FR3134398A1

FR3134398A1 - Static wave correlator

Info

Publication number: FR3134398A1
Application number: FR2203154A
Authority: FR
Inventors: Pierre Landiech
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2022-04-06
Filing date: 2022-04-06
Publication date: 2023-10-13

Abstract

Corrélateur statique de vagues Le corrélateur de vague de la demande de brevet FR16 00431 est amélioré par l’adjonction de clapets statiques, inspirés des conduits valvulaires de Nikola Tesla du brevet n°1 329 559 du 3 février 1920 mais rendus plus compacts. Les pressions dynamiques des vagues sont captées sur de larges superficies et protégées par des collecteurs rigides pour se propager vers un convertisseur d’énergie où elles corrèlent leurs effets. Les flux externes aspirent également les flux internes ayant cédé leur énergie. Seule une turbine de conversion énergétique n’est pas statique, l’incompressibilité des liquides permettant la propagation des impulsions dans les collecteurs sans aucune pièce animée. Le corrélateur capte la composante principale du flux : horizontale au fond de la mer, verticale entre deux eaux à proximité de la surface. Figure pour l’abrégé : [Fig 9].Static wave correlator The wave correlator of patent application FR16 00431 is improved by the addition of static valves, inspired by the valvular conduits of Nikola Tesla of patent no. 1,329,559 of February 3, 1920 but made more compact. Dynamic wave pressures are captured over large areas and protected by rigid collectors to propagate towards an energy converter where they correlate their effects. The external flows also suck up the internal flows which have given up their energy. Only an energy conversion turbine is not static, the incompressibility of liquids allowing the propagation of impulses in the collectors without any animated part. The correlator captures the main component of the flow: horizontal at the sea floor, vertical between two waters near the surface. Figure for abstract: [Fig 9].

Description

Static wave correlator

La présente invention concerne de façon générale l’adaptation à trois brevets antérieurs du même auteur des clapets hydrauliques statiques de Nikola Tesla, dont le principe a été amélioré par trois caractéristiques nouvelles :

blocage d’un flux indésirable non pas par un flux antagoniste et opposé unique mais par deux flux contra-convergents, permettant d’éviter l’empilement de plusieurs étages de blocages partiels,
captation d’une partie du flux incident dans le sens passant et par son transfert vers un autre conduit valvulaire à bloquer pour doper ledit blocage,
déflexion d’un flux importun vers une zone où il est acceptable.

The present invention generally concerns the adaptation to three previous patents of the same author of Nikola Tesla's static hydraulic valves, the principle of which has been improved by three new characteristics:

blocking of an undesirable flow not by a single antagonistic and opposite flow but by two contra-convergent flows, making it possible to avoid the stacking of several stages of partial blockages,
capture of part of the incident flow in the passing direction and by its transfer to another valve conduit to be blocked to boost said blockage,
deflection of an unwelcome flow towards an area where it is acceptable.

Cette demande de brevet correspond à une amélioration des inventions du même auteur :

dispositif de récupération et de transformation de l’énergie des vagues et des courants marins FR 12 51887 déposé le 1er mars 2012 et délivré le 12 août 2016,
corrélateur de vagues FR 16 00431 déposé le 16 mars 2016,
propulsion par viscosité pressurisée d’un navire sans sillage FR 17 00486 déposé le 2 mai 2017.

This patent application corresponds to an improvement of the inventions of the same author:

device for recovering and transforming energy from waves and marine currents FR 12 51887 filed on March 1, 2012 and issued on August 12, 2016,
wave correlator FR 16 00431 filed on March 16, 2016,
propulsion by pressurized viscosity of a ship without wake FR 17 00486 filed on May 2, 2017.

L’amélioration provient de la prise en compte du conduit valvulaire de Nikola Tesla n°1 329 559 du 3 février 1920, qui supprime les clapets mobiles des dépôts de 2012 et 2016.The improvement comes from the consideration of Nikola Tesla's valve conduit n°1 329 559 of February 3, 1920, which removes the mobile valves from the 2012 and 2016 filings.

Si les projets de dispositifs houlomoteurs sont nombreux, seul le WAVEROLLER semble avoir quitté la surface de la mer que les autres occupent et aucun n’a limité le nombre de parties mobiles à la seule turbine transformant l’énergie hydraulique en énergie mécanique. HACE possède le point commun avec la présente invention d’extraire l’énergie hydraulique au moyen de plusieurs cellules associées mais demeure à la surface de la mer et utilise l’air comprimé comme fluide intermédiaire.Although there are numerous projects for wave energy devices, only the WAVEROLLER seems to have left the surface of the sea that the others occupy and none has limited the number of moving parts to just the turbine transforming hydraulic energy into mechanical energy. HACE has the common point with the present invention of extracting hydraulic energy by means of several associated cells but remains on the surface of the sea and uses compressed air as an intermediate fluid.

Conformément au principe des dépôts de 2012 et 2016, les idées développées sont :

d’immerger l’intégralité de l’installation pour réduire les réticences des autres parties prenantes de cet espace océanique au prix d’une dégradation consentie du rendement ;
de corréler cinématiquement l’énergie hydraulique au moyen d’un grand nombre de cellules statiques en sélectionnant les particules allant dans un sens favorable et en bloquant les autres avant de les collecter dans un espace de transfert et d’en extraire l’énergie mécanique dans une turbine unique, seule pièce mobile de ladite installation ; par énergie hydraulique on entend aussi bien la pression que l’aspiration périodiquement transmises aux cellules par le mouvement complexe des vagues ;
de réduire autant que possible les pertes en charge dudit transfert.

In accordance with the principle of the 2012 and 2016 submissions, the ideas developed are:

to immerse the entire installation to reduce the reluctance of other stakeholders in this ocean space at the cost of an agreed degradation of performance;
to kinematically correlate the hydraulic energy by means of a large number of static cells by selecting the particles going in a favorable direction and blocking the others before collecting them in a transfer space and extracting the mechanical energy in a single turbine, the only moving part of said installation; by hydraulic energy we mean both the pressure and the suction periodically transmitted to the cells by the complex movement of waves;
to reduce as much as possible the losses in charge of said transfer.

A cet effet, un grand nombre de cellules dites d’admission captent indépendamment les particules des flux générés par les vagues quand leur direction et leur sens sont favorables pour pousser celles d’un collecteur en forme de nappe puis celles d’une turbine, tout en empêchant les particules dont la cinématique est défavorable d’interférer au moyen de la capacité de blocage des conduits valvulaires. Simultanément, autant de cellules dites d’échappement exploitent l’aspiration du même flux pour aspirer via un autre collecteur en forme de nappe les particules ayant travaillé dans la turbine ; d’autres conduits valvulaires protègent ce dernier collecteur des flux indésirables. Les flux aussi variables dans le temps et dans l’espace que ceux des vagues se trouvent ainsi « corrélés » dans les collecteurs en forme de nappes parce qu’ils ont tous le même sens et peuvent entraîner ladite turbine. Si la périodicité des oscillations est de typiquement 8 secondes, aucune pièce mécanique à part la turbine n’est mobile et les vagues les plus violentes peuvent être prises en compte ; seul le fluide transmet les mouvements. La turbine reçoit des impulsions successives et son inertie mécanique les moyenne. Chaque cellule intercepte une partie de l’énergie disponible, les cellules en amont et en aval faisant de même.For this purpose, a large number of so-called intake cells independently capture the particles of the flows generated by the waves when their direction and their direction are favorable to push those of a collector in the form of a sheet then those of a turbine, all by preventing particles with unfavorable kinematics from interfering by means of the blocking capacity of the valve conduits. Simultaneously, as many so-called exhaust cells exploit the suction of the same flow to suck up the particles having worked in the turbine via another collector in the form of a sheet; other valve conduits protect this last collector from unwanted flows. Flows as variable in time and space as those of waves are thus “correlated” in the collectors in the form of sheets because they all have the same direction and can drive said turbine. If the periodicity of the oscillations is typically 8 seconds, no mechanical part apart from the turbine is mobile and the most violent waves can be taken into account; only the fluid transmits the movements. The turbine receives successive impulses and its mechanical inertia averages them. Each cell intercepts a portion of the available energy, with upstream and downstream cells doing the same.

Note liminaire sur les mouvements relatifs à la propagation d’une vagueIntroductory note on movements relating to the propagation of a wave

Poussées par le vent, les particules liquides à la surface de l’eau s’accumulent en vagues qui se propagent ensuite très loin de leur lieu de naissance sous forme de houle : le fetch peut couramment atteindre plusieurs milliers de kilomètres. Dans ce document, le terme de vague sera surtout employé mais inclue par convention la houle. La propagation correspond autant au déplacement d’une bosse poussée par le vent ou par son inertie qu’à celui d’un creux comblé par le volume liquide adjacent. Cette propagation met en mouvement toute la colonne d’eau dans des mouvements elliptiques (en première approche), dont l’amplitude décroit avec l’immersion. Chaque point de l’océan peut par ailleurs être animé par plusieurs houles issues de directions différentes.Driven by the wind, liquid particles on the surface of the water accumulate in waves which then propagate very far from their place of birth in the form of swells: the fetch can commonly reach several thousand kilometers. In this document, the term wave will be mainly used but by convention includes swell. Propagation corresponds as much to the movement of a bump pushed by the wind or by its inertia as to that of a hollow filled by the adjacent liquid volume. This propagation sets the entire water column in motion in elliptical movements (in a first approach), the amplitude of which decreases with immersion. Each point of the ocean can also be animated by several swells coming from different directions.

La illustre la modélisation de George Bidell Airy dont les approximations seront acceptées ici. La surface se déplace d’un mouvement continu de longueur d’onde λ dans le sens de propagation indiqué par la flèche mais chaque particule reste pourtant immobile, aux oscillations selon une trajectoire elliptique près en repère 1.1. En s’approchant du fond, l’ellipse s’aplatit pour finir par être rectiligne en repère 1.2. La trajectoire d’une particule isolée en repère 1.3 et sa participation à la propagation de la vague est illustrée par les deux croquis inférieurs.There illustrates the modeling of George Bidell Airy, the approximations of which will be accepted here. The surface moves in a continuous movement of wavelength λ in the direction of propagation indicated by the arrow but each particle nevertheless remains immobile, oscillations according to an elliptical trajectory in reference 1.1. As it approaches the bottom, the ellipse flattens out and ends up being rectilinear at reference 1.2. The trajectory of an isolated particle in reference 1.3 and its participation in the propagation of the wave is illustrated by the two lower sketches.

En observant la succession des vagues, on s'aperçoit qu'elles ne présentent aucune régularité : il n'y a jamais deux vagues identiques, ni en hauteur, ni en périodicité ; cette modélisation est donc loin d’être indiscutable mais elle sera retenue, en particulier pour l’application numérique.By observing the succession of waves, we see that they do not present any regularity: there are never two identical waves, neither in height nor in periodicity; this modeling is therefore far from being indisputable but it will be retained, in particular for the digital application.

On a en effet observé au large d’Ouessant que 95% des périodes T de la houle se trouvaient entre 6 et 14s avec un maxima de 18% à 8s pour une hauteur de 3,4m. Les longueurs d’onde λ varient principalement entre 60m et 300m, elles décroissent quand le fond remonte. On utilisera l’approximation fréquemment admise λ=1,56T², qui est bien cohérente entre 6 et 14s avec les longueurs d’onde observées, et l’amplitude A à l’immersion z en fonction de l’amplitude en surface A₀ : It was indeed observed off Ouessant that 95% of the swell T periods were between 6 and 14s with a maximum of 18% at 8s for a height of 3.4m. The wavelengths λ vary mainly between 60m and 300m, they decrease when the bottom rises. We will use the frequently accepted approximation λ=1.56T², which is well consistent between 6 and 14s with the observed wavelengths, and the amplitude A at immersion z as a function of the surface amplitude A₀ :

Quelles que soit les modifications apportées par les nombreux autres modèles, il sera considéré comme pertinent d’intercepter la composante horizontale des mouvements à proximité du fond et la composante verticale près de la surface. L’exemple des vieilles coques amarrées à la sortie d’un port en qualité de digue flottante montre que l’absence d’une surface libre entrave la propagation des mouvements inférieurs : dès qu’une particule aura été sélectionnée, sa propagation à l’intérieur du dispositif ne sera plus déterminée par celle de la vague.Regardless of the modifications made by the many other models, it will be considered relevant to intercept the horizontal component of movements near the bottom and the vertical component near the surface. The example of old hulls moored at the exit of a port as a floating breakwater shows that the absence of a free surface hinders the propagation of lower movements: as soon as a particle has been selected, its propagation to the interior of the device will no longer be determined by that of the wave.

Evolution du conduit valvulaire de TeslaEvolution of the Tesla valve conduit

Dispositif initialInitial device

La reproduit l’illustration du brevet de Nikola Tesla. Il s’agit selon sa demande de brevet « d’un conduit dont l’intérieur est pourvu d’élargissements, rétrécissements, d’injections, de déflecteurs ou godets qui, tout en n'offrant pratiquement aucune résistance au passage du fluide dans un sens autre que le frottement de surface, constitue une barrière presque infranchissable à son écoulement dans la direction opposée ».There reproduces the illustration from Nikola Tesla's patent. According to its patent application, it is "a conduit whose interior is provided with widenings, narrowings, injections, deflectors or buckets which, while offering practically no resistance to the passage of the fluid in a direction other than surface friction, constitutes an almost impassable barrier to its flow in the opposite direction.

Dans le sens de blocage du conduit valvulaire, on trouve en repère 2-1 la séparation du flux incident par un déflecteur en deux flux d’injection et de contre-injection, qui vont se rencontrer en repère 2-2 selon un angle d’incidence α dans une zone « V ». Cette rencontre de deux flux opposés provoque un blocage qui remonte jusqu’au repère 2-3 dans la zone V’ et en amont. Probablement en raison de l’insuffisance dudit blocage, l’inventeur a combiné plusieurs étages identiques, onze dans le cas de l’illustration de son brevet. En raison du blocage, les lois de l’hydrostatique s’appliquent au dispositif et on en conclut que les sections relatives des flux d’injection et de contre-injection n’ont pas d’importance.In the direction of blocking of the valve conduit, we find in reference 2-1 the separation of the incident flow by a deflector into two injection and counter-injection flows, which will meet in reference 2-2 at an angle of incidence α in a zone “V”. This meeting of two opposing flows causes a blockage which goes up to mark 2-3 in zone V’ and upstream. Probably due to the insufficiency of said blocking, the inventor combined several identical stages, eleven in the case of the illustration of his patent. Due to the blockage, the laws of hydrostatics apply to the device and it is concluded that the relative sections of the injection and counter-injection flows do not matter.

Dans le sens de passage du conduit valvulaire, le flux incident aspire en repère 2-4 « A » un flux parasite qui va tourner autour du déflecteur. Ce flux parasite réduira en repère 2-5 « A’ » le flux incident. Le bon fonctionnement du conduit valvulaire initial conduira à tolérer lesdites aspirations et le flux parasite.In the direction of passage of the valve conduit, the incident flow sucks in mark 2-4 “A” a parasitic flow which will rotate around the deflector. This parasitic flux will reduce the incident flux to a mark of 2-5 “A’”. The proper functioning of the initial valve conduit will lead to tolerance of said aspirations and the parasitic flow.

Amélioration de la compacité par deux flux de contre-injection et dopage de ceux-ciImprovement of compactness by two counter-injection flows and doping thereof

Cette invention passée dans le domaine public a contribué à l’élaboration de la présente invention, la montre comment le conduit valvulaire a évolué :

Le flux dans le sens du blocage n’est pas divisé en deux demi-flux, mais en trois tiers de flux égaux et coplanaires par deux déflecteurs en repères 3-1 et 3-2 : un « tiers de flux » d’injection et deux « tiers de flux » de contre-injection convergeant en repère 3-3 vers un même point de l’espace « V » sous des incidences d’environ 120°.
L’angle α qui vaut 180° dans le texte de Nikola Tesla et plutôt 135° sur son dessin est ici fixé à 120 : au prix de la réduction relative de passage du flux incident, les trois tiers de flux se neutralisent sans faire appel à la force de réaction d’une paroi. Le blocage se répercute jusqu’à la zone « V’ » en repère 3-4.
Avec deux canaux de contre-injection, la surface d’interaction cinématique par viscosité avec le flux direct est doublée.
Par ailleurs, réduire α de 180° ou 135° à 120° réduit l’aspiration parasite en repère 3-5 dans le sens de passage du conduit valvulaire.
Enfin, la protection contre une aspiration peut être dopée injectant en repères 3.6 des flux captés en amont, comme développé avec la .

This invention passed into the public domain contributed to the development of the present invention, the shows how the valve conduit evolved:

The flow in the direction of blocking is not divided into two half-flows, but into three thirds of equal and coplanar flows by two deflectors at marks 3-1 and 3-2: a “third flow” of injection and two counter-injection “thirds of flow” converging at reference 3-3 towards the same point in space “V” under incidences of approximately 120°.
The angle α which is worth 180° in Nikola Tesla's text and rather 135° in his drawing is here set at 120: at the cost of the relative reduction in the passage of the incident flow, three thirds of the flow are neutralized without resorting to the reaction force of a wall. The blockage extends to zone “V’” at mark 3-4.
With two counter-injection channels, the kinematic interaction surface by viscosity with the direct flow is doubled.
Furthermore, reducing α from 180° or 135° to 120° reduces the parasitic suction at mark 3-5 in the direction of passage of the valve conduit.
Finally, protection against suction can be boosted by injecting in benchmarks 3.6 flows captured upstream, as developed with the .

Un seul étage de conduit valvulaire est prévu ; non seulement ce conduit s’oppose à l’aspiration indésirable d’un flux, mais il génère également un flux opportun dans le sens recherché.A single stage of valve conduit is provided; not only does this conduit oppose the unwanted suction of a flow, but it also generates an appropriate flow in the desired direction.

Amélioration de l’efficacité par déflexion du flux importunImproved efficiency by deflecting unwanted flow

Plutôt que de bloquer une aspiration indésirable et la transformer en injection favorable ci-dessus, les principes mis en œuvre dans le conduit valvulaire peuvent également évoluer en déflexion vers une zone favorable conformément à la :

Le flux dans le sens du blocage est divisé en deux demi-flux, un demi-flux d’injection et un demi-flux d’inflexion, par un déflecteur en repère 4-1.
Ces deux demi-flux équivalents vont converger vers un même point au repère 4-2 selon une incidence d’environ 120°. Ils vont générer le flux résultant en 4-3 orienté vers l’extérieur du conduit valvulaire qui le quittera par une fenêtre. Le flux général en repère 4-4 ne s’opposera pas à cette déflexion. L’espace en aval du conduit valvulaire objet d’une injection indésirable en 4-5 verra donc son alimentation tarie.
Dans le sens du passage, le flux incident va générer deux types de flux parasites en repères 4-6 et 4-7. Le flux parasite en repère 4-6 reste limité grâce aux 120° déjà évoqués. Le flux parasite en repère 4-7 peut être négligé en raison du faible impact de la plaque 4-8 sur le flux amont.

Rather than blocking undesirable suction and transforming it into favorable injection above, the principles implemented in the valve conduit can also evolve in deflection towards a favorable zone in accordance with the :

The flow in the direction of blocking is divided into two half-flows, a half-injection flow and a half-inflection flow, by a deflector marked 4-1.
These two equivalent half-flows will converge towards the same point at marker 4-2 at an incidence of approximately 120°. They will generate the resulting flow in 4-3 directed towards the outside of the valve conduit which will leave it through a window. The general flow at benchmark 4-4 will not oppose this deflection. The space downstream of the valve conduit subject to an unwanted injection in 4-5 will therefore have its supply dried up.
In the direction of passage, the incident flow will generate two types of parasitic flows at marks 4-6 and 4-7. The parasitic flow at reference 4-6 remains limited thanks to the 120° already mentioned. The parasitic flow at mark 4-7 can be neglected due to the low impact of plate 4-8 on the upstream flow.

Adaptation au corrélateur de vaguesAdaptation to the wave correlator

Paire de clapets d’admissionPair of intake valves

] La associe deux conduits valvulaires modifiés en configuration tête-bêche d’admission, elle améliore le dispositif déposé en 2016 en orientant les deux nappes d’alimentation et d’échappement dans le sens des vagues pour réduire les pertes en charge dues aux changements de direction.] There combines two modified valve conduits in a head-to-tail intake configuration, it improves the device filed in 2016 by orienting the two supply and exhaust layers in the direction of the waves to reduce pressure losses due to changes in direction.

Une vague en repère 5-1 injecte son flux dans le conduit valvulaire repéré 5-2 dans le sens passant. La volute de nappe repérée 5-3 oriente ce flux pertinent vers la turbine au sein de la nappe d’admission repérée 5-4. A titre d’information, la nappe d’échappement se trouve dessous en repère 5-5.A wave marked 5-1 injects its flow into the valve conduit marked 5-2 in the passing direction. The sheet volute marked 5-3 directs this relevant flow towards the turbine within the inlet sheet marked 5-4. For information, the exhaust sheet is located below at mark 5-5.

Il ne faut pas que la même vague en repère 5-6 aspire dans la nappe d’admission, qui doit donc être protégée. Une telle aspiration provoquerait en repère 5-7 un mouvement qui serait bloqué comme vu ci-dessus.The same wave at mark 5-6 must not suck into the inlet layer, which must therefore be protected. Such suction would cause a movement at mark 5-7 which would be blocked as seen above.

Au-dessus des deux clapets valvulaires figurent deux chambres repérées 5-8 et 5-9 aspirant le flux en 5-10 dans le cas de la chambre 5-8 Des trémies d’embouchure permettent de capter le flux incident dans le sens passant et de le transférer vers la chambre associée 5-8 ou 5-9. La chambre 5-8 alimente le conduit valvulaire de droite à bloquer pour doper ledit blocage par le biais des deux pipes repérées 5-11 au travers de la chambre 5-9 sans entraver sensiblement sa circulation. La chambre 5-9 alimente directement le conduit valvulaire de gauche par les deux lumières repérées 5-12. Les orifices repérés 5-12 et les pipes repérées 5-11 débouchent dans les clapets valvulaires au travers de ventelles d’orientation non représentées, afin de participer judicieusement aux flux de contre-injection. La vague arrivant en repère 5-10 va faire transiter son flux par la chambre repérée 5-8 et les pipes repérées 5-11 pour doper le conduit valvulaire de droite. Ses flux de contre-injection ainsi dopés s’opposeront encore mieux à l’aspiration par la vague en repère 5-6 et enverront un flux marginal en repère 5-13 vers la nappe d’admission. On a ainsi obtenu la captation d’une partie du flux incident dans le sens passant et son transfert vers un autre conduit valvulaire à bloquer pour doper ledit blocage. La paire de conduits valvulaires de clapet de non-retour statique possède ainsi un dispositif de captation d’une partie du flux incident dans le sens passant et un dispositif de transfert vers l’autre conduit valvulaire à bloquer pour doper ledit blocage.Above the two valve valves are two chambers marked 5-8 and 5-9 sucking the flow in 5-10 in the case of chamber 5-8 Mouth hoppers make it possible to capture the incident flow in the passing direction and to transfer it to the associated room 5-8 or 5-9. Chamber 5-8 supplies the right valve conduit to be blocked to boost said blockage via the two pipes marked 5-11 through chamber 5-9 without significantly hindering its circulation. Chamber 5-9 directly supplies the left valve conduit through the two lumens marked 5-12. The orifices marked 5-12 and the pipes marked 5-11 open into the valve valves through orientation louvers not shown, in order to judiciously participate in the counter-injection flows. The wave arriving at mark 5-10 will pass its flow through the chamber marked 5-8 and the pipes marked 5-11 to boost the right valve conduit. Its counter-injection flows thus doped will oppose even better the suction by the wave at mark 5-6 and will send a marginal flow at mark 5-13 towards the admission layer. We thus obtained the capture of part of the incident flow in the passing direction and its transfer to another valve conduit to be blocked in order to boost said blockage. The pair of static non-return valve valve conduits thus has a device for capturing part of the incident flow in the passing direction and a transfer device towards the other valve conduit to be blocked in order to boost said blockage.

La vague en repère 5-14 aspire via la chambre repérée 5-9 dans les cornes de contre-injection du conduit valvulaire, les flux parasites sont ainsi dopés mais dans des proportions jugées acceptables.The wave marked 5-14 sucks via the chamber marked 5-9 into the counter-injection horns of the valve conduit, the parasitic flows are thus doped but in proportions deemed acceptable.

Le dispositif étant symétrique, une vague injectant son flux dans le sens opposé alimente de la même manière la nappe d’admission.The device being symmetrical, a wave injecting its flow in the opposite direction feeds the inlet layer in the same way.

Paire de clapets d’échappementPair of exhaust flaps

La associe deux conduits valvulaires modifiés avec déflexion du flux en configuration tête-bêche d’échappement, elle améliore le dispositif déposé en 2016 en orientant les deux nappes d’alimentation et d’échappement dans le sens des vagues pour réduire les pertes en charge dues aux changements de direction.There combines two modified valve conduits with flow deflection in a head-to-tail exhaust configuration, it improves the device filed in 2016 by orienting the two supply and exhaust layers in the direction of the waves to reduce pressure losses due to changes of direction.

La vague repérée 6-1 aspire à travers le conduit valvulaire de droite. Le conduit valvulaire de droite est passant, l’aspiration est transmise à la nappe d’échappement repérée 6-2 via la pipe repérée 6-3 de traversée de la nappe d’admission repérée 6-4. La pipe de traversée est orientée pour aspirer l’échappement de la turbine, elle n’obère pas particulièrement la circulation dans cette nappe d’admission.The wave marked 6-1 draws through the right valve conduit. The right valve conduit is passing, the suction is transmitted to the exhaust layer marked 6-2 via the pipe marked 6-3 crossing the intake layer marked 6-4. The crossing pipe is oriented to suck in the exhaust from the turbine, it does not particularly obstruct the circulation in this intake layer.

Le flux 6-5 va traverser le conduit valvulaire dans le sens déflexion pour se retrouver en repère 6-6 sans affecter intempestivement la nappe d’échappement.Flow 6-5 will cross the valve conduit in the deflection direction to end up at mark 6-6 without unintentionally affecting the exhaust layer.

Quand la vague circule dans l’autre sens, la volute repérée 6-7 infléchit l’aspiration pertinente dans la direction de la turbine.When the wave circulates in the other direction, the volute marked 6-7 bends the relevant suction in the direction of the turbine.

Association des deux paires de clapets Association of the two pairs of valves

La montre comment les deux paires de clapet d’admission repère 7-1 et d’échappement 7-2 sont associées côte à côte pour former une cellule élémentaire. Des longerons d’orientation des vagues dans la direction du dispositif sont repérés 7-3 et 7-4. En repère 7-5, la pipe de traversée de la nappe d’admission laisse au minimum la moitié de sa section de passage disponible.There shows how the two pairs of intake valve mark 7-1 and exhaust valve 7-2 are associated side by side to form an elementary cell. Wave orientation spars in the direction of the device are marked 7-3 and 7-4. In reference 7-5, the intake cable crossing pipe leaves at least half of its passage section available.

La illustre comment ces cellules élémentaires peuvent être assemblées entre des longerons repères 8-1. Ces longerons redressent la composante horizontale des flux pour l’orienter dans la direction du dispositif.There illustrates how these elementary cells can be assembled between spars reference 8-1. These spars straighten the horizontal component of the flows to orient it in the direction of the device.

Constitution des basesConstitution of the bases

La indique comment ces cellules élémentaires composent une base houlomotrice, positionnée environ 4 m sous la surface pour ne pas interférer avec les autres parties prenantes de la bande côtière. La marée fait bien sûr varier cette immersion. Les dimensions de 7,5 et 30 m sont uniquement fournies à titre d’exemple. Le repère 9-1 correspond à un des longerons. Sous les longerons se trouvent les nappes d’admission et d’échappement, séparées en demi-nappes d’admission et d’échappement.There indicates how these elementary cells make up a wave base, positioned approximately 4 m below the surface so as not to interfere with the other stakeholders in the coastal strip. The tide of course varies this immersion. The dimensions of 7.5 and 30 m are provided as an example only. Marker 9-1 corresponds to one of the spars. Under the spars are the intake and exhaust layers, separated into intake and exhaust half-layers.

Alimentation de la turbineTurbine power supply

Les et montrent comment les nappes d’admission et d’échappement sont reliées à la turbine avec une vue de dessus et une vue de face . Le repère 10-1 correspond à une cloison transversale séparant les deux demi-nappes. La turbine se trouve en repère 10-2, ses aubes occupant la couronne repérée 10-3. Les pipes portant le repère 10-4 alimentent ces aubes comme la le décrit.THE And show how the intake and exhaust webs are connected to the turbine with a top view and a front view . Marker 10-1 corresponds to a transverse partition separating the two half-sheets. The turbine is located at mark 10-2, its blades occupying the crown marked 10-3. The pipes bearing the mark 10-4 feed these blades like the describes it.

La turbine correspond au repère 11-1 de la , le repère 11-2 symbolisant une génératrice électrique ou hydraulique. La turbine possède une flottabilité neutre pour ne pas solliciter ses paliers. La couronne du rouet est équipée de paires d’aubes repérées 11-3. Ce rouet porte également deux feuillures cylindriques d’étanchéité partielle repérées 11-4. Entre les deux pales sont disposées deux fentes circulaires d’injection repérées 11-5 alimentées par la nappe d’admission repérée 11-6. Les pales supérieure et inférieure reçoivent le même débit et génèrent donc une poussée verticale nulle sur les paliers de la turbine. Au-dessus de la pale supérieure et au-dessous de la pale inférieure, deux fentes circulaires d’aspiration recueillent le flux ayant travaillé sur les pales. Les pipes repérées 11-7 traversent l’extrémité de la nappe d’admission repérée 11-6 pour rejoindre la demi-nappe d’échappement repérée 11-8.The turbine corresponds to mark 11-1 of the , the mark 11-2 symbolizing an electric or hydraulic generator. The turbine has neutral buoyancy so as not to stress its bearings. The crown of the spinning wheel is equipped with pairs of blades marked 11-3. This spinning wheel also carries two cylindrical partial sealing rabbets marked 11-4. Between the two blades are arranged two circular injection slots marked 11-5 supplied by the intake sheet marked 11-6. The upper and lower blades receive the same flow and therefore generate zero vertical thrust on the turbine bearings. Above the upper blade and below the lower blade, two circular suction slots collect the flow having worked on the blades. The pipes marked 11-7 cross the end of the intake sheet marked 11-6 to join the exhaust half-sheet marked 11-8.

Exploitation du mouvement verticalExploitation of vertical movement

La adapte les principes déjà vus à l’interception de la composante des vagues. Les nappes d’admission et d’échappement sont remplacées par des collecteurs d’admission et d’échappement respectivement en repères 12-1 et 12-2. Les volutes d’orientation vers la turbine ne sont pas représentées ; pour leur laisser plus de place, les paires de conduits valvulaires d’admission et d’échappement sont disposées en quinconces.There adapts the principles already seen to the interception of the wave component. The intake and exhaust slicks are replaced by intake and exhaust manifolds at marks 12-1 and 12-2 respectively. The volutes directing towards the turbine are not shown; to leave more room for them, the pairs of intake and exhaust valve conduits are arranged in staggered rows.

Bases entre deux eauxBases between two waters

La montre comment des paires de conduits valvulaires peuvent être associés pour exploiter à partir de la base entre deux eaux de la les mouvements verticaux des vagues. Cette base est immergée aux environs de 4 m. Les paires en repère 13-1 sont des paires d’admission qui vont alimenter les collecteurs d’admission repérées 13-2 et 13-3. La paire en repère 13-4 est une paire d’échappement, elle aspire dans le collecteur d’échappement repéré 13-5. Pour laisser plus de place aux volutes de déflexion à l’intérieur des collecteurs, les paires de conduits valvulaires d’admission et d’échappement sont disposées en quinconces. La paire repérée 13-6 est ainsi une paire d’échappement.There shows how pairs of valve conduits can be associated to operate from the base between two waters of the vertical wave movements. This base is submerged to around 4 m. The pairs marked 13-1 are intake pairs which will supply the intake manifolds marked 13-2 and 13-3. The pair marked 13-4 is an exhaust pair, it draws into the exhaust manifold marked 13-5. To allow more room for deflection volutes inside the manifolds, the pairs of intake and exhaust valve conduits are arranged in staggered rows. The pair marked 13-6 is thus a pair of exhausts.

Ces six paires de clapets valvulaires doivent être complétées par d’autres rangées de paires de clapets valvulaires d’admission et d’échappement. La colonne formée doit être reproduite latéralement autant de fois que nécessaire. Les collecteurs déboucheront dans la turbine avec les mêmes principes qu’antérieurement conformément à la qu’il n’est plus nécessaire de détailler.These six pairs of valve valves must be supplemented by other rows of pairs of intake and exhaust valve valves. The formed column must be reproduced laterally as many times as necessary. The collectors will open into the turbine with the same principles as previously in accordance with the which it is no longer necessary to detail.

La indique comment la plateforme ainsi formée est maintenue entre deux eaux. Il est également possible de l’associer à des plateformes d’éoliennes pour bénéficier de leur ancrage et de leur accès au réseau électrique. La composante verticale étant exploitée, les longerons sont inutiles. Seulement deux points d’ancrage sont concevables.There indicates how the platform thus formed is maintained between two waters. It is also possible to associate it with wind turbine platforms to benefit from their anchoring and access to the electricity network. The vertical component being exploited, the spars are useless. Only two anchor points are conceivable.

La présente invention sera mieux comprise et d'autres avantages apparaîtront à la lecture de la description détaillée des différentes configurations, prises à titre d'exemples nullement limitatifs et illustrées par les dessins de principe annexés :The present invention will be better understood and other advantages will appear on reading the detailed description of the different configurations, taken by way of non-limiting examples and illustrated by the appended principle drawings:

La décrit les mouvements relatifs au passage d’une vague conformément à la théorie d’Airy.There describes the movements relating to the passage of a wave in accordance with Airy's theory.

La décrit le conduit valvulaire déposé par Nikola TeslaThere describes the valve conduit laid down by Nikola Tesla

La décrit l’évolution du conduit valvulaire pour blocage de flux indésirable.There describes the progression of the valvular conduit to blockage of unwanted flow.

La décrit l’évolution du conduit valvulaire pour déflexion d’un flux indésirable.There describes the evolution of the valvular conduit for deflection of unwanted flow.

La décrit l’association de deux conduits valvulaires de blocage pour constituer une paire de conduits valvulaires d’admission.There describes the association of two blocking valve conduits to constitute a pair of admission valve conduits.

La décrit l’association de deux conduits valvulaires de déflexion pour constituer une paire de conduits valvulaires d’échappement.There describes the association of two deflection valve conduits to constitute a pair of exhaust valve conduits.

La décrit l’association d’une paire de conduits valvulaires d’admission et d’une paire de conduits valvulaires d’échappement formant une cellule élémentaire.There describes the association of a pair of inlet valve conduits and a pair of exhaust valve conduits forming an elementary cell.

La décrit l’association de cellules élémentaires.There describes the association of elementary cells.

La décrit comment les cellules élémentaires sont associées pour constituer un dispositif posé sur le fond.There describes how the elementary cells are associated to constitute a device placed on the bottom.

La décrit l’alimentation de la turbine vue du dessus.There describes the turbine power supply seen from above.

La décrit l’alimentation de la turbine vue de face.There describes the turbine power supply seen from the front.

La décrit comment les paires d’admission et d’échappement peuvent être adaptées pour prendre en compte les mouvements verticaux d’une base entre deux eaux .There describes how intake and exhaust pairs can be adapted to account for vertical movements of a base between two waters .

La décrit comment six paires peuvent être associées pour former des collecteurs.There describes how six pairs can be combined to form manifolds.

La décrit comment les collecteurs alimentent la turbine dans le cas d’une plateforme immergée entre deux eaux.There describes how the collectors supply the turbine in the case of a platform submerged between two waters.

La décrit une plateforme immergée entre deux eaux.There describes a submerged platform between two waters.

detailed description

La formule classique The classic formula

donne ainsi pour un dispositif de 7,5 m de large les puissances théoriques suivantes en kW : Etat de la mer Hauteur (m)\
période (s) 6 8 10 12 14 moyenne (kW) 2 0,25 1 2 2 3 3 2 3 0,875 17 23 28 34 39 28 4 1,875 78 104 129 155 181 129 5 3,25 233 311 389 467 545 389 6 5 552 737 921 1 105 1 289 921 7 7,5 1 243 1 657 2 072 2 486 2 900 2 072 8 11,5 2 923 3 897 4 871 5 845 6 819 4 871 9 14 4 331 5 775 7 219 8 663 10 107 7 219 thus gives for a 7.5 m wide device the following theoretical powers in kW: Sea state Height (m)\
period(s) 6 8 10 12 14 average (kW) 2 0.25 1 2 2 3 3 2 3 0.875 17 23 28 34 39 28 4 1,875 78 104 129 155 181 129 5 3.25 233 311 389 467 545 389 6 5 552 737 921 1,105 1,289 921 7 7.5 1,243 1,657 2,072 2,486 2,900 2,072 8 11.5 2,923 3,897 4,871 5,845 6,819 4,871 9 14 4,331 5,775 7,219 8,663 10,107 7,219

On peut dimensionner une installation pilote avec 30 m de long, 7,5 m de large et évaluer des ordres de grandeur.We can size a pilot installation with 30 m long, 7.5 m wide and evaluate orders of magnitude.

Une étude paramétrique a conduit à retenir le nombre de 12 cellules en 30 m. Les paires de conduits valvulaires d’admission et d’échappement peuvent avoir une hauteur de 42 cm, une profondeur de 42 cm pour une largeur de 125 cm. Dans le cas des conduits valvulaires d’admission, les deux chambres supérieures ont une hauteur de 3,5 cm, le conduit valvulaire lui-même une hauteur de 35 cm. Il y a 125 cm entre deux cellules, soit 12 cellules en 30 m au pas de 2,5 m.A parametric study led to retaining the number of 12 cells in 30 m. The pairs of inlet and exhaust valve conduits can have a height of 42 cm, a depth of 42 cm and a width of 125 cm. In the case of inlet valve conduits, the two upper chambers have a height of 3.5 cm, the valve conduit itself has a height of 35 cm. There are 125 cm between two cells, i.e. 12 cells in 30 m at 2.5 m intervals.

La particule en haut d’une vague de hauteur h et de périodicité T possède une vitesse de πh/T. A l’immersion de 4 m avec une longueur d’onde λ, cette vitesse est The particle at the top of a wave of height h and periodicity T has a speed of πh/T. At an immersion of 4 m with a wavelength λ, this speed is

Sur les 7,5 m de large, la moitié est utilisée par les embouchures d’admission, le débit est donc de : Of the 7.5 m wide, half is used by the inlet mouths, the flow rate is therefore:

Toutes les cellules ne reçoivent pas de particules dont la vitesse soit horizontale. Si on prend en compte une phase φ d’entrée dans le dispositif, la vitesse de la cellule de rang i est modulée par le facteur de vitesse : Not all cells receive particles whose speed is horizontal. If we take into account an input phase φ into the device, the speed of the cell of rank i is modulated by the speed factor:

le pas entre cellules étant de 2,5m, la valeur absolue correspondant à l’admission dans les deux sens.the pitch between cells being 2.5m, the absolute value corresponding to admission in both directions.

La différence de pression h ρ g ne doit pas être modulée par l’immersion The pressure difference h ρ g must not be modulated by immersion

(propagation de la pression à 1500 m/s) mais par les différences de hauteur dans la trajectoire.(propagation of the pressure at 1500 m/s) but by the height differences in the trajectory.

A λ donné entre 60 et 300 m, la multiplication du facteur de vitesse par le facteur de pression est additionnée de i = 0 à i = 11. On fait évoluer φ dans le temps entre 0 et π et on moyenne toutes les additions pour obtenir un facteur F(λ) qui varie de 1,1 pour λ = 300 m à 6,2 pour λ = 60 m. En effet, la base est moins petite pour λ = 60 m et les différences de hauteurs sont moins souvent faibles.At λ given between 60 and 300 m, the multiplication of the speed factor by the pressure factor is added from i = 0 to i = 11. We make φ evolve over time between 0 and π and we average all the additions to obtain a factor F(λ) which varies from 1.1 for λ = 300 m to 6.2 for λ = 60 m. Indeed, the base is less small for λ = 60 m and the height differences are less often small.

La puissance est donc The power is therefore

avec les applications numériques ci-dessous en kW : Etat de la mer hauteur (m)/ période (s) 6 7 8 9 10 11 12 13 14 Moyenne
kW 2 0,25 2 1 1 1 0 0 0 0 0 1 3 0,875 21 16 11 8 6 5 4 3 2 15 4 1,875 96 72 51 37 28 21 16 13 11 69 5 3,25 289 215 153 112 83 63 49 39 32 207 6 5 684 509 361 264 197 148 117 93 75 489 7 7,5 1 539 1 145 813 594 442 334 262 209 169 1 101 8 11,5 3 618 2 692 1 911 1 397 1 040 785 616 490 396 2 589 9 14 5 362 3 990 2 832 2 070 1 541 1 163 913 727 588 3 837 λ=1,56T² λ 56 76 100 126 156 189 225 264 306 F(λ) 6,2 4,78 3,59 2,8 2,23 1,8 1,51 1,28 1,1 with the digital applications below in kW: Sea state height (m)/ period (s) 6 7 8 9 10 11 12 13 14 Average
kW 2 0.25 2 1 1 1 0 0 0 0 0 1 3 0.875 21 16 11 8 6 5 4 3 2 15 4 1,875 96 72 51 37 28 21 16 13 11 69 5 3.25 289 215 153 112 83 63 49 39 32 207 6 5 684 509 361 264 197 148 117 93 75 489 7 7.5 1,539 1,145 813 594 442 334 262 209 169 1,101 8 11.5 3,618 2,692 1,911 1,397 1,040 785 616 490 396 2,589 9 14 5,362 3,990 2,832 2,070 1,541 1,163 913 727 588 3,837 λ=1.56T² λ 56 76 100 126 156 189 225 264 306 F(λ) 6.2 4.78 3.59 2.8 2.23 1.8 1.51 1.28 1.1

Un tel dispositif de 30 m sur 7,5 m immergé à 4 m peut donc produire 15 kW par mer 3, 70 kW par mer 4, 200 kW par mer 5 et 490 kW par mer 6. Jusqu’à mer 6, la turbine reçoit au maximum 2,2 m³/s. La vitesse d’entrée dans les clapets (1,3 m²) est inférieure à 1,7 m/s, elle est ensuite réduite en fonction de la hauteur des nappes d’admission et d’échappement. A titre de comparaison, le dispositif Pelamis recueille une moyenne annuelle de 140 kW au large de l’île d’Yeu.Such a device measuring 30 m by 7.5 m immersed at 4 m can therefore produce 15 kW per sea 3, 70 kW per sea 4, 200 kW per sea 5 and 490 kW per sea 6. Up to sea 6, the turbine receives a maximum of 2.2 m ³ /s. The entry speed into the valves (1.3 m²) is less than 1.7 m/s, it is then reduced according to the height of the intake and exhaust layers. For comparison, the Pelamis system collects an annual average of 140 kW off the island of Yeu.

Claims

Static Check Valve Valve Conduit
Characterized by

a device for dividing the flow to be blocked into three thirds of equal and coplanar flows, one injection “third flow” and two counter-injection “thirds flow” converging towards the same point under incidences of approximately 120° .

Pair of static check valve valve conduits according to claim 1
Characterized by

a device for capturing part of the incident flow in the passing direction and by a transfer device towards the other valve conduit to be blocked to boost said blockage.

Static Check Valve Valve Conduit
Characterized by

a device for dividing the flow to be deflected into two half-flows, a half-injection flow and a half-inflection flow, converging towards the same point at an incidence of approximately 120° to generate a resulting flow oriented towards the exterior of the valve conduit.