WO2014170723A1 - Unite de conversion de l'energie gravitationnelle et de la poussee d'archimede en energie mecanique et/ou electrique - Google Patents

Unite de conversion de l'energie gravitationnelle et de la poussee d'archimede en energie mecanique et/ou electrique Download PDF

Info

Publication number
WO2014170723A1
WO2014170723A1 PCT/IB2013/053094 IB2013053094W WO2014170723A1 WO 2014170723 A1 WO2014170723 A1 WO 2014170723A1 IB 2013053094 W IB2013053094 W IB 2013053094W WO 2014170723 A1 WO2014170723 A1 WO 2014170723A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
fluid
tank
unit
energy
tanks
Prior art date
Application number
PCT/IB2013/053094
Other languages
English (en)
Original Assignee
Ocean Cleantech Energy Archimede Notion
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 Ocean Cleantech Energy Archimede Notion filed Critical Ocean Cleantech Energy Archimede Notion
Priority to PCT/IB2013/053094 priority Critical patent/WO2014170723A1/fr
Publication of WO2014170723A1 publication Critical patent/WO2014170723A1/fr

Links

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
    • F03B—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS
    • F03B17/00—Other machines or engines
    • F03B17/02—Other machines or engines using hydrostatic thrust
    • F03B17/04—Alleged perpetua mobilia
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05B—INDEXING SCHEME RELATING TO WIND, SPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS, TO MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS COVERED BY SUBCLASSES F03B, F03D AND F03G
    • F05B2260/00—Function
    • F05B2260/50—Kinematic linkage, i.e. transmission of position
    • F05B2260/504—Kinematic linkage, i.e. transmission of position using flat or V-belts and pulleys

Definitions

  • the invention relates to the field of units and power plants for converting gravitational energy and Archimedes thrust into mechanical and / or electrical energy.
  • the invention relates more particularly to units and power plants in which the gravitational force is used to lower tanks filled with a first fluid and the buoyancy force is used to lift these tanks filled with a second fluid, the reservoirs being interconnected by a transmission element. This transmission element then transmits the movement of the tanks to an energy conversion device for generating the mechanical and / or electrical energy.
  • this document does not define the design and sizing rules of an installation, in order to ensure a positive energy balance needed to produce energy.
  • this document does not define the rules of design of the tanks, in order to obtain at the same time a movement allowing to produce energy and a balance of forces at the ascent and the descent so that this movement can be transmitted by a transmission member.
  • the unit described by this document comprises a first pipe leading a first gaseous fluid and a second pipe leading a second liquid fluid, which are subjected to significant pressure drops.
  • the present invention channels a single fluid in gaseous form, which increases the energy efficiency and greatly reduces the cost of installation.
  • the design and method of fluid exchange described in this document does not allow the conservation of the gaseous fluid under pressure and requires an energy expenditure greater than the production: the energy balance is then negative.
  • the object of the invention is the alternative exploitation of the gravitational force and the buoyancy of Archimedes, in order to produce energy, by overcoming the drawbacks mentioned above.
  • the invention relates to a unit for converting gravitational energy and Archimedes' thrust into mechanical and / or electrical energy, said unit (UC) being immersed totally or partially in a first liquid fluid and comprising :
  • At least one high structure on which are arranged means for compressing at least one second fluid and at least one energy conversion device;
  • ⁇ At least one low structure, secured and connected to the high structure;
  • At least two tanks intended to describe a reciprocating vertical reciprocating movement induced by the gravitational force and the buoyancy of Archimedes;
  • each reservoir at least one deformable flexible membrane defining two sealed volumes in which the fluids are alternately kept during the displacement of the reservoir;
  • At least one transmission member connecting at least two tanks to the energy conversion device equipping the high structure
  • a first pipe for conveying the second fluid from the reservoir being immobilized at the level of the upper structure towards the compression means
  • each reservoir comprises means for keeping under pressure the second fluid during its filling at the level of the low structure and during the ascent of the reservoir to the high structure;
  • the unit according to the invention makes it possible to produce energy with improved efficiency and a competitive cost.
  • Figure 1 is a schematic vertical section of a unit according to the invention, comprising two high stations, two low stations, two shackles and four tanks.
  • Figure 2 is an enlarged view of Detail II in Figure 1, showing a high station.
  • FIG. 3 is an enlarged view of detail III in FIG. 1, showing one of the reservoirs coupled to one of the shackles
  • FIG. 4 is an enlarged view of the detail IV in Figure 1, showing a low station and a tank.
  • Figure 5 is a view on a larger scale of an opening mechanism equipping each of the tanks.
  • FIGS. 1 to 5 show a unit UC of energy conversion according to the invention.
  • the unit UC is shown in its entirety in FIG. 1 and partially in FIGS. 2 to 5.
  • This unit UC comprises four tanks R immersed in a first fluid F1, more specifically a liquid fluid such as seawater. R are adapted to be filled partially and selectively with the first fluid F1 and / or a second fluid F2, more specifically a gaseous fluid distinct from the first fluid F1. By filling these tanks R alternately with the liquid fluids F1 and gaseous F2, it is possible to generate vertical forces on the tanks R with opposite directions. The potentially recoverable energy depends on the difference in mass between the two fluids F1 and F2 used and the distance traveled by the tanks R.
  • such a unit UC comprises at least: a floating structure called high station SH, a submerged structure called base station SB, a transmission member OT and two tanks R.
  • the production of energy is discontinuous.
  • the unit UC comprises two high stations SH, two lower stations SB, two transmission elements OT and at least four tanks R.
  • Each high station SH is connected to a low station SB by a transmission member OT, on which are fixed at least two tanks R.
  • the two parts of the unit UC work alternately phase, so that the energy production can be continuous.
  • each high station SH comprises compression means MC, a device for converting the energy CE, fastening systems OA of the tanks R, an energizing system VE of FIG. the transmission member OT, guide means MG of the transmission member OT, a storage system SF2 of the second fluid F2 under pressure, a pipe C1, and an upper end of a pipe C2.
  • each transmission member OT may be a cable, a chain or a belt forming a closed loop, except at the tanks R or OT member is interrupted.
  • each transmission member OT may comprise at least two sections connected to the tanks R.
  • the guide means MG may comprise a pulley wheel.
  • Each energy conversion device CE is preferably an alternator.
  • the compression means MC comprise for example a pneumatic compressor.
  • each lower structure SB comprises clutch systems OA of the tanks R, guide means MG of the transmission member OT, a lower end of the pipe C2, as well as weights immersed Ll.
  • each tank R comprises a deformable flexible membrane MS delimiting two sealed volumes V1 and V2 in which the fluids F1 and F2 are alternately arranged during the displacement of the tank R.
  • Each tank R thus retains under pressure the second fluid F2 during its filling at the low structure SB and during the recovery of the tank R to the high structure SH.
  • the unit UC comprises, for each pair of tanks R arranged on the same transmission member OT, a first channel C1 for conveying the fluid F2 from the tank R being immobilized at the high structure SH to the means of compressions MC, and a second pipe C2 for conveying the fluid F2 from the compression means MC to the reservoir R being immobilized at the low structure SB.
  • the fluid F2 contained in the reservoir R being immobilized at the low structure SB after having driven off the fluid F1 is kept under pressure therein.
  • This tank R then performs its recovery phase up to the high structure SH where, once connected to the pipe C1, the fluid F2 under pressure is conveyed to the compression means MC to add the pressure to compensate for the pressure losses.
  • the fluid F2 is then conveyed via the pipe C2 to the tank R at the low structure SB to drive the fluid F1 from the latter.
  • the tanks R translate the gravitational force and the buoyancy force into a reciprocating vertical reciprocating movement each undergoing an equal force and direction opposite to the ascent and descent.
  • the R tanks comply with the following design rules:
  • each tank R is determined according to a desired value of the force applied to the tank R and is thus defined:
  • M1 density of the first fluid F1 in kilograms per cubic decimetre
  • M2 density of the second fluid F2 in kilograms per cubic decimetre
  • M 1 density of the first fluid F1 in kilograms per cubic decimetre
  • G Earth's gravity in meters / seconds
  • each tank R has a shape symmetrical with respect to a horizontal median plane, so that the drag of the tank R is equivalent to the ascent and descent and does not affect the balance of forces exerted on the tanks R .
  • each tank R is provided with a set of opening mechanisms MO making it possible to let the first fluid F1 circulate during the descent and to let the first fluid F1 escape during the first phase. F1 / F2 fluid exchange at the low SB station.
  • the dimensioning of the unit UC can be carried out as a function of a desired value of recoverable energy at the level of the energy conversion device CE.
  • This recoverable energy is calculated as follows:
  • M 1 density of the first fluid F1 in kilograms per cubic decimetre
  • M2 density of the second fluid F2 in kilograms per cubic decimetre
  • G Earth's gravity in meters / seconds
  • the high station SH and the low station SB are set up and stowed independently of one another.
  • the C2 pipe for fluid circulation F2 is positioned between the high station SH and SB low station.
  • the tanks R are positioned on the transmission member OT.
  • the first segment of the transmission member OT is connected between the lower parts of the tanks R, passing around the pulley MG arranged at the low station SB.
  • the second segment of the transmission member OT is connected to the upper part of the tanks R, passing around the pulley MG arranged at the high station SH.
  • the first phase corresponds to the movement phase of the tanks R, during which they move between the high station SH and the low station SB and by their movement drive the transmission member OT which rotates the alternator CE which then produces Energy.
  • the second phase consists of the exchange of F1 and F2 fluids between the tanks R, in order to be able to repeat the movement phase.
  • the gaseous fluid F2 under pressure is injected into the tank R at the low station SB to drive the liquid fluid F1 contained therein.
  • the tank R located at the high station SH is filled with liquid fluid F1.
  • the first sentence and the second phase are of equivalent duration.
  • the arrangement of at least two pairs of tanks R in parallel within the unit UC makes it possible to obtain a continuous energy production.
  • At least two tanks R are in the movement phase, then at least two tanks R of identical characteristics are in the exchange phase between the first fluid F1 and the second fluid F2 to ensure production of continuous energy.
  • the unit UC may be shaped differently from Figures 1 to 5 without departing from the scope of the invention.
  • several transmission members OT can connect a single bass station SB and a single high station SH which is equipped with one or more energy conversion devices.
  • the unit UC can be adapted in terms of cost, functionality and performance.

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)

Abstract

L'invention a pour objet l'exploitation de manière alternative de la force gravitationnelle et de la poussée d'Archimède traduite en un mouvement de translation verticale par une unité (UC) de production immergée. Une telle unité (UC) comporte au moins : • Une structure haute (SH) qui comprend les moyens de compression d'un fluide gazeux, des moyens de transformations de l'énergie de type alternateurs, des systèmes d'accrochages des réservoirs, au moins un système de tension d'un organe de transmission (OT), au moins un systèmes stockage du fluide gazeux sous pression, des canalisations. • Au moins deux réservoirs (R), de préférence au moins quatre réservoirs. • Une structure basse (SB) qui comprend des systèmes d'accrochages des réservoirs, des moyens de guidage de l'organe de transmission, des canalisations, des lests immergés.

Description

UNITE DE CONVERSION DE L'ENERGIE GRAVITATIONNELLE ET DE LA POUSSEE D'ARCHIMEDE EN ENERGIE MECANIQUE ET/OU ELECTRIQUE
DOMAINE TECHNIQUE
L'invention se rapporte au domaine des unités et des centrales de conversion de l'énergie gravitationnelle et de la poussée d'Archimède en une énergie mécanique et/ou électrique. L'invention vise plus particulièrement des unités et des centrales dans lesquelles la force gravitationnelle est utilisée pour faire descendre des réservoirs remplis d'un premier fluide et la poussée d'Archimède est utilisée pour faire remonter ces réservoirs remplis d'un second fluide, les réservoirs étant reliés entre eux par un élément de transmission. Cet élément de transmission transmet alors le mouvement des réservoirs à un dispositif de conversion de l'énergie permettant de générer l'énergie mécanique et/ou électrique.
ART ANTERIEUR
Il est connu différentes méthodes pour exploiter ces phénomènes physiques afin de produire de l'énergie, telles que décrites, par exemple, dans le document FR-A-2 943 741 . Cependant, ce document ne définit pas les règles de conception et de dimensionnement d'une installation, afin de s'assurer un bilan énergétique positif nécessaire pour produire de l'énergie. De même, ce document ne définit pas les règles de conception des réservoirs, afin d'obtenir à la fois un mouvement permettant de produire de l'énergie et un équilibre des forces à la remontée et la descente pour que ce mouvement puisse être transmis par un organe de transmission. De plus, l'unité décrite par ce document comprend une première canalisation conduisant un premier fluide gazeux et une deuxième canalisation conduisant un deuxième fluide liquide, qui sont soumises à d'importantes pertes de charge. En comparaison, la présente invention canalise un seul fluide sous forme gazeux, ce qui permet d'augmenter le rendement énergétique et de diminuer grandement le coût d'installation. Enfin, la conception et la méthode d'échange de fluides décrite dans ce document ne permet pas la conservation du fluide gazeux sous pression et requiert une dépense énergétique supérieure à la production : le bilan énergétique est alors négatif. EXPOSE DE L'INVENTION
L'invention a pour objet l'exploitation de manière alternative de la force gravitationnelle et de la poussée d'Archimède, afin de produire de l'énergie, en remédiant aux inconvénients mentionnés ci-dessus.
A cet effet, l'invention concerne une unité de conversion de l'énergie gravitationnelle et de la poussée d'Archimède en énergie mécanique et/ou électrique, ladite unité (UC) étant immergée totalement ou en partie dans un premier fluide liquide et comportant :
• au moins une structure haute sur laquelle sont agencés des moyens de compression d'au moins un deuxième fluide et au moins un dispositif de conversion de l'énergie; · au moins une structure basse, arrimée et reliée à la structure haute;
• au moins deux réservoirs destinés à décrire un mouvement de translation alternatif vertical de va-et-vient induit par la force gravitationnelle et la poussée d'Archimède;
• au sein de chaque réservoir, au moins une membrane souple déformable délimitant deux volumes étanches dans lesquels les fluides sont alternativement conservés lors du déplacement du réservoir;
• au moins un organe de transmission reliant au moins deux réservoirs à au dispositif de conversion de l'énergie équipant la structure haute;
• des moyens de guidage de chaque organe de transmission au niveau de la structure haute et de la structure basse;
caractérisée en ce que l'unité comporte également au moins :
• une première canalisation permettant d'acheminer le deuxième fluide depuis le réservoir se trouvant immobilisé au niveau de la structure haute vers les moyens de compression, et
• une deuxième canalisation permettant d'acheminer le deuxième fluide depuis les moyens de compressions vers le réservoir se trouvant immobilisé au niveau de la structure basse;
en ce que lorsque le réservoir est connecté à la deuxième canalisation au niveau de la structure basse, le deuxième fluide sous pression en provenance de la deuxième canalisation chasse le premier fluide dans le réservoir immobilisé au niveau de la structure basse;
en ce que chaque réservoir comporte des moyens de conservation sous pression du deuxième fluide lors de son remplissage au niveau de la structure basse puis pendant la remontée du réservoir jusqu'à la structure haute;
et en ce que lorsque le réservoir est connecté à la première canalisation au niveau de la structure haute, le deuxième fluide sous pression est acheminé vers les moyens de compression pour augmenter sa pression puis, par la deuxième canalisation, vers l'autre réservoir se trouvant au niveau de la structure basse pour chasser le premier fluide de cet autre réservoir. Ainsi, l'unité selon l'invention permet de produire de l'énergie avec un rendement amélioré et un coût compétitif.
D'autres caractéristiques avantageuses de l'invention, prises isolément ou en combinaison, sont définies aux revendications 2 à 10. DESCRIPTION SOMMAIRE DES FIGURES
La description du mode de réalisation qui suit, est donnée à titre indicatif et non limitatif, à l'appui des figures annexées dans lesquelles :
La figure 1 est une coupe verticale schématique d'une unité conforme à l'invention, comprenant deux stations hautes, deux stations basses, deux organes d'accrochage et quatre réservoirs.
La figure 2 est une vue à plus grande échelle du détail II à la figure 1 , montrant une station haute.
La figure 3 est une vue à plus grande échelle du détail III à la figure 1 , montrant un des réservoirs couplé à l'un des organes d'accrochage
- La figure 4 est une vue à plus grande échelle du détail IV à la figure 1 , montrant une station basse et un réservoir.
La figure 5 est une vue à plus grande échelle d'un mécanisme d'ouverture équipant chacun des réservoirs.
MANIERE DE REALISER L'INVENTION
Sur les figures 1 à 5 est représentée une unité UC de conversion d'énergie conforme à l'invention.
L'unité UC est montrée dans sa globalité sur la figure 1 et partiellement aux figures 2 à 5. Cette unité UC comprend quatre réservoirs R immergés dans un premier fluide F1 , plus précisément un fluide liquide tel que l'eau de mer. Les réservoirs R sont adaptés pour être remplis partiellement et sélectivement avec le premier fluide F1 et/ou un deuxième fluide F2, plus précisément un fluide gazeux distinct du premier fluide F1 . En remplissant ces réservoirs R alternativement avec les fluides liquide F1 et gazeux F2, il est possible de générer des forces verticales sur les réservoirs R avec des sens opposés. L'énergie potentiellement récupérable dépend de la différence de masse entre les deux fluides F1 et F2 utilisés et de la distance parcourue par les réservoirs R.
En pratique, une telle unité UC comporte au moins : une structure flottante appelée station haute SH, une structure immergée appelée station base SB, un organe de transmission OT et deux réservoirs R. Dans ce cas, la production d'énergie est discontinue.
De préférence, comme sur l'exemple de la figure 1 , l'unité UC comporte deux stations hautes SH, deux stations basses SB, deux organes de transmission OT et au moins quatre réservoirs R. Chaque station haute SH est reliée à une station basse SB par un organe de transmission OT, sur lequel sont fixés au moins deux réservoirs R. Dans le cas, les deux parties de l'unité UC travaillent en alternance de phase, de sorte que la production d'énergie peut être continue. Comme montré plus en détail aux figures 2 et 3, chaque station haute SH comprend des moyens de compression MC, un dispositif de conversion de l'énergie CE, des systèmes d'accrochage OA des réservoirs R, un système de mise sous tension VE de l'organe de transmission OT, des moyens de guidage MG de l'organe de transmission OT, un système de stockage SF2 du deuxième fluide F2 sous pression, une canalisation C1 , ainsi qu'une extrémité haute d'une canalisation C2.
En pratique, chaque organe de transmission OT peut être un câble, une chaîne ou une courroie formant une boucle fermée, sauf au niveau des réservoirs R ou cet organe OT est interrompu. Autrement dit, chaque organe de transmission OT peut comporter au moins deux tronçons raccordés aux réservoirs R. Sur chaque station SH ou SB, les moyens de guidage MG peuvent comprendre une roue conformée en poulie. Chaque dispositif de conversion d'énergie CE est de préférence un alternateur. Les moyens de compression MC comprennent par exemple un compresseur pneumatique. Comme montré plus en détail à la figure 4, chaque structure basse SB comprend des systèmes d'accrochages OA des réservoirs R, des moyens de guidage MG de l'organe de transmission OT, une extrémité basse de la canalisation C2, ainsi que des lests immergés Ll.
Comme montré aux figures 3 à 5, chaque réservoir R comporte une membrane souple MS déformable délimitant deux volumes étanches V1 et V2 dans lesquels les fluides F1 et F2 sont alternativement agencés lors du déplacement du réservoir R. Chaque réservoir R conserve ainsi sous pression le deuxième fluide F2 lors de son remplissage au niveau de la structure basse SB puis pendant la remontée du réservoir R jusqu'à la structure haute SH.
L'unité UC comporte, pour chaque paire de réservoirs R agencés sur un même organe de transmission OT, une première canalisation C1 permettant d'acheminer le fluide F2 depuis le réservoir R se trouvant immobilisé au niveau de la structure haute SH vers les moyens de compressions MC, ainsi qu'une deuxième canalisation C2 permettant d'acheminer le fluide F2 depuis les moyens de compressions MC vers le réservoir R se trouvant immobilisé au niveau de la structure basse SB.
Le fluide F2 contenu dans le réservoir R se trouvant immobilisé au niveau de la structure basse SB après avoir chassé le fluide F1 est conservé sous pression dans celui-ci. Ce réservoir R effectue alors sa phase de remontée jusqu'à la structure haute SH où, une fois connecté à la canalisation C1 , le fluide F2 sous pression est acheminé vers les moyens de compression MC pour adjoindre la pression permettant de compenser les pertes de charges des canalisations C1 et C2 et d'Obtenir la vitesse de circulation du fluide F2 recherchée. Le fluide F2 est alors acheminé par la canalisation C2 vers le réservoir R se trouvant au niveau de la structure basse SB pour chasser le fluide F1 de ce dernier.
Avantageusement, les réservoirs R traduisent la force gravitationnelle et la poussée d'Archimède en un mouvement de translation alternatif vertical de va-et-vient en subissant chacun une force égale et de direction opposée à la remontée et à la descente.
A cet effet, les réservoirs R satisfont aux règles de conception suivantes :
- Le volume interne de chaque réservoir R est déterminé en fonction d'une valeur recherchée de la force appliquée sur le réservoir R et se définit ainsi :
Vi = (F/G) / (M1 -M2 P) (Equation 1 )
Où Vi : volume intérieur du réservoir R
M1 : masse volumique du premier fluide F1 en kilogrammes par décimètres cubes M2 : masse volumique du deuxième fluide F2 en kilogrammes par décimètres cubes
P : pression du deuxième fluide F2 dans le réservoir R
F : force recherchée
G : gravité terrestre
- La masse (Mr) de chaque réservoir R est déterminée de la manière suivante afin d'équilibrer les forces exercées sur les réservoirs R à la remontée et à la descente :
Mr = (F/2)/G + (Ve-Vi) χ M 1 (Equation 2)
Où Vi : volume intérieur du réservoir R en décimètres cubes
Ve : volume extérieur du réservoir R en décimètres cubes
M 1 : masse volumique du premier fluide F1 en kilogrammes par décimètres cubes
Mr : masse du réservoir R en kilogrammes
F : force recherchée en newtons
G : gravité terrestre en mètres/secondes
De préférence, chaque réservoir R présente une forme symétrique par rapport à un plan médian horizontal, afin que la traînée du réservoir R soit équivalente à la remontée et à la descente et n'influe pas sur l'équilibre des forces exercées sur les réservoirs R.
Comme montré à la figure 5, chaque réservoir R est muni d'un ensemble de mécanismes d'ouvertures MO permettant de laisser circuler le premier fluide F1 lors de la descente et de laisser s'échapper le premier fluide F1 lors de la phase d'échange de fluides F1 / F2 au niveau de la station basse SB.
Avantageusement, le dimensionnement de l'unité UC peut être réalisée en fonction d'une valeur recherchée d'énergie récupérable au niveau du dispositif de conversion d'énergie CE. Cette énergie récupérable est calculée de la manière suivante :
Er = ((Vi x M 1 - Vi x M2 x P)) x G - T x 2) x L - Ec x P x Vi (Equation 3)
Où Er : énergie récupérable en joules par rotation
Vi : volume intérieur d'un réservoir R en décimètres cubes
M 1 : masse volumique du premier fluide F1 en kilogrammes par décimètres cubes
M2 : masse volumique du deuxième fluide F2 en kilogrammes par décimètres cubes
P : pression en bar du fluide F2 contenu par le réservoir R
G : gravité terrestre en mètres/secondes
T : force de traînée d'un réservoir R en newtons
L : longueur du déplacement du réservoir R en mètres Ec : Energie en Joules consommée par les moyens de compression Me pour la compression du deuxième fluide F2, par bar et par décimètres cubes de deuxième fluide F2 comprimé.
Un exemple de méthode d'installation d'une unité UC selon l'invention, comprenant une station haute SH et une station basse SB, est décrit ci-après :
- La station haute SH et la station basse SB sont mises en place et arrimées indépendamment l'une de l'autre.
- La canalisation C2 permettant la circulation de fluide F2 est positionnée entre la station haute SH et la station basse SB.
- Les réservoirs R sont positionnés sur l'organe de transmission OT.
- Le premier segment de l'organe de transmission OT est raccordé entre les parties basses des réservoirs R, en passant autour de la poulie MG agencée au niveau de la station basse SB.
- Le deuxième segment de l'organe de transmission OT est raccordé à la partie supérieure des réservoirs R, en passant autour de la poulie MG agencée au niveau de la station haute SH.
Le fonctionnement d'une telle unité UC se décompose en deux phases.
La première phase correspond à la phase de mouvement des réservoirs R, durant laquelle ils se déplacent entre la station haute SH et la station basse SB et par leur mouvement entraînent l'organe de transmission OT qui met en rotation l'alternateur CE qui produit alors de l'énergie.
Ensuite, la seconde phase consiste en l'échange de fluides F1 et F2 entre les réservoirs R, afin de pouvoir répéter la phase de mouvement. Durant cette phase, le fluide gazeux F2 sous pression est injecté dans le réservoir R se trouvant au niveau de la station basse SB afin de chasser le fluide liquide F1 contenu dans ce dernier. Dans le même temps, le réservoir R se situant au niveau de la station haute SH est rempli de fluide liquide F1. La première phrase et la deuxième phase sont de durées équivalentes. L'agencement d'au moins deux paires de réservoirs R en parallèle au sein de l'unité UC permet d'obtenir une production énergétique continue.
En d'autres termes, lorsqu'au moins deux réservoirs R sont en phase de mouvement, alors au moins deux réservoirs R de caractéristiques identiques sont en phase d'échange entre le premier fluide F1 et le deuxième fluide F2 afin d'assurer une production d'énergie continue.
Par ailleurs, l'unité UC peut être conformée différemment des figures 1 à 5 sans sortir du cadre de l'invention. Par exemple, plusieurs organes de transmission OT peuvent relier une unique station basse SB et une unique station haute SH qui est équipée d'un ou plusieurs dispositifs de conversion d'énergie.
En outre, les caractéristiques techniques des différents modes de réalisation et variantes décrites ci-dessus peuvent être, en totalité ou pour certaines d'entre elles, combinées entre elles. Ainsi, l'unité UC peut être adaptée en termes de coût, de fonctionnalités et de performances.

Claims

REVENDICATIONS
1 . Unité (UC) de conversion de l'énergie gravitationnelle et de la poussée d'Archimède en énergie mécanique et/ou électrique, ladite unité (UC) étant immergée totalement ou en partie dans un premier fluide liquide (F1 ) et comportant :
• au moins une structure haute (SH) sur laquelle sont agencés des moyens de compression (MC) d'au moins un deuxième fluide (F2) et au moins un dispositif de conversion de l'énergie (CE);
· au moins une structure basse (SB), arrimée et reliée à la structure haute (SH);
• au moins deux réservoirs (R) destinés à décrire un mouvement de translation alternatif vertical de va-et-vient induit par la force gravitationnelle et la poussée d'Archimède;
• au sein de chaque réservoir (R), au moins une membrane souple (MS) déformable délimitant deux volumes étanches (V1 , V2) dans lesquels les fluides (F1 , F2) sont alternativement conservés lors du déplacement du réservoir (R);
• au moins un organe de transmission (OT) reliant au moins deux réservoirs (R) à au dispositif de conversion de l'énergie (CE) équipant la structure haute (SH);
• des moyens (MG) de guidage de chaque organe de transmission (OT) au niveau de la structure haute (SH) et de la structure basse (SB); caractérisée en ce que l'unité (UC) comporte également au moins :
• une première canalisation (C1 ) permettant d'acheminer le deuxième fluide (F2) depuis le réservoir (R) se trouvant immobilisé au niveau de la structure haute (SH) vers les moyens de compression (MC), et
· une deuxième canalisation (C2) permettant d'acheminer le deuxième fluide (F2) depuis les moyens de compressions (MC) vers le réservoir (R) se trouvant immobilisé au niveau de la structure basse (SB), en ce que lorsque le réservoir (R) est connecté à la deuxième canalisation (C2) au niveau de la structure basse (SB), le deuxième fluide (F2) sous pression en provenance de la deuxième canalisation (C2) chasse le premier fluide (F1 ) dans le réservoir (R) immobilisé au niveau de la structure basse (SB), en ce que chaque réservoir (R) comporte des moyens de conservation sous pression du deuxième fluide (F2) lors de son remplissage au niveau de la structure basse (SB) puis pendant la remontée du réservoir (R) jusqu'à la structure haute (SH), et en ce que lorsque le réservoir (R) est connecté à la première canalisation (C1 ) au niveau de la structure haute (SH), le deuxième fluide (F2) sous pression est acheminé vers les moyens de compression (MC) pour augmenter sa pression puis, par la deuxième canalisation (C2), vers l'autre réservoir (R) se trouvant au niveau de la structure basse (SB) pour chasser le premier fluide (F1 ) de cet autre réservoir (R).
2. Unité (UC) selon la revendication 1 , caractérisée en ce qu'elle comprend au moins quatre réservoirs (R), au moins deux dispositifs de conversion de l'énergie (CE) et au moins deux organes de transmission (OT) reliant chacun au moins deux réservoirs (R) à l'un des dispositifs de conversion de l'énergie (CE),
3. Unité (UC) selon la revendication 2, caractérisée en ce que lorsqu'au moins deux réservoirs (R) sont en phase de mouvement, alors au moins deux réservoirs (R) sont en phase d'échange entre le premier fluide (F1 ) et le deuxième fluide (F2) afin d'assurer une production d'énergie continue.
4. Unité (UC) selon l'une des revendications 2 ou 3, caractérisée en ce qu'elle comporte plusieurs structures basses (SB) et plusieurs structures hautes (SH), chaque structure haute (SH) étant équipée d'un dispositif de conversion de l'énergie (CE).
5. Unité (UC) selon l'une des revendications 2 ou 3, caractérisée en ce qu'elle comporte une unique structure basse (SB) et une unique structure haute (SH) qui est équipée d'au moins deux dispositifs de conversion de l'énergie (CE).
6. Unité (UC) selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisée en ce que les réservoirs (R) traduisent la force gravitationnelle et la poussée d'Archimède en un mouvement de translation alternatif vertical de va-et-vient en subissant chacun une force égale et de direction opposée à la remontée et à la descente, et en ce que les réservoirs (R) satisfont aux règles de conception suivantes : • Le volume interne de chaque réservoir (R) est déterminé en fonction d'une valeur recherchée de la force appliquée sur le réservoir (R) et se définit ainsi :
Vi = ^G_
M1-M2 P
Où Vi : volume intérieur du réservoir (R)
M1 : masse volumique du premier fluide (F1 ) en kilogrammes par décimètres cubes
M2 : masse volumique du deuxième fluide (F2) en kilogrammes par décimètres cubes
P : pression du deuxième fluide (F2) dans le réservoir (R)
F : force recherchée
G : gravité terrestre
• La masse (Mr) de chaque réservoir (R) est déterminée de la manière suivante afin d'équilibrer les forces exercées sur les réservoirs (R) à la remontée et à la descente :
Mr = ^ + (Ve - Vi) x Ml
Où Vi : volume intérieur du réservoir (R) en décimètres cubes
Ve : volume extérieur du réservoir (R) en décimètres cubes
M1 : masse volumique du premier fluide (F1 ) en kilogrammes par décimètres cubes
Mr : masse du réservoir (R) en kilogrammes
F : force recherchée en newtons
G : gravité terrestre en mètres/secondes
7. Unité (UC) selon la revendication 6, caractérisée en ce que chaque réservoir (R) présente une forme symétrique par rapport à un plan médian horizontal, afin que la traînée du réservoir (R) soit équivalente à la remontée et à la descente et n'influe pas sur l'équilibre des forces exercées sur les réservoirs (R).
8. Unité (UC) selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisée en ce que chaque réservoir (R) est muni d'un ensemble de mécanismes d'ouvertures (MO) permettant de laisser circuler le premier fluide (F1 ) lors de la descente et de laisser s'échapper le premier fluide (F1 ) lors de la phase d'échange de fluides (F1 , F2) au niveau de la station basse (SB).
9. Unité (UC) selon l'une des revendications 1 à 8, caractérisée en ce que le dimensionnement de cette unité (UC) est réalisé en fonction d'une valeur recherchée d'énergie récupérable au niveau du dispositif de conversion d'énergie (CE), cette énergie récupérable étant calculée de la manière suivante :
Er = ((Vi x M1 - Vi x M2 x P)) x G - T x 2) x L - Ec x P x Vi
Où Er : énergie récupérable en joules par rotation
Vi : volume intérieur d'un réservoir (R) en décimètres cubes
M1 : masse volumique du premier fluide (F1 ) en kilogrammes par décimètres cubes
M2 : masse volumique du deuxième fluide (F2) en kilogrammes par décimètres cubes
P : pression en bar du fluide (F2) contenu par le réservoir (R)
G : gravité terrestre en mètres/secondes
T : force de traînée d'un réservoir (R) en newtons
L : longueur du déplacement du réservoir (R) en mètres
Ec : Energie en Joules consommée par les moyens de compression (Me) pour la compression du deuxième fluide (F2), par bar et par décimètres cubes de deuxième fluide (F2) comprimé.
10. Unité (UC) selon l'une des revendications 1 à 9, caractérisée en ce que les moyens (MG) de guidage de l'organe de transmission (OT) comprennent au moins une poulie agencée sur la structure haute (SH) et au moins une poulie agencée sur la structure basse (SB).
PCT/IB2013/053094 2013-04-19 2013-04-19 Unite de conversion de l'energie gravitationnelle et de la poussee d'archimede en energie mecanique et/ou electrique WO2014170723A1 (fr)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/IB2013/053094 WO2014170723A1 (fr) 2013-04-19 2013-04-19 Unite de conversion de l'energie gravitationnelle et de la poussee d'archimede en energie mecanique et/ou electrique

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/IB2013/053094 WO2014170723A1 (fr) 2013-04-19 2013-04-19 Unite de conversion de l'energie gravitationnelle et de la poussee d'archimede en energie mecanique et/ou electrique

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2014170723A1 true WO2014170723A1 (fr) 2014-10-23

Family

ID=50981572

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/IB2013/053094 WO2014170723A1 (fr) 2013-04-19 2013-04-19 Unite de conversion de l'energie gravitationnelle et de la poussee d'archimede en energie mecanique et/ou electrique

Country Status (1)

Country Link
WO (1) WO2014170723A1 (fr)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2015114507A1 (fr) * 2014-01-29 2015-08-06 Hydrostor Inc Appareil d'accumulation d'énergie
US9416796B2 (en) 2014-01-29 2016-08-16 Hydrostor Inc. Energy accumulation apparatus
US9784413B2 (en) 2014-10-29 2017-10-10 Hydrostor Inc. Methods of deploying and operating variable-buoyancy assembly and non-collapsible fluid-line assembly for use with fluid-processing plant
US9939112B2 (en) 2014-10-29 2018-04-10 Hydrostar Inc. Variable-buoyancy assembly and non-collapsible fluid-line assembly for use with fluid-processing plant

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE21040C (de) * H. HEYD in Hohebuch (Württemberg) Wassermotor
US20060017292A1 (en) * 2004-07-21 2006-01-26 Hideo Matsubara Electric power generator equipment
FR2943741A1 (fr) 2009-03-31 2010-10-01 Julien Tridon Unite centrale de conversion de l'energie gravitationnelle et de la poussee d'archimede en energie electrique et/ou mecanique.
FR2971559A1 (fr) * 2011-02-15 2012-08-17 Jacques Fichepain Aerostats aquatiques de production d'energie

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE21040C (de) * H. HEYD in Hohebuch (Württemberg) Wassermotor
US20060017292A1 (en) * 2004-07-21 2006-01-26 Hideo Matsubara Electric power generator equipment
FR2943741A1 (fr) 2009-03-31 2010-10-01 Julien Tridon Unite centrale de conversion de l'energie gravitationnelle et de la poussee d'archimede en energie electrique et/ou mecanique.
FR2971559A1 (fr) * 2011-02-15 2012-08-17 Jacques Fichepain Aerostats aquatiques de production d'energie

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2015114507A1 (fr) * 2014-01-29 2015-08-06 Hydrostor Inc Appareil d'accumulation d'énergie
US9410559B2 (en) 2014-01-29 2016-08-09 Hydrostor, Inc. Energy-accumulation apparatus
US9416796B2 (en) 2014-01-29 2016-08-16 Hydrostor Inc. Energy accumulation apparatus
US9784413B2 (en) 2014-10-29 2017-10-10 Hydrostor Inc. Methods of deploying and operating variable-buoyancy assembly and non-collapsible fluid-line assembly for use with fluid-processing plant
US9939112B2 (en) 2014-10-29 2018-04-10 Hydrostar Inc. Variable-buoyancy assembly and non-collapsible fluid-line assembly for use with fluid-processing plant

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP1073823B1 (fr) Procede et dispositif de liaison fond-surface par conduite sous-marine installee a grande profondeur
WO2014170723A1 (fr) Unite de conversion de l'energie gravitationnelle et de la poussee d'archimede en energie mecanique et/ou electrique
KR20100039550A (ko) 파력 발전 모듈, 그 파력 발전 모듈을 포함하는 파력 발전 유닛 및 그 파력 발전 유닛을 포함하는 파력 발전 장치
EP2255065A2 (fr) Méthode d'installation de colonne sous-marine montante
EP2480786B1 (fr) Dispositif pour convertir l'énergie des vagues en énergie électrique
EP2539580A1 (fr) Dispositif de recuperation de l'energie de la houle
WO2013079831A1 (fr) Dispositif de récupération d'énergie à partir des courants marins ou des cours d'eau
WO2008068390A1 (fr) Dispositif de recuperation de l'energie de la houle
EP1918580A1 (fr) Dispositif et procédé de production d'électricité
FR2943741A1 (fr) Unite centrale de conversion de l'energie gravitationnelle et de la poussee d'archimede en energie electrique et/ou mecanique.
EP2565439A1 (fr) Systeme de generation d'energie a partir du mouvement des vagues marines
FR2972771A1 (fr) Moteur hydraulique accumulateur d'energie
FR2978993A1 (fr) Dispositif permettant de convertir l'energie de la houle et des vagues sous forme d'energie mecanique, d'energie hydraulique et d'energie electrique
FR2864586A1 (fr) Dispositif flottant transformant les mouvements de la houle en oscillations synchrones pour actionner un elevateur a eau helicoidal qui remplit un reservoir alimentant une turbine hydroelectrique.
EP2640923B1 (fr) Tour d'exploitation de fluide dans une étendue d'eau et procédé d'installation associé.
FR3087852A1 (fr) Dispositifs de captation d'energie dans un ecoulement d'eau de surface
FR3021291A1 (fr) Centrale houlomotrice equipee de plusieurs unites houlomotrices alignees
EP3488102B1 (fr) Système de stockage et de production d'énergie électrique par gravité grâce à des masses solides linéaires et continues
FR2500507A1 (fr) Installation pour la production d'energie electrique a partir de la houle
FR2986281A1 (fr) Dispositif permettant de convertir l'energie de la houle et des vagues sous forme d'energie mecanique, d'energie hydraulique et d'energie electrique
FR2511438A1 (fr) Dispositif permettant d'utiliser l'energie de la houle marine
FR3029886A1 (fr) Support flottant comportant un compartiment rempli de gaz et de liquide
FR3052814B1 (fr) Procede et dispositif de recuperation d'energie a cable
FR2486165A1 (fr) Machine utilisant la houle pour emmagasiner l'energie
FR3056648A1 (fr) Repartiteur differentiel pour systeme de stockage et de generation d'energie par deplacement d'un corps immerge, et procedes associes

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 13866495

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 13866495

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1