ES2578927B1 - Oscillating pneumatic electric generator - Google Patents
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Abstract
Un depósito cilíndrico acostado presenta, interiormente en sus cuadrantes superiores, dos cámaras llenas de aire, constituidas por una pared radial tendente a la verticalidad, solidaria a las paredes del depósito, y otra libre, tendente a una permanente horizontalidad y establecida por la superficie de un fluido o por una masa pendular semicilíndrica, con radio ligeramente inferior al interior del depósito y con eje de giro concéntrico a éste; estas paredes forman entre sí ángulos suplementarios variables. Cuando el depósito gira sobre su eje, parcial y alternativamente en ambos sentidos, las cámaras cambian su geometría al inclinarse la pared radial, generándose un flujo bidireccional de aire por una tubería que las comunica, donde se conecta un motor neumático que arrastra a generador eléctrico. El giro del depósito se obtiene de un movimiento rectilíneo-alternativo, vertical, generado por las olas, el viento o una corriente de agua, mediante diversos mecanismos de transmisión.A lying cylindrical reservoir has, internally in its upper quadrants, two air-filled chambers, constituted by a radial wall tending to verticality, integral to the walls of the reservoir, and another free, tending to a permanent horizontality and established by the surface of a fluid or by a semi-cylindrical pendular mass, with a radius slightly inferior to the inside of the tank and with an axis of concentric rotation to it; These walls form varying supplementary angles. When the tank rotates on its axis, partially and alternately in both directions, the chambers change their geometry by tilting the radial wall, generating a bidirectional flow of air through a pipe that communicates them, where a pneumatic motor is connected that drags the electric generator . The rotation of the tank is obtained from a rectilinear-alternative, vertical movement, generated by waves, wind or a stream of water, through various transmission mechanisms.
Description
GENERADOR ELÉCTRICO NEUMÁTICO OSCILANTE OSCILLATING PNEUMATIC ELECTRIC GENERATOR
SECTOR DE LA TÉCNICA SECTOR OF THE TECHNIQUE
Sector energético. Fuentes de energía renovables (energía undimotriz, eólica y cinética de aguas fluyentes). Energy sector. Renewable energy sources (wave, wind and kinetic energy of flowing waters).
La presente invención está pensada para generación de modo totalmente limpio de energía eléctrica, contribuyendo a atenuar la problemática del sector energético. Utilizando como fuente de energía primaria la undimotriz, la eólica o la cinética de las aguas continentales fluyentes, obtenemos energía neumática con la que accionar un motor, que aprovecha un flujo bidireccional de aire, para hacer girar a un generador con el que producir energía eléctrica . The present invention is intended for generating a totally clean mode of electric energy, contributing to mitigate the problems of the energy sector. Using as a primary energy source the wave, wind or kinetics of flowing continental waters, we obtain pneumatic energy with which to drive a motor, which takes advantage of a bidirectional flow of air, to spin a generator with which to produce electrical energy .
ESTADO DE LA TÉCNICA STATE OF THE TECHNIQUE
Todos conocemos los problemas energéticos de nuestra sociedad ; por ello, muchas personas y colectivos (entre los que me incluyo), nos vemos avocados a una pretensión incesante por desarrollar nuevas tecnologias, que contribuyan a paliar los efectos negativos e incluso destructivos de la problemática energética; entre estas tecnolog¡as, y por lo que respecta a los captadores de energía de las olas, relacionados en parte con la invención que se pretende proteger, contamos con dispositivos como los descritos en los documentos ES2275678T3, ES2379520A 1, ES2395525T3, ES2389301T3, ES2393207T3, ES1075510U, ES2320535T3, ES2297000T3, ES2340018A1, ES2352706A1 ,ES2356504T3, ES2397815T3, ES2398121A1 , ES2372292A1 , US-4453894, US6857266, W02004065785, US4232230, US4672222, US5411377, y otros más conocidos como los dispositivos Pelamis, AWS WEC, AquaBuOY y Pipo System. En lo referente a la energía eólica ya las aguas fluyentes, tenemos, por un lado, los dispositivos aerogeneradores, de cualquier tipo, de eje vertical y los de eje horizontal, y por otro, las centrales de paso con cualquier tipo de turbina. En relación con la energía eólica y la cinética del agua fluyente, las ventajas comparativas que presenta este dispositivo, objeto de protección, con respecto a las tecnologias existentes son, la muy baja velocidad, tanto del aire como del agua, que se precisa para su accionamiento. We all know the energy problems of our society; for this reason, many people and groups (among which I include myself), we are faced with an incessant pretension to develop new technologies that contribute to alleviate the negative and even destructive effects of the energy problem; Among these technologies, and with regard to wave energy collectors, related in part to the invention to be protected, we have devices such as those described in documents ES2275678T3, ES2379520A 1, ES2395525T3, ES2389301T3, ES2393207T3 , ES1075510U, ES2320535T3, ES2297000T3, ES2340018A1, ES2352706A1, ES2356504T3, ES2397815T3, ES2398121A1, ES2372292A1, US-4453894, US6857266, W02004065785, and other systems. With regard to wind energy and flowing waters, we have, on the one hand, wind turbines, of any type, vertical axis and horizontal axis, and on the other, the centrals with any type of turbine. In relation to wind energy and the kinetics of flowing water, the comparative advantages of this device, object of protection, with respect to existing technologies are the very low speed of both air and water, which is required for its drive
Hasta ahora, las tecnologías existentes para el aprovechamiento de las energías marinas son poco eficientes, contando con problemáticas considerables que se han de solucionar para que realmente podamos avanzar en el inalcanzable hito de una absoluta eficiencia energética en este medio. Las principales contrariedades que hemos de solventar en la generación de energía eléctrica a partir de la energía marina, para alcanzar una mayor eficiencia son tres: por un lado, las fluctuaciones consecuencia del carácter variable de los parámetros de las olas, por otro, los prematuros deterioros por las condiciones tan adversas del medio marino, y por último, el uso necesario de cables submarinos para la evacuación de energía de los dispositivos ubicados "offshore". Until now, the existing technologies for the use of marine energies are not very efficient, with considerable problems to be solved so that we can really advance in the unattainable milestone of absolute energy efficiency in this environment. The main problems that we have to solve in the generation of electrical energy from marine energy, to achieve greater efficiency are three: on the one hand, the fluctuations due to the variable nature of the parameters of the waves, on the other, the premature ones deterioration due to the adverse conditions of the marine environment, and finally, the necessary use of submarine cables for the evacuation of energy from offshore devices.
Existen varias tecnologías que tienen por objeto comprimir aire para almacenarlo y posteriormente usarlo para obtener energía eléctrica, es decir, cumplen una función acumuladora, pero con el inconveniente de regias pérdidas energéticas; pero esto nada tiene que ver con esta nueva tecnología , cuyo único propósito es el de, con un mínimo aporte energético, producir una continua descompensación de presiones, en el interior de dos cámaras, usando este gradiente para hacer girar a un generador eléctrico. There are several technologies that aim to compress air to store it and then use it to obtain electrical energy, that is, they fulfill an accumulating function, but with the drawback of royal energy losses; But this has nothing to do with this new technology, whose sole purpose is to, with a minimum energy input, produce a continuous decompensation of pressures, inside two chambers, using this gradient to spin an electric generator.
La presente invención tiene por objeto contribuir a solucionar los graves problemas energéticos que se presentan en nuestra sociedad actual, favoreciendo el alcanzar una máxima potenciación de las energías marinas y los máximos niveles posibles de eficiencia energética; su máxima evolución supone la más firme esperanza para el mantenimiento de un desarrollo sostenible y la alternativa para una drástica disminución de la contaminación . Las previsiones del futuro energético mundial no son nada halagüeñas; si no tomamos "parte en el asunto " difícilmente se podrá alcanzar el objetivo de mantenimiento de un desarrollo sostenible; en ello, la tecnología propuesta en este documento juega un gran papel. ya no sólo por cuestiones ecológicas, sino, también, por cuestiones económicas y de aplicabilidad. The present invention aims to contribute to solve the serious energy problems that arise in our current society, favoring the maximum potentiation of marine energies and the maximum possible levels of energy efficiency; its maximum evolution represents the strongest hope for the maintenance of sustainable development and the alternative for a drastic decrease in pollution. The forecasts of the world energy future are nothing rosy; if we do not take "part in the matter", the objective of maintaining sustainable development can hardly be achieved; In this, the technology proposed in this document plays a great role. not only for ecological reasons, but also for economic and applicability issues.
EXPLICACiÓN DE LA INVENCiÓN EXPLANATION OF THE INVENTION
Los GENERADORES ELÉCTRICOS NEUMÁTICOS OSCILANTES, pueden funcionar utilizando como fuente de energía primaria la energía undimotriz, la eólica y la cinética de aguas fluyentes. Constan de dos cuerpos principales: Tanque o Depósito de Variación de Presión (1) y Grupo Convertidor (2). Se proponen dos posibles opciones para la fabricación interna de los Tanques o Depósitos de Variación de Presión (1), aunque externamente sea de apariencia muy similar y la función sea la misma: "generar un flujo bidireccional de aire". La primera de estas opciones la designaremos como "Tanque o Depósito de Variación de Presión aire-péndulo", representado en la FIGURA 1; la segunda opción la designaremos The OSCILLATING PNEUMATIC ELECTRIC GENERATORS can work using wave energy, wind energy and kinetics of flowing water as the primary energy source. They consist of two main bodies: Tank or Pressure Variation Tank (1) and Converter Group (2). Two possible options are proposed for the internal manufacturing of the Pressure Variation Tanks or Tanks (1), although externally it is very similar in appearance and the function is the same: "generate a bidirectional air flow". The first of these options will be designated as "Tank or Tank of Variation of Air-Pendulum Pressure", represented in FIGURE 1; the second option we will designate
como "Tanque o Depósito de Variación de Presión aire-aceite", representado en la FIGURA 2. as "Tank or Tank of Variation of Air-Oil Pressure", represented in FIGURE 2.
Por lo que respecta al "Tanque o Depósito de Presión aire-péndulo" de la FIGURA 1, éste está constituido como sigue: "un tubo cilíndrico (3) de acero y dos tapas circulares (4), anterior y posterior, también de acero (que cierran herméticamente a éste por ambos extremos), forman el cuerpo principal del depósito, cuya posición funcional será la de acostado; cada una de estas tapas presentan un alojamiento concéntrico para la instalación de unos rodamientos de rodillos (5). En el interior del tubo se aloja un péndulo (6), con forma semicilíndrica, con un eje de sustentación (7) a él solidario, que se apoya interiormente en los rodamientos de rodillos (5) alojados en las tapas circulares (4) anterior y posterior, permitiéndole pivotar libremente. A la pared interior del tubo cilíndrico se suelda otra pared rectangular (8), dispuesta radial y longitudinalmente, que se prolonga verticalmente desde arriba hacia el centro, ajustándose con precisión al eje de sustentación (7) solidario al péndulo (6), sin llegar a tocarlo, situado este último por efecto de la gravedad en la mitad inferior del depósito cilíndrico. Una vez cerrado el tubo cilíndrico (3) del depósito con sus correspondientes tapas circulares (4) (anterior y posterior), con su péndulo (6) instalado interiormente y en reposo, y con la pared rectangular (8) enfrentada a éste en posición vertical, se forman internamente, en los dos cuadrantes de la parte superior del depósito, dos cámaras con forma de sectores cilíndricos (9), cuya geometría varía según el ángulo de inclinación de la pared rectangular (8) con respecto a la horizontalidad de los planos rectos del péndulo (6). Previamente al cerrado hermético del depósito, se instalan, en cada una de estas cámaras, dos bolsas elásticas (10) que posteriormente se llenarán de aire a presión, por medio de una válvula convenientemente dispuesta. Adosado a la pared exterior del tubo cilíndrico (3), sobre la línea de soldadura de la pared rectangular (8), se anexiona el Grupo Convertidor (2) consistente en un tubo cilíndrico cápsula (11), de menor diámetro, en cuyo interior se alojan y ensamblan entre ellos, con este orden, un motor neumático reversible (16), una caja reductora-rectificadora de giro (17), un volante de inercia (18) y el alternador (19). Exteriormente, por la parte superior del depósito propiamente dicho, atravesando la pared del tubo cilíndrico (3), se instalan unos túneles de presión (12) que comunican entre sí a las dos bolsas elásticas (10), al conectarlos al motor neumático reversible (16). La tapa circular (4) posterior lleva ensamblada una brida de fijación (15 a) que lo une al eje transversal (15) (solidario a la medialuna dentada (14) y soporte eje de los Tanques o Depósitos de variación Presión (1) FIGURA 10 FIGURA 2). With regard to the "Tank or Air-Pendulum Pressure Tank" of FIGURE 1, it is constituted as follows: "a cylindrical tube (3) of steel and two circular caps (4), front and rear, also of steel (which tightly close to it at both ends), form the main body of the tank, whose functional position will be lying; each of these covers have a concentric housing for the installation of roller bearings (5). The tube houses a pendulum (6), with a semi-cylindrical shape, with a support shaft (7) attached to it, which is supported internally on the roller bearings (5) housed in the front and rear circular covers (4), allowing it to pivot freely.To the inner wall of the cylindrical tube is welded another rectangular wall (8), arranged radially and longitudinally, which extends vertically from above to the center, adjusting precisely to the axis of support n (7) in solidarity with the pendulum (6), without touching it, the latter located due to gravity in the lower half of the cylindrical tank. Once the cylindrical tube (3) of the tank is closed with its corresponding circular caps (4) (front and rear), with its pendulum (6) installed internally and at rest, and with the rectangular wall (8) facing it in position vertically, two chambers shaped like cylindrical sectors (9) are formed internally in the two quadrants of the upper part of the tank, whose geometry varies according to the angle of inclination of the rectangular wall (8) with respect to the horizontality of the straight planes of the pendulum (6). Prior to the tight closing of the tank, two elastic bags (10) are installed in each of these chambers, which will subsequently be filled with pressurized air, by means of a conveniently arranged valve. Attached to the outer wall of the cylindrical tube (3), on the welding line of the rectangular wall (8), the Converter Group (2) consisting of a cylindrical capsule tube (11), of smaller diameter, is attached, in whose interior they are housed and assembled between them, in this order, a reversible pneumatic motor (16), a gearbox-turning rectifier (17), a flywheel (18) and the alternator (19). Externally, through the upper part of the tank itself, through the wall of the cylindrical tube (3), pressure tunnels (12) are installed that communicate with each other the two elastic bags (10), when connected to the reversible pneumatic motor ( 16). The rear circular cover (4) is fitted with a fixing flange (15 a) that joins it to the transverse axis (15) (solidary to the croissant (14) and axle support of the tanks or tanks of variation of Pressure (1) FIGURE 10 FIGURE 2).
La revolución parcial y alternativa del Tanque o Depósito de Presión aire-péndulo FIGURA 1, sobre su eje y en ambos sentidos, genera interiormente que, el péndulo (6), con forma semicilíndrica, solidario a su eje de sustentación (7) gire sobre sus rodamientos de rodillos The partial and alternative revolution of the Tank or Air-Pendulum Pressure Tank FIGURE 1, on its axis and in both directions, internally generates that the pendulum (6), with a semi-cylindrical shape, integral with its support axis (7) rotates on your roller bearings
(5) y por acción de la Gravedad tienda a permanecer inmóvil con sus planos rectos en posición horizontal, mientras que la pared rectangular (8), tendente a la perpendicularidad, experimenta, en ambos sentidos, un desplazamiento angular alterno que produce la variación geométrica del interior de las sus cámaras con forma de sectores cilíndricos (9); la capacidad de una cámara aumenta mientras la de la otra decrece, por lo que se produce un gradiente de presión entre el aire contenido en ambas bolsas elásticas (10), generándose un flujo bidireccional del mismo, por los túneles de presión (12), de la bolsa con mayor presión a la de menor presión, accionando a su paso las palas internas (16 a) del motor neumático reversible (16). Las revoluciones del motor neumático reversible (16) son reducidas y rectificadas, aumentando el par fuerza, mediante la caja reductora· rectificadora de giro (17), que arrastra un volante de inercia (18) para accionar al alternador (5) and due to the action of gravity, it tends to remain motionless with its straight planes in a horizontal position, while the rectangular wall (8), tending to perpendicularity, experiences, in both directions, an alternate angular displacement that produces geometric variation inside its chambers in the form of cylindrical sectors (9); the capacity of one chamber increases while that of the other decreases, so that a pressure gradient occurs between the air contained in both elastic bags (10), generating a bidirectional flow thereof, through the pressure tunnels (12), from the bag with the highest pressure to the one with the lowest pressure, driving the internal blades (16 a) of the reversible pneumatic motor (16). The revolutions of the reversible pneumatic motor (16) are reduced and rectified, increasing the torque, by means of the gearbox · rotation rectifier (17), which drives a flywheel (18) to drive the alternator
(19). (19).
En relación a los "Tanques o Depósitos de Presión aire-aceite", representados en la FIGURA 2, "están construidos también de acero, con forma cilindrica. Cada uno de estos tanques están fabricados del siguiente modo: "un tubo cilindrico (3), acostado, tapado herméticamente en ambos extremos por unas bases circulares cerradas (4 a); interiormente, soldada al tubo y las referidas tapas, presenta verticalmente una pared diametral (S") a la que en su mitad inferior se le han practicado unos orificios (8 b). En la parte superior del depósito, a ambos lados de la pared diametral (8 a) y sobre la intersección de ésta con el tubo cilindrico (3), existen dos túneles de presión (12) que comunican con el exterior al depósito que forma el tubo cilíndrico (3) y las bases circulares cerradas (4 a). Exteriormente (de igual modo que en la opción "tanque o depósito de conversión aire-péndulo"), sobre la linea de soldadura de la pared diametral (8 a) con el tubo cilindrico (3), se anexiona el Grupo Convertidor (2) consistente en un tubo cilíndrico cápsula (11), de menor diámetro, en cuyo interior se alojan y ensamblan entre ellos, con este orden, un motor neumático reversible (16) , una caja reductora-rectificadora de giro (17), un volante de inercia (18) y el alternador (19). Exteriormente, por la parte superior del depósito propiamente dicho, atravesando la pared del tubo cilíndrico (3) , se instalan unos túneles de presión (12) que comunican entre sí a las dos cámaras de aire (9 a) al conectarlos al motor neumático reversible (16). Una de las bases circulares cerradas (4 a), exteriormente, lleva ensamblada una brida de fijación (15 a) que la une al eje transversal (15), siendo solidario In relation to the "Air-Oil Pressure Tanks or Tanks", represented in FIGURE 2, "they are also made of steel, with a cylindrical shape. Each of these tanks are manufactured as follows:" a cylindrical tube (3) , lying down, hermetically sealed at both ends by closed circular bases (4 a); internally, welded to the tube and the referred caps, it presents vertically a diametral wall (S ") to which in its lower half holes have been made (8 b). In the upper part of the tank, on both sides of the wall diametral (8 a) and on the intersection of this with the cylindrical tube (3), there are two pressure tunnels (12) that communicate with the outside to the tank that forms the cylindrical tube (3) and the closed circular bases (4 a ) Externally (in the same way as in the "tank or air-pendulum conversion tank"), on the welding line of the diametral wall (8 a) with the cylindrical tube (3), the Converter Group is attached ( 2) consisting of a cylindrical capsule tube (11), of smaller diameter, inside which they are housed and assembled between them, in this order, a reversible pneumatic motor (16), a gearbox-rotating gearbox (17), a flywheel (18) and alternator (19) .Outside, from the top of The tank itself, crossing the wall of the cylindrical tube (3), pressure tunnels (12) are installed that communicate with each other the two air chambers (9 a) when connected to the reversible pneumatic motor (16). One of the closed circular bases (4 a), externally, has a fixing flange (15 a) that joins it to the transverse axis (15), being integral
éste, en el punto medio de su longitud total, a una medialuna dentada (14) que engrana con la cremallera (13). this, at the midpoint of its total length, to a crooked croissant (14) that meshes with the rack (13).
El interior del Tanque o Depósito de Presión aire-aceite, dividido en dos mitades iguales por la pared diametral (8 a), contiene aceite hidráulico (20) en aproximadamente 3/5 partes de su volumen, completando el volumen restante con aire a presión (21); Los orificios (8 b), practicados en la parte más baja de la mitad inferior de la pared diametral (8 a), permiten que el aceite hidráulico (20) fluya libremente a ambos lados de ésta, constituyendo unos vasos comunicantes en el interior del tanque. La superficie del aceite hidráulico (20) se comporta como una pared elástica horizontal; la parte superior de pared diametral (8 a), que emerge de la superficie del aceite, forma, con éste, ángulos suplementarios variables, dividiendo la parte alta de los dos cuadrantes superiores del depósito en dos cámaras de aire (9 a). La razón del llenado del depósito con aproximadamente 3/5 partes de aceite hidráulico (20) es en evitación de posibles fugas de aire a presión (21), a través de los orificios (8 b) cuando la pared diametral (8 a) efectúe sus barridos angulares y comprima a una determinada presión el aire contenido en una u otra camara (9 a) The interior of the Tank or Air-Oil Pressure Tank, divided into two equal halves by the diametral wall (8 a), contains hydraulic oil (20) in approximately 3/5 parts of its volume, completing the remaining volume with pressurized air (twenty-one); The holes (8 b), made in the lower part of the lower half of the diametral wall (8 a), allow the hydraulic oil (20) to flow freely on both sides of it, constituting communicating vessels inside the tank. The surface of the hydraulic oil (20) behaves like a horizontal elastic wall; the upper part of the diametral wall (8 a), which emerges from the surface of the oil, forms, with this, variable supplementary angles, dividing the upper part of the two upper quadrants of the tank into two air chambers (9 a). The reason for filling the tank with approximately 3/5 parts of hydraulic oil (20) is to avoid possible leaks of pressurized air (21), through the holes (8 b) when the diametral wall (8 a) performs its angular sweeps and compresses at a certain pressure the air contained in one chamber or another (9 a)
El movimiento rectilíneo de la cremallera (13), conectada a la media luna dentada (14), genera una revolución parcial y alternativa, en ambos sentidos, de los Tanques o Depósitos de Presión aire-aceite, representada en la FIGURA 4, FIGURA 5 Y FIGURA 6. La pared diametral (8 a) en su desplazamiento angular alterno, hace que, en combinación con la superficie del aceite hidráulico (20), las dos cámaras de aire (9 a) varíen su geometría; la capacidad de una cámara aumenta mientras la de la otra decrece, por lo que se produce un gradiente de presión del aire contenido en el interior de ambas cámaras, generándose un flujo bidireccional del mismo, por los túneles de presión (12), de la cámara con mayor presión a la de menor presión, accionando a su paso las palas internas (16 a) del motor neumático reversible (16) . Las revoluciones del motor neumático reversible (16) son reducidas y rectificadas, aumentando el par fuerza, mediante la caja reductorarectificadora de giro (17), que arrastra un volante de inercia (18) para accionar al alternador The rectilinear movement of the rack (13), connected to the half moon (14), generates a partial and alternative revolution, in both directions, of the Air-Oil Pressure Tanks or Tanks, represented in FIGURE 4, FIGURE 5 AND FIGURE 6. The diametral wall (8 a) in its alternate angular displacement, causes, in combination with the surface of the hydraulic oil (20), the two air chambers (9 a) to vary their geometry; the capacity of one chamber increases while that of the other decreases, so that a pressure gradient of the air contained inside both chambers is produced, generating a bidirectional flow thereof, through the pressure tunnels (12), of the chamber with greater pressure than the one with the lowest pressure, driving the internal blades (16 a) of the reversible pneumatic motor (16). The revolutions of the reversible pneumatic motor (16) are reduced and rectified, increasing the torque, by means of the gearbox gearbox (17), which drives a flywheel (18) to drive the alternator
(19). (19).
Generadores Eléctricos Neumáticos Oscilantes adaptados para captación energía undimolriz (FIGURA 7, FIGURA 9 Y FIGURA 10) Oscillating Pneumatic Electric Generators adapted for wave energy collection (FIGURE 7, FIGURE 9 AND FIGURE 10)
Los GENERADORES ELECTRICOS NEUMÁTICOS OSCILANTES adaptados para captación de energía undimotriz constan de cuatro elementos principales: OSCILLATING PNEUMATIC ELECTRIC GENERATORS adapted for wave energy capture consist of four main elements:
Descritos en los párrafos precedentes, pudiendo ser del tipo aire-péndulo, FIGURA 1 o del tipo aire-aceite FIGURA 2. Por cuestiones estructurales y económicas, aunque puede instalarse una sola unidad por conjunto, es más adecuada la instalación de dos unidades como se representa en la FIGURA 9. Described in the preceding paragraphs, being able to be of the air-pendulum type, FIGURE 1 or of the air-oil type FIGURE 2. For structural and economic reasons, although only one unit can be installed per set, it is more appropriate to install two units as represented in FIGURE 9.
B.-I.qlI~_g~_§J!§!fl.lJti!.cj9!'-YFJ[jmº!r1~~l-t Se trata de una estructura tubular cilíndrica cerrada por su extremo superior, construida de acero, apoyada y fijada verticalmente, por encima del nivel del mar, sobre la base menor (27) de la Peana (23) de hormigón (representada también en la FIGURA 8), Y con una altura tal que los Generadores Eléctricos Neumáticos Oscilantes no se vean afectados por las salpicaduras de agua ni contactos directos; lleva ésta, en su parte superior unos refuerzos que constituyen el arbotante guía del eje transversal (15), así como de alojamíento y guía al conjunto mecáníco de conversión primaria undimotriz (24), instalados interior y longitudinalmente, preservándolos de la acción corrosiva por el contacto directo del agua del mar y de los efectos devastadores de las grandes olas, aumentando considerablemente la supervivencia del dispositivo y permitiendo su instalación en zonas donde la energía de las olas tienen mayor densidad. Si, cómo en la FIGURA 9 Y la FIGURA 10, se dota a la torre de sustentación de mayor longitud (22 a), y en su parte interior se le practican unas aberturas (25 a), se podría prescindir de la peana (23), emergiendo, la primera, directamente al fondo marino y alojándose la boya (28) en su interior. B.-I.qlI ~ _g ~ _§J! §! Fl.lJti! .Cj9! '- YFJ [jmº! R1 ~~ lt It is a cylindrical tubular structure closed by its upper end, constructed of steel, supported and fixed vertically, above sea level, on the lower base (27) of the concrete base (23) (also represented in FIGURE 8), and with a height such that the Oscillating Pneumatic Electric Generators are not affected by splashing water or direct contacts; it carries, in its upper part, reinforcements that constitute the guide buttress of the transverse axis (15), as well as housing and guide to the mechanical assembly of primary and wind conversion (24), installed inside and longitudinally, preserving them from the corrosive action by the Direct contact of seawater and the devastating effects of large waves, greatly increasing the survival of the device and allowing its installation in areas where the energy of the waves have higher density. If, as in FIGURE 9 and FIGURE 10, the support tower of greater length (22 a) is provided, and in its inner part some openings (25 a) are made, the base (23) could be dispensed with ), emerging, the first, directly to the seabed and housing the buoy (28) inside.
c.~ J!.º'1iJ!.I1tQ..m~~ªDlt¿º_ct.~_c_Q.f1.1!.t:.r..~g!'-O!L'!J~!!it_'l{]fll,!,-q.t!Lz_a~ Aparece señalado en la FIGURA 7. Constituye el sistema activo de captación de energía undimotriz y está formado por la boya (28) (la cual se aloja en la cámara de alojamiento (26) de la Peana (23)), brazo rígido (29) (cuya función es conectar la boya con la cremallera), con tope (30) y c. ~ J! .º'1iJ! .I1tQ..m ~~ ªDlt¿º_ct. ~ _c_Q.f1.1! .t: .r .. ~ g! '- O! L'! J ~ !! it_ 'l {] fll,!, - qt! Lz_a ~ It is indicated in FIGURE 7. It is the active wave energy capture system and is formed by the buoy (28) (which is housed in the housing chamber (26 ) of the Base (23)), rigid arm (29) (whose function is to connect the buoy with the rack), with stop (30) and
resortes limitadores (31) cremallera (13), que montada sobre un riel impele a girar a la medialuna dentada (14), engranada a la cremallera y solidaria al eje transversal (15) cuya función es hacer de soporte y eje de giro, mediante una brida de fijación (15 a), de los Generadores Eléctricos Neumáticos Oscilantes propiamente dichos. Estos mecanismos, para evitar fricciones y desgastes prematuros, van montados, según proceda, sobre casquillos, guías y rodamientos. En la FIGURA 3 aparece representado el detalle del antedicho mecanismo de engranajes. limiting springs (31) rack (13), which mounted on a rail impels to rotate to the crooked jib (14), geared to the rack and integral to the transverse axis (15) whose function is to make support and axis of rotation, by a fixing flange (15 a), of the Swing Pneumatic Electric Generators themselves. These mechanisms, to prevent friction and premature wear, are mounted, as appropriate, on bushings, guides and bearings. FIGURE 3 shows the detail of the aforementioned gear mechanism.
D.~ f~ª!1ª:. FIGURA 8, Construida en hormigón en forma troncocónica, semi~sumergida, constituye el apoyo del conjunto del dispositivo. Presenta varios túneles horizontales sumergidos (25), repartidos proporcionalmente, cuya función es abrir al mar a la cámara de alojamiento (26) de boya (28), siendo esta última de forma tubular, vertical, abierta a la base menor, semi -sumergida, y estando situada en el núcleo central de la Peana . De la base D. ~ f ~ ª! 1st :. FIGURE 8, Built in concrete in a truncated conical shape, semi-submerged, constitutes the support of the whole device. It has several submerged horizontal tunnels (25), distributed proportionally, whose function is to open the buoy housing (26) to the sea (28), the latter being tubular, vertical, open to the smaller, semi-submerged base , and being located in the central core of the Peana. From the base
menor de la Peana (27), por encima del nivel del mar, ancora la Torre de sustentación (22). Esta peana (23) constituye una opción de instalación para el uso undimotriz, pudiéndose prescindir de ésta como se representa en la FIGURA 9 Y FIGURA 10. lower of the Peana (27), above sea level, anchors the lift tower (22). This stand (23) constitutes an installation option for wave use, and can be dispensed with as shown in FIGURE 9 and FIGURE 10.
Descripción del funcionamiento con energía undimotriz Description of operation with wave energy
El GENERADOR ELECTRICO NEUMATICO OSCILANTE adaptado para captar la energia undimotriz, se podría encuadrar entre los absorbed ores puntuales, con sistema activo mecánico de captación, del tipo OWC (Oscillating Water COlumn), de construcción modular, y pensado para ubicación preferente Nearshore, apoyado o hincado en fondo, o flotante, pudiendo resistir los embates del mar y funcionar eficientemente con las amplias gamas de frecuencia y amplitud de las olas. The OSCILLATING PNEUMATIC ELECTRIC GENERATOR adapted to capture wave energy, could be framed between point absorbers, with an active mechanical pick-up system, of the OWC type (Oscillating Water COlumn), of modular construction, and designed for preferential Nearshore location, supported or deep-seated, or floating, being able to resist the onslaught of the sea and operate efficiently with the wide ranges of frequency and amplitude of the waves.
El funcionamiento y el alto rendimiento de la invención, objeto de protección, queda sobradamente demostrado por su sencillez estructural y la pura lógica. Esta invención, adaptada para captar la energía de las olas, representada en las FIGURA 7, FIGURA 9 Y FIGURA 10 (pese a ser posible su instalación en otras profundidades, incluso "offshore" con medios flotantes e incluso también fijos), está pensada para su instalación en aguas poco profundas y cercanas a la costa, aprovechando con ello la ventajosa posibilidad de evacuar la energía producida por cables aéreos, abaratando notoriamente con ellos los costes de instalación y mantenimiento. The operation and high performance of the invention, object of protection, is amply demonstrated by its structural simplicity and pure logic. This invention, adapted to capture the energy of the waves, represented in FIGURE 7, FIGURE 9 AND FIGURE 10 (although it is possible to install it in other depths, even "offshore" with floating and even fixed means), is designed to its installation in shallow waters and close to the coast, taking advantage of the advantageous possibility of evacuating the energy produced by aerial cables, significantly reducing the installation and maintenance costs with them.
La variación de la presión bajo la superficie de las olas induce a la oscilación en la columna de agua contenida en la cámara (26) donde se aloja la boya (28) (único elemento del mecanismo de conversión primaria en contacto directo con el agua); dicha presión es trasferida a través de los túneles horizontales sumergidos (25). El empuje hidrostático resultante de las presiones que experimenta la superficie sumergida de la boya (28), se transmite verticalmente hacia arriba a través del centro de gravedad de la misma: este empuje, de carácter elástico, acciona el conjunto mecánico de conversión primaria undimotriz (24), generando un movimiento rectilíneo alternativo que se transmite mediante un brazo rígido (29) discurriendo a lo largo de la torre de sustentación undimotriz (22 Ó 22 a), empujando y arrastrando a la cremallera (13) que, guiada sobre un riel, transfiere el movimiento ascendente-descendente, mediante la medialuna dentada (14), en forma de rotación parcial a los Generadores Eléctricos Neumáticos Oscilantes, pudiendo ser éstos, como ya hemos apuntado, del tipo de los representados en la (FIGURA 1) o de los representados en la (FIGURA 2). La boya tiene confinada su carrera por oposición del tope (3D) y de los resortes limitadores (31), montados en el brazo rígido (29). The variation of the pressure under the surface of the waves induces the oscillation in the water column contained in the chamber (26) where the buoy (28) is housed (the only element of the primary conversion mechanism in direct contact with the water) ; said pressure is transferred through submerged horizontal tunnels (25). The hydrostatic thrust resulting from the pressures experienced by the submerged surface of the buoy (28), is transmitted vertically upwards through the center of gravity of the same: this thrust, of an elastic nature, triggers the mechanical set of primary and nonimotor conversion ( 24), generating an alternative rectilinear movement that is transmitted by a rigid arm (29) running along the wave support tower (22 or 22 a), pushing and dragging the rack (13) which, guided on a rail , transfers the upward-downward movement, by means of the jagged crescent (14), in the form of partial rotation to the Oscillating Pneumatic Electric Generators, which may be, as we have already pointed out, the type of those represented in (FIGURE 1) or those represented in (FIGURE 2). The buoy has its race confined by opposition of the stop (3D) and the limiting springs (31), mounted on the rigid arm (29).
Generadores Eléctricos Neumáticos Oscilantes adaptados para captación de energía Oscillating Pneumatic Electric Generators adapted for energy collection
eólica wind
Los GENERADORES ELECTRICOS NEUMÁTICOS OSCILANTES adaptados para captación de energía eólica, FIGURA 11, constan de tres elementos principales: The OSCILLATING PNEUMATIC ELECTRIC GENERATORS adapted for wind energy collection, FIGURE 11, consist of three main elements:
Descritos anteriormente, pudiendo ser del tipo aire-péndulo, FIGURA 1 o del tipo aire-aceite FIGURA 2. Por cuestiones estructurales y económicas, aunque puede instalarse una sola unidad por conjunto, es más adecuada la instalación de dos unidades. Described above, being able to be of the air-pendulum type, FIGURE 1 or of the air-oil type FIGURE 2. For structural and economic reasons, although only one unit can be installed per set, the installation of two units is more appropriate.
B.-Lo.!!~_ctft..§y§J~!:rlª~Lq.ll_e_óJlC¿i!1~~L Se trata de una estructura tubular cilíndrica cerrada B.-Lo. !! ~ _ctft..§y§J ~!: Rlª ~ Lq.ll_e_óJlC¿i! 1 ~~ L It is a closed cylindrical tubular structure
por su extremo superior, construida de acero, apoyada y fijada verticalmente, sobre una zapata de cimentación (33), semi-soterrada en el suelo (34). Lleva ésta, en su parte media, unos refuerzos que constituyen el arbotante guía del eje transversal (15). Por encima de estos refuerzos, se aloja y guía el conjunto de mecánico de conversión primaria eólica (35), instalados interior y longitudinalmente. Por la parte superior de esta torre asoma al exterior el eje rigido (36). by its upper end, constructed of steel, supported and fixed vertically, on a foundation shoe (33), semi-buried in the ground (34). It carries, in its middle part, reinforcements that constitute the guide buttress of the transverse axis (15). Above these reinforcements, the wind primary conversion mechanic assembly (35), installed inside and longitudinally, is housed and guided. The rigid shaft (36) appears from the top of this tower.
C.~ fJ..Q.lliY.-'!tO_!!!ft.C2ªQL~Q.Q.e_!iº!I.Y~I§lQQJltjm.i!tjªJtqllC2ª_(.:!~.t Constituye el sistema activo de captación de energía eólica y está formado por unas aspas (37) que coronan la torre de sustentación eólica (32), conectadas a un eje rígido (36) que enlaza con una caja reductora C. ~ fJ..Q.lliY .- '! TO _ !!! ft.C2ªQL ~ QQe_! Iº! IY ~ I§lQQJltjm.i! TjªJtqllC2ª _ (.:! ~ .T It is the active energy collection system wind and is formed by blades (37) that crown the wind support tower (32), connected to a rigid shaft (36) that links with a gearbox
de engranajes recta (38), accionando ésta última a un cigüeñal o excéntrica (39). Acoplada sobre la excéntrica (39) tenemos una biela (40) que arrastra y empuja a el brazo rígido (29) que a su vez conecta con la cremallera (13), que montada sobre un riel impele a girar a la medialuna dentada (14), engranada a la cremallera y solidaria al eje transversal (15), cuya función es hacer de soporte y eje de giro, mediante una brida de fijación (15 a), de los Generadores Eléctricos Neumáticos Oscilantes propiamente dichos. Estos mecanismos, para evitar fricciones y desgastes prematuros, van montados, según proceda, sobre casquillos, guías y rodamientos. En la FIGURA 11 aparece representado el conjunto mecánico de conversión primaria eólica (35). of straight gears (38), the latter driving a crankshaft or eccentric (39). Coupled on the eccentric (39) we have a connecting rod (40) that drags and pushes the rigid arm (29) which in turn connects with the rack (13), which mounted on a rail impels to rotate to the crooked croissant (14 ), geared to the rack and integral to the transverse axis (15), whose function is to act as a support and rotation axis, by means of a fixing flange (15 a), of the Oscillating Pneumatic Electric Generators themselves. These mechanisms, to prevent friction and premature wear, are mounted, as appropriate, on bushings, guides and bearings. FIGURE 11 shows the mechanical wind conversion primary assembly (35).
Descripción del funcionamiento con energía eólica Description of wind power operation
Las aspas (37) giran por acción del viento arrastrando, por medio del eje rígido (36), a la caja reductora de engranajes recta (38), reduciendo el giro de entrada y aumentando el par fuerza; la caja reductora, a su salida, arrastra al cigüeñal o excéntrica (39) que, mediante el acople de una biela (40) transforma el movimiento circular en movimiento rectilíneo alternativo, que se transmite mediante un brazo rígido (29), empujando y arrastrando a la cremallera (13) que, guiada sobre un riel, transfiere el movimiento ascendentedescendente, mediante la medialuna dentada (14), en forma de rotación parcial a los Generadores Eléctricos Neumáticos Oscilantes, pudiendo ser éstos, como ya hemos apuntado, del tipo de los representados en la FIGURA 1 o de los representados en la FIGURA 2. The blades (37) rotate by wind action by dragging, by means of the rigid shaft (36), to the straight gear reduction box (38), reducing the input rotation and increasing the torque; the gearbox, on its way out, drags the crankshaft or eccentric (39) which, by coupling a connecting rod (40) transforms the circular movement into an alternative rectilinear movement, which is transmitted by a rigid arm (29), pushing and dragging to the rack (13) which, guided on a rail, transfers the ascending downward movement, by means of the jagged crescent (14), in the form of partial rotation to the Oscillating Pneumatic Electric Generators, these being, as we have already pointed out, the type of those represented in FIGURE 1 or those represented in FIGURE 2.
Generadores Eléctricos Neumáticos Oscilantes adaptados para captación energía cinética de aguas fluyentes Oscillating Pneumatic Electric Generators adapted to capture kinetic energy from flowing waters
Los GENERADORES ELÉCTRICOS NEUMÁTICOS OSCILANTES adaptados para captación de energía cinética de aguas fluyentes, FIGURA 12, constan de tres elementos principales: The OSCILLATING PNEUMATIC ELECTRIC GENERATORS adapted to capture kinetic energy from flowing waters, FIGURE 12, consist of three main elements:
Descritos anteriormente, pudiendo ser del tipo aire-péndulo, FIGURA 1 o del tipo aire-aceite FIGURA 2. Por cuestiones estructurales y económicas, aunque puede instalarse una sola unidad por conjunto, es más adecuada la instalación de dos unidades. Described above, being able to be of the air-pendulum type, FIGURE 1 or of the air-oil type FIGURE 2. For structural and economic reasons, although only one unit can be installed per set, the installation of two units is more appropriate.
B.-LO.!!~_cJ.fl§-'!!!te_'!.t!l2!QI]..B.ªt3!..P-S_C!.9...ft!lgyJtS_tlJ1.Y..~f!~§__~Jj. Se trata de una estructura tubular cilíndrica cerrada por su extremo superior, construida de acero, apoyada y fijada verticalmente, sobre una zapata de cimentación (33), semi-soterrada en el suelo (34). Lleva ésta, en su parte alta, unos refuerzos que constituyen el arbotante guía del eje transversal (15). Por debajo de estos refuerzos, se aloja y guía el conjunto mecánico de conversión primaria para uso de aguas fluyentes (42), instalados parte de ellos interior y longitudinalmente, mientras que otros lo están exterior y transversalmente. Por la parte inferior lateral derecha de esta torre asoma al exterior el eje rígido de rueda (43). B.-LO. !! ~ _cJ.fl§ - '!!! te _' !. t! L2! QI] .. B.ªt3! .. P-S_C! .9 ... ft! LgyJtS_tlJ1.Y. . ~ f! ~ §__ ~ Jj. It is a cylindrical tubular structure closed by its upper end, constructed of steel, supported and fixed vertically, on a foundation shoe (33), semi-buried in the ground (34). It carries, in its upper part, reinforcements that constitute the guide buttress of the transverse axis (15). Below these reinforcements, the primary conversion mechanical assembly for use of flowing waters (42), part of them internally and longitudinally, while others are externally and transversely, is housed and guided. The rigid wheel axle (43) appears outside the right side lower part of this tower.
c. -.l;Q!Jif:!a!Q -'lte-,~.<!f!i.f.!'-_eL€!. -':"C!.'1 ~flC~9!tp.!llJta.!!é!.J.!ªCé! _I¿!!Q _cjg_ª9Yi''§_11..l!!l.fl.tlt€!.~_J~11·. C. -.l; Q! Jif:! a! Q -'lte-, ~. <! f! i.f.! '-_ eL € !. - ': "C!.' 1 ~ flC ~ 9! Tp.! LlJta. !! é! .J.! ªCé! _I¿ !! Q _cjg_ª9Yi''§_11..l !! l.fl.tlt € !. ~ _J ~ 11 ·.
Constituye el sistema activo de captación de energía cinética de aguas fluyentes y está formado por una rueda hidráulica (44), concéntricamente es atravesada por un eje rígido de rueda (43), asomando sendos extremos por ambos lados de la primera, siendo las dos piezas solidarias; dispuestas horizontalmente éstas, uno de los extremos del eje de rueda apoya libremente sobre el soporte (45); el otro extremo atraviesa, convenientemente guiado de modo libre por la parte inferior lateral, a la torre de sustentación para uso de aguas fluyentes (41), conectando con la caja reductora de engranajes con entrada! salida a 900 (46), la que acciona al cigüeñal o excéntrica (39). Acoplada sobre la excéntrica tenemos una biela (40) que arrastra y empuja a el brazo rígido (29) que a su vez conecta con la cremallera (13), que montada sobre un riel impele a girar a la medialuna dentada (14), engranada a la cremallera y solidaria al eje transversal (15), cuya función es hacer de soporte y eje de giro, mediante una brida de fijación (15 a), de los Generadores Eléctricos Neumáticos Oscilantes propiamente dichos. Estos mecanismos, para evitar fricciones y desgastes prematuros, van montados, según proceda, sobre casquillos, guías y rodamientos. En la FIGURA 12 aparece representado el conjunto mecánico de conversión primaria para uso de aguas fluyentes (42). It constitutes the active system for collecting kinetic energy from flowing waters and is formed by a hydraulic wheel (44), concentrically it is crossed by a rigid wheel axle (43), showing both ends on both sides of the first one, the two pieces being solidarity; horizontally arranged, one end of the wheel axle rests freely on the support (45); the other end, conveniently guided freely through the lower lateral part, to the support tower for use of flowing water (41), connecting with the gear reduction box with inlet! 900 output (46), which drives the crankshaft or eccentric (39). Coupled on the eccentric we have a connecting rod (40) that drags and pushes the rigid arm (29) which in turn connects with the rack (13), which mounted on a rail impels to rotate to the crooked croissant (14), engaged to the rack and joint to the transverse axis (15), whose function is to act as a support and axis of rotation, by means of a fixing flange (15 a), of the Oscillating Pneumatic Electric Generators themselves. These mechanisms, to prevent friction and premature wear, are mounted, as appropriate, on bushings, guides and bearings. FIGURE 12 shows the primary mechanical conversion assembly for use of flowing water (42).
Descripción del funcionamiento con energía cinética de aguas fluyentes Description of the operation with kinetic energy of flowing waters
La rueda hidráulica (44), introducida parcialmente en el curso de un arroyo, río, canal, o similar, se ve obligada a girar (por acción de la energía cinética del agua que fluye), solidaria al eje rígido de rueda (43), accionado consigo a la caja reductora de engranajes con entrada !salida 90° (46), reduciendo el giro de entrada y aumentando el par fuerza; la caja reductora, a su salida, arrastra al cigüeñal o excéntrica (39) que mediante el acople de una biela (40) transforma el movimiento circular en movimiento rectilíneo alternativo, que se transmite mediante un brazo rígido (29), empujando y arrastrando a la cremallera (13) que, guiada sobre un riel, transfiere el movimiento ascendente-descendente, mediante la medialuna dentada (14), en forma de rotación parcial a los Generadores Eléctricos Neumáticos Oscilantes, pudiendo ser éstos, como ya hemos apuntado, del tipo de los representados en la FIGURA 1 o de los representados en la FIGURA 2. The hydraulic wheel (44), partially introduced in the course of a stream, river, canal, or the like, is forced to turn (by action of the kinetic energy of the flowing water), integral with the rigid wheel axle (43) , actuated with it to the gearbox with input 90 ° (46), reducing the rotation of the input and increasing the torque; the gearbox, on its way out, drags the crankshaft or eccentric (39) that by means of the coupling of a connecting rod (40) transforms the circular movement into an alternative rectilinear movement, which is transmitted by a rigid arm (29), pushing and dragging to the rack (13) that, guided on a rail, transfers the upward-downward movement, by means of the jagged crescent (14), in the form of a partial rotation to the Oscillating Pneumatic Electric Generators, these being, as we have already pointed out, the type of those represented in FIGURE 1 or those represented in FIGURE 2.
BREVE EXPLICACiÓN DE LOS DIBUJOS BRIEF EXPLANATION OF THE DRAWINGS
FIGURA 1. Vistas de alzado principal y alzado lateral, con corte de sección, de Generador eléctrico neumático oscilante aire-péndulo. Se aprecian detalles del péndulo, de la pared rectangular en posición vertical y, por lo tanto, de las dos cámaras con forma de sectores cilíndricos con la misma capacidad e idéntica presión; estas cámaras y sus bolsas elásticas aparecen simétricas. En esta figura aparece referenciado: por un lado (encerrados en dos recuadros de trazos discontinuos por constituir cuerpos o conjuntos formados por varias piezas), (1) Depósito o tanque de variación de presión y (2) Grupo convertidor; por otro, (3) Tubo cilíndrico, (4) Tapas circulares, (5) Rodamientos de rodillos, (6) Péndulo, (7) Eje de sustentación, (8) Pared rectangular, (9) Cámaras con forma de sectores cilíndricos, (10) Bolsas de aire, (11 ) Tubo cilíndrico cápsula, (12) Túneles de presión y (16 a) Palas internas. FIGURE 1. Views of main elevation and side elevation, with section section, of air-pendulum oscillating pneumatic electric generator. Details of the pendulum, of the rectangular wall in vertical position and, therefore, of the two chambers in the form of cylindrical sectors with the same capacity and identical pressure; These cameras and their elastic bags appear symmetrical. This figure is referenced: on the one hand (enclosed in two boxes of discontinuous lines for constituting bodies or assemblies formed by several pieces), (1) Pressure variation tank or tank and (2) Converter group; on the other, (3) Cylindrical tube, (4) Circular caps, (5) Roller bearings, (6) Pendulum, (7) Support shaft, (8) Rectangular wall, (9) Cylindrical sector-shaped chambers, (10) Air bags, (11) Capsule cylindrical tube, (12) Pressure tunnels and (16 a) Internal blades.
FIGURA 2. Vistas de alzado principal y alzado lateral, con corte de sección, de Generador eléctrico neumático oscilante aire-aceite. Se aprecian detalles de la pared diametral situada verticalmente y, por lo tanto, de las dos cámaras de aire con la misma capacidad e idéntica presión, por lo tanto simétricas. Los orificios de la pared diametral hacen que, internamente, el depósito se comporte unos vasos comunicantes y al introducir el aceite su nivel sea el mismo a ambos lados de la pared. En esta figura aparece referenciado: por un lado (encerrados en dos recuadros de trazos discontinuos por constituir cuerpos o conjuntos formados por varias piezas), (1) Depósito o tanque de variación de presión y (2) Grupo convertidor; por otro, (3) Tubo cilíndrico, (4 a) Bases circulares cerradas, (8 a) Pared diametral, (8 b) Orificios, (9 a) Cámaras de aire, (11) Tubo cilíndrico cápsula, (12) Túneles de presión y (16 a) Palas internas. FIGURE 2. Views of main elevation and side elevation, with section section, of air-oil oscillating pneumatic electric generator. Details of the diametral wall located vertically and, therefore, of the two air chambers with the same capacity and identical pressure, therefore symmetrical, are appreciated. The holes in the diametral wall make internally the tank to carry communicating vessels and when the oil is introduced its level is the same on both sides of the wall. This figure is referenced: on the one hand (enclosed in two boxes of discontinuous lines for constituting bodies or assemblies formed by several pieces), (1) Pressure variation tank or tank and (2) Converter group; on the other, (3) Cylindrical tube, (4 a) Closed circular bases, (8 a) Diametral wall, (8 b) Holes, (9 a) Air chambers, (11) Capsule cylindrical tube, (12) Tunnels of pressure and (16 a) internal blades.
FIGURA 3. Detalle de cremallera (13), medialuna dentada (14) y eje transversal (15), siendo éstas, partes comunes a cualquiera de los conjuntos de mecanismos de conversión primaria de accionamiento que usemos. FIGURE 3. Detail of rack (13), croissant (14) and transverse axis (15), these being common parts to any of the sets of primary drive conversion mechanisms that we use.
FIGURA 4. Vista de alzado lateral, con corte de sección, donde se representa un Generador Eléctrico Neumático Oscilante del tipo aire-aceite cuya pared diametral se encuentra en posición totalmente vertical; en esta posición, momentáneamente, la presión del aire en ambas cámaras está igualada. En esta figura aparece referenciado: (20) Aceite hidráulico, (21) Aire y (16 a) Palas internas. FIGURE 4. Side elevation view, with sectional section, showing an Oscillating Pneumatic Electric Generator of the air-oil type whose diametral wall is in a completely vertical position; in this position, momentarily, the air pressure in both chambers is equalized. This figure is referenced: (20) Hydraulic oil, (21) Air and (16 a) Internal blades.
FIGURA 5. Vista de alzado lateral, con corte de sección, donde se representa un Generador Eléctrico Neumático Oscilante del tipo aire-aceite, cuya pared diametral se encuentra en posición inclinada hacia la derecha, tras haber realizado ésta un barrido angular en este sentido. En la cámara de la derecha se ha generado una compresión, mientras que en la de la izquierda una depresión, por lo que se origina un flujo de aire de la cámara derecha a la izquierda. En esta figura aparece referenciado: (20) Aceite hidráulico, FIGURE 5. Side elevation view, with sectional section, showing an Oscillating Pneumatic Electric Generator of the air-oil type, whose diametral wall is in an inclined position to the right, after having performed an angular sweep in this direction. In the right chamber a compression has been generated, while in the left one a depression is generated, so that an air flow from the right chamber to the left originates. This figure is referenced: (20) Hydraulic oil,
(21) Aire y (16 a) Palas internas. (21) Air and (16 a) Internal blades.
FIGURA 6. Vista de alzado lateral, con corte de sección, donde se representa un Generador Eléctrico Neumático Oscilante del tipo aire-aceite, cuya pared diametral se encuentra en posición inclinada hacia la izquierda, tras haber realizado ésta un barrido angular en este sentido. En la cámara de la izquierda se ha generado una compresión, mientras que en la de la derecha una depresión, por lo que se origina un flujo de aire de la cámara izquierda a la derecha. En esta figura aparece referenciado: (20) Aceite hidráulico, FIGURE 6. Side elevation view, with sectional section, showing an Oscillating Pneumatic Electric Generator of the air-oil type, whose diametral wall is tilted to the left, after having performed an angular sweep in this direction. In the chamber on the left a compression has been generated, while in the one on the right a depression, so that an air flow from the left chamber to the right originates. This figure is referenced: (20) Hydraulic oil,
(21) Aire y (16 a) Palas internas. (21) Air and (16 a) Internal blades.
FIGURA 7. Se trata un corte de sección de la vista del alzado lateral de un GENERADOR ELÉCTRICO NEUMÁTICO OSCILANTE con mecanismo de conversión primaria adaptado para la captación de energía undimotriz, instalado "nearshore", sobre peana troncocónica de hormigón con túneles horizontales sumergidos y cámara de alojamiento de boya . En ella aparece referenciado: (1) Depósito o tanque de variación de presión, (2) Grupo convertidor, FIGURE 7. A sectional view of the side elevation view of an OSCILLATING PNEUMATIC ELECTRIC GENERATOR with primary conversion mechanism adapted for the capture of wave energy, installed nearshore, on concrete trunk with horizontal submerged tunnels and chamber is treated. of buoy accommodation. It is referenced in it: (1) Pressure variation tank or tank, (2) Converter group,
(22) Torre de sustentación undimotriz, (23) Peana, (24) (con trazos discontinuos por ser un conjunto de varias piezas) Conjunto mecánico de conversión primaria undimotriz, (25) Túneles horizontales sumergidos, (26) Cámara de alojamiento y (28) Boya. (22) Wave support tower, (23) Peana, (24) (with dashed lines for being a set of several parts) Mechanical assembly of primary wave conversion, (25) Submerged horizontal tunnels, (26) Housing chamber and ( 28) Buoy.
FIGURA 8. Vista de planta y alzado, con corte de sección de la segunda, en la que aparece representada la peana de hormigón utilizada para la captación de energia undimotriz. En ella aparece referenciado: (25) Túneles horizontales sumergidos, (26) Cámara de alojamiento y (27) Base menor de la peana. FIGURE 8. Plan and elevation view, with a sectional section of the second section, in which the concrete base used to capture wave energy is represented. It is referenced in it: (25) Submerged horizontal tunnels, (26) Housing chamber and (27) Minor base of the base.
FIGURA 9. Vista del alzado principal, con cortes de sección, de un GENERADOR ELÉCTRICO HIDRONEUMÁTlCO OSCILANTE con mecanismo de conversión primaria adaptado para la captación de energia undimotriz, instalado "nearshore", sin peana, cuya Torre ancora directamente del fondo del mar. Aparece representado, mediante corte de sección, la instalación simétrica de dos generadores eléctricos neumáticos oscilantes aireaceite, con sus partes internas. En ella aparece referenciado: (13) Cremallera, (14) Medialuna dentada, (15) Eje transversal, (15 a) Brida de fijación, (16) Motor neumático reversible, (17) Caja reductora rectificadora de giro, (18) Volante de inercia, (19) Alternador, (22 a) Torre de sustentación de mayor longitud, (25 a) Aberturas, (28) Boya, (29) Brazo rigido, (30) Tope, (31) Resortes limitadores. FIGURE 9. View of the main elevation, with sectional cuts, of an OSCILLATING HYDRO-PNEUMATIC ELECTRIC GENERATOR with primary conversion mechanism adapted for the capture of wave energy, installed nearshore, without base, whose Tower directly anchored from the sea floor. The symmetrical installation of two oscillating pneumatic electric air generators, with its internal parts, is represented by section section. It is referenced in it: (13) Rack, (14) Serrated crescent, (15) Transversal axis, (15 a) Fixing flange, (16) Reversible pneumatic motor, (17) Rectifying gearbox, (18) Steering wheel of inertia, (19) Alternator, (22 a) Longest lift tower, (25 a) Openings, (28) Buoy, (29) Rigid arm, (30) Stop, (31) Limiting springs.
FIGURA 10. Vista del alzado lateral, con cortes de sección, de un GENERADOR ELÉCTRICO HIDRONEUMÁTlCO OSCILANTE con mecanismo de conversión primaria adaptado para la captación de energía undimotriz, instalado "nearshore", sin peana, cuya Torre ancora directamente del fondo del mar, constituyendo el interior de ésta la cámara de alojamiento de la boya, presentado unas aberturas sumergidas que comunican el interior del tubo con el mar. En ella aparece referenciado: (22 a) Torre de sustentación de mayor longitud, (25 a) Aberturas y (28) Boya. FIGURE 10. View of the side elevation, with sectional cuts, of an OSCILLATING HYDRO-PNEUMATIC ELECTRIC GENERATOR with primary conversion mechanism adapted for the capture of wave energy, installed nearshore, without base, whose Tower directly anchored from the sea floor, constituting the interior of the buoy housing chamber, presented submerged openings that connect the interior of the tube with the sea. It is referenced in it: (22 a) Lifting tower of greater length, (25 a) Openings and (28) Buoy.
FIGURA 11. Alzado lateral, con cortes de sección, de GENERADOR ELÉCTRICO NEUMÁTICO OSCILANTE con sistema de conversión primaria adaptado para la captación de la energía eólica. En ella aparece referenciado: (29) Brazo rígido, (32) Torre de sustentación eólica, (33) Zapata de cimentación, (34) Suelo, (35) (con trazos discontinuos por ser un conjunto de varias piezas) Conjunto mecánico de conversión primaria eólica , (36) Eje rígido, (37) Aspas, (38) Caja reductora de engranajes recta, (39) Cigüeñal o excéntrica y FIGURE 11. Side elevation, with sectional cuts, of OSCILLATING PNEUMATIC ELECTRIC GENERATOR with primary conversion system adapted for wind energy capture. It is referenced in it: (29) Rigid arm, (32) Wind lift tower, (33) Foundation shoe, (34) Ground, (35) (with dashed lines for being a set of several pieces) Mechanical conversion set primary wind, (36) Rigid shaft, (37) Blades, (38) Straight gearbox, (39) Crankshaft or eccentric and
(40) biela. (40) connecting rod.
FIGURA 12. Alzado lateral, con cortes de sección, de GENERADOR ELÉCTRICO NEUMÁTICO OSCILANTE con sistema de conversión primaria adaptado para la captación de la energía cinética de aguas fluyentes, instalado sobre el cauce de un canal o arroyo. En ella aparece referenciado: (13) Cremallera, (29) Brazo rígido, (33) Zapata de cimentación, FIGURE 12. Side elevation, with sectional cuts, of OSCILLATING PNEUMATIC ELECTRIC GENERATOR with primary conversion system adapted for the capture of kinetic energy from flowing waters, installed on the channel of a channel or stream. It is referenced in it: (13) Rack, (29) Rigid arm, (33) Foundation shoe,
(34) Suelo, (39) Cigüeñal o excéntrica, (40) Biela, (41) Torre de sustentación para de uso aguas fluyentes, (42) (con trazos discontinuos por ser un conjunto de varias piezas) Conjunto mecánico de conversión primaria para uso de aguas fluyentes, (43) Eje rígido de rueda, (44) Rueda hidráulica, (45) Soporte y (46) Caja reductora de engranajes con entrada/salida a 90°. (34) Ground, (39) Crankshaft or eccentric, (40) Connecting rod, (41) Support tower for use of flowing water, (42) (with dashed lines for being a set of several pieces) Primary mechanical conversion set for use of flowing water, (43) Rigid wheel axle, (44) Hydraulic wheel, (45) Support and (46) Gear reduction box with 90 ° inlet / outlet.
EXPOSICiÓN DETALLADA DE UN MODO DE REALIZACiÓN PREFERIDA DETAILED EXHIBITION OF A PREFERRED EMBODIMENT
Se fundamenta en la realización del Generador Eléctrico Neumático Oscilante aire-péndulo con sistema de conversión primaria para la captación de energía undimotriz. Consta de cuatro elementos principales: It is based on the realization of the Air-pendulum Oscillating Pneumatic Electric Generator with primary conversion system for the capture of wave energy. It consists of four main elements:
A.-QflQ~!ªºº!fl~_~L~,-t!Lc¿Q.!!-'~~!!!!2ªtj~º§__9§s:lLa_'!.t~§_ª1,=-e.:_g~L19J.1JQ':' Se montarán dos unidades (FIGURA 1), constituidos cada uno de ellos por un tubo cilíndrico (3) de acero y dos tapas circulares (4), anterior y posterior, también de acero (que cierran herméticamente a éste por ambos extremos), forman el cuerpo principal del depósito, cuya posición funcional será la de acostado; cada una de estas tapas presentan un alojamiento concéntrico para la instalación de unos rodamientos de rodillos (5). En el interior del tubo se aloja un péndulo (6), con forma semicilindrica, con un eje de sustentación (7) a él solidario, que se apoya interiormente en los rodamientos de rodillos (5) alojados en las tapas circulares (4) anterior y posterior, permitiéndole pivotar libremente. A la pared interior del tubo cilíndrico se suelda otra pared rectangular (8), dispuesta radial y longitudinalmente, que se prolonga verticalmente desde arriba hacia el centro, ajustándose con precisión al eje de sustentación (7) solidario al péndulo (6), sin llegar a tocarlo, situado este último por efecto de la gravedad en la mitad inferior del depósito cilíndrico. Una vez cerrado el tubo cilíndrico (3) del depósito con sus correspondientes tapas circulares (4) (anterior y posterior), con su péndulo (6) instalado interiormente yen reposo, y con la pared rectangular (8) enfrentada a éste en posición vertical, se forman internamente, en los dos cuadrantes de la parte superior del depósito, dos cámaras con forma de sectores cilíndricos (9), cuya geometría varía según el ángulo de inclinación de la pared rectangular (8) con respecto a la horizontalidad de los planos rectos del péndulo (6). Previamente al cerrado hermético del depósito, se instalan , en cada una de estas cámaras, dos bolsas elásticas (10) que posteriormente se llenarán de aire a presión, por medio de una válvula convenientemente dispuesta. Adosado a la pared exterior del tubo cilíndrico (3), sobre la línea de soldadura de la pared rectangular (8), se anexiona el Grupo Convertidor (1) consistente en un tubo cilindrico cápsula (11), de menor diámetro, en cuyo interior se alojan y ensamblan entre ellos, con este orden, un motor neumático reversible (16), una caja reductora-rectificadora de giro (17), un volante de inercia (18) y el alternador (19). Exteriormente, por la parte superior del depósito propiamente dicho, atravesando la pared del tubo cilindrico (3), se instalan unos túneles de presión (12) que comunican entre si a las dos bolsas elásticas (10), al conectarlos al motor neumático reversible (16). La tapa circular (4) posterior lleva ensamblada una brida de fijación (15 a) que lo une al eje transversal (15) (solidario a la medialuna dentada (14) y soporte eje de los Tanques o Depósitos de variación Presión). A.-QflQ ~! ªºº! Fl ~ _ ~ L ~, -t! Lc¿Q. !! - '~~ !!!! 2ªtj ~ º§__9§s: lLa _' !. t ~ §_ª1, = -e.:_g~L19J.1JQ ':' Two units (FIGURE 1), each consisting of a cylindrical tube (3) of steel and two circular caps (4), front and rear, also made of steel (that they close hermetically at both ends), they form the main body of the tank, whose functional position will be that of lying down; Each of these covers has a concentric housing for the installation of roller bearings (5). Inside the tube there is a pendulum (6), with a semi-cylindrical shape, with a support shaft (7) attached to it, which is supported internally on the roller bearings (5) housed in the circular covers (4) above and later, allowing you to swing freely. To the inner wall of the cylindrical tube is welded another rectangular wall (8), arranged radially and longitudinally, which extends vertically from above towards the center, adjusting precisely to the support axis (7) integral with the pendulum (6), without reaching to touch it, located the latter due to gravity in the lower half of the cylindrical tank. Once the cylindrical tube (3) of the tank has been closed with its corresponding circular caps (4) (front and rear), with its pendulum (6) installed internally and at rest, and with the rectangular wall (8) facing it vertically , two chambers in the shape of cylindrical sectors (9) are formed internally in the two quadrants of the upper part of the tank, whose geometry varies according to the angle of inclination of the rectangular wall (8) with respect to the horizontality of the planes pendulum straight (6). Prior to the tight closing of the tank, two elastic bags (10) are installed in each of these chambers, which will subsequently be filled with pressurized air, by means of a conveniently arranged valve. Attached to the outer wall of the cylindrical tube (3), on the welding line of the rectangular wall (8), the Converter Group (1) consisting of a cylindrical capsule tube (11), of smaller diameter, is attached, inside which they are housed and assembled between them, in this order, a reversible pneumatic motor (16), a gearbox-turning rectifier (17), a flywheel (18) and the alternator (19). Externally, through the upper part of the tank itself, crossing the wall of the cylindrical tube (3), pressure tunnels (12) are installed that communicate the two elastic bags (10), when connected to the reversible pneumatic motor ( 16). The rear circular cover (4) is fitted with a fixing flange (15 a) that joins it to the transverse axis (15) (solidary to the crooked croissant (14) and axle support of the tanks or tanks of pressure variation).
B.-I.Q.'Ig3!g_§J!§1l1.fJté!.gg!,-y!!.cfjm.ºtrl~Jl.l-t Se trata de una estructura tubular cilíndrica cerrada por su extremo superior, construida de acero, apoyada y fijada verticalmente, por encima del nivel del mar, sobre la base menor (27) de la Peana (23) de hormigón (representada también en la FIGURA 8), Y con una altura tal que los Generadores Eléctricos Neumáticos Oscilantes no se vean afectados por las salpicaduras de agua ni contactos directos; lleva ésta, en su parte superior unos refuerzos que constituyen el arbotante guía del eje transversal (15), así como de alojamiento y guía al conjunto mecánico de conversión primaria undimotriz (24), instalados interior y longitudinalmente. B.-IQ'Ig3! G_§J! §1l1.fJté! .Gg!, - and !!. Cfjm.ºtrl ~ Jl.lt It is a cylindrical tubular structure closed by its upper end, constructed of steel, supported and fixed vertically, above sea level, on the lower base (27) of the concrete base (23) (also represented in FIGURE 8), and with a height such that the Oscillating Pneumatic Electric Generators are not affected by splashing water or direct contacts; it carries, in its upper part, reinforcements that constitute the guide buttress of the transverse axis (15), as well as accommodation and guide to the mechanical set of primary and foreign conversion (24), installed inside and longitudinally.
C.-S!.º'1i.l!.rltQ.m~QªDlc¿º_ct.f1._c_Q.'l~fl.r:..sjg!tP!Lf'!J~!La__'l[]flllJ'-Q.t!Lz_a4L Aparece señalado en la FIGURA 7. Constituye el sistema activo de captación de energía undimotriz y está formado por la boya (28) (la cual se aloja en la cámara de alojamiento (26) de la Peana (23» , brazo rígido (29) (cuya función es conectar la boya con la cremallera), con tope (30) y resortes limitadores (31) cremallera (13), que montada sobre un riel impele a girar a la medialuna dentada (14), engranada a la cremallera y solidaria al eje transversal (15) cuya función es hacer de soporte y eje de giro, mediante una brida de fijación (15 a), de los Generadores Eléctricos Neumáticos Oscilantes propiamente dichos. Estos mecanismos, para evitar fricciones y desgastes prematuros, van montados, según proceda, sobre casquillos, guías y rodamientos . En la FIGURA 3 aparece representado el detalle del antedicho mecanismo de engranajes. C.-S! .º'1i.l! .RltQ.m ~ QªDlc¿º_ct.f1._c_Q.'l ~ fl.r: .. sjg! TP! Lf '! J ~! La __' l [] flllJ '-Qt! Lz_a4L It is indicated in FIGURE 7. It constitutes the active wave energy capture system and is formed by the buoy (28) (which is housed in the accommodation chamber (26) of the Peana (23 », rigid arm (29) (whose function is to connect the buoy with the zipper), with stop (30) and limiting springs (31) zipper (13), which mounted on a rail impels to rotate to the crooked jagged (14), engaged to the rack and joint to the transverse axis (15) whose function is to make support and axis of rotation, by means of a fixing flange (15 a), of the Oscillating Pneumatic Electric Generators themselves These mechanisms, to avoid friction and premature wear , they are mounted, as appropriate, on bushings, guides and bearings.FIGURE 3 shows the detail of the aforementioned gear mechanism.
D.-Ee3!..I!l!1?J1 FIGURA 8, Construida en hormigón en forma troncocónica, semi-sumergida, D.-Ee3! .. I! L! 1? J1 FIGURE 8, Built in concrete in a conical, semi-submerged shape,
5 constituye el apoyo del conjunto del dispositivo. Presenta varios túneles horizontales sumergidos (25), repartidos proporcionalmente, cuya función es abrir al mar a la cámara de alojamiento (26) de boya (28), siendo esta última de forma tubular, vertical, abierta a la base menor, semi -sumergida, y estando situada en el núcleo central de la Peana. De la base menor de la Peana (27), por encima del nivel del mar, ancora la Torre de sustentación (22). 5 constitutes the support of the whole device. It has several submerged horizontal tunnels (25), distributed proportionally, whose function is to open the buoy housing (26) to the sea (28), the latter being tubular, vertical, open to the smaller, semi-submerged base , and being located in the central core of the Peana. From the lower base of the Peana (27), above sea level, anchor the Tower of support (22).
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