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WO2010043735A1 - Central eléctrica de rotores marinos mecánicos - Google Patents

Central eléctrica de rotores marinos mecánicos Download PDF

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WO2010043735A1 PCT/ES2009/000501 ES2009000501W WO2010043735A1 WO 2010043735 A1 WO2010043735 A1 WO 2010043735A1 ES 2009000501 W ES2009000501 W ES 2009000501W WO 2010043735 A1 WO2010043735 A1 WO 2010043735A1
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Fermín CARABALLO SÁNCHEZ
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    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/30—Energy from the sea, e.g. using wave energy or salinity gradient

Definitions

  • the present invention relates to a marine platform that contains a shaft along its entire length in which free wheels are attached which in turn are attached to masts located flush with the surface of the water being at the ends of each of They buoys floating in the water.
  • the buoys when moving move the mast and this in turn moves the shaft that incorporates at its end an electric power generator.
  • the sea is the origin of numerous energy sources. Currently, some of them are exploited on a large scale, such as oil and gas. However, the exploitation of sustainable energy sources is also in full development: thus the shallow waters are the headquarters of wind farms; As for the power of the waves and the tides, it can also be transformed into electricity thanks to certain motor tide plants that are still not very widespread.
  • the document ES252554Y describes a cylinder closed by one of its ends and by another open and inside a valve that throws a large amount of force due to the pressure of the water and drifts it to a container creating a source of energy.
  • Document ES2273774T3 proposes a buoy that is anchored at a fixed point outside the sea and that by means of a drum is collected and released again into the water managing to generate air that is collected in a pneumatic accumulator that in small water courses that produced waterfalls and a small reservoir that by means of a simple mechanism moved the wheels of the mill.
  • Document ES2006585 narrates a wall anchored in the sea crossed by nozzles, these being perpendicular to the waves and collecting the air that is driven by the force of the waves in a container that serves as an energy generator.
  • Document ES493868A1 describes an installation based on propellers moved by the force of seawater that in turn move an axis that moves alternators. What is known in the state of the art has these drawbacks:
  • - Document ES2273774T3 proposes a buoy that is collected and released by a kind of drum that coils and unwinds a cable. In the same way, its installation must be attached to the coast with which the swell is smaller since it is in that place where the wave stops having more distance between the crest and the surface of the water.
  • - Document ES2006585 narrates an installation based on walls, nozzles, ducts so that it is the air that generates accumulated inside a container the energy that is intended to be created but is a very expensive installation for the energy that has been accumulated taking into account account that everything to be of steel. Also the fact of installing it is expensive.
  • each mast has a different length achieves a very global use of the force of the movement of the waves and also ensures that they do not meet each other.
  • Shaft movement is not generated until the two tracks of the freewheels coincide by performing a rotating movement stabilized by a flywheel.
  • It It is located parallel to the waves to collect all its strength
  • a hydroelectric plant of a dam is not described but with the same source, which is water, to create energy without impacting the environment.
  • the present invention is constituted from the following elements: A platform anchored on the seabed by legs, in the form of angles whose vertices support above said surface the platform.
  • the length of the platform is a function of the constitution of the seabed, geographical circumstances, legal or other procedures that may allow the total surface of the platform.
  • the aforementioned length of the platform directs parallel to the waves.
  • the width of the platform is of the optimal dimensions to allow the installation and maintenance of a number of supports, according to the total length, in which some bearings that maintain a shaft that occupies the entire length of the platform, one end of the platform, are coupled.
  • shaft incorporates a flywheel and at the other end is installed an electric power generator.
  • the operation begins when the buoys, moved by the waves, produce a linear displacement that when it coincides with the free rotation of the free wheels, has no effect on the axle and when it coincides with the coupling of the two tracks of the free wheels move the axle, as the odd freewheels couple in the opposite direction to the pairs, and the buoys corresponding to the odd ones and the pairs are located in the opposite direction, they achieve a rotating movement in the axle stabilized by the flywheel.
  • the length of the platform remains perpendicular to the waves.
  • a preferred embodiment of the proposed invention is constituted from the following elements: A platform (1) anchored in the seabed by legs (2), in the form of angles whose vertices support above said surface the platform (1) ).
  • the aforementioned length of Ia platform (1) directs parallel to the waves.
  • the width of the platform (1) is of the optimal dimensions to allow the installation and maintenance of three supports (3) in which bearings that maintain an axis (4) that occupies the entire length of the platform (1) are coupled.
  • one end of the shaft (4) incorporates a flywheel (5) and an electric power generator (6) is installed at the other end.
  • the length of the masts (8) that support the buoys (9) is different in each of them, in order that the passage of each of the waves that pass, move successively all the free wheels (7) and not touch the buoys (9) with each other. All the masts incorporated to the odd freewheels are located in the opposite direction to those coupled to the freewheels (7) even.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
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Abstract

Constituida por una plataforma anclada en el fondo marino con unos soportes para cojinetes que mantienen un eje que ocupa toda su longitud, un extremo del eje incorpora un volante de inercia y al otro extremo se halla instalado un generador de energía eléctrica. El eje acopla unas ruedas libres solidaria con el eje y ensambladas en el extremo de un mástil. El total de las ruedas libres están instaladas de forma que las impares tengan el giro libre en sentido contrario al de las ruedas libres pares. Los mástiles están en posición horizontal y tienen en su extremo una boya, que toca la superficie del agua. La longitud de los mástiles es distinta en cada uno de ellos. En los extremos de la longitud de la plataforma están instalados sendos rompeolas.

Description

CENTRAL ELÉCTRICA DE ROTORES MARINOS MECÁNICOS
La presente invención se refiere a una plataforma marina que contiene un eje en toda su longitud en el cual se engarzan ruedas libres que a su vez se encuentran unidas a unos mástiles situados a ras de Ia superficie del agua encontrándose en los extremos de cada uno de ellos boyas que flotan en el agua. Las boyas al moverse mueven el mástil y éste a su vez mueve el eje que incorpora en su extremo un generador de energía eléctrica.
El mar es origen de numerosas fuentes de energía. En Ia actualidad algunas de ellas se explotan a gran escala, como el petróleo y el gas. Sin embargo, Ia explotación de fuentes de energía sostenibles también se encuentra en pleno desarrollo: así las aguas poco profundas son sedes de parques eólicos; en cuanto a Ia potencia de las olas y de las mareas puede también transformarse en energía eléctrica gracias a determinadas plantas de marea motriz todavía poco extendidas.
Se encuadra dentro del sector de las energías y, dentro de éste de energías renovables y limpias.
Así, se conocen los molinos movidos por las mareas del agua del mar que recogiendo su fuerza hacían girar ruedas para triturar el grano y diversos cereales. El documento ES252554Y describe un cilindro cerrado por uno de sus extremos y por otro abierto y en su interior una válvula que arroja debido a Ia presión del agua una cantidad de ella con mucha fuerza y Ia deriva a un contenedor creando una fuente de energía. El documento ES2273774T3 propone una boya que se encuentra anclada en un punto fijo fuera del mar y que mediante un tambor es recogida y vuelta a liberar dentro del agua consiguiendo generar aire que se recoge en un acumulador neumático que en pequeños cursos de agua que producían cascadas y un pequeño embalse que mediante un simple mecanismo movía las ruedas del molino. El documento ES2006585 narra un muro anclado en el mar atravesado por toberas quedando éstas en perpendicularidad con respecto a las olas y recogiendo el aire que es impulsado por Ia fuerza de las olas en un contenedor que sirve de generador de energía. El documento ES493868A1 describe una instalación a base de hélices movidas por Ia fuerza del agua del mar que a su vez mueven un eje que mueve unos alternadores. Lo que se conoce en el estado de Ia técnica presenta estos inconvenientes:
- El documento ES252554Y describe un gran cilindro pero este cilindro debe estar cerca de Ia orilla puesto que el agua que desprende debe tener el mismo efecto que un salto de agua y por Io tanto su instalación debería de encontrarse a Io largo de Ia costa.
- El documento ES2273774T3 propone una boya que es recogida y liberada por una especie de tambor que enrolla y desenrolla un cable. De Ia misma forma, su instalación debe encontrarse pegada a Ia costa con Io cual el oleaje es menor puesto que es en ese lugar donde Ia ola deja de tener más distancia entre Ia cresta y Ia superficie del agua. - El documento ES2006585 narra una instalación a base de muros, toberas, conductos para que sea el aire el que genere acumulado dentro de un contenedor Ia energía que se pretende crear pero es una instalación muy costosa para Ia energía que se viene a acumular teniendo en cuenta que todo a de ser de acero. También el hecho de instalarlo es costoso.
- El documento ES493868A1 describe una instalación a base de hélices que giran pero las hélices no pueden moverse todas a Ia vez y en el mismo sentido porque los ejes quedarían bloqueados. Es también una instalación muy costosa.
Frente a estos inconvenientes Ia invención que aquí se propone presenta las siguientes ventajas:
- La colocación es indistinta ya sea en Ia costa como en alta mar puesto que es una plataforma montable y desmontable cuyo funcionamiento es autónomo
- No es cara ni de instalar ni de montar porque los elementos son sencillos ya que se tratan de mástiles, ruedas y boyas
- El hecho de que cada mástil tenga una longitud distinta consigue un aprovechamiento muy global de Ia fuerza del movimiento de las olas y también consigue que éstas no se encuentren unas con otras. - No se genera movimiento del eje hasta que las dos pistas de las ruedas libres coinciden efectuando un movimiento giratorio estabilizado por un volante de inercia. - Se encuentra situada en sentido paralelo a las olas para recoger así toda su fuerza
- Se trata de energía limpia y renovable. No se describe una central hidroeléctrica de una presa sino con Ia misma fuente, que es el agua, crear energía sin impactar el medioambiente.
Todos estos elementos conjugados dan lugar a un resultado final en el que se aportan características diferenciadoras significativas frente al estado de Ia técnica actual.
La presente invención está constituida a partir de los siguientes elementos: Una plataforma anclada en el fondo marino mediante patas, en forma de ángulos cuyos vértices soportan por encima de Ia superficie Ia citada plataforma. La longitud de Ia plataforma está en función de Ia constitución del fondo marino, las circunstancias geográficas, procedimientos legales o de otro tipo que vengan a permitir Ia superficie total de Ia plataforma. La citada longitud de Ia plataforma direcciona en sentido paralelo a las olas. La anchura de Ia plataforma es de las dimensiones óptimas para permitir Ia instalación y mantenimiento de un número de soportes, según Ia longitud total, en los que están acoplados unos cojinetes que mantienen un eje que ocupa toda Ia longitud de Ia plataforma, un extremo del eje incorpora un volante de inercia y al otro extremo se halla instalado un generador de energía eléctrica. En toda Ia longitud del eje, a una distancia adecuada, permanecen acopladas unas ruedas libres cuya pista interior es solidaria con el eje y Ia pista exterior ensambladas en el extremo de un mástil. El total de las ruedas libres están instaladas de forma que las impares tengan el giro libre en sentido contrario al de las ruedas libres pares. Los mástiles acoplados a las pistas exteriores de las ruedas libres están en posición horizontal y tienen una curvatura que permitan a una boya, fabricada en plástico duro o material similar, incorporada en el extremo opuesto al conectado con Ia rueda libre, toque Ia superficie del agua. La longitud del mástil que sostiene Ia boya es distinta en cada uno de ellos, con el fin de que el paso de cada de las olas que pase, mueva sucesivamente todos las ruedas libres y no se toquen las boyas entre si. Todos los mástiles incorporados a las ruedas libres impares están situados en sentido opuesto a las ruedas libres pares. En los extremos de Ia longitud de Ia plataforma están instalados sendos rompeolas para evitar desequilibrios innecesarios en Ia estructura.
El funcionamiento comienza cuando las boyas, movidas por las olas, producen un desplazamiento lineal que cuando coincide con el giro libre de las ruedas libres, no produce efecto en el eje y cuando coincide con el acoplamiento de las dos pistas de las ruedas libre mueven el eje, como las ruedas libres impares acoplan en sentido contrario a las pares, y las boyas correspondiente a las impares y a las pares están situadas en sentido opuesto, consiguen un movimiento giratorio en el eje estabilizado por el volante de inercia. En una realización diferente Ia longitud de Ia plataforma permanece perpendicular a las olas.
De forma distinta en el extremo del eje en el que está acoplado el generador de energía eléctrica se encuentra un sistema multiplicador de revoluciones.
Para una mejor comprensión de esta memoria descriptiva se acompañan unos dibujos que a modo de ejemplo no limitativo, describen una realización preferida de Ia invención:
Figura 1.- Vista de alzado lateral Figura 2.- Vista de alzado frontal
En dichas figuras se destacan los siguientes elementos numerados; 1.- Plataforma 2.- Patas de Ia plataforma 3.- Soportes de los cojinetes 4.- Eje
5.- Volante de inercia 6.- Generador eléctrico 7.- Ruedas libres 8.- Mástiles 9.- Boyas
10 Rompeolas
Una realización preferida de Ia invención propuesta, se constituye a partir de los siguientes elementos: Una plataforma (1 ) anclada en el fondo marino mediante patas (2), en forma de ángulos cuyos vértices soportan por encima de Ia superficie Ia citada plataforma (1 ). La citada longitud de Ia plataforma (1 ) direcciona en sentido paralelo a las olas. La anchura de Ia plataforma (1 ) es de las dimensiones óptimas para permitir Ia instalación y mantenimiento de tres soportes (3) en los que están acoplados unos cojinetes que mantienen un eje (4) que ocupa toda Ia longitud de Ia plataforma (1 ), un extremo del eje (4) incorpora un volante de inercia (5) y al otro extremo se halla instalado un generador de energía eléctrica (6). En toda Ia longitud del eje (4), a una distancia adecuada, permanecen acopladas diez ruedas libres (7) cuya pista interior es solidaria con el eje (4) y Ia pista exterior ensambladas en el extremo de un mástil (8). El total de las ruedas libres (7) están instaladas de forma que las impares tengan el giro libre en sentido contrario al de las ruedas libres pares. Los mástiles (8) acoplados a las pistas exteriores de las ruedas libres (7) están en posición horizontal y tienen una curvatura que permitan a unas boyas (9), fabricada en plástico duro o material similar, incorporada en el extremo opuesto al conectado con Ia rueda libre (7), toque Ia superficie del agua. La longitud de los mástiles (8) que sostienen las boyas (9) es distinta en cada uno de ellos, con el fin de que el paso de cada de las olas que pasen, mueva sucesivamente todos las ruedas libres (7) y no se toquen las boyas (9) entre si. Todos los mástiles incorporados a las ruedas libres impares están situados en sentido opuesto a los acoplados a las ruedas libres (7) pares.
En los extremos de Ia longitud de Ia plataforma (1 ) están instalados sendos rompeolas (10) para evitar desequilibrios innecesarios en Ia estructura.

Claims

REIVINDICACIONES
1.- Central eléctrica de rotores marinos mecánicos constituida por una plataforma (1 ) anclada en el fondo marino mediante patas, en forma de ángulos cuyos vértices soportan por encima de Ia superficie Ia citada plataforma, cuya longitud de Ia plataforma (1) está en función de Ia constitución del fondo marino, las circunstancias geográficas, procedimientos legales o de otro tipo que vengan a permitir Ia superficie total de Ia plataforma, caracterizada porque Ia longitud de Ia plataforma (1 ) direcciona en sentido paralelo a las olas. La anchura de Ia plataforma es de las dimensiones óptimas para permitir Ia instalación y mantenimiento de un número de soportes (2), según Ia longitud total, en los que están acoplados unos cojinetes que mantienen un eje (4) que ocupa toda Ia longitud de Ia plataforma, un extremo del eje incorpora un volante de inercia (5) y al otro extremo se halla instalado un generador de energía eléctrica (6). En toda Ia longitud del eje, a una distancia adecuada, permanecen acopladas unas ruedas libres (7) cuya pista interior es solidaria con el eje y Ia pista exterior ensambladas en el extremo de un mástil (8). El total de las ruedas libres están instaladas de forma que las impares tengan el giro libre en sentido contrario al de las ruedas libres pares. Los mástiles acoplados a las pistas exteriores de las ruedas libres están en posición horizontal y tienen una curvatura que permitan a una boya (9), fabricada en plástico duro o material similar, incorporada en el extremo opuesto al conectado con Ia rueda libre, toque Ia superficie del agua. La longitud del mástil que sostiene Ia boya es distinta en cada uno de ellos, con el fin de que el paso de cada de las olas que pase, mueva sucesivamente todos las ruedas libres y no se toquen las boyas entre si. Todos los mástiles incorporados a las ruedas libres impares están situados en sentido opuesto a las ruedas libres pares. En los extremos de Ia longitud de Ia plataforma están instalados sendos rompeolas (10) para evitar desequilibrios innecesarios en Ia estructura.
2.- Central eléctrica de rotores marinos mecánicos según reivindicación 1 , caracterizada porque Ia longitud de Ia plataforma permanece perpendicular a las olas.
3.- Central eléctrica de rotores marinos mecánicos según reivindicación 1 , caracterizada porque en el extremo del eje en el que está acoplado el generador de energía eléctrica se encuentra un sistema multiplicador de revoluciones.
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