WO2011037547A2 - Conversion de l'énergie des vagues - Google Patents
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Definitions
- the present invention is a generalization, in the case of fluids, of an energy conversion method usually applied in electronics.
- the invention is a system and method producing electricity including converting the vibratory energy of the waves present in a fluid into hydraulic or pneumatic energy.
- a portion of the fluid is trapped by a valve system (or check valve) to be guided in a pipe or squeezed into a tank.
- At least a portion of the energy obtained by flow or pressure is converted into electrical energy.
- the fluid material may be liquid or gas.
- the flow producing the energy is obtained: without using pistons or pumps; without using a mechanical system coupled to an electricity generator; without using compression tanks and without using a turbine. Once the flow has been obtained, all the organs previously used can be used to exploit this flow, but they are not the cause.
- the invention makes it possible, among other things, to create systems capable of exploiting the wave motion of waves on the surface of the oceans in order to: generate electricity; or driving a rotating turbine; or move a craft on the surface of the liquid; or transport a portion of the liquid to another container; or raise a portion of the liquid to a higher level relative to the plane of the liquid.
- the medium is not supposed to move while a wave passes through it. It is the particles of the medium which, by transmitting a translatory or angular (orbital) vibratory movement, generate the propagation of an undulatory energy commonly called waves.
- the vibratory motion of the particles of a medium generally creates a wave having a longitudinal component and a transverse component.
- the longitudinal wave supposes a vibratory movement, particles of the medium, in the direction of propagation of the energy.
- the transverse wave supposes a vibratory movement, particles of the medium, in a direction perpendicular to that of the propagation of the energy.
- composition of the longitudinal and transverse movements can create so-called orbital waves where the particles of the propagation medium undergo vibrations on an orbital path.
- Orbital waves allow the transmission of energy through the interfaces separate the fluids, for example the gas-liquid interfaces.
- the case of waves on the surface of the oceans is a typical case of orbital waves present at the interface between two fluids: the ocean-atmosphere interface.
- the peak of the wave corresponds to the point as far as can wait the wave it is the top if the vibratory movement is vertical;
- the hollow of the wave corresponds to the furthest point opposite to the point crêt it is the lowest point when vertical vibration;
- the height of the wave or wave corresponds to the distance projected on the axis perpendicular to the direction of propagation and which separates a ridge and a hollow;
- the wavelength is the distance that separates two successive peaks;
- the period is the time that separates two successive passages by the same ridge;
- the frequency is the number of passes through the same point crêt for one second;
- the amplitude corresponds to half the height and is directly related to the energy of the wave.
- our problem is to know how to transform, at any point of a fluid medium, an undulatory movement into a flow of the same fluid and in a previously chosen direction.
- the problem is not to use pistons or pumps; not to use a mechanical system coupled to an electricity generator; not to use compression tanks; not to use a turbine.
- all the organs previously used can be used to exploit the flow obtained but will not have to be the cause.
- valve 101 used is not restricted to a particular type.
- placement of the valves or their topologies is not restricted to a particular type.
- valves or non-return valves
- sub-set 111 are grouped into two distinct subsets which we call sub-set and sub-set
- Subassembly valves consist of valves whose outlets are connected so
- This pipeline can be any pipeline or pipeline.
- the system will thus undergo pressure differences that vary in a wave-like manner over time.
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Abstract
La présente invention est une généralisation, aux cas des fluides, d'une méthode de conversion d'énergie appliquée d'habitude en électronique. L'invention est un système et une méthode produisant de l'électricité incluant la conversion de l ' énergie vibratoire des ondes présentes dans un fluide en une énergie hydraulique ou pneumatique. Une portion du fluide est piégée par un système de valves ou de clapet anti- retour pour être guidée dans une conduite ou comprimée dans un réservoir. Au moins une partie de l'énergie obtenue par écoulement ou par pression est convertie en énergie électrique. La matière fluide peut être liquide ou gaz. L'écoulement produisant l'énergie est obtenue : sans utiliser de pistons ou pompes; sans utiliser de système mécanique couplés à un générateur d'électricité; sans utiliser des réservoirs de compression et sans utiliser une turbine.
Description
.
escr p on
TITRE DE INVENTION : Energy Wave Conversion
TITULAIRE : Adam BOURAS
INVENTEUR : Adam BOURAS
. :
La présente invention est une généralisation, aux cas des fluides, d'une méthode de conversion d'énergie appliquée d'habitude en électronique.
L'invention est un système et une méthode produisant de l'électricité incluant la conversion de l'énergie vibratoire des ondes présentes dans un fluide en une énergie hydraulique ou pneumatique. Une portion du fluide est piégée par un système de valves (ou de clapet anti-retour) pour être guidée dans une conduite ou comprimée dans un réservoir. Au moins une partie de l'énergie obtenue par écoulement ou par pression est convertie en énergie électrique. La matière fluide peut être liquide ou gaz. L'écoulement produisant l'énergie est obtenue : sans utiliser de pistons ou pompes ; sans utiliser de système mécanique couplés à un générateur d'électricité ; sans utiliser des réservoirs de compression et sans utiliser une turbine. Une fois l'écoulement obtenu, tous les organes sites précédemment peuvent être utilisés pour exploiter cet écoulement mais n'en sont pas la cause. Ainsi, l'invention permet de crée, entre autres, des systèmes capables d'exploiter le mouvement ondulatoire des vagues à la surface des océans pour : générer de l'électricité ; ou entraîner une turbine en rotation ; ou déplacer un engin à la surface du liquide ; ou transporter une portion du liquide vers une autre contenant ; ou élever une portion du liquide à un niveau supérieur par rapport au plan du liquide.
Background de l'invention :
IL existe plusieurs tentatives pour maîtriser le mouvement des vagues et convertir leurs ondulations en une source d'énergie exploitable de façon fiable. Le phénomène des vagues présent à la surface des océans est un cas particulier des phénomènes ondulatoires pouvant être présent dans tous les états possibles de la matière [PAT. N° 60/417,914 issued November 2003 PCT/US03/32377]. Le phénomène ondulatoire suppose la transmission d'énergie et de moment par la moyen de puise vibratoire subies localement par les particules du milieu. Pour le cas des ondes électromagnétique la communauté scientifique reste partagé sur le faite que se type d'onde se propagent dans le vide (équation de Maxwell) ou par la vibration de cordes (String théorie) ou dans un milieu appelé l'éther (ancienne théorie qui resurgie à nouveau). Toutefois, dans le cas de la matière solide ou fluide, le milieu n'est pas supposé se déplacer pendant qu'une onde le traverse. Se sont les particules du milieu qui, en se transmettent un mouvement vibratoire translatoire ou angulaire (orbital), génèrent la propagation d'une énergie ondulatoire communément appelées ondes. Le mouvement vibratoire des particules d'un milieu crée en général une onde ayant une composante longitudinale et une composante transversale. L'onde longitudinale suppose un mouvement vibratoire, des particules du milieu, dans la direction de propagation de l'énergie. L'onde transversale suppose un mouvement vibratoire, des particules du milieu, dans une direction perpendiculaire à celle de la propagation de l'énergie. La composition des mouvements longitudinales et transversales peut créer des ondes dites orbitales où les particules du milieu de propagation subissent des vibrations sur un parcourt orbital. Les ondes orbitales permettent la transmission d'énergie à travers les interfaces séparent les fluides, exemple les interfaces gaz-liquide. Le cas des vagues à la surface des océans est un cas typique des ondes orbitales présentes à l'interface entre deux fluides : l'interface océan-atmosphère.
Plusieurs paramètres peuvent caractériser une onde ou une vague: La crête de l'onde correspond au point le plus loin que peut attendre l'onde il s'agis du le sommet si le mouvement vibratoire est vertical; Le creux de l'onde correspond au point le plus loin opposé au point crêt il s'agi du point le plus bas lorsqu'il de vibration verticale; La hauteur de l'onde ou de la vague correspond à la distance projetée sur l'axe perpendiculaire à la direction de propagation et qui sépare une crête et d'un creux ; La longueur d'onde est la distance qui sépare deux crêtes successives ; La période est le temps qui sépare deux passages successifs par la même crête ; La fréquence est le nombre de passage par le même point crêt pendant une seconde ; En fin l'amplitude correspond à la moitié de la hauteur et est en rapport directe avec l'énergie de l'onde.
Toutefois, convertir l'énergie des ondes présentent dans un fluide en une source d'énergie exploitable d'une façon fiable constitue une problématique encore ouverte aux prospections. Dans cette problématique, les vagues à la surface des océans constituent la source d'énergie la plus convoitée. Les tentatives d'exploitation du mouvement des vagues sont très anciennes, les brevets à ce sujet dattes du 19éme siècles [Pat. No. 597,833, issued Janua'ry 25,1898]. A notre époque, les contraintes énergétiques et de l'environnement, ont fait ressurgir les tentatives de conversion du mouvement des vagues en source d'énergie propre et renouvelable. Le nombre de brevets que nous obtenons suite à une recherche bibliographique sur le thème "energy wave conversion" est impressionnant. Depuis Novembre 2001 plus de 66 brevets sont recensés sur le thème "energy wave conversion" dont au moins 40 sont plus récent que 2003. Nous somme dont face à un effort de recherche intenses qui commence à donner des résultats tangibles.
Bien que nous commencions à voir des systèmes efficaces pour la conversion du mouvement des vagues, des efforts de perfectionnement sont encore nécessaires. Les brevets publiés sur le sujet se heurtent à l'un des problèmes suivants [PAT. N°60/417,914 issued November2003 PCT/US03/32377]: soit le système n'est pas adapter pour les environnements hostile ; soit le système implique de nombreuse composantes mécaniques se qui pose des problèmes de maintenance régulière ; soit le système est contraint de bâtir des installations ce qui impose souvent des eaux peut profonde ou qui impose des constructions sur les côtes ; soit le système réalise de faible rendement ce qui occasionne des pertes d'énergie et impose la multiplication des installations.
Toutefois, si nous voudrions classifier les inventions existantes selon leurs concepts, nous identifions à titre non limitatif les cas suivants: les systèmes à pistons animées par les vagues et destinés à pomper l'eau ou à comprimer l'aire ; Les systèmes à organes mécaniques animés par les vague et directement couplée à un générateur d'électrique ; Les systèmes à chambres chapotant la surface de l'eau et remplies d'aire qui se comprime sous l'effet des vagues et en fin les système tentant de profiter des l'écoulement qui peuvent être générés par les vagues au niveau des côtes pour entraîner une turbine.
En aucun cas nous n'avons constaté, pour notre part, un système non classe dans les cas sites dans le paragraphe précédent et capable de transformer en plein large un mouvement de vagues en un écoulement du liquide dans un sens préalablement choisie et pouvant être exploiter par exemple pour entraîner une turbine en rotation.
Ainsi, notre problématique est de savoir comment transformer, en tout point d'un milieu fluide, un mouvement ondulatoire en un écoulement du même fluide et dans un sens préalablement choisie. Les contrainte du problème sont de ne pas utiliser des pistons ou pompes ; de ne pas utiliser de système mécanique couplé à un générateur d'électricité ; de ne pas utiliser des réservoirs de compression ; de ne pas utiliser une turbine. Toutefois, après avoir résolut le problème, tous les organes sites précédemment pourrons être utilisés pour exploiter l'écoulement obtenu mais ne devrons pas en être la cause.
Dans l'état actuel de nos connaissances, nous ne retrouvons pas de méthodologie claire en mécanique des fluides pouvant conduire à une solution générique à notre problème. Incontestablement, la résolution de la problématique posée ne trouve pas de démarche dans les méthodes classique de résonnement en mécanique des fluides.
Résume de l'invention
Néanmoins, le problème de conversion d'un régime ondulatoire en un régime continu trouve ça solution en électronique. Si nous analysons profondément le comportement d'un pond de diodes figurel, nous allons nous rendre compte que ce composant résout l'équivalent de notre problème
94 mais en électronique. Si de plus, on se rappel de l'analogie qui existe entre la diode en électronique
95 et la valve (ou un clapet anti-retour) en mécanique des fluide, nous pourrons concevoir, à l'image du
96 pond de diodes, un système constitué de valves capable de transformer les mouvements
97 ondulatoires présents dans un fluide en un écoulement régulier dans un sens préalablement choisi.
98 A l'évidence, vue sous cet angle nous pouvons prétendre à une infinité de solutions à notre
99 problème. En effet, d'une part le nombre de valves pouvant être utilisées n'est pas limité comme le
100 cas des ponds de diodes généralement limité à 4 ou 6. D'autre part le type de valves pouvant être
101 utilisées n'est pas restreint à un type particulier. De plus, le placement des valves ou leurs topologies
102 n'est nullement contrainte. Ces trois dernières potentialités ouvrent à l'infinie le panel de solutions
103 possible à notre problème.
104 Ainsi, En appliquant le concept du pont de diode à la mécanique des fluides nous définition une
105 méthode générique de résolution du problème de conversion du mouvement ondulatoire présent
106 dans un fluide en un écoulement régulier dans un sens prédéterminer. Une solution évidente parmi
107 les cas possibles et celle de la figure4. La schématisation générale de la méthodologie de résolution
108 du problème est présentée dans la figure3.
109 Le concept est de positionner dans un fluide des valves (ou des clapets anti-retour) de sorte que par
110 le son mouvement ondulatoire du fluide puisse les atteindre au moins successivement. Les valves
111 sont regroupées en deux sous-ensembles distincts que nous appelons sous-ensemblel et sous-
112 ensemble2. Les valves sous-ensemblel est constitué de valves dont les sorties sont reliées de sorte
113 qu'elles débitent toutes dans la même conduite ou la même canalisation. Cette canalisation peut
114 être libre d'acheminer l'écoulement à n'importe quel point, toutefois cette canalisation peut aussi
115 être reliée aux l'entrées l'entrée commune de toutes les valves du sous ensemble2 de sorte que le
116 fluide qui rentre par l'une des valves du sous-ensemblel puisse sortir par l'une des valves du sous-
117 ensemble2. Les entrées des valves du sous-ensemblel ainsi que les sorties des valves du sous-
118 ensemble2 sont toutes positionnées à des points géométriquement distincts mais pouvant être
119 atteintes par le milieu lors de son mouvement vibratoire. Comme la propagation d'une onde suppose
120 que chaque point du milieu a une pression variable en fonction du temps, les valves de notre
121 système vont donc subir des différences de pression variable d'une façon ondulatoire dans le temps.
122 Ainsi, selon que l'onde comprime ou déprise le fluide aux niveaux des valves ces dernières vont
123 successivement se mettre à conduire le fluide. Toutefois comme les valves sont couplées de sorte à
124 imposer un sens unique, l'écoulement sera toujours dans le même sens. Notre concept est efficace si
125 nous associons les valves des deux sous-ensembles let2. Néanmoins, nous devons signaler que les
126 valves du sous-ensemblel peuvent à elles seules engendrer un écoulement régulier. Il en est de
127 même pour les valves du sous-ensembIe2. Le couplage des deux sous-ensembles let2 optimise le
128 fonctionnement.
129 Peut importe le de couplage de valves choisi le système permet de convertir un mouvement
130 ondulatoire présent dans un fluide en un écoulement régulier.
131 Nous résolvons donc le problème sans l'usage de pistons ou pompes ou organes couplées à un
132 générateur électrique ou chambre de compression. Toutefois il n'est exclut d'utiliser des organes
133 précédents pour profiter de l'écoulement obtenu. Nous constatons la simplicité du système, d'où
134 sont avantage par rapport aux contraintes définies aux lignes 60 à 66
135 Le système peut encore subir des améliorations. Par exemple nous pouvons faire débiter les valves
136 du sous-ensemblel dans un réservoir tampon avant de transférer l'écoulement aux valves du sous-
137 ensemble2 :figure5. Ce système, à l'image d'un pont de diode couplé à un condensateur figure2,
138 peut améliorer la régularité de l'écoulement. En plus de la simplicité du système, nous constatons le
139 large panel d'améliorations possibles qui s'ouvrent simplement en repoussant plus profondément
140 l'analogie avec l'électronique.
141 Néanmoins, bien que dans le concept de base l'idée reste .simple. nous constatons que le problème
142 posé est amplement résolu d'une façon non classique. Pour ces raisons nous réclamons les
143 revendications suivantes :
Claims
Revendications
Revendication Première:
Une méthode de conversion; ou un appareil capable de convertir le mouvement ondulatoire présent dans un fluide en un écoulement et ceci en faisant débiter dans la même conduite ou le même contenant plusieurs valves (ou systèmes faisant passer le fluide uniquement sous l'effet de la pression mais dans un seul sens) répartie de sorte que sous l'effet du mouvement ondulatoire du fluide les entrées des valves (ou respectivement des systèmes installés) ne subissent pas en même temps la même pression.
Revendication 2 :
Une méthode de conversion, ou un appareil capable de convertir le mouvement ondulatoire présent dans un fluide en un écoulement et ceci en alimentant par la même conduite ou le même contenant plusieurs valves (ou systèmes faisant passer le fluide uniquement sous l'effet de la pression mais dans un seul sens) répartie de sorte que sous l'effet du mouvement ondulatoire du fluide les sorties des valves (ou respectivement des systèmes installés) ne subissent pas en même temps la même pression.
Revendication 3 :
Une méthode ou un appareil qui utilise une conduite ou un contenant, tel que définit par la revendication 1, qui alimente directement ou via un quelconque système intermédiaire une conduite ou un contenant tel que définit par la revendication 2.
Revendication 4 :
Une méthode ou un appareil vérifiant les revendications 1 ; 2 ou 3 et où le fluide en question est un liquide contenant un pourcentage l'eau.
Revendication 5 :
Une méthode ou un appareil vérifiant les revendications 1 ou 2 ou 3 exploitant le mouvement ondulatoire des vagues à la surface des océans pour : générer de l'électricité ; ou entraîner une turbine en rotation ; ou déplacer un engin à la surface du liquide ; ou transporter une portion du liquide vers une autre contenant ; ou élever une portion du liquide à un niveau supérieur par rapport au plan du liquide.
Revendication 6
Un système muni d'un processeur lequel est capable d'exécuter un programme lequel peut recevoir entre autre les paramètres caractéristiques d'ondes présente dans un fluide et calculer en retour, selon un critère choisi, le positionnement adéquat ou non des valves (ou des clapets sans retour) vérifiant les revendication 1,2,3,4 ou 5
Revendication 7 :
Un système vérifiant la revendication 6 est muni d'un système de stockage contenant un historique sur les ondes dans qui se sont rapprochée des valves.
Revendication 8 :
Un système vérifiant la revendication 8 muni d'entrée sortie et capable de communiquant avec les valves.
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