BR102015012906A2 - máquina de geração de energia elétrica - Google Patents

Abstract

máquina de geração de energia elétrica. caraterizado pelo fato de que compreende um conjunto (100) suportado por flutuadores (1) fixados na estrutura metálica (2), onde serão acopladas em caçambas (3) construídas de aço galvanizado, fibras de vidro ou fibras de carbono, que serão fixadas as correntes (4) de elo ou de transmissão, que serão suportadas por engrenagens (5) e eixos (6) acoplados em mancais com rolamentos; opera mediante o movimento mecânico será provocado quando o fluxo da água encher as caçambas (3), que se movimentarão continuamente em uma forma de elipse; nos eixos serão colocadas chavetas para fixar outras engrenagens, para aumentar a rotação do até atingir a quantidade de rotações por minutos (rpm) necessárias para o funcionamento do gerador elétrico.

Description

RELATÓRIO DESCRITIVO DE PATENTE DE INVENÇÃO "MÁQUINA DE GERAÇÃO DE ENERGIA ELÉTRICA" [001] Trata o presente pedido de patente de invenção de um equipamento destinado a geração de energia elétrica que pode ser traduzido como uma máquina autônoma a ser disposta em um curso de água continuo como, por exemplo, um rio, recebe a ação do fluxo de água e sua movimentação permite a geração de energia elétrica.

[002] A proposta possui como característica a produção contínua de energia devido ao fato de que sua disposição em um rio permite que seu trabalho seja contínuo sem interrupção e independente do volume de água presente.

[003] Para que se tenha uma clara visualização do presente pedido de patente será dada a seguir uma breve descrição do estado da técnica para as soluções existentes bem como seus respectivos problemas onde será então possível a um técnico versado no assunto reconhecer seus aspectos limitantes para então discorrer das vantagens e benefícios alcançados com a "MÁQUINA DE GERAÇÃO DE ENERGIA ELÉTRICA".

[004] Em tempos contemporâneos a geração de energia elétrica através de hidrelétricas demandam grandes investimentos para criações de reservatórios com graves impactos ambientais, Usinas Termo elétricas e Usinas Nucleares.

[005] No mesmo raciocínio temos as PCH -Pequenas Centrais Hidrelétricas que necessitam de pequenas barragens ou desvios de água para mover os geradores, normalmente utilizando rodas Pelton acopladas as engrenagens e ao gerador.

[006] As hidrelétricas dependem de uma barragem com a água canalizada com um desnível, para conseguir pressão suficiente para movimentar as pás que movimentarão os geradores.

[007] A proposta não elimina os processos atuais, mas possibilita gerar energia de forma mais simples e rápida, por ser equipamento portátil sua mobilidade difere do sistema fixo atual.

[008] Existem os sistemas de rodas d'águas que são fixos e com pouca eficiência energética, por que somente algumas pás ficam submersas durante o giro da roda, diferentemente do conceito operacional proposto o qual está diretamente relacionado ao formato do equipamento, particularmente uma forma elíptica em sua construção.

[009] O objetivo não é substituir os grandes sistemas atuais, mas apresentar uma alternativa para que a energia elétrica que será gerada por muitos equipamentos possam atender a demanda de pequenos e médios consumidores.

[0010] A vantagem de ser flutuante, não há nenhum problema técnico com as oscilações dos níveis dos rios com os períodos de cheia ou estiagem, e sua produção se manteria por todo o ano.

[0011] No estado da técnica existem equipamentos instalados no mar que aproveitam as ondas, para movimentar e atuar em um gerador. Muitos dos conhecidos equipamentos utilizam pás de movimentação.

[0012] De forma inovadora o requerente desenvolveu uma estrutura que recebe caçambas de armazenagem de água, e a quantidade de caçambas submersas será determinada pelo tamanho e força necessária para movimentar o conjunto e o gerador.

[0013] A proposta é transformar a força do fluxo de água dos rios, saídas das águas das hidrelétricas que hoje não é utilizada para nada, canais marítimos e ondas do mar, em movimento contínuo do equipamento.

[0014] O equipamento por sua vez está acoplado em um gerador convencional para produção da energia elétrica.

[0015] Para melhor entender os benefícios agregados com o desenvolvimento da presente invenção acompanha em anexo um conjunto de desenhos onde de maneira exemplificativa se pode ter uma visualização da proposta.

[0016] A figura 1 representa uma vista em perspectiva da máquina geradora de energia elétrica a partir do fluxo de água de rios;

[0017] A figura 2 representa outra vista da máquina;

[0018] A figura 3 representa a mecanismo de transmissão;

[0019] A figura 4 representa uma vista das caçambas, da estrutura e dos trilhos por onde percorrem as caçambas;

[0020] A seguinte descrição detalhada deve ser lida e interpretada com referências aos desenhos e em seus pormenores.

[0021] A "MÁQUINA DE GERAÇÃO DE ENERGIA ELÉTRICA" compreende um conjunto (100) suportado por flutuadores (1) fixados na estrutura metálica (2), onde serão acopladas em um conjunto de caçambas (3) construídas de aço galvanizado, fibras de vidro ou fibras de carbono, que serão fixadas as correntes de elo (4) ou de transmissão, que serão suportadas por engrenagens (5) e eixos (6) acoplados em mancais com rolamentos. Os eixos (6) permitem o movimento das caçambas (3) guiadas dentro dos trilhos (7) pelos rolamentos.

[0022] O movimento mecânico será provocado quando o fluxo da água encher as caçambas (3) , que se movimentarão continuamente em uma forma de elipse.

[0023] Nos eixos (6) serão colocadas chavetas para fixar outras engrenagens, para aumentar a rotação até atingir a quantidade de rotações por minutos (RPM) necessárias para o funcionamento do gerador elétrico.

[0024] Não obstante o desenvolvimento ora revelado possui a vantagem e o diferencial na forma de um equipamento com versatilidade de tamanho, podendo atender desde as pequenas comunidades ribeirinhas com conjuntos de equipamentos menores, a conjuntos de geradores para médios e grandes consumidores.

[0025] Para os equipamentos maiores, serão acoplados a grandes flutuadores ou barcos tipo catamarã.

[0026] Pode ainda ser classificado como um equipamento ecológico, não gerando nenhum tipo de residuo poluente, não agride a fauna ou a flora, podendo conviver tranquilamente com o meio ambiente onde será instalado.

[0027] É parte da inovação uma máquina caracterizada por ser flutuante e que utiliza a corrente natural do fluxo da água, elimina qualquer tipo de obra para modificar o local onde será instalado por que funciona como se fosse um barco ancorado.

[0028] Sua construção será 100% fora do local de instalação, e a geração da energia elétrica será imediata após o ancoramento, por que os geradores já estarão acoplados na parte superior do equipamento, utilizando-se de correias e redutores ligados ao conjunto tracionador.

[0029] A força motriz para movimentar o gerador será determinada pela quantidade e tamanho das caçambas (3) que submersas, serão impulsionadas pela força do curso da água, seja de rio, ondas do mar, vazante de hidrelétricas e canais marítimos.

[0030] A versatilidade do tamanho dos equipamentos será determinada pela necessidade de Kva a serem gerados. Como exemplo podemos ter um equipamento de 30 metros de comprimentos, com caçambas (3) espaçadas em 8 0 cm com um volume de 1 metro cúbico de água.

[0031] Em uma realização de testes foram dispostos 37 caçambas (3) dentro da água exercendo uma volume equivalente a 37 mil litros com a pressão equivalente a velocidade do curso da água. Esta força estaria ligada as engrenagens que aumentariam as rotações por minuto (rpm) até se atingir a quantidade necessária para o movimento contínuo do gerador.

[0032] Como o equipamento não inclui reservatório de água a exemplo das demais hidrelétricas, o trabalho ocorre no limite da força necessária para o funcionamento da carga máxima do gerador.

[0033] O princípio do equipamento proposto pode ser utilizado nos mares e oceanos tendo como base os mesmos princípios de funcionamento.

[0034] A força existente na corrente da água atua nas caçambas (3) fazendo com que ocorra o movimento em elipse contínuo e gerando energia elétrica. Em qualquer que seja a aplicação o equipamento com características flutuantes^ permanece independente do volume de água e vazão.

[0035] A máquina compreende uma estrutura metálica (2) onde são dispostos e montados flutuadores (1). São fixados pelo menos dois eixos sendo suportados por mancais.

[0036] Como são duas extremidades em cada um dos eixos, estas recebem engrenagens sob ação de uma força que permitirá os movimentos por meios de correntes de elo ou de transmissão.

[0037] Nas duas extremidades de todos os eixos, serão fixadas engrenagens que receberão as trações dos movimentos através das correntes de elo ou de transmissão.

[0038] Nas correntes serão fixadas caçambas (3) com espaçamentos entre 500 a 800 milímetros entre si, sendo que a quantidade sempre em número par, será determinada pelo tamanho longitudinal do equipamento.

[0039] O tamanho da caçamba (3), ou seja, altura, largura e profundidade, será definida pela necessidade de força que movimentará o gerador.

[0040] Na extremidade de um eixo, haverá uma chaveta para fixar engrenagens de diversos tamanhos que trabalharão como um câmbio automático, ligadas por correntes de transmissão ao conjunto de engrenagens fixadas no eixo do gerador, que ficará na parte superior da estrutura metálica, para ficar longe da água e dentro de uma cabine de proteção.

[0041] 0 conjunto será, na forma de uma elipse, as divisões das caçambas (3) permitirão que metade delas ficarão submersas movimentadas pela força do fluxo da água, que será responsável pela movimentação da corrente de elo ou transmissão, uma vez que as caçambas estão conectadas a elas, e movimentando também a outra metade das caçambas que ficaram acima do nivel da água.

[0042] Este movimento continuo, inverte constantemente as posições das caçambas(3), para cada que sobe acima da água, uma outra entra abaixo do nivel da água, motivo pelo qual da necessidade de serem em pares as quantidades das caçambas.

[0043] Este movimento eliptico constante movimentará as engrenagens de forma que o conjunto faça a rotação necessária do gerador para obtenção de energia elétrica.

[0044] O grande diferencial é que a força não está relacionada em metros de coluna de água (M.C.A) como nos processos atualmente em uso para geração de energia, utilizando-se das barragens, o nosso equipamento dispensa o M.C.A. e trabalha com vazão e velocidade do fluxo da água + tamanho em metros cúbicos da caçamba + quantidade de caçambas.

[0045] O resultado será a força que será gerada para movimentar o conjunto de engrenagens que estará ligado ao eixo do gerador.

[0046] No processo atual, quando há necessidade de mais pressão na M.C.A., o sistema abre os dutos de água para gerar maior pressão para suportar e manter o giro (RPM) dos geradores, e quando reduz a demanda de energia, procede o inverso, fechando a vazão de água que gira as turbinas dos geradores.

[0047] Este problema é eliminado com a proposta, pois é definida a necessidade da carga máxima do gerador, que será suportado pela quantidade máxima de caçambas no conjunto motor que equivale ao mesmo do M.C.A., dispensando qualquer regulagem de volume de água.

[0048] Em outras palavras as caçambas impulsionam o gerador trabalhando no limite máximo da força necessária, por que não há necessidade de economizar água, como no sistema convencional que mantem represada uma quantidade de água em um reservatório, isto devido ao fato de que o equipamento utiliza a água do curso normal do rio, saida de hidrelétricas, canais marítimos.

REIVINDICAÇÕES

Claims (9)

1. "MÁQUINA DE GERAÇÃO DE ENERGIA ELÉTRICA" CARACTERIZADO PELO FATO DE QUE compreende um conjunto (100) suportado por flutuadores (1) fixados na estrutura metálica (2), onde serão acopladas em caçambas (3) construídas de aço galvanizado, fibras de vidro ou fibras de carbono, que serão fixadas as correntes (4) de elo ou de transmissão, que serão suportadas por engrenagens (5) e eixos (6) acoplados em mancais com rolamentos; opera mediante o movimento mecânico será provocado quando o fluxo da água encher as caçambas(3), que se movimentarão continuamente em uma forma de elipse; nos eixos serão colocadas chavetas para fixar outras engrenagens, para aumentar a rotação do até atingir a quantidade de rotações por minutos (RPM) necessárias para o funcionamento do gerador elétrico.

2. "MÁQUINA DE GERAÇÃO DE ENERGIA ELÉTRICA", de acordo com a reivindicação 1 CARACTERIZADO PELO FATO DE QUE a máquina inclui flutuadores (1) e utiliza a corrente natural do fluxo da água, elimina qualquer tipo de obra para modificar o local onde será instalado por que funciona como se fosse um barco ancorado.

3. "MÁQUINA DE GERAÇÃO DE ENERGIA ELÉTRICA", de acordo com a reivindicação 1 CARACTERIZADO PELO FATO DE QUE a geração da energia elétrica será imediata após o ancoramento, é composto por geradores acoplados na parte superior do equipamento, utilizando correias e redutores ligados ao conjunto tracionador.

4. "MÁQUINA DE GERAÇÃO DE ENERGIA ELÉTRICA", de acordo com a reivindicação 1 CARACTERIZADO PELO FATO DE QUE a força motriz para movimentar o gerador será determinada pela quantidade e tamanho das caçambas (3) que submersas, serão impulsionadas pela força do curso da água, seja de rio, ondas do mar, vazante de hidrelétricas e canais marítimos.

5. "MÁQUINA DE GERAÇÃO DE ENERGIA ELÉTRICA", de acordo com a reivindicação 1 CARACTERIZADO PELO FATO DE QUE a força existente na corrente da água atua nas caçambas (3) fazendo com que ocorra o movimento em elipse contínuo e gerando energia elétrica.

6. "MÁQUINA DE GERAÇÃO DE ENERGIA ELÉTRICA", de acordo com a reivindicação 1 CARACTERIZADO PELO FATO DE QUE a máquina (100) compreende uma estrutura metálica (2) onde são dispostos e montados flutuadores(1) .

7. "MÁQUINA DE GERAÇÃO DE ENERGIA ELÉTRICA", de acordo com a reivindicação 1 CARACTERIZADO PELO FATO DE QUE são duas extremidades em cada um dos eixos, estas recebem engrenagens sob ação de uma força que permitirá os movimentos por meios de correntes de elo ou de transmissão.

8. "MÁQUINA DE GERAÇÃO DE ENERGIA ELÉTRICA", de acordo com a reivindicação 1 CARACTERIZADO PELO FATO DE QUE nas duas extremidades de todos os eixos, serão fixadas engrenagens que receberão as trações dos movimentos através das correntes de elo ou de transmissão.

9. "MÁQUINA DE GERAÇÃO DE ENERGIA ELÉTRICA", de acordo com a reivindicação 1 CARACTERIZADO PELO FATO DE QUE o conjunto na forma de uma elipse, as divisões das caçambas permitirão que metade delas ficarão submersas movimentadas pela força do fluxo da água, que será responsável pela movimentação da corrente de elo ou transmissão, uma vez que as caçambas estão conectadas a elas, e movimentando também a outra metade das caçambas que ficaram acima do nivel da água.