RO130432A2 - Submerged wave-energy collector - Google Patents

Submerged wave-energy collector Download PDF

Info

Publication number
RO130432A2
RO130432A2 ROA201400002A RO201400002A RO130432A2 RO 130432 A2 RO130432 A2 RO 130432A2 RO A201400002 A ROA201400002 A RO A201400002A RO 201400002 A RO201400002 A RO 201400002A RO 130432 A2 RO130432 A2 RO 130432A2
Authority
RO
Romania
Prior art keywords
lid
box
energy
wave
working fluid
Prior art date
Application number
ROA201400002A
Other languages
Romanian (ro)
Inventor
E. Gabriel Alexandru Tatu
Original Assignee
E. Gabriel Alexandru Tatu
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by E. Gabriel Alexandru Tatu filed Critical E. Gabriel Alexandru Tatu
Priority to ROA201400002A priority Critical patent/RO130432A2/en
Publication of RO130432A2 publication Critical patent/RO130432A2/en

Links

Abstract

The invention relates to a submerged wave-energy collector able to convert wave energy into useful mechanic work, which can be exploited either as such, or within an assembly of several devices, in this case having also the effect of significantly reducing waves amplitude and energy, hence, the aggressive effect thereof. According to the invention, the collector comprises a resilient tight cover of a box (4), which is made of two parts, i.e. a grate (5) providing it with rigidity and resiliency and an elastic membrane (6) wrapping the grate (5) and ensuring its tightness, the air cushion enclosed by the tight box (4) providing additional resiliency to the cover, while the vertical back-and-forth movement of the resilient cover is transmitted to a rod (7) of a piston which slides inside a cylinder (8) provided with a suction valve wherethrough the working fluid within a pipe (9) is absorbed and a delivery valve wherethrough the working fluid is pumped into a pipe (10).

Description

CAPTATOR SUBMERS AL ENERGIEI VALURILORENERGY VALUE SUBMERS SENSOR

Invenția se referă la un dispozitiv simplu, capabil să transforme energia valurilor în lucru mecanic util ce poate fi valorificat fie individual, fie într-un ansamblu compus din mai multe astfel de dispozitive, în ultimul caz, pe suprafața ocupată de ansamblul acestor dispozitive, amplitudinea (și energia) valurilor este diminuată în mod considerabil și se reduce simțitor efectul agresiv al acestora.The invention relates to a simple device, capable of transforming the wave energy into a useful mechanical work that can be used either individually or in an assembly composed of several such devices, in the latter case, on the surface occupied by the whole of these devices, the amplitude (and the energy) of the waves is greatly diminished and their aggressive effect is greatly reduced.

în prezent sunt cunoscute numeroase propuneri de captatoare ale energiei valurilor, mult prea multe pentru a putea fi trecute în revistă aici. în esență, se poate afirma că toate acestea sunt plasate fie la suprafața apei, fie la malul mării, inclusiv pe diguri existente și că au multiple dezavantaje. Printre acestea, este determinant faptul că au costuri de investiție foarte ridicate iar randamentul lor este puternic afectat de faptul că sistemele respective necesită numeroase conversii succesive ale energiei până la forma de energie utilă (de regulă, cea electrică). în toate cazurile, calculul tehnico - economic privind raportul cost / beneficiu a făcut ca niciunul să nu poată fi aplicat la scară industrială.At present, many proposals for wave energy captors are known, far too many to be reviewed here. In essence, it can be said that all these are placed either on the surface of the water or on the seafront, including existing dams and that they have multiple disadvantages. Among them, it is crucial that they have very high investment costs and their efficiency is strongly affected by the fact that the respective systems require numerous successive conversions of energy up to the form of useful energy (usually the electric one). In all cases, the technical - economic calculation regarding the cost / benefit ratio made it impossible for any one to be applied on an industrial scale.

Captatorul submers, conform invenției, prezintă mai multe avantaje, esențiale pentru o aplicare industrială, eliminând cvasitotalitatea dezavantajelor soluțiilor propuse până în prezent, astfel:The submersion sensor, according to the invention, has several advantages, essential for industrial application, eliminating almost all the disadvantages of the solutions proposed so far, as follows:

Este submers; ca urmare, nu perturbă activitățile de la suprafața mării și nu afectează peisajul marin; acest lucru este esențial pentru activitățile de turism și cele de agrement nautic;It is submersed; as a result, it does not disrupt sea surface activities and does not affect the marine landscape; this is essential for tourism and boating activities;

- Convertește pe loc, fără alte transformări intermediare, energia relativ difuză, cu o valoare specifică redusă (raportată la suprafață) a valului într-o energie „concentrată, utilă din punct de vedere tehnic și economic; mai precis, presiunea exercitată de val, cu valoare mică dar repartizată pe o suprafață mare, este convertită pe loc într-o presiune foarte mare, mult mai utilă în aplicațiile industriale;- Converts, on the spot, without other intermediate transformations, the relatively diffused energy, with a specific reduced value (related to the surface) of the wave into a "concentrated energy, technically and economically useful; more precisely, the pressure exerted by the wave, with a small value but distributed over a large surface, is instantly converted into a very high pressure, much more useful in industrial applications;

Presiunea mare produsă de dispozitiv poate fi folosită individual, pe loc, în aplicații care necesită realizarea unor presiuni foarte mari cum sunt, de exemplu, aparatele pentru desalinizarea apei de mare folosind membrane speciale și procedeul de osmoză inversă;The high pressure produced by the device can be used individually, on the spot, in applications that require very high pressures such as, for example, the devices for desalination of sea water using special membranes and the reverse osmosis process;

Presiunea mare realizată de dispozitiv poate fi folosită și prin asamblarea „în baterie a mai multor dispozitive de acest tip, prin dotarea lor cu pompe volumice si cuplarea acestora astfel încât să lucreze „în paralel; în acest fel, se pot mobiliza la presiuni ridicate debite importante de fluide, ce pot acționa cu randamente foarte bune turbine de mare putere în centrale ce pot produce energie electrică cu parametrii corespunzători (necesari) unei injecții directe în sistemul energetic național;The high pressure achieved by the device can also be used by "assembling" several devices of this type, by equipping them with volumetric pumps and coupling them so that they work "in parallel; In this way, high flow rates of fluids can be mobilized at high pressures, which can act with very good efficiency high power turbines in plants that can produce electricity with the parameters (necessary) of a direct injection into the national energy system;

Captarea energiei valurilor produce concomitent reducerea energiei acestora; la fiecare „trecere a valului pe deasupra unui astfel de dispozitiv, amplitudinea acestuia scade iar atunci când acestea sunt montate în „baterie, energia câmpului de valuri poate fi redusă semnificativ, reprezentând astfel o bună soluție de protecție a țărmurilor, inclusiv a plajelor amenințate de acțiunea erozivă a valurilor;The capture of wave energy produces simultaneously the reduction of their energy; at each "passing of the wave above such a device, its amplitude decreases and when mounted in the" battery, the wave field energy can be significantly reduced, thus representing a good shore protection solution, including beaches threatened by erosion of waves;

Dispozitivul propus este extrem de simplu și, de aceea, costurile de investiție și cele de exploatare sunt minime, incomparabil mai mici decât ale oricărei soluții / tip de captator propus până în prezent;The proposed device is extremely simple and, therefore, the investment and operating costs are minimal, incomparably lower than of any solution / type of sensor proposed so far;

ίχ2 Ο U 0 0 9 0 2-Ο 6 -01- 20Uίχ2 Ο U 0 0 9 0 2-Ο 6 -01- 20U

Captatorul submers, conform invenției, se prezintă sub forma unei cutii închise, etanșe, goală (plină cu aer) la interior și prevăzută cu un capac elastic. Cutia se fixează în poziție orizontală la o adâncime convenabilă, printr-o ancorare corespunzătoare. La adâncimi reduse ale apei mării (de exemplu, în apropierea țărmurilor), cutia poate fi plasată, printr-o lestare corespunzătoare, direct pe fundul marii.The submersion sensor, according to the invention, comes in the form of a closed, sealed, empty (air-filled) box inside and provided with an elastic lid. The box is fixed in a horizontal position at a convenient depth, by a suitable anchorage. At shallow depths of sea water (for example, near the shores), the box can be placed, by an appropriate ballast, directly on the sea floor.

Figura 1 prezintă principiul de funcționare al captatorului, conform invenției.Figure 1 shows the operating principle of the collector according to the invention.

Captatorul (cutia) 1 este plasat în raport cu nivelul mediu al apei la adâncimea hstatic, fiind fixat cu ajutorul blocurilor de ancorare 2 și a cablurilor de ancorare 3. Trecerea valului, caracterizat prin lungimea de undă A și viteza de propagare c produce, la nivelul capacului cutiei, variații de presiune succesive, cu valori cuprinse, cu aproximație, între maxime Y.hmax și minime Y.hmin (γ, greutatea specifică a apei de mare). Variațiile de presiune produc la rândul lor asupra capacului o forță de presiune variabilă cu amplitudinea AF=y.A.h, unde A este suprafața (orizontală) a capacului iar h=hmax-hmin este înălțimea valului. Datorită valorii mari a suprafeței A, chiar și la înălțimi h modeste ale valului, variația forței de presiune AF este foarte mare. De exemplu, la o cutie de 2mx2m (A-4m2} si un val cu înălțimea h=2m, rezultă forța AF=8.104N=8tf.The collector (box) 1 is placed in relation to the average depth of the water h tic stand, being fixed by means of anchoring blocks 2 and 3. The shift cable anchor wave, characterized by the wavelength and c the propagation speed of the produce , at the box lid level, successive pressure variations, with values, with approximation, between maximum Yh ma x and minimum Yh min (γ, the specific weight of seawater). The pressure variations in turn produce a variable pressure force with the amplitude AF = yAh, where A is the (horizontal) surface of the lid and h = h ma xh m i n is the wave height. Due to the high value of surface A, even at modest h wave heights, the variation of the AF pressure force is very large. For example, at a box of 2mx2m (A-4m 2 } and a wave with the height h = 2m, the force AF = 8.10 4 N = 8tf.

Conform invenției, această forță de presiune se transmite unei tije, plasată în interiorul cutiei și în centrul capacului; aceasta reprezintă forța utilă care, acționând, spre exemplu, asupra unui piston într-un cilindru (pompă volumică) produce presiuni mult mai ridicate. De exemplu, într-un cilindru cu secțiunea de 1 dm2 (0.01 m2), cu valorile numerice de mai sus, rezultă o presiune de ordinul 8.106Pa - 80bari.According to the invention, this pressure force is transmitted to a rod, placed inside the box and in the center of the lid; this represents the useful force which, for example, acting on a piston in a cylinder (volume pump) produces much higher pressures. For example, in a cylinder with a section of 1 dm 2 (0.01 m 2 ), with the numerical values above, a pressure of the order of 8.10 6 Pa - 80 bar results.

Pe de altă parte, forța variabilă de presiune ce acționează din exterior asupra capacului, combinată cu reacțiunea elastică a acestuia, produce mișcarea de du-te-vino pe verticală a capacului și implicit a tijei care transmite forța utilă, asigurând funcționarea pompei volumice.On the other hand, the variable pressure force acting from the outside on the lid, combined with its elastic reaction, produces the vertical movement of the lid and implicitly the rod that transmits the useful force, ensuring the operation of the volumetric pump.

Figurile 2 și 3 prezintă două exemple de realizare a invenției.Figures 2 and 3 show two embodiments of the invention.

în figura 2, capacul elastic și etanș al cutiei 4 este realizat din două piese: grătarul 5 care îi asigură rigiditatea și elasticitatea și membrana elastică 6 care învelește grătarul și îi asigură etanșeitatea. Perna de aer captivă din interiorul cutiei etanșe asigură, în mod suplimentar, elasticitatea capacului. Mișcarea de du-te-vino pe verticală a capacului elastic se transmite tijei 7 a unui piston ce culisează în interiorul cilindrului 8; acesta este prevăzut cu o supapă de aspirație prin care se absoarbe fluidul de lucru din conducta 9, respectiv o supapă de refulare prin care fluidul de lucru este pompat în conducta 10.In figure 2, the elastic and watertight lid of the box 4 is made of two parts: the grate 5 which provides its rigidity and the elasticity and the elastic membrane 6 which covers the grate and ensures its tightness. The captive air pillow inside the watertight box additionally ensures the elasticity of the lid. The vertical movement of the elastic cover is transmitted to the rod 7 of a piston sliding inside the cylinder 8; it is provided with a suction valve through which the working fluid in the pipe 9 is absorbed, respectively a discharge valve through which the working fluid is pumped into the pipe 10.

în figura 3, capacul elastic și etanș al cutiei 4 este realizat tot din două piese și anume: placa 14, rigidă și impermeabilă și membrana elastică periferică 11 care asigură etanșeitatea cutiei. Elasticitatea capacului este asigurată de prezența resorturilor 12. Ca și în exemplul din figura 2, mișcarea de du-te-vino pe verticală a capacului elastic se transmite tijei 7 a unui piston ce culisează în interiorul cilindrului 8; acesta este prevăzut cu o supapă de aspirație prin care se absoarbe fluidul de lucru din conducta 9, respectiv o supapă de refulare prin care fluidul de lucru este pompat în conducta 10. în exemplul de față, perna de aer din interiorul cutiei este menținută permanent la presiunea atmosferică prin intermediul conductei 13 astfel încât elasticitatea capacului este asigurată exclusiv de către resorturile 12.In figure 3, the elastic and watertight lid of the box 4 is also made of two parts namely: plate 14, rigid and impermeable and the peripheral elastic membrane 11 which ensures the tightness of the box. The elasticity of the lid is ensured by the presence of the springs 12. As in the example in figure 2, the vertical movement of the elastic lid is transmitted to the rod 7 of a piston sliding inside the cylinder 8; it is provided with a suction valve through which the working fluid in the pipe 9 is absorbed, respectively a discharge valve through which the working fluid is pumped into the pipe 10. In the example here, the air pillow inside the box is permanently kept at the atmospheric pressure through the pipe 13 such that the elasticity of the lid is provided exclusively by the springs 12.

Așa cum s-a arătat, captatorul submers al energiei valurilor poate fi utilizat atât individual cât și în „baterie, prin cuplarea mai multor „unități”. Din punct de vedere economic, este preferabilă utilizarea sa în „baterie”, prin cuplarea unui număr cât mai mare de unități, realizându-se câmpuri de captare a energiei valurilor, acest sistem având șiAs shown, the submersible wave energy sensor can be used both individually and in the "battery, by coupling several" units. From an economic point of view, it is preferable to use it in "battery", by coupling as many units as possible, creating fields to capture the energy of the waves, this system also having

avantajul diminuării semnificative a energiei valurilor și scăderii potențialului lor de agresivitate.the advantage of significantly reducing wave energy and reducing their potential for aggression.

Dintre aplicațiile industriale posibile se menționează:Possible industrial applications include:

Centrală de desalinizare a apei de mare; în acest caz, fiecare unitate din câmpul de captare este dotată cu un aparat de osmoză inversă, acționat de tija 7 iar apa desalinizată este refulată în conductele 10, fiind colectată și stocată într-un rezervor central prin racordarea corespunzătoare a acestor conducte.Seawater desalination plant; In this case, each unit in the catchment field is equipped with a reverse osmosis device, operated by the rod 7 and the desalinated water is discharged into the pipes 10, being collected and stored in a central reservoir by the proper connection of these pipes.

Centrală hidroelectrică; în acest caz, fiecare unitate din câmpul de captare este dotată cu o pompă volumică acționată de tija 7; fluidul de lucru, care poate fi un gaz (aer) sau un lichid (apă), este mobilizat în „circuit închis, fiind aspirat din conductele 9 și refulat în conductele 10, fiind colectat și stocat apoi, prin racordarea corespunzătoare a acestor conducte, într-un rezervor central care alimentează turbinele (cuplate cu generatoarele electrice); acest rezervor, împreună cu conductele 10, formează un „tampon necesar pentru regularizarea debitelor turbinelor dar și pentru menținerea presiunilor de lucru ale acestora la valorile prescrise; atunci când fluidul de lucru este un lichid (apa), rezervorul trebuie să ia forma unui hidrofor (cu pernă de gaz); la ieșirea din turbine, fluidul de lucru re-intră în circuitul închis prin intermediul conductelor 9, racordate și ele în mod corespunzător.Hydroelectric power station; In this case, each unit in the capture field is equipped with a volumetric pump operated by rod 7; the working fluid, which may be a gas (air) or a liquid (water), is mobilized in the "closed circuit, being sucked in from the pipes 9 and discharged into the pipes 10, being collected and stored then, by the proper connection of these pipes, in a central tank that supplies the turbines (coupled with the electric generators); this reservoir, together with the pipes 10, forms a "buffer necessary to regulate the turbine flow rates but also to maintain their working pressures at the prescribed values; when the working fluid is a liquid (water), the reservoir must take the form of a hydrophoric (gas cushion); at the output of the turbines, the working fluid re-enters the closed circuit through the pipes 9, which are also properly connected.

Claims (1)

REVENDICARECLAIM Captator submers al energiei valurilor caracterizat prin aceea că are forma unei cutii închise, etanșe, goală (plină cu aer) la interior, cutie care este prevăzută la partea superioară cu un capac elastic având în centru și la interior o tijă normală pe capac și care se fixează la o adâncime convenabilă prin ancorare sau lestare cu capacul în poziție orizontală; presiunea variabilă care se exercită la trecerea unui val pe suprafața capacului induce o forță care, combinată cu reacțiunea elastică a capacului, produce mișcarea de du-te-vino pe verticală a capacului împreună cu tija centrală interioară în care se concentrează astfel o forță utilă foarte mare, egală cu întreaga forță de presiune pe capac a apei din exterior, forță capabilă să efectueze lucru mecanic la puteri și randamente care îi asigură competitivitate din punct de vedere economic.Submersible wave energy sensor characterized by the shape of a closed, tight, hollow (air filled) box on the inside, a box that is provided at the top with an elastic lid having in the center and inside a normal rod on the lid and which shall be fixed to a suitable depth by anchoring or balling with the lid in a horizontal position; the variable pressure exerted when passing a wave on the surface of the lid induces a force which, combined with the elastic reaction of the lid, produces the vertical movement of the lid together with the inner central rod in which a very useful force is thus concentrated. high, equal to the entire pressure of pressure on the lid of the water from the outside, force capable of performing mechanical work at powers and yields that ensure its competitiveness from an economic point of view.
ROA201400002A 2014-01-06 2014-01-06 Submerged wave-energy collector RO130432A2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
ROA201400002A RO130432A2 (en) 2014-01-06 2014-01-06 Submerged wave-energy collector

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
ROA201400002A RO130432A2 (en) 2014-01-06 2014-01-06 Submerged wave-energy collector

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RO130432A2 true RO130432A2 (en) 2015-07-30

Family

ID=53718395

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
ROA201400002A RO130432A2 (en) 2014-01-06 2014-01-06 Submerged wave-energy collector

Country Status (1)

Country Link
RO (1) RO130432A2 (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP2018506953A5 (en)
CN103912469B (en) A kind of ocean tidal power telescoping cylinder water pump
CA2672683C (en) Oscillating water column energy accumulator
CN103867421A (en) Modular flexible oceanic tide water pumping equipment with telescopic cylinder
CN103867422A (en) Flexible telescopic cylinder ocean tide water pumping device
KR20130074001A (en) Apparatus for wave power generation
US20190085814A1 (en) Energy Storage Process and System
CN103452794A (en) Automatic water pumping device using tidal energy
US8749086B2 (en) Deep water hydro-electric power system
RU2770360C1 (en) Sea water desalination method
CN204310851U (en) Deep-sea reverse osmosis seawater desalination equipment
RO130432A2 (en) Submerged wave-energy collector
CN101196158A (en) To-and-fro water pump type voltage transformation tidal power generating device
EP3376023B1 (en) Plant to exploit the energy of a water wave motion
CN103452744A (en) Ocean tide fall water pumping accumulation energy generating system capable of being installed in moving way
WO2006102694A1 (en) Wave power converter
US20100147757A1 (en) Desalination system
CN103089530A (en) Wave energy conversion device and system
CN201723357U (en) Water flow power conversion device
CN110486256A (en) A kind of ocean engineering water pumping equipment
GR20110100695A (en) Pressure pump-assisted wave energy generation system
JP6067354B2 (en) Power energy is obtained from changes in underwater pressure caused by waves on the water surface.
CN203441674U (en) Oceanic tidal power generation device
ES2527699B1 (en) Procedure for generating drinking water and tidal power
CN103388551A (en) Sea tidal power generation device