BR112012030276B1

BR112012030276B1 - estrutura de estator para um gerador linear submerso, unidade e usina elétrica para produção de energia a partir das ondas, rede elétrica e método para fabricar um gerador linear

Info

Publication number: BR112012030276B1
Application number: BR112012030276A
Authority: BR
Inventors: Fredrik Axelsson; Erik Doré; Mats Leijon; Rafael Waters
Original assignee: Seabased Ab
Priority date: 2010-05-28
Filing date: 2010-05-28
Publication date: 2019-09-03
Also published as: CN102934332A; US20130147198A1; US9157412B2; ES2855145T3; JP5819411B2; BR112012030276A2; PL2577849T3; RU2559033C2; JP2013528346A; NZ603870A; CA2799623A1; EP2577849A4; AU2012261632A1; RU2012157735A; PT2577849T; CA2799623C; AU2012261632B2; WO2011149398A1; EP2577849A1; EP2577849B1

Abstract

estrutura de estator para um gerador linear submerso, uso da mesma e método para fabricação de um gerador linear. a presente invenção está correlacionada a uma estrutura de estator (12) para um gerador linear submerso. de acordo com a invenção, a estrutura de estator (12) inclui um tubo cilíndrico de metal com meios de montagem (13,14,15,16) para montagem de pacotes de estator na parede interna do tubo. a estrutura de estator (12) também constitui a parede externa periférica do gerador linear. a invenção também se refere ao uso dessa estrutura de estator (12), como também a um método para fabricação de um gerador linear com tal estrutura de estator (12).

Description

“ESTRUTURA DE ESTATOR PARA UM GERADOR LINEAR SUBMERSO, UNIDADE E USINA ELÉTRICA PARA PRODUÇÃO DE ENERGIA A PARTIR DAS ONDAS, REDE ELÉTRICA E MÉTODO PARA FABRICAR UM GERADOR LINEAR

Campo técnico da presente invenção [001] A presente invenção, em um primeiro aspecto, se refere a uma estrutura de estator para um gerador linear submerso.

[002] Em um segundo aspecto, a invenção se refere ao uso dessa estrutura de estator e, em um terceiro aspecto, a um método para fabricar um gerador linear com tal estrutura de estator.

[003]No presente pedido de patente, os termos “radial”, “axial”, “lateral” e similares se referem à direção do eixo geométrico definido pelo movimento alternativo do centro do elemento de deslocamento, isto é, o eixo geométrico central, caso não seja explicitamente indicado ao contrário. Os termos “superior” e “inferior” se referem à direção vertical e estão relacionados às localizações dos componentes em questão, quando a unidade para produção de energia a partir das ondas se encontrar em operação.

Descrição do estado da técnica [004] O movimento das ondas no mar e em grandes lagos terrestres constitui uma potencial fonte de energia que até então tem sido pouco explorada. No entanto, diversas sugestões têm sido feitas para o uso de movimentos verticais do mar para produção de energia elétrica em um gerador. Uma vez que um ponto na superfície do mar realiza um movimento vertical alternado, este é então

Petição 870190032609, de 04/04/2019, pág. 7/34

2/20 adequado para uso de um gerador linear para produzir energia elétrica.

[005] O documento WO 03/058055 descreve uma unidade para produção de energia a partir das ondas em que a parte móvel do gerador, isto é, a parte que corresponde ao rotor em um gerador rotativo e que no presente pedido é chamado de elemento de deslocamento, se alterna em relação ao estator do gerador. Naquele documento, o estator é ancorado no fundo do mar. O elemento de deslocamento é conectado a um corpo flutuante na superfície do mar por meio de um dispositivo de conexão flexível, tal como arame, um cabo ou corrente.

[006] O estator e o elemento de deslocamento do gerador são encapsulados em uma carcaça impermeável. Uma vez que o gerador é localizado próximo ou no fundo do mar, a execução de serviços e manutenção do mesmo é complicada. Isso exige que o gerador seja bastante confiável na operação. Além disso, a fim de proporcionar uma competitiva fonte de energia em escala comercial, é importante minimizar os custos de fabricação e montagem do gerador. As exigências de alta confiabilidade e baixos custos de fabricação implicam em um projeto otimizado para construção do gerador.

Sumário da presente invenção [007] O objetivo da presente invenção é de atender às exigências acima mencionadas. Especificamente, o objetivo da invenção é atender a essas exigências, no que diz

Petição 870190032609, de 04/04/2019, pág. 8/34

3/20 respeito à relação entre a carcaça impermeável e os componentes internos do gerador.

[008] Esse objetivo é alcançado no primeiro aspecto da invenção, em que uma estrutura de estator do tipo especificado na presente introdução apresenta as características específicas de uma estrutura de estator que inclui um tubo cilíndrico de metal, com dispositivos de montagem para montar pacotes de estator na parede interna do tubo, cujo tubo também forma a parede circunferencial externa do gerador linear.

[009] Essa estrutura de estator preenche a dupla função de formar uma parte da carcaça encapsuladora e de uma segura e racional montagem do estator. Ao usar uma parte da carcaça como estrutura do estator, o número de componentes exigidos do gerador será baixo. Os dispositivos de montagem no lado interno da parede da estrutura permitem uma montagem racional dos pacotes de estator diretamente nessa estrutura. Assim, a necessidade separada é do gerador de uma estrutura de unidade de estator eliminada. Isso resulta em uma montagem muito mais racional, se comparado ao caso em que o estator completo é primeiro montado e depois inserido na carcaça.

Portanto, a estrutura de estator de acordo com presente invenção contribui para se obter um baixo custo de fabricação para o gerador, assim como uma construção com segurança.

[0010]

De acordo com uma modalidade preferida, os dispositivos de montagem incluem uma pluralidade de perfis de montagem distribuídos na parede interna do tubo, axialmente cada perfil

Petição 870190032609, de 04/04/2019, pág. 9/34

4/20 de montagem se estendendo na direção circunferencial e tendo um primeiro grupo de fendas receptoras para os pacotes de estator, cujas fendas receptoras são espaçadas por meio de projeções radiais dirigidas internamente, e onde todas as fendas receptoras de um perfil de montagem são alinhadas axialmente com as fendas receptoras dos outros perfis de montagem.

[0011] Cada pacote de estator em um gerador linear do tipo em questão forma uma unidade alongada que deve ser montada na direção axial. O perfil de montagem com as fendas receptoras é vantajosamente adaptado para a montagem de tal unidade. A formação de fendas receptoras alinhadas proporciona uma localização bem definida de cada pacote de estator, de modo que a montagem será fácil e terá o mínimo risco de ocorrência de erros.

[0012] De acordo com modalidade adicional preferida, cada perfil de montagem é formado por uma borda circunferencial.

[0013] Esta é uma maneira simples de construção do perfil de montagem. A borda também contribui para reforçar a parede do tubo, que é

exposta	a uma	alta	pressão	externa	da água
circundante, quando o	gerador	se encontra em
operação	no fundo	do mar	.
	[0014]	De	acordo	com uma	adicional

modalidade preferida, cada borda apresenta uma pluralidade de recessos que formam as fendas receptoras.

[0015] Assim, as fendas receptoras são obtidas facilmente.

Petição 870190032609, de 04/04/2019, pág. 10/34

5/20 [0016] De acordo com modalidade adicional preferida, cada perfil de montagem apresenta um segundo grupo de fendas receptoras para recebimento de um dispositivo guia para um elemento de deslocamento, para que este seja axialmente alternativo na estrutura de estator.

[0017] O elemento de deslocamento tem de ser direcionado de modo preciso e seguro, a fim de manter a sua posição na direção radial para manter os espaçamentos dirigidos ao estator constantes. Cada dispositivo guia pode, vantajosamente, consistir de uma fila de rodas, articulada em uma estrutura de roda. Ao também proporcionar fendas receptoras para esses componentes, a montagem do gerador é adicionalmente mais racionalizada. Assim, também se obtém uma diferente localização predeterminada do dispositivo guia em relação ao pacote do estator na direção circunferencial e, mais importante, na direção radial. Isso simplifica a montagem, e garante que os espaçamentos serão exatos.

[0018] De acordo com uma adicional modalidade preferida, a extensão circunferencial de cada fenda receptora no primeiro grupo é 2-8 vezes tão grande quanto a extensão circunferencial de cada fenda receptora no segundo grupo.

[0019] Uma vez que cada pacote de estator, normalmente, apresenta uma maior extensão circunferencial que a exigida para o dispositivo guia, a relação especificada da largura das fendas é adaptada para isso. Na maioria dos casos, as fendas no primeiro grupo são 3-4 vezes tão grandes quanto aquelas do segundo grupo.

Petição 870190032609, de 04/04/2019, pág. 11/34

6/20 [0020] De acordo com outra modalidade preferida, o número de fendas receptoras no segundo grupo é de três ou quatro em cada perfil de montagem.

[0021] O elemento de deslocamento tem de ser radialmente suportado em pelo menos três diferentes direções, a fim de garantir uma posição adequada. Em muitos casos, pode ser vantajoso ter o mesmo suportado em quatro direções. Essa modalidade é uma adaptação para esse requisito.

[0022] De acordo com uma adicional modalidade preferida, cada fenda receptora apresenta uma base que é uma superfície plana.

[0023] Isso simplifica a fabricação da estrutura, e a base plana proporciona um suporte satisfatório para os lados traseiros planos dos pacotes de estator e para o dispositivo guia.

[0024] De acordo com outra modalidade preferida, o número de fendas receptoras no primeiro grupo se dispõe na faixa de 4-12. O número de pacotes do estator, na maioria dos casos, estará dentro dessa faixa, e os dispositivos de montagem, desse modo, serão bem adequados para a finalidade específica.

[0025] De acordo com uma adicional modalidade preferida, a distância axial entre dois perfis de montagem adjacentes é a mesma para quaisquer dois perfis de montagem adjacentes.

[0026] As distâncias iguais entre os perfis de montagem resultam em uma distribuição axial favorável das forças de suporte nos pacotes do estator e no dispositivo guia.

Petição 870190032609, de 04/04/2019, pág. 12/34

7/20 [0027]

De acordo com outra modalidade preferida, cada fenda receptora apresenta uma base que é provida de furos passantes, os quais alcançam o outro lado do tubo.

[0028]

Isso simplifica a fixação dos pacotes de estator e do dispositivo guia nas respectivas fendas receptoras, mediante uso de parafusos e meios similares.

[0029]

De acordo com uma adicional modalidade preferida, o tubo apresenta uma pluralidade de flanges circunferenciais externos.

[0030] Desse modo, a rigidez do tubo e sua capacidade de suportar a pressão externa da água são aumentadas, o que permite uma parede mais fina, se comparado com uma parede sem flanges.

[0031] De acordo com outra modalidade preferida, o número de flanges é igual ao número de perfis.

[0032] Isso é vantajoso, do ponto de vista de fabricação.

[0033] De acordo com uma adicional modalidade preferida, cada flange é axialmente localizado próximo a um perfil de montagem.

[0034] Desse modo, os flanges reforçam o tubo nas áreas em que o tubo é exposto a forças de suporte exercidas sobre os pacotes de estator e dispositivo guia. O efeito do reforço dos flanges, desse modo, é otimizado, especificamente, se o tubo for perfurado pelos furos de parafuso ao longo dos perfis de montagem.

[0035] De acordo com outra modalidade preferida, a estrutura de estator inclui

Petição 870190032609, de 04/04/2019, pág. 13/34

8/20 uma pluralidade de seções axialmente distribuídas que são conjuntamente unidas.

[0036] Na maioria dos casos, quando da fabricação do tubo, é conveniente unir as seções, devido às dimensões normalmente grandes da carcaça. A fabricação do tubo a partir de seções também permite uma modulação, de modo que carcaças de diferentes tamanhos podem ser fabricadas a partir de um único e igual tamanho de seções.

[0037] De acordo com uma adicional modalidade preferida, cada seção inclui um perfil de montagem e um flange, e pelo menos algumas seções são idênticas entre si.

0038] Esse tipo de construção das

seções contribui adicionalmente	para se obter
módulos que podem	ser	usados	para diferentes
extensões da carcaça.
[0039]	De	acordo	com outra
modalidade preferida,	o	tubo no	seu lado externo

apresenta um dispositivo de fixação disposto para ser fixado a elementos de suporte.

[0040] A carcaça do gerador apresenta uma altura considerável, algo em torno de dez metros ou mais, e é exposta a forças de inclinação laterais na sua parte superior causadas pelo dispositivo de conexão, tal como arame, que conecta o elemento de deslocamento com um corpo flutuante na superfície do mar. Portanto, é vantajoso prover elementos de suporte, por exemplo, arames ou hastes, conectando a extremidade superior da carcaça ao fundo do mar. Ao proporcionar o dispositivo de fixação exteriormente ao tubo para

Petição 870190032609, de 04/04/2019, pág. 14/34

9/20 esses elementos de suporte, a carcaça pode ser facilmente fixada.

[0041]

A invenção também se refere a uma unidade para produção de energia a partir das ondas, incluindo pelo menos um corpo flutuante e um gerador linear submerso, compreendendo um estator e um elemento de deslocamento, e incluindo adicionalmente um dispositivo de conexão flexível que conecta o pelo menos um corpo flutuante ao elemento de deslocamento, e em que o estator inclui uma estrutura de estator de acordo com a invenção, particularmente, de acordo com quaisquer modalidades preferidas da mesma, em cuja estrutura de estator os pacotes do estator são montados.

[0042] O termo flexível aplica o significado de que o dispositivo de conexão pode ser curvado, tal como, uma corrente, um cabo de arame, uma corda ou similar. Entretanto, não necessariamente significa que o dispositivo de

conexão	seja flexível	na	direção	longitudinal.
	[0043]	De	acordo	com uma adicional
modalidade preferida	da	unidade	para produção	de
energia	a partir das	ondas conforme a invenção	, o
elemento	de deslocamento é	guiado por	uma

pluralidade de dispositivos guias, cada dispositivo guia sendo montado em uma fenda receptora do segundo grupo em cada perfil.

[0044] De acordo com outra modalidade preferida, cada dispositivo guia inclui uma pluralidade de rodas axialmente distribuídas e uma estrutura de roda, na qual as rodas são montadas.

Petição 870190032609, de 04/04/2019, pág. 15/34

10/20 [0045] De acordo com uma adicional modalidade preferida, a estrutura de estator é provida de uma pluralidade de elementos de suporte conectando a estrutura de estator com o fundo do mar.

[0046] De acordo com outra modalidade preferida, os elementos de suporte incluem arames e/ou hastes.

[0047] A presente invenção se refere adicionalmente a uma usina elétrica para produção de energia a partir das ondas, a qual inclui uma pluralidade de unidades para produção de energia a partir das ondas, conforme descrito na presente invenção.

[0048] De acordo com uma adicional modalidade preferida, a instalação para produção de energia a partir das ondas inclui pelo menos um mecanismo de distribuição, localizado no fundo do mar e no qual as unidades para produção de energia a partir das ondas são conectadas.

[0049] A invenção também se refere a uma rede elétrica, a qual inclui uma linha de conexão com uma unidade para produção de energia a partir das ondas, conforme descrito na presente invenção.

[0050] De acordo com uma modalidade preferida, a linha de conexão inclui uma unidade de controle disposta para controlar o suprimento de energia através da linha de conexão, e para proporcionar informação de débito com relação à energia fornecida pela linha de conexão.

[0051] De acordo com um segundo aspecto da invenção, uma unidade para produção de

Petição 870190032609, de 04/04/2019, pág. 16/34

11/20 energia a partir das ondas, provida com uma estrutura de estator conforme a presente invenção é usada para produzir energia elétrica e suprir a energia a uma rede elétrica.

[0052] No terceiro aspecto da invenção, um método do tipo especificado na presente introdução inclui as medidas específicas para que a estrutura de estator seja formada como um tubo de metal e para que os pacotes de estator sejam montados na parede interna do tubo.

[0053] De acordo com uma modalidade preferida do método da invenção, dispositivos guias para o elemento de deslocamento são montados na parede interna do tubo.

[0054] De acordo com uma adicional modalidade preferida, o tubo é fabricado mediante fixação de uma pluralidade de seções axialmente distribuídas entre si.

[0055] De acordo com uma adicional modalidade preferida, a etapa de formar o estator no formato de um tubo cilíndrico inclui que o tubo a ser formado tenha as características do tubo da estrutura de estator da invenção, particularmente, de acordo com quaisquer modalidades preferidas da mesma.

[0056] A unidade para produção de energia a partir das ondas, a usina elétrica para produção de energia a partir das ondas, a rede elétrica, o uso e o método conforme a invenção apresentam as vantagens da estrutura de estator da invenção e das modalidades preferidas da mesma, que já foram descritas anteriormente.

Petição 870190032609, de 04/04/2019, pág. 17/34

12/20 [0057]

Os ganhos da unidade para produção de energia a partir das ondas conforme invenção, a partir das vantagens da estrutura de estator da invenção e modalidades preferidas da mesma já foram descritos anteriormente.

[0058]

Deve ser entendido que adicionais modalidades preferidas, logicamente, podem ser constituídas por qualquer possível combinação das modalidades preferidas acima mencionadas, por qualquer combinação destas e características mencionadas na descrição dos exemplos apresentados abaixo.

[0059] invenção será ainda explicada mediante a seguinte descrição detalhada de exemplos da mesma, como também, fazendo-se referência aos desenhos anexos.

Breve Descrição dos Desenhos [0060]

A figura uma vista lateral esquemática de uma unidade para produção de energia a partir das ondas com um gerador linear, para o qual a estrutura de estator de acordo com a invenção é idealizada.

0061]

A figura 2 é uma vista em perspectiva de uma estrutura de estator de acordo com a invenção com pacotes de estator montados na mesma.

0062] figura 3 é uma vista similar à figura

2, mostrando a estrutura de estator sem a presença de componentes montados na mesma.

[0063] figura ilustra esquematicamente uma etapa de fabricação, de acordo com um exemplo alternativo.

Petição 870190032609, de 04/04/2019, pág. 18/34

13/20 [0064] figura 5 representa uma vista de extremidade da estrutura de estator mostrada na figura

3.

[0065] figura 6 é uma vista similar figura

5, mostrando a estrutura de estator com pacotes de estator montados na mesma, como também com o elemento de deslocamento.

0066]

A figura 7 é uma vista em perspectiva similar à figura 2, mostrando também o elemento de deslocamento dentro da estrutura de estator.

[0067]

A figura 8 é uma vista lateral esquemática, mostrando uma parte de uma unidade para produção de energia a partir das ondas, compreendendo uma estrutura de estator, de acordo com um adicional exemplo da invenção.

[0068] figura ilustra esquematicamente uma instalação para produção de energia a partir das ondas, de acordo com a invenção.

Descrição de Exemplos

0069] figura é uma vista lateral esquemática que ilustra uma unidade para produção de energia a partir das ondas, de acordo com a invenção, em operação no mar.

Um corpo flutuante flutua na superfície do mar e conectado por meio de um dispositivo de conexão

3, tal como, um cabo, arame, corda, corrente ou similar, a um gerador linear 2 ancorado no fundo do mar. Na figura, o gerador é fixado no fundo do mar.

Entretanto, deve ser entendido que o gerador pode ser localizado acima do fundo do mar e ser preso de alguma outra maneira.

Petição 870190032609, de 04/04/2019, pág. 19/34

14/20 [0070] O gerador linear 2 tem um estator 5 com enrolamentos e um elemento de deslocamento 6 com ímãs. O elemento de deslocamento é capaz de se alternar para cima e para baixo dentro do estator 5, desse modo, gerando corrente nos enrolamentos do estator, cuja corrente é transferida por um cabo elétrico 11 para uma rede elétrica.

[0071] O elemento de deslocamento 6 inclui uma haste 7 na qual o elemento de arame 3 é fixado. Quando o corpo flutuante 1 devido aos movimentos das ondas da superfície do mar é forçado para se mover para cima, o corpo flutuante puxará o elemento de deslocamento 6 para cima. Quando o corpo flutuante, após isso, se mover para baixo, o elemento de deslocamento 6 se movimentará para baixo através da gravidade.

Opcionalmente, mas preferivelmente, uma mola não mostrada) ou elemento similar, ao atuar sobre o elemento de deslocamento 6 proporciona uma adicional força descendente.

0072]

Uma vez que o gerador 2 se dispõe no fundo do mar e o corpo flutuante 1 flutua livremente na superfície da água, o corpo flutuante é livre de se mover lateralmente em relação ao gerador 2. Desse modo, o dispositivo de conexão 3 se tornará inclinado.

[0073] Na entrada do dispositivo de conexão 3 dentro da carcaça 4 do gerador 2, é provido um dispositivo guia 9 que guia o dispositivo de conexão para se mover verticalmente para baixo do dispositivo guia 9, ao mesmo tempo em que permite ao dispositivo de conexão 3 que se

Petição 870190032609, de 04/04/2019, pág. 20/34

15/20 encontra acima do dispositivo guia se movimentar numa posição inclinada. O dispositivo guia 9 é fixado a uma construção cônica 8, acima da carcaça 4 do gerador, sendo fixado ao mesmo.

[0074] O dispositivo guia 9 permite ao dispositivo de conexão 3 gradualmente modificar sua direção, ao passar através do dispositivo guia 9, de modo que o desgaste do dispositivo de conexão se torna limitado.

[0075] Na figura 2, a estrutura de estator 12 é mostrada com pacotes de estator 19 e dispositivos guias 20, 21 para o elemento de deslocamento. A estrutura de estator 12 forma uma parte da carcaça impermeável 4, na qual o gerador linear é encapsulado. Deve se entendido que uma parede de extremidade superior e uma parede de extremidade inferior devem ser fixadas às extremidades da estrutura de estator 12 para completar a carcaça 4. A estrutura de estator 12 é de metal, por exemplo, aço inoxidável ou ferro, com revestimento externo anticorrosivo.

[0076] Montada no interior da estrutura de estator 12, se dispõe uma pluralidade de pacotes de estator 19 se estendendo axialmente, conforme mostrado no exemplo 8. Também montados no interior da estrutura de estator 12 se dispõem quatro dispositivos guias 20, 21se estendendo axialmente, para direcionar o movimento do elemento de deslocamento 6 (não mostrado na figura 2), quando o mesmo se alterna. Cada dispositivo guia consiste de um grande número de rodas 21, dispostas em uma fila que se estende axialmente. Cada roda 21 é articulada em uma estrutura de roda 20. Quando em

Petição 870190032609, de 04/04/2019, pág. 21/34

16/20 operação, as rodas 21 rolam sobre um respectivo trilho suporte no elemento de deslocamento 6, de modo que a posição lateral do elemento de deslocamento 6 será precisamente mantida, a fim de manter os espaçamentos entre os ímãs 19 do elemento de deslocamento e os pacotes do estator 19 precisos.

[0077] Com referência à figura 3, a montagem dos pacotes de estator 19 e das estruturas de rodas 20 no interior da parede da estrutura de estator 12 será agora explicada. O interior da estrutura de estator 12 para essa finalidade é provido de dispositivos de montagem.

Os dispositivos de montagem consistem de uma pluralidade de perfis de montagem 13, 14, 15, que são distribuídos axialmente ao longo da estrutura do estator. Na figura, somente dois desses perfis de montagem são visíveis. Cada perfil de montagem consiste de uma borda 13 que pode ser uma parte integral de parede da estrutura de estator 12 ou pode ser soldada ou fixada de alguma outra maneira à estrutura. Cada borda 13 tem uma pluralidade de recessos. Um primeiro grupo de recessos é disposto para formar fendas receptoras 14, nas quais os pacotes de estator 19 devem ser montados. Um segundo grupo de recessos é disposto para formar fendas receptoras 15, nas quais as estruturas de rodas 20 dos dispositivos guias devem ser montadas. O número de fendas receptoras 14 no primeiro grupo é oito, e o número de fendas receptoras 15 no segundo grupo é quatro, de modo a corresponder com o número do respectivo componente, conforme mostrado na figura 2. Entretanto, deve ser

Petição 870190032609, de 04/04/2019, pág. 22/34

17/20 entendido que o número de fendas em cada grupo pode se desviar do exemplo ilustrado.

[0078]

O número de bordas 13 nos exemplos mostrados é quatro, entretanto, esse número pode variar, dependendo do comprimento da estrutura do estator. Preferivelmente, mas não necessariamente, a distância entre cada duas bordas adjacentes 13 é a mesma. Um especialista versado na técnica entenderá que os dispositivos de montagem podem ser configurados e construídos através de qualquer outra maneira, diferente da mostrada no exemplo.

[0079] A extensão circunferencial das fendas receptoras 14 para os pacotes de estator 19 é maior que a extensão circunferencial das fendas receptoras 15 para os dispositivos guias 20, 21 para corresponder com a largura do respectivo componente. No exemplo mostrado, a largura de cada um dos pacotes de estator é cerca de três vezes a largura de cada dispositivo guia 20, 21. Entretanto, essa relação pode variar acentuadamente. Se, por exemplo, existirem somente quatro pacotes de estator, a relação será muito maior que a apresentada acima.

[0080] Na base de cada fenda receptora 14, 15 são dispostos furos de parafuso 16 que se estendem através da parede da estrutura de estator 12, pelo que, esses furos 16 são também visíveis na figura, exteriormente à estrutura de estator 12. Mediante uso de parafusos através desses furos, a fixação dos pacotes do estator 19 e das estruturas de rodas 20 é garantida.

Petição 870190032609, de 04/04/2019, pág. 23/34

18/20 [0081] No lado exterior da estrutura de estator 12, se dispõe um determinado número de flanges 17 para aumentar a rigidez e resistência da estrutura do estator. No exemplo mostrado, cada flange 17 é disposta adjacente a uma das bordas 13, mas, logicamente, qualquer outra distribuição é possível. Também, no lado exterior são providas orelhas formando um dispositivo de fixação 18 para elementos de suporte, por exemplo, arame ou hastes. As orelhas são localizadas na extremidade da estrutura de estator 12, que se constituirão na extremidade superior, quando posicionadas para operação no fundo do mar.

[0082] A estrutura de estator 12 pode, a princípio, ser fabricada em uma única peça. Por razões práticas, é vantajoso produzir a estrutura em seções, conforme ilustrado na figura 4, que, esquematicamente, ilustra cinco seções 12a12e, que devem ser conjuntamente unidas, de modo a formar uma completa estrutura de estator 12. Nesse exemplo, as três seções intermediárias 12b-12d são idênticas, cada uma tem uma borda e um flange. Através dessa fabricação modular, estruturas de estator de diferentes extensões podem ser montadas.

[0083] O formato das bordas 13 pode ser visto em maiores detalhes na figura 5.

[0084] Na figura 6, é ilustrada a relação entre o elemento de deslocamento 6 e os componentes associados com a estrutura de estator 12. No elemento de deslocamento são dispostas fileira de ímãs 22, cada fileira cooperando com um respectivo pacote de estator 19, para formar um pequeno espaçamento entre os mesmos, de modo que

Petição 870190032609, de 04/04/2019, pág. 24/34

19/20 uma corrente seja induzida nos enrolamentos do estator, quando os ímãs 22 se alternam axialmente com o elemento de deslocamento 6. Os espaçamentos são definidos e mantidos estáveis pelo dispositivo guia 20, 21, cujas rodas rolam nos trilhos 23 fixados ao elemento de deslocamento 6.

[0085] A vista em perspectiva da figura 7 ilustra adicionalmente o elemento de deslocamento 6 parcialmente se deslocando para fora da estrutura de estator 12 e também ilustra a haste

7, através da qual o elemento de deslocamento 6 é conectado ao arame 3 e depois ao corpo flutuante 1, conforme visto na figura 1. Na extremidade superior do elemento de deslocamento 6 se dispõe uma mola para amortecer o movimento quando o elemento de deslocamento alcança a sua máxima posição superior final.

[0086] Conforme ilustrado na figura

8, a carcaça 4 do gerador linear, preferivelmente, é presa por cabos de arame ou hastes 24 no fundo do mar. Os elementos de arame/hastes 24 são fixados às orelhas 18 na extremidade superior da estrutura de estator.

[0087] Na figura 9, uma instalação para produção de energia a partir das ondas é esquematicamente ilustrada, conforme visualizado de cima. A instalação tem uma pluralidade de geradores lineares 2, cada um fazendo parte de uma unidade para produção de energia a partir das ondas de um tipo geral, conforme mostrado na figura 1, e sendo provido com uma estrutura de estator 12, de acordo com a presente invenção. Os geradores 2 são conectados a um mecanismo de distribuição 30, que,

Petição 870190032609, de 04/04/2019, pág. 25/34

20/20 por meio de uma linha de conexão 40 é conectado a uma rede elétrica 40.

[0088] A linha de conexão é provida com uma unidade de controle 42, que controla o suprimento de energia proveniente dos geradores 2 através do mecanismo de distribuição 30 para a rede elétrica 40. A unidade de controle 42 também registra a quantidade de energia suprida à rede elétrica para fins de cobrança.

Claims

REIVINDICAÇÕES

1. Estrutura de estator (12) para um gerador linear submerso (2), caracterizada pelo fato de que a estrutura de estator (12) inclui um tubo cilíndrico de metal com dispositivos de montagem (13, 14, 15, 16) para montagem de pacotes de estator (19) na parede interna do tubo, em que o tubo também constitui uma parede circunferencial externa do gerador linear (2) quando montado para formar uma parte de uma carcaça (4) impermeável na qual o gerador linear (2) é encapsulado, em que os dispositivos de montagem (13, 14, 15, 16) incluem uma pluralidade de perfis de montagem (13, 14, 15) distribuídos axialmente na parede interna do tubo, cada perfil de montagem (13, 14, 15) se estendendo na direção circunferencial e tendo um primeiro grupo de fendas receptoras (14) para os pacotes de estator, em que as fendas receptoras (14) do primeiro grupo são espaçadas por meio de projeções radiais dirigidas internamente, todas as fendas receptoras (14) do primeiro grupo de um perfil de montagem (13, 14, 15) sendo axialmente alinhadas com as fendas receptoras (14) do primeiro grupo dos outros perfis de montagem (13, 14, 15).
2. Estrutura de estator, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que cada perfil de montagem (13, 14, 15) é formado por uma borda circunferencial (13).
3. Estrutura de estator, de acordo com a reivindicação 2, caracterizada pelo fato de que cada borda (13) tem uma pluralidade de recessos que formam as fendas receptoras (14) no primeiro grupo.

Petição 870190032609, de 04/04/2019, pág. 27/34

2/7
4. Estrutura de estator, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que cada perfil de montagem (13, 14, 15) tem um segundo grupo de fendas receptoras (15) para recebimento de um dispositivo guia (20, 21) para um elemento de deslocamento (6) ser axialmente alternativo na estrutura de estator (12).
5. Estrutura de estator, de acordo com a reivindicação 4, caracterizada pelo fato de que a extensão circunferencial de cada fenda receptora (14) no primeiro grupo é 2-8 vezes tão grande quanto a extensão circunferencial de cada fenda receptora (15) no segundo grupo.
6. Estrutura de estator, de acordo com a reivindicação 5, caracterizada pelo fato de que o número de fendas receptoras (15) no segundo grupo é de três ou quatro em cada perfil de montagem (13, 14, 15).
7. Estrutura de estator, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que cada fenda receptora (14) do primeiro grupo tem uma base que é uma superfície plana.
8. Estrutura de estator, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que o número de fendas receptoras (14) no primeiro grupo está na faixa de 4-12.
9. Estrutura de estator, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que a distância axial entre dois perfis de montagem adjacentes (13, 14, 15) é a mesma para quaisquer dois perfis de montagem adjacentes (13, 14, 15).
10. Estrutura de estator, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que

Petição 870190032609, de 04/04/2019, pág. 28/34

3/7 cada fenda receptora (14, 15) do primeiro grupo tem uma base que é provida com furos passantes (16) que alcançam o lado externo do tubo.
11.

Estrutura de estator, de acordo a reivindicação

1, caracterizada pelo fato de que o tubo tem uma pluralidade de flanges circunferenciais externos (17).
12. Estrutura de estator, de acordo com a reivindicação 11, caracterizada pelo fato de que o número de flanges (17) é igual ao número de perfis de montagem (13, 14,
13. Estrutura de estator, de acordo com a reivindicação 12, caracterizada pelo fato de que cada flange (17) é axialmente posicionado próximo a um perfil de montagem (13, 14, 15).
14. Estrutura de estator, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que a estrutura de estator (12) inclui uma pluralidade de seções axialmente distribuídas (12a-12e) que são conjuntamente unidas.
15. Estrutura de estator, de acordo com a reivindicação 14, caracterizada pelo fato de que cada seção (12a-12e) inclui um perfil de montagem (13, 14, 15) e um flange (17), e em que pelo menos algumas seções (12b-12d) são idênticas entre si.
16. Estrutura de estator, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que o tubo no seu lado exterior tem um dispositivo de fixação (18) disposto para ser fixado a elementos de suporte (24).
17. Estrutura de estator, de acordo com a reivindicação 4, caracterizada pelo fato de que

Petição 870190032609, de 04/04/2019, pág. 29/34

4/7 cada fenda receptora (15) do segundo grupo tem uma base que é uma superfície plana.
18. Estrutura de estator, de acordo com a reivindicação 4, caracterizada pelo fato de que cada fenda receptora (15) do segundo grupo tem uma base que é provida com furos passantes (16) que alcançam o lado externo do tubo.
19. Unidade para produção de energia a partir das ondas, compreendendo pelo menos um corpo flutuante (1) e um gerador linear submerso (2) com um estator (5) e um elemento de deslocamento (6), e adicionalmente incluindo um dispositivo de conexão flexível (3) conectando o pelo menos um corpo flutuante (1) ao elemento de deslocamento (6), caracterizada pelo fato de que o estator (5) tem uma estrutura de estator (12), do tipo definido na reivindicação 1, na qual são montados os pacotes de estator (19).
20. Unidade para produção de energia a partir das ondas, de acordo com a reivindicação 19, caracterizada pelo fato de que o elemento de deslocamento (6) é guiado por uma pluralidade de dispositivos guias (20, 21), em que cada dispositivo guia (20, 21) é montado em uma respectiva fenda receptora (15) do segundo grupo em cada perfil de montagem (13, 14, 15).
21. Unidade para produção de energia a partir das ondas, de acordo com a reivindicação 20, caracterizada pelo fato de que cada dispositivo guia (20, 21) inclui uma pluralidade de rodas distribuídas axialmente (21) e uma estrutura de roda (20) na qual as rodas (21) são montadas.

Petição 870190032609, de 04/04/2019, pág. 30/34

5/7
22. Unidade para produção de energia a

19, partir das ondas, de acordo com a reivindicação

caracterizada pelo fato de que a estrutura de estator (12) é provida com uma pluralidade de elementos de suporte (24) que cone ctam a estrutura

mar.

de estator (12) ao fundo do
23. Unidade para produção de energia a partir das ondas, de acordo com a reivindicação

22, caracterizada pelo fato de que os elementos de suporte (24) incluem arames e/ou hastes.
24. Usina elétrica para produção de energia a partir das ondas, caracterizada pelo fato de compreender uma pluralidade de unidades para produção de energia a partir das ondas, do tipo definido na reivindicação 19.
25. Usina elétrica para produção de energia a partir das ondas, de acordo com a reivindicação 24, caracterizada pelo fato de que incluir pelo menos um mecanismo de distribuição

30) localizado no fundo do mar, ao qual as unidades para produção de energia partir das ondas são conectadas.
26. Rede elétrica (40), caracterizada pelo fato de incluir uma linha de conexão (41) com uma unidade para produção de energia a partir das ondas, do tipo definido na reivindicação 19.
27. Rede elétrica, de acordo com a reivindicação 26, caracterizada pelo fato de que a linha de conexão (41) inclui uma unidade de controle (42) disposta para controlar o suprimento de energia através da linha de conexão (41) e para prover informação de débito com relação à energia fornecida através da linha de conexão (41).

Petição 870190032609, de 04/04/2019, pág. 31/34

6/7
28. Uso de uma unidade para produção de energia a partir das ondas, do tipo definido na reivindicação 19, caracterizado pelo fato de que o uso se destina à produção de energia elétrica e suprimento dessa energia a uma rede elétrica.
29. Método para fabricar um gerador linear (2), idealizado para uso submerso, o gerador linear (2) tendo um estator (5) com uma estrutura de estator (12) e pacotes de estator (19) e tendo um elemento de deslocamento (6), cujo método inclui dispor o elemento de deslocamento (6) para realizar movimento alternativo dentro do estator (5), o método sendo caracterizado pelo fato de formar a estrutura de estator (12) como um tubo cilíndrico de metal constituindo uma parede circunferencial externa do gerador linear (2) quando montado para formar uma parte de uma carcaça (4) impermeável na qual o gerador linear (2) é encapsulado e montar os pacotes de estator (19) na parede interna do tubo usando dispositivos de montagem (13, 14, 15, 16), em que os dispositivos de montagem (13, 14, 15, 16) incluem uma pluralidade de perfis de montagem (13, 14, 15) distribuídos axialmente na parede interna do tubo, cada perfil de montagem (13, 14, 15) se estendendo na direção circunferencial e tendo um primeiro grupo de fendas receptoras (14) para os pacotes de estator, em que as fendas receptoras (14) do primeiro grupo são espaçadas por meio de projeções radiais dirigidas internamente, todas as fendas receptoras (14) do primeiro grupo de um perfil de montagem (13, 14, 15) sendo axialmente alinhadas com as fendas receptoras (14) do primeiro grupo dos outros perfis de montagem (13, 14, 15).

Petição 870190032609, de 04/04/2019, pág. 32/34

7/7
30. Método, de acordo com a reivindicação 29, caracterizado pelo fato de incluir montar um dispositivo guia (20, 21) para o elemento de deslocamento (6) na parede interna do tubo.
31. Método, de acordo com a reivindicação 29, caracterizado pelo fato de fabricar o tubo mediante fixação de uma pluralidade de seções (12a-12e) distribuídas axialmente entre si.