ES2340018A1 - Dispositivo para generador undimotriz. - Google Patents
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Abstract
Dispositivo para generador undimotriz. El generador undimotriz está dotado de un generador (19) de energía y líneas (35) para transferir energía a un consumidor, y comprende un módulo (1) principal con una varilla (2) de funcionamiento sustancialmente vertical, varios dispositivos (13) de soporte dispuestos alrededor de una parte de la varilla (2) de funcionamiento para un movimiento de deslizamiento o rodadura sobre partes superficiales longitudinales de la varilla (2) de funcionamiento, al menos una polea (15a, 15b) dispuesta para rodar sobre la varilla (2) de funcionamiento, y medios (10) de transmisión dispuestos para traducir el movimiento de giro de la polea (15a, 15b) en giro del árbol (19a) de transmisión de un generador (19); y una primera boya (3) dispuesta de manera flotante en una zona afectada por olas (5) y conectada a la varilla (2) de funcionamiento mediante una línea (4) de accionamiento principal sustancialmente de resistencia a tracción.
Description
Dispositivo para generador undimotriz.
La invención se refiere a un dispositivo de
accionamiento para convertir un movimiento lineal inducido por el
movimiento de las olas sobre la superficie del agua en un movimiento
de giro unidireccional, más específicamente un módulo principal
estacionario que comprende medios para un movimiento de
deslizamiento o rodadura de una varilla de funcionamiento acoplada
en un mecanismo que acciona un generador de energía a través del
movimiento vertical inducido por las olas de la varilla de
funcionamiento, extendiéndose la varilla de funcionamiento
sustancialmente en una dirección vertical. Medios de transmisión
proporcionan un sentido de giro unidireccional en el generador de
energía cuando cambia el sentido de movimiento de la varilla de
funcionamiento.
En la siguiente descripción los términos
"generador undimotriz" y "generador" se usan en parte para
dispositivos que están dispuestos para producir corriente eléctrica.
Está dentro del alcance de la invención que el "generador
undimotriz" y el "generador" también puedan producir energía
de alguna otra forma, por ejemplo mediante una bomba que suministra
líquido a presión. Por lo tanto, los términos "generador
undimotriz" y "generador" deben entenderse como más amplios
que el sentido estricto, es decir, relacionados con la energía
eléctrica, que estas expresiones tienen coloquialmente.
Se conocen muchos sistemas diferentes para
aprovechar la fuerza de las olas y de la marea para la producción de
energía, por ejemplo, corriente eléctrica. Los problemas dentro de
este campo han sido que los equipos técnicos no han podido soportar
las grandes cargas aplicadas por las olas sobre un generador
undimotriz, y la eficacia ha sido demasiado pobre. Para evitar una
avería, se ha intentado mover el generador undimotriz a zonas de mar
y condiciones meteorológicas más "calmadas". Como es natural,
esto ha llevado a un aprovechamiento y una eficacia más pobres de la
energía undimotriz.
La invención tiene como objetivo remediar o
reducir al menos uno de los inconvenientes de la técnica
anterior.
El objetivo se consigue a través de las
características especificadas en la descripción posterior y en las
reivindicaciones que siguen.
Para la máxima utilización de un generador
undimotriz o mareomotriz es necesario colocar los equipos en zonas
que están expuestas a tormentas y olas grandes. Un objetivo de la
invención es proporcionar un generador undimotriz, en el que sólo
uno de los elementos principales del generador undimotriz, una boya,
esté ubicado en la zona en la que la potencia de la ola es efectiva,
mientras que el resto del generador undimotriz, un módulo principal,
está colocado sumergido debajo de la superficie del mar y a una
profundidad en la que las olas sustancialmente no se propagan,
posiblemente en tierra, estando conectados la boya y el módulo
principal, con resistencia a tracción, mediante tirantes y/o cables,
cadenas o similares, para transmitir el movimiento de las olas desde
la boya al módulo principal.
La invención se refiere, en particular, a un
dispositivo para un generador undimotriz que está dotado de al menos
un generador de energía, en lo sucesivo denominado también
generador, y líneas para transferir energía a un consumidor, por
ejemplo, corriente eléctrica o líquido a presión, comprendiendo el
generador undimotriz un módulo principal preferiblemente anclado
sumergido en agua, y una varilla de funcionamiento dispuesta
sustancialmente de manera vertical, dotada de superficies laterales
continuas, longitudinales, que está conectada al módulo principal,
estando soportada la varilla de funcionamiento de una manera rodante
o deslizante mediante varios medios dispuestos sobre el módulo
principal, y estando dispuesta al menos una polea para rodar sobre
una de las superficies laterales de la varilla de funcionamiento a
medida que la varilla de funcionamiento se mueve en su dirección
longitudinal. Además, el dispositivo incluye medios de transmisión
que están dispuestos para traducir el movimiento de giro de la al
menos una polea en giro del al menos un generador; y una boya que
está dispuesta de manera flotante en una zona afectada por olas y
está conectada a la varilla de funcionamiento mediante una línea de
accionamiento sustancialmente de resistencia a tracción. De manera
alternativa, el módulo principal está colocado en tierra.
En un primer aspecto, la invención se refiere en
particular a un dispositivo para un generador undimotriz que está
dotado de al menos un generador de energía y líneas para transferir
energía a un consumidor, caracterizado porque el generador
undimotriz comprende: un módulo principal dotado de una varilla de
funcionamiento que es sustancialmente vertical en su extensión
longitudinal, varios dispositivos de soporte dispuestos alrededor de
una parte de la varilla de funcionamiento y dispuestos para un
movimiento de deslizamiento o rodadura sobre partes superficiales
que se extienden en la dirección longitudinal de la varilla de
funcionamiento, al menos una polea que está dispuesta para rodar
sobre la varilla de funcionamiento, y medios de transmisión que
están dispuestos para traducir el movimiento de giro de la al menos
una polea en giro del árbol de transmisión del al menos un
generador; y una primera boya que está dispuesta de manera flotante
en una zona afectada por olas y que está conectada a la varilla de
funcionamiento mediante una línea de accionamiento principal
sustancialmente de resistencia a tracción.
Los medios de transmisión están dispuestos de
manera ventajosa para traducir el movimiento de giro de la al menos
una polea en giro del árbol de transmisión del al menos un generador
en un sentido predeterminado.
Los medios de transmisión comprenden elementos
de transmisión que están dispuestos para mantener el sentido
predeterminado de giro del al menos un generador independientemente
del sentido de giro de la al menos una polea.
Los medios de transmisión comprenden al menos
dos ruedas libres.
Las superficies de contacto opuestas de la al
menos una polea y varilla de funcionamiento están dotadas de medios
que están dispuestos para evitar o reducir el riesgo de
resbalamiento durante el giro de la al menos una polea sobre la
varilla de funcionamiento.
Las superficies de contacto opuestas de la al
menos una polea y varilla de funcionamiento son preferiblemente
dentadas.
De manera ventajosa, el módulo principal está
dispuesto sumergido en el agua y está dispuesto de manera flotante
por encima del lecho marino puesto que está dotado de elementos de
flotabilidad y también de medios de anclaje fijados al lecho
marino.
De manera alternativa, el módulo principal está
dispuesto en tierra.
Preferiblemente, la varilla de funcionamiento
está dotada de lastre.
De manera ventajosa, el generador es un
generador eléctrico o una bomba.
En un segundo aspecto, la invención se refiere
de manera ventajosa a una segunda boya que está dispuesta de manera
flotante en una zona afectada por olas y está conectada a la línea
de accionamiento principal a través de una línea de accionamiento
secundaria y situada a una distancia de la primera boya.
Preferiblemente, la distancia entre la primera y
la segunda boya sustancialmente corresponde a la frecuencia de las
olas y la longitud de las olas, de modo que cuando la primera boya
está sobre la cresta de una ola, la segunda boya está sobre el seno
de una ola.
En un tercer aspecto, la invención se refiere de
manera ventajosa a un dispositivo para ajustar la distancia entre la
primera y la segunda boya, comprendiendo el dispositivo una guía de
posicionamiento para la línea de accionamiento secundaria, medios
para registrar la velocidad y la dirección de movimiento de la
primera línea de accionamiento, medios para calcular una distancia
deseada entre la primera y la segunda boya y medios que están
dispuestos para ajustar la distancia entre la guía de
posicionamiento y la varilla de funcionamiento.
En lo sucesivo, se describe un ejemplo no
limitativo de una realización preferida que se visualiza en los
dibujos adjuntos, en los que:
la figura 1 muestra un dibujo de base de un
generador undimotriz con una varilla de funcionamiento vertical
según la invención, visto desde el lateral;
la figura 2 muestra, a una escala más grande, un
dibujo de base de una sección del generador undimotriz según la
invención, visto desde el lado opuesto respecto a la figura 1; y
la figura 3 muestra un generador undimotriz, en
el que el módulo principal está colocado en tierra.
Un módulo 1 principal está anclado a un lecho 6
marino por medio de tirantes 32 y anclajes 33. El módulo 1 principal
está dotado de elementos 31 de flotabilidad con el fin de flotar en
un estado sumergido. Además, el módulo principal está dotado de un
generador 19.
Una varilla 2 de funcionamiento está dispuesta
de manera vertical, extendiéndose a través del módulo 1 principal.
El módulo 1 principal está dotado de varios dispositivos de soporte
para la varilla de funcionamiento en forma de poleas 13 de guiado
que están dispuestas para rodar sobre una de las superficies
laterales de la varilla 2 de funcionamiento. Por medio de una línea
4 de accionamiento, la varilla 2 de funcionamiento está conectada a
una boya 3 que flota sobre la superficie del agua 5. El módulo
principal está dotado adicionalmente de dos poleas 15a, 15b.
El módulo 1 principal comprende medios 10 de
transmisión en forma de dos ruedas 16a, 16b libres, cada una
conectada de manera coaxial a una rueda 16c dentada y a las poleas
15a, 15b, e interconectadas mediante una cadena 17 de transmisión a
través de las dos ruedas 16c dentadas. Una rueda 16a libre también
está conectada a un engranaje 18a que está conectado a través de
piñones 18b, 18c, 18d al árbol 19a de transmisión del generador 19.
Las poleas 15a, 15b están dispuestas para engranar una parte dentada
(no mostrada) sobre la varilla 2 de funcionamiento, extendiéndose la
parte dentada sustancialmente a lo largo de toda la extensión
longitudinal de la varilla 2 de funcionamiento. Los medios 10 de
transmisión permiten que el árbol 19a de transmisión del generador
19 gire cuando el mecanismo 10 se hace girar por el movimiento
vertical de la varilla 2 de funcionamiento respecto al módulo 1
princi-
pal.
pal.
Es evidente para un experto en la técnica que la
longitud de la varilla 2 de funcionamiento debe adaptarse para la
altura de las olas de dimensionado en la zona en la que va a
disponerse el generador undimotriz. 5 Las ruedas 16a, 16b libres
están dispuestas para engranarse en accionamiento en un primer
sentido de giro. Debido al hecho de que las ruedas 16a, 16b libres
están cada una conectadas respectivamente a una de las poleas 15a,
15b que están dispuestas en lados respectivos de la varilla 2 de
funcionamiento, un sentido de movimiento particular de la varilla 2
de funcionamiento proporcionará un sentido de giro particular de una
polea 15a, mientras que la otra polea 15b gira en el sentido
opuesto. Mediante la interconexión de las ruedas 16a, 16b libres por
medio de la cadena 17 de transmisión, las ruedas 16a, 16b libres
primera y segunda permitirán de manera alterna que el árbol 19a de
transmisión del generador 19 se mantenga en un sentido de giro
unidireccional a medida que la varilla de funcionamiento alterna
entre los sentidos de movimiento ascendente y descendente.
A la varilla 2 de funcionamiento está conectado
el lastre 70 a través de una extensión 4a de la línea 4 de
accionamiento.
El generador 19 está conectado a una red de
distribución (no mostrada) para energía a través de las líneas 35
que se extienden a lo largo del lecho 6 marino hasta un consumidor,
por ejemplo, una estación de distribución y transformación (no
mostrada) en el caso de que el generador 19 sea un generador
eléctrico.
En una estación de energía de CA el generador 19
comprende medios (no mostrados) conocidos per se, para
mantener una frecuencia prescrita en la tensión alterna
producida.
En la primera línea 4 de accionamiento para la
primera boya 3 se dispone una segunda línea 9 de accionamiento,
estando conectada ésta al lastre 70 y estando conectada en un
extremo opuesto a una segunda boya 8 que flota en la superficie del
agua 5 a una distancia de la primera boya 3. La segunda línea 9 de
accionamiento se pasa por varias poleas 91 que están ancladas al
lecho 6 marino.
Para la segunda línea 9 de accionamiento se
dispone un dispositivo 7 para ajustar la distancia entre la primera
y la segunda boya 3, 8. El dispositivo 7 comprende una guía 71 de
línea de accionamiento, un actuador 72 unido al módulo 1 principal,
medios (no mostrados) para registrar la velocidad de la varilla 2 de
funcionamiento, medios (no mostrados) para calcular la frecuencia de
las olas en la primera boya, una conexión 73 de resistencia a
tracción entre la guía 71 de línea de accionamiento y el actuador 72
y también medios 74 de flotabilidad y medios 75, 76 de
anclaje.
anclaje.
La figura 3 muestra una realización a modo de
ejemplo, en la que el módulo 1 principal está colocado en tierra 60,
extendiéndose la línea 4 de accionamiento principal a través de las
poleas 91, 91a hasta un extremo de la varilla 2 de funcionamiento
que está conectada, en su otro extremo, al lastre 70 a través de la
extensión 4a de línea de accionamiento. La extensión 4a de línea de
accionamiento se pasa por una polea 91b que está dispuesta sobre una
torre Ia, y aquí se dispone colgado el lastre en la torre Ia. Además
de esto, esta realización a modo de ejemplo se dispone tal como se
describió para los elementos correspondientes anteriores.
Mediante el movimiento ascendente de la primera
boya 3 por las olas 5, la varilla 2 de funcionamiento se eleva a
medida que las poleas 15a, 15b giran sobre las superficies laterales
de la varilla 2 de funcionamiento. Debido a la orientación de las
ruedas 16a, 16b libres y a la interconexión de las ruedas 16c
dentadas a través de la cadena 17 de transmisión, el giro de sólo
una de las poleas 15a, de manera alternativa 15b, se transmitirá al
árbol 19a de transmisión del generador 19 a través de los piñones
18a, 18b, 18c, 18d a medida que la rueda 16a libre, de manera
alternativa 16b, está desplazándose libremente sobre la otra de las
poleas 15a, de manera alternativa 15b. Cuando la boya 3 comienza a
caer en el seno de una ola, la varilla 2 de funcionamiento desciende
por medio de la gravedad y el lastre 70 cuando un movimiento
descendente invierte el sentido de giro de las poleas 15a, 15b que
ruedan sobre las superficies laterales de la varilla 2 de
funcionamiento. En esta situación la otra polea 15a, de manera
alternativa 15b, asume el funcionamiento del generador 19, cuando la
rueda 16a libre, de manera alternativa 16b, de esta polea 15a, de
manera alternativa 15b, se engrana, mientras que la otra de las
ruedas 16a libres, de manera alternativa 16b, se desplaza
libremente. De ese modo se mantiene un sentido de giro uniforme en
el generador 19.
Existen otras posibilidades para mantener un
sentido de giro uniforme en el generador 19 mediante una dirección
de movimiento alternante de la varilla 2 de funcionamiento. Por
ejemplo, pueden usarse poleas sólo en un lado de la varilla 2 de
funcionamiento, estando dotada(s) esta/estas de dos ruedas
libres (no mostradas) dispuestas de tal manera que, por ejemplo, una
rueda libre está girando r en el sentido de las agujas del reloj y
la otra está girando en el sentido contrario a las agujas del reloj,
y una rueda libre está transmitiendo giro a través de una rueda
intermedia, de modo que el sentido de giro opuesto de la polea se
transforma en el sentido correcto.
Cuando la distancia entre la primera y la
segunda boya 3, 8 se ajusta a la frecuencia y la longitud de las
olas de tal manera que cuando la primera boya 3 está sobre la cresta
de una ola, y la otra boya 8 está, al mismo tiempo, en el seno de
una ola, los movimientos de las boyas 3, 8 actuarán conjuntamente
para permitir la producción de cantidades mayores de energía que si
va a tirarse hacia abajo de la varilla 2 de funcionamiento por medio
de la gravedad y el peso del lastre 70.
La distancia entre las boyas 3, 8 se ajusta a la
frecuencia y la longitud de las olas mediante el dispositivo 7 de
registro del movimiento de la varilla 2 de funcionamiento, que
calcula la frecuencia y, por medio del actuador 72, ajusta la guía
71 de línea de accionamiento de tal manera que la segunda boya 8 se
aleja de la primera boya 3, de modo que está en una fase opuesta al
movimiento de la primera boya 3.
\newpage
Al disponer el módulo 1 principal tal como se
muestra en la figura 3, se reducirán o eliminarán algunos problemas
estructurales y operativos provocados por el agua, especialmente el
agua del mar.
Para un experto en la técnica es evidente
combinar un generador undimotriz con boyas 3, 8 en fases opuestas
con un módulo 1 principal colocado en tierra 60.
Claims (5)
1. Dispositivo para un generador undimotriz que
está dotado de al menos un generador (19) y líneas (35) para
transferir energía a un consumidor, en el que el generador
undimotriz comprende un módulo (1) principal dotado de una varilla
(2) de funcionamiento que es sustancialmente vertical en su
extensión longitudinal, varios dispositivos (13) de soporte
dispuestos alrededor de una parte de la varilla (2) de
funcionamiento y dispuestos para un movimiento de deslizamiento o
rodadura sobre partes superficiales que se extienden en la dirección
longitudinal de la varilla (2) de funcionamiento, al menos una polea
(15a, 15b) que está dispuesta para rodar sobre la varilla (2) de
funcionamiento, y medios (10) de transmisión que están dispuestos
para traducir el movimiento de giro de la al menos una polea (15a,
15b) en giro del árbol (19a) de transmisión del al menos un
generador (19); y una primera boya (3) que está dispuesta de manera
flotante en una zona afectada por olas (5) y que está conectada a la
varilla (2) de funcionamiento mediante una línea (4) de
accionamiento principal sustancialmente de resistencia a tracción,
caracterizado porque los medios (10) de transmisión
comprenden al menos dos ruedas (16a, 16b) libres y porque, cuando el
módulo (1) principal está de manera flotante por encima del lecho
(6) marino, está dotado de elementos (31) de flotabilidad y medios
(32, 33) de anclaje fijados al lecho (6) marino.
2. Dispositivo según la reivindicación 1,
caracterizado porque el generador (19) es un generador
eléctrico o una bomba.
3. Dispositivo según la reivindicación 1,
caracterizado porque comprende una segunda boya (8) que está
dispuesta de manera flotante en la zona afectada por olas (5),
estando conectada a la línea (4) de accionamiento principal a través
de una línea (9) de accionamiento secundaria y situada a una
distancia de la primera boya (3).
4. Dispositivo según la reivindicación 1 y 3,
caracterizado porque comprende un dispositivo (7) para
ajustar la distancia entre la primera y la segunda boya (3, 8), que
comprende una guía (71) de posicionamiento para la línea (8) de
accionamiento secundaria, medios para registrar la velocidad y
dirección de movimiento de la primera línea (4) de accionamiento,
medios para calcular una distancia deseada entre la primera y la
segunda boya (3, 8) y también dispositivos (72, 73) que están
dispuestos para ajustar la distancia entre la guía (71) de
posicionamiento y la varilla (2) de funcionamiento.
5. Dispositivo según las reivindicaciones 1, 3 y
4, caracterizado porque la distancia entre la primera y la
segunda boya (3, 8) corresponde sustancialmente a la frecuencia de
las olas y la longitud de las olas, de modo que cuando la primera
boya (3) está sobre la cresta de una ola, la segunda boya (8) está
sobre el seno de una ola.
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