BR102013016605A2 - Equipamento para conversão de energia hidráulica em força mecânica - Google Patents

Abstract

Equipamento para conversão de energia hidráulica em força mecânica. A presente patente de invenção refere-se a um equipamento de geração de energia mecânica que se vale da teoria da força de empuxo como elemento acionador para um motor de geração de energia mecânica. O presente invento constituído por um tanque(1) de água ou qualquer outro fluido, contendo em seu interior, instalados em linha, alternado ou em "v", os cilindros(2) que podem ser em qualquer quantidade sendo que todos os ditos cilindros possuem os dispositivos para a abertura e fechamento; dentro de cada cilindro será instalado um êmbolo(3) que têm dimensões externas muito próximas ás medidas internas dos cilindros quando fechados deixando apenas folgas milimétricas que comportam um filme de água entre o émbolo(3) e o cilindro(2) quando fechado; ditos êmbolos(3) estarão ligados a uma árvore de manivelas(4) através de bielas(5) ou hastes flxas(13) e eixo rígido rotacionado pelo movimento linear das hastes ligadas ao flutuante que acionam as alavancas ligadas ao eixo por sistema de catraca ou roda iivre(16) como alternativa, onde os êmbolos executarão um trabalho linear ascendente e descendente dentro dos cilindros(14); imerso no reservatório do motor, um embolo deslizante(7) depositado no compartimento montado horizontalmente no fundo do reservatório, ficando este sistema instalado entre os conjuntos porém totalmente mergulhado dentro do reservatório.

Description

“EQUIPAMENTO PARA CONVERSÃO DE ENERGIA HIDRÁULICA EM FORÇA MECÂNICA”. A presente patente de Invenção refere-se a um equipamento de geração de energia mecânica que se vale da teoria da força de empuxo como elemento acionador para um motor de geração de energia mecânica.

Diversas tentativas têm sido feitas no sentidío de se alcançar a geração de energia de maneira econômica, simples e sêm agredir ao meio ambiente. Alguns sistemas de transformação conhecidos sâo os que utilizam o potencial gravitacional, tais como aqueles utilizados nas usinas hidrelétricas. Os sistemas utilizados em usina nucleares ou em termoelétricas não são muito diferentes, convertem a força do vapor em energia mecânica. Todos estes sistemas são eficientes, porém apresentam diversas limitações.

No caso das hidrelétricas, as turbinas utilizadas consomem grande quantidade de água para movimentar os geradòres. No caso dos motores a vapor como os utilizados nas termelétricas e usinas nucleares, é alto o grau de periculosidade. Outros sistemas existentes podem ser citados como o eólico e o que utiliza a força das marés.

Dessa forma, um dos objetivos da presente invenção é prover um sistema de geração de energia mecânica por força de empuxo combinado com pressão hidráulica, que seja de simples construtividade e de custo essencialmente baixo. Além disso, deve ser de fácil instalação e que devido a sua construtividade simples seja também compacto Comparando com o resultado proporcionado. Outro ponto a ser considerado é ser um sistema de geração de energia mecânica por propriedade do fliiído com pressão hidráulica, e que possa se valer da existência no local de aòidentes geográficos como quedas d água ou de construção de barragens de contenção para acúmulo de água.

Esses e outros objetivos e vantagens são alcançados com a provisão de um tanque reservatório de líquido que pode sèr água ou qualquer outro fluído, dentro deste reservatório estará distribuído estrategicamente cilindros instalados perpendicularmente a base do reservatório, ou seja, na posição vertical. A quantidade de cilindros, as suas dimensões, bem como as dimensões do reservatório de água onde os cilindros estarão instalados dependendo da potência que se pretende gerar.

Os cilindros possuem dispositivos que podem ser por acionamento hidráulico, pneumático, mecânico ou qualquer outro tipo de sistema que proporcione a abertura e o fechamento destes cilindros, ou seja, os cilindros instalados dentro do reservatório de água serão dotados de dispositivos para a abertura e fechamento dos mesmos, permitindo quando abertos a entrada da água que está no reservatório no interior do cilindro e quando fechado automaticamente não haverá mais entrada de água no interior do cilindro. Então temos vários cilindros dentro de um tanque de água sendo que estes cilindros possuem dispositivos e válvulas que fazem com que ao receber um comando cada cilindro que está mergulhado na água, posicionados no sentido vertical, possam abrir e fechar de acorçlo com comandos sincronizados permitindo a entrada de fluído quando abertós e quando fechado não admitindo a entrada de fluído. Várias possibilidades podem ser utilizadas para garantir a abertura e o fechamento dos cilindros em questão, permitindo a entrada de água e sua posterior vedação. Para atender a essas solicitações, os cilindros poderão ser longitudinalmente bipartidos, poderão ter aletas, tipo venezianas ou mesmo dois cilindros intercalados com aberturas laterais sendo rotacionados entre si. Todas essas soluções devem permitir uma abertura conveniente para entrada de água em seu interior e sua total vedação quando assim for solicitado. Cada cilindro terá em seu interior um êmbolo o qual terá o seu diâmetro externo muito próximo do diâmetro interno do cilindro quando o cilindro estiver fechado. A presente invenção baseia-se em vários teoremas da Física. Arquimedes estabeleceu que 'Todo corpo mergulhado em um liquido recebe um empuxo vertical, para cima, igual ao peso do líquido deslocado pelo corpo . Pascal estabeleceu que “A pressão aplicada a um fliiído dentro de um recipiente fechado é transmitida, sem variação, a todas as partes do fluído, bem como as paredes do recipiente”. Stevin teorizou que “A diferença entre as pressões de dois pontos de um fluído em equilíbrio é igual ao produto entre a densidade do fluído, a aceleração da gravidade e a diferença entre as profundidades dos pontos". Newton, em sua terceira lei também cita que “A uma ação sempre se opõe uma reação igual, ou seja, as ações de dois corpos um sobre o outro são sempre iguais e se dirigem a parte contrarias”. Torricelli também teorizou que “Um tudo em pé, preenchido por um fluído e com a boca tampada para baixo, dentro de um recipiente com fluído de igual densidade, foi observado que após se destampar o tudo, o fluído tende a descer e se estabilizar restando vácuo na parte vazia do tubo”.

Após todas estas análises projetou-se ehtão este inédito e revolucionário invento, o qual será descrito a partir das figuras a seguir, as quais serão detalhadas posteriormente. A Fig. 1 mostra uma visão geral esquemática do presente invento. A Fig. 2 mostra um corte transversal esquémático do presente invento. A Fig. 3 mostra o funcionamento dos êmbolos!. A Fig. 4 mostra a alavanca de acionamento dós êmbolos.

De acordo com as figuras anexas, o presente “EQUIPAMENTO PARA CONVERSÃO DE ENERGIA HIDRÁULICA EM FORÇA MECÂNICA”, é constituído por um tanque(1) de água ou qualquer outro fluído, contendo em seu interior, instalados em linha, alternado ou em “V”, os cilindros(2) que podem ser em qualquer quantidade sendo que todos os ditos cilindros possuem os dispositivos para a abertura e fechamento; dentro de cada cilindro será instalado um êmbolo(3) que têm dimensões externas muito próximas às medidas internas dos cilindros quando fechados deixando apenas folgas milimétricas que comportam um filme de água entre o êmbolo(3) e o cilindro(2) quando fechado; ditos êmbolos(3) estarão ligados a uma árvore de manivelas(4) através de bielas(5) ou hastes fixas(13) e eixo rígido rotacionado pelo movimento linear das hastes ligadas ao flutuante que acionam as alavancas ligadas ao eixo por sistema de catraca ou roda livre(16) como alternativa, onde os êmbolos executarão um trabalho linear ascendente e descendente dentro dos cilindros(14); imerso no reservjatório do motor, um embolo deslizante(7) depositado no compartimento montado horizontalmente no fundo do reservatório, ficando este sistema instalado entre os conjuntos porém totalmente mergulhado dentro do reservatório, este sistema que tem a função de esvaziamento das câmaras quando os cilindros se fecham, acionados por um pistão hidráulico que recebe o fluído com pressão, pressão esta vinda dè conduto forçado que quanto maior a altura da barragem maior a pressão e menor o consumo de água; então tem-sé um êmbolo com dimensional criteriosamente calculado, que trabalha no sentido horizontal logo abaixo dos flutuantes, o dito êmbolo horizontal atravessa uma placa divisória que separa as câmaras formadas abaixo dos êmboloS flutuantes(9) este embolo deslizante esta ligado a uma haste mancalizada nas duas extremidades sendo que ligado a uma extremidade da haste do flutuante deslizante temos o pistão hidráulico que comandado por sensores executará o movimento de ir e vir do embolo deslizante que quando o cilindro fecha este êmbolo se desloca para o sentido de desocupar o espaço dentro da câmara permitindo que o êmbolo flutuante desça por gravidade(12) então os êmbolos deslizantes são comandados por sistema eletro hidráulico movimentando-se lateralmente ou longitudinalmente em sincronismo com seu respectivo conjunto de modo que respeitando a alternância dos movimentos dòs pares de conjunto ocorre quando do fechamento da camisa o embolo que e$tá confinado abaixo do cilindro se desloca longitudinalmente abrindo espaço pára o escoamento da porção do fluído que permaneceu dentro da câmara após seu fechamento permitindo que o flutuante desça livremente embalado pelâ ação gravitacional, sendo que o sistema eletro hidráulico serve para comahdar os movimentos longitudinais dos êmbolos de escoamento(7) já que pares de êmbolos flutuantes são formados de modo que haja harmonia dos movimentos ou seja, (12) quando uma parte do embolo deslizante está se afastando e aumentando o espaço dentro da câmara a outra parte do êmbolo está se aproximando e diminuindo o espaço na outra câmara(8) para permitir um perfeito equilíbrio dos movimentos sem que ocorra perda de energia para o esvaziamento do cilindro quando o flutuante chega ao ponto morto superior e precisa de condições ideais para iniciar o movimento descendente, sendo vedado por anéis retentores o êmbolo forma câmara abaixo dos conjuntos movimentando-se lateralmente ou longitudinalmente se utilizando da pressão hidráulica oriunda de conduto forçado instalados em represas com grandes alturas ou da pressão do fluído canalizada na base de barragens de usinas hidrelétricas, tendo como gerenciador de movimentos apenas um pistão hidráuiiccj(IO) pare definir os movimentos sincronizando precisamente com o restante do conjunto impossibilitando a formação de calço hidráulico.

Como conclusão, pode-se afirmar que o presente “EQUIPAMENTO PARA CONVERSÃO DE ENERGIA HIDRÁULICA EM FORÇA MECÂNICA”, em virtude de todas as suas melhorias técnicas, possui totais condições de pleitear a concessão da Patente de Invènção.

REIVINDICAÇÃO

Claims (1)

1 a)“EQUIPAMENTO PARA CONVERSÃO DE ENERGIA HIDRÁULICA EM FORÇA MECÂNICA” caracterizado por ser constituído por um tanque(1) de água ou qualquer outro fluído, contendo em seu interior, instalados em linha, alternado ou em “V”, os cilindros(2) que podem ser em qualquer quantidade sendo que todos os ditos cilindros possuem os dispositivos para a abertura e fechamento; dentro de cada cilindro será instalado um êmbolo(3) que têm dimensões externas muito próximas às medidas internas dos cilindros quando fechados deixando apenas folgas milimétricas que comportam um filme de água entre o êmbolo(3) e o cilindro(2) quando fechado; ditos êmbolos(3) estarão ligados a uma árvore de manivelas(4) através de bielas(5) ou hastes fixas(13) e eixo rígido rotacionado pelo movimento linear das hastes ligadas ao flutuante que acionam as alavancas ligadas ao eixo por sistema de catraca ou iroda livre(16) como alternativa, onde os êmbolos executarão um trabalho linear ascendente e descendente dentro dos cilindros(14); imerso no reservatório do motor, um embolo deslizante(7) depositado no compartimento montado horizontalmente no fundo do reservatório, ficando este sistema instalado entre os conjuntos porém totalmente mergulhado dentro do reservatório, estè sistema que tem a função de esvaziamento das câmaras quando os cilindros se fecham, acionados por um pistão hidráulico que recebe o fluído cõm pressão, pressão esta vinda de conduto forçado que quanto maior a altura da barragem maior a pressão e menor o consumo de água; então tem-se um êmbolo com dimensional criteriosamente calculado, que trabalha no sèntido horizontal logo abaixo dos flutuantes, o dito êmbolo horizontal atravessa uma placa divisória que separa as câmaras formadas abaixo dos êmbolós flutuantes(9) este embolo deslizante esta ligado a uma haste mancalizada nas duas extremidades sendo que ligado a uma extremidade dá haste do flutuante deslizante temos o pistão hidráulico que comandado por sensores executará o movimento de ir e vir do embolo deslizante que quando o cilindro fecha este êmbolo se desloca para o sentido de desocupar o espado dentro da câmara permitindo que o êmbolo flutuante desça por gravidade(12) então os êmbolos deslizantes são comandados por sistema eletro hidráulico movimentando-se lateralmente ou longitudinalmente em sincronismo com seu respectivo conjunto de modo que respeitando a alternância dos movimentos dós pares de conjunto ocorre quando do fechamento da camisa o embolo que está confinado abaixo do cilindro se desloca longitudinalmente abrindo espaço para o escoamento da porção do fluído que permaneceu dentro da câmara após seu fechamento permitindo que o flutuante desça livremente embalado pela ação gravitacional, sendo que o sistema eletro hidráulico serve para comandar os movimentos longitudinais dos êmbolos de escoamento(7) já que pares de êmbolos flutuantes são formados de modo que haja harmonia dos movimentos ou seja, (12) quando uma parte do embolo deslizante está se afastando e aumentando o espaço dentro da câmara a outra parte do êmbolo está se aproximando e diminuindo o espaço na outra câmara(8) para permitir um perfeito equilíbrio dos movimentos sem que ocorra perda de energia para o esvaziamento do cilindro quando o flutuante chega ao ponto morto superior e precisa de condições ideais para iniciar o movimento descendente, sendo vedado por anéis retentores o êmbolo forma câmara abaixo dos conjuntos movimentando-se lateralmente ou longitudinalmente se utilizando da pressão hidráulica oriunda de conduto forçado instalados em represas com grandes alturas ou da pressão do fluído canalizada na base de barragens de usinas hidrelétricas, tendo como gerenciador de movimentos apenas um pistão hidráulico(IO) pare definir os movimentos sincronizando precisamente com o restante do conjunto impossibilitando a formação de calço hidráulico.