ES2885805T3 - Aparato generador de energía para utilizar la energía de un medio que fluye - Google Patents

Abstract

Aparato generador de energía para utilizar la energía de un medio de flujo que tiene una estructura de soporte (13), al menos un elemento ondulante (1), al menos dos elementos de sujeción (4), una unidad de accionamiento y control (5) y una unidad de recuperación y transferencia de energía (10), donde el elemento ondulante (1) está conectado a los elementos de sujeción (4), la unidad de accionamiento y control (5) está conectada a los elementos de sujeción (4), caracterizado por que comprende al menos un elemento turbulizador (2), el elemento turbulizador (2) está configurado para generar vórtices que discurren a lo largo de la longitud del elemento ondulante (1); el elemento ondulante (1) entre dos elementos de sujeción (4) se describe como una forma de onda regular, determinada por una función, y comprende, como máximo, un período de onda completo; la unidad de accionamiento y control (5) está configurada para mover los elementos de sujeción (4) y el elemento ondulante (1) en la misma fase para crear un movimiento ondulatorio regular del elemento ondulante (1).

Description

DESCRIPCIÓN

Aparato generador de energía para utilizar la energía de un medio que fluye

El objeto de la invención es un aparato generador de energía para utilizar la energía de un medio que fluye que tiene una estructura de soporte, al menos un elemento ondulante y al menos dos elementos de sujeción, estando el elemento ondulante conectado a los elementos de sujeción. La presente invención también incluye el método para la aplicación del aparato.

En el estado de la técnica, además de las diversas turbinas eólicas de palas giratorias, se conocen las siguientes soluciones para utilizar energía eólica o, en general, para utilizar la energía de medios fluidos. Por ejemplo, la memoria descriptiva de la patente coreana No. KR101425302 B1 describe una bandera nanoestructurada que se mueve en el aire debido al efecto del viento y, como resultado del movimiento, se puede extraer energía del material piezoeléctrico en el cuerpo de la bandera. La descripción no incluye instrucciones sobre el uso del dispositivo inventivo en el agua y no se implementa el movimiento regulado de la bandera. De manera similar, el modelo de utilidad chino No. CN203627085 U incluye cristales piezoeléctricos en su descripción. Aquí, los cristales piezoeléctricos se colocan entre la bandera y el asta de la bandera, por lo que cuando la bandera está siendo movida por el viento, se produce voltaje en los cristales piezoeléctricos. Nuevamente, esta descripción no incluye ninguna instrucción sobre la utilización de la energía de un líquido que fluye, tal como el agua.

El documento de divulgación japonés No. JP20053 54765 A describe una solución para la utilización de energía eólica en la que se incrusta un cristal piezoeléctrico en la plataforma de una bandera. Como resultado del viento, el propio asta de la bandera se pone en movimiento, por lo que los cristales colocados en la plataforma pueden producir energía por la presión alterna, pero esta solución solo puede producir una pequeña cantidad de energía en relación con su tamaño y requisitos de espacio.

El modelo de utilidad chino No. CN203301396 U presenta una descripción de una solución donde el movimiento de la bandera causa fricción para producir electricidad en un viento variable o bajo. Esta solución también está destinada básicamente únicamente a la utilización de energía eólica, sin una descripción para la aplicación de la misma en un fluido.

La solución descrita en el documento de patente rusa No. RU2522126 C1 usa cuerdas estiradas entre postes para utilizar energía eólica. Las banderas colocadas en el centro de las cuerdas mueven las cuerdas bajo el viento; la invención utiliza energía del movimiento de balanceo de las cuerdas. De nuevo, la solución descrita en el documento prevé únicamente la utilización de energía eólica y es un sistema con una eficiencia relativamente baja.

El documento de patente de los Estados Unidos No. US9447774 B2 describe un dispositivo innovador portátil impulsado por el viento. El elemento central de la invención es un cuerpo rígido suspendido (tal como un cilindro, una varilla o una placa) que es capaz de inducir vibraciones o que puede hacerse vibrar por el medio que fluye (viento). Con el cuerpo suspendido realizando el movimiento vibratorio, la energía del medio que fluye se puede extraer, por ejemplo, por inducción electromagnética. Una vez más, esta solución funciona solo para la utilización de energía eólica.

El documento de patente de los Estados Unidos No. US7626281 B2 describe un aparato convertidor de energía que comprende una placa flexible. Al colocar la placa flexible en un medio que fluye (agua, aire), la energía del medio se puede convertir mediante el movimiento de la placa. En esta solución, la placa flexible puede girar libremente; su movimiento no se caracteriza por la periodicidad. Por lo tanto, la generación de energía también es desigual, y esta solución se puede volver a utilizar únicamente para la utilización de energía eólica.

El documento de patente de los Estados Unidos No. US7493759 B2 también presenta un aparato convertidor de energía. En este caso, uno o más elementos cilíndricos de una estructura de soporte están sumergidos en el fluido. Los elementos sumergidos en el fluido son impulsados por el movimiento fluido y la turbulencia del fluido, de modo que la energía cinética del medio se puede convertir en energía para ser utilizada. Esta solución solo se puede utilizar en líquidos que fluyen, ya que un medio de menor densidad (por ejemplo, aire) no ejerce suficiente fuerza, es decir, no es lo suficientemente eficaz.

El documento de patente de los Estados Unidos No. US9683538 B2 desvela una innovación con respecto a un aparato generador de energía para utilizar la energía de un medio de flujo. El dispositivo no funciona en términos de un movimiento ondulatorio regular y no incluye un elemento turbulizador o una unidad de accionamiento y control. El paso de ondas irregulares es impulsado por el empuje del medio que fluye ejerciendo un efecto sobre los picos de las ondas. Una desventaja adicional de esta invención es que la onda no tiene un soporte que podría controlar el movimiento ondulatorio del material hacia la dirección del período de onda particular. Solo usa fluido como medio que fluye.

El documento de patente de Estados Unidos No. US 6424079 B1 también describe un aparato generador de energía para utilizar la energía de un medio que fluye. La invención no es capaz de producir un movimiento ondulatorio controlado y regular, sino que es simplemente la calle de vórtices de Karman que impulsa el movimiento, similar al aleteo de banderas en el viento. La corriente es producida por las cintas piezoeléctricas integradas en el material de la bandera, y solo se puede usar un fluido como medio. Dado que la energía mecánica no se puede extraer de otro modo del movimiento ondulatorio no regular, este dispositivo ofrece una eficiencia energética muy baja. El período de onda no está definido, el material flexible no tiene una tensión previa que lo forzaría a adoptar una forma de onda, y la onda no tiene un punto en el que ningún soporte podría controlar e impulsar el material de onda en la dirección del período de onda dado. La invención no tiene unidad de accionamiento y control.

El documento de patente húngara No. HU230616 B describe un aparato de accionamiento. La invención no tiene ningún elemento turbulizador ya que la invención está diseñada principalmente como un dispositivo generador de flujo. La formación de calles de vórtices con desprendimiento no puede ocurrir en una variante generadora de energía del dispositivo, ya que el material de la onda está metido entre dos placas planas. En un dispositivo de este tipo con un elemento turbulizador posiblemente añadido, las placas planas disiparían los vórtices de desprendimiento que se arremolinan uno frente al otro. La longitud de un cuarto y medio de un período de onda que se utiliza aquí casi puede considerarse regular, pero el final de la onda no es impulsado hacia la dirección del período de onda dado; sólo su posición está determinada por una estructura en movimiento en relación con el comienzo de la onda. La fuerza para conformarla en una forma de onda aproximada se crea usando los deflectores laterales. El dispositivo solo usa líquido como medio de flujo. La presente invención también es diferente de este aparato en que la presente invención garantiza que los dos puntos finales de nuestro material de ondas siempre sean guiados y/o impulsados en la dirección del período de onda particular, de modo que la cantidad máxima de un período de onda siempre se mueva como una onda regular. La solicitud de patente de los Estados Unidos No. US2014097621 A1 desvela una máquina de lámina variable para generación de energía y propulsión de fluidos, la máquina ofrece varios modos de funcionamiento. La solicitud de patente de los Estados Unidos No. US2009302612 A1 describe una máquina que funciona mediante la oscilación de una hoja flexible que captura la energía en un flujo de fluido y la convierte en movimiento mecánico. Sin embargo, las invenciones analizadas en estas dos memorias descriptivas de patente no realizan movimiento ondulatorio regular, ni siquiera movimiento ondulatorio, y tampoco sería posible, ya que no existe una unidad que pueda garantizar el movimiento ondulatorio regular y continuo. Además, ninguna de las máquinas incluye un elemento turbulizador y la lámina/hoja flexible de la máquina no contiene cristales piezoeléctricos.

El propósito de la invención es eliminar los fallos de las soluciones conocidas e implementar un aparato y un método para recuperar energía de un medio que fluye de manera más eficiente, aunque sin dañar el medio ambiente y la vida silvestre.

La actividad inventiva se basa en el reconocimiento de que cuando se realice el aparato de acuerdo con la reivindicación 1, se obtendrá una invención más ventajosa. Basándose en el reconocimiento de que el movimiento ondulatorio es uno de los modos de desplazamiento más efectivos en la naturaleza, la presente invención es capaz de proporcionar un dispositivo que genera energía o potencia de manera eficiente.

De acuerdo con el propósito anterior, la realización más general de la solución perfilada en la presente invención se puede lograr de acuerdo con la reivindicación 1. La forma más general del método se describe en la reivindicación independiente 7. Las diversas realizaciones se describen en las reivindicaciones dependientes.

La solución es, generalmente, un aparato generador de energía para utilizar la energía de un medio de flujo, que tiene una estructura de soporte, al menos un elemento ondulante y al menos dos elementos de sujeción, así como una unidad de accionamiento y control y una unidad de recuperación y transferencia de energía, donde el elemento ondulante está conectado a los elementos de sujeción, y la unidad de accionamiento y control está conectada a los elementos de sujeción. Las características de la invención incluyen que comprende al menos un elemento turbulizador, y el elemento ondulante entre dos elementos de sujeción puede describirse mediante una función regular, que comprende como máximo un período de onda completo.

Pueden proporcionarse diversas realizaciones cuando la forma del elemento turbulizador es un cilindro o una columna.

Además, se pueden proporcionar diferentes realizaciones cuando al menos uno de los elementos de sujeción está constituido por un elemento turbulizador.

En una realización adicional, el material del elemento ondulante puede estar hecho de un material flexible, preferentemente de plástico o metal o caucho, o puede estar hecho de un material que consiste en múltiples partes interconectadas rígidas, preferentemente de plástico o metal.

Además, se pueden proporcionar diversas realizaciones por la unidad de accionamiento y control que comprende ruedecillas y cuerdas y/o correas y/o al menos una palanca y/o al menos un cilindro de trabajo y/o al menos un brazo giratorio y al menos una palanca de control.

En otra realización adicional, la unidad de recuperación y transferencia de energía incluye un cigüeñal, donde el cigüeñal está conectado a una manivela y/o un dispositivo de accionamiento de rueda libre.

Se puede proporcionar aún una realización adicional cuando un generador piezoeléctrico y/o un generador de inducción y/o un dispositivo con un dispositivo de accionamiento mecánico directo y/o un sistema de almacenamiento de energía y/o una unidad de consumo directo está conectado a la unidad de recuperación y transferencia de energía.

El objeto de la presente invención también es un método para la aplicación del aparato. La característica de la aplicación es que el elemento ondulante se pone en movimiento mediante el uso de un medio que fluye; el movimiento de los elementos de sujeción está controlado por la unidad de accionamiento y control, se garantiza un movimiento ondulado regular de la sección del elemento ondulante entre los elementos de sujeción; el movimiento de onda del movimiento ondulatorio se pasa a la unidad de recuperación y transferencia de energía; a continuación, finalmente, se extrae la energía de la unidad de recuperación y transferencia de energía.

El método también se puede realizar cuando el medio que fluye es agua o aire.

Finalmente, el método puede realizarse para utilizar la energía de la unidad de recuperación y transferencia de energía con el fin de proporcionar un suministro de energía residencial local y/o un suministro de red eléctrica y/o para alimentar directamente equipos y/o dispositivos eléctricos equipados con un accionamiento mecánico directo, o el método se puede realizar para utilizar la energía reenviándola para ser almacenada.

La invención se describirá ahora con mayor detalle con referencia a ejemplos y dibujos de realizaciones.

Los dibujos adjuntos son los siguientes:

la figura 1 es una vista espacial de una realización del aparato desde la vista superior.

la figura 2 es una vista espacial de una realización del aparato mostrado en la figura 1 desde la vista inferior.

y las figuras 3 y 4 son vistas espaciales de otra realización del aparato desde la perspectiva de dos direcciones diferentes.

Las figuras 1 y 2 muestran una realización del aparato, que preferentemente está optimizado para la utilización de energía hidroeléctrica. El elemento central del aparato es el elemento ondulante 1 que se fija en al menos dos posiciones en la realización, específicamente en tres posiciones como se muestra en la figura, como una forma de onda regular, descrita por ejemplo por una función sinusoidal. El material del elemento ondulante 1 puede ser similar a una armadura, que comprende múltiples materiales interconectados rígidos o solo ligeramente flexibles, preferentemente metal o plástico o material conformable, preferentemente un material conformable de forma flexible tal como una placa de metal, plástico o caucho. El material del elemento ondulante 1 también puede estar provisto de cristales piezoeléctricos. Los elementos de sujeción 4 están previstos para fijar el elemento ondulante 1 en su lugar; una realización especial puede ser el elemento de sujeción 4 y el elemento de sujeción 4 implementados como el elemento turbulizador 2, como se muestra en la figura. El elemento turbulizador 2 es un elemento de sujeción 4 que, además de fijar el elemento ondulante 1, tiene un diseño espacial que garantiza la creación de vórtices, es decir, no es o es solo ligeramente aerodinámico, tal como un cilindro o una columna. La separación de los elementos de sujeción 4 puede ser, como máximo, un período de onda completo, pero también pueden estar previstos elementos de sujeción intermedios 3 entre los elementos de sujeción 4. En la realización mostrada en las figuras 1 y 2, un elemento de sujeción intermedio 3 está dispuesto entre los elementos de sujeción 4. El número de elementos intermedios 3 está típicamente entre 0 y 10, preferentemente entre 1 y 5. Los elementos de sujeción 4 pueden fijar el elemento ondulante 1 en posición en sus bordes, pero el elemento ondulante 1 también puede extenderse más allá de los elementos de sujeción 4. La parte del elemento ondulante 1 que se extiende más allá de los elementos de sujeción 4 no realizará un movimiento ondulatorio regular. En el aparato, se pueden proporcionar múltiples elementos ondulantes 1 y elementos de sujeción 4 en serie o incluso paralelos entre sí, en cuyo caso el elemento ondulante 1 situado entre cada elemento de sujeción 4 forma, como máximo, un período de onda completo, y en el caso de los elementos ondulantes 1 situados en serie, el período regular del elemento ondulante 1 no se rompe en los elementos de sujeción 4, sino que continúa avanzando de forma regular. Se pueden proporcionar elementos de sujeción intermedios 3 entre los elementos de sujeción 4. Para un aparato dado, la diferencia de fase entre los elementos de sujeción individuales 4 y los elementos de sujeción intermedios 3 es constante, garantizando así que el elemento ondulante 1 mantenga continuamente un movimiento ondulatorio regular. Por medio del elemento turbulizador 2, se puede sustituir cualquier elemento de sujeción 4 en el aparato; preferentemente, los elementos de sujeción 4 en los dos extremos funcionan como elementos turbulizadores 2. De este modo, el medio que fluye acercándose al elemento ondulante 1 desde cualquier dirección, por ejemplo debido a las corrientes provocadas por reflujo y flujo, siempre generará vórtices que discurren a lo largo de toda la longitud del elemento ondulante 1. El movimiento de cada uno de los elementos de sujeción 4 y los elementos de sujeción intermedios 3 se realiza de acuerdo con la forma de onda respectiva que pertenece a la posición dada a través de la unidad de accionamiento y control 5. La unidad de accionamiento y control 5 garantiza el movimiento ondulatorio regular del elemento ondulante 1 entre los elementos de sujeción 4 controlando el desplazamiento de los elementos de sujeción 4 de acuerdo con la fase de onda particular. La unidad de accionamiento y control 5 puede realizarse, por ejemplo, por medio de un sistema de ruedecillas y cuerdas o correas, por medio de un sistema construido de varillas o brazos, o quizás por cilindros de trabajo, o de acuerdo con la realización también ilustrada en las figuras 1 y 2, la unidad de accionamiento y control 5 puede construirse mediante el uso de al menos una palanca de control 6, al menos un brazo giratorio 7, así como mediante el uso de ranuras de casquillo de cojinete transversal 8 y cojinetes 9 construidos dentro del palanca de control 6. En la realización mostrada en las figuras 1 y 2, los elementos de sujeción 4, el elemento de sujeción 4 (el elemento turbulizador 2 y el elemento de sujeción intermedio 3), están conectados a una serie de brazos giratorios 7 unidos entre sí por pivotes. Los brazos giratorios 7 están provistos de cojinetes 9 que encajan en las ranuras 8 de la palanca de control 6, y los cojinetes 9 solo pueden moverse dentro de las ranuras 8 de tamaño apropiado. La unidad de accionamiento y control 5, que se construye a partir de los brazos giratorios 7, la palanca de control 6 y los cojinetes 9 que discurren en las ranuras 8 de la misma, garantiza que los elementos de sujeción 4 se muevan de acuerdo con la fase de onda respectiva. En la realización mostrada en las figuras 1 y 2, donde existe precisamente un período de onda completo entre el elemento de sujeción 4 y el elemento turbulizador 2, la unidad de accionamiento y control 5 mueve el elemento de sujeción 4 y el elemento turbulizador 2 en la misma fase, es decir, en sincronía, garantizando así el movimiento regular del elemento ondulante 1. Como se muestra en la figura, el elemento de sujeción intermedio 3 se encuentra a medio camino entre el elemento de sujeción 4 y el elemento turbulizador 2, por lo que la unidad de accionamiento y control 5 controla el elemento de sujeción intermedio 3 en la fase desplazada por n con respecto al elemento turbulizador 2 y el elemento de sujeción 4 de modo que se garantice el movimiento ondulatorio regular del elemento ondulante 1. La unidad de accionamiento y control 5 está conectada a la estructura de soporte 13, que se realiza, en la realización mostrada en las figuras 1 y 2, de modo que los brazos giratorios 7 estén conectados a la estructura de soporte 13. Para extraer la energía del medio que fluye, la unidad de recuperación y transferencia de energía 10 recupera energía del movimiento del elemento ondulante 1 y a continuación la transfiere para su almacenamiento o utilización. La unidad de recuperación y transferencia de energía 10 puede comprender una unidad piezoeléctrica para recuperar y transferir la energía producida por los cristales piezoeléctricos ubicados en el material del elemento ondulante 1 y/o para recuperar y transferir la energía producida por el movimiento del elemento ondulante 1. La extracción de la energía cinética del elemento ondulante 1 puede lograrse mediante una variedad de construcciones mecánicas; por ejemplo, la unidad de recuperación y transferencia de energía 10 incluye una manivela 11 y un cigüeñal 12 de acuerdo con la realización mostrada en las figuras 1 y 2. La manivela 11 hace girar continuamente el cigüeñal 12 mediante el movimiento de la unidad de accionamiento y control 5, estando conectada la manivela 11 a la palanca de control 6 como se muestra en la figura, mientras que el cigüeñal 12 está conectado a la estructura de soporte 13. En la unidad de recuperación y transferencia de energía 10, también se puede conectar un dispositivo de accionamiento de rueda libre al cigüeñal 12. Con el fin de utilización de la energía, la unidad de recuperación y transferencia de energía 10 puede conectarse, por ejemplo, a un generador de inducción y/o un dispositivo de accionamiento mecánico directo y/o un sistema de almacenamiento de energía y/o una unidad de consumo directo. Para aumentar la eficiencia energética, el dispositivo puede estar equipado con difusores y/o generadores mecánicos de ruidos y/o deflectores que pueden usarse para controlar el flujo del medio y aumentar el caudal.

Las figuras 3 y 4 muestran otra posible realización del aparato, que preferentemente está optimizado para la utilización de energía eólica. En este caso, el elemento central del aparato, el elemento ondulante 1, se fija en dos lugares con el elemento de sujeción 4, que, de acuerdo con la realización mostrada en las figuras 3 y 4, comprende un elemento de sujeción 4 y un elemento turbulizador 2. La distancia entre los elementos de sujeción 4 es, como máximo, un período de onda completo, preferentemente exactamente un período de onda completo. En la disposición mostrada en las figuras 3 y 4, la distancia entre los elementos de sujeción 4 es exactamente un período de onda completo, y el elemento de sujeción 4 y el elemento turbulizador 2 sujetan el elemento ondulante 1 en ambos extremos. También es posible proporcionar una realización donde el elemento ondulante 1 se extienda más allá de los elementos de sujeción 4 garantizando la fijación en su lugar; en este caso, solo la parte del elemento ondulante 1 entre los elementos de sujeción 4 realizará un movimiento ondulatorio regular. También se puede proporcionar una realización en la que el elemento ondulante 1 colocado entre los dos elementos de sujeción 4 sea más corto que un período de onda completo. En tal caso, los elementos de sujeción 4 deben moverse hacia los puntos de fijación de acuerdo con la diferencia de fase constante existente. Opcionalmente, el aparato puede estar provisto de elementos de sujeción intermedios 3, estando el número de elementos de sujeción intermedios 3 típicamente entre 0 y 10. El elemento de sujeción intermedio 3 debe moverse de acuerdo con la fase de onda correspondiente al punto de fijación, como se describe en las figuras 1 y 2. La función del elemento turbulizador 2 es la misma que se describe en las figuras 1 y 2 , es decir, su propósito, además de fijar el elemento ondulante 1 en su lugar, es interrumpir el movimiento del medio que fluye, provocando así vórtices que atraviesan el longitud total del elemento ondulante 1. Por lo tanto, el elemento turbulizador 2 no es o sólo es ligeramente aerodinámico, tal como un cilindro o una columna. En el aparato, cualquier elemento de sujeción 4 puede ser reemplazado por un elemento turbulizador 2; preferentemente, el elemento de sujeción 4 conectado a la estructura de soporte 13 puede servir también como elemento turbulizador 2, porque el medio que fluye siempre hace girar el elemento ondulante 1 en la dirección del flujo, provocando así que el flujo de fluido se rompa. En esta realización, los elementos de sujeción 4 se conectan de nuevo a la unidad de accionamiento y control 5, lo que garantiza el movimiento ondulatorio regular del elemento ondulante 1 y controla los elementos de sujeción asociados 4 en consecuencia. De manera similar a las descripciones de las figuras 1 y 2, la unidad de accionamiento y control 5 puede construirse incorporando diversas soluciones mecánicas, por ejemplo, el uso de un sistema de ruedecillas y cuerdas o de correas, el uso de brazos o quizás cilindros de trabajo. En las realizaciones mostradas en las figuras 3 y 4, la unidad de accionamiento y control 5 comprende dos brazos giratorios 7 y palancas de control 6 en cada caso. La unidad de accionamiento y control 5 también se puede implementar mediante el uso de otras soluciones mecánicas. La unidad de accionamiento y control 5 está conectada de nuevo a la estructura de soporte 13 en esta realización, y los brazos giratorios 7 están conectados a la estructura de soporte 13 en la realización ilustrada. En la realización de las figuras 3 y 4, la diferencia de fase entre el elemento turbulizador 2 y el elemento de sujeción 4 es, exactamente, un período de onda completo; por tanto, el elemento turbulizador 2 y el elemento de sujeción 4 deben moverse de la misma manera. Con este fin, el elemento turbulizador 2 y el elemento de sujeción 4 están conectados rígidamente por la palanca de control 6 y los brazos giratorios 7. Los brazos giratorios 7 pueden girar con respecto a la estructura de soporte 13 de modo que el elemento ondulante 1 pueda girar en el viento para lograr una mayor eficiencia mientras que la unidad de accionamiento y control 5 garantiza el movimiento ondulatorio continuo sin interrupción. En este caso, la unidad de recuperación y transferencia de energía 10 proporciona nuevamente la extracción de energía; la unidad consta de una manivela 11 y un cigüeñal 12 de acuerdo con la realización ilustrada en las figuras 3 y 4. La manivela 11 asume el movimiento de la unidad de accionamiento y control 5 dado que la manivela 11 está en comunicación con la palanca de control 6. A continuación, la manivela 11 acciona el cigüeñal 12 al que está unido. La energía de rotación del cigüeñal 12 puede recuperarse mediante métodos conocidos; un generador inductivo y/o un dispositivo de accionamiento mecánico directo y/o un sistema de almacenamiento de energía y/o una unidad de consumo directo pueden conectarse al cigüeñal 12, o en el caso generalizado, a la unidad de recuperación y transferencia de energía 10.

El elemento ondulante 1 también puede estar equipado con cristales piezoeléctricos en esta realización; en este caso, la unidad de recuperación y transferencia de energía 10 también sirve para recuperar y transferir la energía de los cristales piezoeléctricos. Además, esta construcción puede estar provista de elementos estructurales que influyan en el flujo del fluido, es decir, difusores y/o generadores mecánicos de ruidos y/o deflectores.

Para la aplicación de la invención, el elemento ondulante 1 se pone en movimiento a través de un medio que fluye, tal como agua o viento, para proporcionar el resultado deseado. El elemento ondulante 1 se fija en su lugar por medio de elementos de sujeción 4 y opcionalmente por medio de elementos de sujeción intermedios 3; los elementos de sujeción 4 pueden estar construidos especialmente como elementos turbulizadores 2. Los elementos de sujeción 4 y/o los elementos turbulizadores 2 que fijan el elemento ondulante 1 en su lugar rompen el movimiento del medio que fluye provocando vórtices, y los vórtices resultantes discurren a lo largo de toda la longitud del elemento ondulante 1, poniendo así todo el elemento ondulante 1 en movimiento. Una unidad de accionamiento y control 5 conectada a los elementos de sujeción 4 y/o a los elementos turbulizadores 2 garantiza que la parte del elemento ondulante 1 entre los elementos de sujeción 4 realizará un movimiento ondulatorio regular y, para ello, los elementos de sujeción 4 están controlados de acuerdo con la fase de onda respectiva. La energía extraída del elemento ondulante 1 es recuperada por la unidad de recuperación y transferencia de energía 10 y a continuación reenviada para su uso. La energía de la unidad de recuperación y transferencia de energía 10 se usa para y/o almacena con el fin de proporcionar un suministro de energía residencial local y/o un suministro de red eléctrica y/o para alimentar directamente equipos y/o dispositivos eléctricos equipados con un accionamiento mecánico, o la energía se reenvía para almacenamiento.

El equipo presentado ofrece muchas ventajas. Una de las ventajas de la invención es que incluso hace posible producir localmente energía barata y respetuosa con el medio ambiente, reduciendo así los costes y las pérdidas del transporte de energía. Diversas realizaciones de la invención pueden utilizar la energía del viento o del agua. Una gran ventaja de la invención es que su producción es económica ya que consta de pocas piezas ordinarias. Otra ventaja es que el equipo se puede instalar fácilmente sin necesidad de un permiso especial. Por ejemplo, se puede instalar con el fin de utilización de energía eólica sin una estructura de soporte separada, y se puede poner en funcionamiento aprovechando la altura de los edificios existentes. De este modo, el equipo es una excelente opción para suministrar energía directamente a los hogares o ciertos electrodomésticos (bombas, sistemas de riego, etc.) o para almacenar o retroalimentar la energía generada a la red conectando el equipo a sistemas de almacenamiento de energía. El equipo se puede hacer funcionar a bajo coste ya que los componentes estructurales del equipo son resistentes a los peligros ambientales tales como el agua, las heladas, la radiación UV o el polvo y, gracias a su movimiento lento, no surgen mayores costes operativos o de mantenimiento durante la vida útil del equipo. Gracias a sus bajos costes de instalación y operativos, los costes se recuperan con rapidez, especialmente porque el equipo está optimizado para las bajas velocidades del agua o el viento que se producen con frecuencia. El equipo también se puede adaptar a escala a velocidades típicas en una ubicación determinada. Por ejemplo, cuando se utiliza energía eólica, el equipo puede producir constantemente una cantidad significativa de corriente incluso a velocidades del viento de 3-4 m/s; esta velocidad del viento se mantiene entre el 35 y el 40 % del tiempo en el país moderadamente ventoso de Hungría, por lo que no es necesario construir el equipo en ningún túnel de viento natural. Asimismo, en agua corriente, el equipo se puede adaptar a escala a los caudales reales y las demandas de energía, generando así energía verde de manera eficiente. Otra ventaja del dispositivo es que se puede usar como equipo generador de energía complementario para sistemas locales de suministro de energía alimentados por energía solar, por lo que en momentos en que se reduce la utilización de la energía solar, por ejemplo, por la noche o en días nublados, la energía puede continuar produciéndose ya que es muy probable que el viento sople en estas circunstancias. Una ventaja adicional es que el equipo puede encajar de forma estética en la mayoría de los entornos; además, puede servir como un excelente medio publicitario debido a su movimiento casi continuo, por tanto perceptible. El equipo se puede instalar en las estructuras del techo o en los lados de edificios residenciales o instalaciones industriales o fábricas. Además, se pueden crear las denominadas islas y parques generadores de energía conectando varias unidades de modo que la instalación pueda satisfacer mayores necesidades de energía. El uso de la invención también es ventajoso desde el punto de vista medioambiental, ya que no tiene emisiones nocivas y, debido a su diseño, tampoco presenta un peligro para la vida silvestre. Si el dispositivo se hace funcionar de forma inversa, es decir, genera un movimiento ondulatorio a partir de la energía que se le suministra, se puede hacer funcionar como un motor en el agua sin poner en peligro la vida acuática. El campo de aplicación de la invención es la energética y la generación de energía, en particular la generación de energía localmente o mediante centrales eléctricas, en ubicaciones urbanas, rurales o ribereñas, utilizando el movimiento de los océanos así como el suministro de energía directo de equipos eléctricos particulares. Cuando se hace funcionar de forma inversa en el agua, se puede utilizar como motor de propulsión para embarcaciones.

Además de los ejemplos anteriores, la invención puede implementarse dentro del alcance de la protección en otras formas y con otros procedimientos de fabricación.

Claims (8)

REIVINDICACIONES

1. Aparato generador de energía para utilizar la energía de un medio de flujo que tiene una estructura de soporte (13), al menos un elemento ondulante (1), al menos dos elementos de sujeción (4), una unidad de accionamiento y control (5) y una unidad de recuperación y transferencia de energía (10), donde el elemento ondulante (1) está conectado a los elementos de sujeción (4), la unidad de accionamiento y control (5) está conectada a los elementos de sujeción (4), caracterizado por que comprende al menos un elemento turbulizador (2), el elemento turbulizador (2) está configurado para generar vórtices que discurren a lo largo de la longitud del elemento ondulante (1); el elemento ondulante (1) entre dos elementos de sujeción (4) se describe como una forma de onda regular, determinada por una función, y comprende, como máximo, un período de onda completo; la unidad de accionamiento y control (5) está configurada para mover los elementos de sujeción (4) y el elemento ondulante (1) en la misma fase para crear un movimiento ondulatorio regular del elemento ondulante (1).

2. El aparato de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado por que al menos uno de los elementos de sujeción (4) está constituido por el elemento turbulizador (2) y la forma del elemento turbulizador (2) es un cilindro o una columna.

3. El aparato de acuerdo con la reivindicación 1 o 2, caracterizado por que el elemento ondulante (1) está hecho de un material o un material flexible, preferentemente de plástico o metal o caucho, o está hecho de un material construido de múltiples partes rígidas interconectadas, preferentemente de plástico o metal.

4. El aparato de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1-3, caracterizado por que la unidad de accionamiento y control (5) comprende ruedecillas y cuerdas y/o correas y/o al menos una palanca y/o al menos un cilindro de trabajo y/o al menos un brazo giratorio (7) y al menos una palanca de control (6).

5. El aparato de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1-4, caracterizado por que la unidad de recuperación y transferencia de energía (10) comprende un cigüeñal (12), y una manivela (11) y/o un dispositivo de accionamiento de rueda libre está conectado al cigüeñal (12).

6. El aparato de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1-5, caracterizado por que la unidad de recuperación y transferencia de energía (10) está conectada a un generador piezoeléctrico y/o un generador de inducción y/o un dispositivo de accionamiento mecánico directo y/o un sistema de almacenamiento de energía y/o una unidad de consumo directo.

7. Método para la aplicación de un aparato generador de energía de acuerdo con la reivindicación 1, donde el elemento ondulante (1) es accionado en movimiento por un medio de flujo, siendo el medio de flujo agua o aire; el movimiento del elemento ondulante (1) que realiza el movimiento ondulatorio se pasa a la unidad de recuperación y transferencia de energía (10), a continuación se recupera la energía proveniente de la unidad de recuperación y transferencia de energía (10), caracterizado por que el elemento turbulizador (2 ) genera vórtices que discurren a lo largo de la longitud del elemento ondulante (1), la unidad de accionamiento y control (5) proporciona control para el movimiento de los elementos de sujeción (4), proporcionando un movimiento ondulatorio regular, según lo determinado por una función, de la sección del elemento ondulante (1) entre los elementos de sujeción (4).

8. El método de acuerdo con la reivindicación 7, caracterizado por que la energía proveniente de la unidad de recuperación y transferencia de energía (10) se reenvía para proporcionar suministro de energía residencial local y/o suministro de red eléctrica y/o para alimentar directamente equipos y/o dispositivos eléctricos equipados con un accionamiento mecánico directo, o se reenvía para almacenamiento de la energía.