WO2016189251A1 - Système de convertisseur d'énergie mécanique pour produire de l'hydrogène et de l'oxygène - Google Patents

Système de convertisseur d'énergie mécanique pour produire de l'hydrogène et de l'oxygène Download PDF

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WO2016189251A1
WO2016189251A1 PCT/FR2016/051239 FR2016051239W WO2016189251A1 WO 2016189251 A1 WO2016189251 A1 WO 2016189251A1 FR 2016051239 W FR2016051239 W FR 2016051239W WO 2016189251 A1 WO2016189251 A1 WO 2016189251A1
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WO
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tank
bucket
buckets
electrolyser
oxygen
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PCT/FR2016/051239
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English (en)
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Angi LE FLOCH
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Le Floch Angi
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    • F03B—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS
    • F03B17/00—Other machines or engines
    • F03B17/02—Other machines or engines using hydrostatic thrust
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • 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
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    • F05B2210/10—Kind or type
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    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
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    • Y02E10/20—Hydro energy
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    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/30—Hydrogen technology
    • Y02E60/36—Hydrogen production from non-carbon containing sources, e.g. by water electrolysis

Definitions

  • the present invention relates to a mechanical energy converter system for producing electricity and hydrogen. STATE OF THE ART
  • WO2008006921 discloses a column containing water inside which is installed a link chain rotating around two gears. Buckets are attached to the chain. Air is injected into the bottom of the column and fills the buckets. The supply of air into the buckets causes the chain to rotate and converts kinetic energy into mechanical energy.
  • the upper part of the column is open and is not optimized for another type of fluid.
  • the fact of producing electricity is not optimized in this device because of the use of a compressor to compress the air at the bottom of the column. This arrangement consumes energy and reduces the overall energy balance. The air used for the operation of the column is not exploitable energy.
  • the present invention aims to remedy these disadvantages.
  • the present invention aims at a mechanical energy converter system for producing hydrogen and oxygen, said system comprising:
  • a first closed cistern of circular cylindrical shape extending between an upper end and a lower end, said first cistern comprises a liquid fluid, such as water,
  • the electrolyser powered by electricity and producing oxygen and hydrogen
  • said electrolyzer injects oxygen and hydrogen into the feed tube below a bucket filling it, the buckets producing a vertical thrust causing rotation of the rotating member
  • the system includes:
  • a second closed cistern of cylindrical shape comprising the same elements of the first tank, the second tank is fed by the injection of oxygen and hydrogen from the outlet pipe of the first tank,
  • each bucket of the second tank being greater than the volume of each bucket of the first tank.
  • bucket means an open container for containing a certain volume of a fluid.
  • the liquid fluid in which the bucket is located is for example water, glycerine, or any other liquid which has a density greater than the density of the water to increase the yield.
  • generator an electric generator for producing electrical energy from another form of energy.
  • the generator has permanent magnets positioned on its rotor. Live coupling reduces friction-related losses compared to the state of the art that uses gear reducers. Thus, the yield is optimized.
  • the fact of using an electrolyser makes it possible not to need a compressor like the state of the art.
  • the product gas is injected without the need to use additional energy.
  • the hydrogen and oxygen used by the tank is a source of energy to exploit.
  • the closed tank operates under pressure and can provide hydrogen and oxygen to operate.
  • the rotating element is a chain link on which the buckets are fixed.
  • the electrolyser is powered by electricity in the starting phase from an external source.
  • the external source is for example an electrical network, a generator or a renewable energy.
  • the electrolyser is powered by electricity during operation from an external source, energy generated by the generator, or a mixture of both.
  • the spacing between each bucket is between 0.1 to 10 mm, preferably between 2 to 6 mm.
  • a strip composed of plates interconnected by hinges, nuts or rivets. Thus, on each plate is fixed a bucket.
  • the plates are plastic.
  • the buckets have a shape of a circular half-cylinder. Thus, the buckets take up maximum space in the tank.
  • the buckets have a shape of a rectangle or circular.
  • the generator is coupled to the high gear, the low gear being free to rotate.
  • the generator is coupled to the low gear, the upper gear being free to rotate.
  • the electrolyser is fed in part by the electrical energy of the generator. In one embodiment, the maximum height of the stroke of a bucket is less than 1 1 m.
  • the volume of the buckets of the second tank is between 1, 5 and 4 times the bucket volume of the first tank.
  • a plurality of cisterns are cascaded to one another so that the outlet of one is the inlet of the other, and each bucket volume of a tank increases with respect to the bucket volume. 'a previous tank.
  • FIG. 1 represents a diagram according to the first particular embodiment of the system which is the subject of the present invention
  • FIG. 2 represents an exploded diagram of the system according to the embodiment of FIG. 1,
  • FIG. 3 represents a sectional view of the system of FIG. 1;
  • FIG. 4 represents a diagram according to a second particular embodiment of the system that is the subject of the present invention
  • FIG 5 shows the space between two buckets.
  • the system makes it possible to create hydrogen and electricity.
  • Each figure is cut to show the upper part and the lower part.
  • FIG. 1 shows an exemplary embodiment.
  • the system comprises a tank 10 filled with water.
  • the tank 10 is filled with salt water, oil. It can be used any type of liquid fluid.
  • the buckets 12 mounted upside-down rise in the tank 10 and this action causes a rotation of the rotary member.
  • the rotating element is positioned in the tank 10 between two pinions: top pinion and low pinion.
  • the rotary element is a rotary strip provided with a plate.
  • the plates are plastic. Each plate is connected by a hinge, which allows the rotation of the plates at the top pinion and the low pinion.
  • the upper gear is coupled to a generatrix 14 producing electricity.
  • the low gear is free to rotate.
  • the low gear is coupled to a generatrix 14 producing electricity.
  • the top gear is free to rotate.
  • the hydrostatic pressure of the water decreases as the bucket 12 moves upwards. Moving the bucket upward causes a reduction in gas pressure (mixture of hydrogen and oxygen) until the pressure of the gas reaches the water surface of the tank 10.
  • a portion of the electrical energy produced is injected into the electrolyser 1 1 to reduce its consumption.
  • the tank 10 is composed of a circular cylinder with a diameter of 500 mm and a thickness of 6 mm over a length of 60 m of flange as well as curved bottoms.
  • the tank 10 is filled with water and the level in use is at the level of the upper domed bottom, so as to cover all the buckets 12.
  • FIG. 2 shows the system consisting of a stainless steel tube 20 with at the ends a support serving to fix two bearings 19.
  • the two bearings allow the rotation of an axis on which is fixed a pinion in the lower part, called low gear 15, with a diameter of 155 mm and a high gear 16 (at the top) identical to the low gear 15.
  • the high gear 16 is coupled to a generatrix 14 low rotation per minute about 60 rpm to produce 60KW and 240L / min of hydrogen.
  • the set of buckets 12 are made of stainless steel and fixed on a plate plastic strip (rotating element 17). Each plate is connected by rivets or nuts and allows a pivot connection between each plate.
  • the buckets 12 are a height of 1 14 mm which corresponds to a pitch of three plates on the plastic strip.
  • the buckets 12 have a shape of a circular half-cylinder with a diameter of 435 mm.
  • the buckets 12 have a straight portion contiguous to the plastic strip which makes it possible not to slow down the descent of the buckets 12 when they are filled with water (shown in Figure 2 by the reference 18).
  • a feed tube 13 at the electrolyser outlet 1 1 goes down the tank 10 and empties the buckets 12 filled with water and fill with hydrogen and oxygen to exert a vertical thrust.
  • the buckets 12 filled with hydrogen and oxygen at the top of the tank 10 release hydrogen and oxygen at the level of the rotation of the bucket 12.
  • Hydrogen is then available in the upper part and goes through a check valve to be used to provide any type of equipment.
  • Figure 3 shows a sectional view of a transverse plane passing through the longitudinal axis of the tank 10. In this figure the portion of the tank 10 is not buried and the lower part is buried.
  • the electrolyser allows the separation of hydrogen and oxygen.
  • the hydrogen leaving the electrolyser is directed to a first tank and the oxygen leaving the electrolyser is directed to a second tank.
  • the hydrogen and oxygen raised in each tank are directed to a fuel cell.
  • tanks are mounted in series.
  • This system can be buried semi buried or above ground or both to increase the height. The higher the height of the system, the greater the hydrogen production.
  • the electrolyser 1 1 allows a pressure rise of hydrogen without additional energy than its creation.
  • FIG. 4 represents a diagram according to a second particular embodiment of the system that is the subject of the present invention.
  • the tank 10 has a length of 10m of flange.
  • the maximum height of the stroke of a bucket is about 10m.
  • the 10m corresponds to a difference of 1 bar, a volume injected at 10m expands to a double volume at the output.
  • a tank at a height of 60 meters which is not optimal because the buckets on the surface (near the exit) must contain a volume 6 times larger than 60 meters (close to the entrance ). Relaxation is not optimal with a loss of efficiency. That's why limiting the height to about 10m makes the operation more optimized.
  • the system is optimized and optimally fills the bucket.
  • the system includes a first circular cylindrical cistern 10 extending between a high end and a low end.
  • the first tank takes the elements of the first embodiment.
  • the system comprises a second cistern 21 closed cylindrical with the same elements of the first tank 10:
  • the liquid fluid covers all the buckets
  • the electrolyser powered by electricity and manufactures oxygen and hydrogen.
  • the electrolyzer injects through the feed tube oxygen and hydrogen below a bucket filling it, the buckets producing a vertical thrust causing rotation of the rotating element,
  • An outlet tube opening to the upper level of the tank configured to extract oxygen and hydrogen.
  • the second tank 21 is fed by the injection of oxygen and hydrogen from the outlet pipe of the first tank 10.
  • the volume of each bucket of the second tank 21 is greater than the volume of each bucket of the first tank 10.
  • the bucket volume of the second tank 21 is between 1, 5 and 4 times the bucket volume of the first tank 10
  • the production gain is related to the volume of the buckets.
  • the volume of the buckets of the second tank 21 are multiplied by two compared to the volume of the buckets of the first tank 10.
  • the gain obtained is of the order of twice that obtained with the operation of the first tank 10 .
  • the liquid fluid covers all the buckets
  • the electrolyser powered by electricity and manufactures oxygen and hydrogen.
  • the electrolyzer injects oxygen and hydrogen into the feed tube below a bucket filling it, the buckets producing a vertical thrust causing rotation of the rotary element,
  • An outlet tube opening to the upper level of the tank configured to extract oxygen and hydrogen.
  • the third tank 22 is fed by injecting oxygen and hydrogen from the outlet pipe of the second tank 21.
  • the volume of each bucket of the third tank 22 is greater than the volume of each bucket of the second tank 21.
  • the volume of the buckets of the third tank 22 is between 1, 5 and 4 times the volume of the buckets of the second tank 21.
  • the production gain is related to the volume of the buckets.
  • the volume of the buckets of the third tank 22 is multiplied by two compared to the volume of the buckets of the second tank 21.
  • the gain obtained is of the order of twice that obtained with the operation of the second tank.
  • the arrows represent the flow direction of the fluid passing through the tanks.
  • the system is scalable, the more laps, the higher the electrolyser pressure, the better the efficiency.
  • the efficiency of the electrolyser is proportional to the number of revolutions of the generator.
  • FIG. 5 shows the clearance, denoted E, between two buckets 12.
  • the clearance is between 0.1 mm and 10 mm. In this example, there is a gap of 2mm.
  • the buckets are spaced by a small gap to avoid the opposite force of the flow of water.
  • the overall efficiency is optimized.

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Abstract

L'invention concerne un système de convertisseur d'énergie mécanique pour produire de l'hydrogène et de l'oxygène, ledit système comporte : une première citerne (10) fermée de forme cylindrique circulaire, un élément rotatif (17) tournant, une pluralité de godets (12) montés à l'envers et fixés à l'élément rotatif, le fluide liquide recouvre la totalité des godets (12), un tube d'alimentation (13) reliant un électrolyseur (11) à l'extrémité basse de la première citerne (10), l'électrolyseur (11) alimenté par l'électricité et fabrique de l'oxygène et de l'hydrogène, ledit électrolyseur (11) injecte par le tube d'alimentation (13) de l'oxygène et de l'hydrogène en dessous d'un godet (12) le remplissant, les godets (12) produisant une poussée verticale entraînant la rotation de l'élément rotatif, un tube de sortie, une génératrice (14), une deuxième citerne fermée de forme cylindrique, le volume de chaque godet de la deuxième citerne étant supérieur au volume de chaque godet de la première citerne.

Description

SYSTÈME DE CONVERTISSEUR D'ÉNERGIE MÉCANIQUE POUR PRODUIRE DE L'HYDROGÈNE ET DE L'OXYGÈNE
DOMAINE TECHNIQUE DE L'INVENTION
La présente invention concerne un système de convertisseur d'énergie mécanique pour produire de l'électricité et de l'hydrogène. ETAT DE LA TECHNIQUE
Le document WO2008006921 décrit une colonne contenant de l'eau à l'intérieur de laquelle est installée une chaîne à maillons tournant autour de deux pignons. Des godets sont fixés à la chaîne. De l'air est injecté dans le bas de la colonne et remplit les godets. L'apport de l'air dans les godets entraîne la rotation de la chaîne et convertit de l'énergie cinétique en énergie mécanique.
La partie supérieure de la colonne est ouverte et n'est pas optimisée pour un autre type de fluide. Le fait de produire de l'électricité n'est pas optimisé dans ce dispositif en raison d'utilisation d'un compresseur pour compresser l'air en bas de la colonne. Cette disposition consomme de l'énergie et réduit le bilan énergétique global. L'air utilisé pour le fonctionnement de la colonne ne constitue pas une énergie exploitable.
OBJET DE L'INVENTION
La présente invention vise à remédier à ces inconvénients.
A cet effet, la présente invention vise un système de convertisseur d'énergie mécanique pour produire de l'hydrogène et de l'oxygène, ledit système comporte :
- une première citerne fermée de forme cylindrique circulaire s'étendant entre une extrémité haute et une extrémité basse, ladite première citerne comporte un fluide liquide, tel que de l'eau,
- un élément rotatif tournant autour d'un pignon haut situé au niveau de l'extrémité haute de la première citerne et d'un pignon bas situé au niveau de l'extrémité basse de la première citerne,
- une pluralité de godets montés à l'envers et fixés à l'élément rotatif, le fluide liquide recouvre la totalité des godets, - un tube d'alimentation reliant un électrolyseur à l'extrémité basse de la première citerne,
- l'électrolyseur alimenté par l'électricité et fabrique de l'oxygène et de l'hydrogène, ledit électrolyseur injecte par le tube d'alimentation de l'oxygène et de l'hydrogène en dessous d'un godet le remplissant, les godets produisant une poussée verticale entraînant la rotation de l'élément rotatif,
- un tube de sortie débouchant au niveau supérieur de la citerne configuré pour extraire l'oxygène et l'hydrogène,
Le système comprend :
- une génératrice possédant des aimants permanents positionnés sur son rotor fabriquant de l'énergie électrique accouplée à l'un des pignons de l'élément rotatif, l'énergie produite alimente l'électrolyseur,
- une deuxième citerne fermée de forme cylindrique comportant les mêmes éléments de la première citerne, la deuxième citerne est alimentée par l'injection de l'oxygène et de l'hydrogène provenant du tube de sortie de la première citerne,
- le volume de chaque godet de la deuxième citerne étant supérieur au volume de chaque godet de la première citerne.
On entend par le terme godet un récipient ouvert permettant de contenir un certain volume d'un fluide.
Le fluide liquide dans lequel se trouve le godet est par exemple de l'eau, de la glycérine, ou tout autre liquide qui possède une densité supérieure à la densité de l'eau pour augmenter le rendement.
Par « génératrice », il convient d'entendre un générateur électrique permettant de produire de l'énergie électrique à partir d'une autre forme d'énergie. La génératrice possède des aimants permanents positionnés sur son rotor. L'accouplement en direct réduit les pertes liées par le frottement en comparaison avec l'état de la technique qui utilise des démultiplicateurs. Ainsi, le rendement est optimisé.
L'effet technique d'un tel système est d'optimiser la production d'oxygène et d'hydrogène.
Le fait d'utiliser un électrolyseur permet de ne pas avoir besoin d'un compresseur comme l'état de l'art. L'électrolyseur produit constamment de l'oxygène et de l'hydrogène (=gaz produit) et permet une augmentation de la pression par son fonctionnement. Le gaz produit est injecté sans avoir besoin d'utiliser une énergie supplémentaire.
Grâce à ces dispositions, l'hydrogène et l'oxygène utilisés par la citerne est une source d'énergie à exploiter.
De plus, la citerne fermée fonctionne sous pression et permet de fournir de l'hydrogène et l'oxygène à exploiter.
Dans un mode de réalisation, l'élément rotatif est une chaîne à maillons sur lesquels sont fixés les godets.
Dans un mode de réalisation, l'électrolyseur est alimenté par l'électricité en phase de démarrage à partir d'une source extérieure. La source extérieure est par exemple un réseau électrique, un groupe électrogène ou une énergie renouvelable.
Dans un mode de réalisation, l'électrolyseur est alimenté par l'électricité en phase de fonctionnement à partir d'une source extérieure, de l'énergie produite par la génératrice, ou un mélange des deux.
Dans un mode de réalisation, l'espacement entre chaque godet est entre 0,1 à 10 mm, de préférence entre 2 à 6 mm.
Dans un mode de réalisation, une bande composée de plaques reliées entre elles par des charnières, écrous ou rivets. Ainsi, sur chaque plaque est fixé un godet.
Dans un mode de réalisation, les plaques sont en plastique.
Dans un mode de réalisation, les godets ont une forme d'un demi- cylindre circulaire. Ainsi, les godets prennent un maximum de place dans la citerne.
Dans un autre mode de réalisation, les godets ont une forme d'un rectangle ou circulaire.
Dans un mode de réalisation, la génératrice est accouplée au pignon haut, le pignon bas étant libre en rotation.
Dans un mode de réalisation, la génératrice est accouplée au pignon bas, le pignon haut étant libre en rotation.
Dans un mode de réalisation, l'électrolyseur est alimenté en partie par l'énergie électrique du générateur. Dans un mode de réalisation, la hauteur maximale de la course d'un godet est inférieure à 1 1 m.
Dans un mode de réalisation, le volume des godets de la deuxième citerne est compris entre 1 ,5 et 4 fois le volume des godets de la première citerne.
Dans un mode de réalisation, une pluralité de citerne se succède en cascade configuré pour que la sortie de l'une soit l'entrée de l'autre, et dont chaque volume de godet d'une citerne augmente par rapport au volume de godet d'une citerne précédente.
BREVE DESCRIPTION DES FIGURES
D'autres avantages, buts et caractéristiques de la présente invention ressortent de la description qui suit faite, dans un but explicatif et nullement limitatif, au regard des dessins annexés, dans lesquels :
- la figure 1 représente un schéma selon le premier mode de réalisation particulier du système objet de la présente invention,
- la figure 2 représente un schéma éclaté du système selon le mode de réalisation de la figure 1 ,
- la figure 3 représente une vue en coupe du système de la figure 1 , - la figure 4 représente un schéma selon un deuxième mode de réalisation particulier du système objet de la présente invention,
-la figure 5 représente l'espace entre deux godets.
DESCRIPTION D'EXEMPLES DE REALISATION DE L'INVENTION
En fonctionnement, le système permet de créer de l'hydrogène et de l'électricité. Chaque figure est coupée pour montrer la partie haute et la partie basse.
La figure 1 montre un exemple de réalisation. Le système comporte une citerne 10 remplie avec de l'eau. Dans un autre exemple, la citerne 10 est remplie avec de l'eau salée, de l'huile. Il peut être utilisé tout type de fluide liquide.
Les godets 12 montés à l'envers remontent dans la citerne 10 et cette action entraîne une rotation de l'élément rotatif. L'élément rotatif est positionné dans la citerne 10 entre deux pignons : pignon haut et pignon bas. Dans un exemple de réalisation l'élément rotatif est une bande rotative munie de plaque. Les plaques sont en plastique. Chaque plaque est reliée par une charnière, ce qui permet la rotation des plaques au niveau du pignon haut et du pignon bas.
Dans un exemple de réalisation, le pignon haut est accouplé à une génératrice 14 fabriquant de l'électricité. Le pignon bas est libre en rotation.
Dans un autre exemple de réalisation, le pignon bas est accouplé à une génératrice 14 fabriquant de l'électricité. Le pignon haut est libre en rotation.
Ces deux exemples de réalisation dépendent du lieu d'installation de la citerne 10. Par exemple, si la citerne 10 est enterrée, il est plus accessible d'accoupler le pignon haut à la génératrice 14 que le pignon bas.
Lorsqu'un godet 12 est rempli d'hydrogène et d'oxygène, la pression hydrostatique de l'eau exerce une force montante sur l'hydrogène et l'oxygène contenus dans le godet 12, déplaçant ainsi le godet 12 vers le haut.
La pression hydrostatique de l'eau diminue au fur et à mesure que le godet 12 se déplace vers le haut. Le déplacement du godet vers le haut provoque une réduction de pression du gaz (mélange d'hydrogène et d'oxygène) jusqu'à ce que la pression du gaz atteigne la surface d'eau de la citerne 10.
Le déplacement des godets 12 vers le haut fait tourner les dents de pignon accouplées à la génératrice 14.
Dans un exemple de réalisation, une partie de l'énergie électrique produite est injectée dans l'électrolyseur 1 1 pour réduire sa consommation.
Dans un exemple de réalisation :
La citerne 10 est composée d'un cylindre circulaire de diamètre de 500 mm et d'épaisseur 6 mm sur une longueur de 60 m de bride ainsi que de fonds bombés.
La citerne 10 est remplie d'eau et le niveau en utilisation se situe au niveau du fond bombé supérieur, de sorte à recouvrir la totalité des godets 12.
La figure 2 montre le système constitué d'un tube en inox 20 avec aux extrémités un support servant à fixer deux paliers 19. Les deux paliers permettent la rotation d'un axe sur lequel est fixé un pignon en partie basse, appelé pignon bas 15, d'un diamètre de 155 mm et d'un pignon haut 16 (en partie haute) identique au pignon bas 15. Dans l'exemple montré, le pignon haut 16 est accouplé à une génératrice 14 faible rotation par minute environ 60 tours par minute pour produire 60KW et 240L/min d'hydrogène.
L'ensemble des godets 12 sont en inox et fixés sur une bande plastique à plaque (élément rotatif 17). Chaque plaque est reliée par rivets ou écrous et autorise une liaison pivot entre chaque plaque.
Les godets 12 font une hauteur de 1 14 mm ce qui correspond à un pas de trois plaques sur la bande plastique.
Les godets 12 ont une forme d'un demi-cylindre circulaire d'un diamètre de 435 mm.
Les godets 12 possèdent une partie droite accolée à la bande plastique ce qui permet de ne pas freiner la descente des godets 12 lorsqu'ils sont remplis d'eau (représentés sur la figure 2 par la référence 18).
Un tube d'alimentation 13 en sortie électrolyseur 1 1 descend en bas de la citerne 10 et permet de vider les godets 12 remplis d'eau et de les remplir d'hydrogène et d'oxygène afin d'exercer une poussée verticale.
Les godets 12 remplis d'hydrogène et d'oxygène en partie haute de la citerne 10 libèrent l'hydrogène et l'oxygène au niveau de la rotation du godet 12.
L'Hydrogène est alors disponible dans la partie supérieure et passe par un clapet anti retour pour être utilisé pour fournir tout type d'équipement.
La figure 3 montre une vue en coupe d'un plan transversal passant par l'axe longitudinal de la citerne 10. Sur cette figure la partie de la citerne 10 n'est pas enterrée et la partie basse est enterrée.
Dans une variante, l'électrolyseur permet la séparation de l'hydrogène et de l'oxygène. L'hydrogène en sortie de l'électrolyseur est dirigé vers une première citerne et l'oxygène en sortie de l'électrolyseur est dirigé vers une deuxième citerne.
Dans un exemple de réalisation, l'hydrogène et l'oxygène remontées dans chaque citerne sont est dirigées vers une pile à combustible.
Dans un autre exemple de réalisation, plusieurs citernes sont montées en série. Ce système peut être enterré semi enterré ou hors sol ou les deux pour augmenter la hauteur. Plus la hauteur du système est importante plus la production d'hydrogène est importante.
Plus la hauteur d'eau est importante plus la pression est élevée. L'électrolyseur 1 1 permet une élévation de pression de l'hydrogène sans énergie supplémentaire que sa création.
Plus la hauteur est importante plus l'énergie engagée par le système sera important.
La figure 4 représente un schéma selon un deuxième mode de réalisation particulier du système objet de la présente invention.
Dans cet exemple, la citerne 10 a une longueur de 10m de bride. La hauteur maximale de la course d'un godet est d'environ à 10m.
Les 10m correspondent à une différence de 1 bar, un volume injecté a 10m se détend à un volume double en sortie.
Dans un exemple, une citerne à une hauteur de 60 mètres, ce qui n'est pas optimum car les godets en surface (proche de la sortie) doivent contenir un volume 6 fois plus grand qu'à 60 mètres (proche de l'entrée). La détente n'est donc pas optimum avec une perte d'efficience. C'est pourquoi limiter la hauteur à environ 10m rend le fonctionnent plus optimisé.
Ainsi, le système est optimisé et remplit de façon optimum le godet.
Le système comporte une première citerne 10 fermée de forme cylindrique circulaire s'étendant entre une extrémité haute et extrémité basse. La première citerne reprend les éléments du premier exemple de réalisation.
Le système comporte une deuxième citerne 21 fermée de forme cylindrique comportant les mêmes éléments de la première citerne 10 :
- un élément rotatif tournant autour d'un pignon haut situé au niveau de l'extrémité haute de la citerne et d'un pignon bas situé au niveau de l'extrémité basse de la citerne,
- une pluralité de godets montés à l'envers et fixés à l'élément rotatif, le fluide liquide recouvre la totalité des godets,
- un tube d'alimentation reliant un électrolyseur à l'extrémité basse de la citerne,
- l'électrolyseur alimenté par l'électricité et fabrique de l'oxygène et de l'hydrogène. L'électrolyseur injecte par le tube d'alimentation de l'oxygène et de l'hydrogène en dessous d'un godet le remplissant, les godets produisant une poussée verticale entraînant la rotation de l'élément rotatif,
- un tube de sortie débouchant au niveau supérieur de la citerne configuré pour extraire l'oxygène et l'hydrogène.
La deuxième citerne 21 est alimentée par l'injection de l'oxygène et de l'hydrogène provenant du tube de sortie de la première citerne 10.
Le volume de chaque godet de la deuxième citerne 21 est supérieur au volume de chaque godet de la première citerne 10. Le volume des godets de la deuxième citerne 21 est compris entre 1 ,5 et 4 fois le volume des godets de la première citerne 10. Le gain de production est en rapport avec le volume des godets. Dans cet exemple, le volume des godets de la deuxième citerne 21 sont multipliés par deux par rapport au volume des godets de la première citerne 10. Le gain obtenu est de l'ordre de deux fois celui obtenu avec le fonctionnement de la première citerne 10.
Dans cet exemple, il y a une troisième citerne 22 fermée de forme cylindrique comportant les mêmes éléments de la première citerne 10.
- un élément rotatif tournant autour d'un pignon haut situé au niveau de l'extrémité haute de la citerne et d'un pignon bas situé au niveau de l'extrémité basse de la citerne,
- une pluralité de godets montés à l'envers et fixés à l'élément rotatif, le fluide liquide recouvre la totalité des godets,
- un tube d'alimentation reliant un électrolyseur à l'extrémité basse de la citerne,
- l'électrolyseur alimenté par l'électricité et fabrique de l'oxygène et de l'hydrogène. L'électrolyseur injecte par le tube d'alimentation de l'oxygène et de l'hydrogène en dessous d'un godet le remplissant, les godets produisant une poussée verticale entraînant la rotation de l'élément rotatif,
- un tube de sortie débouchant au niveau supérieur de la citerne configuré pour extraire l'oxygène et l'hydrogène.
La troisième citerne 22 est alimentée par l'injection de l'oxygène et de l'hydrogène provenant du tube de sortie de la deuxième citerne 21 . Le volume de chaque godet de la troisième citerne 22 est supérieur au volume de chaque godet de la deuxième citerne 21 . Le volume des godets de la troisième citerne 22 est compris entre 1 ,5 et 4 fois le volume des godets de la deuxième citerne 21 . Le gain de production est en rapport avec le volume des godets. Dans cet exemple, le volume des godets de la troisième citerne 22 est multiplié par deux par rapport au volume des godets de la deuxième citerne 21 . Le gain obtenu est de l'ordre de deux fois celui obtenu avec le fonctionnement de la deuxième citerne. Les flèches représentent le sens de circulation du fluide qui passe dans les citernes.
Le système est évolutif, plus ont mets de tours, plus la pression de l'électrolyseur est importante, plus le rendement est optimum. Le rendement de l'électrolyseur est proportionnel au nombre de tours de la génératrice.
La figure 5 représente le jeu, noté E, entre deux godets 12. Le jeu est compris entre 0,1 mm et 10mm. Dans cet exemple, il y a un écart de 2mm.
Les godets sont espacés par un faible espace pour éviter la force contraire de l'écoulement de l'eau. Ainsi, le rendement global est optimisé.
NOMENCLATURE
10 citerne
1 1 électrolyseur
12 godet
13 tube d'alimentation
14 génératrice
15 pignon bas
16 pignon bas
17 élément rotatif
18 eau
19 paliers
20 tube en inox
21 deuxième citerne
22 troisième citerne

Claims

REVENDICATIONS
1 . Système de convertisseur d'énergie mécanique pour produire de l'hydrogène et de l'oxygène, ledit système comporte :
- une première citerne (10) fermée de forme cylindrique circulaire s'étendant entre une extrémité haute et une extrémité basse, ladite première citerne (10) comporte un fluide liquide, tel que de l'eau,
- un élément rotatif (17) tournant autour d'un pignon haut (16) situé au niveau de l'extrémité haute de la première citerne (10) et d'un pignon bas (15) situé au niveau de l'extrémité basse de la première citerne (10),
- une pluralité de godets (12) montés à l'envers et fixés à l'élément rotatif, le fluide liquide recouvre la totalité des godets (12),
- un tube d'alimentation (13) reliant un électrolyseur (1 1 ) à l'extrémité basse de la première citerne (10),
- l'électrolyseur (1 1 ) alimenté par l'électricité et fabrique de l'oxygène et de l'hydrogène, ledit électrolyseur (1 1 ) injecte par le tube d'alimentation (13) de l'oxygène et de l'hydrogène en dessous d'un godet (12) le remplissant, les godets (12) produisant une poussée verticale entraînant la rotation de l'élément rotatif,
- un tube de sortie débouchant au niveau supérieur de la citerne configuré pour extraire l'oxygène et l'hydrogène,
caractérisé en ce que le système comprend :
- une génératrice (14) possédant des aimants permanents positionnés sur son rotor fabriquant de l'énergie électrique accouplée à l'un des pignons (15, 16) de l'élément rotatif, l'énergie produite alimente l'électrolyseur (1 1 ),
- une deuxième citerne fermée de forme cylindrique comportant les mêmes éléments de la première citerne, la deuxième citerne est alimenté par l'injection de l'oxygène et de l'hydrogène provenant du tube de sortie de la première citerne (10),
- le volume de chaque godet de la deuxième citerne étant supérieur au volume de chaque godet de la première citerne.
2. Système selon la revendication 1 , dans lequel l'élément rotatif (17) est une chaîne à maillons sur lesquels sont fixés les godets (12).
3. Système selon la revendication 1 , dans lequel l'électrolyseur est alimenté par l'électricité en phase de démarrage à partir d'une source extérieure.
4. Système selon la revendication 1 , dans lequel l'électrolyseur est alimenté par l'électricité en phase de fonctionnement à partir d'une source extérieure, de l'énergie produite par la génératrice, ou un mélange des deux.
5. Système selon la revendication 1 , dans lequel l'espacement entre chaque godet (12) est entre 0,1 à 10 mm, de préférence entre 2 à 6 mm.
6. Système selon la revendication 1 , dans lequel une bande composée de plaques reliées entre elles par des charnières, écrous ou rivets.
7. Système selon la revendication 1 , dans lequel les plaques sont en plastique.
8. Système selon la revendication 1 , dans lequel les godets (12) ont une forme d'un demi-cylindre circulaire.
9. Système selon la revendication 1 , dans lequel les godets (12) ont une forme d'un rectangle ou circulaire.
10. Système selon la revendication 1 , dans lequel la génératrice (14) est accouplée au pignon haut (16), le pignon bas (15) étant libre en rotation.
1 1 . Système selon la revendication 1 , dans lequel la génératrice (14) est accouplée au pignon bas (15), le pignon haut (16) étant libre en rotation.
12. Système selon la revendication 1 , dans lequel l'électrolyseur (1 1 ) est alimenté en partie par l'énergie électrique du générateur (14).
13. Système selon la revendication 1 , dans lequel la hauteur maximale de la course d'un godet est inférieure à 1 1 m.
14. Système selon la revendication 1 , dans lequel le volume des godets de la deuxième citerne (21 ) est compris entre 1 ,5 et 4 fois le volume des godets de la première citerne (10).
15. Système selon l'une des revendications 1 à 14, dans lequel une pluralité de citerne se succède en cascade configuré pour que la sortie de l'une soit l'entrée de l'autre, et dont chaque volume de godet d'une citerne augmente par rapport au volume de godet d'une citerne précédente.
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