ES2392067B1 - Central marina braceante. - Google Patents

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Abstract

La central marina braceante movida por un brazo rotativo, extensible, flotante soportado en una torre.#La presente invención aporta un mecanismo y un sistema para hacer rentable la generación eléctrica movida con movimientos marinos.#El mecanismo es una estructura o brazo articulado, rotativo, concéntrico, extensible, desde su soporte y giro en una torre, hasta el nivel del mar. Incorpora un sistema de flotación y otro de transmisión sincrónico capaces de recoger la energía de elevación del mar y transmitir, sincrónicamente, a los generadores el movimiento capturado duplicándolo.#La torre es emplazable en cualquier punto del mar o la costa. Funciona como el brazo humano o la palanca y hará rentable la energía eléctrica marina renovable y no contaminará.

Description

Mecanismo de braceo vertical para recoger la energía de los movimientos marinos verticales y trans"formarlos en movimientos mecánicos, sincrónicos, armónicos, estables y duraderos con capacidad para producir
\O electricidad o para otros usos industriale,; que, en lo sucesivo, haré referencia a el Brazo.
Una central eléctrica marina brClceante que utiliza la energla de los movimientos verticales del mar para mover los generadores, se puede emplazar en cualquier punto del dominio marino o en puertos, diques,
15 rompeolas y crear grandes campos de producción eléctrica. Se completa con talud metálico en el fondo marino pa,a direccional las corrientes hacia el flotador.
Título.
20 Central marina braceante.
Sector de la técnica
Esta invención se encuadra en la producción de energía eléctrica renovable marina, energias marinas.
Eatado de la técnica,
En este momento, se conocen "arios sistemas para producir energla eléctrica con los movimientos del mar, a 'saber:
Patente P9700379 generación por variación de presión en tubos.
30 Patente P200200983 generación por rotación horizontal flotante sujeta a
torre.
Patente W9901249GB transmisión de electricidad por antena.
Patente P200502602 generación por el empuje de las olas sobre raíles. Patente W0002016DE generación por aire sobre un barco.
35 Las Jomadas Marinas Internacionales celebradas en Baracaldo
Vizcaya-el 2 de Abril del 2009, fueron un exponente del estado de la técnica actual, a las que me remito.
La búsqUeda de energla eléctrica renovables nos obliga a fijamos en los movimientos marinos para intentar consE!guir una fuente inagotable de energía limpia y duradera. El marco comparativo del estado de la técnica viene marcada por una carrera que supone un esfuerzo tecnológico e inversor a nivel mundial para conseguir recoger o> capturar los movimientos marinos y transformaos en movimientos mecánico," generadores de electricidad, esto se expuso en las Jomadas Intemacionales sobre Energía Marina celebradas en
45 Baracaldo -Vizcaya -el 2 de Abril del 2009. Los problemas técnicos plante¡dos para recoger y transmitir los movimientos marinos son varios, a saber: Los mecanismos actuales tienen problemas de emplazamiento en el dominio marino, no saben si es mejor en la linea de costa o en alta mar y cada
50 patente se desarrolla en función de s;u ubicación. Y s610 se recoge una pequenlsima cantidad de energla marinsl. Tampoco se sabe si son rentables y tienen unos costes elevadísimos.
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energética del mar, en el fondo marino, se ancla un pequeno talud metálico
para dirigir más energia de las corrientes del fondo contra el flotador. El
movimiento se refleja en el Dibujo nO (1) y (3,4) se detallará más adelante.
El Brazo es un conjunto de pie,:as unidas que forman una estructura rigida, anclada por el eje en la torre, unido a un gran flotador que subirá y bajará constanlemente al ritmo del movimiento de la superficie del agua. El Brazo incorpora barras circulares dentados por ambas caras concéntricas al eje con la función de mover dos generadores cuando sube y otros dos cuando bajada, creando un movimiento constanlle. Cuando una ola golpea o empuja el flotador obligará al Brazo a subir haciendo Y. de giro circular hacia arriba en el
ángulo comprendido entre el nivel del mm y la torre, termina la subida de la ola, y el Brazo retrocederá hacia el nivel del mar empujado por el peso y la gravedad, sube el agua y vuelve a subir y bajar, moviendo dos generadores en la subida y dos en la bajada, admitE! variaciones, Por ejemplo: hacer la transmisión con barras verticales y bielas.
El Brazo, a semejanza del bra¡m humano semi-extendido con giros
verticales en el hombro, está disenado con una abertura de 1300 y longitud variable hasta el nivel del mar desde el e,je anclado en la torre por horquilla o Y, facilitando la estabilidad mecánica y los ¡Iiros verticales de subida y bajada para poder transmitir a los generadores la energia recogida por el flotador del mar.
El conjunto de partes del Brazo deben formar una sola pieza rigida, como figura en el Dibujo (2) y (2A) que será det,allado más adelante. Su longitud es variable, depende de la distancia del eje hasta el nivel del mar.
La parte del Brazo que sujeta el flotador se puede prolongar sobre el mar hasta 50 metros y se puede constmir en materiales ligeros como fibra de
carbono. La parte que gira y le sujeta a la torre debe tener forma de horquilla o y para facilitar los giros en un ángulo máximo de 45° comprendido entre el nivel el mar y la vertical de la torre que le da soporte. Sus extremos circulares y dentados en sus dos caras tienen la fun.ción de transmitir la energia capturada por el flotador a los generadores. Cuando sube, avanzan dos generadores y
están parados los otros dos, cuando baja, paran los generadores que avanzaron en la subida y giran los p¡rados en la subida, se produce un movimiento mecánico, sistemático, arrnónico y perpetuo. El avance de los generadores se puede mejorar con multiplicadores y automatismos, admite mejoras y se puede disenar otro sistema de avance de los generadores.
El movimiento de braceo vertical lo generan las olas cuando suben y golpean el flotador, éste sube, transmitiendo esa fuerza al Brazo que gira hacia arriba moviendo los generadores con su'; extremos dentados y circulares en la cara exterior y en la interior. Cuando termina el movimiento de elevación, obligado por el peso y la gravedad, el Brazo baja o vuelve hacia el nivel del
mar. Cada nueva elevación del agua obliga, nuevamenle, a subir al Brazo que vuelve a mover dos generadores en la sllbida y otros dos en la bajada. Siempre hay dos generadores funcionando, siempre avanzan en la misma dirección, cuando sube se mueven dos y los otreos dos están fijos y, en la bajada, se mueven los que estaban parados en la subida, como si fueran piñones de
bicicletas. Siempre habrá dos generadores funcionando tanto con pleamar como con bajamar y trabajarán con mal' gruesa y mar calma, el más minimo movimiento del agua será recogido por el flotador y será transmitido por el
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Las partes (3A) y (38) tendrán longitud variable para salvar la altura
hasta el nivel del mar y buscar a mejor ubicación del talud (6) en el fondo marino y el flotador reciba más potencia.
La parte (38) es como el antebrazo humano, está rígidamente unida al flotador (5) recoge y transmitir los movimientos marinos, por el codo rigido está
.
unido a (3A) que tendrá unida las pie,zas (3C) y (3E) transmisoras de los movimientos a los generadores (4A) y (48).
La parte (3C) une (38) y (3E), será curva y dentada en la parte que engrana con los generadores (4A) y (4B). Variará el punto de unión con (38) porque cada torre tendrá una altura diferente hasta el nivel del mar. Las partes
(3C), (3D) y (3E) tienen la función de transferir los movimientos recogidos por el flotador (5) a los generadores.
La parte (3D) es circular y dentada por ambas caras, concéntrica al eje, igual que (3C) y (3E), mueve los generadores (4C) y (4D). Está rígidamente unida a (3A). Cuando sube gira (4C) y, cuando baja, gira (4D) siempre mueve un generador. Todos los movimientos marinos son recogidos y transferidos a los generadores que, con un sistema de piMn, se moverán todos en la misma dirección, en la subida, se mueven los gleneradores (48), (4D) y, en la bajada, se moverán los generadores (4A), (4C). Las posibles vibraciones de las partes (3D) y (3E) las absorben y distribuyen las barras estabilizadoras (9), el eje (2) y
el engranaje con los generadores.
La parte (3E), cómo (3D) y (3C), son circulares y dentada por ambas caras, concéntricas al eje, con la función de mover los generadores (4A) y (48). Está rígidamente unida a (38) con (3C) y las barras de estabilización (9) la unen a (3D) y (3A). Cuando sube mueve el generador (4A) y, cuando baja,
mueve el generador (48).
Los generadores pueden ser cuatro que se sujetarán en la torre y siempre avanzarán en la misma dirección, si el 8razo sube, se mueven (4A) y (48), si el 8razo baja, se mueven los !generadores (48) y (4D). Las flechas marcan los movimientos en las subida,¡, en las bajadas y en los giros. Los
acoplamientos de las partes (3D) y (3E) con los generadores se debe hacer con un sistema de piñón que sólo permita movimientos unidireccionales, se le pueden acoplar sistemas de multiplicación de velocidad y sistemas de reserva de fuerza. No obstante, admite modificaciones o mejoras en función de los sistemas existentes en el mercado y la potencia recogida.
El generador (4A) será movido cuando (3E) sube.
El generador (48) será movido cuando (3E) baje.
El generador (4C) se moverá cuando (3D) sube.
El generador (4D) avanzará cuando (3D) baje.
El flotador (5) está rígidamente unido en el extremo de (38). El sistema
de flotación tiene la función de recoger léI máxima energía del mar y transferirla al antebrazo (38), para conseguirlo, estas dos partes tienen que estar rígidamente unidas. Todas las partes qu.e componen el 8razo forman una sola pieza rígida, sin vibraciones, con giro estables en (2).
El talud (6), en el fondo marino, ti,ene la función de lanzar la energia de
las corrientes del fondo marino más la ellergia de las olas de superficie contra
el flotador. Si dirigimos más masa de "gua a más velocidad conseguiremos
más energia. Para ello, se colocan placa,¡ de acero en el fondo marino, con una
B
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Las flechas representan los movimientos, que hará todo el mecanismo llamado el Brazo subiendo y bajando en el ángulo de 45°comprendido entre el nivel del mar y la torre .
. La Figura (2A) (3A) Es la pieza descrita en los dübujos anteriores que gira en el eje (2) tiene forma de horquilla o Y. Su longud puede variar, desde el giro, hasta el nivel del mar. La función de esta forma es absorber parte de las vibraciones que provocaran los movimientos anárqui(:Gs del mar. (3D) Es la parte circular con doblE' corona dentada que engrana con los piMnes de los generadores para movertCls, esta rlgidamente unida a (3A).
(2) Es el eje que ancla en la t()rre y obliga a girar a toda la pieza representada y descrita en el Dibujo (2).
(2A) Son los pasadores o tuecas de ajuste del eje (2) y (3A).
(2B) Parte del eje y rodamientos sujetos en la torre (1) para facilüar el
giro a (3A) y limitar las vibraciones.
La Figura (3)
Es una representación de la po,ible realización de esta invención, a
saber: el (3,1) representa una columna () torre que soporta todo el sistema de producción eléctrica propuesta por esta invención con cuatro generadores eléctricos, se fijarla en el exterior de un puerto o rompeolas. El nO (3,4) seria la formación del talud en el fondo marino para dirigir la máxima energla de las corrientes del fondo marino contra el siste.ma de flotación. El nO (3,2) es la pieza
llamada el Brazo más el flotador para recoger y transmitir la máxima potencia o energla del mar y transmitirta a los gE,neradores. El nO (3,3) representa la central eléctrica marina de braceo vertical movida por el Brazo trabajando en un rompeolas.
Cómo se puede realizar la Invención.
Siguiendo la Figura (3), primero, buscaremos un emplazamiento en la costa del Cantábrico, por ejemplo, Motrico. En el arco exterior del rompeolas que están construyendo se emplaza o fija una torre eólica de las que hay en el mercado. Se fijará los rodamientos elel eje (2). Por encima, se fijarán
generadores eléctricos (4).
Segundo, cuando sepamos la ubicación exacta del flotador, se sujetaran en el fondo marino los componentes del talud para dirigir la máxima fuerza de la corriente del fondo contra el flotador. Esta pieza es esencial para poder concentrar la máxima cantidad de agua contra el flotador y poder extraer la
máxima potencia del mar. El ángulo de inclinación y su diseño son mejorables. Este talud puede ser, también, un abrigo para la pesca.
Tercaro, se construirá la pieza llamada el Brazo en fibra de carbono, todas sus partes deben formar una estnJctura rfgida, para ello se fijan (3A) y (3B), después, se les fijan (3C), (3D) Y 113E) las barras (9), a continuación, el
Brazo se ajusta en el eje (2) y se engrana con los generadores (4), por uttimo, se le fija el sistema de flotación (5) y I'a central eléctrica marina de braceo
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Claims (3)

  1. REIVINDICACIONES
    1. Central marina braceante apmta un mecanismo y un sistema de producción eléctrica renovable. Se aporta un mecanismo de bra,:eo vertical para recoger la energla de los movimientos marinos verticales y transformarlos en movimientos
    . mecánicos, rotativos, armónicos, estables y perpetuos aprovechables para producir energla eléctrica limpia llamado el Brazo, Figura (2). Lo integran un mecanismo de braceo vertical, un mecalnismo transmisión curvo dentado y un sistema de flotación.
    El mecanismo, llamado el Brazlo, se caracteriza, porque comprende: Una pieza llamada brazo con apoyo, anclaje y giro por el eje sobre una torre (emplazable en cualquier en cualquier punto del mar o la costa) prolongable o extensible hasta el nivel del mar, unido lpor un codo rlgido, en ángulo de 130", al antebrazo prolongable sobre el nive,1 del mar hasta el punto de máxima capturación del direccionador o talud del fondo marino y, en su extremo, fijado al sistema de flotación, formando una estructura sólida, rlgida, rotativa y estable. El brazo soporta y se le unen, rlgidamente, el sistema de transmisión y amplificación, integrado por 2 arcos (1/3 de circunferencia) dentados por amabas caras, concéntricos con el ejE', y engranaje en los pinones de los generadores. El mecanismo llamado E,I Brazo se completa con las barras estabilizadores que fija rlgidamente Ilas tres partes: brazo, antebrazo y transmisión, amplificación, o curvas dob~emente dentadas.
  2. 2. Según reivindicación 1 se apo.rta un sistema de producción eléctrica aprovechando los movimientos marinos capturados por el Brazo.
    El sistema de producción, se cslracteriza, porque contiene: Una torre anclada en el exterior de un puerto (o E,n cualquier punto del mar), soporta el eje y anclaje del mecanismo llamado el Brazo, se completa con cuatro generadores eléctricos con pinones y muHiplicadores de vebcidad que engranarán en los arcos dentados del Brazo, Figura (1), los generadores se emplazan verticalmente en la torre y con peñecto engranaje en los arcos dentados del Brazo. El Brazo gira en e·1 ángulo de 90° comprendido entre el nivel del mar y la torre, en su parte superior un sombrero con luminaria. La distancia entre la torre y el mar se salva con la longitud variable del brazo (3A). Se completa la central con un direccionador o talud que lanza, verticalmente, las corrientes del fondo marino contra ul flotador, recibe esta fuerza la pieza (3B) que es prolongable sobre el nivel d,el mar. La torre se puede emplazar en cualquier punto de la costa o aRa mar, aquI, se propone usar las infraestructuras portuarias construidas CI,mo emplazamiento de las torres para no contaminar.
  3. 3. Según reivindicación 1 y 2 el mecanismo o tecnologia de braCleO vertical es un brazo capturador, transmisor y amplificador de muchos movimientos marinos verticales por su semejanza con el brazo humano o la palanca.
    El mecanismo de braCleO, el br.~zo se caracteriza, porque contiene: Sobre una torre, un brazo prolongable o extensible desde el giro hasta el nivel del mar (3A) facilitando el emplazamienllo más conveniente. Estará unido, por
    ES 2 392 067 Al
    5
    el codo rígido en ángulo de 1300, con ell antebrazo prolongable o extensible, sobre el nivel del mar, hasta el punto de máximo golpeo del talud del fondo marino.
    \O 15
    4. Según reivindicaciones 1, 2 Y 3 mega centrales y el emplazamiento en el mar o en obra existente (7) de la centlral eléctrica marina braceante, una de las grandes ventajas de esta invención. El emplazamiento, se caracteriza, "orque contiene: no hay una limitación previa para fijar la central marina br"ceante en los puntos con máximo movimiento del mar, se facilita con la prolongabilidad del Brazo. Se pueden ahorrar costes fijando la torre en el extelrior de un puerto, dique o rompeolas existente. Si alineamos múltiples brazos c:onstruiremos centrales enormes.
    20 25
    5. Según reivindicaciones 1,2,3,4 el sistema de transmisión y amplificación, se anade y fija al sistema. de braceo unos circulos dentados y concéntricos al eje para transmitir , sincrónicamente, el movimiento marino a los generadores en un movimiento mecánico, armónico, rotativo y vertical. Esta transmisión amplifica los movimientos capturados por el flotador. El sistema de transmisión y amplificación, se caracteriza, porque comprende: dos arcos curvos dentados en ambas caras (1/3 del circulo) concéntricos al eje, que engranan con las transmisiones en los pinones o muttiplicadores de los generadores (3E y 3D). Estarán soportados y unidos, rigidamente, al brazo y antebrazo con do!, barras estabilizadoras.
    30 35
    6. Según reivindicaciones 1, 2, 3, 4 Y 5 un sistema de talud o direccionador de las corrientes del fondo marino hacia la superficie en vertical para lanzar la máxima energia del fondo a la superficie o contra el sistema de flotación fijado en el Brazo. Talud submarino, se caracteriza, porque comprende: en fondo del mar conos invertidos, direccionantes de las corrientes hacia la superficie, en un ángulo de 45° a 90° entre la superficie y ,,1 fondo.
    40
    7. Según reivindicaciones 1, 2, 3, 4, 5, 6 un sistema para capturar o recoger la máxima cantidad de energia dlel mar por medio de un flotador unido, a una barra con giro en una torre, o a un brazo. El sistema de flotación, se caracteriza, porque contiene: un gran flotador fijado en el extremo del antebrazo, su extensibilidad, hasta el punto de máxima afloración de fuerza submarina hacia el nivel del mar.
    45 50
    B. Según reivindicaciones 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7 todo método, sistema o mecanismo similar a un brazo humano e. una palanca más flotador con giro y soporte en una torre, que trabaje sobre un fluido y produzca electricidad. Método o mecanismo de palanca, se caracteriza, porque consiste en: una palanca con flotador, que tiene apoye. y giro sobre torre o columna y se usa para producir eiectncidad o para mover una industria, que el brazo y antebrazo se puedan prolongar, que tenga un ángulo comprendido entre 900 y 1BOO entre el nivel del agua o fluido y el soporte elel brazo y giro en la torre, que sea aprovechable industrial y económicamentle.
    13
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