ES2384684B1

ES2384684B1 - Superficie ondulante.

Info

Publication number: ES2384684B1
Application number: ES200803079A
Authority: ES
Inventors: Primitivo B. González López; Juan De Dios Rodríguez García; Manuel V. Fernández Quintas
Original assignee: Universidade da Coruna
Current assignee: Universidade da Coruna
Priority date: 2008-10-27
Filing date: 2008-10-27
Publication date: 2013-07-05
Anticipated expiration: 2028-10-27
Also published as: ES2384684A1

Abstract

Superficie ondulante, constituida por una serie de segmentos rígidos, accionado cada uno de ellos mediante dos ejes, cada uno de los cuales sigue un movimiento oscilatorio lineal, desfasado con respecto al anterior.#En cada segmento rígido el alojamiento de uno de los dos ejes habrá de ser ojalado con objeto de permitir la variación de la distancia entre ejes.#El movimiento oscilatorio lineal de cada uno de estos ejes se puede obtener mediante motores, accionamiento magnético o bien mecánicamente mediante: levas, sistemas biela - manivela, excéntricas, etc.#Mejora el rendimiento energético con respecto a propulsores rotativos al disminuir la energía perdida en torbellinos del fluido saliente.#Mejora el rendimiento energético con respecto a la membrana ondulante flexible puesto que en este caso la energía motriz no se invertirá en vencer la resistencia elástica de la membrana.

Description

Superficie ondulante

OBJETO DE LA INVENCIÓN

El objeto de la invención es:

Provocar el desplazamiento de un fluido mediante Wl tren de ondas originado por una superficie ondulante situada en el seno de dicho fluido y aprovechar el caudal generado para la impulsión de un cuerpo o sistema.

Provocar el movimiento ondulante de una superficie por medio de la interacción con el medio fluido en movimiento en el que ésta está inmersa y aprovechar dicho movimiento para generar energía.

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN

Los mecanismos utilizados para la propulsión de embarcaciones, aparte de los basados en el aprovechamiento de la energía eólica, han sido. y siguen siendo, el remo, la rueda de paletas, la hélice Cen sus diversas variantes), la propulsión por chorro de agua y de aire y los propulsores cicloidales de palas verticales tipo VoithSchneider. Más recientemente han sido propuestos mecanismos en los cuales la propulsión se logra por medio de ondas generodas mediante una superficie constituida por un material deformable, situada ésta en el seno de un fluido y

accionada por medios de transmisión que emplean ejes de levas, motores de pasos o bien magnéticamente.

La ejecución práctica de mecanismos basados en la rotación ha sido más fácil de abordar dado el estado de la téeruca en su tiempo, y eUo ha motivado que hasta hace bien poco no haya habido más interés en profundizar, para su aplicación a la

•: Amplitud de la onda a (+ a, -a)

•: Longitud de la onda A

•: Período = T

•: Frecuencia v lIT

•: Velocidad a la cual el cuerpo se desplaza en el seno del jluido -V,

•: Densidad del jluido

Se deduce:

•: Velocidad de avance de la onda respecto al cuerpo al que va ligada la superficie Vo = )/[' = 1v

•: Velocidad relativa de salida del fluido respecto a dicho cuerpo = Vo

•: Velocidad absoluta de salida del jluido V,_V,

•: Velocidad absoluta de entrada del jluido O

Para una onda de frente de avance, o sección transversal, rectangular (soportada en

una superficie de ancho b), la superficie de dicha sección transversal es 2ab, con lo que:

•: Caudal dejluido impulsado por la superficie ondulante Q 2abAv

•: Fuerza ejercida sobre el cuerpo que se desplaza F = -p Q (Vo -V ¡J

•: Potencia ejercida sobre el cuerpo que se desplaza F(-V,) pQ (V, -V.) V,

•: Energía cinética del jluido que abandona la superficie por unidad de tiempo

l/2pQ (V,-V,,¡ '

•

Potencia consumida pQ(V,-V.) V, + l/2pQ(V,-V,,¡ '

'

• Rendimiento p Q (V, -V.) V, / (pQ (V,-V,) V. + l/2pQ (V,-V,,¡ ) 2

Vb/ (V,+ V,,¡

generador de energía, en lugar de consarnidor, a fin de aprovechamiento de energía contenida en dicho fluido.: ser utilizado para el

5: BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DffiUJOS

En el DIBUJO 1 se expone un modelo discreto superpuesto con la forma de onda sinusoidal 8 la cual se aproxima.

10 1 S: En el DffiUJO 2, que explica el fundamento tisico matemático de la invención, se representa la sección de una superficie en la que se genera una onda, de longitud A. y amplitud a, en dos posiciones separadas una de otra 1/4 de período. Si esta superficie está constituida por una membrana situada en el seno de un fluido. la parte de fluido sombreada es desplazada hacia la derecha y así sucesivamente, impulsando por lo tanto hacia la izquierda a un móvil unido que estuviera unido a la membrana.

20: En el DffiUJO 3 se expone una superficie ondulante (ref. 1) generada mediante un número de segmentos rígidos, asf como un ejemplo de mecanismo de conversión de movimiento (en este caso mediante un eje de excéntricas desfasadas entre si: ref. 2) En el DffiUJO 4 se aprecia el detalle de un segmento de membrana: ejes articuladores del segmento rígido (ref. 1), alojamiento cilíndrico de eje (ref. 2), alojamiento ojalado de eje (ref. 3)

25: FORMA DE REALIZACIÓN DE LA INVENCIÓN

30: Por medio de una serie de n segmentos rígidos articulados mediante n+ 1 ejes (accionados éstos por una máquina u otra forma de accionamiento flsico) capaces de generar un modelo discreto de una forma de onda sinusoidal que avance del modo indicado en el DffiUJO 2. Cada segmento es articulado por dos ejes.

Los ejes articuladores de la membrana deberán trabajar describiendo movimientos oscilatorios lineales, desfasados entre si, de tal manera que si se desea generar una forma de onda completa, aproximadamente sinusoidal, de longitud de onda .< y

amplitud a mediante una superficie ondulante constituida por n segmentos. DmUJO

3:

•: Los ejes articuladores deberán disponerse de tal manera que sus trayectorias estén separadas entre sí una distancia de MI

•: El movimiento oscilatorio lineal de dichos ejes deberá tener una amplitud a igual a la amplitud de la forma de onda.

•: El desfase entre movimientos de ejes contiguos deberá ser de 2" In. El

último eje estará en fase con el primero.

•: Cada segmento llevará dos orificios para alojar a los ejes que lo accionan.

DmUJ04.

1.: El primer orificio de forma cilfndrica (ref. 2): únicamente permitirá W1 movimiento relativo de rotación entre el eje y el segmento.

2.: El segundo alojamiento, de forma ojalada (ref. 3): permite, además del movimiento relativo de giro del correspondiente eje, un segundo movimiento relativo de traslación de dicho eje según una dirección paralela al segmento. Su forma ojalada sirve para compensar la variación de distancia entre ejes contiguos.

Claims

REIVINDICACIONES

5 1') SUPERFICIE ONDULANTE para impulsión de fluidos, caracterizada porque es generada mediante n segmentos rígidos, cada uno de los cuales incorpora dos orificios con objeto de dar alojamiento a sus respectivos ejes articuladores: uno de ellos de fonna cilindrica y el segundo de fonna ojalada para compensar variaciones de distancia entre ejes. El conjunto de n segmentos es accionado por medio del

10 movimiento de los mencionados ejes articuladores (en número de n+ 1) los cuaJes describen trayectorias paralelas entre si según leyes de movimiento oscilatorio lineal, manteniendo un mismo desfase entre ejes de cada segmento.

2') SUPERFICIE ONDULANTE según la reivindicación l' caracterizado porque

15 también trabaja de forma inversa, es decir: de forma que, estando inmersa en el seno de un fluido que se desplaza , sirve como elemento de captación de energía procedente de dicho fluido para su transmisión al correspondiente mecanismo de conversión y aprovechamiento.