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WO2001069080A1 - Station de rechargement en air comprime comportant une turbine entrainee par le debit d'un cours d'eau - Google Patents

Station de rechargement en air comprime comportant une turbine entrainee par le debit d'un cours d'eau Download PDF

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WO2001069080A1
WO2001069080A1 PCT/FR2001/000773 FR0100773W WO0169080A1 WO 2001069080 A1 WO2001069080 A1 WO 2001069080A1 FR 0100773 W FR0100773 W FR 0100773W WO 0169080 A1 WO0169080 A1 WO 0169080A1
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station
recharging
pressurized gas
gas according
compressed air
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PCT/FR2001/000773
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English (en)
Inventor
Guy Negre
Cyril Negre
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Individual
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B63H—MARINE PROPULSION OR STEERING
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    • B63H19/02—Marine propulsion not otherwise provided for by using energy derived from movement of ambient water, e.g. from rolling or pitching of vessels
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B63—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
    • B63H—MARINE PROPULSION OR STEERING
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    • B63H19/02—Marine propulsion not otherwise provided for by using energy derived from movement of ambient water, e.g. from rolling or pitching of vessels
    • B63H19/04—Marine propulsion not otherwise provided for by using energy derived from movement of ambient water, e.g. from rolling or pitching of vessels propelled by water current
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    • F03B—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS
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    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
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    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T70/00—Maritime or waterways transport
    • Y02T70/50—Measures to reduce greenhouse gas emissions related to the propulsion system
    • Y02T70/5218—Less carbon-intensive fuels, e.g. natural gas, biofuels
    • Y02T70/5236—Renewable or hybrid-electric solutions

Definitions

  • the present invention relates to a recharging station, also called a service station, for recharging compressed air with tanks, in particular for motor vehicle tanks.
  • These engines are supplied with compressed air by high pressure tanks installed on board the vehicle, in particular on board the boat and these on-board high pressure tanks are filled either by a compressor, itself on board and driven by an electric motor (see French patent application number WO 98/12062) or by transfer of compressed air volume from an external high pressure tank constituting a sort of compressed air supply station.
  • the invention aims to provide such a recharging or refueling station with compressed air which is simple and economical in design and whose use can be optimized as required, especially in urban areas, the compressed air recharging station being able to in particular be established and operate in a particularly economical, non-polluting manner, and be easily integrated into the landscape.
  • the invention provides a station for recharging pressurized gas, in particular compressed air, characterized in that it comprises a turbine driven by the flow of water from a watercourse and which drives a gas, especially air compressor.
  • the station is located near the watercourse.
  • the station is located on board a boat which floats on the watercourse. According to other characteristics of the invention:
  • FIG. 1 is a schematic perspective view a boat bus belonging to a transport network which is illustrated during recharging with compressed air in a ground recharging station in accordance with the teachings of the invention.
  • FIG. 2 is a schematic view similar to that of claim 1 which shows an on-board recharging station according to the teachings of the invention.
  • a quay 10 at the edge of a river 12 on which floats a boat bus 14 which is a public transport vehicle whose propulsion means, not shown, comprise, in known manner, an engine using to a source of compressed air constituted by a high pressure tank, not shown, on board the boat and which must be regularly recharged with compressed air.
  • a ground recharging service station 16 is arranged on the quay 10 and it notably includes a first station 18 for recharging with compressed air to which the boat 14, when being recharged, is connected by a pipe 20
  • the service station 16 can also include a second recharging station 22 which is more particularly suitable for recharging the high-pressure compressed air tank of a land vehicle 24.
  • the two stations 18, 22 will of course be connected to a reserve of compressed air under pressure 26 which is here represented schematically in the form of a tank, or tank, which is buried in the quay 10.
  • the reservoir is buried underground at a depth making it possible to recover geothermal energy by heating the compressed air.
  • the reserve 26 is recharged with compressed air by means of a compressor 28 which is driven by a water turbine 30 which is itself driven or propelled by the flow of water from the watercourse 12.
  • the energy source of the turbine 30 is free insofar as it is constituted by the flow of the river.
  • the recharging station 16 can be located at a point in the stream such that the turbine 30 is located at the level of a natural or fitted waterfall of the river 12.
  • connection between the compressor 28 and the turbine 30 can be achieved by different means adapted according to the location, and the nature of the compressor 28 and the turbine 30.
  • the turbine 30 is for example a micro kilowatt of 500 kilowatts which drives an air compressor capable of producing 2000 m3 of compressed air per hour.
  • the capacity of the reserve is 4,000 m3 for the supply of 6 bus boats, each of which has a reservoir of 900 m3 of compressed air under a pressure of 300 bars, consumes 300 m3 per hour and supplies every three hours.
  • the design according to the invention thus makes it possible, in particular in an urban site, to have a free source of energy, non-polluting, and which is not dangerous to store. It is of course possible to locate along the river 12 several autonomous recharging stations each comprising its water compressor-turbine assembly. for example at each end of the route
  • the boat can be motorized or else be a barge moored to a quay or a river bank.
  • the refueling or recharging station 16 is here a complete autonomous station and on board the service station boat 40.
  • the boat comprises the turbine 30, the compressor 28 the storage tank (s) 26 and one or more recharging stations 18, 22.
  • the boat 40 When the boat 40 is self-propelled, it naturally includes an engine, not shown, for its propulsion which can also be a non-polluting compressed air engine of the type mentioned above.
  • the station 16 may include a current generator whose drive motor is supplied with compressed air by the station.
  • the generator advantageously belongs to an emergency generator set when it is an on-board station, thus constituting an autonomous emergency equipment for the supply of electricity.
  • the boat 40 can advantageously constitute a large-format advertising medium in the form of one or more on-board advertising panels 42 carried by gantries 44 or by the non-submerged external face 46 of the hull 48.
  • the advertising panel (s) 42A can also be fitted on the quay.
  • This arrangement advantageously makes it possible to finance the establishment of such on-board stations 16, in particular when they operate under municipal management for the supply of a fleet of municipal vehicles.
  • the invention also has the advantage of reducing the nuisance associated with the installation of vehicle recharging stations with compressed air, insofar as it is no longer necessary for them to be located near an energy source. electric for driving the compressor in rotation, or near a road for refueling the compressor.
  • the invention finds its application regardless of the type of boats or ships that one wants to supply with compressed air, and whatever the type of stream, river, river, etc.

Landscapes

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Abstract

L'invention propose une station (16) de rechargement en gaz sous pression, notamment en air comprimé, caractérisée en ce qu'elle comporte une turbine (30) entraînée par le débit de l'eau d'un cours d'eau (12) et qui entraîne un compresseur (28) de gaz, notamment d'air. La station peut être terrestre ou embarquée à bord d'une embarcation (40).

Description

STATION DE RECHARGEMENT EN AIR COMPRIME COMPORTANT UNE TURBINE ENTRAINEE PAR LE DEBIT D'UN COURS D'EAU
La présente invention concerne une station de rechargement, aussi appelée station-service, pour le rechargement en air comprimé de réservoirs, notamment de réservoirs de véhicules automobiles.
On connaît, au nom du déposant de la présente demande de brevet, de nombreuses demandes de brevets publiées sous les numéros WO 96/27737, WO 97/39232, WO 97/48884, WO 98/15440. WO 98/92963 qui décrivent et représentent des systèmes de motorisation à air comprimé fonctionnant avec une injection d'air comprimé additionnel permettant de réaliser des moteurs dépollués ou dépolluants.
Ces moteurs s'appliquent aux véhicules terrestres mais aussi aux bateaux et autres navires tels que des bateaux de plaisance sur rivières ou des bateaux de transport de passagers en site urbain tels que des bateaux bus.
Ces moteurs sont alimentés en air comprimé par des réservoirs à haute pression installés à bord du véhicule, notamment à bord du bateau et ces réservoirs à haute pression embarqués sont remplis soit par un compresseur, lui-même embarqué et entraîné par un moteur électrique (voir la demande de brevet français numéro WO 98/12062) soit par transfert de volume d'air comprimé à partir d'un réservoir haute pression externe constituant en quelque sorte une station service de ravitaillement en air comprimé.
L'invention vise à proposer une telle station de rechargement ou de ravitaillement en air comprimé qui soit de conception simple et économique et dont l'utilisation peut être optimisée en fonction des besoins, notamment en milieu urbain, la station de rechargement en air comprimé pouvant notamment être implantée et fonctionner de manière particulièrement économique, non polluante, et être intégrée aisément dans le paysage. Dans ce but, l'invention propose une station de rechargement en gaz sous pression, notamment en air comprimé, caractérisée en ce qu'elle comporte une turbine entraînée par le débit de l'eau d'un cours d'eau et qui entraîne un compresseur de gaz, notamment d'air.
Selon un premier exemple de réalisation, la station est implantée à proximité du cours d'eau.
Selon un deuxième exemple de réalisation, la station est implantée à bord d'une embarcation qui flotte sur le cours d'eau. Selon d'autres caractéristiques de l'invention :
- l'embarcation est automobile ; la station comporte des moyens de stockage du gaz sous pression ; - elle comporte au moins un poste pour le rechargement en air comprimé d'un ensemble consommateur d'air comprimé ; elle comporte au moins un poste pour le rechargement du réservoir d'air comprimé à haute pression d'un véhicule nautique (14) ou terrestre (24) ; - elle comporte au moins une machine électrique tournante susceptible de fonctionner au moins en génératrice de courant en utilisant le gaz sous pression stocké dans la station comme source d'énergie ;
- la génératrice de courant appartient à un groupe électrogène, notamment de secours ; - la turbine hydraulique est agencée au pied d'une chute naturelle ou artificielle du cours d'eau ; elle comporte des moyens d'affichage, notamment au moins un panneau publicitaire ; ' le panneau publicitaire est porté par un élément structurel rapporté sur l'embarcation ou est constitué par la face externe d'une partie de la coque de l'embarcation.
D'autres buts, avantages et caractéristiques de l'invention apparaîtront à la lecture de la description, à titre non limitatif, de plusieurs modes de réalisation, faite en regard des dessins annexés dans lesquels : - la figure 1 est une vue schématique en perspective d'un bateau bus appartenant à un réseau de transport qui est illustré en cours de rechargement en air comprimé dans une station terrestre de rechargement conforme aux enseignements de l'invention ; et
- la figure 2 est une vue schématique similaire à celle de la revendication 1 qui représente une station embarquée de rechargement conforme aux enseignements de l'invention.
On voit sur la figure 1 un quai 10 au bord d'une rivière 12 sur laquelle flotte un bateau bus 14 qui est un véhicule de transport en commun dont les moyens de propulsion, non représentés, comportent, de manière connue, un moteur faisant appel à une source d'air comprimé constituée par un réservoir à haute pression, non représenté, embarqué à bord du bateau et qui doit être régulièrement rechargé en air comprimé. A cet effet, une station service terrestre de rechargement 16 est aménagée sur le quai 10 et elle comporte notamment un premier poste 18 de rechargement en air compπmé auquel le bateau 14, lorsqu'on est en cours de rechargement, est relié par une canalisation 20 La station service 16 peut aussi comporter un deuxième poste de rechargement 22 qui est plus particulièrement adapté au rechargement du réservoir d'air comprimé à haute pression d'un véhicule terrestre 24.
Les deux postes 18, 22 seront bien entendus reliés à une réserve d'air comprimé sous pression 26 qui est ici représentée de manière schématique sous la forme d'une cuve, ou réservoir, qui est enterrée dans le quai 10.
Selon un autre mode de réalisation, le réservoir est enterré sous terre à une profondeur permettant de récupérer de l'énergie géothermique par réchauffement de l'air compπmé.
Conformément aux enseignements de l'invention, la réserve 26 est rechargée en air comprimé par l'intermédiaire d'un compresseur 28 qui est entraîné par une turbine à eau 30 qui est elle-même entraînée ou propulsée par le débit de l'eau du cours d'eau 12.
Ainsi, la source d'énergie de la turbine 30 est gratuite dans la mesure où elle est constituée par le débit de la rivière. Afin d'accroître les capacités de rechargement de la réserve 26, la station de rechargement 16 peut être implantée en un point du cours d'eau tel que la turbine 30 se situe au niveau d'une chute d'eau naturelle ou aménagée de la rivière 12.
La liaison entre le compresseur 28 et la turbine 30 peut être réalisée par différents moyens adaptés en fonction de l'implantation, et de la nature du compresseur 28 et de la turbine 30.
A titre d'exemple chiffré, la turbine 30 est par exemple une micro turbine de 500 kilowatts qui entraîne un compresseur d'air susceptible de produire 2000 m3 d'air comprimé par heure. La capacité de la réserve est de 4000 m3 pour le ravitaillement de 6 bateaux bus dont chacun comporte un réservoir de 900 m3 d'air comprimé sous une pression de 300 bars, consomme 300 m3 par heure et ravitaille toutes les trois heures.
La conception selon l'invention permet ainsi, notamment en site urbain, de disposer d'une source d'énergie gratuite, non polluante, et qui n'est pas dangereuse à stocker. Il est bien entendu possible d'implanter le long de la rivière 12 plusieurs stations autonomes de rechargement comportant chacune son ensemble compresseur-turbine à eau. par exemple à chacune des extrémités du parcours
A cet effet, mais de manière non limitative, il peut être fait appel à des stations de rechargement conformes aux enseignements de l'invention qui sont embarquées à bord d'une embarcation qui flotte sur la rivière.
L'embarcation peut-être automobile ou bien être une barge amarrée à un quai ou une berge de la rivière.
Un exemple d'une telle station embarquée est illustré à la figure 2 sur laquelle des éléments identiques, similaires, ou analogues à ceux décrits précédemment en référence à la figure 1 sont désignés par les mêmes chiffres de référence.
On reconnaît sur cette figure un bateau 40 qui flotte sur la rivière 12 et qui est ici amarré à un quai 10. La station de ravitaillement ou de rechargement 16 est ici une station autonome complète et embarquée à bord du bateau-station service 40.
A cet effet, le bateau comporte la turbine 30, le compresseur 28 le ou les réservoirs de stockage 26 et un ou plusieurs postes de rechargement 18, 22.
Lorsque le bateau 40 est automoteur, il comporte bien entendu un moteur, non représenté, pour sa propulsion qui peut lui aussi être un moteur non polluant à air comprimé du type mentionné précédemment.
Les postes de rechargement ou de ravitaillement 22, 22A peuvent être aménagés à bord du bateau ou sur le quai avec des moyens de « branchement » à la station-service mobile 40 pour raccorder ses réservoirs de stockage 26, ou directement ses moyens de production 28-30 aux postes de rechargement.
Selon une variante non représentée aux figures, la station 16 peut comporter une génératrice de courant dont le moteur d'entraînement est alimenté en air comprimé par la station.
La génératrice appartient avantageusement à un groupe électrogène de secours lorsqu'elle est une station embarquée pour constituer ainsi un équipement autonome de secours pour la fourniture d'électricité.
Comme on peut le voir à la figure 2, l'embarcation 40 peut avantageusement constituer un support publicitaire de grande surface sous la forme d'un ou plusieurs panneaux publicitaires embarqués 42 portés par des portiques 44 ou par la face externe non immergée 46 de la coque 48. Le ou les panneaux publicitaires 42A peuvent également être aménagés sur le quai. Cet agencement permet avantageusement de financer l'implantation de telles stations embarquées 16, notamment lorsqu'elles fonctionnent en régie municipale pour le ravitaillement d'une flotte de véhicules municipaux. L'invention a aussi pour avantage de réduire les nuisances liées à l'implantation des stations de rechargement de véhicules en air comprimé, dans la mesure où il n'est plus nécessaire qu'elles soient implantées à proximité d'une source d'énergie électrique pour l'entraînement en rotation du compresseur, ou à proximité d'une route permettant le ravitaillement du compresseur en carburant. L'invention retrouve son application quel que soit le type de bateaux ou de navires que l'on veut ravitailler en air comprimé, et quel que soit le type de cours d'eau, rivière, fleuve, etc.

Claims

REVENDICATIONS
1. Station (16) de rechargement en gaz sous pression, notamment en air comprimé, caractérisée en ce qu'elle comporte une turbine (30) entraînée par le débit de l'eau d'un cours d'eau (12) et qui entraîne un compresseur (28) de gaz, notamment d'air.
2. Stations (16) de rechargement en gaz sous pression selon la revendication précédente, caractérisée en ce qu'elle est implantée à proximité du cours d'eau (12).
3. Station (16) de rechargement en gaz sous pression selon la revendication 1. caractérisée en ce qu'elle est implantée à bord d'une embarcation qui flotte sur le cours d'eau (12).
4. Station (16) de rechargement en gaz sous pression selon revendication précédente, caractérisée en ce que l'embarcation est automobile.
5. Station (16) de rechargement en gaz sous pression selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce qu'elle comporte des moyens (26) de stockage dii gaz sous pression.
6. Station (16) de rechargement en gaz sous pression selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce qu'elle comporte au moins un poste (18, 22) pour le rechargement en air comprimé d'un ensemble consommateur d'air comprimé.
7. Station (16) de rechargement en gaz sous pression selon la revendication précédente, caractérisée en ce qu'elle comporte au moins un poste pour le rechargement du réservoir d'air comprimé à haute pression d'un véhicule nautique (14) ou terrestre (24).
8. Station (16) de rechargement en gaz sous pression selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce qu'elle comporte au moins une machine électrique tournante susceptible de fonctionner au moins en génératrice de courant en utilisant le gaz sous pression stocké dans la station comme source d'énergie.
9. Station (16) de rechargement en gaz sous pression selon la revendication précédente, caractérisée en ce que la génératrice de courant appartient à un groupe électrogène, notamment de secours.
10. Station (16) de rechargement en gaz sous pression selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisée en ce que la turbine hydraulique (30) est agencée au pied d'une chute naturelle ou artificielle du cours d'eau (12)
1 1 Station (16) de rechargement en gaz sous pression selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce qu'elle comporte des moyens d'affichage, notamment au moins un panneau publicitaire
12 Station (16) de rechargement en gaz sous pression selon la revendication précédente prise en combinaison avec la revendication 3, caractérisée en ce que le panneau publicitaire est porté par un élément structurel rapporté sur l'embarcation ou est constitué par la face externe d'une partie de la coque de l'embarcation
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