KR20190105076A - 에너지 변환 시스템 및 방법 - Google Patents
에너지 변환 시스템 및 방법 Download PDFInfo
- Publication number
- KR20190105076A KR20190105076A KR1020197023968A KR20197023968A KR20190105076A KR 20190105076 A KR20190105076 A KR 20190105076A KR 1020197023968 A KR1020197023968 A KR 1020197023968A KR 20197023968 A KR20197023968 A KR 20197023968A KR 20190105076 A KR20190105076 A KR 20190105076A
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- expandable element
- fluid
- expandable
- energy
- conversion system
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F03B—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS
- F03B17/00—Other machines or engines
- F03B17/02—Other machines or engines using hydrostatic thrust
- F03B17/025—Other machines or engines using hydrostatic thrust and reciprocating motion
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F03G—SPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS; MECHANICAL-POWER PRODUCING DEVICES OR MECHANISMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR OR USING ENERGY SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F03G3/00—Other motors, e.g. gravity or inertia motors
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/20—Hydro energy
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Other Liquid Machine Or Engine Such As Wave Power Use (AREA)
- Diaphragms For Electromechanical Transducers (AREA)
- Revetment (AREA)
- Wind Motors (AREA)
Abstract
에너지 변환 시스템(1)은 적어도 하나의 안내 채널(3)을 한정하는 지지 구조체(2); 압축 상태와 팽창 상태 사이에 그리고 그 반대로 전환 가능하며, 각각의 확장 가능한 요소의 팽창 상태와 압축 상태 사이에 기결정된 체적 차이와 동일하게 잠겨질 수 있는 유체(100)의 체적을 이동시키도록 구성된 적어도 복수의 확장 가능한 요소(4);를 포함한다. 확장 가능한 요소(4)는 확장 가능한 요소(4)의 전환 중에 안내 채널(3)을 따라 활주하도록 구성된다. 확장 가능한 요소(4)의 전환 동안에 시스템(1)은 위치 에너지의 유용한 에너지로의 변환을 결정하며, 그 값은 팽창 상태에서 확장 가능한 요소(4)에 의해 변위된 유체(100)의 전체 체적 및 유체(100)의 상기 자유 표면(110)에 대해 확장 가능한 요소(4)에 의해 도달된 깊이(H)에 비례한다.
Description
본 발명은 에너지 변환 시스템에 관한 것이다.
특히, 본 발명은 중력 및/또는 운동 에너지를 다시 이용 가능한 위치 에너지 또는 이용 가능한 운동 에너지일 수 있는 유용한 에너지로 변환하는 시스템에 관한 것이다.
실제로, 본 발명은 전술한 유용한 에너지를 사용하고 예를 들어 기결정된 질량을 갖는 본체(body), 또는 유체 또는 상이한 밀도의 유체에 담겨진 밀도를 갖는 본체와 관련된 운동 에너지 및/또는 위치 에너지의 형태로 상기 에너지를 전환/변환하도록 구성된 에너지 변환 시스템에 관한 것이다. 특히, 본 발명의 독창적인 개념에 따라, 유용한 에너지를 다른 형태의 에너지로 전환/변환시키는 개념은 기결정된 질량이 제공된 본체를 점진적으로 가속하거나 유체를 수평 기준과 비교하여 특정 양이 되게 하는 단계를 포함할 수 있다.
최신 기술에서, 에너지 변환을 위한 가장 일반적인 시스템은 예를 들어 작동식 또는 구동식 유체(동적) 기계에 관한 것이다. 작동식 유체 기계의 경우에, 기계에서 유체로의 에너지 전환을 획득할 수 있으며, 예컨대 기계적 에너지를 위치 및/또는 운동 에너지로 변환/전환이 가능하다. 구동식 유체 기계의 경우에, 유체에서 기계 자체로의 에너지 전환을 얻을 수 있으므로 운동 및/또는 위치 에너지를 기계적 에너지로 변환/전환할 수 있다. 가장 잘 알려진 유체 기계의 보다 실제적인 예는 분쇄기를 작동하기 위해 물 또는 바람의 에너지를 이용하는 분쇄기 또는 수증기와 같은 압력하에서 유체를 사용하는 더욱 복잡한 기계를 들 수 있다.
최신 기술에서, 미국특허 제5430333호에 의해 제시된 것과 같은 공지된 유체 기계는 기계 자체의 구조적 구성에 기인하여, 그리고 특히 기계와 유체 사이 및 역으로 상호 작용하는 프로세스에 포함된 물리적 현상에 기인한 몇 가지 제한을 받는다. 바꾸어 말하면, 기계 자체의 효율 값을 고려하여 각 유체 기계를 분류하고 평가하는 것이 가능하다. 유체 기계는 에너지 변환에 마찰 및/또는 관련된 열적 효과의 형태로 에너지의 소산을 포함한다는 사실을 감안한 높지 않은 효율 값을 갖는다는 것이 알려져 있다.
이러한 맥락에서, 본 발명의 근본적인 기술 과제는 전술한 공지 기술의 결점 및 한계를 극복하는 에너지 변환 시스템 및 관련 변환 방법을 제안하는 것이다.
특히, 본 발명의 목적은 중력 에너지, 운동 에너지 또는 다른 유형의 에너지, 예를 들어 2개의 본체/유체 사이에 밀도의 차이로부터 발생하는 에너지를 예를 들면 운동 에너지 또는 위치 에너지 또는 이들의 조합일 수 있는 유용한 에너지의 형태로 활용/전환하는 것을 가능하게 하는 에너지 변환 시스템 및 관련 전환 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 에너지 변환의 관점에서 높은 효율 값을 갖는, 즉 공지된 유형의 기계 및 시스템에 비해 더욱 높은 효율 값을 갖는 에너지 변환 시스템 및 관련 변환 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 가역적이며, 다른 유형의 에너지의 형태로 시스템에 공급되는 적어도 부분적인 에너지 회수를 가능하게 하는 동시에, 공지된 유형의 가역 시스템/기계에 비해 높은 효율 값을 유지하는 에너지 변환 시스템 및 관련 변환 방법을 제공하는 것이다.
언급된 기술 과제 및 언급된 목적은 청구범위의 하나 이상의 청구항에 기재된 기술적 특징을 포함하는 에너지 변환 시스템 및 방법에 의해 실질적으로 달성된다.
종속항들은 본 발명의 가능한 실시예들에 대응한다.
본 발명의 다른 특징 및 이점은 첨부 도면에 도시된 바와 같이, 전용적인 것이 아니라 예시적인 에너지 변환 시스템 및 방법의 비제한적인 바람직한 실시예의 설명으로부터 명백해질 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 에너지 변환 시스템의 개략적인 측면도이다.
도 2a는 도 1의 시스템의 작동 단계를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 2b는 도 1의 시스템의 다른 작동 단계를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 2c는 도 1의 시스템의 다른 작동 단계를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 3a는 부분적으로 숨겨진 다른 부분을 강조하기 위해 일부를 생략하여, 도 1의 시스템을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 3b는 다른 작동 상태에서 도 3a의 시스템을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 4a는 부분적으로 숨겨진 다른 부분을 강조하기 위해 일부를 생략하여, 도 1의 시스템을 평면도로 도시한 도면이다.
도 4b는 도 4a의 시스템을 측방향에서 도시한 도면이다.
도 5는 도 1의 시스템의 다른 작동 단계를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 2a는 도 1의 시스템의 작동 단계를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 2b는 도 1의 시스템의 다른 작동 단계를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 2c는 도 1의 시스템의 다른 작동 단계를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 3a는 부분적으로 숨겨진 다른 부분을 강조하기 위해 일부를 생략하여, 도 1의 시스템을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 3b는 다른 작동 상태에서 도 3a의 시스템을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 4a는 부분적으로 숨겨진 다른 부분을 강조하기 위해 일부를 생략하여, 도 1의 시스템을 평면도로 도시한 도면이다.
도 4b는 도 4a의 시스템을 측방향에서 도시한 도면이다.
도 5는 도 1의 시스템의 다른 작동 단계를 개략적으로 도시한 도면이다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따라, 비제한적인 예로서, 에너지를 변환하기 위한 시스템이 도 1 내지 도 6에 도면 부호 1로 표시되어 있다.
에너지 변환 시스템(1)은 유체(100)에서 작동하도록 구성된다. 바람직하게는, 상기 유체(100)는 물이다(염수, 담수 또는 다른 산성 물질이나 다른 유형의 물질을 첨가한 물에 대해 제한을 두지 않는다).
바꾸어 말하면, 에너지 변환 시스템(1)은 담수 유역, 물의 저장 탱크(containing tank)에 침지되어 작동하거나, 바다 또는 호수에서 작동할 수 있다. 에너지 변환 시스템(1)에 대한 설명을 위해 특히 관심을 두는 것은 전술한 유체(100)의 자유 표면(110)이며, 자유 표면이 밀폐된 용기의 자유 표면인지 또는 바다 또는 호수의 자유 표면인지 여부는 상관없다.
특히, 에너지 변환 시스템(1)은 전술한 자연 유역(natural basin) 또는 저장 탱크의 바닥에 안착하기에 적합한 하부 지지 기부(2a) 및 지지 기부(2a)와 작동 가능하게 결합된 상부 지지 요소(2b)를 구비한 지지 구조체(2)를 포함한다.
본 발명의 독창적인 개념에 따라, 지지 구조체(2)는 적어도 하나의 안내 채널(3)을 형성하도록 구성된다. 안내 채널(3)은 지지 구조체(2)의 적어도 지지 요소(2b)로부터 지지 기부(2a)까지 연장하도록 되어 있다. 바람직하게는, 도 1에 비제한적인 예로서 도시된 바와 같이 지지 구조체(2)는 서로 평행하게 배열된 수 개의 안내 채널(3)을 형성하도록 구성된다.
변환 시스템(1)은 전술한 유체(100)에 잠길 수 있는 적어도 복수의 확장 가능한 요소(4)를 또한 포함한다.
바람직하게는, 변환 시스템(1)은 전술한 유체(100)에 잠길 수 있는 적어도 하나의 복수의 방수성 확장 가능한 요소(4)를 포함한다.
각각의 안내 채널(3)은 바람직하게는 파일(pile)로서 기하학적으로 배열된, 즉 서로 적층되고 서로 간에 기계적으로 수밀하게 상호 연결된 각각의 복수의 확장 가능한 요소(4)를 수용하도록 구성된다.
변환 시스템(1)의 작동 요건에 따라, 확장 가능한 요소(4)의 파일은 그것이 설치되는 채널로부터 쉽게 삽입 및 제거될 수 있다. 가능한 제거는 예를 들어, 시스템 유지 보수를 실행하거나 파일에서 확장 가능한 요소(4)의 수를 증가 또는 감소시키기 위해 유용한 것일 수 있다.
구체적으로는, 확장 가능한 요소(4)는 예를 들어 아래에서 더 자세히 설명되는 팽창/수축 절차에 의해 도달될 수 있는 내부 체적을 변화시킴으로써 압축 상태와 팽창 상태 사이에 그리고 반대로 상태를 전환하도록 구성된다. 확장 가능한 요소(4)의 구조는, 확장 가능한 요소(4)가 침지되는 유체에 의해 가해지는 압력을 받을 때에도 상대적으로 강성 및 변형 불가능한 채로 유지된다는 사실에 유의하도록 의도된 것이다.
바람직하게는, 팽창 상태에서 확장 가능한 요소(4)는 바람직하게는 확장 가능한 요소가 압축 상태에서 갖는 벌크 체적(bulk volume)의 적어도 2배와 동일한 벌크 체적을 갖는다.
또한, 각각의 확장 가능한 요소(4)는 잠금 장치에 의해 지지 구조체(2)에 개별적으로 가역적으로 구속된다. 환언하면, 또한 각각의 확장 가능한 요소(4)의 이동이 파일을 형성하는 임의의 다른 확장 가능한 요소(4)의 이동과 독립적인 방식으로, 각각의 개별적인 확장 가능한 요소(4)는 지지 구조체(2)에 개별적으로 고정될 수 있다. 예를 들어, 본 발명에 따른 시스템으로, 하나를 제외하고 파일의 모든 확장 가능한 요소(4)를 잠금 상태로 유지할 수 있으며, 따라서 전체 파일의 변위를 요구하지 않고 개별적으로 이동할 수 있다.
변환 시스템(1)의 안내 채널(3)은 전술한 가역적인 전환 중에 안내 채널(3)의 전체 전개를 따라 확장 가능한 요소(4)의 슬라이딩을 허용하도록 구성된다. 실제로, 확장 가능한 요소(4)는 그 전환 중에 각각의 안내 채널(3)을 따라 활주(slide)하도록 구성된다.
바람직하게는, 지지 구조체(2)는 각각의 안내 채널(3)의 단부에 배열되며 지지 구조체(2)에 대해 확장 가능한 요소(4)의 저마찰 슬라이딩을 허용하도록 구성되는, 도 4a에 비제한적인 예로서 도시한 슬라이딩 요소(2c)를 포함한다.
이러한 목적을 위해, 에너지 변환 시스템(1)은 복수의 확장 가능한 요소(4)의 상태 전환을 위해 사용될 수 있는 인장력을 발생시키도록 구성된 이동 어셈블리(5)를 포함한다.
바꾸어 말하면, 에너지 변환 시스템(1)은 지지 구조체(2)와 작동 가능하게 연결된 복수의 확장 가능한 요소(4)를 전환하며, 파일의 적어도 하나의 확장 가능한 요소에 활성 인장력을 가함으로써 안내 채널(3)을 따라 확장 가능한 요소(4)의 파일을 압축 상태로부터 팽창 상태로 전환하도록 구성된 이동 어셈블리(5)를 포함한다.
비제한적인 예로서, 에너지 변환 시스템(1)의 작동 중에 수반되는 마찰로 인한 에너지 손실의 결정된 백분율은 시스템에 도입된 총 에너지(예를 들어, 상기 인장력에 의한)의 1 % 내지 3 % 사이임을 유의해야 한다. 바람직하게는, 본 발명의 변환 시스템(1)에서 마찰로 인한 에너지 손실은 변환 시스템(1)에 도입된 총 에너지 약 2.5 %이다.
도 2a 및 도 2b에 도시된 바람직한 실시예에 따라, 이동 어셈블리는 유체(100)의 자유 표면(110)으로부터 멀어지게 이동하는 적어도 하나의 확장 가능한 요소(4)의 팽창을 초래하고 결과적으로 위의 확장 가능한 요소(4)의 각각의 수축을 일으키기 위해 파일의 적어도 하나의 확장 가능한 요소(4)에 인장력을 가한다. 바꾸어 말하면, 팽창 상태의 전환은 아래에 있는 것 위에 놓인 확장 가능한 요소로부터 결정된다.
예를 들어 도 2c에 도시된 다른 가능한 실시예에 따라, 이동 어셈블리는 유체(100)의 자유 표면(110)쪽으로 적어도 하나의 확장 가능한 요소(4)를 팽창을 초래하도록 파일의 확장 가능한 요소(4)에 인장력을 가한다. 바람직하게는, 이동 어셈블리(5)는 지지 구조체(2)의 지지 요소(2b)와 작동 가능하게 결합되지만, 이동 어셈블리(5)는 유체(100)의 자유 표면(110) 위 및 아래 모두에서, 즉 출현 및 침지 모두에서 작동하도록 구성된다.
예를 들어, 이동 어셈블리(5)는 도 1 내지 도 4b에 도시되지 않은 호이스트 작동식 이동 시스템, 기계식 레버 시스템 또는 유압 및/또는 공압 시스템을 포함할 수 있다. 바람직하게는, 이동 어셈블리(5)는 유체(100)의 자유 표면(110)보다 높은 높이로부터 유체(100) 내의 기결정된 깊이 "H"까지 그리고 반대로, 확장 가능한 요소(4)의 적어도 하나의 파일을 이동시키도록 구성된다. 특히, 도 2a 및 도 2b에 비제한적인 예로서 도시된 바와 같이 이동 어셈블리(5)는 기결정된 안내 채널(3) 내에 차례로 배열된 확장 가능한 요소(4)의 파일의 적어도 하나의 확장 가능한 요소에 기계적으로 연결된다. 파일의 다른 확장 가능한 요소(4)들 사이의 수밀 상호 연결과 함께 이동 요소(5)와 파일의 적어도 상부 확장 가능한 요소(4s) 및 하부 확장 가능한 요소(4d)의 연결은, 확장 가능한 요소(4)들이 요소(4)들의 파일의 전개 방향을 따라 종방향으로 연장되는 단일의 거대한 벨로우즈 멤브레인의 일부인 것처럼 벨로우즈 효과로 복수의 확장 가능한 요소(4)를 전환하는 것을 가능하게 한다.
본 발명의 변환 시스템(1)의 바람직한 실시예에 따라, 지지 구조체(2)의 각 안내 채널(3)은 수직으로 배열된다.
따라서, 2개의 전술한 작동 상태 사이에서의 전환 중에 확장 가능한 요소(4a)의 슬라이딩 이동이 수직 방향으로 일어나고, 또한 확장 가능한 요소(4)의 파일의 전개 방향은 수직으로 배열된다.
확장 가능한 요소(4)와 관련하여, 이들은 각각의 확장 가능한 요소(4)의 팽창 상태 및 압축 상태로부터 전환함에 따라 얻을 수 있는 전체 체적 차이와 동등하게 침지되는 유체(100)의 전체 체적을 이동시키도록 구성된다.
도 3a 및 도 3b에 개략적으로 도시된 각각의 확장 가능한 요소(4)의 구조와 관련하여, 각각의 확장 가능한 요소(4)는 변형 가능한 및/또는 확장 가능한 연결 둘레 벽(4c)에 의해 서로 작동가능하게 연결된 폐쇄 상부 벽(4a) 및 폐쇄 하부 벽(4b)을 구비한다. 바람직하게는, 상부 벽(4a) 및 하부 벽(4b)은 유체 역학적인 형상으로, 즉 유체(100)와의 동적 마찰을 감소시키도록 형성되고; 보다 바람직하게는, 상부 벽(4a)은 볼록 형상으로 형성되고 하부 벽(4b)은 오목 형상으로 형성된다.
연결 둘레 벽(4c)은 불투과성 탄성체 타입 시스, 또는 압축된 확장 가능한 요소(4)의 상태에서 서로 접혀질 수 있고 팽창된 확장 가능한 요소(4)의 상태에서 풀어질 수 있는 복수의 강성 요소(도시 생략)의 조성물에 의해 만들어진다.
도시되지 않은 강성 요소는 본 발명의 독창적인 개념에 따라 채택될 수 있는 기술적인 해결 방안에서 어떠한 제한없이, 확장 가능한 요소(4)의 구조에 대해 지금까지 설명한 바와 같이, 불투과성 및 압력 밀폐식으로 구성된다.
연결 둘레 벽(4c)의 전술한 변형 능력은 파일의 팽창 상태로부터 압축 상태로의 전환 동안 및 그 반대의 전환 동안에 각각의 확장 가능한 요소(4)의 바닥 벽(4b)과 상부 벽(4a)의 접근/이격을 허용한다.
다른 가능한 실시예에 따라, 둘레 벽(4c)은 모든 확장 가능한 요소(4)에 공통인 단일의 변형 가능한 및/또는 확장 가능한 연결 요소에 의해 형성되며, 따라서 파일의 적어도 상부 확장 가능한 요소(4s)로부터 하부 확장 가능한 요소(4d)로 연장한다.
전술한 바와 같이, 확장 가능한 요소(4)는 서로 기계적으로 연결되도록 구성된 상호 연결 수단(6)을 갖는다. 바람직하게는, 또한 상호 연결 수단(6)은 서로 기계적으로 수밀 연결되도록 구성된다. 즉, 상호 연결 수단(6)은 수밀 유형이다.
첨부 도면들에 상세히 도시되지 않은 상호 연결 수단(6)은 확장 가능한 요소(4)와 그 상하의 인접한 요소 사이의 기계적 연결을 가능하게 한다. 특히, 본 발명의 바람직한 실시예에 따라, 상호 연결 수단(6)은 전술한 상부 확장 가능한 요소(4s)를 포함하는 각각의 확장 가능한 요소(4)의 상부 벽(4a) 및 하부 벽(4b)에 배치된다.
각각의 확장 가능한 요소(4)는 파일의 확장 가능한 요소(4)를 인접한 다른 요소 또는 파일에서 그 앞 및/또는 뒤에 있는 확장 가능한 요소(4)와 유체 연통하게 구성된, 도 3a 및 도 3b에 비제한적인 예로서 도시된 연통 통로(7)를 포함한다. 바람직하게는, 다른 실시예에서, 연통 통로(7)는 상부 확장 가능한 요소(4s)의 폐쇄 상부 벽(4a)으로부터 외부로 빠져 나오도록 되어 있다.
연통 통로(7)는 파일의 적어도 상부 확장 가능한 요소(4s)에서 하부 확장 가능한 요소(4d)까지 연장되고 압축 상태와 팽창 상태 사이에 파일의 높이에 따라 그 길이를 변경시키도록 되어 있고 반대의 경우에도 마찬가지이다.
연통 통로(7)는 압축 상태와 팽창 상태 간에 그리고 반대로 상태를 전환하는 동안 외부 공기 및 이미 파일 내부에 존재하는 공기로 확장 가능한 요소(4)가 팽창/수축할 수 있게 한다.
바람직하게는, 연통 통로(7)는 유체(100)의 자유 표면(110)을 극복하고 외부와 유체 연결되도록 적어도 상부 확장 가능한 요소(4s)로부터 연장된다.
일 실시예에서, 비제한적인 예로서 도시된 바와 같이 연통 통로(7)는 확장 가능한 요소(4)를 세분하는 다이어프램을 통과하는 튜브로서 확장 가능한 요소(4)와 인접한 다른 것(예를 들어, 위와 아래에 인접한 것) 사이에 개재된 섹터를 포함한다.
다른 실시예에서, 연통 통로(7)는 하부 확장 가능한 요소(4d)로부터 시작해서 상부 확장 가능한 요소(4s)까지, 파일의 모든 확장 가능한 요소(4)를 통과하는 확장 가능한 신축 튜브를 포함할 수 있다.
도시되지 않은 다른 추가의 실시예에서, 연통 통로(7)는 예를 들어 당해 기술에 이미 공지되어 있는 시일 배관 시스템 및 유체 연결 기술에 의해 시스템(1)의 하나 이상의 슬라이딩 요소(2c)를 따라 얻어질 수 있다.
실제로, 각각의 확장 가능한 요소(4) 사이의 기계적 타입의 상호 연결은 파일의 두 단부 중 하나, 즉 상부 확장 가능한 요소(4s) 또는 하부 확장 가능한 요소(4d)에 배치된 확장 가능한 요소(4)에 대해 적어도 실행되는 견인/압축 작용을 가능하게 하고, 압축 상태와 팽창 상태 상태 사이의 전환 및 그 반대의 전환의 촉발을 가능하게 하며, 변환 시스템(1)의 확장 가능한 요소(4)의 파일의 상승/하강을 가능하게 한다. 한편, 연통 통로(7)는 전환 동안에 연결 둘레 벽(4c)의 변형에 대한 반작용으로서 파일의 각 확장 가능한 요소(4)로부터 공기의 자발적인 유입/유출을 가능하게 한다.
바람직한 실시예에 따라, 각각의 확장 가능한 요소(4)는 확장 가능한 요소(4)의 파일이 가역적으로 삽입되는 안내 채널(3)을 형성하는 지지 구조체(2)에 명령시 개별적으로 결합된다.
이러한 방식으로, 연통 통로를 통해서 파일 내로 도입된 체적의 공기를 파일의 확장 가능한 요소(4)로부터 다른 것에 효율적으로 전달하는 것이 가능하다.
이 실시예는 지지 구조체의 바닥쪽으로 인장력을 가하고, 그 다음에 유체(100)의 자유 표면(110)으로부터 멀리 이동하는 확장 가능한 본체(4)의 팽창을 결정하는 이동 어셈블리(5)를 사용하여 시스템이 제조되는 경우에 특히 유용하다.
실제로, 서술한 그 상황에서, 연통 통로(7)에 의해 파일 내로 도입된 체적의 공기를 파일의 확장 가능한 요소(4)로부터 다른 것에 효율적으로 전달하는 것이 가능하게 된다.
상부 확장 가능한 요소(4s)의 상부 표면(4a)에 인장력을 적용함으로써, 하부 표면(4b)을 잠금 상태로 유지하고, 바로 아래의 확장 가능한 요소의 상부 표면(4a)을 잠금 상태로 유지하며(따라서 바닥 벽(4b)을 아래쪽으로 자유롭게 이동할 수 있게 남겨두고), 동시에 다른 하부 확장 가능한 요소의 벽(4b)에 동일한 인장력을 가하는 동안, 다른 모든 확장 가능한 요소(4)는 이동 가능하고 비팽창성이며, 상부 확장 가능한 요소(4s)는 수축되고 그 안에 포함된 공기는 다음에 팽창 상태가 되는 바로 아래의 확장 가능한 요소(4)에 전달된다.
따라서, 하부 확장 가능한 요소(4)를 향한 공기 이동을 얻기 위하여, 수축되어야할 확장 가능한 요소의 하부 표면(4b)과 팽창되어야 할 확장 가능한 요소의 상부 표면(4a)을 고정된 채로 유지하면서 작동을 반복하기에 충분하다.
결과적으로, 지지 구조체(2)에 의해 형성된 안내 채널(3)의 바닥을 향한 공기 덩어리의 점진적인 변위가 얻어지고, 저장된 위치 에너지를 간단히 증가시킨다.
본 발명의 독창적인 개념에 따라, 확장 가능한 요소(4)를 압축 상태로부터 확장 상태로 전환시킴으로써 에너지 변환 시스템(1)은 유용한 에너지로 위치 에너지의 변환을 결정하는데, 유용한 에너지의 값은 팽창 상태에서 확장 가능한 요소(4)에 의해 변위된 유체(100)의 전체 체적 및 유체(100)의 자유 표면(110)에 대하여 팽창 상태에서 파일의 확장 가능한 요소에 의해 도달되는 깊이 "H"에 비례한다.
본 발명의 독창적인 개념에 따라, 완전히 팽창된 파일은 유체(100)의 자유 표면(110) 아래의 거리에 위치되기 때문에 에너지 변환 시스템(1)은 확장 가능한 요소(4)에 의해 축적된 에너지를 아르키메데스 추력 "S"의 형태로 팽창 상태로부터 전환하도록 구성되고, 유용한 에너지 값은 확장 가능한 요소(4)의 파일이 상기 자유 표면(110)에 대해 갖는 평균 거리(깊이) 및 팽창 상태에서 확장 가능한 요소(4)에 의해 변위된 유체(100)의 전체 체적에 비례한다.
바꾸어 말하면, 시스템이 활용할 수 있고 다른 형태의 에너지로 변환할 수 있는 최고 에너지 자원은 아르키메데스 추력 "S"에 의해 주어지는데, 아르키메데스 추력은 전술한 바와 같이 자유 표면(110)에 대한 파일의 거리뿐만 아니라 팽창된 확장 가능한 요소(4)에 포함된 유체(바람직하게는 주위 공기)와 유체(100)의 사이에 상이한 밀도로 인해 생성된다.
본 발명의 독창적인 개념에 따라, 유체(100)의 자유 표면(110) 아래의 소정의 거리에 위치한 팽창된 확장 가능한 요소(4)에 의해 파일에 작용하는 아르키메데스 추력 "S"는 예를 들어 소정 질량체의 변위(아래에서 상세하게 설명하는 실시예)와 같이, 전술한 다른 양태들과 관련하여 유용한 에너지로 변환될 수 있는 에너지의 최대 기여를 결정한다. 도 5는 비제한적인 예로서 에너지 변환 시스템(1)의 일 실시예를 도시하는데, 이 에너지 변환 시스템에서 팽창된 확장 가능한 요소(4)의 파일은 모든 확장 가능한 요소(4)들이 점진적이고 균일한 방식으로 에너지 전환을 위해 아르키메데스 추력 "S"를 이용하기 위해 유체(100)의 자유 표면(110)으로부터 동일한 거리 "H"를 갖는 위치에서 예를 들어 이동 어셈블리(5)에 의해 회전될 수 있다.
특히, 에너지 변환 시스템(1)은 위치 에너지를 기계적 시스템, 또는 유압식 또는 다른 유형의 시스템에 의해 저장될 수 있는 운동 에너지 및/또는 위치 에너지의 형태로 이용될 수 있는 유용한 에너지로 변환을 결정하도록 구성된다.
위치 에너지를 운동 에너지 및/또는 위치 에너지로 저장/변환할 수 있는 에너지 변환 시스템(1)의 일례가 도 2a 및 도 2b에 개략적으로 도시되어 있다.
바람직하게는, 본 발명의 변환 시스템(1)으로부터의 변환에 의해 얻어진 유용한 에너지는 예를 들어 도 2a 및 도 2b에서 예시된 바와 같이 소정 질량을 갖는 본체 "B"를 이동시킴으로써 이용 가능한 운동 에너지이다. 바람직하게는, 본 발명의 에너지 변환 시스템(1)은 본체 "B"에 운동량을 전달함으로써 변환으로부터 얻어진 유용한 에너지를 이용 및/또는 축적할 수 있게 한다.
대안적으로, 비제한적인 예로서, 에너지 변환 시스템(1)은 임펠러 및 발전기 또는 시스템의 사용 조건에 따라 가변 질량을 갖는 다른 본체를 포함하는 변환 수단, 예를 들어 첨부 도면에 표시되지 않은 밸러스트 요소 "Z"의 현수선을 포함한다.
본 발명의 변환 시스템(1)으로부터 변환에 의해 얻어진 유용한 에너지는 확장 가능한 요소(4)를 압축 상태에서 팽창 상태로 전환하는 동안 변위되는 유체(100)의 체적에 직접적으로 비례한다.
전술한 바와 같이, 이동 어셈블리(5)는 적어도 확장 가능한 단부 요소(4s 내지 4d)에 활성 인장력을 가함으로써 하나 이상의 확장 가능한 요소(4)를 압축 상태에서 팽창 형상로 변환시킬 수 있다.
본 발명의 변환 시스템(1)의 기능적 구성에 따라, 이동 어셈블리(5)에 의해 가해지는 상기 인장력은 파일에서 유지되는 유체(100)의 컬럼(120)의 높이 및 팽창 상태에서 실제로 전환된 확장 가능한 요소(4)의 수에 비례한다는 사실에 주목한다.
이는 전술한 바와 같이 바람직하게는 적어도 100 %이어야 하는 확장 가능한 요소(4)의 체적 증가의 기결정된 최적값에 도달하지는 않지만, 하나 이상의 확장 가능한 요소(4)의 부분적, 불완전한 팽창 전환조차도 유체(100)의 결정된 체적의 변위에 기여하고 따라서 변환 시스템(1) 자체에 의해 변환 가능한 유용한 에너지의 비율 또는 백분율을 증가시킨다.
지금까지, 본 발명의 변환 시스템(1)은 확장 가능한 요소(4)를 압축 상태에서 팽창 상태로 전환하는 동안에 구조적 및 기능적 방식으로 설명되었다.
그러나, 에너지 변환 시스템(1)은 시스템 자체의 초기 작동 조건을 복원하는 전환, 즉 팽창(완전한 또는 부분적인) 상태로부터 시작하여 압축 상태에서 확장 가능한 요소의 전환을 관리하도록 또한 구성된다.
본 발명의 독창적인 개념에 따라, 팽창 상태로부터 압축 상태로 확장 가능한 요소(4)의 전환은 명백히 (완전한 또는 부분적인) 팽창 상태로부터 시작하는, 적어도 각각의 확장 가능한 요소(4)에 작용하는 중력의 효과에 의해 일어난다.
바꿔어 말하면, 본 발명의 에너지 변환 시스템(1)은 각각의 확장 가능한 요소(4)의 구조체에 작용하는 중력을 이용하는 것에 의해, 및/또는 유체(100) 자체에 잠겨질 때 각각의 확장 가능한 요소(4)의 외부 표면에 유체(100)가 가하는 압력에 의해 확장 가능한 요소의 초기 상태를 복원하도록 하는 것이다. 확장 가능한 요소(4)의 압축 상태를 복원하는 동안, 침지 중에 수행되는 경우 상기 확장 가능한 요소(4)에 수용된 초과 공기량은 전술한 연통 통로(7)를 통해 빠져 나간다. 상기 연통 통로(7)는 자체 길이를 수축 및 감소하도록 구성된다.
본 발명의 독창적인 개념에 따라, 에너지 변환 시스템(1)은 파일의 확장 가능한 요소(4)를 압축 상태로부터 팽창 상태로 전환하여 상부 확장 가능한 요소(4s)를 자유 표면(110)으로부터 기결정된 깊이 "H"에 있게 하는 일(work)은 유체(100)의 전체 체적을 유체(100)의 자유 표면(110)으로부터 동일한 거리로 변위되는 일과 동일하도록 구성된다.
바람직하게는, 에너지 변환 시스템(1)은 파일의 확장 가능한 요소(4)를 압축 상태로부터 팽창 상태로 전환하여 상부 확장 가능한 요소(4s)를 자유 표면(110)으로부터 기결정된 깊이 "H"에 있게 하는 일이 유체(100)의 전체 체적을 유체(100)의 자유 표면(110)으로부터 동일한 거리 "H"로 변위되는 일과 같거나 작도록 하는 방식으로 구성된다.
본 발명에 따라, 전술한 에너지 변환 시스템(1)은 압축 상태로부터 팽창 상태로 전환하는 동안, 팽창 상태에서 확장 가능한 요소(4)에 의해 변위된 유체(100)의 전체 체적 및 상기 유체(100)의 자유 표면(110)에 대해 상기 확장 가능한 요소(4)에 의해 도달된 깊이 "H"에 비례하는 유용한 에너지로 위치 에너지의 변환할 수 있게 하는 단일 안내 채널(3) 및 단일 확장 가능한 요소(4)를 포함할 수 있다.
바람직하게는, 단지 확장 가능한 요소(4)를 압축 상태로부터 팽창 상태로 전환시켜 자유 표면(110)으로부터 기결정된 깊이 "H"에 있게 하는 일은 유체(100)의 전체 체적을 자유 표면(110)으로부터 동일한 거리 "H"로 변위되게 하는 일과 같거나 작다.
본 발명의 독창적인 개념에 따라, 에너지 변환 방법이 정의되며, 다음의 단계들을 포함한다.
- 전술한 바와 같이 에너지 전환 시스템(1)을 배치하는 단계;
- 유체에 잠긴 안내 채널에 복수의 확장 가능한 요소(4)를 압축 형태로 배치하는 단계로서, 상기 상부 확장 가능한 요소(4s)가 유체(100)의 자유 표면(110) 아래에 배치되는 단계;
- 하나 이상의 확장 가능한 요소(4)를 전환하는 단계;
- 공기를 하부 확장 가능한 요소에 전달하는 작동을 반복하는 단계;
- 상기 확장 가능한 요소(4)의 전환으로 인해 변위된 유체(100)의 체적을 회복하고 및/또는 에너지 변환 시스템(1)을 작동하도록 상기 유체(100)의 체적의 운동 및/또는 위치 에너지를 이용하는 단계로서, 바람직하게는 변환 요소는 전기 발전기의 임펠러를 포함하고; 및/또는
- 기결정된 질량을 갖는 본체 "B"를 이동시킴으로써 위치에너지를 운동 에너지로 변환하는 단계로서, 바람직하게는 본체 "B"의 운동량의 형태로 상기 운동 에너지를 축적한다.
위에서 설명한 것 이외에, 에너지 변환 방법은 도 5에 비제한적인 예로서 잘 예시된, 일련의 단계들을 포함한다:
- 이동 어셈블리(5)를 작동시킴으로써 확장 가능한 요소(4)를 압축 상태로부터 팽창 상태로 전환시키는 단계; 각각의 확장 가능한 요소(4)가 상기 유체(100)의 자유 표면(110)으로부터 동일한 거리 "H"에 배치되도록 초기 위치에 대해 수평 방식으로 파일의 확장 가능한 요소(4)를 배치하는 단계;
- 유체(100)에 잠긴 복수의 확장 가능한 요소(4)에 작용하는 아르키메데스 추력 "S"을 기결정된 질량을 갖는 본체(B)를 이동시킴으로써 운동 에너지로 변환하는 단계로서, 바람직하게는 상기 본체 "B"의 운동량의 형태로 상기 운동 에너지를 축적하고; 및/또는
- 유체(100)에 잠긴 복수의 확장 가능한 요소(4)에 작용하는 아르키메데스 추력 "S"을 기졀정된 질량을 갖는 본체 "B"를 이동시킴으로써 위치 에너지로 변환하는 단계; 및/또는
- 유체(100)에 잠긴 복수의 확장 가능한 요소(4)에 작용하는 아르키메데스 추력 "S"을 발전기(도 6에 도시되지 않음)에 의해 전기 에너지로 변환하는 단계.
전술한 것 이외에 에너지 변환 방법은, 확장 가능한 요소(4)의 팽창 상태에서 상부 확장 가능한 요소(4s)가 유체(100)의 자유 표면(110) 아래에 위치되도록, 자연 유역 또는 저장 탱크에 수용된 유체(100)의 레벨을 복원하는 단계를 포함한다.
바람직하게는, 필요한 경우 에너지 변환 방법은 확장 가능한 요소(4)의 팽창 상태에서 상부 확장 가능한 요소(4s)가 유체(100)의 자유 표면(110) 아래에 위치되도록, 자연 유역 또는 저장 탱크에 수용된 유체(100)의 레벨을 복원하는 단계를 포함한다.
본 발명은 의도한 목적을 달성하였다.
바람직하게는, 본 발명은 유체의 자유 표면에 대해 확장 가능한 요소의 깊이 값에 비례하게 위치 에너지를 유용한 에너지로의 변환을 달성할 수 있는 에너지 변환 시스템을 제공하며, 여기에서 상기 확장 가능한 요소는 팽창되고, 저장 가능한/전환 가능한 유용한 에너지의 비율은 증가한다.
바람직하게는, 본 발명은 압축 상태로부터 팽창 상태로 전환의 결과로서 확장 가능한 요소가 수행하는 경로에 비례하여 증가하는 유용한 일을 결정하는 것을 가능하게 하는 에너지 변환 시스템을 제공한다.
바람직하게는, 에너지 변환 시스템은 각각의 확장 가능한 요소가 수행하는 체적 변화에 의해 결정되는 아르키메데스 추력의 성분(힘에 관련한)을 이용하는 것을 가능하게 하여, 이를 운동 및/또는 위치 에너지 형태로 변환/저장하거나 또는 기결정된 질량을 갖는 본체의 운동량을 증가시킨다.
Claims (18)
- 에너지 변환 시스템(1)으로서,
- 적어도 하나의 안내 채널(3)을 한정하는 지지 구조체(2);
- 압축 상태와 팽창 상태 사이에 그리고 그 반대로 전환 가능하며, 잠겨질 수 있는 유체(100)의 체적을 이동시키도록 구성된 적어도 복수의 확장 가능한 요소(4);
- 상기 지지 구조체(2)에 작동 가능하게 연결된 상기 복수의 확장 가능한 요소(4)의 이동 어셈블리(5)를 포함하며,
상기 체적은 각각의 확장 가능한 요소(4)의 팽창 상태와 압축 상태 사이에 기결정된 체적 차이와 동일하고, 상기 복수의 확장 가능한 요소(4)는 바람직하게는 수밀되어 서로 간에 상호 연결되고 기결정된 깊이(H)에서 상기 유체(100)에 놓여지는 확장 가능한 요소들의 파일로 배치되며, 각각의 확장 가능한 요소(4)는 잠금 장치에 의해서 지지 구조체(2)에 개별적으로 및 가역적으로 결합되며,
상기 이동 어셈블리(5)는 상기 파일의 적어도 하나의 확장 가능한 요소에 작용하는 인장력에 의해 상기 확장 가능한 요소(4)의 파일을 압축 상태로부터 팽창 상태로 전환하도록 구성되며,
상기 확장 가능한 요소(4)는 압축 상태로부터 팽창 상태로 그리고 그 반대로 상기 확장 가능한 요소(4)가 전환하는 동안 상기 안내 채널을 따라 활주하도록 구성되며,
상기 확장 가능한 요소(4)를 상기 압축 상태로부터 상기 팽창 상태로 전환한 결과로서, 상기 에너지 변환 시스템(1)은 유용한 에너지로 위치 에너지의 변환을 결정하며, 유용한 에너지의 값은 팽창 상태에서 상기 확장 가능한 요소(4)에 의해 변위된 유체(100)의 전체 체적 및 상기 유체(100)의 상기 자유 표면(110)에 대해 상기 파일의 확장 가능한 요소에 의해 도달된 깊이(H)에 비례하는 것을 특징으로 하는 에너지 변환 시스템. - 제1항에 있어서,
상기 복수의 확장 가능한 요소(4)는 상기 유체(100)의 자유 표면(110)으로부터 멀어지게 연장하도록 서로 연결된 확장 가능한 요소들의 파일에 배치되는 것을 특징으로 하는 에너지 변환 시스템. - 제1항에 있어서,
상기 다수의 확장 가능한 요소(4)는 상기 유체(100)의 자유 표면(110)을 향해 연장되도록 서로 연결되는 확장 가능한 요소들의 파일 내에 배치되는 것을 특징으로 하는 에너지 변환 시스템. - 제1항에 있어서,
상기 에너지 변환 시스템(1)은 저장할 수 있는 운동 에너지 및/또는 위치 에너지로서 이용 가능한 유용한 에너지로 위치 에너지의 변환을 결정하도록 구성되며, 바람직하게는 상기 유용한 에너지는 기결정된 질량을 갖는 본체(B)를 이동시키는 것에 의해 이용할 수 있는 운동 에너지 또는 발전기를 구동하고 전력을 생산하기 위해 이용할 수 있는 운동/위치 에너지인 것을 특징으로 하는 에너지 변환 시스템. - 제1항에 있어서,
상기 이동 어셈블리(5)는 다른 것들에 연결된, 파일의 확장 가능한 요소(4)에 활성 인장력을 제공하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 에너지 변환 시스템. - 제1항에 있어서,
상기 확장 가능한 요소(4)의 연장을 위해 상기 이동 어셈블리(5)에 의해 가해지는 상기 인장력은, 연장 가능한 요소(4)의 파일(100)에 대항하는 유체(100) 컬럼(120)의 높이 및 팽창 상태로 전환된 확장 가능한 요소(4)의 수에 비례하는 것을 특징으로 하는 에너지 변환 시스템. - 제1항 내지 제6항 중 하나 이상의 항에 있어서,
상기 화일의 확장 가능한 요소(4)를 압축 상태로부터 팽창 상태로 전환시켜 상기 상부 확장 가능한 요소를 자유 표면(110)으로부터 기결정된 깊이(H)에 있게 하는 일은 유체(100)의 전체 변위된 체적을 유체(100)의 자유 표면(110)으로부터 동일한 거리(H)로 가져오도록 사용할 수 있는 일과 동일하거나 그보다 작은 것을 특징으로 하는 에너지 변환 시스템. - 제1항 내지 제7항 중 하나 이상의 항에 있어서,
상기 팽창 상태에서 상기 확장 가능한 요소(4)는 바람직하게는 압축 상태의 체적보다 약 1.1 내지 2.5 배 큰 체적을 갖고 있으며, 더욱 바람직하게는 팽창 상태에서 상기 확장 가능한 요소(4)는 압축 상태의 체적의 적어도 2 배와 동일한 체적을 갖는 것을 특징으로 하는 에너지 변환 시스템. - 제1항 내지 제8항 중 하나 이상의 항에 있어서,
각각의 확장 가능한 요소(4)는 볼록 형상의 상부 벽(4a)과 오목한 바닥 벽(4b)을 구비하며, 변형 및/또는 확장 가능한 연결 둘레 벽(4c)에 의해서 서로 연결되는 것을 특징으로 하는 에너지 변환 시스템. - 제9항에 있어서,
상기 연결 둘레 벽(4c)은 불투과성 탄성체 타입 시스(sheath), 또는 압축된 확장 가능한 요소(4)의 상태에서 서로 접혀질 수 있고 팽창된 확장 가능한 요소(4)의 상태에서 풀어질 수 있는 복수의 불투과성 강성 요소의 조성물로 만들어진 것을 특징으로 하는 것을 특징으로 하는 에너지 변환 시스템. - 제9항에 있어서,
상기 연결 둘레 벽(4c)은 상기 화일의 상부 확장 가능한 요소(4s)로부터 하부 확장 가능한 요소(4d)로 연장하는 탄성체 타입의 단일 방수 시스에 의해 구현되거나, 복수의 불투과성 강성 요소들의 단일 조성물에 의해 구현되는 것을 특징으로 하는 에너지 변환 시스템. - 제1항 내지 제11항 중 하나 이상의 항에 있어서,
상기 확장 가능한 요소(4)는 서로 기계적으로 그리고 유밀 방식으로 연결되도록 구성된 상호 연결 수단(6)을 갖고 있고, 파일에 배열된 확장 가능한 요소(4)의 상태에서 이전 및/또는 이후의 확장 가능한 요소(4)의 유체 연통을 수용하도록 형성된 연통 통로(7)를 갖고 있으며, 바람직하게는 상호 연결 수단(6)은 유밀 수단인 것을 특징으로 하는 에너지 변환 시스템. - 제12항에 있어서,
상기 연통 통로(7)는 적어도 상기 상부 확장 가능한 요소(4s)로부터 하부 확장 가능한 요소(4d)까지 연장되고, 상기 확장 가능한 요소(4)의 상기 압축 상태와 상기 팽창 상태 사이에 그리고 그 반대로 대응하는 길이를 변경하기 위하여, 바람직하게는 상기 연통 통로(7)는 확장 가능한 요소(4)와 인접한 것들 사이에 개재된 복수의 섹터를 포함하는 것을 특징으로하는 연통 구조. 것을 특징으로 하는 에너지 변환 시스템. - 제1항 내지 제13항 중 하나 이상의 항에 있어서,
상기 지지 구조체(2)는 저장 탱크 또는 자연 유역의 바닥에 안착될 수 있는 하부 안착 기부(2a) 및 상부 유지 부재(2b)를 포함하며, 상부 유지 부재(2b)는 상기 안착 기부(2a)에 작동 가능하게 연결되고 상기 확장 가능한 요소(4)의 적어도 하나의 파일을 상기 유체의 상기 자유 표면(110)의 높은 높이로부터 상기 유체(100) 내의 기결정된 깊이(H)로 그리고 그 반대로 이동시키도록 구성된 것을 특징으로 하는 에너지 변환 시스템. - 제1항에 있어서,
상기 잠금 장치는 확장 가능한 요소(4)의 바닥 벽(4b)을 지지 구조체(2)와 가역적으로 결합하도록 구성된 것을 특징으로 하는 에너지 변환 시스템. - 에너지 변환 방법으로서,
- 제1항 내지 제13항 중 하나 이상의 항에 정의된 에너지 변환 시스템(1)을 배치하는 단계;
- 복수의 확장 가능한 요소(4)를 압축 상태에서 유체(100)의 자연 유역 또는 유체(100)의 저장 탱크 안에 배치하는 단계로서, 여기에서 상기 상부 확장 가능한 요소(4s)는 상기 유체(100)의 자유 표면(110) 아래에 배치되고;
- 상기 이동 어셈블리(5)의 작동에 의해 적어도 하나의 확장 가능한 요소(4)를 상기 압축 상태로부터 상기 팽창 상태로 전환하는 단계;
- 팽창된 확장 가능한 요소(4)로부터 그 아래의 압축된 확장 가능한 요소(4)로 공기 질량을 전달하여, 확장 가능한 요소(4s)의 압축 상태를 복원시켜서 그 아래의 확장 가능한 요소(4)를 팽창을 유발하는 단계;
- 팽창 상태에 있는 하부 확장 가능한 요소(4d)에 작용하는 아르키메데스 추력(S)을 기결정된 질량을 가진 본체(B)를 이동시키는 것에 의해 운동 에너지로 변환하는 단계로서, 바람직하게는 상기 운동 에너지를 상기 본체(B)의 운동량의 형태로 축적하고; 및/또는
- 하부 확장 가능한 요소(4d)에 작용하는 아르키메데스 추력(S)을 발전기를 구동하는 것에 의해 전기 에너지로 변환하는 단계;
- 상기 확장 가능한 요소(4)의 전환 중에 변위된 유체(100)의 체적을 회복 및/또는 상기 변환 요소를 작동시키기 위해 상기 체적의 운동 및/또는 위치 에너지의 이용하는 단계로서, 바람직하게는 상기 변환 요소는 발전기의 임펠라를 포함하며; 및/또는
- 기결정된 질량을 갖는 본체(B)를 이동시키는 것에 의해 위치 에너지를 운동 에너지로 변환하는 단계로서, 바람직하게는 상기 운동 에너지를 상기 본체(B)의 운동량의 형태로 축적시키는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 에너지 변환 방법. - 제16항에 있어서,
- 상기 이동 어셈블리(5)의 작동에 의해 상기 확장 가능한 요소(4)를 상기 압축 상태로로부터 상기 팽창 상태로 전환하는 단계;
- 각각의 확장 가능한 요소(4)가 상기 유체(100)의 자유 표면(110)으로부터 동일한 거리(H)로 배치되도록 초기 위치에 대해 바람직하게는 수평 방식으로 파일의 상기 확장 가능한 요소(4)를 배치하는 단계;
- 유체(100)에 침지된 복수의 상기 확장 가능한 요소(4)에 작용하는 아르키메데스의 추력(S)을 기결정된 질량을 가진 본체(B)를 이동시키는 것에 의해 운동 에너지로 변환시키는 단계로서, 바람직하게는 상기 운동 에너지를 상기 본체(B)의 운동량의 형태로 축적하며; 및/또는
- 유체(100)에 잠겨서 유체(100)에 침지된 복수의 상기 확장 가능한 요소(4)에 작용하는 아르키메데스의 추력(S)을 기결정된 질량을 가진 본체(B)를 이동시키는 것에 의해 위치 에너지로 변환하는 단계; 및/또는
- 유체(100)에 잠겨서 유체(100)에 침지된 복수의 상기 확장 가능한 요소(4)에 작용하는 아르키메데스의 추력(S)을 발전기의 작동에 의해 전기 에너지로 변환하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 에너지 변환 방법. - 제16항 또는 제17항에 있어서,
- 상기 확장 가능한 요소(4)의 팽창 상태에서, 상기 상부 확장 가능한 요소(4s)가 상기 유체(100)의 자유 표면(110) 아래에 또는 자유 표면에 배치되도록, 상기 자연 유역 또는 상기 저장 탱크에서 상기 유체(100)의 레벨을 복원하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 에너지 변환 방법.
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| IT102017000006707A IT201700006707A1 (it) | 2017-01-23 | 2017-01-23 | Sistema di conversione di energia e rispettivo metodo |
| IT102017000006707 | 2017-01-23 | ||
| PCT/IB2018/050251 WO2018134727A1 (en) | 2017-01-23 | 2018-01-16 | System for energy conversion and respective method |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20190105076A true KR20190105076A (ko) | 2019-09-11 |
Family
ID=59067725
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020197023968A KR20190105076A (ko) | 2017-01-23 | 2018-01-16 | 에너지 변환 시스템 및 방법 |
Country Status (12)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US11022090B2 (ko) |
| EP (1) | EP3571390B1 (ko) |
| JP (1) | JP2020505557A (ko) |
| KR (1) | KR20190105076A (ko) |
| CN (1) | CN110199113B (ko) |
| AU (1) | AU2018209424A1 (ko) |
| CA (1) | CA3049646A1 (ko) |
| EA (1) | EA201991478A1 (ko) |
| ES (1) | ES2903242T3 (ko) |
| IL (1) | IL268178A (ko) |
| IT (1) | IT201700006707A1 (ko) |
| WO (1) | WO2018134727A1 (ko) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| IT202000010927A1 (it) * | 2020-05-13 | 2021-11-13 | Factorytaly Srl | Sistema per la conversione di energia |
Family Cites Families (14)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0343676A (ja) * | 1989-07-10 | 1991-02-25 | Daiichi Plant Sekkei:Kk | 静液圧方式による動力取出及び圧縮空気発生装置 |
| US5430333A (en) * | 1994-07-15 | 1995-07-04 | Binford; Mark S. | Energy generating system and method |
| DE29812463U1 (de) * | 1998-01-20 | 1998-10-08 | Thien Gerhard | Vorrichtung zur Erzeugung eines Drehmoments |
| CN101202491A (zh) * | 2006-12-11 | 2008-06-18 | 谭晛 | 振子波力发电机 |
| CN101646862A (zh) * | 2007-02-14 | 2010-02-10 | 毛诺·瑞阿纳 | 浮力引擎 |
| CN101413490B (zh) * | 2007-10-16 | 2012-11-07 | 宏远创建有限公司 | 场能发动机 |
| US20100024413A1 (en) * | 2008-08-04 | 2010-02-04 | Seong Woong Kim | Engine for energy conversion |
| US9267489B2 (en) * | 2008-08-04 | 2016-02-23 | Seong Woong Kim | Engine for conversion of thermal energy to kinetic energy |
| CN101476495A (zh) * | 2009-01-08 | 2009-07-08 | 龙创信恒（北京）科技有限公司 | 液体热膨胀发电方法及装置 |
| US8667798B2 (en) * | 2009-12-29 | 2014-03-11 | Hopper Energy Systems, Inc. | Methods and systems for power generation by changing density of a fluid |
| JP2013249767A (ja) * | 2012-05-31 | 2013-12-12 | China Green Energy Co Ltd | 浮力による電力生成装置 |
| KR20150068950A (ko) * | 2012-08-17 | 2015-06-22 | 성 웅 김 | 에너지 변환용 엔진 |
| US9765758B2 (en) * | 2014-12-24 | 2017-09-19 | Michael Miller | Compressed gas engine |
| US10100683B2 (en) * | 2014-12-24 | 2018-10-16 | Michael Miller | Compressed gas engine |
-
2017
- 2017-01-23 IT IT102017000006707A patent/IT201700006707A1/it unknown
-
2018
- 2018-01-16 CN CN201880007964.5A patent/CN110199113B/zh active Active
- 2018-01-16 EP EP18703363.4A patent/EP3571390B1/en active Active
- 2018-01-16 US US16/479,414 patent/US11022090B2/en active Active
- 2018-01-16 EA EA201991478A patent/EA201991478A1/ru unknown
- 2018-01-16 JP JP2019560500A patent/JP2020505557A/ja active Pending
- 2018-01-16 WO PCT/IB2018/050251 patent/WO2018134727A1/en active Application Filing
- 2018-01-16 AU AU2018209424A patent/AU2018209424A1/en not_active Abandoned
- 2018-01-16 KR KR1020197023968A patent/KR20190105076A/ko not_active IP Right Cessation
- 2018-01-16 ES ES18703363T patent/ES2903242T3/es active Active
- 2018-01-16 CA CA3049646A patent/CA3049646A1/en active Pending
-
2019
- 2019-07-21 IL IL268178A patent/IL268178A/en unknown
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| AU2018209424A1 (en) | 2019-08-15 |
| US20190360453A1 (en) | 2019-11-28 |
| IT201700006707A1 (it) | 2018-07-23 |
| EP3571390B1 (en) | 2021-12-22 |
| IL268178A (en) | 2019-09-26 |
| CN110199113A (zh) | 2019-09-03 |
| CA3049646A1 (en) | 2018-07-26 |
| EA201991478A1 (ru) | 2019-12-30 |
| ES2903242T3 (es) | 2022-03-31 |
| US11022090B2 (en) | 2021-06-01 |
| JP2020505557A (ja) | 2020-02-20 |
| CN110199113B (zh) | 2021-08-13 |
| WO2018134727A1 (en) | 2018-07-26 |
| EP3571390A1 (en) | 2019-11-27 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US8421259B2 (en) | Wave energy absorber | |
| DK2582964T3 (en) | Response body for energy device | |
| US20100308589A1 (en) | Heaving ocean wave energy converter | |
| US6964165B2 (en) | System and process for recovering energy from a compressed gas | |
| AU2008208104B2 (en) | A method and a wave-power aggregate to extract energy from wave motion in a fluid and the use of a wave-power aggregate | |
| US20020157398A1 (en) | Ocean wave power generator (a "modular power-producing network") | |
| JP2009542964A (ja) | 波エネルギー変換機 | |
| GB2461792A (en) | Wave generator with optional floating configuration | |
| EP2496829A2 (en) | Energy converter | |
| US8366410B2 (en) | Wave transduce having variable energy piston assembly | |
| KR20190105076A (ko) | 에너지 변환 시스템 및 방법 | |
| EP0892889A1 (en) | Submerged hydropneumatic wave energy converter | |
| JP7019716B2 (ja) | 波動動力装置 | |
| EA040872B1 (ru) | Система для преобразования энергии и соответствующий способ | |
| WO2010076797A2 (en) | Apparatus with buoyant and sinkable piston | |
| EP3334924A1 (en) | Wave energy converter | |
| US20230138259A1 (en) | System for energy conversion | |
| JPS60190680A (ja) | 重力・浮力差による揚水装置 | |
| US20130033041A1 (en) | Fluid displacement methods and resultant machines |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A201 | Request for examination | ||
| E902 | Notification of reason for refusal | ||
| AMND | Amendment | ||
| E601 | Decision to refuse application | ||
| AMND | Amendment | ||
| X601 | Decision of rejection after re-examination |