ES2662694A1 - Planta y procedimiento de operación para la conversión de energía undimotriz a energía eléctrica vía bombas y motores hidráulicos alternativos - Google Patents
Planta y procedimiento de operación para la conversión de energía undimotriz a energía eléctrica vía bombas y motores hidráulicos alternativos Download PDFInfo
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Abstract
La invención denominada planta y procedimiento de operación para la conversión de energía undimotriz a energía eléctrica vía bombas y motores hidráulicos alternativos que genera energía eléctrica a partir de la energía de las olas marinas por medio de bombas alternativas de acumulación de energía potencial hidráulica para ser convertida a energía eléctrica vía motores alternativos de doble efecto capaces de transformar el movimiento alternativo a movimiento rotativo utilizando uno de los sistemas de conversión de movimiento de translación a movimiento de rotación: - el sistema biela-cigüeñal (que comprende vástago-cruceta-patín-biela) o alternativamente, - el sistema de doble cremallera-engranaje (conversor completo de movimiento de traslación a movimiento de rotación por medio del sistema de doble cremallera-engranaje) el cual transforma el movimiento de desplazamiento alternativo a movimiento de rotación continuo susceptible de ser acoplado a un generador eléctrico.
Description
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PLANTA Y PROCEDIMIENTO DE OPERACIÓN PARA LA CONVERSIÓN DE ENERGÍA UNDIMOTRIZ A ENERGÍA ELÉCTRICA VÍA BOMBAS Y MOTORES
HIDRÁULICOS ALTERNATIVOS
CAMPO TÉCNICO DE LA INVENCIÓN
El sector de la técnica de este invento conlleva todo lo relacionado con el sector de las energías alternativas relacionadas con la conversión de energía undimotriz, o energía procedente del oleaje marino para obtener energía eléctrica.
OBJETIVO DE LA INVENCIÓN
El objeto de la presente invención denominada PLANTA Y PROCEDIMIENTO DE OPERACIÓN PARA LA CONVERSIÓN DE ENERGÍA UNDIMOTRIZ A ENERGÍA ELÉCTRICA VÍA BOMBAS Y MOTORES HIDRÁULICOS ALTERNATIVOS es la producción de energía eléctrica a partir de la energía de las olas marinas por medio de bombas alternativas de acumulación de energía potencial hidráulica para ser convertida a energía eléctrica vía motores alternativos de doble efecto capaces de transformar el movimiento alternativo a movimiento rotativo utilizando uno de los sistemas de conversión de movimiento de translación a movimiento de rotación:
- el sistema biela-cigüeñal (que comprende vástago-cruceta-patín-biela) o alternativamente,
- el sistema de doble cremallera-engranaje (conversor completo de movimiento de traslación a movimiento de rotación por medio del sistema de doble cremallera- engranaje), el cual transforma el movimiento de desplazamiento alternativo a movimiento de rotación continuo susceptible de ser acoplado a un generador eléctrico. Las bombas alternativas de acumulación de energía potencial hidráulica son accionadas por el efecto de las olas marinas al actuar sobre flotadores o boyas que aprovechan el movimiento vertical de las olas para generar fuerza alternativa de desplazamiento susceptible de operar las mencionadas bombas alternativas. Las bombas alternativas de acumulación de energía potencial hidráulica son accionadas por cualquier mecanismo de captura de energía undimotriz del tipo de movimiento de desplazamiento lineal alternativo. Con el mecanismo y el procedimiento propuesto se
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genera energía eléctrica sin las pérdidas de rendimiento asociado con el uso de turbinas hidráulicas o bombas y motores rotativos, en los que las pérdidas superan el 12% frente a la tecnología propuesta.
ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN
Las plantas de conversión de energía undimotriz a energía eléctrica vía energía mecánica que operan con máquinas alternativas convierten el movimiento alternativo a movimiento rotativo utilizando turbinas o motores hidráulicos rotativos que accionan generadores eléctricos para convertir la energía undimotriz a energía eléctrica, io cual conlleva pérdidas de rendimiento del 12% asociado con la eficiencia de las turbinas o motores hidráulicos. Con objeto de incrementar la eficiencia de conversión, se propone el uso de motores alternativos de doble efecto, para lo cual se utiliza una planta dotada de máquinas alternativas (tanto para bombeo como para accionar generadores eléctricos) convirtiendo el movimiento alternativo a movimiento rotativo continuo, bien mediante el sistema de vástago-biela-cigüeñal (por medio de un mecanismo cruceta- corredera-patín-biela), o el sistema de doble cremallera-engranaje rotativo. En base al principio de operación del invento, no se conocen tecnologías de conversión de energía undimotriz a energía eléctrica de esta naturaleza.
DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN BREVE DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN
La PLANTA Y PROCEDIMIENTO DE OPERACIÓN PARA LA CONVERSIÓN DE ENERGÍA UNDIMOTRIZ A ENERGÍA ELÉCTRICA VÍA BOMBAS Y MOTORES HIDRÁULICOS ALTERNATIVOS convierte el movimiento rectilíneo alternativo discontinuo procedente de las olas marinas a movimiento de rotación continuo para accionar un generador eléctrico. El movimiento alternativo procedente de las olas marinas generado por medio de flotadores, boyas, o dispositivos que realicen la misma función, es aprovechado para accionar bombas alternativas de doble efecto, las cuales transfieren un fluido hidráulico de trabajo como el agua de mar en circuito abierto, o agua dulce en circuito cerrado. El fluido hidráulico de trabajo transferido es acumulado en un depósito hidroneumático, acumulando energía potencial hidráulica. La energía potencial hidráulica es utilizada para accionar uno o más motores hidráulicos alternativos de doble efecto (donde cada uno de los cuales consiste en un cilindro actuador de doble efecto). El movimiento alternativo del vástago del motor alternativo
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de doble efecto es convertido a movimiento de rotación continuo por medio de una de las dos opciones técnicamente posibles:
- sistema vástago-biela-cigüeñal
- sistema de doble cremallera lineal dentada engranando una rueda parcialmente dentada.
DESCRIPCIÓN DE LAS FIGURAS
En esta sección se describen a modo ilustrativo y no limitativo, los componentes que constituyen la PLANTA Y PROCEDIMIENTO DE OPERACIÓN PARA LA CONVERSIÓN DE ENERGÍA UNDIMOTRIZ A ENERGÍA ELÉCTRICA VÍA BOMBAS Y MOTORES HIDRÁULICOS ALTERNATIVOS para facilitar la comprensión de la invención en donde se hace referencia a las siguientes figuras:
La figura 1, muestra el esquema de la estructura mecánica del conversor de energía undimotriz a energía eléctrica de circuito abierto, utilizando como elementos destacados ai menos un motor hidráulico alternativo de doble efecto donde el movimiento alternativo y discontinuo de traslación es convertido a movimiento de rotación continuo por medio de una doble cremallera lineal que engrana con una rueda dentada, la cual acciona el generador eléctrico, cuyos componentes son:
10. bombas alternativas de doble efecto accionadas por la energía alternativa de las olas marinas mediante boyas, flotadores o mecanismos similares.
11. conducto de transferencia de fluido desde las bombas alternativas de doble efecto al cumulador hidroneumático (12)
12. acumulador de energía potencial hidroneumática.
13. conducto de descarga de fluido hidráulico desde el acumulador hidroneumático (12) al motor hidráulico alternativo de doble efecto (16).
14. Válvula de 2/3 (dos posiciones y tres vías) de alimentación del fluido hidráulico al motor hidráulico alternativo de doble efecto (16).
15. Válvula de 2/3 de evacuación del fluido hidráulico del motor hidráulico alternativo de doble efecto (16).
16. motor hidráulico alternativo de doble efecto.
17. vástago del motor hidráulico alternativo de doble efecto conectado al conversor de movimiento de traslación a movimiento de rotación (40).
18. conducto de presurización del acumulador de energía potencial hidroneumática
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La figura 2, muestra el esquema del conversor de movimiento de traslación a movimiento de rotación, el cual incluye:
40. conversor completo de movimiento de traslación a movimiento de rotación.
41. doble cremallera lineal dentada (se halla articulada al motor hidráulico alternativo de doble efecto (16) mediante el vástago (17) la cual se mueve con movimiento rectilíneo bidireccional empujado por vástago del motor hidráulico).
42. rueda parcialmente dentada (captura el movimiento alternativo de traslación de la doble cremallera lineal dentada y lo convierte a movimiento de rotación continuo).
La figura 3, muestra el esquema de la estructura mecánica del conversor de energía undimotriz a energía eléctrica de circuito cerrado, utilizando como elementos destacados al menos un motor hidráulico alternativo de doble efecto donde el movimiento alternativo y discontinuo de traslación es convertido a movimiento de rotación continuo por medio de una doble cremallera lineal que engrana con una rueda dentada, la cual acciona el generador eléctrico, cuyos componentes son:
10. bombas alternativas de doble efecto accionadas por la energía alternativa de las olas marinas mediante boyas, flotadores o mecanismos similares.
11. conducto de transferencia de fluido desde las bombas alternativas de doble efecto al cumulador hidroneumático (12)
12. acumulador de energía potencial hidroneumática.
13. conducto de descarga de fluido hidráulico desde el acumulador hidroneumático (12) al motor hidráulico alternativo de doble efecto (16).
14. Válvula de 2/3 (dos posiciones y tres vías) de alimentación del fluido hidráulico al motor hidráulico alternativo de doble efecto (16).
15. Válvula de 2/3 de evacuación del fluido hidráulico del motor hidráulico alternativo de doble efecto (16).
16. motor hidráulico alternativo de doble efecto.
17. vástago del motor hidráulico alternativo de doble efecto conectado al conversor de movimiento de traslación a movimiento de rotación (40).
18. conducto de presurización del acumulador de energía potencial hidroneumática
19. depósito colector del fluido hidráulico de trabajo.
20. válvulas 2/3 de descarga de las bombas alternativas de doble efecto (10).
21. válvulas 2/3 de aspiración de las bombas alternativas de doble efecto (10).
DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LA INVENCIÓN
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La PLANTA Y PROCEDIMIENTO DE OPERACIÓN PARA LA CONVERSIÓN DE ENERGÍA UNDIMOTRIZ A ENERGÍA ELÉCTRICA VÍA BOMBAS Y MOTORES HIDRÁULICOS ALTERNATIVOS convierte el movimiento rectilíneo alternativo discontinuo procedente de las olas marinas a movimiento de rotación continuo para accionar un generador eléctrico. El movimiento alternativo procedente de las olas marinas generado por medio de flotadores, boyas, o dispositivos que realicen la misma función, es aprovechado para accionar bombas alternativas de doble efecto (10), las cuales transfieren un fluido hidráulico de trabajo como el agua de mar en circuito abierto, o agua dulce en circuito cerrado. El fluido hidráulico de trabajo transferido por las bombas alternativas de doble efecto (10) es acumulado en un acumulador de energía potencial hidroneumática (12) que consiste en un depósito hidroneumático, acumulando energía potencial hidráulica. La energía potencial hidráulica es utilizada para accionar uno o más motores hidráulicos alternativos de doble efecto (16) (donde cada uno de los cuales consiste en un cilindro actuador de doble efecto). El movimiento alternativo del vástago del motor alternativo de doble efecto (16) es convertido a movimiento de rotación continuo por medio de una de las dos alternativas propuestas:
- sistema vástago-biela-cigüeñal (no indicado en las figuras)
- sistema de doble cremallera lineal dentada (41) que engrana con una rueda parcialmente dentada (42) que conforman el conversor completo de movimiento alternativo de traslación a movimiento de rotación continuo (40).
La planta para la conversión de energía undimotriz a energía eléctrica vía bombas y motores hidráulicos alternativos de doble efecto se halla constituida por al menos los siguientes elementos:
- bombas alternativas de doble efecto accionadas por la energía alternativa de las olas marinas mediante boyas, flotadores o mecanismos similares (10).
- conducto de transferencia de fluido (11) desde las bombas alternativas de doble efecto (10) al cumulador hidroneumático (12)
- acumulador de energía potencial hidroneumática (12).
- conducto de descarga de fluido hidráulico (13) desde el acumulador hidroneumático (12) al motor hidráulico alternativo de doble efecto (16).
- Válvula de 2/3 (dos posiciones y tres vías) (14) de alimentación del fluido hidráulico al motor hidráulico alternativo de doble efecto (16).
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- Válvula de 2/3 (15) de evacuación del fluido hidráulico del motor hidráulico alternativo de doble efecto (16).
- motor hidráulico alternativo de doble efecto (16).
- vástago del motor hidráulico alternativo de doble efecto (17) conectado al conversor de movimiento de traslación a movimiento de rotación (40).
- conducto de presurización (18) del acumulador de energía potencial hidroneumática
(12)
40. conversor completo de movimiento de traslación a movimiento de rotación.
- doble cremallera lineal dentada (41) (se halla articulada al motor hidráulico alternativo de doble efecto (16) mediante el vástago (17) la cual se mueve con movimiento rectilíneo bidireccional empujado por vástago del motor hidráulico).
- rueda parcialmente dentada (42) (captura el movimiento alternativo de traslación de la doble cremallera lineal dentada y lo convierte a movimiento de rotación continuo).
El procedimiento de operación de la planta para la conversión de energía undimotriz a energía eléctrica vía bombas y motores hidráulicos alternativos de doble efecto cuya estructura física se muestra en las figuras 1 y 2 opera de modo que en presencia de oleaje, las bombas alternativas de doble efecto (10) accionadas por la energía alternativa de las olas marinas mediante boyas, flotadores o mecanismos similares, transfieren fluido hidráulico de trabajo (agua de mar en circuito abierto según la figura 1, o agua dulce en circuito cerrado según la figura 3), al acumulador de energía potencial hidroneumática (12).
El fluido hidráulico de trabajo es descargado desde el acumulador de energía potencial hidroneumática (12) hacia el motor hidráulico alternativo de doble efecto (16) por el conducto de descarga de fluido hidráulico (13), alimentado el motor hidráulico alternativo de doble efecto (16) por la válvula de 2/3 (14).
El movimiento alternativo del vástago (17) del motor hidráulico alternativo de doble efecto (16) es transmitido al conversor de movimiento de traslación a movimiento de rotación (40), el cual convierte el movimiento alternativo de translación de la doble cremallera lineal dentada (41) a movimiento continuo de rotación de la rueda parcialmente dentada(42). La rueda parcialmente dentada (42) acciona el generador eléctrico.
DESCRIPCIÓN DE REALIZACIONES PREFERENTES DE LA INVENCIÓN
Las realizaciones preferentes de la invención denominada "PLANTA Y PROCEDIMIENTO DE OPERACIÓN PARA LA CONVERSIÓN DE ENERGÍA UNDIMOTRIZ A ENERGÍA ELÉCTRICA VÍA BOMBAS Y MOTORES HIDRÁULICOS 5 ALTERNATIVOS" adopta dos estructuras de planta en función del fluido hidráulico de trabajo:
- la estructura mostrada en la figura 1, la cual se halla caracterizada por operar en circuito abierto con agua de mar, donde las bombas alternativas de doble efecto (10) accionadas por la energía alternativa de las olas marinas aspiran agua del mar y la
10 devuelven al mar por la salida del motor hidráulico alternativo de doble efecto (16)
- la estructura mostrada en la figura 3, la cual se halla caracterizada por operar en circuito cerrado con un fluido hidráulico de trabajo, preferentemente agua dulce tratada, donde las bombas alternativas de doble efecto accionadas por la energía
15 alternativa de las olas marinas (10) aspiran el fluido hidráulico de trabajo por la válvula de 2/3 (21), pasa al acumulador de energía potencial hidroneumática(12), de ahí pasa por el motor hidráulico alternativo de doble efecto (16), el cual evacúa el fluido hidráulico de trabajo al depósito colector del fluido hidráulico de trabajo (19), de donde es devuelto a la válvula 2/3 (21 ) de aspiración de las bombas alternativas de doble 20 efecto (10).
Claims (2)
- 51015202530351a. PLANTA PARA LA CONVERSIÓN DE ENERGÍA UNDIMOTRIZ A ENERGÍA ELÉCTRICA VÍA BOMBAS Y MOTORES HIDRÁULICOS ALTERNATIVOS la cual convierte el movimiento rectilíneo alternativo discontinuo procedente de las olas marinas a movimiento de rotación continuo para accionar un generador eléctrico, donde el movimiento alternativo procedente de las olas marinas generado por medio de flotadores, boyas, incluyendo los dispositivos que realicen una función similar, es aprovechado para accionar bombas alternativas de doble efecto (10), las cuales transfieren un fluido hidráulico de trabajo como el agua de mar en circuito abierto, o agua dulce en circuito cerrado y donde el fluido hidráulico de trabajo transferido por las bombas alternativas de doble efecto (10) es acumulado en un acumulador de energía potencial hidroneumática (12) que consiste en un depósito hidroneumático, destinado a la acumulación de energía potencial hidráulica. La energía potencial hidráulica es utilizada para accionar uno o más motores hidráulicos alternativos de doble efecto (16) (donde cada uno de los cuales consiste en un cilindro actuador de doble efecto). El movimiento alternativo del vástago (17) del motor alternativo de doble efecto (16) es convertido a movimiento de rotación continuo por medio de una de las dos alternativas propuestas:- sistema vástago-biela-cigüeñal (no indicado en las figuras)- sistema de doble cremallera lineal dentada (41) que engrana con una rueda parcialmente dentada (42) que conforman el conversor completo de movimiento alternativo de traslación a movimiento de rotación continuo (40), y donde la planta para la conversión de energía undimotriz a energía eléctrica vía bombas y motores hidráulicos alternativos de doble efecto se halla constituida por al menos los siguientes elementos:- bombas alternativas de doble efecto accionadas por la energía alternativa de las olas marinas mediante boyas, flotadores o mecanismos similares (10).- conducto de transferencia de fluido (11) desde las bombas alternativas de doble efecto (10) al cumulador hidroneumático (12)- acumulador de energía potencial hidroneumática (12).- conducto de descarga de fluido hidráulico (13) desde el acumulador hidroneumático (12) al motor hidráulico alternativo de doble efecto (16).- Válvula de 2/3 (dos posiciones y tres vías) (14) de alimentación del fluido hidráulico al motor hidráulico alternativo de doble efecto (16).51015202530- Válvula de 2/3 (15) de evacuación del fluido hidráulico del motor hidráulico alternativo de doble efecto (16).- motor hidráulico alternativo de doble efecto (16).- vástago del motor hidráulico alternativo de doble efecto (17) conectado al conversor de movimiento de traslación a movimiento de rotación (40).- conducto de presurización (18) del acumulador de energía potencial hidroneumática(12)
- 40. conversor completo de movimiento de traslación a movimiento de rotación.- doble cremallera lineal dentada (41) (se halla articulada al motor hidráulico alternativo de doble efecto (16) mediante el vástago (17) la cual se mueve con movimiento rectilíneo bidlreccional empujado por vástago del motor hidráulico).- rueda parcialmente dentada (42) (captura el movimiento alternativo de traslación de la doble cremallera lineal dentada y lo convierte a movimiento de rotación continuo).2a. PROCEDIMIENTO DE OPERACIÓN DE LA PLANTA PARA LA CONVERSIÓN DE ENERGÍA UNDIMOTRIZ A ENERGÍA ELÉCTRICA VÍA BOMBAS Y MOTORES HIDRÁULICOS ALTERNATIVOS, de la reivindicación primera, el cual en presencia de oleaje, las bombas alternativas de doble efecto (10) accionadas por la energía alternativa de las olas marinas mediante boyas, flotadores o mecanismos similares, transfieren fluido hidráulico de trabajo (agua de mar en circuito abierto, o agua dulce en circuito cerrado), al acumulador de energía potencial hidroneumática (12).El fluido hidráulico de trabajo es descargado desde el acumulador de energía potencial hidroneumática (12) hacia el motor hidráulico alternativo de doble efecto (16) por el conducto de descarga de fluido hidráulico (13), alimentado el motor hidráulico alternativo de doble efecto (16) por la válvula de 2/3 (14).El movimiento alternativo del vástago (17) del motor hidráulico alternativo de doble efecto (16) es transmitido al conversor de movimiento de traslación a movimiento de rotación (40), el cual convierte el movimiento alternativo de translación de la doble cremallera lineal dentada (41) a movimiento continuo de rotación de la rueda parcialmente dentada (42) donde la rueda parcialmente dentada (42) acciona el generador eléctrico.3a. PROCEDIMIENTO DE OPERACIÓN PARA LA CONVERSIÓN DE ENERGÍA UNDIMOTRIZ A ENERGÍA ELÉCTRICA VÍA BOMBAS Y MOTORES HIDRÁULICOSALTERNATIVOS, según reivindicación segunda, donde de modo preferente se ha adoptado la estructura de planta en función del fluido hidráulico de trabajo como:- la estructura caracterizada por operar en circuito abierto con agua de mar, donde las bombas alternativas de doble efecto (10) accionadas por la energía alternativa de las5 olas marinas aspiran agua del mar y la devuelven al mar por la salida del motor hidráulico alternativo de doble efecto (16)4a PROCEDIMIENTO DE OPERACIÓN PARA LA CONVERSIÓN DE ENERGÍA UNDIMOTRIZ A ENERGÍA ELÉCTRICA VÍA BOMBAS Y MOTORES HIDRÁULICOS 10 ALTERNATIVOS, según reivindicación segunda, donde de modo preferente se ha adoptado la estructura de planta en función del fluido hidráulico de trabajo como:- la estructura caracterizada por operar en circuito cerrado con un fluido hidráulico de trabajo, preferentemente agua dulce tratada, donde las bombas alternativas de doble efecto accionadas por la energía alternativa de las olas marinas (10) aspiran el fluido15 hidráulico de trabajo por la válvula de 2/3 (21), pasa al acumulador de energía potencial hidroneumática(12), de ahí pasa por el motor hidráulico alternativo de doble efecto (16), el cual evacúa el fluido hidráulico de trabajo al depósito colector del fluido hidráulico de trabajo (19), de donde es devuelto a la válvula 2/3 (21) de aspiración de las bombas alternativas de doble efecto (10).20
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|---|---|---|---|---|
| CN112065636A (zh) * | 2020-09-10 | 2020-12-11 | 邱裕胜 | 一种补偿式稳流浪涌发电设备 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| ES2662694B2 (es) | 2018-09-04 |
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