ES2604831B1 - Sistema para generar electricidad a partir del oleaje marino mediante tubos motrices - Google Patents

Sistema para generar electricidad a partir del oleaje marino mediante tubos motrices Download PDF

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Abstract

Sistema para generar electricidad a partir del oleaje marino mediante tubos motrices articulados acoplables entre sí, formando una tubería semiflexible que flota sobre el mar transformando el movimiento de las olas en movimiento de giro del eje de transmisión interno del tubo motriz (27) que comprende como mínimo:#Un tubo macho (1) y un tubo hembra (2) con brida, unidos exteriormente por un fuelle de goma (3) con dos bridas inoxidables (4), y articulados interiormente por dos horquillas perforadas y dos bulones (13) cuyos ejes coinciden perpendicularmente con el eje de la unión cardan (8) y el eje de transmisión interno con los piñones de rueda libre (7) solidarios al eje. El movimiento alterno de los piñones hacen girar el eje de transmisión que transporta la energía al generador eléctrico.#Los módulos de tubería motriz (27) se unen entre sí con juntas de estanqueidad (14) entre las bridas.

Description

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DESCRIPCION
Sistema para generar electricidad a partir del oleaje marino mediante tubos motrices. Sector de la tecnica
La presente invention pertenece al sector de las energlas renovables y mas concretamente la del aprovechamiento de la energla de las olas del mar (energla undimotriz).
Antecedentes de la invencion
Las ventajas del aprovechamiento de la energla cinetica de las olas del mar para obtencion de energla electrica estan en la de ser limpia e inagotable, no contaminante, ecologica, economica y la de abundar en la naturaleza.
Actualmente existen varios metodos que obtienen electricidad del movimiento del oleaje marino, uno de los mas desarrollados es el llamado Pelamis, que es un generador undimotriz, esta formado por secciones cillndricas que flotan parcialmente sobre el mar, estas secciones estan unidas entre si por bisagras hidraulicas, que gracias al movimiento de las olas se accionan y comprimen/descomprimen los pistones dando estos lugar grandes presiones. Este aceite a alta presion se libera en unos acumuladores que van liberando gradualmente la presion para accionar unos motores hidraulicos que hacen girar los generadores electricos que producen la electricidad. Esto se produce independientemente en cada una de las secciones cillndricas de un pelamis. La energla electrica producida, es transportada por un cable submarino hasta la costa.
Para contener todos los mecanismos en su interior, el pelamis tiene una section cillndrica importante. con tapas de acceso hermeticas para facilitar los trabajos de reparation y mantenimiento en su interior, con un considerable peso y volumen para su transporte.
En definitiva, son dispositivos muy complejos en su mecanica, muy voluminosos, robustos y pesados, as! como caros de fabricar, instalar y mantener en servicio.
Explication de la invencion
El sistema que se describe en la presente invencion ofrece una solution a los problemas antes mencionados a partir de un dispositivo captador como medio de extraction de energla de las olas muy reducido, que comprende al menos:
- un tubo motriz articulado acoplable que flota sobre las olas que lo mueve arriba y abajo, y que contiene en su interior un eje de transmision tambien acoplable, movido por el giro provocado por dos pinones de rueda libre que lo hacen girar al variar la articulation el angula de dos pletinas perforadas enfrentadas que forman parte cada una de ellas de una horquilla solidaria a cada uno de los tubos que forman el modulo de tubo motriz.
- un contenedor para abrigar todos los equipos de transformation de energla mecanica en energla electrica, conteniendo el embrague hidraulico, el multiplicador de revoluciones, el generador, el armario de control del sistema, todo convenientemente protegido del exterior
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- una barcaza para poder transportar el contenedor, anclandola en la zona escogida para instalar el sistema.
Todo ello configura un sistema de production de energla ampliable, pues segun el numero de tubos motrices acoplados se puede conseguir mayor rendimiento.
La articulation flexible entre los dos tubos que forman un modulo de tubo motriz es estanca y queda protegida por un fuelle de goma solidario en sus extremos por bridas inoxidables.
La union rlgida entre dos tubos motrices se realiza mediante valonas y bridas interponiendo juntas de estanqueidad.
Para sustituir un tubo motriz en funcionamiento, retirarlo o anadirlo, tiene que ser elevada la tuberla previamente del mar, proceder al cambio y volverla a situar en el mar, la operation de acoplamiento se realiza lentamente para que los ejes de transmision de cada tubo motriz a unir, macho y hembra, queden bien introducidos y transmitan bien las bajas revoluciones y par elevado que proporciona el sistema.
Si queda algun tubo motriz sin movimiento, en la tuberla, por estar varado en la costa, el eje de transmision interior sigue girando por la transmision de los demas tubos que estan en movimiento.
El extremo del tubo motriz opuesto al generador tiene que ser anclado al fondo marino para evitar ser arrastrado hacia la costa y se realiza mediante un accesorio llamado tapon asa.
Dado que los tubos motrices solo contienen en su interior el eje de transmision articulado con uniones cardan y la articulacion de los tubos con el engrane de los pinones de rueda libre, pueden tener dimensiones cillndricas bastante reducidas.
La configuration del tubo motriz marino permite adoptar varias soluciones para obtener la energla de las olas, se puede situar en la costa o en altamar en forma autonoma o ser arrastrado por una embarcacion.
En resumen, se puede decir que las ventajas que ofrece la invention son:
- Admite todo tipo de olas y mareas.
- Facil de instalar y transportar, incluso en el mar.
- Se puede quitar, anadir o sustituir un tubo motriz facilmente en poco tiempo.
- Gran robustez con menor volumen y peso.
- Gran simplicidad mecanica con piezas iguales y modulares que facilitan el posterior mantenimiento.
- Tecnologla simple que abarata los costes de fabrication del dispositivo.
- Poca afectacion del medio ambiente.
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-Facilidad para cambiar de lugar o para desmantelar una instalacion.
- Puede servir tambien para delimitar zonas de playa y a la vez generar energla electrica aprovechable en la zona.
- Concentra todos los mecanismos de generation, control y suministro de electricidad en un punto unico, protegido por un contenedor estanco de facil transporte.
- Una rapida amortization, alrededor de 2 anos, con una inversion relativamente baja. Breve description de los dibujos
A continuation se pasa a describir de manera muy breve una serie de dibujos que ayudan a comprender mejor la invention y que se relacionan expresamente con una realization de dicha invencion que se presenta como un ejemplo no limitativo de esta.
- La figura 1 muestra la planta y secciones del tubo motriz marino acoplable.
- La figura 2 muestra la perspectiva isometrica del corte de un tubo motriz, con sus componentes interiores y exteriores.
- La figura 3 muestra el despiece del tubo motriz con todos sus componentes.
- La figura 4 visualiza la forma de unir y soldar las piezas para formar la horquilla de la articulation que une los dos tubos que forman el tubo motriz marino acoplable.
- La figura 5 muestra la articulacion montada y el sentido de giro del eje de transmision cuando se produce una variacion angular de los tubos adyacentes.
- La figura 6 muestra la articulacion de los dos tubos que forman el tubo motriz y la deformation exterior del fuelle impermeable que los une.
- La figura 7 muestra dos tubos motrices y su tapon asa antes de unirse y despues de la union, asl como se articulan una vez unidos.
- La figura 8 muestra la perspectiva, la planta, section y alzados del conjunto formado por la barcaza y el contenedor donde se situan el embrague hidraulico, el multiplicador de revoluciones, el generador y el armario de control de mecanismos.
- Las figuras 9 y 10 muestran una aplicacion del sistema del tubo motriz marino para generar electricidad en la costa.
- La figura 11 muestra una aplicacion del sistema de tubo motriz en alta mar, con la ayuda de una embarcacion.
- La figura 12 muestra una aplicacion del sistema de tubo motriz en aguas costeras poco profundas.
En las figuras se representan los siguientes slmbolos de referencia:
1.- Tubo macho con brida.
2.- Tubo hembra con brida.
3.- Fuelle de goma.
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4.- Brida metalica inoxidable.
5.- Mamparo circular transversal.
6.- Cojinete de friccion.
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7.- Pinon rueda libre de rosca (tipo bicicleta).
8.- Union cardan.
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9.- Eje de transmision con cabeza tipo vaso hexagonal.
10.- Eje de transmision con cabeza hexagonal.
11.- Pletina con agujeros para engrane de pinon rueda libre
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12.- Pletina lisa (lado exterior).
13.- Bulon.
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14.- Junta plana de estanqueidad (entre bridas).
15.- Pernos para la union de tuberlas con bridas.
16.- Tapon asa.
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17.- Barcaza.
18.- Contenedor.
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19.- Anillos de elevacion.
20.- Embrague hidraulico.
21.- Multiplicador de revoluciones (r.p.m.).
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22.- Generador electrico.
23.- Armario control mecanismos.
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24.- Cadena.
25.- Peso de fondo.
26.- Peso tensor cadena.
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27.- Tubo motriz acoplable (modulo).
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28. - Asa de amarre.
29. - Cable submarino para transportar la corriente a la costa Realizacion preferente de la invencion
La presente invencion se ilustra mediante los siguientes 3 ejemplos, los cuales no pretenden ser limitativos de su alcance:
Ejemplo 1
En las Figuras 9 y 10 se muestra una aplicacion practica para obtener energla en una playa, las mareas no afectan el funcionamiento del sistema, solo puede ocurrir que en la bajamar queden sin movimiento algunos tubos motrices (27) cercanos a la barcaza (17) y el contenedor (18), dicho problema puede compensarse si se instalan mas tubos motrices.
La figura 10 muestra la misma aplicacion estando la mar en pleamar, el extremo de la tuberla semiflexible formada por el acoplamiento de varios tubos motrices tiene un accesorio (16) llamado tapon asa para poder ser anclada con un peso de fondo (25) con una cadena (24) y un peso (26) tensor de cadena, para impedir que el oleaje arrastre la tuberla hacia la costa.
Ejemplo 2
En la Figura 11 se muestra una aplicacion del sistema en alta mar, con el contenedor del generador sobre la popa de una embarcacion, en este caso no se ancla el extremo de la tuberla de tubos motrices acoplables y es arrastrada por la embarcacion, generando corriente adicional para la embarcacion o para almacenarla en baterlas para su posterior aprovechamiento.
Ejemplo 3
En la Figura 12 se muestra una aplicacion del sistema en aguas poco profundas, donde las mareas no llegan a varar la barcaza (17), estando en todo momento la barcaza y el extremo del tubo motriz donde se situa el tapon asa anclados al fondo marino.
Una vez descrita suficientemente la naturaleza de la invencion, as! como los ejemplos de realizacion preferente, se hace constar a los efectos oportunos que los materiales, forma, tamano y disposition de los elementos descritos podran ser modificados, siempre y cuando ello no suponga una alteration de las caracterlsticas esenciales de la invencion que se reivindican a continuation.

Claims (6)

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    REIVINDICACIONES
    1. Sistema para generar electricidad a partir del oleaje marino mediante tubos motrices que comprende:
    - una barcaza (17) con 4 asas de amarre (28), andada al fondo marino mediante al menos una llnea de fondeo con cadenas (24) pesos de fondo (25) y pesos para tensar la cadena (26),
    - un contenedor estanco (18) con 4 anillos de elevacion (19) que contiene en su interior, un embrague hidraulico (20), un multiplicador de revoluciones (21), un generador electrico (22) y un armario con todos los mecanismos de control y suministro de corriente que produce el sistema,
    - una tuberla flotante articulado formada por la union de multiples tubos motrices acoplables (27) equipada un extremo con el tapon asa (16) y conectada por el otro extremo al embrague hidraulico (20) situado en el contenedor del generador (18)
    Caracterizado porque comprende:
    - multiples tubos motrices iguales acoplables (27) que cada uno de ellos contiene al menos: Un tubo macho con brida (1), un tubo hembra con brida (2), un fuelle de goma (3) con dos bridas inoxidables (4), cuatro mamparos circulares transversales (5), cuatro cojinetes de friccion (6), dos pinones de rueda libre de rosca tipo bicicleta (7), una union cardan (8), un eje de transmision con cabeza tipo vaso hexagonal (9), un eje de transmision con cabeza hexagonal (10), dos pletinas con agujeros para engrane de los dientes del pinon de rueda libre (11), dos pletinas lisas (12), dos bulones (13), una junta plana de estanqueidad entre bridas (14) y cuatro pernos para la union de tuberlas con bridas (15).
  2. 2. Sistema segun la revindication 1, caracterizado porque el movimiento de giro de los ejes de transmision (9) y (10) unidos por la union cardan (8). se consigue por el movimiento relativo de los tubos (1) y (2) respecto a la articulation que los une y que mueven los pinones de rueda libre (7) que a su vez hacen girar el eje de transmision en un unico sentido de giro.
  3. 3. Sistema segun la reivindicacion 1, caracterizado porque el sistema protege con fuelles exteriores de goma (3) la estanqueidad de las articulaciones y todos los mecanismos interiores, preservandolos al maximo del ambiente marino.
  4. 4. Sistema segun la reivindicacion 1, caracterizado porque el sistema dispone de un embrague hidraulico (20) para desconectar el eje de transmision interno de la tuberla formada por los tubos motrices acoplados (27) que siempre estan en movimiento sobre el mar y por tanto tambien estan girando siempre los ejes de transmision acoplables.
  5. 5. Sistema segun la reivindicacion 1, caracterizado porque los tubos motrices estan compartimentados por mamparos estancos (5) para asegurar la flotabilidad y que ademas sirven para sostener los cojinetes de friccion (6) y los dos ejes de transmision (9) y (10) unidos por la union cardan (8).
  6. 6. Sistema segun cualquier de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque comprende adicionalmente un cable submarino para transportar la corriente generada a la costa.
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