest from the body. , and the proximal end of a shaft being the end of the shaft which is closest to the body.
Il est à noter que le troisième arbre d’entrée et l’arbre de sortie sont, de préférence, montés de manière coaxiale.It should be noted that the third input shaft and the output shaft are preferably mounted coaxially.
Le dispositif de récupération d’énergie selon l’invention est ainsi conçu de telle sorte que son corps se déplace autour de son troisième arbre d’entrée fixé à l’intérieur du boîtier étanche associé, et possède deux pendules sur ses premier et second arbres d’entrée opposés, lesquels pendules se déplacent autour du corps par l’intermédiaire de leurs arbres d’entrée respectifs.The energy recovery device according to the invention is thus designed such that its body moves around its third input shaft fixed inside the associated sealed box, and has two pendulums on its first and second shafts opposite input shafts, which pendulums move around the body through their respective input shafts.
Un dispositif de récupération d’énergie permettant de convertir un quelconque mouvement de rotation sur l’un quelconque des trois arbres d’entrée en un mouvement de rotation unidirectionnel sur un unique arbre de sortie est décrit en détail dans la demande internationale PCT WO2015/044296A2 par le même inventeur et incorporée par référence à la présente description.An energy recovery device making it possible to convert any rotational movement on any one of the three input shafts into a unidirectional rotational movement on a single output shaft is described in detail in PCT international application WO2015/044296A2 by the same inventor and incorporated by reference herein.
Un avantage du dispositif de récupération d’énergie est que, lorsqu’il est fixé à l’intérieur du boîtier étanche disposé dans le fluide en mouvement, le corps se déplace par rapport au boîtier étanche, et les pendules se déplacent par rapport au corps, ce qui génère un mouvement converti en énergie sur l’arbre de sortie. Ceci signifie que le dispositif de récupération d’énergie selon l’invention peut générer de l’énergie par lui-même, lorsque son boîtier étanche est laissé dans l’environnement instable du fluide en mouvement. Le dispositif de récupération d’énergie permet ainsi de générer de l’énergie électrique par récupération de l’énergie de mouvement de son boîtier étanche dans toutes les directions possibles dans le fluide en mouvement.An advantage of the energy recovery device is that, when it is fixed inside the sealed casing disposed in the moving fluid, the body moves relative to the sealed casing, and the pendulums move relative to the body. , which generates motion converted into energy on the output shaft. This means that the energy harvesting device according to the invention can generate energy by itself, when its sealed casing is left in the unstable environment of the moving fluid. The energy harvesting device thus makes it possible to generate electrical energy by harvesting the energy of movement of its sealed case in all possible directions in the moving fluid.
Lorsque le système de récupération d’énergie est installé dans le fluide en mouvement, le moyen de flottaison flotte dans le fluide en mouvement au-dessus du moyen d’ancrage, la flottabilité du moyen de flottaison dans le fluide en mouvement étant due à la poussée d’Archimède subie par le moyen de flottaison dans le fluide en mouvement. Le moyen de flottaison permet ainsi de tirer l’au moins une liaison flexible vers le haut de manière à tendre cette dernière. L’au moins un boîtier étanche peut ainsi subir les courants du fluide en mouvement, ce qui entraîne la mise en mouvement de l’au moins un boîtier étanche dans le fluide en mouvement en raison de la flexibilité de l’au moins une liaison flexible. Le moyen d’ancrage permet de retenir la partie inférieure du système de récupération d’énergie dans le fluide en mouvement.When the energy recovery system is installed in the moving fluid, the flotation means floats in the moving fluid above the anchoring means, the buoyancy of the flotation means in the moving fluid being due to the Archimedean thrust experienced by the flotation means in the fluid in motion. The flotation means thus makes it possible to pull the at least one flexible connection upwards so as to tension the latter. The at least one sealed casing can thus be subjected to the currents of the moving fluid, which causes the at least one sealed casing to move in the moving fluid due to the flexibility of the at least one flexible connection . The anchoring means makes it possible to retain the lower part of the energy recovery system in the moving fluid.
Le moyen de flottaison peut soit être entièrement immergé dans le fluide en mouvement, soit flotté à la surface du fluide en mouvement, en fonction de la longueur de l’au moins une liaison flexible.The flotation means can either be completely submerged in the moving fluid or float on the surface of the moving fluid, depending on the length of the at least one flexible link.
Le moyen d’ancrage est, de préférence, ancré au sol (tel qu’un fond marin), mais pourrait également être ancré à une structure quelconque disposée dans le fluide en mouvement, sans s’écarter du cadre de la présenté invention.The anchoring means is preferably anchored to the ground (such as a seabed), but could also be anchored to any structure disposed in the moving fluid, without departing from the scope of the present invention.
Le dispositif de récupération d’énergie est disposé à l’intérieur du boîtier qui est scellé de manière étanche, de manière à éviter l’encrassement et l’érosion des éléments métalliques du dispositif de récupération d’énergie par le fluide en mouvement (tel qu’un milieu marin), ce qui permet ainsi de prolonger la durée du vie du dispositif de récupération d’énergie et ainsi de réduire ses coûts de maintenance.The energy recovery device is arranged inside the casing which is sealed in a leaktight manner, so as to prevent fouling and erosion of the metal elements of the energy recovery device by the moving fluid (such as than a marine environment), which thus makes it possible to extend the life of the energy recovery device and thus to reduce its maintenance costs.
Le système de récupération d’énergie selon l’invention est en outre une solution économique, et évolutive afin de convenir à de nombreux environnements.The energy recovery system according to the invention is also an economical and scalable solution in order to be suitable for many environments.
L’au moins une liaison flexible peut soit être constituée d’un nombre quelconque de liaisons flexibles reliant les divers éléments entre eux, soit être constituée d’une unique liaison flexible sur laquelle sont fixés l’ensemble des éléments.The at least one flexible connection can either consist of any number of flexible connections connecting the various elements together, or consist of a single flexible connection to which all the elements are fixed.
Le corps du dispositif de récupération d’énergie et le boîtier étanche associé sont, de préférence, tous les deux de forme sphérique, les premier et deuxième arbres d’entrée étant sur l’un des diamètres de la sphère, l’extrémité du poids de chacun des pendules tournée vers le corps étant incurvée de manière complémentaire à la forme du corps pour être apte à pivoter autour du corps. Les pendules peuvent ainsi tourner autour du corps à 360°.The body of the energy harvesting device and the associated waterproof casing are preferably both spherical in shape, the first and second input shafts being on one of the diameters of the sphere, the end of the weight of each of the pendulums facing the body being curved in a complementary manner to the shape of the body to be capable of pivoting around the body. The pendulums can thus rotate around the body at 360°.
Il est à noter que le corps et le boîtier étanche pourraient également avoir de quelconques autres formes, du moment que les pendules peuvent pivoter autour du corps. Les pendules sont conçus de telle sorte que, quelle que soit la position du pendule par rapport au corps, le poids du pendule n’entre pas en contact avec l’un quelconque des arbres, pour permettre un mouvement de pivotement maximal des pendules autour du corps, et ainsi une production maximale d’énergie. La forme des pendules est conçue de sorte qu’elle n’interfère pas avec la forme du corps lors de la rotation autour de leurs arbres respectifs, de telle sorte qu’ils peuvent tourner, jusqu’à 360°, autour de leurs arbres respectifs.It should be noted that the body and the waterproof case could also have any other shapes, as long as the pendulums can pivot around the body. The pendulums are designed so that, whatever the position of the pendulum relative to the body, the weight of the pendulum does not come into contact with any of the shafts, to allow maximum pivoting movement of the pendulums around the body, and thus a maximum production of energy. The shape of the pendulums is designed so that it does not interfere with the shape of the body when rotating around their respective shafts, such that they can rotate, up to 360°, around their respective shafts .
Soit les pendules peuvent pivoter indépendamment l’un de l’autre, soit les poids des pendules sont reliés de manière rigide de manière à pivoter de manière synchrone autour de leurs arbres respectifs.Either the pendulums can swing independently of each other, or the pendulum weights are rigidly connected so that they swing synchronously around their respective shafts.
L’alternateur du dispositif de récupération d’énergie permet de convertir l’énergie mécanique fournie par l’arbre de sortie en énergie électrique, ladite énergie électrique étant ensuite stockée et/ou consommée par l’au moins une charge électrique reliée à l’alternateur.The alternator of the energy recovery device makes it possible to convert the mechanical energy supplied by the output shaft into electrical energy, said electrical energy then being stored and/or consumed by the at least one electrical load connected to the alternator.
Selon une caractéristique particulière de l’invention, l’au moins une charge électrique est au moins l’un parmi au moins une batterie, une résistance de coupure de l’alimentation électrique, au moins un capteur, un dispositif de protection cathodique configuré pour imposer un courant sur un élément métallique sur ou dans l’au moins un boîtier étanche afin d’empêcher une érosion cathodique, et une connexion électrique externe vers l’extérieur.According to a particular characteristic of the invention, the at least one electrical load is at least one of at least one battery, one electrical power cut-off resistor, at least one sensor, one cathodic protection device configured to imposing a current on a metallic element on or in the at least one sealed casing in order to prevent cathodic erosion, and an external electrical connection to the exterior.
Ainsi, lorsque la charge électrique est une batterie, cette dernière permet de stocker l’énergie électrique produite par l’alternateur.Thus, when the electrical load is a battery, the latter makes it possible to store the electrical energy produced by the alternator.
Des moyens de conversion de puissance sont, de préférence, disposés entre l’alternateur et l’au moins une charge électrique afin de convertir la puissance à courant alternatif générée par l’alternateur en une puissance à courant continu qui peut, par exemple, être stockée dans une ou plusieurs batteries.Power conversion means are preferably disposed between the alternator and the at least one electrical load for converting AC power generated by the alternator into DC power which may, for example, be stored in one or more batteries.
Lorsque la charge électrique est un capteur, ce dernier est alimenté par l’énergie électrique produite par l’alternateur afin de permettre son fonctionnement de détection.When the electrical load is a sensor, the latter is powered by the electrical energy produced by the alternator in order to allow its detection operation.
Lorsque la charge électrique est un dispositif de protection cathodique, ce dernier est alimenté par l’énergie électrique produite par l’alternateur afin d’imposer un courant sur un élément métallique sur ou dans le boîtier étanche de manière à lutter contre l’érosion cathodique et la salissure dudit élément métallique, ce qui permet de prolonger la durée de vie de l’équipement et de réduire les coûts de maintenance.When the electrical load is a cathodic protection device, the latter is supplied by the electrical energy produced by the alternator in order to impose a current on a metallic element on or in the sealed casing so as to fight against cathodic erosion. and soiling of said metal member, thereby extending the life of the equipment and reducing maintenance costs.
Lorsque la charge électrique est une connexion électrique externe, cette dernière est, de préférence, disposée sur la surface extérieure du boîtier étanche et reliée électriquement à l’alternateur pour permettre à l’électricité générée par le dispositif de récupération d’énergie d’être utilisée vers l’extérieur.When the electrical load is an external electrical connection, the latter is preferably arranged on the outer surface of the sealed casing and electrically connected to the alternator to allow the electricity generated by the energy recovery device to be used outward.
Lorsque la charge électrique est une résistance de coupure de l’alimentation électrique (du terme anglo-saxon « load dump resistance »), cette dernière permet de déconnecter une charge alimentée telle qu’une batterie alimentée par l’alternateur.When the electrical load is a power supply cut-off resistor (from the Anglo-Saxon term “load dump resistance”), the latter makes it possible to disconnect a powered load such as a battery powered by the alternator.
Selon une caractéristique particulière de l’invention, tout ou partie de l’au moins une charge électrique est située dans au moins l’un des pendules, et des moyens de transfert de puissance dynamique sont disposés entre l’alternateur et ledit au moins un pendule.According to a particular characteristic of the invention, all or part of the at least one electrical load is located in at least one of the pendulums, and dynamic power transfer means are arranged between the alternator and said at least one pendulum.
Ainsi, la disposition d’au moins une partie de la charge électrique, telle qu’une ou plusieurs batteries, dans le ou les pendules permet de rendre compact le dispositif de récupération d’énergie. Les moyens de transfert de puissance dynamique permettent un transfert de courant électrique entre l’alternateur et l’au moins une partie de charge électrique disposée dans le ou les pendules, lesdits moyens de transfert de puissance dynamique comprenant, par exemple, des bagues collectrices.Thus, the arrangement of at least a part of the electrical load, such as one or more batteries, in the pendulum or pendulums makes it possible to make the energy recovery device compact. The dynamic power transfer means allow transfer of electric current between the alternator and the at least one electrical load part disposed in the pendulum(s), said dynamic power transfer means comprising, for example, slip rings.
Selon une caractéristique particulière de l’invention, les moyens de connexion mécanique des premier, deuxième et troisième arbres d’entrée au système de transmission sont un ou plusieurs éléments parmi des roues d’engrenage dentées, des chaînes dentées, des pignons dentés, des courroies et des poulies.According to a particular characteristic of the invention, the means of mechanical connection of the first, second and third input shafts to the transmission system are one or more elements among toothed gear wheels, toothed chains, toothed sprockets, belts and pulleys.
Selon une caractéristique particulière de l’invention, le système de transmission entre les moyens de connexion mécanique des premier, deuxième et troisième arbres d’entrée et l’arbre de sortie comprend un ou plusieurs éléments parmi des roues d’engrenage dentées, des chaînes dentées, des pignons dentés, des courroies et des poulies.According to a particular characteristic of the invention, the transmission system between the means of mechanical connection of the first, second and third input shafts and the output shaft comprises one or more elements from among toothed gear wheels, chains gears, sprockets, belts and pulleys.
Ainsi, les moyens de connexion mécanique et le système de transmission constituent un mécanisme robuste et entièrement mécanique.Thus, the mechanical connection means and the transmission system constitute a robust and entirely mechanical mechanism.
Selon une caractéristique particulière de l’invention, le moyen d’ancrage est relié à l’au moins une liaison flexible par l’une parmi une connexion rigide et une connexion articulée, ledit moyen d’ancrage étant l’une parmi une masse posée au niveau dudit point fixe et une masse fixée audit point fixe.According to a particular characteristic of the invention, the anchoring means is connected to the at least one flexible connection by one of a rigid connection and an articulated connection, said anchoring means being one of a mass placed at said fixed point and a mass fixed to said fixed point.
Ainsi, le moyen d’ancrage est soit fixé au point fixe dans le fluide en mouvement, soit juste posé au niveau du point fixe dans le fluide en mouvement et maintenu en position uniquement en raison de son poids élevé.Thus, the anchoring means is either fixed at the fixed point in the moving fluid, or just laid at the level of the fixed point in the moving fluid and held in position only because of its high weight.
Dans le cas où le moyen d’ancrage est relié à une liaison flexible par une connexion articulée, cette dernière ne permet pas aux forces de courbure d’être transférées à la liaison flexible.In the case where the anchoring means is connected to a flexible link by an articulated connection, the latter does not allow the bending forces to be transferred to the flexible link.
Selon une caractéristique particulière de l’invention, le moyen de flottaison est l’un parmi un flotteur, une bouée, une plateforme ou structure flottante, une plateforme pétrolière et un ballon.According to a particular characteristic of the invention, the flotation means is one of a float, a buoy, a floating platform or structure, an oil platform and a balloon.
Le moyen de flottaison peut ainsi être une quelconque structure flottante ou une quelconque structure immergée ayant une flottabilité positive dans le fluide en mouvement, le moyen de flottaison étant partiellement ou totalement immergé dans le fluide en mouvement en fonction de la longueur de la liaison flexible.The flotation means can thus be any buoyant structure or any submerged structure having positive buoyancy in the moving fluid, the flotation means being partially or completely submerged in the moving fluid depending on the length of the flexible connection.
Dans le cas d’un flotteur, d’une bouée ou d’une plateforme pétrolière, le fluide en mouvement peut, par exemple, être un milieu marin.In the case of a float, a buoy or an oil platform, the moving fluid can, for example, be a marine environment.
Dans le cas d’un ballon, le fluide en mouvement peut, par exemple, être l’atmosphère terrestre.In the case of a balloon, the fluid in motion can, for example, be the Earth's atmosphere.
Les structures flottantes peuvent, par exemple, également être de grandes structures de bureaux flottant sur la mer, ou des maisons flottant sur la mer réalisées, par exemple, à l’aide de béton et de conteneurs en acier.Floating structures can, for example, also be large office structures floating on the sea, or houses floating on the sea made, for example, using concrete and steel containers.
Selon une caractéristique particulière de l’invention, l’au moins une liaison flexible est au moins l’un parmi au moins un tuyau flexible, au moins un câble flexible, au moins une colonne montante flexible, au moins une colonne de forage flexible et au moins un cordon ombilical flexible.According to a particular characteristic of the invention, the at least one flexible connection is at least one of at least one flexible pipe, at least one flexible cable, at least one flexible riser pipe, at least one flexible drill pipe and at least one flexible umbilical cord.
Dans le cas d’une liaison flexible de type tuyau flexible, le tuyau flexible est, de préférence, réalisé en polyéthylène haute densité, est, de préférence, rempli d’eau de mer lorsque le fluide en mouvement est un milieu marin, et possède, de préférence, une section transversale circulaire.In the case of a flexible connection of the flexible pipe type, the flexible pipe is preferably made of high density polyethylene, is preferably filled with sea water when the moving fluid is a marine environment, and has , preferably a circular cross-section.
Lorsque le système de récupération d’énergie est utilisé dans le domaine de la production pétrolière en mer, la liaison flexible peut être une colonne montante (du terme anglo-saxon « riser »), une colonne de forage (du terme anglo-saxon « drill string ») ou un cordon ombilical (du terme anglo-saxon « umbilical »), reliant une plateforme pétrolière au fond de la mer.When the energy recovery system is used in the field of offshore oil production, the flexible link can be a riser (from the Anglo-Saxon term “riser”), a drill string (from the Anglo-Saxon term “ drill string”) or an umbilical cord (from the Anglo-Saxon term “umbilical”), connecting an oil platform to the bottom of the sea.
Selon un premier mode de réalisation de l’invention, ledit système comprend l’un parmi un unique boîtier étanche fixé, de préférence, au centre de la longueur de la liaison flexible et une unique paire de boîtiers étanches fixée, de préférence, au centre de la longueur de la liaison flexible de part et d’autre de la liaison flexible.According to a first embodiment of the invention, said system comprises one of a single sealed box fixed, preferably, at the center of the length of the flexible connection and a single pair of sealed boxes fixed, preferably, at the center the length of the flexible link on either side of the flexible link.
Ainsi, l’unique boîtier étanche ou l’unique paire de boîtiers étanches est, de préférence, fixé(e) au niveau du point central de la liaison flexible, ou au niveau point de la liaison flexible où la déflexion maximale se produit.Thus, the single sealed housing or the single pair of sealed housings is preferably fixed at the central point of the flexible link, or at the point of the flexible link where the maximum deflection occurs.
Dans le cas d’une paire de boîtiers étanches, l’un des boîtiers étanches est fixé d’un côté de la liaison flexible, et l’autre des boîtiers étanches est fixé de l’autre côté de la liaison flexible à la même hauteur, ce qui permet d’empêcher un mouvement asymétrique de l’ensemble.In the case of a pair of waterproof boxes, one of the waterproof boxes is fixed on one side of the flexible link, and the other of the waterproof boxes is fixed on the other side of the flexible link at the same height , which makes it possible to prevent an asymmetrical movement of the assembly.
Selon un deuxième mode de réalisation de l’invention, ledit système comprend l’un parmi une pluralité de boîtiers étanches fixés, de préférence, de manière répartie sur la liaison flexible et une pluralité de paires de boîtiers étanches fixées, de préférence, de manière répartie sur la liaison flexible, les deux boîtiers étanches d’une paire de boîtiers étanches étant disposés de part et d’autre de la liaison flexible.According to a second embodiment of the invention, said system comprises one of a plurality of sealed boxes fixed, preferably, in a distributed manner on the flexible connection and a plurality of pairs of sealed boxes fixed, preferably, in a distributed over the flexible connection, the two sealed boxes of a pair of sealed boxes being arranged on either side of the flexible connection.
Ainsi, de multiples boîtiers étanches ou paires de boîtiers étanches peuvent être fixé(e)s à différentes hauteurs sur la liaison flexible, de préférence de manière répartie sur la longueur de la liaison flexible.Thus, multiple sealed boxes or pairs of sealed boxes can be fixed at different heights on the flexible link, preferably in a distributed manner over the length of the flexible link.
Les boîtiers étanches sont, de préférence, fixés sur la liaison flexible à de multiples points où une déflexion maximale de la liaison flexible se produit.The sealed housings are preferably attached to the flexible link at multiple points where maximum deflection of the flexible link occurs.
Il est à noter que ledit système pourrait également comprendre un ou plusieurs ensembles de quatre boîtiers étanches, les quatre boîtiers étanches d’un même ensemble étant fixés à la même hauteur sur la liaison flexible et répartis autour de la liaison flexible, sans s’écarter du cadre de la présente invention.It should be noted that said system could also comprise one or more sets of four sealed boxes, the four sealed boxes of the same set being fixed at the same height on the flexible connection and distributed around the flexible connection, without deviating within the scope of the present invention.
Selon une caractéristique particulière de l’invention, l’au moins un boîtier étanche est configuré pour être mis en mouvement par des vibrations induites par vortex provoquées par le fluide en mouvement.According to a particular feature of the invention, the at least one sealed casing is configured to be set in motion by vortex-induced vibrations caused by the moving fluid.
Ainsi, le mouvement de l’au moins un boîtier étanche est entraîné par des vortex (ou détachement tourbillonnaire) autour de la liaison flexible au-dessus et au-dessous du boîtier étanche, ces vortex provoquent une oscillation à une certaine fréquence qui dépend du diamètre de la liaison flexible, de la masse de la liaison flexible, de la vitesse d’écoulement, etc.Thus, the movement of the at least one sealed casing is driven by vortices (or vortex detachment) around the flexible connection above and below the sealed casing, these vortices cause an oscillation at a certain frequency which depends on the diameter of the flexible connection, the mass of the flexible connection, the flow velocity, etc.
Cependant, ces vibrations induites par vortex peuvent conduire à un endommagement par fatigue des structures vibrantes, telles que les colonnes montantes sous-marines qui subissent des vibrations induites par vortex, ce qui présente un problème significatif pour l’industrie du pétrole exploité en mer.However, these vortex-induced vibrations can lead to fatigue damage of vibrating structures, such as subsea risers that experience vortex-induced vibrations, which presents a significant problem for the offshore petroleum industry.
Selon une caractéristique particulière de l’invention, l’au moins une charge électrique reliée à l’alternateur est configurée pour ralentir le mouvement de rotation de l’arbre de sortie de manière à ralentir le mouvement de rotation des arbres d’entrée afin de réduire l’amplitude des vibrations induites par vortex subies par l’au moins un boîtier étanche.According to a particular characteristic of the invention, the at least one electrical load connected to the alternator is configured to slow down the rotational movement of the output shaft so as to slow down the rotational movement of the input shafts in order to reducing the amplitude of vortex-induced vibrations experienced by the at least one sealed housing.
Ainsi, l’au moins une charge électrique permet un amortissement des vibrations induites par vortex subies par l’au moins une liaison flexible.Thus, the at least one electrical load allows a damping of the vortex-induced vibrations undergone by the at least one flexible connection.
La charge électrique, qui possède une valeur donnée qui charge l’alternateur, ralentit l’arbre de sortie et ainsi limite le mouvement des pendules, ces pendules étant initialement excités par les vibrations induites par vortex, de telle sorte que l’énergie retirée réduit l’amplitude de mouvement du boîtier étanche et ainsi réduit l’amplitude des vibrations induites par vortex subies par la liaison flexible.The electric load, which has a given value which loads the alternator, slows down the output shaft and so limits the movement of the pendulums, these pendulums being initially excited by the vortex-induced vibrations, so that the energy removed reduces the range of motion of the sealed housing and thereby reduces the magnitude of vortex induced vibrations experienced by the flexible linkage.
Le dispositif de récupération d’énergie est dans ce cas utilisé pour générer une force d’opposition sur le boîtier étanche par application d’une charge électrique donnée sur l’alternateur. Cette charge électrique crée une force d’opposition par rapport à la direction de déplacement du boîtier étanche, ce qui permet de réduire le mouvement du boîtier étanche et donc de la liaison flexible au niveau du boîtier étanche. Le niveau d’amortissement de mouvement peut ainsi être modifié en commandant la charge électrique reliée à l’alternateur.The energy recovery device is in this case used to generate an opposing force on the sealed casing by applying a given electrical load to the alternator. This electric charge creates an opposing force with respect to the direction of movement of the sealed housing, which makes it possible to reduce the movement of the sealed housing and therefore of the flexible connection at the level of the sealed housing. The level of motion damping can thus be modified by controlling the electrical load connected to the alternator.
Selon une caractéristique particulière de l’invention, l’au moins une charge électrique est l’une parmi une charge fixe précalculée, une charge variable préprogrammée, et une charge active commandée de manière externe ou embarquée à l’aide d’une unité de mesure inertielle.According to a particular characteristic of the invention, the at least one electrical load is one of a precalculated fixed load, a preprogrammed variable load, and an active load controlled externally or on board using a control unit. inertial measurement.
Ainsi, l’amortissement des vibrations induites par vortex peut être passif (à l’aide de la charge fixe précalculée ou de la charge variable préprogrammée) ou actif (à l’aide de la charge active).Thus, the damping of vortex-induced vibrations can be passive (using the pre-calculated fixed load or the pre-programmed variable load) or active (using the active load).
La charge fixe est préalablement calculée et la charge variable est préalablement programmée de manière à rendre maximal l’amortissement des vibrations induites par vortex dans le fluide en mouvement.The fixed load is calculated beforehand and the variable load is programmed beforehand so as to maximize the damping of vortex-induced vibrations in the moving fluid.
De même, la charge active est commandée en temps réel de manière à rendre maximal l’amortissement des vibrations induites par vortex dans le fluide en mouvement.Likewise, the active load is controlled in real time so as to maximize the damping of vortex-induced vibrations in the moving fluid.
La charge active est soit commandée de manière externe acoustiquement ou par câble, soit commandée de manière embarquée à l’aide d’un apprentissage machine, une unité de mesure inertielle permettant de mesurer en temps réel la position et l’accélération du boîtier étanche de manière à commander en conséquence la charge active.The active load is either controlled externally acoustically or by cable, or controlled on board using machine learning, an inertial measurement unit allowing real-time measurement of the position and acceleration of the waterproof housing of so as to control the active load accordingly.
La présente invention a également pour objet l’utilisation d’un système de récupération d’énergie dans un fluide en mouvement tel que décrit ci-dessus dans un milieu sous-marinThe present invention also relates to the use of a system for recovering energy in a moving fluid as described above in an underwater environment.
Ainsi, dans ce cas, le fluide est mouvement est un milieu marin subissant des courants marins. Le moyen d’ancrage est, de préférence, posé sur le fond marin ou fixé à celui-ci. Le moyen de flottaison est partiellement ou totalement immergé dans la mer, ce qui permet de tirer vers le haut la liaison flexible afin de la tendre.Thus, in this case, the fluid is movement is a marine environment undergoing marine currents. The anchoring means is preferably placed on the seabed or fixed thereto. The flotation means is partially or totally immersed in the sea, which makes it possible to pull the flexible connection upwards in order to tension it.
Les courants marins mettent en mouvement l’au moins un boîtier étanche, ce qui permet de récupérer de l’énergie électrique par l’intermédiaire du dispositif de récupération d’énergie.The sea currents set the at least one waterproof casing in motion, which makes it possible to recover electrical energy via the energy recovery device.
Le dispositif de récupération d’énergie peut également être utilisé pour amortir l’amplitude des vibrations induites par vortex subies par la liaison flexible afin de limiter son usure dans le temps.The energy recovery device can also be used to dampen the amplitude of the vortex-induced vibrations experienced by the flexible link in order to limit its wear over time.
Pour mieux illustrer l’objet de la présente invention, on va en décrire ci-après, à titre illustratif et non limitatif, des modes de réalisation préférés, avec référence aux dessins annexés.To better illustrate the object of the present invention, a description will be given below, by way of illustration and not of limitation, of preferred embodiments, with reference to the appended drawings.
Sur ces dessins :In these drawings:
Si l’on se réfère à la Figure 1, on peut voir qu’il y est représenté un système de récupération d’énergie 1 selon un premier mode de réalisation de la présente invention.If we refer to Figure 1, we can see that there is shown an energy recovery system 1 according to a first embodiment of the present invention.
Le système de récupération d’énergie 1 est installé dans un milieu marin et subit les courants marins du milieu marin. Le chiffre de référence 2 représente le fond marin du milieu marin, tandis que le chiffre de référence 3 représente la surface de la mer du milieu marin.The energy recovery system 1 is installed in a marine environment and undergoes the sea currents of the marine environment. Reference numeral 2 represents the seabed of the marine environment, while reference numeral 3 represents the sea surface of the marine environment.
Il est à noter que le système de récupération d’énergie 1 pourrait également être installé dans un quelconque autre fluide en mouvement, sans s’écarter du cadre de la présente invention.It should be noted that the energy recovery system 1 could also be installed in any other moving fluid, without departing from the scope of the present invention.
Le système de récupération d’énergie 1 comprend un moyen d’ancrage au fond marin 4 constitué par une masse posée sur le fond marin 2.The energy recovery system 1 comprises a means of anchoring to the seabed 4 constituted by a mass placed on the seabed 2.
Il est à noter que le moyen d’ancrage 4 pourrait également être fixé au fond marin 2 ou à une quelconque structure sous-marine, sans s’écarter du cadre de la présente invention.It should be noted that the anchoring means 4 could also be fixed to the seabed 2 or to any underwater structure, without departing from the scope of the present invention.
Le système de récupération d’énergie 1 comprend en outre un moyen de flottaison 5 et un boîtier étanche 6 comprenant, à l’intérieur de celui-ci, un dispositif de récupération d’énergie (non représenté à la Figure 1) apte à récupérer de l’énergie électrique par mouvement du boîtier étanche 6 dans le milieu marin (ledit dispositif de récupération d’énergie sera décrit plus en détail aux Figures 5 à 10).The energy recovery system 1 further comprises a means of flotation 5 and a waterproof casing 6 comprising, inside the latter, an energy recovery device (not represented in FIG. 1) able to recover electrical energy by movement of the waterproof case 6 in the marine environment (said energy recovery device will be described in more detail in Figures 5 to 10).
Le système de récupération d’énergie 1 comprend en outre une première liaison flexible 7a reliant le moyen d’ancrage 4 au boîtier étanche 6 et une seconde liaison flexible 7b reliant le boîtier étanche 6 au moyen de flottaison 5.The energy recovery system 1 further comprises a first flexible connection 7a connecting the anchoring means 4 to the waterproof casing 6 and a second flexible connection 7b connecting the waterproof casing 6 to the flotation means 5.
Le moyen d’ancrage 4 est relié à la première liaison flexible 7a par une connexion rigide, mais pourrait également être relié à la première liaison flexible 7a par une connexion articulée auquel cas cette dernière ne permet pas aux forces de courbure d’être transférées à la première liaison flexible 7a, sans s’écarter du cadre de la présente invention.The anchoring means 4 is connected to the first flexible connection 7a by a rigid connection, but could also be connected to the first flexible connection 7a by an articulated connection in which case the latter does not allow the bending forces to be transferred to the first flexible link 7a, without departing from the scope of the present invention.
Il est à noter que le système de récupération d’énergie 1 pourrait également comprendre une unique liaison flexible reliant le moyen d’ancrage 4 au moyen de flottaison 5, le boîtier étanche 6 étant alors fixé à l’unique liaison flexible, sans s’écarter du cadre de la présente invention.It should be noted that the energy recovery system 1 could also comprise a single flexible connection connecting the anchoring means 4 to the flotation means 5, the waterproof casing 6 then being fixed to the single flexible connection, without deviate from the scope of the present invention.
Le moyen de flottaison 5 est un flotteur qui flotte dans le milieu marin au-dessus du moyen d’ancrage 4, la flottabilité du moyen de flottaison 5 dans le milieu marin étant due à la poussée d’Archimède subie par celui-ci dans le milieu marin. Le moyen de flottaison 5 de type flotteur permet ainsi de tirer les liaisons flexibles 7a, 7b vers le haut de manière à les tendre. Le boîtier étanche 6 peut ainsi subir les courants marins du milieu marin, ce qui entraîne la mise en mouvement du boîtier étanche 6 en raison de la flexibilité des liaisons flexibles 7a, 7b, ce qui permet de récupérer de l’énergie électrique par l’intermédiaire du dispositif de récupération d’énergie disposé dans le boîtier étanche 6.The flotation means 5 is a float which floats in the marine environment above the anchoring means 4, the buoyancy of the flotation means 5 in the marine environment being due to the Archimedes thrust undergone by the latter in the marine environment. The flotation means 5 of the float type thus makes it possible to pull the flexible connections 7a, 7b upwards so as to stretch them. The waterproof case 6 can thus undergo the sea currents of the marine environment, which causes the movement of the waterproof case 6 due to the flexibility of the flexible connections 7a, 7b, which makes it possible to recover electrical energy by the intermediary of the energy recovery device arranged in the sealed casing 6.
Le moyen de flottaison 5 de type flotteur a été représenté entièrement immergé à la Figure 1, mais pourrait également flotté à la surface de la mer 3 dans le cas où les liaisons flexibles 7a, 7b sont plus longues, sans s’écarter du cadre de la présente invention.The flotation means 5 of the float type has been shown fully submerged in Figure 1, but could also float on the surface of the sea 3 in the case where the flexible links 7a, 7b are longer, without deviating from the frame of the present invention.
Il est à noter que le moyen de flottaison 5 pourrait également être une quelconque structure flottante ou immergée ayant une flottabilité positive dans le milieu marin, telle qu’une bouée, une plateforme flottante ou un ballon, sans s’écarter du cadre de la présente invention.It should be noted that the flotation means 5 could also be any floating or submerged structure having positive buoyancy in the marine environment, such as a buoy, a floating platform or a balloon, without departing from the scope of the present invention.
Le dispositif de récupération d’énergie étant disposé à l’intérieur du boîtier étanche 6 qui est scellé de manière étanche, cela permet d’éviter l’encrassement et l’érosion des éléments métalliques du dispositif de récupération d’énergie par le milieu marin, ce qui permet ainsi de prolonger la durée du vie du dispositif de récupération d’énergie et ainsi de réduire ses coûts de maintenance.The energy recovery device being arranged inside the waterproof casing 6 which is sealed in a leaktight manner, this makes it possible to avoid fouling and erosion of the metal elements of the energy recovery device by the marine environment. , which thus makes it possible to extend the life of the energy recovery device and thus to reduce its maintenance costs.
Les première et seconde liaisons flexibles 7a, 7b sont des tuyaux flexibles, de préférence réalisés en polyéthylène haute densité, remplis d’eau de mer et à section transversale circulaire.The first and second flexible connections 7a, 7b are flexible pipes, preferably made of high density polyethylene, filled with sea water and of circular cross-section.
Il est à noter que les liaisons flexibles 7a, 7b pourraient également être des câbles flexibles, sans s’écarter du cadre de la présente invention.It should be noted that the flexible links 7a, 7b could also be flexible cables, without departing from the scope of the present invention.
Les longueurs des première et seconde liaisons flexibles 7a, 7b sont identiques de telle sorte que le boîtier étanche 6 est disposé au centre du système de récupération d’énergie 1. Cependant, les longueurs des première et seconde liaisons flexibles 7a, 7b pourraient également être différentes, sans s’écarter du cadre de la présente invention. Le boîtier étanche 6 pourrait, par exemple, être disposé à la hauteur où la déflexion maximale se produit dans le milieu marin.The lengths of the first and second flexible links 7a, 7b are identical such that the waterproof casing 6 is arranged at the center of the energy recovery system 1. However, the lengths of the first and second flexible links 7a, 7b could also be different, without departing from the scope of the present invention. The waterproof casing 6 could, for example, be placed at the height where the maximum deflection occurs in the marine environment.
Le boîtier étanche 6 pourrait également être remplacé par une paire de boîtiers étanches 6 fixée entre les première et seconde liaisons flexibles 7a, 7b, sans s’écarter du cadre de la présente invention.The sealed box 6 could also be replaced by a pair of sealed boxes 6 fixed between the first and second flexible links 7a, 7b, without departing from the scope of the present invention.
Le boîtier étanche 6 peut être mis en mouvement dans le milieu marin par des vibrations induites par vortex (ou détachement tourbillonnaire) se produisant autour des liaisons flexibles 7a, 7b au-dessus et au-dessous du boîtier étanche 6, ces vortex provoquant une oscillation à une certaine fréquence qui dépend du diamètre des liaisons flexibles 7a, 7b, de la masse des liaisons flexibles 7a, 7b, de la vitesse d’écoulement, etc.The waterproof case 6 can be set in motion in the marine environment by vortex-induced vibrations (or vortex shedding) occurring around the flexible links 7a, 7b above and below the waterproof case 6, these vortices causing an oscillation at a certain frequency which depends on the diameter of the flexible links 7a, 7b, the mass of the flexible links 7a, 7b, the flow velocity, etc.
Si l’on se réfère à la Figure 2, on peut voir qu’il y est représenté un système de récupération d’énergie 8 selon un deuxième mode de réalisation de la présente invention.If we refer to Figure 2, we can see that there is shown an energy recovery system 8 according to a second embodiment of the present invention.
Les éléments communs entre le système de récupération d’énergie 1 selon le premier mode de réalisation de l’invention sur la Figure 1 et ce système de récupération d’énergie 8 selon le deuxième mode de réalisation de l’invention portent le même chiffre de référence, et ne seront pas décrits plus en détail ici lorsqu’ils sont de structures identiques.The common elements between the energy recovery system 1 according to the first embodiment of the invention in FIG. 1 and this energy recovery system 8 according to the second embodiment of the invention bear the same figure of reference, and will not be described in more detail here when they are of identical structures.
Le système de récupération d’énergie 8 selon le deuxième mode de réalisation comprend trois boîtiers étanches 6, chacun des boîtiers étanches 6 comprenant un dispositif de récupération d’énergie à l’intérieur de celui-ci. Une première liaison flexible 7c relie le moyen d’ancrage 4 et un premier boîtier étanche 6, une deuxième liaison flexible 7d relie le premier boîtier étanche 6 à un deuxième boîtier étanche 6, une troisième liaison flexible 7e relie le deuxième boîtier étanche 6 à un troisième boîtier étanche 6, et une quatrième liaison flexible 7f relie le troisième boîtier étanche 6 au moyen de flottaison 5.The energy recovery system 8 according to the second embodiment comprises three waterproof boxes 6, each of the waterproof boxes 6 comprising an energy recovery device inside it. A first flexible connection 7c connects the anchoring means 4 and a first sealed casing 6, a second flexible connection 7d connects the first sealed casing 6 to a second sealed casing 6, a third flexible connection 7e connects the second sealed casing 6 to a third waterproof casing 6, and a fourth flexible connection 7f connects the third waterproof casing 6 to the flotation means 5.
Il est à noter que le système de récupération d’énergie 8 pourrait également comprendre une unique liaison flexible reliant le moyen d’ancrage 4 au moyen de flottaison 5, les trois boîtiers étanches 6 étant alors fixés à l’unique liaison flexible, sans s’écarter du cadre de la présente invention.It should be noted that the energy recovery system 8 could also comprise a single flexible connection connecting the anchoring means 4 to the flotation means 5, the three sealed boxes 6 then being fixed to the single flexible connection, without s depart from the scope of the present invention.
Chacune des liaisons flexibles 7c, 7d, 7e, 7f est un tuyau flexible mais pourrait également être un câble flexible.Each of the flexible links 7c, 7d, 7e, 7f is a flexible pipe but could also be a flexible cable.
Le système de récupération d’énergie 8 pourrait également comprendre un nombre quelconque de boîtiers étanches 6, sans s’écarter du cadre de la présente invention.The energy harvesting system 8 could also comprise any number of sealed boxes 6, without departing from the scope of the present invention.
Les liaisons flexibles 7c, 7d, 7e, 7f ont toutes la même longueur de telle sorte que les boîtiers étanches 6 sont disposés de manière répartie sur la hauteur du système de récupération d’énergie 8.The flexible links 7c, 7d, 7e, 7f all have the same length so that the sealed boxes 6 are arranged in a distributed manner over the height of the energy recovery system 8.
Il est à noter que les liaisons flexibles 7c, 7d, 7e, 7f pourraient également avoir des longueurs différentes, sans s’écarter du cadre de la présente invention. Les boîtiers étanches 6 peuvent, par exemple, être disposés à différentes hauteurs dans le milieu marin auxquelles une déflexion maximale des liaisons flexibles 7c, 7d, 7e, 7f se produit.It should be noted that the flexible links 7c, 7d, 7e, 7f could also have different lengths, without departing from the scope of the present invention. The sealed boxes 6 can, for example, be arranged at different heights in the marine environment at which maximum deflection of the flexible links 7c, 7d, 7e, 7f occurs.
Chaque boîtier étanche 6 pourrait également être remplacé par une paire de boîtiers étanches 6 fixée entre les deux liaisons flexibles associées, sans s’écarter du cadre de la présente invention.Each sealed box 6 could also be replaced by a pair of sealed boxes 6 fixed between the two associated flexible connections, without departing from the scope of the present invention.
Le système de récupération d’énergie 8 selon le deuxième mode de réalisation permet ainsi de récupérer une plus grande quantité d’énergie électrique en raison du fait qu’il comprend plusieurs boîtiers étanches 6 et donc plusieurs dispositifs de récupération d’énergie.The energy recovery system 8 according to the second embodiment thus makes it possible to recover a greater quantity of electrical energy due to the fact that it comprises several sealed boxes 6 and therefore several energy recovery devices.
Si l’on se réfère aux Figures 3 et 4, on peut voir qu’il y est représenté un système de récupération d’énergie 9 selon un troisième mode de réalisation de la présente invention.Referring to Figures 3 and 4, it can be seen that there is shown an energy recovery system 9 according to a third embodiment of the present invention.
Les éléments communs entre le système de récupération d’énergie 1 selon le premier mode de réalisation de l’invention sur la Figure 1 et ce système de récupération d’énergie 9 selon le troisième mode de réalisation de l’invention portent le même chiffre de référence, et ne seront pas décrits plus en détail ici lorsqu’ils sont de structures identiques.The common elements between the energy recovery system 1 according to the first embodiment of the invention in FIG. 1 and this energy recovery system 9 according to the third embodiment of the invention bear the same figure of reference, and will not be described in more detail here when they are of identical structures.
Dans ce troisième mode de réalisation, le moyen de flottaison 5 est une plateforme pétrolière en mer flottant à la surface de la mer 3, mais pourrait également être une quelconque plateforme ou structure flottant à la surface de la mer 3, sans s’écarter du cadre de la présente invention.In this third embodiment, the flotation means 5 is an offshore oil platform floating on the surface of the sea 3, but could also be any platform or structure floating on the surface of the sea 3, without deviating from the scope of the present invention.
En outre, dans ce troisième mode de réalisation, le système de récupération d’énergie 9 comprend une unique liaison flexible 7 reliant le moyen d’ancrage 4 au moyen de flottaison 5 de type plateforme pétrolière.In addition, in this third embodiment, the energy recovery system 9 comprises a single flexible connection 7 connecting the anchoring means 4 to the flotation means 5 of the oil platform type.
L’unique liaison flexible 7 est une colonne montante (du terme anglo-saxon « riser ») flexible, mais pourrait également être un tuyau flexible, un câble flexible, une colonne de forage (du terme anglo-saxon « drill string ») flexible ou un cordon ombilical (du terme anglo-saxon « umbilical ») flexible, sans s’écarter du cadre de la présente invention.The single flexible link 7 is a flexible riser (from the Anglo-Saxon term “riser”), but could also be a flexible pipe, a flexible cable, a flexible drill string (from the Anglo-Saxon term “drill string”) or a flexible umbilical cord (from the Anglo-Saxon term “umbilical”), without departing from the scope of the present invention.
Dans ce troisième mode de réalisation, une paire de boîtiers étanches 6 est fixée à une certaine hauteur sur la liaison flexible 7 de type colonne montante à l’aide d’un dispositif de fixation 10, les deux boîtiers étanches 6 de la paire de boîtiers étanches 6 étant disposés de part et d’autre de la liaison flexible 7, ce qui permet d’empêcher un mouvement asymétrique de l’ensemble.In this third embodiment, a pair of waterproof boxes 6 is fixed at a certain height on the flexible connection 7 of the riser type using a fixing device 10, the two waterproof boxes 6 of the pair of boxes sealed 6 being arranged on either side of the flexible connection 7, which prevents asymmetrical movement of the assembly.
La paire de boîtiers étanches 6 est, de préférence, fixée au niveau du point de la liaison flexible 7 auquel la déflexion maximale se produit.The pair of sealed housings 6 are preferably fixed at the point of the flexible link 7 at which the maximum deflection occurs.
Il est à noter que le système de récupération d’énergie 9 pourrait également comprendre un nombre quelconque de paires de boîtiers étanches 6, chacune fixée à une hauteur différente sur la liaison flexible 7 de type colonne montante, sans s’écarter du cadre de la présente invention.It should be noted that the energy recovery system 9 could also comprise any number of pairs of waterproof boxes 6, each fixed at a different height on the flexible connection 7 of the riser type, without deviating from the frame of the present invention.
Le dispositif de fixation 10 comprend un premier élément de support 10a fixé à l’un des boîtiers étanches 6 et un second élément de support 10a fixé à l’autre des boîtiers étanches 6, et deux tiges de maintien 10b disposées de part et d’autre de la liaison flexible 7 et reliant les premier et second éléments de support 10a de manière à bloquer la position du dispositif de fixation 10 sur la liaison flexible 7 à la hauteur souhaitée.The fixing device 10 comprises a first support element 10a fixed to one of the sealed boxes 6 and a second support element 10a fixed to the other of the sealed boxes 6, and two holding rods 10b arranged on either side another of the flexible connection 7 and connecting the first and second support elements 10a so as to block the position of the fixing device 10 on the flexible connection 7 at the desired height.
Il est à noter que le dispositif de fixation 10 pourrait également être approprié pour fixer un nombre quelconque de boîtiers étanches 6 à une hauteur souhaitée sur la liaison flexible 7 (par exemple, un unique boîtier étanche ou quatre boîtiers étanches), sans s’écarter du cadre de la présente invention.It should be noted that the fixing device 10 could also be suitable for fixing any number of waterproof boxes 6 at a desired height on the flexible link 7 (for example, a single waterproof box or four waterproof boxes), without deviating within the scope of the present invention.
Chaque boîtier étanche 6 comprend, à l’intérieur de celui-ci, un dispositif de récupération d’énergie 11 qui va être décrit plus en détail par la suite aux Figures 5 à 10.Each sealed box 6 comprises, inside it, an energy recovery device 11 which will be described in more detail later in Figures 5 to 10.
Les deux dispositifs de récupération d’énergie 11 permettent ainsi de récupérer de l’énergie électrique par mouvement de la liaison flexible 7 et donc des boîtiers étanches 6 dans le milieu marin, mais peuvent également être utilisés pour amortir l’amplitude des vibrations induites par vortex subies par la liaison flexible 7 afin de limiter son usure dans le temps comme cela va être décrit plus en détail par la suite.The two energy recovery devices 11 thus make it possible to recover electrical energy by movement of the flexible connection 7 and therefore of the sealed boxes 6 in the marine environment, but can also be used to dampen the amplitude of the vibrations induced by vortices undergone by the flexible connection 7 in order to limit its wear over time as will be described in more detail below.
Si l’on se réfère à la Figure 5, on peut voir qu’il y est représenté le boîtier étanche 6 dans lequel est disposé le dispositif de récupération d’énergie 11.If we refer to Figure 5, we can see that there is shown the sealed box 6 in which the energy recovery device 11 is arranged.
Le boîtier étanche 6 a été représenté en transparence aux Figures 4 et 5 de manière à faire apparaître le dispositif de récupération d’énergie 11 disposé à l’intérieur de celui-ci.The sealed case 6 has been shown in transparency in Figures 4 and 5 so as to show the energy recovery device 11 arranged inside it.
Le boîtier étanche 6 possède, de préférence, une forme sphérique, mais pourrait également avoir une quelconque autre forme, sans s’écarter du cadre de la présente invention.The waterproof case 6 preferably has a spherical shape, but could also have any other shape, without departing from the scope of the present invention.
Le dispositif de récupération d’énergie 11 comprend un corps 12 sensiblement sphérique conçu pour se déplacer par rapport au boîtier étanche 6, et deux pendules 13 conçus pour se déplacer par rapport au corps 12. Les éléments internes du corps 12 sont protégés par un carter 12a.The energy recovery device 11 comprises a substantially spherical body 12 designed to move relative to the sealed casing 6, and two pendulums 13 designed to move relative to the body 12. The internal elements of the body 12 are protected by a casing 12a.
Le dispositif de récupération d’énergie 11 permet de convertir un quelconque mouvement de rotation sur l’un quelconque de trois arbres d’entrée en un mouvement de rotation unidirectionnel sur un unique arbre de sortie, tel que celui décrit en détail dans la demande internationale PCT WO2015/044296A2 par le même inventeur.The energy recovery device 11 makes it possible to convert any rotational movement on any one of three input shafts into a unidirectional rotational movement on a single output shaft, such as that described in detail in the international application PCT WO2015/044296A2 by the same inventor.
Si l’on se réfère aux Figures 6 à 10, on peut voir qu’il y est représenté le dispositif de récupération d’énergie 11.If we refer to Figures 6 to 10, we can see that the energy recovery device 11 is shown there.
Il est à noter que la partie supérieure du carter 12a du corps 12 n’a pas été représentée à la Figure 6, et que la totalité du carter 12a du corps 12 n’a pas été représentée aux Figures 7 à 10, de manière à faire apparaître les éléments internes du corps 12.It should be noted that the upper part of the casing 12a of the body 12 has not been shown in Figure 6, and that the entire casing 12a of the body 12 has not been shown in Figures 7 to 10, so as to reveal the internal elements of the body 12.
En outre, les pendules 13 n’ont pas été représentés aux Figures 7 à 10.In addition, the pendulums 13 have not been shown in Figures 7 to 10.
Le dispositif de récupération d’énergie 11 comprend des premier, deuxième et troisième arbres d’entrée 14, 15 et 16 et un arbre de sortie 17 qui font saillie à partir du corps 12. Le troisième arbre d’entrée 16 et l’arbre de sortie 17 sont alignés le long d’un premier diamètre de la sphère formant le corps 12, les premier et deuxième arbres d’entrée 14, 15 étant alignés le long d’un second diamètre de la sphère formant le corps 12, les quatre arbres 14, 15, 16 et 17 étant dans le même plan et l’axe des premier et deuxième arbres d’entrée 14, 15 étant perpendiculaire à l’axe du troisième arbre d’entrée 16 et de l’arbre de sortie 17.The energy recovery device 11 comprises first, second and third input shafts 14, 15 and 16 and an output shaft 17 which project from the body 12. The third input shaft 16 and the shaft output shafts 17 are aligned along a first diameter of the sphere forming the body 12, the first and second input shafts 14, 15 being aligned along a second diameter of the sphere forming the body 12, the four shafts 14, 15, 16 and 17 being in the same plane and the axis of the first and second input shafts 14, 15 being perpendicular to the axis of the third input shaft 16 and the output shaft 17.
Chacun des arbres 14, 15, 16 et 17 est relié, par son extrémité proximale à l’intérieur du corps 12, à un mécanisme d’engrenage, référencé de manière globale par le chiffre de référence 18, dont la structure spécifique et la connexion spécifique avec les arbres 14, 15, 16 et 17 seront décrites par la suite, de telle sorte qu’un quelconque mouvement de rotation sur l’un quelconque des premier, deuxième et troisième arbres d’entrée 14, 15, 16 est converti, par l’intermédiaire du mécanisme d’engrenage 18, en un mouvement de rotation unidirectionnel sur l’arbre de sortie 17.Each of the shafts 14, 15, 16 and 17 is connected, at its proximal end inside the body 12, to a gear mechanism, generally referenced by the reference numeral 18, whose specific structure and connection specific with the shafts 14, 15, 16 and 17 will be described later, such that any rotational movement on any of the first, second and third input shafts 14, 15, 16 is converted, through the gear mechanism 18, into a unidirectional rotational movement on the output shaft 17.
Un tel mouvement de rotation unidirectionnel sur l’arbre de sortie 17 est utilisé, à l’aide d’un alternateur 19, pour produire de l’électricité à partir d’un quelconque mouvement de rotation sur les arbres d’entrée 14, 15, 16.Such unidirectional rotational movement on the output shaft 17 is used, with the aid of an alternator 19, to generate electricity from any rotational movement on the input shafts 14, 15 , 16.
Un support 20 avec une bride 21 à une extrémité possède des roulements 20a (représentés à la Figure 10) qui portent l’une des extrémités de l’arbre de sortie 17, le support 10 étant fixé à la paroi interne du boîtier étanche 6 de préférence par des vis insérées dans des trous traversants 21a formés dans la bride 21. Il est à noter que l’alternateur 19 est situé à l’intérieur du support 20.A support 20 with a flange 21 at one end has bearings 20a (shown in Figure 10) which carry one end of the output shaft 17, the support 10 being fixed to the internal wall of the sealed housing 6 of preferably by screws inserted into through holes 21a formed in the flange 21. It should be noted that the alternator 19 is located inside the support 20.
De manière similaire, le troisième arbre d’entrée 16 possède une bride 22 (non représentée à la Figure 6) formée d’un seul tenant avec le troisième arbre d’entrée 16 à une extrémité, avec un roulement 16a (représenté à la Figure 10) qui porte l’autre des extrémités de l’arbre de sortie 17, la bride 22 étant également fixée à la paroi interne du boîtier étanche 6 de préférence par des vis insérées dans des trous traversants 22a formés dans la bride 22.Similarly, the third input shaft 16 has a flange 22 (not shown in Figure 6) formed integrally with the third input shaft 16 at one end, with a bearing 16a (shown in Figure 10) which carries the other of the ends of the output shaft 17, the flange 22 also being fixed to the internal wall of the sealed casing 6 preferably by screws inserted in through holes 22a formed in the flange 22.
Sur la partie distale de chacun des premier et deuxième arbres d’entrée 14, 15 est fixé un pendule 13 qui entraîne en rotation l’arbre d’entrée correspondant, respectivement 14, 15. Les pendules 13 sur chacun des premier et deuxième arbres d’entrée 14, 15 sont identiques.On the distal part of each of the first and second input shafts 14, 15 is fixed a pendulum 13 which rotates the corresponding input shaft, respectively 14, 15. The pendulums 13 on each of the first and second input shafts entry 14, 15 are identical.
Chaque pendule 13 comprend un bras 23 et un poids 24.Each pendulum 13 comprises an arm 23 and a weight 24.
Le bras 23 est suffisamment long pour que le poids 24 puisse de déplacer autour du corps 12. La forme du poids 24 est incurvée de telle sorte que le poids 24 peut se déplacer autour du corps 12, sans entrer en contact avec les arbres 16, 17 ou le support 20. Les pendules 13 peuvent ainsi tourner autour du corps 12 à 360°.The arm 23 is long enough for the weight 24 to move around the body 12. The shape of the weight 24 is curved so that the weight 24 can move around the body 12, without coming into contact with the shafts 16, 17 or the support 20. The pendulums 13 can thus rotate around the body 12 at 360°.
La forme incurvée du poids 24 permet d’avoir le poids maximal et de se déplacer librement autour du corps 12 de forme sphérique.The curved shape of the weight 24 makes it possible to have the maximum weight and to move freely around the body 12 of spherical shape.
La partie supérieure du bras 23 possède deux branches 23a, 23b séparées par un fente 25 s’étendant le long de la direction longitudinale du bras 23. Le fond de la fente 25 possède une forme cylindrique apte à recevoir l’extrémité libre de l’arbre d’entrée correspondant 14, 15.The upper part of the arm 23 has two branches 23a, 23b separated by a slot 25 extending along the longitudinal direction of the arm 23. The bottom of the slot 25 has a cylindrical shape capable of receiving the free end of the corresponding input shaft 14, 15.
L’extrémité libre de l’arbre d’entrée correspondant 14, 15 est bloquée par des vis et boulons 26 insérés dans des trous traversants formés dans les deux branches 23a, 23b.The free end of the corresponding input shaft 14, 15 is blocked by screws and bolts 26 inserted into through holes formed in the two branches 23a, 23b.
En utilisation, chaque pendule 13 est bloqué sur l’extrémité libre de l’arbre d’entrée correspondant 14, 15 et son mouvement entraîne ledit arbre d’entrée 14, 15 en mouvement.In use, each pendulum 13 is locked on the free end of the corresponding input shaft 14, 15 and its movement causes said input shaft 14, 15 to move.
La forme des pendules 13 et le corps 12 de forme sphérique assurent une compacité maximale du dispositif de récupération d’énergie 11, sans que les pendules 13 n’interfèrent avec la forme du corps 12.The shape of the pendulums 13 and the spherical body 12 ensure maximum compactness of the energy recovery device 11, without the pendulums 13 interfering with the shape of the body 12.
L’alternateur 19 (représenté en détail à la Figure 10) comprend une bobine 19a et au moins un aimant permanent 19b. L’au moins un aimant permanent 19b de l’alternateur 19 est incorporé dans le support 20 et la bobine 19a est située dans l’arbre de sortie 17, de telle sorte que la bobine 19a entre en rotation avec la rotation de l’arbre de sortie 17 par rapport à l’au moins un aimant permanent 19b statique.The alternator 19 (shown in detail in Figure 10) comprises a coil 19a and at least one permanent magnet 19b. The at least one permanent magnet 19b of the alternator 19 is incorporated in the support 20 and the coil 19a is located in the output shaft 17, so that the coil 19a comes into rotation with the rotation of the shaft. output 17 relative to the at least one static permanent magnet 19b.
Il est à noter que l’alternateur 19 pourrait, en variante, comprendre une bobine fixe située au niveau du support 20 et au moins un aimant permanent situé dans l’arbre de sortie 17, sans s’écarter du cadre de la présente invention.It should be noted that the alternator 19 could, as a variant, comprise a fixed coil located at the level of the support 20 and at least one permanent magnet located in the output shaft 17, without departing from the scope of the present invention.
Le mécanisme d’engrenage 18 va maintenant être décrit plus en détail.The gear mechanism 18 will now be described in more detail.
La transmission entre le troisième arbre d’entrée 16 et l’arbre de sortie 17 va être tout d’abord décrite, puis la transmission entre les premier et deuxième arbres d’entrée 14, 15 et l’arbre de sortie 17 va être décrite.The transmission between the third input shaft 16 and the output shaft 17 will first be described, then the transmission between the first and second input shafts 14, 15 and the output shaft 17 will be described. .
Comme indiqué ci-dessus, l’arbre de sortie 17 aligné avec le troisième arbre d’entrée 16 est porté à une extrémité dans le support 20 par des roulements 20a.As indicated above, the output shaft 17 aligned with the third input shaft 16 is carried at one end in the support 20 by bearings 20a.
Le troisième arbre d’entrée 16 s’étend dans un tube 27 (représenté à la Figure 10) formé d’un seul tenant avec le troisième arbre d’entrée 16 qui traverse une première roue d’engrenage 28 et une deuxième roue d’engrenage 29, chacune des première et deuxième roues d’engrenages 28, 29 étant reliée à un embrayage unidirectionnel, respectivement 28a, 29a. Le troisième arbre d’entrée 16, à travers le tube 27, vient en prise avec l’embrayage unidirectionnel 28a dans une première direction de rotation et avec l’embrayage unidirectionnel 29a dans une direction de rotation opposée à la première direction.The third input shaft 16 extends in a tube 27 (shown in Figure 10) formed integrally with the third input shaft 16 which passes through a first gear wheel 28 and a second gear wheel. gear 29, each of the first and second gear wheels 28, 29 being connected to a one-way clutch, respectively 28a, 29a. The third input shaft 16, through the tube 27, engages the one-way clutch 28a in a first direction of rotation and with the one-way clutch 29a in a direction of rotation opposite to the first direction.
Dans la première direction de rotation, le troisième arbre d’entrée 16 vient en prise avec l’embrayage unidirectionnel 28a, qui vient à son tour en prise avec l’arbre de sortie 17, entraînant ainsi l’arbre de sortie 17 dans la même direction de rotation que le troisième arbre d’entrée 16.In the first direction of rotation, the third input shaft 16 engages the one-way clutch 28a, which in turn engages the output shaft 17, thereby driving the output shaft 17 in the same direction. direction of rotation than the third input shaft 16.
Dans la direction de rotation opposée du troisième arbre d’entrée 16, le troisième arbre d’entrée 16 ne vient pas en prise avec l’arbre de sortie 17 puisque l’embrayage unidirectionnel 28a ne vient pas en prise avec l’arbre de sortie 17.In the opposite direction of rotation of the third input shaft 16, the third input shaft 16 does not engage the output shaft 17 since the one-way clutch 28a does not engage the output shaft 17.
Cependant, le troisième arbre d’entrée 16, à travers le tube 27, vient en prise avec la roue d’engrenage 29 par l’intermédiaire de l’embrayage unidirectionnel 29a et entraîne ainsi la roue d’engrenage 29 dans la même direction de rotation.However, the third input shaft 16, through the tube 27, engages the gear wheel 29 through the one-way clutch 29a and thus drives the gear wheel 29 in the same direction of rotation.
La roue d’engrenage 29 s’engrène alors avec une roue d’engrenage 30, qui à son tour s’engrène avec une roue d’engrenage 31 sur un axe 32 sur lequel une roue d’engrenage 33 et une roue d’engrenage 34 sont agencées.Gear wheel 29 then meshes with gear wheel 30, which in turn meshes with gear wheel 31 on axle 32 on which gear wheel 33 and gear wheel 34 are arranged.
Les roues d’engrenage 33 et 34 sont en prise sur l’axe 32.Gear wheels 33 and 34 mesh with axle 32.
Lorsqu’elle est entraînée par l’axe 32, la roue d’engrenage 33 s’engrène avec une roue d’engrenage 35, en prise avec l’arbre de sortie 17 et entraînant l’arbre de sortie 17.When driven by shaft 32, gear wheel 33 meshes with gear wheel 35, meshing with output shaft 17 and driving output shaft 17.
Ainsi, quelle que soit la direction de rotation du troisième arbre d’entrée 16, la direction de rotation sur l’arbre de sortie 17 est la même, à savoir unidirectionnelle.Thus, whatever the direction of rotation of the third input shaft 16, the direction of rotation on the output shaft 17 is the same, namely unidirectional.
Un mouvement de rotation des arbres d’entrée 14, 15, 16 sera provoqué par un mouvement du boîtier étanche 6 qui sera provoqué par un mouvement externe provenant du fluide en mouvement dans lequel est immergé le boîtier étanche 6.A rotational movement of the input shafts 14, 15, 16 will be caused by a movement of the sealed casing 6 which will be caused by an external movement coming from the moving fluid in which the sealed casing 6 is immersed.
La transmission depuis les premier et deuxième arbres d’entrée 14, 15 vers l’arbre de sortie 17 va maintenant être décrite.The transmission from the first and second input shafts 14, 15 to the output shaft 17 will now be described.
Le premier arbre d’entrée 14 est en prise avec une roue d’engrenage 36.The first input shaft 14 meshes with a gear wheel 36.
La roue d’engrenage 36, lorsqu’elle est entraînée par la rotation du premier arbre d’entrée 14 dans la direction correcte de rotation, s’engrène avec une roue d’engrenage 37.Gear wheel 36, when driven by rotation of first input shaft 14 in the correct direction of rotation, meshes with gear wheel 37.
La roue d’engrenage 37 est en prise sur un axe 38 qui porte deux roues d’engrenage 39 et 40, chacune étant en prise avec un axe 38 par l’intermédiaire d’un embrayage unidirectionnel, respectivement 39a et 40a, de telle sorte que la roue d’engrenage 39 vient en prise avec l’axe 38 dans l’une de ses directions de rotation et que la roue d’engrenage 40 vient en prise avec l’axe 38 dans son autre direction de rotation.The gear wheel 37 is meshed on a shaft 38 which carries two gear wheels 39 and 40, each being meshed with a shaft 38 through a one-way clutch, respectively 39a and 40a, so that that the gear wheel 39 engages the shaft 38 in one of its directions of rotation and that the gear wheel 40 engages the shaft 38 in its other direction of rotation.
Lorsqu’elle est engagée avec l’axe 38, la roue d’engrenage 39 s’engrène avec une roue d’engrenage 41 qui à son tour s’engrène avec une roue d’engrenage 42. La roue d’engrenage 42 vient en prise avec un axe 43 et entraîne en rotation l’axe 43 sur lequel est fixée une roue hélicoïdale 44 qui s’engrène avec une roue hélicoïdale 45 sur l’arbre de sortie 17 pour entraîner celui-ci dans une direction de rotation.When engaged with shaft 38, gear wheel 39 meshes with gear wheel 41 which in turn meshes with gear wheel 42. Gear wheel 42 engages taken with a shaft 43 and rotates the shaft 43 on which is fixed a helical wheel 44 which meshes with a helical wheel 45 on the output shaft 17 to drive the latter in a direction of rotation.
Sur le deuxième arbre d’entrée 15, une roue d’engrenage 46 est en prise sur le deuxième arbre d’entrée 15. De manière similaire au premier arbre d’entrée 14, lorsqu’elle est engagée avec le deuxième arbre d’entrée 15, la roue d’engrenage 46 vient en prise avec une roue d’engrenage (non représentée mais similaire à la roue d’engrenage 37) en prise avec l’axe 38 et entraîne en rotation la roue d’engrenage 40 qui s’engrène avec une roue d’engrenage 47, en prise avec l’axe 43. La rotation de la roue d’engrenage 47 entraîne en rotation la roue hélicoïdale 44 pour entraîner en rotation la roue hélicoïdale 45 et ainsi l’arbre de sortie 17.On the second input shaft 15, a gear wheel 46 engages the second input shaft 15. Similar to the first input shaft 14, when engaged with the second input shaft 15, gear wheel 46 engages a gear wheel (not shown but similar to gear wheel 37) meshing with shaft 38 and rotates gear wheel 40 which meshes with a gear wheel 47, meshing with the axle 43. Rotation of the gear wheel 47 rotates the worm wheel 44 to rotate the worm wheel 45 and thus the output shaft 17.
Les embrayages unidirectionnels sont montés de telle sorte que, si les extrémités distales des premier et deuxième arbres d’entrée 14, 15 sont reliées de manière rigide, une direction de rotation des premier et deuxième arbres d’entrée 14, 15 engage la transmission concernant l’un des premier et deuxième arbres d’entrée 14, 15 tout en n’engageant pas la transmission concernant l’autre des premier et deuxième arbres d’entrée 14, 15, et la direction opposée de rotation des premier et deuxième arbres d’entrée 14, 15 engage la transmission concernant ledit autre des premier et deuxième arbres d’entrée 14, 15 tout en n’engageant pas l’autre transmission.The one-way clutches are mounted such that if the distal ends of the first and second input shafts 14, 15 are rigidly connected, a direction of rotation of the first and second input shafts 14, 15 engages the transmission regarding one of the first and second input shafts 14, 15 while not engaging the transmission with respect to the other of the first and second input shafts 14, 15, and the opposite direction of rotation of the first and second input shafts input 14, 15 engages the transmission with respect to said other of the first and second input shafts 14, 15 while not engaging the other transmission.
Ainsi, lorsque les pendules 13 sont par exemple reliés de manière rigide, quel que soit le mouvement, il y a toujours un arbre d’entrée 14, 15 qui peut transférer l’énergie de mouvement vers l’arbre de sortie 17.Thus, when the pendulums 13 are for example rigidly connected, whatever the movement, there is always an input shaft 14, 15 which can transfer the energy of movement to the output shaft 17.
Les embrayages unidirectionnels assurent le fait que seulement l’un des premier et deuxième arbres d’entrée 14, 15 transfère le mouvement vers l’arbre de sortie 17.One-way clutches ensure that only one of the first and second input shafts 14, 15 transfers motion to the output shaft 17.
De plus, la structure est telle que, quel que soit le mouvement sur les premier et deuxième arbres d’entrée 14, 15, les roues hélicoïdales 44, 45 ont toujours la même direction de rotation.Moreover, the structure is such that, regardless of the movement on the first and second input shafts 14, 15, the helical wheels 44, 45 always have the same direction of rotation.
Bien que l’invention soit décrite avec des roues hélicoïdales, l’invention n’y est pas limitée, et des roues coniques pourraient être utilisées pour transférer le mouvement vers l’arbre de sortie 17 à la place des roues hélicoïdales, sans s’écarter du cadre de la présente invention.Although the invention is described with helical wheels, the invention is not limited thereto, and bevel wheels could be used to transfer the movement to the output shaft 17 instead of the helical wheels, without deviate from the scope of the present invention.
Il est à noter que le mécanisme de transmission entre les premier, deuxième et troisième arbres d’entrée 14, 15, 16 et l’arbre de sortie 17 pourrait également prendre une quelconque autre architecture comprenant un ou plusieurs éléments parmi des roues d’engrenage dentées, des chaînes dentées, des pignons dentés, des courroies et des poulies, sans s’écarter du cadre de la présente invention.It should be noted that the transmission mechanism between the first, second and third input shafts 14, 15, 16 and the output shaft 17 could also take any other architecture comprising one or more elements among gear wheels toothed chains, toothed sprockets, belts and pulleys, without departing from the scope of the present invention.
Comme indiqué ci-dessus, les pendules 13 peuvent être reliés de manière rigide, ou peuvent être indépendants. Dans tous les cas, il y aura toujours un mouvement de rotation unidirectionnel sur l’arbre de sortie 17.As indicated above, the pendulums 13 can be rigidly connected, or can be independent. In any case, there will always be a unidirectional rotational movement on the output shaft 17.
En utilisation, le corps 12 est fixé à l’intérieur du boîtier étanche 6 par les brides 21 et 22.In use, the body 12 is fixed inside the sealed box 6 by the flanges 21 and 22.
Le corps 12 est ensuite libre de tourner à l’intérieur du boîtier étanche 6 autour de son troisième arbre d’entrée 16.The body 12 is then free to rotate inside the sealed box 6 around its third input shaft 16.
Il est à noter que les supports et les vis et boulons correspondants dans le corps 12 qui permettent aux roues d’engrenage et aux arbres d’être fixés ne sont pas référencés de manière à ne pas surcharger les Figures avec des chiffres de référence.It should be noted that the brackets and corresponding screws and bolts in body 12 which allow the gear wheels and shafts to be attached are not referenced so as not to overload the Figures with reference numerals.
Lorsque le boîtier étanche 6 est placé dans le fluide en mouvement (par exemple, dans un milieu marin), un mouvement est créé sur les pendules 13, ce qui génère une rotation sur l’arbre de sortie 17, et la rotation du corps 12 autour du troisième arbre d’entrée 16 crée également une rotation sur l’arbre de sortie 17 et ainsi de l’énergie par l’intermédiaire de l’alternateur 19.When the waterproof case 6 is placed in the moving fluid (for example, in a marine environment), a movement is created on the pendulums 13, which generates a rotation on the output shaft 17, and the rotation of the body 12 around the third input shaft 16 also creates rotation on the output shaft 17 and thus energy through the alternator 19.
Le dispositif de récupération d’énergie 11 selon l’invention peut être d’une taille quelconque en fonction de l’application souhaitée.The energy recovery device 11 according to the invention can be of any size depending on the desired application.
Un avantage du dispositif de récupération d’énergie 11 est que, lorsqu’il est fixé à l’intérieur du boîtier étanche 6 disposé dans le fluide en mouvement, le corps 12 se déplace par rapport au boîtier étanche 6, et les pendules 13 se déplacent par rapport au corps 12, ce qui génère un mouvement sur l’arbre de sortie 17 converti en énergie électrique par l’alternateur 19. Ceci signifie que le dispositif de récupération d’énergie 11 selon l’invention peut générer de l’énergie par lui-même, lorsque son boîtier étanche 6 est laissé dans l’environnement instable du fluide en mouvement. Le dispositif de récupération d’énergie 11 permet ainsi de générer de l’énergie électrique par récupération de l’énergie de mouvement de son boîtier étanche 6 dans toutes les directions possibles dans le fluide en mouvement.An advantage of the energy recovery device 11 is that, when it is fixed inside the sealed casing 6 disposed in the moving fluid, the body 12 moves relative to the sealed casing 6, and the pendulums 13 move relative to the body 12, which generates a movement on the output shaft 17 converted into electrical energy by the alternator 19. This means that the energy recovery device 11 according to the invention can generate energy by itself, when its sealed case 6 is left in the unstable environment of the moving fluid. The energy recovery device 11 thus makes it possible to generate electrical energy by recovering the energy of movement of its sealed casing 6 in all possible directions in the moving fluid.
Il est à noter que le corps 12 et le boîtier étanche 6 pourraient également avoir de quelconques autres formes, du moment que les pendules 13 peuvent pivoter autour du corps 12. Les pendules 13 sont conçus de telle sorte que, quelle que soit la position du pendule 13 par rapport au corps 12, le poids 24 du pendule 13 n’entre pas en contact avec l’un quelconque des arbres 14, 15, 16 et 17, pour permettre un mouvement de pivotement maximal des pendules 13 autour du corps 12, et ainsi une production maximale d’énergie.It should be noted that the body 12 and the waterproof case 6 could also have any other shape, as long as the pendulums 13 can pivot around the body 12. The pendulums 13 are designed in such a way that, whatever the position of the pendulum 13 with respect to the body 12, the weight 24 of the pendulum 13 does not come into contact with any of the shafts 14, 15, 16 and 17, to allow maximum pivoting movement of the pendulums 13 around the body 12, and thus maximum energy production.
L’alternateur 19 du dispositif de récupération d’énergie 11 permet de convertir l’énergie mécanique fournie par l’arbre de sortie 17 en énergie électrique.The alternator 19 of the energy recovery device 11 makes it possible to convert the mechanical energy supplied by the output shaft 17 into electrical energy.
Le dispositif de récupération d’énergie 11 comprend en outre au moins une charge électrique (non représentée sur les Figures) reliée à l’alternateur 19, chaque charge électrique étant configurée pour stocker ou consommer de l’énergie électrique produite par l’alternateur 19.The energy recovery device 11 further comprises at least one electrical load (not shown in the Figures) connected to the alternator 19, each electrical load being configured to store or consume electrical energy produced by the alternator 19 .
L’au moins une charge électrique peut au moins l’un parmi au moins une batterie, une résistance de coupure de l’alimentation électrique, au moins un capteur, un dispositif de protection cathodique configuré pour imposer un courant sur un élément métallique sur ou dans le boîtier étanche 6 afin d’empêcher une érosion cathodique, et une connexion électrique externe vers l’extérieur.The at least one electrical load may be at least one of at least one battery, one electrical power cut-off resistor, at least one sensor, one cathodic protection device configured to impose a current on a metallic element on or in the sealed case 6 in order to prevent cathodic erosion, and an external electrical connection to the outside.
Lorsque la charge électrique est une batterie, cette dernière permet de stocker l’énergie électrique produite par l’alternateur 19.When the electrical load is a battery, the latter makes it possible to store the electrical energy produced by the alternator 19.
Des moyens de conversion de puissance de type redresseur sont, de préférence, disposés entre l’alternateur 19 et la charge électrique afin de convertir la puissance à courant alternatif générée par l’alternateur 19 en une puissance à courant continu qui peut, par exemple, être stockée dans une ou plusieurs batteries.Rectifier type power conversion means are preferably disposed between the alternator 19 and the electrical load to convert the alternating current power generated by the alternator 19 into direct current power which may, for example, be stored in one or more batteries.
Lorsque la charge électrique est un capteur, ce dernier est alimenté par l’énergie électrique produite par l’alternateur 19 afin de permettre son fonctionnement de détection.When the electrical load is a sensor, the latter is powered by the electrical energy produced by the alternator 19 in order to allow its detection operation.
Lorsque la charge électrique est un dispositif de protection cathodique, ce dernier est alimenté par l’énergie électrique produite par l’alternateur 19 afin d’imposer un courant sur un élément métallique sur ou dans le boîtier étanche 6 de manière à lutter contre l’érosion cathodique et la salissure dudit élément métallique, ce qui permet de prolonger la durée de vie de l’équipement et de réduire les coûts de maintenance.When the electrical load is a cathodic protection device, the latter is powered by the electrical energy produced by the alternator 19 in order to impose a current on a metallic element on or in the sealed casing 6 so as to fight against the cathodic erosion and soiling of said metal element, thereby extending the life of the equipment and reducing maintenance costs.
Lorsque la charge électrique est une connexion électrique externe, cette dernière est, de préférence, disposée sur la surface extérieure du boîtier étanche 6 et reliée électriquement à l’alternateur 19 pour permettre à l’électricité générée par le dispositif de récupération d’énergie 11 d’être utilisée vers l’extérieur.When the electrical load is an external electrical connection, the latter is preferably arranged on the outer surface of the waterproof casing 6 and electrically connected to the alternator 19 to allow the electricity generated by the energy recovery device 11 to be used externally.
Lorsque la charge électrique est une résistance de coupure de l’alimentation électrique (du terme anglo-saxon « load dump resistance »), cette dernière permet de déconnecter une charge alimentée telle qu’une batterie alimentée par l’alternateur 19.When the electric load is a cut-off resistance of the electric power supply (from the Anglo-Saxon term “load dump resistance”), the latter makes it possible to disconnect a powered load such as a battery powered by the alternator 19.
Une ou plusieurs charges électriques (par exemple, un ou plusieurs éléments de batterie) peuvent être située dans au moins l’un des pendules 13, et des moyens de transfert de puissance dynamique sont alors disposés entre l’alternateur 19 et ledit au moins un pendule 13.One or more electrical loads (for example, one or more battery elements) can be located in at least one of the pendulums 13, and dynamic power transfer means are then arranged between the alternator 19 and said at least one pendulum 13.
La disposition d’au moins une partie de la charge électrique dans les pendules 13 permet ainsi de rendre compact le dispositif de récupération d’énergie 11. Les moyens de transfert de puissance dynamique permettent un transfert de courant électrique entre l’alternateur 19 et la charge électrique disposée dans les pendules 13, lesdits moyens de transfert de puissance dynamique comprenant, par exemple, des bagues collectrices.The arrangement of at least part of the electric load in the pendulums 13 thus makes it possible to make the energy recovery device 11 compact. The dynamic power transfer means allow a transfer of electric current between the alternator 19 and the electrical load disposed in the pendulums 13, said dynamic power transfer means comprising, for example, slip rings.
Par exemple, le poids 24 de chaque pendule 13 peut comprendre plusieurs éléments de batterie qui sont encastrés dans le poids de pendule 24 sans modifier sa forme ou limiter son mouvement de rotation. En outre, la masse des éléments de batterie est spécifiquement choisie pour assurer la fonctionnalité du poids de pendule 24.For example, the weight 24 of each pendulum 13 may comprise several battery cells which are embedded in the pendulum weight 24 without modifying its shape or limiting its rotational movement. Furthermore, the mass of the battery cells is specifically chosen to ensure the functionality of the pendulum weight 24.
Les éléments de batterie sont connectés électriquement à l’alternateur 19 par l’intermédiaire de l’arbre de sortie 17 et du corps 12 par l’intermédiaire des moyens de transfert de puissance dynamique de type bagues collectrices. L’arbre de sortie 17 et les premier et deuxième arbres d’entrée 14, 15 sont connectés électriquement au corps 12 par une bague collectrice. La bague collectrice permet une rotation régulière de l’arbre correspondant tant en fournissant un contact électrique pour permettre une circulation de courant électrique afin de charger les éléments de batterie lorsque le dispositif 11 produit de l’énergie utile et également afin de décharger les éléments de batterie lorsque le dispositif 11 produit de l’énergie utile négative.The battery cells are electrically connected to the alternator 19 through the output shaft 17 and the body 12 through the slip ring type dynamic power transfer means. Output shaft 17 and first and second input shafts 14, 15 are electrically connected to body 12 by a slip ring. The slip ring allows a regular rotation of the corresponding shaft both by providing an electrical contact to allow a flow of electric current in order to charge the battery elements when the device 11 produces useful energy and also in order to discharge the elements of battery when the device 11 produces negative useful energy.
Des moyens de régulation électronique peuvent également être prévus pour réguler le flux de charge vers ou depuis les éléments de batterie en fonction de la puissance générée par le dispositif 11 et de la puissance demandée par la ou les charges électriques.Electronic regulation means can also be provided to regulate the flow of charge to or from the battery elements according to the power generated by the device 11 and the power demanded by the electric load or loads.
Le dispositif de récupération d’énergie 11 peut également être utilisé par amortir les vibrations induites par vortex subies par la liaison flexible 7, telle qu’une colonne montante de plateforme pétrolière, sur laquelle est fixé le boîtier étanche 6 contenant le dispositif de récupération d’énergie 11. En effet, ces vibrations induites par vortex peuvent conduire à un endommagement par fatigue des structures vibrantes, telles que les colonnes montantes sous-marines qui subissent des vibrations induites par vortex, ce qui présente un problème significatif pour l’industrie du pétrole exploité en mer.The energy recovery device 11 can also be used to dampen the vortex-induced vibrations undergone by the flexible link 7, such as an oil platform riser, on which is fixed the sealed box 6 containing the energy recovery device. energy 11. Indeed, these vortex-induced vibrations can lead to fatigue damage of vibrating structures, such as subsea risers that experience vortex-induced vibrations, which presents a significant problem for the construction industry. offshore oil.
Afin de surmonter ce problème, la charge électrique reliée à l’alternateur 19 peut être choisie de manière à ralentir le mouvement de rotation de l’arbre de sortie 17 afin de ralentir le mouvement de rotation des arbres d’entrée 14, 15, 16, ce qui permet de réduire l’amplitude des vibrations induites par vortex subies par la liaison flexible 7 à laquelle le boîtier étanche 6 est fixé.In order to overcome this problem, the electrical load connected to the alternator 19 can be chosen so as to slow the rotational movement of the output shaft 17 in order to slow the rotational movement of the input shafts 14, 15, 16 , which makes it possible to reduce the amplitude of the vortex-induced vibrations undergone by the flexible connection 7 to which the sealed casing 6 is fixed.
La charge électrique, qui possède une valeur choisie qui charge l’alternateur 19, ralentit l’arbre de sortie 17 et ainsi limite le mouvement des pendules 13, ces pendules 13 étant initialement excités par les vibrations induites par vortex, de telle sorte que l’énergie retirée réduit l’amplitude de mouvement du boîtier étanche 6 et ainsi réduit l’amplitude des vibrations induites par vortex subies par la liaison flexible 7.The electric load, which has a chosen value which charges the alternator 19, slows the output shaft 17 and thus limits the movement of the pendulums 13, these pendulums 13 being initially excited by the vortex-induced vibrations, so that the The energy removed reduces the amplitude of movement of the sealed housing 6 and thus reduces the amplitude of vortex induced vibrations experienced by the flexible link 7.
Le dispositif de récupération d’énergie 11 est dans ce cas utilisé pour générer une force d’opposition sur le boîtier étanche 6 par application d’une charge électrique donnée sur l’alternateur 19. Cette charge électrique crée une force d’opposition par rapport à la direction de déplacement du boîtier étanche 6, ce qui permet de réduire le mouvement du boîtier étanche 6 et donc de la liaison flexible 7 au niveau du boîtier étanche 6. Le niveau d’amortissement de mouvement peut ainsi être modifié en commandant la charge électrique reliée à l’alternateur 19.The energy recovery device 11 is in this case used to generate an opposing force on the sealed casing 6 by applying a given electrical charge to the alternator 19. This electrical charge creates an opposing force with respect to to the direction of movement of the sealed casing 6, which makes it possible to reduce the movement of the sealed casing 6 and therefore of the flexible connection 7 at the level of the sealed casing 6. The level of movement damping can thus be modified by controlling the load electric connected to the alternator 19.
Dans le cas d’une utilisation pour amortir les vibrations induites par vortex, la charge électrique peut être l’une parmi une charge fixe précalculée, une charge variable préprogrammée, et une charge active commandée de manière externe ou embarquée à l’aide d’une unité de mesure inertielle.When used to dampen vortex-induced vibrations, the electrical load may be one of a pre-calculated fixed load, a pre-programmed variable load, and an active load externally controlled or on-board using a an inertial measurement unit.
L’amortissement des vibrations induites par vortex peut ainsi être passif (à l’aide de la charge fixe précalculée ou de la charge variable préprogrammée) ou actif (à l’aide de la charge active).The damping of vortex-induced vibrations can thus be passive (using the pre-calculated fixed load or the pre-programmed variable load) or active (using the active load).
La charge fixe est préalablement calculée et la charge variable est préalablement programmée de manière à rendre maximal l’amortissement des vibrations induites par vortex dans le fluide en mouvement.The fixed load is calculated beforehand and the variable load is programmed beforehand so as to maximize the damping of vortex-induced vibrations in the moving fluid.
De même, la charge active est commandée en temps réel de manière à rendre maximal l’amortissement des vibrations induites par vortex dans le fluide en mouvement.Likewise, the active load is controlled in real time so as to maximize the damping of vortex-induced vibrations in the moving fluid.
La charge active est soit commandée de manière externe acoustiquement ou par câble, soit commandée de manière embarquée à l’aide d’un apprentissage machine, une unité de mesure inertielle permettant de mesurer en temps réel la position et l’accélération du boîtier étanche 6 de manière à commander en conséquence la charge active.The active load is either controlled externally acoustically or by cable, or controlled on board using machine learning, an inertial measurement unit allowing real-time measurement of the position and acceleration of the waterproof housing 6 so as to control the active load accordingly.
La charge électrique permettant l’amortissement des vibrations induites par vortex peut, par exemple, être un ou plusieurs éléments de batterie ou une résistance pour une coupure de l’alimentation électrique.The electric load allowing the damping of the vortex-induced vibrations can, for example, be one or more battery cells or a resistor for a cut-off of the electric power supply.
Il est à noter que, lorsqu’une paire de boîtiers étanches 6 est fixée sur la liaison flexible 7, les deux boîtiers étanches 6 étant disposés à la même hauteur sur la liaison flexible 7 et de part et d’autre de la liaison flexible 7, cela permet d’empêcher un mouvement asymétrique de l’ensemble à ladite hauteur.It should be noted that, when a pair of sealed boxes 6 is fixed on the flexible connection 7, the two sealed boxes 6 being arranged at the same height on the flexible connection 7 and on either side of the flexible connection 7 , this makes it possible to prevent an asymmetrical movement of the assembly at said height.
Claims (14)
- un corps (12) conçu pour se déplacer par rapport au boîtier étanche (6) associé ;
- des premier et deuxième arbres d’entrée (14, 15) alignés faisant saillie à partir de deux faces opposées du corps (12) ;
- un premier pendule (13) monté sur l’extrémité distale du premier arbre d’entrée (14) ;
- un second pendule (13) monté sur l’extrémité distale du deuxième arbre d’entrée (15) ;
- un arbre de sortie (17) dont la direction est perpendiculaire à la direction des premier et deuxième arbres d’entrée (14, 15) ;
- un roulement (20a) fixé à l’intérieur du boîtier étanche (6) associé, dans lequel l’extrémité distale de l’arbre de sortie (17) est en roue libre ;
- un troisième arbre d’entrée (16) aligné avec l’arbre de sortie (17), la direction du troisième arbre d’entrée (16) étant perpendiculaire à la direction des premier et deuxième arbres d’entrée (14, 15), une extrémité distale du troisième arbre d’entrée (16) étant fixée à l’intérieur du boîtier étanche (6) associé ;
- des moyens de connexion mécanique au niveau de l’extrémité proximale de chacun des premier, deuxième et troisième arbres d’entrée (14, 15, 16) qui sont à l’intérieur du corps (12), lesdits moyens de connexion mécanique fonctionnant avec un système de transmission disposé à l’intérieur du corps (12) de telle sorte qu’un quelconque mouvement de rotation sur l’un quelconque des premier, deuxième et troisième arbres d’entrée (14, 15, 16) est converti en un mouvement de rotation unidirectionnel sur l’arbre de sortie (17) ;
- un alternateur (19) relié à l’arbre de sortie (17) et configuré pour convertir le mouvement de rotation unidirectionnel de l’arbre de sortie (17) en énergie électrique ; et
- au moins une charge électrique reliée à l’alternateur (19), chaque charge électrique étant configurée pour stocker ou consommer de l’énergie électrique produite par l’alternateur (19).– Energy recovery system (1; 8; 9) in a moving fluid, said system (1; 8; 9) comprising an anchoring means (4) at a fixed point with respect to the moving fluid, a flotation means (5) in the moving fluid and at least one flexible connection (7a, 7b; 7c, 7d, 7e, 7f; 7) connecting the flotation means (5) to the anchoring means (4), such that, when the energy recovery system (1; 8; 9) is installed in a moving fluid, the flotation means (5) floats in the moving fluid above the anchoring means (4 ), characterized in that said system (1; 8, 9) further comprises at least one sealed casing (6) fixed to the at least one flexible connection (7a, 7b; 7c, 7d, 7e, 7f; 7 ), each sealed casing (6) comprising, inside the latter, an energy recovery device (11) capable of recovering energy by movement of the associated sealed casing (6) in the moving fluid , said recovery device n of energy (11) comprising:
- a body (12) designed to move relative to the associated waterproof case (6);
- aligned first and second input shafts (14, 15) projecting from two opposite faces of the body (12);
- a first pendulum (13) mounted on the distal end of the first input shaft (14);
- a second pendulum (13) mounted on the distal end of the second input shaft (15);
- an output shaft (17) whose direction is perpendicular to the direction of the first and second input shafts (14, 15);
- a bearing (20a) fixed inside the associated sealed casing (6), in which the distal end of the output shaft (17) is freewheeling;
- a third input shaft (16) aligned with the output shaft (17), the direction of the third input shaft (16) being perpendicular to the direction of the first and second input shafts (14, 15) , a distal end of the third input shaft (16) being fixed inside the associated waterproof casing (6);
- mechanical connection means at the proximal end of each of the first, second and third input shafts (14, 15, 16) which are inside the body (12), said mechanical connection means operating with a transmission system arranged inside the body (12) such that any rotational movement on any of the first, second and third input shafts (14, 15, 16) is converted into a unidirectional rotational movement on the output shaft (17);
- an alternator (19) connected to the output shaft (17) and configured to convert the unidirectional rotational movement of the output shaft (17) into electrical energy; and
- at least one electrical load connected to the alternator (19), each electrical load being configured to store or consume electrical energy produced by the alternator (19).
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- 2019-03-07 FR FR1902330A patent/FR3093542B1/en active Active
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