WO2020044109A1 - Procedes et dispositifs d'utilisation de l'energie disponible en profondeur dans les eaux - Google Patents

Procedes et dispositifs d'utilisation de l'energie disponible en profondeur dans les eaux Download PDF

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WO2020044109A1
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Inventor
Jean Claude GALLAND
Jean Gabriel Marteau
Michel Galland
Béatrice DESOUCHES
Josette NUSSBAUMER
Jean Christophe Baugier
Original Assignee
Galland Jean Claude
Jean Gabriel Marteau
Michel Galland
Desouches Beatrice
Nussbaumer Josette
Jean Christophe Baugier
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F03MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03GSPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS; MECHANICAL-POWER PRODUCING DEVICES OR MECHANISMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR OR USING ENERGY SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03G7/00Mechanical-power-producing mechanisms, not otherwise provided for or using energy sources not otherwise provided for
    • F03G7/10Alleged perpetua mobilia

Definitions

  • the invention aims at this possibility by defining electric generators using hydraulic pressure in depth without reaching the bottom of the seas, mobilizing hydraulic pressure on minute surfaces of the largest surface of the globe represented by the oceans, both without presenting the risks of pollution ⁇ pf currently involve oil platforms.
  • a process of using the energy available for the descent and the ascent "deep faults where the hydraulic pressure is very strong is characterized in a compressed gas tank which has" Tune of movable wall which moves like a piston of positions said initial at shallow depth and final at great depth where the so-called minimum and deep hydraulic pressures balance the pressure of said compressed gas thanks to which the seals of said movable wall against the fixed walls of the "fit tank is fully sealed, said displacement producing energy on the descent, by said '/ of the movable wall in the direction of compression of said gas under the action of an inexhaustible hydraulic pressure, said production being obtained by the work of the forces of hydraulic pressure which move with the wall , this work being transformed into electrical energy by the implementation cm “fun electric generator risk, preferably producing direct current, driven in rotation by the translation "Fan device preferably of the rack type which moves" te said initial position to the final position and the pinion which it rotates "if rotates said generator by by means of a speed multiplier, said pinion being disengaged by an internal h
  • a tba ⁇ ne of the tanks in application of the method, free 01 in loop is cataââise by its support arranged on a boat whose position is preserved, against winds and muting, preferentially by "your means of propulsion which is” made up of rolling devices prefer! eileroent of the roller type limiting friction as much as possible and which comprises on the surface means tf driving at least one drive belt of said chain, preferably consisting of vertical guide rollers driven by at least one motor
  • this is characterized by the terrestrial electrical network, after transforming said direct current into alternating current "X at j anentation db the voltage by" tes converter and transformer installed on the famed tare, using a flexible loop cable which connects all of said tanks, the vertical plane of said cable parallel to that of said chain of tanks before a direction orthogonal to that of your cable direction submarine, said looped cable being fiber in a waterproof sheath that can be extended from a connection box located on one of the tanks which collects the electricity production wires from each said generator inside watertight boxes.
  • said cable supplying the network from said supply box by said mobile submarine cable whose difference in length, made necessary by the ups and downs of its connection to said box is advantageously obtained by a gp ⁇ dée loop dais a box of extension by free rollers.
  • Coupled chains of reservoirs like the previous one are characterized by the fact that they constitute an assembly of chains supported side by side by said rolling rollers, the axes connecting the reservoirs forming two chains being made integral by devices which can preferably be sleeves, said supply boxes of all the tank chains being placed on tanks arranged side by side, the only one the first chain of reservoirs on the submarine cable side being connected to it and supply cables under
  • Reservoirs forming chains similar to the preceding ones are characterized in that a type of reservoir optimizes its production of electricity because no vacuum remains between the reservoirs when their said chains are rectilinear so as to obtain a width of the said movable walls putting said hydraulic and compressed gas pressures and due to their shape and that of said movable walls which is rectangular so as to increase and height and surface thereof.
  • figs 1 and 2 are sections on a tank whose movable wall is in different positions
  • Figure 3 is a partial elevation of a chain of tanks
  • FIG. 4 is an elevational view of the loop cable and the submarine cable in positions and low;
  • Figure 5 is a detail of submarine cable loop
  • fit figure 6 is an elevation and partial section on axes of two tanks of coupled chains.
  • FIGS. 1 and 2 we see the body of the reservoir (1) with a thicker wall on the gas side where die has to resist higher pressures.
  • the movable wall (2), equipped with the seal (3 ⁇ 4 is in the initial position (3) ready to move under hydraulic pressure in the direction (6) of the gas compression; the rack (8 ) is in the initial position, like its drive pinion (9) and the generator (7) which it ensures rotation via Taecéié., (10) which the rotational speed necessary for the generator.
  • the movable wall takes a position defined by the degree of compression of the gas as if no effort were made to drive the engine: the hydraulic pressure energy makes it possible to carry out both the compression work garnered by b movable wall and the electricity production work garnered by the rack.
  • h mobile wall Before reaching this final position h mobile wall has a position defined by b external hydraulic pressure which opposes b decompression of the gas, which has an energy limited to that which it received during its compression and which does not allow it ensure both the movement of b movable wall and generate electricity.
  • FIG. 3 shows, in the upper part of a chain of cylindrical tanks, its support (11) with its rollers (12), its drive band (13) and two drive guide rollers (14); the flexible power cable (16) connects the Ion tanks to sealed housings
  • the reservoirs have variable electrical powers depending on whether they are at descent close to b surface mid of the bottom of the sea because the energy transmitted to them is increasing and miles at the ascent, but the cumulative power supplied by the tanks in all positions provides constant useful power of the whole chain in motion
  • the chain can rotate more or less quickly and have more or less electrical power depending on the demands for supply of electricity from the network.
  • FIG. 4 represents b the whole of the flexible cable (16) with its connection box (19) in extreme high low positions and the submarine cable (17) with its extension box (22) of the submerged cable in the two positions.
  • Figure 5 shows a detail of the extension chest (22) of the submarine cable (17) with its loop (21) guided by the rollers (23).
  • This system allows vertical movement of the submarine cable but also gives a certain latitude of movement, in the event of a storm, of a boat supporting chains of tanks which moreover stabilizes it.
  • FIG. 6 we see side by side two tanks (1) of rectangular shape on the common support (11) for one below the drive roller (12), for the other below the rollers.

Abstract

L'énergie disponible dans les eaux profondes, où la pression hydraulique est énorme, n'est actuellement pas utilisée alors qu'elle est gigantesque et renouvelable indéfiniment. L'invention propose des solutions pour son exploitation. A l'aide d'installations flottantes qui lancent la rotation de chaînes de réservoirs contenant du gaz descendant à grande profondeur, le gaz étant comprimé par des parois mobiles au fur et à mesure que lesdits réservoirs descendent; ces parois entraînent à la descente des générateurs électriques équipant chaque réservoir dont la production est collectée et renvoyée par câble sous-marin dans le réseau. Ces nouvelles installations sont appelées à concurrencer celles, éoliennes et marée-motrices, limitées aux faibles profondeurs et à succéder, sans présenter les mêmes risques écologiques, aux plate-formes pétrolières.

Description

PROCEDES ET DISPOSITIFS mHTlISAITON DE L'ENERGIE
DISPONIBLE EN PROFONDEUR DANS LES EAUX
L'exploitation des sources d’énergie renouvelable présente de nombreux inconvénients : dégradation des paysages et bruit par îéolten, occupation du sol par le photo-voltaïque el le solaire, dégradation des fonds marins tit réduction des zones de pêches par les éoliennes cî turbines hydro- motrices ancrées au fond des mers peu profondes
Rieo dans les eaux profondes qui longent pourtant des centaines de milliers de kilomètres àsccaÉKtis.
L'invention vise cetie possibilité en définissant des générateurs électriques utilisant la pression hydraulique en profondeur sans atteindre le fond des mers mobilisant la pression hydraulique sur des surfaces infimes de la plus grande surface du globe que représentent les océans, les unes et les autres sans présenter les risques de pollution <pf entraînent actuellement les plate-formes pétrolières.
Pbur donner un ordre de grandeur des Traces disponibles et que Prévention se propose de mobiliser, il faut savoir qu’à un mètre de profondeur la pression hydraulique étant de 1 T/m2, les forces utilisables à mille mètres de profondeur sont, au- une surface de un mètre carré, «te mille trames.
Un procédé d’utilisation de l’énergie disponible à la descente et à la remontée «féaux profondes où la pression hydraulique est très forte se caractérise dans un réservoir de gaz comprime qui dispose «Tune de paroi mobile qui se déplace comme un piston de positions dites initiale à faible profondeur et finale à grande profondeur où les pressions hydrauliques dites minimales et profondes équilibrent la pression dudit gaz comprimé grâce à quoi le joints détanchéité de ladite paroi mobile le contre les parois fixes du «fit réservoir est entièrement étanche, ledit déplacement produisant une énergie à la descente, par ledit ' / de la paroi mobile dans le sens de la compression dudit gaz sous faction d'une pression hydraulique inépuisable, ladite production étant obtenue par le travail des forces de la pression hydraulique qui se déplacent avec la paroi, ce travail étant transformé en énergie électrique par la mise cm œuvre «fun générateur électrique, produisant préférentieiiement du courant continu, entraîné en rotation par la translation «Fan dispositif préférentieliement du type crémaillère qui se déplace «te ladite position initiale à la position finale et dont le pignon qu’elle fait tourner «si traîne en rotation ledit générateur par l'intermédiaire d'un multiplicateur de vitesse de rotation, ledit pignon étant débrayé par un dispositif interne de débrayage hnsqoe, à la remontée, latfite paroi et ladite «aémaillêre se déplacent en sens inverse.
Une tbaïne des réservoirs en application du procédé, libre 01 en boucla se cataââise par son support disposé sur une embarcation dont la position est conservée, contre vents et muées, préférentiellement par «tes moyens de propulsion qui est «onstitué de dispositifs de roulement préfèrent! eileroent du type rouleaux limitant au maximum les frottements et qui comporte en surface des moyens tf entraînement d’an moins une bande d’entraînement de ladite chaîne, constitués préférentiellement de rouleaux guides verticaux entraînés par au moins un moteur
ci se caractérise peu- son du réseau électrique terrestre, après transformation dudit courant continu en courant alternatif «X aujanentation db la tension par «tes convertisseur et transformateur implantés sur la tare famé, à l’aide d'un câble souple eu boucle qui relie tous lesdits réservoirs, le plan vertical dudit câble parallèle à celui de ladite chaîne de réservoirs avant une direction orthogonale à celle de ta direction du câble sous-marin, ledit câble en boucle étant fibre dans une gaine étanche extensible à partir d’une boite de branchement située sur un desdtis réservoirs qui récupère les fils de productions d’électricité de chaque dit générateur à l'intérieur de boîtiers étanches à l'aide & contacts glissants, ledit câble alimentant le réseau à partir de ladite boîte d’alimentation par ledit câble sous-marin mobile dont la différence de longueur, rendue nécessaires par les montées et descentes de son branchement à ladite boîte est avantageusement obtenue par une boucle gpïdée dais un coffret d’allongement par des galets libres .
Des chaînes couplées de réservoirs comme la précédente se caractérise du fait qu’elles constituent un assemblage de chaînes supportées côte à côte par des dits rouleaux de roulement, les axes reliant entre eux les réservoirs formant deux chaînes étant rendus solidaires par des dispositifs pouvant être préférentiellement des manchons, lesdites boîtes d'alimentation de toutes les chaînes de réservoirs étant placées sur des réservoirs disposés côte à côte, la seule la première chaîne de réservons côté câble sous-marin lui étant reliée et des câbles d’alimentation sous
reliant lesdites boîtes de réservoirs disposés côte à côte permettant, par l'intermédiaire de ladite première chaîne, l’alimentation du réseau par les chaînes de réservoirs survantes,
Des réservoirs formant des chaînes semblables aux précédentes se caractérisent en ce que un type de réservoir optimise sa production d'électricité du fait qu'aucun vide ne subsiste entre réservoirs lorsque leurs dites chaînes sont rectilignes de façon à obtenir une largeur les desdites parois mobiles trais mettant lesdites pressions hydrauliques et de gaz comprimé et du fait de loir forme et de celle desdites parois mobile qui est rectangulaire de façon à augmenter et hauteur et surface de ces dernières.
La description qui suit est donnée en regard des dessins annexés sur lesquels :
les figues 1 et 2 sont des coupes sur un réservoir dont la paroi mobile est dans des positions différentes ;
la figure 3 est une élévation partielle d'une chaîne de réservoirs ;
fa figure 4 est une vue en élévation du câble en boucle et du câble sous-marin en positions et basse ;
la figure 5 est un détail de boucle de câble sous-marin ;
fit figure 6 est une élévation et coupe partielle sur axes de deux réservoirs de chaînes couplées.
Sur les figures 1 et 2 on voit le corps du réservoir (1) de paroi plus épaisse côté gaz où die doit résister à de plus fortes pressions.
En coupe horizontale sur la figure 1 la paroi mobile (2), équipée du joint (¾ est en position initiale (3) prête à se déplacer sous la pression hydraulique dans le sens (6) de la compression du gaz ; la crémaillère (8) est en position initiale, comme son pignon d'entraînement (9) et le générateur (7) dont il assure la rotation par l'intermédiaire de Taecéié., (10) qui la vitesse de rotation nécessaire au générateur.
Lorsque la pression hydraulique augmente, du fait de l’immersion du réservoir, la paroi mobile prend une position définie par le degré de compression du gaz comme si aucun effort n'était fait pour entraîner le moteur : l'énergie de pression hydraulique permet d’effectuer à la fois le travail de compression engrangé par b paroi mobile et le travail de production d’électricité engrangé par la crémaillère.
En coupe horizontale sur h figure 2 h paroi mobile (2% équipée du joint (5). est en position finale (4) prête à se déplacer en sens inverse sous faction de la pression de gaz qui se décomprime, b pression hydraulique diminuant ; b crémaillère est également en position finale dam le fond du réservoir et le pignon (9) est débrayé du multiplicateur (10) dès le début du déplacement de b paroi, le générateur (7) ne produisant plus <f électricité dans le dit sens inverse de décompression du gaz.
Avant d'atteindre cette position finale h paroi mobile a une position définie par b pression hydraulique externe qui s’oppose à b décompression du gaz, lequel a une énergie limitée à celle qu'il a reçu durant sa compression et qui ne lui permet pas d’assurer à la fois le déplacement de b paroi mobile et de produire de l'électricité.
La figure 3 représente, en partie haute d’une chaîne de réservoirs cylindriques, son support (11) avec ses rouleaux (12), sa bande d'entraînement (13) et deux rouleaux-guides d'entraînement (14) ; le câble souple d’alimentation (16) relie les réservoirs ai Ions boîtiers étanches
(20).
Les réservoirs ont des puissances électriques variables selon qu’ils sont à b descente proches de b surface mi du fond de b mer du fait que l’énergie qui leur est transmise est en augmentation et milles à la remontée, mais le cumul des puissances fournies par les réservoirs dans toutes les positions fournit une puissance utile constante de toute la chaîne en mouvemenL
A noter également que la chaîne peut tourner plus ou moins vite et avoir une puissance électrique plus ou moires grande au gré des demandes de fourniture d'électricité du réseau.
La figure 4 représente b totalité du câble souple (16) avec sa boîte de branchement (19) en positions extrêmes haute de basse et le câble sous-marin (17) avec son coffret d'allongement (22) du câble sous-fflmrin dans les deux positions.
La figure 5 montre un dâail du coffre d’allongement (22) du câble sous-marin (17) avec sa boucle (21) guidée par les galets (23).
Ce système autorise de déplacement à la verticale du câble sou-marin mais également donne une certaine latitude de déplacement, en cas de tempête, d'une embarcation supportant des chaînes de réservoirs qui par ailleurs la stabilise.
Enfiîi sur la figure 6 on voit côte à côte deux réservoirs (1) de forme rectangulaire sur le support commun (11) pour Vun à l'aplomb du rouleau d'entraînement (12), pour l'autre à l'aplomb des rouleaux d’entrainement (14) et de leurs moteurs (15) ; les axes (24) de chaînes de réserv oirs sont solidarisés par le manchon (25).
Ces réservoirs sont tous les deux équipés de boîtes de branchement (20) au câble sous- marin (17) reliées entre elles par câble sous gaîne (26).
On détaille également b section des deux câbles souples (16) des deux réservoirs et de leurs gaines extensibles ( 18). A noter que les axes du deuxième réservoir sont prolongés de façon à pouvoir recevoir les manchons permettant de les relia· à une nouvelle chaîne de réservoirs. Ainsi le dispositif est modulaire, de nouvelles chaînes pouvant être ajoutées en fonction des besoins.
Il est bien évident que la présente invention a été décrite à titre purement explicatif et nullement limitatif en particulia à la solution par l'utilisation de murant continu, pouvant trouva son application dans d'autres domaines, et que toute modification pourra y être apportée, notaamaati au niveau des équivalents techniques, sans pour autant sortir de son cadre.

Claims

REVENDICATIONS
1. Procédé d'utilisation de l'énergie disponible à la descente dans les eaux profondes, où la pression hydraulique est très forte, caractérisé en ce que :
- on définit un réservoir de gaz comprimé (1) qui dispose d'une de paroi mobile (2) qui se déplace comme un piston de positions dites initiale (3) à faible profondeur et finale (4) à grande profondeur où les pressions hydrauliques dites minimales et profondes équilibrent la pression dudit gaz comprimé grâce à quoi le joint d'étanchéité (5) de ladite paroi mobile contre les parois fixes du dit réservoir est entièrement étanche,
en ce que ledit déplacement produit une énergie à la descente, par ledit déplacement de la paroi mobile dans le sens (6) de la compression dudit gaz sous l'action d'une pression hydraulique inépuisable,
en ce que ladite production est obtenue par le travail des forces de la pression hydraulique qui se déplacent avec la paroi,
en ce que ce travail est transformé en énergie électrique par la mise en œuvre d'un générateur électrique (7) entraîné en rotation par la translation d'un dispositif dont le pignon (9) entraîne en rotation ledit générateur par l'intermédiaire d'un multiplicateur (10) de vitesse de rotation et en ce que ledit pignon est débrayé par un dispositif interne de débrayage lorsque, à la remontée, ladite paroi se déplace en sens inverse.
2 Procédé d'utilisation de l'énergie disponible à la descente dans les eaux profondes, où la pression hydraulique est très forte, selon la revendication 1, caractérisé en ce que :
- on définit un dispositif du type crémaillère (8)
en ce qu'il se déplace de ladite position initiale à ladite position finale
en qu'il fait tourner ledit pignon,
en ce que, à la remontée il se déplace en sens inverse
et en ce que ledit pignon est alors débrayé.
3 Procédé d'utilisation de l'énergie disponible à la descente dans les eaux profondes, où la pression hydraulique est très forte, selon l'une quelconque des revendication 1 et 2, caractérisé en ce que :
- on définit ledit générateur électrique
en ce qu'il produit du courant continu.
4. Dispositif de mise en oeuvre du procédé d'utilisation de l'énergie disponible à la descente dans les eaux profondes selon lune quelconque des revendications 1 à 3 comprenant une chaîne constituée par des dits réservoirs, libre et en boucle, caractérisée en ce que :
- on définit son support (11) disposé sur une embarcation dont la position est conservée, contre vents et marées,
en ce au'il est constitué de disnositifs de roulement (12) limitant au maximum les frottements et en ce qu'il comporte en surface des moyens d'entraînement d'au moins une bande d'entraînement (13) de ladite chaîne entraînés par au moins un moteur (15) ;
- on définit son mode d'alimentation du réseau électrique terrestre après transformation dudit courant continu en courant alternatif et augmentation de la tension par des convertisseur et transformateur implantés sur la terre ferme
ai ce que un câble Souple en boucle (16) relie tous lesdits réservoirs, le plan vertical dudit câble parallèle à celui de ladite chaîne de réservoirs ayant une direction orthogonale à celle de la direction du câble sous-marin (17) qui aboutit audit convertisseur
en ce que ledit câble en boucle est libre dans une game étanche extensible (18) à partir d'une boîte de branchement (19) située sur un desdits réservoirs,
en ce qu'il récupère les fils de productions d'électricité de chaque dit générateur à l'intérieur de boîtiers étanches (20) à l'aide de contacts glissants
et ai ce qu'il alimente le réseau à partir de ladite boîte d’alimentation par ledit câble sous- marin mobile.
5. Dispositif de mise en oeuvre du procédé d'utilisation de l'énergie disponible à la descente Hans les eaux profondes selon la revendication 4 comprenant une chaîne constituée par des dits réservoirs, libre et en boucle, caractérisée en ce que :
- on définit son dit support disposé sur une embarcation
en ce que sa position est conservée par des moyens de propulsion.
6. Dispositif de mise en oeuvre du procédé d'utilisation de l'énergie disponible à la descente dans les eaux profondes selon la revendication 4 comprenant une chaîne constituée par des dits réservoirs, libre et en boucle, caractérisée en ce que :
- on définit lesdits dispositifs de roulement constituant son support
en ce qu'ils sont du type rouleaux.
7. Dispositif de mise en oeuvre du procédé d'utilisation de l'énergie disponible à la descente dans les eaux profondes selon la revendication 4 comprenant une chaîne constituée par des dits réservoirs, libre et en boude, caractérisée en ce que :
- on définit lesdits moyens d'entraînement d'au moins une bande d'entraînement en ce qu'ils sont constitués de rouleaux guides verticaux.
8. Dispositif de mise en oeuvre du procédé d'utilisation de l'énergie disponible à la descente dans les eaux profondes selon la revendication 4 comprenant une chaîne constituée par des dits réservoirs, libre et en boude, caractérisée en ce oue :
- on définit ledit cable sous-marin alimentant le réseau
en ce que sa différence de longueur, rendue nécessaires par les montées et descentes de son branchement à ladite boîte d'alimentation, est obtenue par une boucle (21) guidée dans un coffret d'allongement (22) par des galets libres (23).
9. Dispositif de mise en oeuvre du procédé d'utilisation de l'énergie disponible à la descente dans les eaux profondes selon l’une quelconque des revendications 4 à 8 comprenant des chaînes couplées de réservoirs caractérisées en ce que : - on définît un assemblage de chaînes suonoitées côte à côte nar des dits rouleaux de roulement
en ce que les axes (24) reliant entre eux les réservoirs formant deux chaînes sont rendus solidaires,
en ce que lesdites boîtes d'alimentation de toutes les chaînes de réservoirs sont disposés placées sur des réservoirs disposés côte à côte,
en ce que seule la première chaîne de réservoirs côté câble sous-marin lui est reliée et en ce que des câbles d'alimentation (26) sous gaines étanches reliant lesdites boîtes de réservoirs disposés côte à côte permettent, par l'intermédiaire de ladite première chaîne, l'alimentation du réseau par les chaînes de réservoirs suivantes.
10. Dispositif de mise en oeuvre du procédé d'utilisation de l'énergie disponible à la descente dans les eaux profondes selon la revendication 9 comprenant des chaînes couplées de réservoirs caractérisées en ce que :
- on définit les moyens permettant de rendre solidaires lesdits axes de deux chaînes en ce qu'ils sont constitués de dispositifs de types manchons (25).
11. Dispositif de mise en oeuvre du procédé d'utilisation de l'énergie disponible à la descente dans les eaux profondes selon l'une quelconque des revendications 4 à 10 comprenant des réservoirs formant chaîne caractérisé en ce que :
- on définit un type de réservoir optimisant sa production d'électricité
en ce que aucun vide ne subsiste entre réservoirs lorsque leurs dites chaînes sont rectilignes de façon à obtenir une largeur maximales desdites parois mobiles transmettant lesdites pressions hydrauliques et de gaz comprimé
et en ce que leur forme et celle desdites parois mobile est rectangulaire de façon à augmenter et hauteur et surface de ces dernières.
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