BR102021026012A2 - Sistema submerso de produção de força de empuxo para geração de energia - Google Patents

Abstract

A presente patente de invenção pertence ao campo dos sistemas de produção de força de empuxo propulsivo, mais particularmente, o sistema submerso pode ser integrado a um gerador de energia, ou a qualquer outro meio de conversão de energia cinética em energia mecânica. O sistema submerso é dotado de um conjunto de flutuadores que ao receber uma porção de ar comprimido, provê uma movimentação contínua do referido sistema submerso, permitindo a geração de energia, também, de forma contínua. Dessa forma, o sistema (S) compreende um conjunto de flutuadores flexíveis (1) acoplado a um mecanismo de transporte (2) que translada sobre um mecanismo de rotação (3) em uma órbita elíptica, por meio da força de empuxo gerada pela diferença de pressão entre um fluido líquido armazenado em um compartimento (4) e um fluido gasoso gerado por pelo menos um subsistema de compressão de gás (5), cujo fluído gasoso é insuflado para o interior de cada flutuador flexível (10) por meio de pelo menos uma válvula receptora (11) e evacuado por meio da extremidade (101) do dito flutuador flexível (10).

Description

SISTEMA SUBMERSO DE PRODUÇÃO DE FORÇA DE EMPUXO PARA GERAÇÃO DE ENERGIA CAMPO DE APLICAÇÃO

[0001] A presente patente de invenção pertence ao campo dos sistemas de produção de força de empuxo propulsivo, mais particularmente, o sistema submerso pode ser integrado a um gerador de energia, ou a qualquer outro meio de conversão de energia cinética em energia mecânica.

[0002] O sistema submerso é dotado de um conjunto de flutuadores que ao receber uma porção de ar comprimido, provê uma movimentação contínua do referido sistema submerso, permitindo a geração de energia, também, de forma contínua.

ESTADO DA TÉCNICA

[0003] No Brasil, a energia hidrelétrica é a mais explorada, correspondendo por aproximadamente 65% da matriz energética nacional. Como já é de conhecimento, as hidrelétricas utilizam da força gravitacional da água, represada em barragens, para girar as turbinas que geram a energia elétrica. Apesar das hidrelétricas não utilizarem combustíveis fósseis para gerar a energia elétrica, desvantajosamente, as grandes usinas impactam de forma negativa no meio ambiente. Esses impactos são consequência das grandes áreas de alagamento, dos desmatamentos realizados para sua construção e pelas alterações na estrutura dos rios.

[0004] Já a geração de energia por meio de fonte renováveis, tais como a energia eólica e energia solar, necessitam de áreas muito grandes para gerar uma quantidade significativa de energia elétrica que possa alimentar uma região, mesmo que pequena.

[0005] São conhecidos no estado da técnica, meios de geração contínuo de energia, mais conhecidos como “gerador de energia autossuficiente” ou “gerador de energia perpétuo”, os quais geram energia elétrica por meio da movimentação mecânica contínua sem consumir a energia elétrica gerada ou sem necessitar de fontes externas de energia elétrica.

[0006] Um exemplo é o documento PI 8702323-7 que revela o uso de meios flutuantes que alternam entre vazios e preenchidos, de modo a manter o sistema em movimento contínuo. Contudo, este modelo de gerador utiliza flutuadores rígidos, semelhantes a um copo, o que desvantajosamente, necessita de um espaço maior, já que a abertura de cada flutuador precisa estar para cima ou para baixo, alternativamente. Além disso, necessitam de alguns estágios com água para submersão dos flutuadores e alguns estágios vazios para drenagem dos ditos flutuadores.

[0007] Visando solucionar os inconvenientes do estado da técnica, a presente invenção tem como objetivo prover um sistema submerso de produção de força de empuxo para geração de energia, o qual é dotado de um conjunto de flutuadores flexíveis que são fixados à um mecanismo de transporte que contornam pelo menos dois mecanismos de rotação, garantindo que os flutuadores flexíveis e o mecanismo de transporte transladem em uma órbita elíptica.

[0008] Desta forma, a órbita elíptica e os flutuadores flexíveis permitem que o sistema submerso de produção de força de empuxo ocupe um menor espaço lateral.

[0009] Um outro objetivo da presente invenção é prover um sistema submerso de produção de força de empuxo dotado de um subsistema de compressão de gás, o qual, por meio de uma engrenagem dotada de válvulas pneumáticas ao logo de seus dentes, injeta um fluído gasoso no interior de cada flutuador flexível, inflando-o e movimentando-o por meio do empuxo de cada flutuador flexível submerso.

[0010] Desta forma, a injeção do ar comprimido nos flutuadores flexíveis é feita por meio de pelo menos um dos dois mecanismos de rotação, aproveitando o direcionamento dos ditos flutuadores flexíveis, na posição vertical com a abertura para baixo, para injetar o ar comprimido no interior de cada flutuador flexível.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

[0011] O objeto da presente invenção será melhor compreendido à luz da descrição detalhada que segue em sua forma de realização preferencial, mas não limitativa, a qual tem por ilustração os desenhos esquemáticos em anexo.

[0012] A figura 1 revela um conjunto de flutuadores flexíveis (1), os quais estão associados um mecanismo de transporte (2) que transladam sobre um mecanismo de rotação (3) em uma órbita elíptica, inseridos no compartimento (4) e um subsistema de compressão de gás (5),

[0013] A figura 2 revela o subsistema de compressão de gás (5), o qual compreende, pelos menos um reservatório de ar (51), pelo menos um compressor de ar (50) e pelo menos uma tubulação (52) que transporta o ar comprimido até um dos mecanismos de rotação (3).

[0014] A figura 3 revela o sistema de rotação (3), o qual é compreendido por pelo menos por uma engrenagem inferior (30) e pelo menos uma engrenagem inferior (31).

[0015] A figura 4 revela a engrenagem inferior (30), a qual, compreende ao longo de seus dentes válvulas pneumáticas (300), além disso, evidencia um flutuador flexível (10) com sua extremidade aberta (101) e ainda, uma válvula receptora (11) a qual recebe o gás comprimido por meio das válvulas pneumáticas (300).

[0016] A figura 5 revela o compartimento (4), o qual é configurado por uma estrutura cilíndrica, realizando a função de um reservatório. Ainda, o compartimento (4) compreende uma extremidade fechada (40) e uma extremidade aberta (41).

[0017] Por fim, a figura 6 revela uma outra forma de realização da invenção, em que o compartimento (4) compreende uma plataforma (70) de sustentação e flutuação do sistema (S).

DESCRIÇÃO DETALHADA

[0018] A presente patente de invenção revela um sistema (S) submerso de produção de força de empuxo por meio da diferença de pressão entre um fluído líquido e um fluído gasoso inserido no interior de um flutuador. Particularmente, o referido sistema (S) é integrado à um gerador, transformando a energia cinética em energia elétrica.

[0019] Desse modo, conforme ilustrado na figura 1, o sistema (S) submerso de produção de força de empuxo compreende um conjunto de flutuadores flexíveis (1), pelo menos um mecanismo de transporte (2), pelo menos um mecanismo de rotação (3), pelo menos um compartimento (4) e pelo menos um subsistema de compressão de gás (5).

[0020] Conforme figuras 1 e 4, o conjunto de flutuadores (1) está acoplado ao mecanismo de transporte (2) que translada sobre o mecanismo de rotação (3) em uma órbita elíptica, por meio da força de empuxo gerada pela diferença de pressão entre o fluído líquido armazenado no compartimento (4) e o fluído gasoso gerado por cada subsistema de compressão de gás (5), cujo fluído gasoso é insuflado para o interior de cada flutuador flexível (10) por meio de pelo menos uma válvula receptora (11) e evacuado por meio da extremidade (101) do dito flutuador flexível (10).

[0021] Será compreendido que o fluído liquido armazenado no compartimento (4) é preferencialmente água, porém, pode ser qualquer outro tipo de liquido que possua viscosidade baixa de modo a permitir, o deslocamento de conjunto de flutuadores (1).

[0022] Desse modo, conforme figuras 1 e 3, o dito conjunto de flutuadores flexíveis (1) por meio de um mecanismo de rotação (3), percorre uma geometria elíptica, já que o mecanismo de rotação (3) compreende pelo menos uma engrenagem inferior (30) e pelo menos uma engrenagem superior (31) dispostas sobre o mesmo eixo, de modo a alternar o sentido de cada flutuador flexível (10).

[0023] Desse modo, quando houver diferença de pressão entre o fluido líquido armazenado no compartimento (4) e o fluido gasoso no interior de cada flutuador flexível (10), a força de empuxo promove o deslocamento do conjunto de flutuadores flexíveis (1) que estão conectados com o mecanismo de transporte (2) e consequentemente, promove o movimento continuo.

[0024] De maneira preferencial, o mecanismo de transporte (2) é configurado por um conjunto de correntes (20), as quais o conjunto de flutuadores flexíveis (1) está associado. Desse modo, o conjunto de correntes (20) translada as engrenagens inferior e superior (30, 31) respectivamente, fazendo com que os flutuadores (10) estejam em um primeiro momento, com a abertura (101) voltada para baixo e um segundo momento, com a abertura (101) voltada para cima.

[0025] Conforme ilustrado nas figuras 3 e 4, no momento em que um primeiro flutuador flexível (10) está em contato com a engrenagem inferior (30), este recebe a injeção de ar através da válvula pneumática (300), a qual está disposta sobre cada dente de cada engrenagem inferior (30). Assim, cada flutuador flexível (10) compreende pelo menos uma válvula receptora (11), disposta em uma das laterais do flutuador flexível (10).

[0026] Desse modo, quando a válvula pneumática (300) está alinhada com a válvula receptora (11), é liberado uma porção de fluido gasoso comprimido para o interior de cada flutuador flexível (10)

[0027] Assim, o fluído gasoso é insuflado para o interior de cada flutuador flexível (10) por meio da uma válvula receptora (11), e assim, gerada uma pressão positiva no interior do flutuador flexível (10), que se expande, formando então, um bolsão de ar.

[0028] De acordo com as figuras 3 e 4, a engrenagem superior (31), está disposta em uma região não submersa do compartimento (4), já que nesta região, ocorre a evacuação de ar de dentro do flutuador flexível (10) por meio da extremidade aberta (41), uma vez que, ao passar pela engrenagem superior (31), cada flutuador flexível (10) esvazia-se automaticamente e o peso de sua estrutura o deforma, achatando o flutuador flexível.

[0029] Em seguida, ainda em contato com a engrenagem superior (31), após ser deformado e ter adquirido uma forma chata, o flutuador flexível (10), que antes se deslocava no sentido vertical para cima, agora, desloca-se verticalmente para baixo, tendo seu sentido alterado. Assim, o flutuador desloca-se novamente em direção a água, nesse momento, sem a presença de fluído gasoso em seu interior.

[0030] Ainda, de acordo com a figura 2, o subsistema de compressão de gás (5) compreende pelo menos um compressor (50), pelo menos um reservatório (51) e uma tubulação (52) que transporta o gás comprimido até um dos mecanismos de rotação (3), especificamente, a engrenagem inferior (30). Assim, o subsistema de compressão de gás (5), possibilita o aumento da velocidade do flutuador flexível (10), controlando a vazão e a pressão em que o gás comprimido é insuflado para o interior de cada flutuador flexível (10).

[0031] De acordo com as figuras 4 e 5, o compartimento (4) é um reservatório de água, configurado por uma estrutura preferencialmente cilíndrica, de modo que o compartimento (4) compreende uma extremidade inferior fechada (40) e uma extremidade superior aberta (41). A extremidade aberta (41) promove a equalização interna do compartimento (4) com o meio externo em que o sistema (S) submerso de produção de força de empuxo está inserido.

[0032] Em uma modalidade, o sistema (S) submerso de produção de força de empuxo pode ser integrado a um gerador de energia elétrica produzindo, desta forma, energia elétrica. Em uma outra modalidade, o sistema (S) submerso de produção de força de empuxo pode ser integrado a qualquer meio de conversão de energia cinética em energia mecânica.

[0033] Em outra forma de realização da invenção, conforme figura 6, o compartimento (4) compreende uma plataforma (70) de sustentação e flutuação do sistema (S), de modo a permitir que o sistema (S) possa ser instalado em locais com elevada profundidade, ao mesmo tempo em que a extremidade aberta (41) em conjunto com a engrenagem (31) permanece na região externa para expelir o gás comprimido.

[0034] Além disso, vantajosamente, a plataforma (70) permite que o sistema (S) seja facilmente acessado em casos de necessidade de manutenção preventiva ou corretiva.

[0035] O homem da técnica prontamente perceberá, a partir da descrição e dos desenhos representados, várias maneiras de realizar a invenção sem fugir do escopo das reivindicações em anexo.

Claims (8)

1. “Sistema submerso de produção de força de empuxo para geração de energia” caracterizado por o sistema (S) compreender um conjunto de flutuadores flexíveis (1) acoplado a um mecanismo de transporte (2) que translada sobre um mecanismo de rotação (3) em uma órbita elíptica, por meio da força de empuxo gerada pela diferença de pressão entre um fluido líquido armazenado em um compartimento (4) e um fluido gasoso gerado por pelo menos um subsistema de compressão de gás (5), cujo fluído gasoso é insuflado para o interior de cada flutuador flexível (10) por meio de pelo menos uma válvula receptora (11) e evacuado por meio da extremidade (101) do dito flutuador flexível (10).
2. “Sistema submerso de produção de força de empuxo para geração de energia” de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por o mecanismo de rotação (3) compreender pelo menos uma engrenagem inferior (30) e pelo menos uma engrenagem superior (31), dispostas sobre o mesmo eixo, de modo a alternar o sentido de cada flutuador flexível (10).
3. “Sistema submerso de produção de força de empuxo para geração de energia” de acordo com a reivindicação 2, caracterizado por cada engrenagem inferior (30) ser de liberação e preenchimento de cada flutuador flexível (10) com fluido gasoso comprimido.
4. “Sistema submerso de produção de força de empuxo para geração de energia” de acordo com a reivindicação 3, caracterizado por a liberação do fluido gasoso comprimido ser por meio de uma válvula pneumática (300) disposta sobre cada dente de cada engrenagem inferior (30).
5. “Sistema submerso de produção de força de empuxo para geração de energia” de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por o mecanismo de transporte (2) ser configurado por um conjunto de correntes (20) paralelas entre si.
6. “Sistema submerso de produção de força de empuxo para geração de energia” de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por o compartimento (4) ser um reservatório de água, configurado por uma estrutura cilíndrica sendo, uma extremidade inferior (40) fechada e uma extremidade superior (41) aberta ser de equalização da pressão atmosférica e evacuação de gás comprimido.
7. “Sistema submerso de produção de força de empuxo para geração de energia” de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por cada subsistema de compressão de gás (5) compreender pelo menos um compressor de ar (50), pelo menos um reservatório de ar (51) e uma tubulação (52) que transporta o ar comprimido até um dos mecanismos de rotação (3).
8. “Sistema submerso de produção de força de empuxo para geração de energia” de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por o compartimento (4) compreender uma plataforma (70) de sustentação e flutuação do sistema (S).

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