BRPI0807297A2 - Dispositivo para gerador acionado pelas ondas. - Google Patents

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Description

"DISPOSITIVO PARA GERADOR ACIONADO PELAS ONDAS"
O invento refere-se a um dispositivo de acionamento para transformação de um movimento linear induzido por um movimento das ondas numa superfície de água num movimento de rotação de 5 sentido único, mais especificamente, um módulo principal estacionário que compreende meios para movimento de deslizamento ou rolamento de uma barra de operação engatada num acionador, o qual aciona um gerador de energia através do movimento vertical, induzido pelas ondas na barra de 10 operação, prolongando-se a barra de operação substancialmente numa direção vertical. Os meios de transmissão proporcionam um sentido único de rotação no gerador de energia, quando o sentido do movimento da barra de operação se altera.
Na descrição que se segue as expressões "gerador
acionado pelas ondas" e "gerador" são parcialmente utilizadas para dispositivos, os quais estão dispostos para produzir corrente elétrica. Está dentro do âmbito do invento que o "gerador de acionado pelas ondas" e o 20 "gerador" possam também produzir apenas qualquer outra forma de energia, por exemplo, a por uma bomba que fornece líquido sob pressão. Por conseguinte, as expressões "gerador acionado pelas ondas" e "gerador" devem ser entendidas em sentido amplo e não em sentido restrito, isto 25 é, o relacionado com a energia elétrica, que estas expressões têm na linguagem de todos os dias.
São conhecidos muitos sistemas diferentes para exploração da força das ondas e das marés para a produção de energia, por exemplo, energia elétrica. Os problemas 5 neste campo têm consistido no fato de que o equipamento técnico não tem sido capaz de agüentar as grandes cargas infligidas num gerador acionado pelas ondas, e a eficiência tem sido demasiado baixa. Para evitar uma avaria, tem sido tentado mover o gerador acionado pelas ondas para zonas com 10 condições tempo e de mar "mais calmas". Isto tem, naturalmente, conduzido a exploração e eficiência piores da energia das ondas.
O invento tem como seu objeto remediar ou reduzir, pelo menos, um dos inconvenientes da técnica anterior.
O objeto é conseguido através das características
especifiçadas na descrição a baixo e nas reivindicações que se seguem.
Para se conseguir a utilização máxima de um gerador acionado pelas ondas e marés, é necessário posicionar o 20 equipamento em zonas expostas a tempestades e ondas poderosas. É um objeto do invento proporcionar um gerador acionado pelas ondas, no qual apenas um dos elementos principais do gerador acionado pelas ondas, um flutuador, esteja localizado numa zona, na qual a energia das ondas é 25 eficaz, enquanto que o restante do gerador acionado pelas ondas, um módulo principal, está posicionado submerso por debaixo da superfície do mar e a uma profundidade, na qual as ondas substancialmente não se propagam, possivelmente em terra, estando o flutuador e o módulo principal ligados 5 por espias e/ou cabos metálicos, correntes ou semelhantes, com resistência à tração, para transmissão do movimento das ondas do flutuador para o módulo principal.
0 invento refere-se, em particular, a um dispositivo para um gerador acionado pelas ondas, o qual está provido com, pelo menos, um gerador de energia, também referido no que se segue como um gerador, e linhas para transferência de energia para um consumidor, por exemplo, corrente elétrica ou líquido sob pressão, o gerador acionado pelas ondas compreendendo um módulo principal, de preferência, ancorado submerso na água, e uma barra de operação disposta substancialmente na vertical, provida com superfícies laterais contínuas longitudinais, que está ligada ao módulo principal, estando a barra de operação suportada de uma maneira rolante ou deslizante por diversos meios dispostos sobre o módulo principal, e, pelo menos, estando uma polia disposta para rolar sobre uma das superfícies laterais da barra de operação quando a barra de operação se move na sua direção longitudinal. Além disso, o dispositivo inclui meios de transmissão, os quais estão dispostos para converter o movimento de rotação de, pelo menos, uma polia em rotação de, pelo menos, um gerador; e um flutuador, o qual está disposto de modo flutuante numa área afeitada pelas ondas e está ligado à barra de operação por uma linha de acionamento substancialmente de resistência à tração. Em alternativa, o módulo principal está colocado em terra.
Num primeiro aspecto, o invento refere-se, em particular, a um dispositivo para um gerador acionado pelas ondas, o qual está provido com, pelo menos, um gerador de energia e linhas para transferência de energia para um 10 consumidor, caracterizado por o gerador acionado pelas ondas compreender:
um módulo principal provido com uma barra de operação que está substancialmente vertical na sua extensão longitudinal,
- diversos dispositivos de suporte dispostos em torno
de uma porção da barra de operação e dispostos para movimento de deslizamento ou rolamento sobre as porções de superfície que se prolongam na direção longitudinal da barra de operação,
- pelo menos, uma polia, a qual está disposta para
rolar sobre a barra de operação, e
- meios de transmissão, os quais estão dispostos para converter o movimento de rotação da, pelo menos, uma polia em rotação do veio de acionamento do, pelo menos, um gerador; e - um primeiro flutuador, o qual está disposto de modo flutuante numa área afetada pelas ondas e o qual está ligado à barra de operação por uma linha de acionamento primária substancialmente de resistência à tração.
Os meios de transmissão estão vantajosamente dispostos
de modo a converterem o movimento de rotação da, pelo menos, uma polia na rotação do veio de acionamento do, pelo menos, um gerador num sentido predeterminado.
Os meios de transmissão compreendem elementos de transmissão, os quais estão dispostos para manter o sentido predeterminado de rotação do, pelo menos, um gerador, independentemente do sentido de rotação da, pelo menos, uma polia.
Os meios de transmissão compreendem, pelo menos, duas rodas livres.
As superfícies de contacto opostas da, pelo menos, uma polia e da barra de operação, estão providas com meios, os quais estão dispostos para evitar ou reduzir o risco de escorregamento durante a rotação da, pelo menos, uma polia sobre a barra de operação.
As superfícies de contacto opostas da, pelo menos, uma polia e a barra de operação são de preferência dentadas.
Vantajosamente, o módulo principal está disposto submerso na água e está disposto de modo flutuante por cima do leito do mar, quando o mesmo está provido com elementos de flutuação e também meios de ancoragem seguros no leito do mar.
Em alternativa, o módulo principal é disposto em terra.
De preferência, a barra de operação está provida com
balastro.
Vantajosamente, o gerador é um gerador elétrico ou uma bomba.
Num segundo aspecto, o invento refere-se 10 vantajosamente a um segundo flutuador, o qual está disposto de modo flutuante numa área afetada pelas ondas e está ligado à linha de acionamento primária através de uma linha de acionamento secundária e posicionado a uma certa distância do primeiro flutuador.
De preferência, a distância entre o primeiro e segundo
flutuadores corresponde substancialmente à freqüência das ondas e ao comprimento das ondas, de modo que quando o primeiro flutuador está sobre uma crista de onda, o segundo flutuador está numa cava de onda.
Num terceiro aspecto, o invento refere-se
vantajosamente a um dispositivo para ajustamento da distância entre o primeiro e segundo flutuadores, compreendendo o dispositivo uma guia de posicionamento para a linha de acionamento secundária, meios para registro da velocidade e do sentido do movimento da primeira linha de acionamento, meios para cálculo de uma distância desejada entre o primeiro e segundo flutuadores, e meios, os quais estão dispostos para ajustarem a distância entre a guia de posicionamento e a barra de operação.
No que se segue, é descrito exemplo não limitativo de
uma concretização preferida, a qual é visualizada nos desenhos anexos, nos quais:
a Fig. 1 mostra um desenho de princípio de um gerador acionado pelas ondas com uma barra de operação vertical, de acordo com o invento, visto a partir de um lado;
a Fig. 2 mostra, numa escala maior, um desenho de princípio de um corte do gerador acionado pelas ondas, de acordo com o invento, visto a partir do lado oposto em relação à Fig. 1; e a Fig. 3 mostra um gerador acionado pelas ondas, no
qual o módulo principal está colocado em terra.
Um módulo principal 1 está ancorado ao leito do mar 6 por meio de espias 32 e âncoras 33. O módulo principal 1 está provido com elementos de flutuação 31, a fim de flutuar num estado submerso. Além disso, o módulo principal está provido com um gerador 19.
Uma barra de operação 2 está disposta na vertical, prolongando-se através do módulo principal I. O módulo principal 1 está provido com diversos dispositivos de suporte para a barra de operação com a forma de polias de guia 13, as quais estão dispostas para rolar sobre uma das superfícies laterais da barra de operação 2. Por meio de uma linha de acionamento 4, a barra de operação 2 está ligada a um flutuador 3, que flutua sobre uma superfície da 5 água 5. O módulo principal está ainda provido com duas polias 15a, 15b.
O módulo principal 1 compreende meios de transmissão com a forma de duas rodas livres 16a, 16b, cada ligada coaxialmente a um carreto 16c e às polias 15a, 15b, e interligados por uma corrente acionadora. 17 através de dois carretos 16c. Uma roda livre 16a está também ligada a uma engrenagem 18a, a qual está ligada através de rodas de engrenagem 18b, 18c, 18d ao veio de acionamento 19a do gerador 19. As polias 15a, 15b estão dispostas para engatar numa porção dentada (não mostrada) na barra de operação 2, prolongando-se a porção dentada substancialmente alongo de todo a extensão longitudinal da barra de operação 2. Os meios de transmissão 10 proporcionam que o veio de acionamento 19a do gerador 19 seja rodado, quando o acionador 10 é posto em rotação pelo movimento vertical da barra de operação 2 em relação ao módulo principal 1.
É óbvio para um especialista na técnica que o comprimento da barra de operação 2 deve estar adaptado ao dimensionamento da altura de onda na área, na qual o gerador acionado pelas ondas vai ser disposto. As rodas livres 16a, 16b estão dispostas para serem engatadas com acionamento num primeiro sentido de rotação. Devido ao fato de que as rodas livres 16a, 16b estarem cada uma ligada, respectivamente, a uma das polias 15a, 15b, as quais estão dispostas nos respectivos lados da barra de operação 2, um sentido particular do movimento da barra de operação 2 proporcionará um sentido de rotação particular de uma polia 15a, enquanto que a outra polia 15b roda no sentido oposto. Pela interligação das rodas livres 16a, 16b por meio da corrente acionadora 17, as primeira e segunda rodas livres 16a, 16b proporcionarão alternativamente que o veio de acionamento 19a do gerador 19 seja mantido num único sentido de rotação, quando a barra de operação alterna entre os sentidos ascendente e descendente do movimento.
À barra de operação 2 está ligado o balastro 70 por meio de uma extensão 4a da linha de acionamento 4.
O gerador 19 está ligado a uma grelha de distribuição (não mostrada) para energia por meio de linhas 35, prolongadas ao longo do leito do mar 6 para um consumidor, por exemplo, uma estação de comutação e transformadora (não mostrada), no caso do gerador 19 ser um gerador elétrico.
Numa estação geradora de energia elétrica de CA, o gerador 19 compreende meios (não mostrados) em si mesmo conhecidos, para manter uma freqüência prescrita na tensão alterna produzida.
Na primeira linha de acionamento 4 para o primeiro flutuador 3 está disposta uma segunda linha de acionamento 5 9, estando esta ligada ao balastro 70 e que está ligada, numa extremidade oposta, a um segundo flutuador 8 que flutua na superfície da água 5, a uma certa distância do primeiro flutuador 3. A segunda linha de acionamento 9 é passada através de diversas polias 91, as quais estão 10 ancoradas ao leito do mar 6.
Para a segunda linha de acionamento 9 está disposto um dispositivo 7, para ajustamento da distância entre o primeiro e o segundo flutuadores 3, 8. O dispositivo 7 compreende uma guia de linha de acionamento 71, um atuador 15 72 fixo ao módulo principal 1, meios (não mostrados) para registro da velocidade da barra de operação 2, meios (não mostrados) para cálculo da freqüência das ondas no primeiro flutuador, a ligação 73, com resistência à tração, entre o guia de linha de acionamento 71 e o atuador 72, e também 20 meios de flutuação 74 e meios de ancoragem 75, 76.
A Fig. 3 mostra uma concretização exemplificativa, na qual o módulo principal 1 está colocado em terra 60, estando a linha de acionamento primária 4 prolongada por meio das polias 91, 91a para uma extremidade da barra de operação 2, a qual está ligada, na sua outra extremidade ao balastro 70, por meio da extensão de linha de acionamento 4a. A extensão de linha de acionamento 4a é passada através de uma polia 91b, a qual está disposta na torre la, e aqui
o balastro está disposto de modo suspenso na torre Ia. Para além disso, esta concretização exemplificativa está disposta como descrito para os correspondentes elementos acima.
Por meio do movimento ascendente do primeiro flutuador
3 pelas ondas 5, a barra de operação 2 é elevada à medida que as polias 15a, 15b rodam sobre as superfícies laterais da barra de operação 2. Devido à orientação das rodas livres 16a, 16b e à interligação dos carretos 16c, por meio da corrente acionadora 17, a rotação apenas de uma das polias 15a, em alternativa, 15b, será transmitida para o veio de acionamento 19a do gerador 19 através das engrenagem 18a, 18b, 18c, 18d quando a roda livre 16a, em alternativa 16b, numa das outras polias 15a, em alternativa 15b, a rodar livremente. Quando o flutuador 3 começa a cair para dentro de uma cava da onda, a barra de operação 2 é baixada por meio da gravidade e do balastro 70, quando um movimento descendente inverte o sentido de rotação das polias 15a, 15b que rolam sobre as superfícies laterais da barra de operação 2. Nesta situação uma das outras polias 15a, em alternativa 15b, encarrega-se da operação do gerador 19, quando a roda livre 16a, em alternativa 16b, desta polia 15a, em alternativa 15b, engata, enquanto que uma das outras rodas livres 16a, em alternativa 16b, roda livremente. Deste modo, é mantido no gerador um sentido uniforme de rotação 19.
Existem outras possibilidades para a manutenção de um
sentido uniforme de rotação no gerador 19 para um sentido alternado do movimento da barra de operação 2. Por exemplo, podem ser utilizadas apenas num lado da barra de operação 2, estando este/estes providos com duas rodas livres (não 10 mostradas) dispostas de uma maneira tal que, por exemplo, uma roda livre esteja a rodar no sentido dos ponteiros do relógio e a outra no sentido oposto, e uma roda livre está a transmitir a rotação através de uma roda intermédia, de modo que o sentido de rotação oposto da polia feito voltar 15 para o sentido certo.
Quando a distância entre o primeiro e segundo flutuadores 3, 8 é ajustada à freqüência das ondas e ao comprimento de uma maneira tal que, quando o primeiro flutuador 3 está sobre uma crista de onda, e o outro 20 flutuador 8 está, ao mesmo tempo, numa cava de onda, os movimentos dos flutuadores 3, 8 cooperarão para permitir a produção de quantidades maiores de energia do que se a barra de operação 2 estivesse a ser apenas impelida para baixo por meio da gravidade e do peso do balastro 70. A distância entre os flutuadores 3, 8 é ajustada à freqüência e comprimento das ondas pelo dispositivo 7, que registra o movimento da barra de operação 2, o cálculo da freqüência e, por meio do atuador 72, o ajustamento da guia 5 de linha de acionamento 71, de uma maneira tal que o segundo flutuador 8, guarda uma certa distância em relação ao primeiro flutuador 3, de tal modo que o mesmo está numa fase oposta ao movimento do primeiro flutuador 3.
Por meio da disposição o módulo principal 1, como mostrado na Fig. 3, alguns problemas estruturais e operacionais provocados pela água, em especial, a água do mar, serão reduzidos ou eliminados.
Para um especialista na técnica é óbvio combinar um gerador, acionado pelas ondas com os flutuadores 3, 8 em fases opostas com um módulo principal 1, colocado em terra 60.

Claims (5)

1. Dispositivo para um gerador acionado pelas ondas, o qual está provido com, pelo menos, um gerador (19) e linhas (35) para transferência de energia para um consumidor, em que o gerador acionado pelas ondas compreende um módulo principal (1) provido com uma barra de operação (2), a qual está substancialmente vertical na sua extensão longitudinal, diversos dispositivos de suporte (13) , dispostos em torno de uma porção da barra de operação (2) e dispostos para movimento de deslizamento ou rolamento sobre as porções de superfície que se prolongam na direção longitudinal da barra de operação (2), pelo menos, uma polia (15a, 15b) , a qual está disposta para rolar sobre a barra de operação (2), e meios de transmissão (10), os quais estão dispostos para converter o movimento de rotação da, pelo menos, uma polia (15a, 15b) em rotação do veio de acionamento (19a) do, pelo menos, um gerador (19); e um primeiro flutuador (3), o qual está disposto de modo flutuante numa área afeitada pelas ondas (5) e o qual está ligado à barra de operação (2) por uma linha de acionamento primária (4), substancialmente de resistência à traição, caracterizado por os meios de transmissão (10) compreenderem, pelo menos, duas rodas livres (16a, 16b) e por, quando o módulo principal (1) está disposto de modo flutuante por cima do leito do mar (6) , compreender elementos de flutuação (31) e meios de ancoragem (32, 33) seguros ao leito do mar (6).
2. Dispositivo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por o gerador (19) ser um gerador elétrico ou uma bomba.
3.Dispositivo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por compreender ainda um segundo flutuador (8), o qual está disposto de modo flutuante na área afeitada pelas ondas (5), estando ligado à linha de acionamento principal (4) por meio de uma linha de acionamento secundária (9) e posicionado a uma certa distância do primeiro flutuador (3).
4. Dispositivo de acordo com a reivindicação 1 e 3, caracterizado por compreender um dispositivo (7), para ajustamento da distância entre o primeiro e segundo flutuadores (3, 8), o qual compreende uma guia de posicionamento (71) para a linha de acionamento secundária (8), meios para registro da velocidade e o sentido do movimento da primeira linha de acionamento (4), meios para cálculo de uma distância desejada entre o primeiro e segundo flutuadores (3, 8) e também dispositivos (72, 73) que estão dispostos para ajustar a distância entre a guia de posicionamento (71) e a barra de operação (2).
5.Dispositivo de acordo com a reivindicação 1, 3 e 4, caracterizado por a distância entre o primeiro e segundo flutuadores (3, 8) corresponder substancialmente à freqüência das ondas e ao comprimento das ondas, de modo que quando o primeiro flutuador (3) está sobre uma crista da onda, o segundo flutuador (8) está numa cava da onda.
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