(57)【要約】エネルギー変換システム（１）であって、少なくとも１つの案内チャネル（３）を画定する支持構造（２）と、圧縮構成と拡張構成との間および拡張構成と圧縮構成との間の少なくとも複数の伸張要素（４）であって、当該複数の伸張要素（４）が浸る流体（１００）の容積を移動させるように構成され、容積は、各伸張要素（４）の拡張構成と圧縮構成との間の所定の容積差と等しい。複数の伸張要素（４）は、複数の伸張要素（４）の切り換え中、案内チャネル（３）に沿ってスライドするように構成される。複数の伸張要素（４）の切り換え中、システム（１）は、位置エネルギーの有用なエネルギーへの変換を決定し、その値は、拡張構成（４）の複数の伸張要素（４）によって変位した流体（１００）の全容積、および、流体（１００）の自由表面（１１０）に対して伸張要素（４）によって到達される深さ（Ｈ）に比例する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
エネルギー変換システム（１）であって、
少なくとも１つの案内チャネル（３）を画定する支持構造（２）と、
圧縮構成と拡張構成との間および拡張構成と圧縮構成との間で切り換え可能である少なくとも複数の伸張要素（４）であって、当該複数の伸張要素（４）が浸ることができる流体（１００）の容積を移動させるように構成されており、前記容積は、各伸張要素（４）の前記拡張構成と前記圧縮構成との間の所定の容積差と等しく、前記複数の伸張要素（４）は、互いの間で相互接続された、好ましくは水密で前記流体（１００）中に所定の深さ（Ｈ）で置かれた伸張要素のパイルを構成するよう配置されており、各伸張要素（４）は、ロック装置によって個々にかつ可逆的に前記支持構造（２）に結合されている、複数の伸張要素（４）と、
前記支持構造（２）に動作可能に連結された前記複数の伸張要素（４）の移動アセンブリ（５）であって、前記移動アセンブリ（５）は、前記パイルの少なくとも１つの伸張要素に作用する張力によって前記圧縮構成から前記拡張構成に伸張要素の前記パイルを切り換えるように構成される、移動アセンブリ（５）と、を備え、
前記複数の伸張要素（４）は、前記複数の伸張要素（４）の前記圧縮構成から前記拡張構成への切り換え中、および前記拡張構成から前記圧縮構成への切り換え中に、前記案内チャネル（３）に沿ってスライドするように構成され、
前記複数の伸張要素（４）の前記圧縮構成から前記拡張構成への前記切り換えの結果として、前記システム（１）は、位置エネルギーの有用なエネルギーへの変換を決定し、その値は、前記拡張構成（４）の前記複数の伸張要素（４）によって変位した前記流体（１００）の全容積、および、前記流体（１００）の自由表面（１１０）に対して前記パイルの前記複数の伸張要素によって到達される深さ（Ｈ）に比例する、エネルギー変換システム（１）。
【請求項２】
前記複数の伸張要素（４）が、前記流体（１００）の自由表面（１１０）から離れて延びるように互いに相互接続された伸張要素のパイル状に配置される、請求項１に記載のシステム。
【請求項３】
前記複数の伸張要素（４）が、前記流体（１００）の自由表面（１１０）に向かって延びるように互いに相互接続された伸張要素のパイル状に配置される、請求項１に記載のシステム。
【請求項４】
前記エネルギー変換システム（１）が、貯蔵可能な運動エネルギーおよび／または位置エネルギーとして利用可能な有用なエネルギーへの位置エネルギーの変換を決定するように構成され、好ましくは前記有用なエネルギーは、所定の質量を有する物体（Ｂ）を移動させることによって利用可能な運動エネルギー、または発電機を駆動し電力を生成するために利用可能な運動／位置エネルギーである、請求項１に記載のシステム（１）。
【請求項５】
前記移動アセンブリ（５）が、他の伸張要素（４）に接続された、前記パイルの伸張要素（４）に能動的な張力を加えるように構成される、請求項１に記載のシステム。
【請求項６】
前記複数の伸張要素（４）の伸張のために前記移動アセンブリ（５）によって及ぼされる前記張力が、前記伸張要素の前記パイルに対する流体（１００）コラム（１２０）の高さ、および前記拡張構成に切り換えられた伸張要素（４）の数に比例する、請求項１に記載のシステム（１）。
【請求項７】
上部伸張要素を前記自由表面（１１０）から所定の深さ（Ｈ）にするために前記パイルの前記伸張要素（４）を前記圧縮構成から前記拡張構成に切り換える仕事は、前記流体（１００）の前記全変位容積を前記流体（１００）の前記自由表面（１１０）から同じ距離（Ｈ）にするのに使用可能な仕事以下である、請求項１から６の１または複数に記載のシステム（１）。
【請求項８】
前記拡張構成における前記複数の伸張要素（４）が、好ましくは、前記圧縮構成における容積よりも約１．１から２．５倍大きい容積を有し、さらにより好ましくは、前記拡張構成における前記複数の伸張要素（４）は、前記圧縮構成における容積の少なくとも２倍に等しい容積を有する、請求項１から７の１または複数に記載のシステム（１）。
【請求項９】
各伸張要素（４）が、変形可能および／または伸張可能な接続周壁（４ｃ）を介して互いに動作可能に連結された凸状閉鎖上壁（４ａ）および凹状底壁（４ｂ）を有する、請求項１から８の１または複数に記載のシステム（１）。
【請求項１０】
前記接続周壁（４ｃ）が、圧縮された伸張要素（４）の構成で互いに折り畳み可能であり、かつ、拡張された伸張要素（４）の構成でほどかれる、不透過性の弾性タイプの鞘または複数の不透過性の剛性要素の組み立てによって作られている、請求項９に記載のシステム（１）。
【請求項１１】
前記接続周壁（４ｃ）が、弾性タイプの単一の防水鞘によって、または前記パイルの前記上部伸張要素（４ｓ）から下部伸張要素（４ｄ）まで延びる複数の不透過性の剛性要素の単一の構成によって実現される、請求項９に記載のシステム（１）。
【請求項１２】
前記複数の伸張要素（４）が、機械的にかつ液密に互いに接続されるように構成された相互接続手段（６）を有し、好ましくは前記相互接続手段（６）は流体密封手段であり、前記相互接続手段（６）は、パイル内に配置された伸張要素（４）の状態において、伸張要素（４）の流体の連通をその前および／または後の伸張要素（４）と共に提供するように構成された連通路（７）を有する、請求項１から１１の１または複数に記載のシステム（１）。
【請求項１３】
前記連通路（７）が少なくとも前記上部伸張要素（４ｓ）から前記下部伸張要素（４ｄ）まで延び、前記伸張要素（４）の前記圧縮構成と前記拡張構成との間の対応する長さ、および前記拡張構成と前記圧縮構成との間の対応する長さを変え、好ましくは、前記連通路（７）は、ある伸張要素（４）と隣接する伸張要素（４）との間に配置された複数のセクタを備える、請求項１２に記載のシステム（１）。
【請求項１４】
前記支持構造（２）が、収容タンクまたは天然の流域の底部に載置するのに適した下部載置基部（２ａ）と、前記載置基部（２ａ）に動作可能に連結され、前記伸張要素（４）の少なくとも１つのパイルを前記流体の前記自由表面（１１０）のより高い高さから前記流体（１００）の所定の深さ（Ｈ）に、および前記所定の深さ（Ｈ）から前記より高い高さに動かすように構成される上部保持部材（２ｂ）とを備える、請求項１から１３の１または複数に記載のシステム（１）。
【請求項１５】
前記ロック装置は、伸張要素（４）の前記底壁（４ｂ）を前記支持構造（２）と可逆的に結合するように構成される、請求項１に記載のシステム。
【請求項１６】
エネルギー変換方法であって、
請求項１から１３の１または複数に記載のエネルギー変換システム（１）を配置するステップと、
流体（１００）の天然の流域または流体（１００）の収容タンクの内部に複数の伸張要素（４）を前記圧縮構成で配置するステップであって、前記上部伸張要素（４ｓ）が前記流体（１００）の自由表面（１１０）の下に配置される、ステップと、
前記移動アセンブリ（５）の作用によって、少なくとも１つの伸張要素（４）を前記圧縮構成から前記拡張構成に切り換えるステップと、
空気の塊を拡張された伸張要素（４）からその下の圧縮された伸張要素（４）に移動させ、前記伸張要素（４ｓ）の前記圧縮構成を回復させ、その下の前記伸張要素（４）を拡張させるステップと、
所定の質量を有する物体（Ｂ）を移動させることによって、拡張構成に配置された前記下部伸張要素（４ｄ）に作用するアルキメデス推力（Ｓ）を運動エネルギーに変換し、好ましくは前記運動エネルギーを前記物体「Ｂ」の運動量の形で蓄積するステップと、および／または
発電機の駆動により、前記下部伸張要素（４ｄ）に作用するアルキメデス推力（Ｓ）を電気エネルギーに変換するステップと、
前記複数の伸張要素（４）の切り換え中に変位した流体（１００）の容積を回収し、および／または変換要素を動作させるために前記容積の運動エネルギーおよび／または位置エネルギーを利用するステップであって、好ましくは前記変換要素が発電機のインペラを備える、ステップと、および／または
所定の質量を有する物体（Ｂ）を移動させることによって位置エネルギーを運動エネルギーに変換し、好ましくは前記運動エネルギーを前記物体（Ｂ）の運動量の形で蓄積するステップと、を含む方法。
【請求項１７】
前記移動アセンブリ（５）の作動によって前記複数の伸張要素（４）を前記圧縮構成から前記拡張構成に切り換えるステップと、
前記パイルの前記伸張要素（４）を好ましくは初期位置に対して水平方向の態様に配置するステップであって、これにより各伸張要素（４）が前記流体（１００）の自由表面（１１０）から同じ距離（Ｈ）に配置される、ステップと、
所定の質量を有する物体（Ｂ）を移動させることによって、前記流体（１００）に浸された前記複数の前記伸張要素（４）に作用するアルキメデス推力（Ｓ）を運動エネルギーに変換し、好ましくは前記運動エネルギーを前記物体（Ｂ）の運動量の形で蓄積するステップと、および／または
所定の質量（Ｂ）を有する物体を移動させることにより、前記流体（１００）に浸漬された前記流体（１００）に浸漬された前記複数の前記伸張要素（４）に作用するアルキメデス推力（Ｓ）を位置エネルギーに変換するステップと、および／または
発電機の作動によって、前記流体（１００）に浸された前記流体（１００）に浸された前記複数の前記伸張要素（４）に作用するアルキメデス推力（Ｓ）を電気エネルギーに変換するステップと、を含む、請求項１６に記載の方法。
【請求項１８】
前記複数の伸張要素（４）の前記拡張構成において、前記上部伸張要素（４ｓ）が前記流体（１００）の自由表面（１１０）の下または前記自由表面に配置されるように、前記天然の流域または前記収容タンク内の前記流体（１００）のレベルを回復するステップとを含む、請求項１６または１７に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はエネルギー変換システムに関する。
【０００２】
特に、本発明は、重力および／または運動エネルギーを、やはり利用可能な位置エネルギーまたは利用可能な運動エネルギーであり得る有用なエネルギーに変換するためのシステムに関する。
【０００３】
実際、本発明は、上述の有用なエネルギーを使用し、それを例えば所定の質量を有する物体と関連付けまたは流体と関連付けまたは異なる密度の流体に浸漬された密度を有する物体と関連付けた運動エネルギーおよび／または位置エネルギーの形で伝達／変換するように構成されたエネルギー変換システムに関する。特に、本発明の独創的概念によれば、有用なエネルギーの別の形態のエネルギーへの伝達／変換の概念は、所定の質量を備えた物体を徐々に加速する段階または水平基準と比較して流体をある量に至らせる段階を含んでもよい。
【背景技術】
【０００４】
最新技術では、最も一般的なエネルギー変換システムは、例えば、動作型または駆動型の流体（動的）機械に関するものである。動作型の流体機械の場合、機械から流体へのエネルギー変換、したがって、例えば機械的エネルギーの、位置および／または運動タイプのエネルギーへの変換／伝達を得ることが可能である。駆動型の流体機械の場合、流体から機械自体へのエネルギー変換、したがって運動および／または位置エネルギーの機械的エネルギーへの変換／伝達を得ることが可能である。最も知られている流体機械のより実用的な例は、水または風のエネルギーを利用してグラインダまたは水蒸気のような、圧力下で流体を使用するより複雑な機械を操作する粉砕機である。
【０００５】
最新技術では、ＵＳ５４３０３３３に示されているような既知の流体機械は、機械自体の構造上の構成、そしてとりわけ機械と流体との間の、およびその逆の相互作用プロセスに含まれる物理現象によるいくつかの制限を受ける。換言すれば、機械自体の効率値を考慮して各流体機械を分類し評価することが可能である。エネルギー変換は、摩擦および/または関連する熱的効果の形でエネルギー変換の散逸を伴うという事実を考慮すると、流体機械は非高効率値を有することが知られている。
【発明の概要】
【０００６】
これに関連して、本発明の根底にある技術的課題は、上述した既知の技術の欠点および制限を克服するエネルギー変換システムおよび対応する変換方法を提案することである。
【０００７】
特に、本発明の目的は、重力エネルギー、運動エネルギー、または他のタイプのエネルギー、例えば、２つの物体／流体の間の密度の差から生じるエネルギーを、例として、運動または位置タイプのエネルギー、または両方の組み合わせであり得る有用なエネルギーの形で利用／変換することを可能にするエネルギー変換システムおよび対応する変換方法を提供することである。
【０００８】
本発明のさらなる目的は、エネルギー変換に関して高い効率値、すなわち既知のタイプの機械およびシステムに対してより高い効率値を有するエネルギー変換システムおよび対応する変換方法を提供することである。
【０００９】
本発明のさらに別の目的は、可逆的であり、既知のタイプの可逆システム／機械に対して高い効率値を維持しながら、少なくとも部分的に、別の種類のエネルギーの形態でシステムに供給されるエネルギー回収を可能にするエネルギー変換システムおよび対応する変換方法を提供することである。
【００１０】
言及された技術的課題および示された目的は、添付の特許請求の範囲の請求項の１つまたは複数に記載されている技術的特徴を含むエネルギー変換システムおよび対応する方法によって実質的に達成される。
【００１１】
従属請求項は本発明の可能な実施形態に対応する。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
本発明のさらなる特徴および利点は、添付の図面に示されるように、エネルギー変換システムおよび対応する方法の、例示的であるがそれに限定されない、したがって非限定的な好ましい実施形態の説明からより明らかになるであろう。
【図１】本発明によるエネルギー変換システムの概略側面図である。
【図２Ａ】図１のシステムの動作段階を概略的に示す図である。
【図２Ｂ】図１のシステムの異なる動作段階を概略的に示す図である。
【図２Ｃ】図１のシステムの異なる動作段階を概略的に示す図である。
【図３Ａ】部分的に隠れている他の部分をよりよく強調するために、欠けている部分がいくつかある図１のシステムを概略的に示す図である。
【図３Ｂ】異なる動作構成における図３Ａのシステムを概略的に示す。
【図４Ａ】部分的に隠れている他の部分をよりよく強調するために、さらに欠けている部分を含む図１のシステムを平面図で示す。
【図４Ｂ】図４Ａのシステムを横方向に示す図である。
【図５】図１のシステムのさらなる異なる動作段階を概略的に示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
本発明の好ましい実施形態によれば、非限定的な例として、エネルギー変換システムは、添付の図１から図６に参照番号１で示されている。
【００１４】
エネルギー変換システム１は、流体１００内で動作するように構成される。
【００１５】
好ましくは、上記の流体１００は水である（汽水、淡水、または他の酸性物質もしくは他の種類の物質を添加した水の間でいかなる制限もない）。
【００１６】
言い換えれば、変換システム１は、淡水の流域、水を入れた収容タンクに浸されて動作することができ、または海上または湖中で動作することができる。変換システム１の説明のために特に興味深いのは、閉鎖流域の自由表面であるか、または海もしくは湖の自由表面であるかにかかわらず、前述の流体１００の自由表面１１０への言及である。
【００１７】
具体的には、エネルギー変換システム１は、収容タンクまたは上述の天然の流域の底部に載るのに適した下部支持基部２ａと、支持基部２ａと動作可能に関連付けられた上部支持要素２ｂとを有する支持構造２を備える。
【００１８】
本発明の独創的概念によれば、支持構造２は少なくとも１つの案内チャネル３を画定するように構成される。案内チャネル３は、少なくとも支持構造２の支持要素２ｂから支持基部２ａまで延びるようになっている。好ましくは、支持構造２は、非限定的な例として図１に示されるように、互いに平行に配置されたいくつかの案内チャネル３を画定するように構成される。
【００１９】
変換システム１はさらに、前述の流体１００に浸すことができる少なくとも複数の伸張要素４を備える。
【００２０】
好ましくは、変換システム１は、前述の流体１００に浸すことができる少なくとも１つの複数の防水の伸張要素４を含む。
【００２１】
各案内チャネル３は、好ましくはパイル（pile）として幾何学的に配置され、すなわち、一方が他方の上に積み重ねられ、かつ機械的に水密に相互接続された、対応するそれぞれの複数の伸張要素４を収容するように構成される。
【００２２】
変換システム１の動作要件によれば、伸張要素４のパイルは、それが設置されるチャネルに容易に挿入したりそこから取り外したりすることができる。起こり得る取り外しは、例えば、システムメンテナンスを実行するため、またはパイル内の伸張要素４の数を増減するために有用であり得る。
【００２３】
詳細には、伸張要素４は、例えば、以下により詳細に説明される拡張／収縮手順によって到達することができる内部容積を変化させることによって、圧縮構成と拡張構成との間で、逆の場合も同じように、その状態を切り換えるように構成される。それは、要素４が浸漬される流体によって加えられる圧力を受けた場合でも、伸張要素４の構造は比較的剛性で変形不可能なままであるようなものであるという事実に注意を引くことを意図している。
【００２４】
好ましくは、拡張構成の伸張要素４は、好ましくは圧縮構成の伸張要素４が有するかさ容積の少なくとも２倍に等しいかさ容積を有する。
【００２５】
さらに、各伸張要素４は、ロック装置によって個々にかつ可逆的に支持構造２に拘束される。換言すれば、各個々の伸張要素４は、各伸張要素４の動きもパイルを形成する他の任意の伸張要素４の動きに対して独立しているように、支持構造２に個々に固定することができる。例えば、本発明によるシステムでは、パイル全体の変位を必要とせずに個々に動かすことができる伸張要素４を除いて、パイルのすべての伸張要素４をロックしたままにすることが可能である。
【００２６】
変換システム１の案内チャネル３は、前述の可逆的切り換え中に案内チャネル３の展開全体に沿って伸張要素４をスライドさせることができるように構成される。実際、伸張要素４は、その切り換え中に対応するそれぞれの案内チャネル３に沿ってスライドするように構成される。
【００２７】
好ましくは、支持構造２は、非限定的な例として図４Ａに示された、各案内チャネル３の端部に配置され、伸張要素４の支持構造２に対する低摩擦のスライドを可能にするように構成されるスライド要素２ｃを備える。
【００２８】
この目的のために、エネルギー変換システム１は、複数の伸張要素４の構成切り換えに使用することができる張力を発生するように構成された移動アセンブリ５を備える。
【００２９】
言い換えれば、エネルギー変換システム１は、支持構造２と動作可能に関連する複数の伸張要素４を切り換えるための移動アセンブリ５を備え、移動アセンブリ５は、パイルの少なくとも１つの伸張要素に能動的な張力を加えることによって、案内チャネル３に沿って伸張要素４のパイルを圧縮構成から拡張構成に切り換えるように構成される。
【００３０】
非限定的な例として、エネルギー変換システム１の動作中に含まれる摩擦によるエネルギー損失の決定された割合は、（例えば、前述の張力によって）システムに導入される全エネルギーの１％から３％の間であることに留意されたい。好ましくは、本発明の変換システム１における摩擦によるエネルギー損失は、変換システム１に供給される全エネルギーの約２．５％の値である。
【００３１】
好ましい実施形態によれば、図２Ａおよび図２Ｂに詳細に示されるように、移動アセンブリは、流体１００の自由表面１１０から離れるように移動する少なくとも１つの伸張要素４の拡張を引き起こすように、その結果として、上方にあり得る伸張要素（４）の対応する収縮を引き起こすように、パイルの少なくとも１つの伸張要素４に張力を及ぼす。言い換えれば、拡張状態の移動は、下にある伸張要素を覆う上部の伸張要素から決定される。
【００３２】
例えば図２Ｃに示されるさらなる可能な実施形態によれば、移動アセンブリは、流体１００の自由表面１１０に向かって少なくとも１つの伸張要素４の拡張を引き起こすように、パイルの伸張要素４に張力を及ぼす。好ましくは、移動アセンブリ５は支持構造２の支持要素２ｂに動作可能に関連付けられているが、移動アセンブリ５は流体１００の自由表面１１０の上下両方で、すなわち、エマージョン（emersion）と浸水（immersion）の両方で動作するように構成される。
【００３３】
例として、移動アセンブリ５は、添付の図１から図４Ｂには示されていない、ホイスト作動式移動システム、機械式レバーシステム、または油圧および／または空気圧システムを備えてもよい。
【００３４】
好ましくは、移動アセンブリ５は、流体１００の自由表面１１０よりも大きい高さから流体１００内における予め定められた深さ「Ｈ」まで、逆の場合も同じように、伸張要素４の少なくとも１つのパイルを移動するように構成される。
【００３５】
特に、移動アセンブリ５は、添付の図２Ａおよび図２Ｂに非限定的な例として示されるように、所定の案内チャネル３内に順番に配置された伸張要素４のパイルの少なくとも１つの伸張要素に機械的に接続される。移動要素５を少なくともパイルの上部伸張要素４ｓおよび下部伸張要素４ｄと接続することで、パイルの他の伸張要素４間の防水相互接続と共に、伸張要素４が、要素４のパイルの展開方向に沿って長手方向に延びる単一の巨大なベローズ膜の一部であるかのように、ベローズ効果を持つ複数の伸張要素４を切り換えることができる。
【００３６】
本発明の変換システム１の好ましい実施形態によれば、支持構造２の各案内チャネル３は垂直に配置される。
【００３７】
したがって、上述の２つの動作構成の間の切り換え中の伸張要素４ａのスライド移動さえも垂直方向に行われ、さらに、伸張要素４のパイルの展開方向が垂直に配置されることになる。
【００３８】
伸張要素４に関して、それらは、各伸張要素４の拡張構成および圧縮構成からの切り換えで得られる全容積の差に等しい、それらが浸されている流体１００の全容積を動かすように構成される。
【００３９】
添付の図３Ａおよび図３Ｂに概略的に示される各伸張要素４の構造に関して、各伸張要素４は、変形可能および／または伸張可能な接続周壁４ｃによって互いに動作可能に結合された閉鎖上壁４ａおよび閉鎖底壁４ｂを有する。好ましくは、上壁４ａおよび底壁４ｂは流体力学的形状で成形されている、すなわち、流体１００との動摩擦を低減するように方向付けられている。さらに好ましくは、上壁４ａは凸形状をしており、底壁４ｂは凹形状をしている。
【００４０】
接続周壁４ｃは、不浸透性の弾性タイプの鞘（sheath）によって、または圧縮された伸張要素４の構成で互いに折り畳み可能でありかつ拡張された伸張要素４の構成でほどかれる複数の剛性要素（図示せず）の組み立て（composition）によって作られる。
【００４１】
図示されていない剛性要素は、これまで伸張要素４の構造に関して説明したように、本発明の独創的概念に従って採用することができる技術的解決策においていかなる制限もなく、不透過性かつ耐圧性であるように構成される。
【００４２】
接続周壁４ｃの前述の変形能力は、パイルの拡張構成から圧縮構成への切り換え中に、および逆の場合も同じように、各伸張要素４の底壁４ｂと上壁４ａとの接近／離間を可能にする。
【００４３】
さらなる可能な実施形態によれば、周壁４ｃは、すべての伸張要素４に共通の単一の変形可能および／または伸張可能な接続要素、したがって、少なくともパイルの上部伸張要素４ｓから下部伸張要素４ｄまで延びる要素によって形成される。
【００４４】
上述のように、伸張要素４は、互いに機械的に接続されるように構成された相互接続手段６を有する。
【００４５】
好ましくは、相互接続手段６も、互いに水密に機械的に接続されるように構成される、すなわち、相互接続手段６は防水型である。
【００４６】
添付の図面には詳細に示されていないが、相互接続手段６は、伸張要素４とその上下の隣接要素との間の機械的接続を可能にする。特に、本発明の好ましい実施形態によれば、相互接続手段６は、上述の上部伸張要素４ｓを含む各伸張要素４の各上壁４ａおよび底壁４ｂに配置される。
【００４７】
各伸張要素４は、非限定的な例として添付の図３Ａおよび３Ｂに示される、パイルの伸張要素４を隣接する他の伸張要素４と、またはパイル内のそれの前後にあるそれらの伸張要素４と流体連通するように構成される連通路７を備える。好ましくは、異なる実施形態では、連通路７は、上部伸張要素４ｓの閉鎖上壁４ａから外側に向かって出るようになっている。
【００４８】
連通路７は、少なくともパイルの上部伸張要素４ｓから下部伸張要素４ｄまで延びており、圧縮構成と拡張構成との間で、および逆の場合も同じように、パイルの高さに応じてそれ自体の長さを変えるようになっている。
【００４９】
連通路７は、伸張要素４が、圧縮構成と拡張構成との間で、および逆の場合も同じように、それらの状態を切り換える間に、外気とパイル内に既に存在する空気との両方で拡張／収縮することを可能にする。
【００５０】
好ましくは、連通路７は、少なくとも上部伸張要素４ｓから延びて、流体１００の自由表面１１０を乗り越えて外部と流体連通する。
【００５１】
一実施形態では、非限定的な例として示されるように、連通路７は、伸張要素４自体を分割するダイヤフラムを貫通するチューブとして、伸張要素４と隣接する伸張要素４（例えば上下）との間に挟まれたセクタを備える。
【００５２】
異なる実施形態では、連通路７は、下部伸張要素４ｄから上部伸張要素４ｓまで、パイルの全ての伸張要素４を貫通する伸張テレスコピックチューブを備えることができる。
【００５３】
図示されていない別のさらなる実施形態では、連通路７は、例えば、既に知られている最新技術におけるシール配管システムおよび流体接続技術によって、システム１の１つまたは複数のスライド要素２ｃに沿って得ることができる。
【００５４】
実際、各伸張要素４間の機械的タイプの相互接続は、少なくともパイルの２つの端部のうちの一方に位置する伸張要素４、すなわち上部伸張要素４ｓまたは下部伸張要素４ｄに対して行われる牽引／圧縮作用を可能にし、圧縮構成と拡張構成との間の、および逆の場合も同じように、切り換えのトリガを可能にし、変換システム１の伸張要素４のパイルの昇／降を可能にする。一方、連通路７は、切り換え中に接続周壁４ｃの変形に対する反応として、パイルの各伸張要素４からの自然発生的な空気の流入／流出を許容する。
【００５５】
好ましい実施形態によれば、各伸張要素４は、支持構造２へのコマンドによって個々に束縛され、伸張要素４のパイルが挿入される案内チャネル３を可逆的に画定する。
【００５６】
このようにして、連通路を介してパイル内に導入されたある量の空気をパイルの一の伸張要素４から別のものへ効率的に移送することが可能である。
【００５７】
この実施形態は、支持構造の底部に向かって張力を加え、次に、流体１００の自由表面１１０から離れるように伸張本体４の拡張を決定する移動アセンブリ５を使用してシステムが製造される場合に特に有用である。
【００５８】
実際、今概説した状況では、連通路７によってパイル内に導入されたある量の空気を一の伸張要素４から別のものへ効率的に移送することが可能である。
【００５９】
上部伸張要素４ｓの上面４ａに張力を加え、下面４ｂをロックした状態に維持し、直下の伸張要素の上面４ａをロックした状態（したがって底壁４ｂを自由に下方に移動できる状態）に維持し、同時に下部伸張要素の壁４ｂに同じ張力を加えることにより、他のすべての伸張要素４は移動可能かつ非拡張的であるが、上部伸張要素４ｓは収縮され、その中に含まれる空気は直下の伸張要素４に移送され、次いで当該伸張要素４は拡張構成になる。
【００６０】
したがって、下部伸張要素４に向かって空気を移動させるために、収縮させるべき伸張要素の下面４ｂおよび拡張させるべき要素の上面４ａをロックしたまま、動作を繰り返すことで十分である。
【００６１】
その結果、支持構造２によって画定された案内チャネル３の底部に向かって空気の塊の漸進的な変位が得られ、単に蓄積される位置エネルギーが増加する。
【００６２】
本発明の独創的概念によれば、伸張要素４を圧縮構成から拡張構成に切り換えることによるエネルギー変換システム１は、位置エネルギーの有用なエネルギーへの変換を決定し、その値は拡張構成の伸張要素４によって変位した流体１００の全容積および流体１００の自由表面１１０に対して拡張構成のパイルの伸張要素が到達する深さ「Ｈ」に比例する。
【００６３】
本発明の独創的概念によれば、エネルギー変換システム１は、アルキメデス推力（Archimedean thrust）「Ｓ」の形で拡張構成から伸張要素４によって蓄積されたエネルギーを切り換えるように構成され、完全に拡張されたパイルは流体１００の自由表面１１０の下に距離をおいて配置されているので、有用なエネルギーにおいてその値は、伸張要素４のパイルが前述の自由表面１１０に対して持つ平均距離（深さ）および拡張構成の伸張要素４によって変位した流体１００の全容積に比例する。
【００６４】
言い換えれば、システムが利用でき別の種類のエネルギーに変換することができる最大エネルギー源は、上述のように、自由表面１１０に対するパイルの距離に加えて、流体１００の密度と拡張された伸張要素４に含まれる流体（好ましくは大気）との間の異なる密度により生じるアルキメデス推力「Ｓ」によって与えられる。
【００６５】
本発明の独創的概念によれば、流体１００の自由表面１１０の下の所定の距離に配置された拡張した伸張要素４によってパイルに作用するアルキメデス推力「Ｓ」が、例えば、所定の質量の変位（以下の実施形態でより良く説明される）など、上述の他の態様に関して有用なエネルギーに変換可能なエネルギーの最大の寄与を決定する。添付の図５は、非限定的な例として、拡張した伸張要素４のパイルを、例えば移動アセンブリ５によって、回転させることができる変換システム１の実施形態を示し、すべての伸張要素４は、流体１００の自由表面１１０から同じ距離「Ｈ」を有し、漸進的かつ均一な方法でエネルギーを切り換えるためにアルキメデス推力「Ｓ」を利用する。
【００６６】
特に、エネルギー変換システム１は、位置エネルギーを、機械システムまたは油圧または他のタイプのシステムによって貯蔵することができる運動エネルギーおよび／または位置エネルギーの形で利用することができる有用エネルギーに変換することを決定するように構成される。
【００６７】
位置エネルギーを運動エネルギーおよび／または位置エネルギーに貯蔵／変換することを可能にするエネルギー変換システム１の例は、添付の図２Ａおよび２Ｂに概略的に示されている。
【００６８】
好ましくは、本発明の変換システム１から変換によって得られる有用なエネルギーは、例えば上記の図２Ａおよび図２Ｂに示されるように、所定の質量を有する物体「Ｂ」を動かすことによって利用可能な運動エネルギーである。好ましくは、本発明のエネルギー変換システム１は、ある量の運動量を物体「Ｂ」に伝達することによって、変換から得られる有用なエネルギーを利用および／または蓄積することを可能にする。
【００６９】
あるいは、非限定的な例として、エネルギー変換システム１は、インペラと、発電機または、添付の図には示されていない、例えばバラスト要素「Ｚ」のカテナリー（catenary）などのシステムの使用条件に応じて可変質量を有する他の物体とを備える変換手段を備える。
【００７０】
本発明の変換システム１から変換によって得られる有用なエネルギーは、伸張要素４の圧縮構成から拡張構成への切り換え中に変位した流体１００の容積に正比例する。
【００７１】
既に述べたように、移動アセンブリ５は、少なくとも伸張端部要素４ｓから４ｄに能動的な張力を加えることによって、１つまたは複数の伸張要素４を圧縮構成から拡張構成に変換することを可能にする。
【００７２】
本発明の変換システム１の機能的構成によれば、移動アセンブリ５によって及ぼされる前述の張力がパイルを主張する流体１００のコラム１２０の高さおよび実際に拡張構成に切り換えられた伸張要素４の数に比例するという事実に注目することを意図している。
【００７３】
これは、１つまたは複数の伸張要素４の部分的ではあるが不完全な拡張された切り換えであっても、すでに述べたように、それは、好ましくは少なくとも１００％でなければならない、伸張要素４の容積増加の所定の最適値に達しないとしても、流体１００の決定される容積の変位に寄与し、したがって変換システム１自体によって変換可能な有用なエネルギーの変化量（rate）または割合（percentage）を増加させることを意味する。
【００７４】
これまで、本発明の変換システム１は、伸張要素４を圧縮構成から拡張構成に切り換える際の構造的および機能的な態様で説明されてきた。
【００７５】
しかしながら、エネルギー変換システム１は、システム自体の初期動作状態を回復させる切り換え、すなわち、拡張（完全または部分的）構成から圧縮構成の伸張要素の切り換えも管理するように構成される。
【００７６】
本発明の独創的概念によれば、伸張要素４の拡張構成から圧縮構成への切り換えは、明らかに（完全または部分的な）拡張構成からはじまる少なくとも各伸張要素４に作用する重力の作用によって行われる。
【００７７】
言い換えれば、本発明のエネルギー変換システム１は、各伸張要素４の構造に作用する重力を利用することによって、および／または流体１００自体に浸漬され場合に各伸張要素４の外面に流体１００が及ぼす圧力によって、伸張要素の初期構成を回復するようなものである。伸張要素４の圧縮構成の回復中に、同じ要素４に含まれるある量の超過空気が、浸漬中に行われると、上述の連通路７を通って逃げる。同じ連通路７は、収縮してそれ自体の長さを短くするように構成される。
【００７８】
本発明の独創的概念によれば、エネルギー変換システム１は、パイルの伸張要素４を圧縮構成から拡張構成に切り換えて上部伸張要素４ｓを自由表面１１０からの所定の深さ「Ｈ」にする仕事が流体１００の自由表面１１０から同じ距離に変位した流体１００の前記全容積をもたらすのに使用可能な仕事に等しいように構成される。
【００７９】
好ましくは、エネルギー変換システム１は、パイルの伸張要素４を圧縮構成から拡張構成に切り換えて上部伸張要素４ｓを自由表面１１０から所定の深さ「Ｈ」にする仕事が流体１００の自由表面１１０から同じ距離「Ｈ」に変位した流体１００の全容積をもたらすのに使用可能な仕事以下であるように構成される。
【００８０】
本発明によれば、上述のエネルギー変換システム１は、単一の案内チャネル３および単一の伸張要素４を備えることができ、伸張要素４の圧縮構成から拡張構成への切り換え中に、有用なエネルギーへの位置エネルギーの変換を可能にし、その値は、流体の前記自由表面１１０に対して上述の伸張要素４によって到達される深さ「Ｈ」および拡張構成の伸張要素４によって変位した流体１００の全容積に比例する。
【００８１】
自由表面１１０から所定の深さ「Ｈ」に伸張要素４をもたらすために唯一の伸張要素４を圧縮構成から拡張構成に切り換えるための仕事は、自由表面１１０から同じ距離「Ｈ」だけ変位した流体１００の全容積をもたらすために使用可能な仕事以下であることが好ましい。
【００８２】
本発明の独創的概念に従って、エネルギー変換方法が規定され、当該方法は、
上記のようにエネルギー変換システム１を配置するステップと、
流体中に浸漬された案内チャネル内に複数の伸張要素４を圧縮構成で配置するステップであって、前記上部伸張要素４ｓが流体１００の自由表面１１０の下に配置される、ステップと、
１つまたは複数の伸張要素４を切り換えるステップと、
空気をより低い伸張要素に移動させるための操作を繰り返すステップと、
前記伸張要素４の切り換えによって変位した流体１００の容積を回収する、および／または流体１００の前記容積の運動エネルギーおよび／または位置エネルギーを利用してシステム１の変換要素、好ましくは発電機のインペラを備える変換要素を動作させるステップと、および／または、
所定の質量を有する物体「Ｂ」を移動させることによって位置エネルギーを運動エネルギーに変換し、好ましくは前記運動エネルギーを物体「Ｂ」の運動量の形で蓄積するステップと、を含む。
【００８３】
上述したことに加えて、非限定的な例として添付の図５においてより良く示されるエネルギー変換方法は、
移動アセンブリ５を操作することによって、伸張要素４を圧縮構成から拡張構成に切り換え、各伸張要素４が前記流体１００の自由表面１１０から同じ距離「Ｈ」で配置されるように、初期位置に対して水平方向の態様においてパイルの伸張要素４を配置するステップと、
所定の質量を有する物体「Ｂ」を移動させることによって、流体１００に浸漬された複数の伸張要素４に作用するアルキメデス推力「Ｓ」を運動エネルギーに変換し、好ましくは前記運動エネルギーを前記物体「Ｂ」の運動量の形で蓄積するステップと、および／または、
所定の質量を有する物体「Ｂ」を動かすことによって、流体１００に浸漬された複数の伸張要素４に作用するアルキメデス推力「Ｓ」を位置エネルギーに変換するステップと、および／または、
流体１００に浸された複数の伸張要素４に作用するアルキメデス推力「Ｓ」を、発電機（図６には示されていない）によって電気エネルギーに変換するステップと、の一連のステップを含む。
【００８４】
上記に加えて、エネルギー変換方法は、伸張要素４の拡張構成において上部伸張要素４ｓが流体１００の自由表面１１０の下に配置されるように、天然の流域または収容タンクに含まれる流体１００のレベルを回復するステップを含む。
【００８５】
好ましくは、エネルギー変換方法は、必要に応じて、伸張要素４の拡張構成において上部伸張要素４ｓが流体１００の自由表面１１０に配置されるように、天然の流域または収容タンクに含まれる流体１００のレベルを回復するステップを含む。
【００８６】
本発明は意図した目的を達成した。
【００８７】
有利には、本発明は、流体の自由表面に対する伸張要素の深さ値に比例して位置エネルギーの有用なエネルギーへの変換を得ることを可能にし、かつ伸張要素が拡張され、貯蔵可能／変換可能な有用なエネルギーの割合が増加しているエネルギー変換システムを提供する。
【００８８】
有利には、本発明は、圧縮構成から拡張構成への切り換えの結果として伸張要素が実行する経路に比例して増加する有用な仕事を決定することを可能にするエネルギー変換システムを提供する。
【００８９】
有利には、エネルギー変換システムは、各伸張要素が行う容積変動によって決定されるアルキメデス推力の成分（力の観点から）を利用することを可能にし、位置エネルギーおよび／または位置エネルギーの形でそれを変換／貯蔵し、または所定の質量を有する物体の運動量の増加させる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００９０】
【特許文献１】ＵＳ５４３０３３３
【図１】
2020505557.tif 000003
【図２Ａ】
2020505557.tif 000004
【図２Ｂ】
2020505557.tif 000005
【図２Ｃ】
2020505557.tif 000006
【図３Ａ】
2020505557.tif 000007
【図３Ｂ】
2020505557.tif 000008
【図４Ａ】
2020505557.tif 000009
【図４Ｂ】
2020505557.tif 000010
【図５】
2020505557.tif 000011
【国際調査報告】
2020505557.tif 000012
2020505557.tif 000013