SE534198C2 - Ett sjöbaserat kraftverkssystem - Google Patents

Abstract

17 SAM MANDRAG Den föreliggande uppfinningen avser ett sjöbaserat kraftverkssystem (10) drivbart för att alstra energi. Systemet (10) innefattar ett vattenmatarsystem (18),en flytande plattform (20) och ett kraftsystem (22). Vattenmatarsystemet (18)innefattar åtminstone ett rörorgan (24) kopplat till en reservoar (26) ingående iplattformen (20). Varje rörorgan (24) innefattar en transportör (28) drivbar för atttransportera vatten med en första temperatur, T1, från en änddel (30) avrörorganet (24) till reservoaren (26). Kraftsystemet (22) innefattar dessutom ettvärmemaskinsystem (32) innefattande n antal energiceller, varvid n är ett heltal,och n 2 1. Värmemaskinsystemet (32) innefattar dessutom en värmekälla (14),och en kylsänka (16), vilka båda är anslutna till energicellerna. Värmekällan (14)mottager vatten med en andra temperatur, T2, från närheten av ytan av vattnet,och kylsänkan (16) mottager vatten med den första temperaturen, T1, frånreservoaren (26), varvid T2 > T1. Varje energicell är drivbar för att alstra etttrycksatt fluidum när ett fasändringsmaterial (PCM), ingående i varje energicell,ändras från fast fas till flytande fas. Kraftsystemet (22) innefattar dessutom etthydrauliskt system (38) anslutet till värmemaskinsystemet (32), och drivbart för att alstra en konstant rotationshastighet. (Pig. 1)

Description

534 198 2 kraftverket innefattar åtminstone en lagringsanordning för komprimerad gas, åtminstone en gaskompromeringsanordning ansluten till nämnda åtminstone ena lagringsanordning för komprimerad gas, och åtminstone en gasutnyttjandeanordning ansluten tili nämnda åtminstone ena lagringsanordning för komprimerad gas.

Patentdokumentet US 4, 350, 014 avser en plattform för utnyttjande av den tenniska energin frân sjön, innefattande en flytande struktur uppbärande ett nedåt sträckande rör för att ta upp kallt vatten ock stödjande åtminstone två effektmoduler var och en innefattande en förångare och en kondensor och pumpar för cirkulation av varmt och kallt vatten, varvid varje effektmodul är ansluten till en turblndriven generatoruppsättning. Plattformen kännetecknas av att stödstrukturen har öppna celler som mottager effektmodulerna och att varje modul har sina komponentdelar arrangerade i ett vertikalt system för att således utgöra ett cylindrlskt aggregat som sträcker sig genom stödstrukturen. Föredragna tillämpningar". havstillverkning av aluminium, ammoniak och väte.

Patentdokumentet US 6, 100, 600 avser ett sjöbaserat kraftverkssystem med en flytande eller en förankrad stödstruktur med ett flertal energiomvandlare för regenerativa energiformer. Energiproducerande anordningar åstadkommes för att producera en kontinuerlig energimatning medelst åtminstone två olika förfaranden fràn regenerativa energikällor, varvid de regenerativa energikälloma är havsvatten, havsvágor, vind och solstràlning. Dessutom ingår åtminstone en industriell produktionsanordning och en undervattensanordning för omvänd osmos. l syfte att öka koncentrationen avenergiproduktion, är stödstrukturar med deras olika behandlingsanordningar och energiproducerande anordningar kombinerade i grupp och är anslutna till ett gemensamt matamât. En processtyrenhet som styr hela grupperingen av behandlingsanordningar och energiproducerande anordningar åstadkommer en optimerad drift av alla komponenter hos det sjöbaserade kraftverkssystemet.

Sammanfattning av uppfinningen De ovan nämnda problemen löses med ett sjöbaserat kraftverkssystem drivbart för att alstra energi enligt patentkrav 1. Det sjöbaserade kraftverkssystemet innefattar ett vattenmatarsystem, en flytande plattform och ett kraftsystem. Vattenmatarsystemet innefattar åtminstone ett rörorgan anslutet till en 534 198 3 reservoar ingående iden flytande plattformen. Varje rörorgan innefattar en transportör drivbar för att transportera vatten med en första temperatur. T1, från en änddel av rörorganet till reservoaren. Kraftsystemet innefattar ett värmemaskinsystem innefattande n antal energiceller, varvid n är ett heltal, och n 2 1. Värrnemaskinsystemet innefattar dessutom en värmekälla ansluten till den första energicellen och en kylsänka ansluten till den sista energicellen.

Värmekällan mottager vatten med en andra temperatur, T2, via ett första matarrör från närheten av vattenytan och kylsånkan mottager vatten med den första temperaturen, Tr, från reservoaren via ett andra matarrör, varvid T2 > T1. Varje energioell är drivbar för att alstra ett trycksatt fluidum när ett fasändringsmaterlal (PCM), ingående i varje energicell, ändras från fast fas till flytande fas.

Krafisystemet innefattar dessutom ett hydrauliskt system anslutet till vârmemaskinsystemet och drivbart för att alstra en konstant rotationshastighet.

En huvudfördel med detta system är att det är möjligt att använda en temperaturdifferens mellan T; och T1 som är mycket låg med en acceptabel verkningsgrad och kostnad.

En ytterligare fördel i detta sammanhang àstadkommes om rörorganen är fixerade vid varandra. Härigenom åstadkommes en stabil konstruktion som motstår havsvågor.

Dessutom är det en fördel i detta sammanhang om nämnda åtminstone ena transportör är i fomren av ett elektriskt eller hydrauliskt pumporgan beläget i änddelen av rörorganet.

Enligt en annan utföringsform är det en fördel om nämnda åtminstone ena transportör är i formen av ett elektriskt eller hydrauliskt propellerorgan beläget i änddelen av rörorganet.

Enligt ytterligare en annan utföringsfomr är det en fördel i detta sammanhang om nämnda åtminstone ena transportör är i formen av en PCM- baserad vattenbärare som använder temperaturdifferentialer för autonom framdrivning i rörorganet.

En ytterligare fördel i detta sammanhang åstadkommas om reservoaren är termiskt isolerad från det omgivande vattnet. Härigenom ökas verkningsgraden.

Dessutom är det en fördel i detta sammanhang om nivån hos vattnet i reservoaren år lägre än eller lika med nivån hos vattnet utanför den flytande plattformen. 534 198 4 En ytterligare fördel i detta sammanhang åstadkommes om det hydrauliska systemet innefattar en trryckomvandlare, och en hydraulisk motor med ett variabelt deplacement, och ansluten till tryckomvandlaren. Härigenom är det möjligt att alstra en konstant rotationshastighet.

Dessutom är det en fördel i detta sammanhang om kraftsystemet dessutom innefattar ett elektriskt generatororgan anslutet till den hydrauliska motom och drivbart för att alstra elektricitet med en specifik frekvens och amplitud, och ett styrsystem drivbart för att styra processprestandan baserat på realtidsmätningar av tid, flöde, temperatur och tryck. Härigenom är det möjligt att generera elektricitet med samma fördelar som angivits ovan. Dessutom är det också möjligt att optimera processprestandan.

En ytterligare fördel i detta sammanhang åstadkommes om energicellema är drivbara mellan en första fas och en andra fas, varvid, under den första fasen, varannan energicell producerar trycksatt fluidum, och varannan energicell kyls ned, och vice versa under den andra fasen.

Det skall påpekas att termen ”innefattar/innefattande” såsom den används i denna beskrivning är avsedd att beteckna närvaron av ett givet kännetecken, egenskap, enheter, komponenter eller grupper därav.

Utföringsfonner av uppfinningen kommer nu att beskrivas med hänvisning till de bifogade ritnlngama, där: Kortfattad beskrivning av rltningama Fig. 1 visar en schematisk vy på ett sjöbaserat kraftverkssystem 10 enligt den föreliggande uppfinningen; Fig. 2 visar en schematisk vy på ett kraftsystem eller organ 22 enligt den föreliggande uppfinningen; Fig. 3 visar en schematisk vy på den flytande plattformen 20 med reservoaren 26; Fig. 4 visar en schematisk vy på vattenbäraren 28 l ett första tillstånd; Fig. 5 visar en schematisk vy på vattenbåraren 28 i ett andra tillstånd; Fig. 6 visar schematiskt en konfiguration med två grupper med energiceller 12 ingående i ett kraftsystem 22; Fig. 7 visar schematiskt en konfiguration med sex grupper med energiceller 12 kopplade i serie och ingående i ett kraftsystem 22; 534 198 Fig. 8 är ett blockschema på en första utföringsform av ett hydrauliskt system 38 enligt den föreliggande uppfinningen; Fig. 9 är ett blockschema på en andra utföringsform av ett hydrauliskt system 38 enligt den föreliggande uppfinningen; Fig. 10 är ett blockschema på en första utföringsforrn av en tryckomvandlare 40 enligt den föreliggande uppfinningen; och Fig. 11 är ett blockschema på en andra utföringsform av en tryckomvandlare 40 enligt den föreliggande uppfinningen.

Detaljerad beskrivning av de föredragna utföringsforrnerna l fig. 1 visas en schematisk vy på ett sjöbaserat kraftverkssystem 10 enligt den föreliggande uppfinningen. Det sjöbaserade kraftverkssystemet 10 är drivbart för att alstra energi, och innefattar huvudsakligen ett vattenmatarsystem 18, en flytande plattform 20 och en kraftanläggning eller system 22. l det generella fallet innefattar vattenmatarsystemet 18 m antal rörorgan 241, 241,, där m är ett heltal och m 2 1. För enkelhets skull visas i fig. 1 endast två rörorgan 241 och 242. Ett tredje rörorgan är dessutom indikerat med en streckad linje. De två rörorganen 241 och 242 är kopplade till en reservoar 26 ingående iden flytande plattformen 20.

Såsom dessutom framgår i fig. 1, innefattar varje rörorgan 241 och 242 en transportör 281 och 282 drivbar för att transportera vatten med en första temperatur, T1, från en änddel 301 och 302 av rörorganen 241 och 242 till reservoaren 26. Uttryckt med andra ord, transporteras kallt vatten från havsdjupen till reservoaren 26 med hjälp av transportörema 281 och 282. Kraftanläggningen 22 innefattar dessutom ett värrnemaskinsystem 32 (jämför fig. 2) innefattande n antal energiceller 121, 12.. (jämför fig. 6 och 7), där n är ett heltal, och n 2 1.

Energicellerna 121, ..., 12,, kan vara kopplade i en sekvens.

Värmemaskinsystemet 32 innefattar dessutom en värmekälla 14 ansluten till den första energicellen 121 och en kylsänka 16 ansluten till den sista energicellen 12,..

Vårmekällan 14 mottager vatten med en andra temperatur, Tg, via ett första matarrör 34 (jämför fig. 3) från närheten av ytan av vattnet. Temperaturen T; motsvarar havsytans temperatur. Kylsänkan 16 mottager vatten med den första temperaturen, T1, från reservoaren 26 via ett andra matarrör 36 (jämför fig. 3). För att det sjöbaserade kraftverkssystemet 10 ska fungera måste det följande förhållandet vara uppfyllt T; > T1. l en mest föredragen utföringsform, är T; - T1 2 534 198 6 °C. Varje energicell 121; ; 12.. är drivbar för att alstra ett trycksatt fluidum när ett fasändringsmaterial (PCM) ingående i varje energicell 121; ; 12,. ändras från fast fas till flytande fas. Kraftanläggningen 22 innefattar dessutom ett hydrauliskt system 38 (jämför fig. 2) anslutet till Värmemaskinsystemet 32, och vilket är drivbart för att alstra en konstant rotationshastighet.

Enligt en föredragen utföringsform av det sjöbaserade kraftverkssystemet är rörorganen 241, 24.. fixerade vid varandra. Detta innebär att konstruktionen kommer att vara stabil och kunna motstå havsvågor.

Enligt ett alternativ kan transportören 281 vara i formen av ett elektriskt eller hydrauliskt pumporgan 281 beläget i änddelen 301 av rörorganet 241.

Enligt ett annat altemativ kan transportören 281 vara i formen av ett elektriskt eller hydrauliskt propellerorgan 281 också beläget i änddelen 301 av rörorganet 241.

Enligt ett tredje alternativ, kan transportören 281 vara i formen av en PCM- baserad vattenbärare 281 som använder temperaturdifferentialer för autonom framdrivning i rörorganet 241. För en mer detaljerad beskrivning av vattenbäraren 28, jämför fig. 4 och 5 och den motsvarande beskrivningen.

Det påpekas att i samma sjöbaserade kraftverkssystem 10 kan en kombination av tvâ eller tre av de olika exemplen på transportör 28 samexistera. l syfte att öka verkningsgraden hos det sjöbaserade kraftverkssystemet , är reservoaren 26 termlskt isolerad från det omgivande vattnet.

Enligt en föredragen utföringsform, skall nivån hos vattnet inuti reservoaren 26 vara lägre eller lika med nivån hos vattnet utanför den flytande plattformen 20. Detta förhållande visas i fig. 1, där vattennivån i reservoaren 26 är lägre än vattennivån i havet, dvs., utanför den flytande plattformen 20.

Enligt en annan utföringsform av det sjöbaserade kraftverkssystemet 10, innefattar det hydrauliska systemet 38 en tryckomvandlare 40 (jämför fig. 10 och 11), och en hydraulisk motor 42 ansluten till tryckomvandlaren 40. lfig. 2 visas en schematisk vy på kraftsystemet eller -anläggningen 22 enligt den föreliggande uppfinningen. Värmemaskinsystemet 32 innefattar eller är anslutet till en värmekälla 14, och en kylsänka 16. Såsom dessutom framgår i fig. 2, innefattar kraftanläggningen 22 dessutom ett hydrauliskt system 38 anslutet till värmemaskinsystemet 32, och drivbart för att alstra en konstant rotationshastighet.

Kraftanläggningen 22 innefattar dessutom ett elektriskt generatororgan 44 anslutet 534 198 7 till det hydrauliska systemet 38, och mer exakt till den hydrauliska motom 42. Det elektriska generatororganet 44 är drivbart för att alstra elektricitet med en specifik frekvens och amplitud. Såsom dessutom framgår ifig. 2, innefattar kraftanläggningen 22 dessutom ett styrsystem 46 drivbart för att styra processprestandan baserat på realtidsrnåtningar av tid, flöde, temperatur och tryck.

Enligt en föredragen utföringsfonn av det sjöbaserade kraftverkssystemet , är energioellema 121, ..., 12,, drivbara mellan en första fas och en andra fas, varvid, under den första fasen, varannan energicell producerar trycksatt fluidum och varannan energicell kyls ned, och vice versa under den andra fasen.

I fig. 3 visas en schematisk vy på den flytande plattformen 20 ingående i det sjöbaserade kraftverkssystemet 10 enligt den föreliggandefuppfinningen.

Såsom framgår i fig. 3, innefattar den flytande plattformen 20 en reservoar 26 avsett för att lagra vatten. l fig. 3 visas dessutom ett första matarrör 34 för att mata varmt vatten från ytan av havet till värmekällan 14 (jämför fig. 2). Dessutom visas det ett andra matarrör 36 för att mata vatten från reservoaren 26 till kylsänkan 16 (jämför fig. 2). Det påpekas att vattnet i reservoaren 26, som har transporterats från djupet av havet, har en temperatur som är lägre än temperaturen hos ytvattnet. Såsom dessutom framgår ifig. 3, finns det också ett vattenspolningsrör 110 för att spola ut spillvatten från det sjöbaserade kraftverkssystemet 10. l fig. 4 visas en schematisk vy pà den PCM-baserade vattenbäraren 28 i ett första tillstànd, och ifig. 5 visas en schematisk vy på vattenbäraren 28 i ett andra tillstànd. Såsom framgår i både fig. 4 och 5, innefattar vattenbäraren 28 ett högtryckskärl 282, gas under högt tryck 284, omgivande vatten 286, en gaskanal 288, vatteninlopp/utlopp 290, en huvudkolv 292, fasändringsmaterial (PCM), flänsar 294, en slavkolv 296 och ett flexibelt membran 298. Huvud- och slavkolvama 292 och 296 är förbundna via en stav med en kanal 288 för gasutjämning.

Funktionen hos vattenbäraren 28 kommer nu att beskrivas med hänvisning till först fig. 4 och därefter till tig. 5. Det första tillståndet visat i fig. 4 är när den flyter. Kallt vatten från botten kyler av PCM, som fryser och krymper.

Kolvama 292 och 296 tvingas ned av gasen 284. När slavkolven 296 rör sig pressar den vattnet ut från kärlet 282, vilket således gör kärlet 282 lättare. Kärlet 282 flyter följaktligen upp till vattenytan. 534 198 8 Det andra tillståndet visat i fig. 5 år när den sjunker. Varmt vatten från ytan värmer upp PCM, som smälter och expanderar. Huvudkolven 292 tvingas upp av PCM. Slavkolven 296 tvingas upp av anslutningsstaven. Gasen 284 komprimeras och fungerar som en fjäder. När slavkoiven 296 rör sig lämnar den utrymme för omgivande vatten att fylla membranet 298 således görande kärlet 282 tyngre, på grund av att vatten har en högre densitet än PCM har. Kärlet 282 sjunker ned till botten. Eftersom gaskamrama 284 är förbundna verkar gastrycket på båda kolvama 292 och 296 således görande fiäderkraften större.

Den flytande plattfomten 20 kan dessutom vara byggd av betong, stål, kompositer eller andra material lämpliga för havsanvändning under lång tid. Den flytande plattformen 20 kan också rymma andra maskiner, exempelvis för produktionen av vätgas. Den flytande plattformen 20 skall tillåta skepp att docka och helikoptrar att landa.

Det påpekas dessutom att transportören 28 ska vara flexibelt monterad för att tillåta service och reparation vid servicenivå. l fig. 6 visas schematiskt en konfiguration med två grupper med energiceller 12 ingående i ett kraftsystem eller -anläggning 22. Såsom schematiskt visas ifig. 6 är energlcellema 121-124 kopplade, och arbetar parallellt, och energicellema 125-128 är kopplade, och arbetar parallellt. ifig. 6 visas dessutom värmekållan 14 ansluten till energlcellema, och kylsänkan 16 ansluten till energicellerna. Dessutom, ifig. 6 visas också det hydrauliska systemet 38 anslutet till vännemaskinsystemet 32 (ej visat i fig. 6) innefattande energicellema 121-128. I den första delen av cykeln (Fas 1;P1) värmer värmekållan 14 upp energicellema 121-124, under det att kylsänkan 16 kyler energicellerna 125-128. l den andra delen av cykeln (Fas 2;P2), värmer värmekållan 14 upp energicellema 125-128, under det att kylsänkan 16 kyler energicellerna 121-124. Temperaturdifferensen mellan värmekållan 14 och kylsänkan 16 är anpassad för de valda PCM-karakteristikorna.

Den ska normalt vara åtminstone 20°C för att erhålla en acceptabel verkningsgrad och effektutmatning. l fig. 7 visa schematiskt en konflguration med sex grupper med energiceller ingående i ett kraftsystem 22. Gruppema A 1.1, A 2.1 och A 3.1 är kopplade l serie och grupperna B 1.1, B 2.1 och B 3.1 är också kopplade i serie, i syfte att återanvända värme och öka verkningsgraden. Också visad i fig. 7 år värmekållan 14 ansluten till energicellerna 12, och kylsänkan 16 också ansluten till 534 198 9 energicellema 12. Dessutom, i fig. 7 visas också det hydrauliska systemet 38 anslutet till värmemaskinsystemet 32 (ej visat i fig. 7) innefattande alla energicellerna 12. I den första delen av cykeln (Fas 1; P1), vänner värrnekällan 14 upp energicellema 12 i gruppen A 1.1, innebärande att PCM i dessa energiceller smälter. Överskottsvärme från energicellema i gruppen A 2.1 används för att värma upp energicellema i gruppen A 3.1. Detta Innebär att PCM i energicellema 12 i A 2.1 fryser och PCM i energicellema 12 i A 3.1 smälter. Överskottsvärme från energicellerna i gruppen B 1.1 används för att värma upp energicellema I gruppen B 2.1. Detta innebär att PCM i energicellema i B 1.1 fryser och PCM i energicellema i B 2.1 smälter. Kylsänkan 16 kyler PCM i energicellerna 12 i B 3.1. l den andra delen av cykeln (Fas 2;P2), vänner värmekällan 14 upp energicellema 12 i gruppen B 1.1, innebärande att PCM i dessa energiceller smälter. Överskottsvärme från energicellerna i B 2.1 används för att värma upp energicellema i B 3.1. Detta innebär att PCM i energicellerna i B 2.1 fryser och PCM i energicellerna i B 3.1 smälter. Överskottsvärrne från energicellerna i gruppen A 1 .1 används för att värma upp energicellerna i gruppen A 2.1. Detta innebär att PCM i energicellerna 12 i A 1.1 fryser och PCM i energicellema 12 i A 2.1 smälter. Kylsänkan 16 kyler energicellema 12 i gruppen A 3.1, innebärande att PCM ienergicellema 12 i A 3.1 fryser.

Enligt en föredragen utförlngsform av kraftsystemet 22 är energicellerna 121-12., kopplade i en sekvens, och värrnekållan 14 är ansluten till den första energicellen 121, och kylsänkan 16 är ansluten till den sista energicellen 12,,.

Under den första fasen producerar varannan energicell 121, 123, 125, trycksatt fluidum, och varannan energicell 122 124, 12, .. kyls ned, och vice versa under den andra fasen. Återanvändning kan utföras i ett eller flera steg. Varje steg erfordrar en temperaturdifferens mellan värmekällan 14 och kylsänkan 16 på approximativt °C. Om vi exempelvis har en värmekälla 14 vid 80°C och en kylsänka 16 vid °C kan vi återanvända värme itvà steg, dvs., 2 x 3 grupper med energiceller 12 (såsom ifig. 7).

Enligt en ytterligare utföringsform är tryckomvandlaren 40 drivbar för att minska trycket i det trycksatta fluidet fràn energicellerna 121-12".

Den hydrauliska motom 42 i kraftsystemet 22 är dessutom drivbar för att alstra den konstanta rotationshastigheten under variabelt vridmoment. 534 198 l fig. 8 visas ett blockschema på en första utföringsforrn av ett hydrauliskt system 38 enligt den föreliggande uppfinningen. Utföringsformen visad ifig. 8 innefattar en hydraulisk motor 42 för drift av en elektrisk generator för att alstra elektrisk energi. Dessutom, innefattar det hydrauliska systemet 38 också en första hydraulisk tryckalstrare 21A och en andra hydraulisk tryckalstrare 21 B. båda i hydraulisk förbindelse med den hydrauliska motorn 42. Det påpekas att var och en av de hydrauliska tryckalstrarna 21A och 21B motsvarar och är lika med värmemaskinsystemet 32 beskrivet tidigare i denna beskrivning. De första och andra hydrauliska tryckalstrama 21 A, 21 B är båda drivbara för att överföra hydraulisk energi till den hydrauliska motom 42. Såsom framgår i fig. 8 är de första och andra hydrauliska tryckalstrama 21A, 21B ömsesidigt hydrauliskt förbundna parallellt. De första och andra hydrauliska tryckalstrama 21A, 21 B är anordnade för att arbeta i cykler så att den första hydrauliska tryckalstraren 21A levererar ett utflöde samtidigt som den andra hydrauliska tryckalstraren 21 B har ett inflöde, under det att den första hydrauliska tryckalstraren 21A har ett inflöde samtidigt som den andra hydrauliska tryckalstraren 21 B levererar ett utflöde. De första och andra hydrauliska tryckalstrama 21A, 21B är anordnade för att arbeta med en ömsesidig fasdifferens på approximativt 180 grader. Det hydrauliska systemet 38 innefattar dessutom ett antal backventiler 1, 2 och 8. lnflödet till de hydrauliska tryckalstrama 21A, 21 B har ett bastryck och passerar kontrollventilen 1. Utflödet passerar backventilen 2. Flödet som passerar punkten x i blockschemat kommer antingen från den första hydrauliska tryckalstraren 21A eller från den andra hydrauliska tryckalstraren 21 B. Dessutom innefattar det hydrauliska systemet 38 också en tryckomvandlare 40 ansluten mellan de hydrauliska tryckalstrama 21A och 21B och den hydrauliska motorn 42. Tryckomvandlaren 40 är drivbar för att sänka det hydrauliska trycket från ett högre tryck i ett fluidum till ett lägre tryck i fluidet. Detta kommer att säkerställa en hög tillförlitlighet i drift och en lång livslängd för den hydrauliska motom 42.

I syfte att skydda den hydrauliska motorn 42 mot ett alltför högt tryck, innefattar det hydrauliska systemet 38 dessutom en tryckreduceringsventil 9 vilken förbileder ett flöde vid sidan om den hydrauliska motom 42 vid ett alltför högt arbetstryck.

I syfte att skydda den hydrauliska motom 42 mot kavitation finns det en backventil 8 i det hydrauliska systemet 38. Backventilen 8 är drivbar för att 534 198 11 förhindra att trycket framför den hydrauliska motom 42 blir lägre än bastrycket.

Kavitation kan inträffa om flödet från tryckomvandlaren 40 temporärt är alltför lågt eller om deplacementet är alltför högt i relation till flödet.

Den hydrauliska motorn 42 kan exempelvis vara en asynkron maskin med fyra poler eller en synkron maskin med fyra poler, vilka båda ger en konstant rotationshastighet vid en konstant effektfrekvens. Efter den hydrauliska motorn 42 passerar en mindre del av flödet till en basenhet 6 via en tryckreduceringsventil 5 som reglerar bastrycket.

Såsom dessutom framgår i fig. 8, innefattar det hydrauliska systemet 38 också en flödesackumulator 7 drivbar för att stabilisera basflödet i systemet 38.

Det kan dessutom vara motiverat att ha en flödesackumulator 7 i det hydrauliska systemet 38 om inflödet till och utfiödet från de hydrauliska tryckalstrama 21A, 21B fluktuerar en hel del eller om tillbakaflödet från basenheten är alltför lågt.

Det påpekas att det är möjligt att ha fler än en hydraulisk motor 42 i det hydrauliska systemet 38 (ej visat i någon figur). Om flera hydrauliska motorer 42 är hopkopplade för driften av generatom ska åtminstone en av de hydrauliska motorerna 42 ha ett variabelt deplacement.

När den hydrauliska tryckalstraren 21A har fullbordat halva dess cykel, dvs., när den har uppnått 180 grader, finns det fortfarande energi lagrad ifluidet.

Nu kommer trycket att minska under den följande processen och när trycket har minskat till p1 startar också deplacementet hos den hydrauliska motom 42 att minska. Den hydrauliska motom 42 kommer fortfarande att ha samma rotationshastighet men vridmomentet levererat till generatom kommer att minska i relation till minskningen av deplacementet och trycket. Energin levererad till generatorn kommer att minska snabbare och snabbare. Den största delen av energin lagrad i fluidet kommer att överföras till generatom under denna fas.

Utflödet av fluidum från de hydrauliska tryckalstrama 21A, 21B startar med en viss fördröjning pà grund av det faktum att trycket måste ökas innan ett flöde är möjligt. Så länge såsom trycket från den hydrauliska tryckalstraren 21A är högre än trycket från den hydrauliska tryckalstraren 21 B, kommer backventilen 1 att vara sluten. Flödet av fluidum vid punkten x i blockschemat visat i fig. 8 kommer i princip från den hydrauliska tryckalstraren 21A från den punkt när arbetscykeln (360 grader) för den hydrauliska tryckalstraren 21A har passerat ett antal grader till dess att den har passerat mer än halva dess cykel. Under resten av tiden 534 198 12 kommer flödet självklart att komma från den hydrauliska tryckalstraren 21 B. Om det antages att den hydrauliska tryckalstraren 21A startas vid fasen noll, och om fördröjningen motsvarar 40 grader av cykeln, då kommer flödet vid punkten x att komma från den hydrauliska tryckalstraren 21A under 40-220 grader, från den hydrauliska tryckalstraren 21 B under 220-400 grader och från den hydrauliska tryckalstraren 21A under 400-580 grader. l tig. 9 visas ett blockschema pà en andra utföringsforrn av ett hydrauliskt system 38 enligt den föreliggande uppfinningen. l denna utföringsform finns det endast en hydraulisk tryckalstrare 21A, och följaktligen endast en backventil vardera av 1 och 2, såsom framgår i fig. 9. En annan skillnad mellan utföringsformerna visade i fig. 8 och 9 är att i denna andra utföringsform finns det dessutom en flödesackumulator 1000 och en ventil 11. De andra likadana elementen som förekommer i båda utföringsforrnema har försetts med samma hänvisningsbeteckningar och kommer inte att återigen beskrivas i detalj.

Såsom framgår i fig. 9 är utflödet från tryckomvandlaren 40 förbundet med flödesackumulatorn 1000 via ventilen 11, och med den hydrauliska motorn 42 som i sin tur driver en elektrisk generator.

Flödesackumulatom 1000 har ett relativt högt laddningstryck och trycket antages öka till det maximala driftstrycket när den har åstadkommit den maximala laddningen. Flödesackumulatorn 1000 är drivbar för att ackumulera fluidum när ett flöde från den hydrauliska tryckalstraren 21A är större än ett avsett flöde till den hydrauliska motom 42, och att leverera fluidum när flödet från den hydrauliska tryckalstraren 21A är mindre än det avsedda flödet till den hydrauliska motorn 42.

Ventilen 11 är antingen öppen eller sluten, vilket styrs antingen hydrauliskt eller elektriskt.

Det påpekas att det huvudsakligen är tre olika trycknivåer i det hydrauliska systemet 38: ett bastryck p1vi|ket är rådande nedströms i relation till den hydrauliska motom 42 och backventilen 1, och dessutom mellan backventilema 1, 2 när det finns ett inflöde till den hydrauliska tryckalstraren 21A; ett fluktuerande högt tryck p2 vilket råder mellan backventilema 1, 2 vid utflöde och mellan backventilen 2 och tryckomvandlaren 40; ett fluktuerande driftstryck p3 mellan tryckomvandlaren 40 och den hydrauliska motom 42. 534 198 13 Enligt en utföringsform av det hydrauliska systemet 38 år åtminstone en av de hydrauliska tryckalstrama 21A, 21B en pump. Pumpen kan dessutom vara linjär med tryckslag för fluidumleverans och returslag för fluidumínsugning.

I fig. 10 visas ett blockschema på en första utföringsform av en tryckomvandlare 40 enligt den föreliggande uppfinningen. Tryckomvandiaren 40 år drivbar för att transformera ett tryck hos ett fluidum från en trycknivå Piu till en annan trycknivå Put. Denna utföringsforrn visad ifig. 10 innefattar ett par hydrauliska roterande maskiner A, B som är ömsesidigt mekaniskt förbundna på ett sådant sätt att den första maskinen A kan köra den andra maskinen B.

Maskinerna A, B är monterade i ett väsentligen slutet rum, och var och en av maskinema A, B äri hydraulisk förbindelse med det slutna rummet. Såsom dessutom framgår i fig. 10, är var och en av maskinerna A, B försedd med ett hydrauliskt inlopp (Pm) och ett hydrauliskt utlopp (Put). Det påpekas att utföringsformen visad i fig. 10 används för att minska trycket hos fluidet. Detta innebär att var och en av maskinerna A, B är i hydraulisk förbindelse med det slutna rummet via det hydrauliska utloppet (Put). Om å andra sidan tryckomvandlaren 40 skall användas för att öka trycket hos fluidet. (ej visat i figurerna) är var och en av maskinema A, B i hydraulisk förbindelse med det slutna rummet via det hydrauliska inloppet. l utföringsformen visad i fig. 10, är det slutna rummet i hydraulisk förbindelse med en fluidumkälla med trycknivån Puu den hydrauliska roterande maskinen A äri hydraulisk förbindelse med en fluidumkälla med trycknivån Pu, och den hydrauliska roterande maskinen B äri hydraulisk förbindelse med en fluídumkälla med trycknivån 0 bar. Om maskinema A, B har samma storlek, och det normala maximala trycket är 200 bar, då kommer utföringsformen visad ifig. 10 att ge siffroma 400 bar för Pu. och 200 bar för Put.

Enligt en utföringsforrn av tryckomvandlaren 40, år de ömsesidigt mekaniskt förbundna maskinerna A, B förbundna via åtminstone en axelkoppllng.

Enligt en utföringsform av tryckomvandlaren 40 har alla maskinema A, B öppna förbindelser med dräneringsanslutningarna och det slutna rummet på ett sådant sätt att tryckbalansering råder. Härigenom åstadkommas att trycket inuti och trycket utanför det slutna rummet är lika stora.

Ifig. 11 visas ett blockschema på en andra utföringsfonn av en tryckomvandlare 40 enligt den föreliggande uppfinningen. I denna utföringsforrn av tryckomvandlaren 40 finns det två slutna rum, vart och ett innefattande två 534 198 14 hydrauliska roterande maskiner A, B. De hydrauliska roterande maskinema A, B är ömsesidigt mekaniskt förbundna på ett sådant sätt att för varje par av maskinema A, B och för varje slutet rum, kan den första maskinen A köra den andra maskinen B. Såsom framgår i fig. 11 är tryckomvandlaren 40 försedd med ett hydrauliskt inlopp (Pin) och ett hydrauliskt utlopp (Put). Dessutom är maskinen A i det vänstra paret av maskiner hydraulisk förbunden med det andra, högra rummet, under det att maskinen B i det högra paret av maskiner är hydrauliskt förbunden med det första, vänstra rummet. Det påpekas att utföringsformen visad i fig. 11 används för att minska trycket hos fluidet. Med användning av samma trycknivàer såsom ifig. 10, kommer i fallet visat i fig. 11, dvs., om tvâ tryckomvandlare 40 enligt fig. 10 är kopplade i överensstämmelse med tig. 11, att ge siffroma 600 bar för Pm och 200 bar för Put.

Det samma gäller för det fall då tre tryckomvandlare 40 enligt fig. 10 är kopplade i serie (ej visat), dvs., det kommer att ge siffrorna 800 bar för Pm och 200 bar för Pm.

Uppfinningen är inte begränsad till de beskrivna utföringsformema. Det kommer att vara uppenbart för fackmän inom området att många olika utföringsformer är möjliga inom omfattningen av de följande patentkraven.

Claims (9)

20 30 534 198 IS PATENTKRAV

1. Ett sjöbaserat kraftverkssystem (10) drivbart för att alstra energi, vilket sjöbaserade kraftverkssystem (10) innefattar ett vattenmatarsystem (18), en flytande plattform (20) och ett kraftsystem (22), kännetecknat av att vattenmatarsystemet (18) innefattar åtminstone ett rörorgan (241, .. _, 24,1.) kopplat till en reservoar (26) ingående iden flytande plattformen (20), varvid m är ett heltal, och m 2 1, varvid varje rörorgan (241, ..., 241..) innefattar en transportör (281; .. .; 28,1.) drivbar för att transportera vatten med en första temperatur, T1, från en änddel (301; 301..) av rörorganen (241; 24.11) till reservoaren (26), och av att kraftsystemet (22) innefattar ett värmemaskinsystem (32) innefattande n antal energiceller (121, ..., 121.), varvid n år ett heltal, och n 2 2, vilket värmemaskinsystem (32) dessutom innefattar en värmekälla (14) ansluten till den första energicellen (121). och en kylsänka (16) ansluten till den sista energicellen (121), varvid värmekällan (14) mottager vatten med en andra temperatur, Tg, via ett första matarrör (34) från närheten av ytan av vattnet, och av att kylsänkan (16) mottager vatten med den första temperaturen, T1, fràn reservoaren (26) via ett andra matarrör (36), varvid T; > T1, varvid varje energicell (121, 12,.) är drivbar för att alstra ett trycksatt fluidum när ett fasändringsmaterial (PCM), ingående i varje energicell (121, 121.), ändras frán fast fas till flytande fas, och av att energicellema (121, 12..) är drivbara mellan en första fas och en andra fas, varvid, under den första fasen, varannan energicell (121, 123, 125, ...) producerar trycksatt fluidum, och varannan energicell (122, 124, 126, ...) kyls ned, och vice versa under den andra fasen, och av att kraftsystemet (22) dessutom innefattar ett hydrauliskt system (38) anslutet till värmemaskinsystemet (32), vilket hydrauliskt system (38) innefattar en hydraulisk motor (42) drivbar för att alstra en konstant rotationshastighet under variabelt vridmoment och variabelt deplacement.

2. Ett sjöbaserat kraftverkssystem (10) drivbart för att alstra energi enligt patentkrav 1, kännetecknat av att nämnda åtminstone två rörorgan (241, 241..) âr fixerade vid varandra.

3. Ett sjöbaserat kraftverkssystem (10) drivbart för att alstra energi enligt patentkrav 1 eller 2, kännetecknat av att åtminstone en av transportörema (281. 20 30 534 198 lb 28111) år i formen av ett elektriskt eller hydrauliskt pumporgan (281, 28111) beläget i ånddelen (301, ..., 30111) av rörorganet (241, 24111).

4. Ett sjöbaserat kraftverkssystem (10) drivbart för att alstra energi enligt patentkrav 1 eller 2, kännetecknat av att åtminstone en av transportörema (281, ..., 28111) är i formen av ett elektriskt eller hydrauliskt propellerorgan (281, ..., 28111) belägeti änddelen (301, 30111) av rörorganet (241, 24111).

5. Ett sjöbaserat kraftverkssystem (10) drivbart för att alstra energi enligt patentkrav 1 eller 2, kännetecknat av att åtminstone en av transportörerna (281, 28111) är i fonnen av en PCM-baserad vattenbårare (281, ..., 28111) som använder temperaturdifferentialer för autonom framdrivnlng i rörorganen (241, .. ., 24111).

6. Ett sjöbaserat kraftverkssystem (10) drivbart för att alstra energi enligt något av patentkraven 1-5, kännetecknat av att reservoaren (26) är tennisk isolerad från det omgivande vattnet.

7. Ett sjöbaserat kraftverkssystem (10) drivbart för att alstra energi enligt något av patentkraven 1-6, kännetecknat av att nivån hos vattnet i reservoaren (26) är lägre än eller lika med nivån hos vattnet utanför den flytande plattformen (20).

8. Ett sjöbaserat kraftverkssystem (10) drivbart för att alstra energi enligt något av patentkraven 1-7, kännetecknat av att det hydrauliska systemet (38) dessutom innefattar en tryckomvandlare (40) ansluten till den hydrauliska motom (42), och drivbar för att omvandla ett tryck hos fluidet från en trycknivå (Pin) till en annan trycknivå (Put).

9. Ett sjöbaserat kraftverkssystem (10) drivbart för att alstra energi enligt patentkrav 8, kännetecknat v att kraftsystemet (22) dessutom innefattar ett elektriskt generatororgan (44) anslutet till den hydrauliska motorn (42) och drivbart för att alstra elektricitet med en specifik frekvens och amplitud, och ett styrsystem (46) drivbart för att styra processprestandan baserat på realtidsmåtningar av tid, flöde, temperatur och tryck.