BR102019001010A2 - Motor mecânico para geração de energia através da movimentação de águas - Google Patents

Motor mecânico para geração de energia através da movimentação de águas Download PDF

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Abstract

motor mecânico para geração de energia através da movimentação de águas, refere-se a um motor mecânico (1) a (41), com seus conjuntos auxiliares, com o objetivo de gerar energia mecânica e elétrica, ou ambas, sendo que usinas elétricas com este sistema poderão ser construídas em margens ou dentro de mar, rio ou em ilhas, onde o custo benefício da energia pelo modo convencional, não se torne compensador, ou lugares praticamente inacessíveis, mas que possuam ondas, marés, ou diferenciais de níveis em águas. como estas fontes de energia, em águas existem em abundancia no planeta, possíveis usinas futuras deste sistema, poderão ficar mais espalhadas, e em maior quantidade, reduzindo assim a quantidade de postes, torres, equipamentos de compensação, componentes, e fios de transmissão. em caso do uso em navegações aquáticas, este motor poderá ser utilizado para substituir, totalmente, ou parcialmente, combustíveis e motores convencionais, para movimentação mecânica, e geração de energia elétrica a bordo.

Description

1/7 “ MOTOR MECÂNICO PARA GERAÇÃO DE ENERGIA ATRAVÉS DA MOVIMENTAÇÃO DE ÁGUAS ”
Assunto:
[001] A presente invenção refere-se a um motor mecânico, para gerar energia mecânica, elétrica, usando marés, ondas, diferenciais de níveis, ou qualquer movimento de águas.
Estado da técnica:
[002] Estações eólicas convencionais trabalham com princípios de usar a velocidade dos ventos, para gerar energia mecânica e elétrica.
[003] Energia solar convencional gerada por células fotovoltaicas, possui a característica de transformar luz em energia elétrica.
[004] Energia solar convencional por calor utilizam equipamentos que possuem a característica de gerar energia mecânica ou elétrica, usando o calor do sol como fonte de energia.
[005] Hidroelétricas convencionais, trabalham com o princípio de um grande depósito de água, que é esvaziado através das pás de um gerador de energia elétrica, fazendo-o girar, produzindo assim energia elétrica.
[006] Usinas termo elétricas convencionais produzem energia elétricas através da queima de carvão mineral ou vegetal, transformando esta energia de calor, em energia mecânica e elétrica.
[007] Usinas nucleares também produzem energia mecânica e elétrica, através de fissão do núcleo de átomos radioativos.
[008] As usinas ou mini usinas movidas a combustíveis líquidos, algumas chamadas de grupo geradores, que normalmente são
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2/7 grandes motores a combustão, possuem acoplados a estes um gerador para produção de energia elétrica.
[009] Estações eólicas convencionais, apesar de parecerem simples, necessitam de uma certa complexidade mecânica, elétrica, e eletrônica, para seu bom funcionamento, por isso é que seus custos ainda são elevados, em relação a sua capacidade de produção.
[010] Energia solar gerada por células fotovoltaicas, conhecidas popularmente por painéis de energia solar, normalmente não é possível seu uso para gerações contínuas de energia, 24 horas por dia, por depender da luz solar, portanto à noite, não se torna possível sua geração, além de ter um custo elevado em relação a capacidade de geração. Mesmo usando baterias convencionais, para compensar os momentos sem luz ou pouca luz, fica prejudicado ainda mais o custo benefício em relação a outras formas de se obter energia, exceto onde o custo não é tão importante, e um dos poucos casos, estão os satélites artificiais.
[01 1 ] Energia solar por calor, normalmente usada em aquecimento de água, também tem prejudicado seu uso contínuo, por ser esporádico, ou seja, limitando seu uso somente em dias de sol, não sendo viável seu custo benefício em geração de energias mecânicas e elétricas.
[01 2] Hidroelétricas convencionais necessitam de uma grande área que deve ser alagada, causando um forte impacto ambiental, e também ficam sujeitas a diminuir seus níveis em época de seca, comprometendo, assim, as demandas solicitadas, assim como o lugar para se construir uma hidroelétrica são mais críticos, como também suas obras e manutenção de altos custos.
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3/7 [013] As termoelétricas, além de terem um custo elevado, geram altos níveis de poluição e aumento de periculosidade, além de deverem ser construídas em lugares mais específicos. E também as termoelétricas de carvão, não é com qualquer tipo de carvão que funcionam.
[014] As usinas elétricas nucleares têm eficiência de geração de energia, mas um altíssimo risco à saúde dos seres vivos, principalmente aos seres humanos, tanto é que algumas cidades foram abandonadas, por estas contaminações radioativas.
[015] As usinas ou mini usinas movidas a combustíveis líquidos, também chamadas de grupos geradores, além de poluir o meio ambiente pela queima destes, geram altos custos, inviabilizando seu uso em muitos casos, ou pelos altos custos, inclusive de combustível, ou pelos altos níveis de poluição. Descrição do invento [016] A invenção possui a tarefa básica de reduzir drasticamente custos na produção de energia mecânica ou elétrica, ou ambas, inclusive na movimentação de embarcação em águas, reduzindo drasticamente, o consumo de combustíveis para seu pleno funcionamento, sendo que nestes casos, a boia ou as boias podem ser deslizadas através de dutos ou trilhos de confinamento, e terão que ter mudanças em suas formas físicas, para acompanhar a aerodinâmica das embarcações.
[017] Esta parte é solucionada de acordo com a reivindicação
1. De acordo com esta, é gerada energia mecânica ou elétrica, usando marés, ondas, diferenciais de níveis, ou qualquer movimento de águas, incluindo o uso de gravidade da terra,
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4/7 inércia, pela relação massa vezes aceleração para estabilização de rotação e multiplicação de força.
[018] A invenção possui a vantagem de possibilitar que usinas elétricas com este sistema, possam ser construídas em margens de mar, rios, ou em ilhas, onde o custo benefício da energia pelo modo convencional não se torne compensador, ou em lugares praticamente inacessíveis, mas que tenham ondas ou marés de líquidos, formando com isto diferenciais de níveis, para seu funcionamento. Como a fonte de energia com diferencias de níveis das águas, através das marés ou ondas, existem em abundancia no planeta, possíveis usinas futuras utilizando este sistema poderão ser espalhadas, e existir em maior quantidade, reduzindo assim a quantidade de postes, torres, equipamentos de compensação, componentes, cabos ou fios para transmissão de energia.
[019] Em caso do uso em navegações aquáticas, este equipamento poderá ser usado para substituir total ou parcialmente os combustíveis, ou sistemas convencionais de geração de energia a bordo, podendo ser usado para gerar energia mecânica e elétrica, inclusive para movimentar embarcações aquáticas, substituindo totalmente ou parcialmente seus combustíveis e motores convencionais.
[020] A invenção possui um ou mais elementos flutuantes, contendo pesos em seus interiores, podendo ser a própria água, de tal maneira que em torno de 1 0% fique flutuando. Estes elementos flutuantes são pendurados a cabos, que são enrolados em polias com catracas, garantindo seus giros apenas em um sentido, que, por sua vez, transmitem estes giros cada vez que as boias descem, e o eixo das polias são conectados a uma caixa multiplicadora de rotação, que, por sua
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5>η vez, é conectado a um volante de inércia com o objetivo de estabilizar a rotação em momentos de intervalos, entre uma descida e outra destas boias ou elementos flutuantes. No seguimento do eixo deste volante, é instalado um gerador de energia elétrica.
Descrição dos desenhos [021] A seguir a invenção será descrita em maiores detalhes com representação aos desenhos. Se mostra:
[022] Nos desenhos as setas de (1) a (41), indicam o conjunto que o faz funcionar, sendo que os componentes de (9) a (19), em caso de plataforma, ou (6), (8), (9), (13) a (19), (32), (35) em casos de navegação, formam partes do conjunto, que podem ser mais de um, e são auxílios para contribuir no aumento de energia e, principalmente na estabilização de rotação, do gerador de energia elétrica (3), também através do volante (29). [022] Todo este equipamento pode ser instalado em embarcações marítimas ou fluviais para geração de energia a bordo, ou plataformas, específicas ou não, parapeitos, ou montanhas, em beiras ou não, e fluviais ou marítimas.
[023] Demonstraremos aqui, em uma plataforma, navios, ou quaisquer embarcações em águas, que servirá também, como explicação para todas as modalidades acima; e iniciando as explicações de funcionamento, fica o seguinte:
[024] Todo o equipamento está montado na plataforma (1 ), ou embarcação, os elementos flutuantes (1 8) e (31) devem ter um peso tal que fiquem apenas em torno de 1 0% flutuando, e o restante afundado no líquido, que neste caso é o mar das ondas (30), e no sentido de se obter o máximo possível de peso destes elementos flutuantes (18) e (31) e também uma maior amplitude do vai e vem dos mesmos neste caso aqui usaremos a própria
Petição 870190005585, de 17/01/2019, pág. 13/18 βη água do mar (19) e (33) como peso, ou seja, será preenchido com água, até os elementos flutuantes (18) e (31) ficarem com aproximadamente 10% flutuando. As ondas do mar (30) causam balanço nos elemento pesados flutuantes (1 8) e (31) deslizando através de seus cabos, guias metálicos, ou hastes de confinamento (32), (35), (36) e (37), ou podendo ser fixados nos próprios pilares da plataforma (1 ), ou cascos de embarcação aquáticas, e em caso de plataformas, fixados, ou sem fixação alguma, em fundo, artificial ou natural (34), e quando os elementos flutuantes (1 8) e (31) se movimentarem para cima, tenderão a afrouxar os cabos (6) e (12), fazendo com que os contrapesos (5) e (9), pela ação da gravidade, façam girar as polias (15) e (24), no sentido (13) e (25), através das roldanas (8)e (1 1 ), e (17) e (22) em casos de embarcações, suportadas pelas hastes (7) e (1 0), ou casco da embarcação (1 ), e dos cabos (6) e (12) que passam pelos furos (1 7) e (22) na plataforma (1 ), ou roldanas (17) e (22) em embarcação (1 ), fazendo com que as polias (15) e (24) através de suas catracas (16) e (23), apenas deslizem no eixo (21), sem causar tração alguma neste, quando forem tracionadas nos sentidos (13) e (25).
[025] Quando os elementos flutuantes (18) e (31), descerem pelo movimento das ondas (30), tracionarão os cabos (6) e (12), através dos furos (1 7) e (22) na plataforma (1 ), ou cascos de embarcação (1), ou roldanas (17) e (22), fazendo girar as polias (15) e (24), no sentido (14) e (26), fazendo com que as catracas (16) e (23), fixadas nas polias (15) e (24), se fixem no eixo (21), fazendo-o girar no sentido (14) e (26), e este giro aciona a caixa multiplicadora de rotação (20), em uma relação de multiplicação ideal para o gerador (3), através do volante de inércia (29) que
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7/7 tem a função de estabilização de rotação, através do efeito de inércia, com ou sem polias (2) e (28), em uma rotação ideal, para as características do gerador (3) em questão. Esta caixa multiplicadora (20), nas embarcações em águas, possui dois eixos de saída (38) e (39), obtendo uma saída para o gerador (3) e outra para a hélice (41), através do volante (29), e caixa de câmbio (40), que tem a função de proporcionar, troca de marcha, ponto morto, e inversão de rotação.
[026] Mesmo que aconteça no volante de inércia (29) uma pequena variação de rotação, isto não alterará a voltagem de saída (4) do gerador (3), porque a maioria dos geradores tem controle automático de voltagem, que mantém a voltagem de saída (4) constante independente da rotação do gerador (3), dentro de um limite.
[027] Os pesos dos contrapesos (5) e (9) devem ser os menores possíveis em relação aos pesos dos elementos flutuantes (18) e (31), mas tal que não causem o deslizamento dos cabos (6) e (12) nas polias (15) e (24) no momento da tração destes cabos (6) e (12) pelos elementos pesados flutuantes (18) e (31), e além do volante (29) desempenhar uma função importante, acima descrita, os elementos flutuantes (1 8) e (31) o ajudam, pois aumentam a sua força de tração nos cabos (6) e (12) além do peso destes elementos flutuantes (18) e (31), porque aparecem mais uma tração maior que os pesos destes elementos flutuantes (1 8) e (31) oriundas da massa vezes a aceleração destes, aumentando em muito a eficiência da geração de energia na saída (4) do gerador (3).

Claims (5)

1. MOTOR MECÂNICO PARA GERAÇÃO DE ENERGIA ATRAVÉS DA MOVIMENTAÇÃO DE ÁGUAS, caracterizado por produzir energia mecânica, elétrica, ou ambas, em conjunto (1) a (41), usando corpos pesados flutuantes (18) e (31), através de ondas, marés, diferencias de níveis em líquidos, e também através de roldanas (8),(11),(17),(22), em apoios (1),(7),(10), sendo puxado por contrapesos (5),(9), sendo puxado por cabos, ou cordas, correntes, hastes dentada, e conjunto auxiliares (9a19), e (6),(8),(9), (13a19), (32), (35), em casos de navegação.
2. MOTOR MECÂNICO PARA GERAÇÃO DE ENERGIA ATRAVÉS DA MOVIMENTAÇÃO DE ÁGUAS, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por produzir energia mecânica, elétrica, ou ambas, usando este mesmo sistema em paredes artificiais ou naturais, dentro ou fora de líquidos, como pode ser em laterais de embarcações em águas, ou corpos flutuantes nestas.
3. MOTOR MECÂNICO PARA GERAÇÃO DE ENERGIA ATRAVÉS DA MOVIMENTAÇÃO DE ÁGUAS, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por elementos flutuantes, (18) e (31 ), serem aumentados seus pesos de tal maneira a ficar o mínimo flutuando, com o objetivo principal de se conseguir o maior peso possível destes, resultando em maior energia por massa vezes aceleração, inércia e gravidade.
4. MOTOR MECÂNICO PARA GERAÇÃO DE ENERGIA ATRAVÉS DA MOVIMENTAÇÃO DE ÁGUAS, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por volante de inércia (29), para promover estabilização de rotação, em intervalos de tração dos
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2/2 cabos, ou correntes, hastes dentadas, dos elementos pesados flutuantes (18) e (31).
5. MOTOR MECÂNICO PARA GERAÇÃO DE ENERGIA ATRAVÉS DA MOVIMENTAÇÃO DE ÁGUAS, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por caixa de câmbio (40) para troca de marcha, ponto morto, e inversão de rotação, somente para o motor.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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EP4038270A4 (en) * 2019-10-03 2024-03-06 Eiselstein, Ronald Simeon TIDAL ENERGY CONVERTER

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EP4038270A4 (en) * 2019-10-03 2024-03-06 Eiselstein, Ronald Simeon TIDAL ENERGY CONVERTER

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