ES2899900T3 - Boya y método para la generación de energía eléctrica - Google Patents

Abstract

Boya que comprende un cuerpo flotante internamente hueco (2) y un primer generador eléctrico (16; 16I; 16II; 16III), en particular una dinamo, que comprende, a su vez, un estator (18; 18I; 18II; 18III) y un rotor (19; 19I; 19II; 19III), que está montado de manera que puede rotar alrededor de un eje de rotación (X2) para poder rotar con respecto a dicho estator (18; 18I; 18II; 18III); en la que la boya (1) tiene un eje longitudinal (X1) y comprende un sistema de funcionamiento (14; 14I; 14II; 14III) para hacer funcionar el rotor (19; 19I; 19II; 19III) de dicho primer generador eléctrico (16; 16I; 16II; 16III); en la que el sistema de funcionamiento (14; 14I; 14II; 14III) comprende un cuerpo rotatorio (21); comprendiendo la boya un segundo generador eléctrico (17); en la que dicho segundo generador eléctrico (17) se hace funcionar por un sistema de tracción (15; 115), que está configurado para conectar la boya (1) a un área de anclaje mediante un cable (11), que, en uso, ancla la boya (1) a un lecho marino (f); en la que el cuerpo rotatorio (21) puede hacerse rotar alrededor de dicho eje longitudinal (X1) de la boya (1); en la que el cuerpo rotatorio (21) es un elemento en forma de media luna montado en una superficie sustancialmente perpendicular con respecto a dicho eje longitudinal (X1); y en la que el sistema de tracción (15; 115) comprende una unidad de almacenamiento (50; 150) configurada para almacenar energía cinética; la unidad de almacenamiento (50; 150) está configurada para asegurar el enrollamiento del cable (11) alrededor de un carrete (12) y el funcionamiento continuo del segundo generador eléctrico (17), especialmente después del paso de una ola, concretamente cuando el sistema de tracción (15; 115) no está sometido a una fuerza de tracción (T).

Description

DESCRIPCIÓN

Boya y método para la generación de energía eléctrica

Referencia cruzada a aplicaciones relacionadas

Esta solicitud de patente reivindica prioridad de la solicitud de patente italiana n.° 102017000118632 presentada el 19/10/2017.

Campo técnico

La presente solicitud de patente se refiere a una boya y a un método para la generación de energía eléctrica.

En particular, la presente solicitud de patente se refiere a una boya que comprende sistemas solidarios para la generación y almacenamiento de energía eléctrica (véase, por ejemplo, el documento FR 2540567 A1).

Antecedentes de la técnica

Boyas del tipo conocido tienen una pluralidad de formas y tamaños diferentes y se usan frecuentemente en el mar para diversos tipos de señalización, y en algunos casos incluyen dispositivos de señalización luminosa o acústica. Además, también se usan ampliamente boyas a bordo de embarcaciones, por ejemplo, pueden usarse boyas de amarre por embarcaciones en aquellas áreas del mar donde no es posible el anclaje.

Además, se observa que el uso de equipos electrónicos ha aumentado significativamente y que, incluso a bordo de barcos de vela, hay muchos dispositivos que necesitan cargarse eléctricamente. Considérese solamente, por ejemplo, un teléfono celular o un ordenador de a bordo.

Divulgación de la invención

El objeto de la presente invención es proporcionar una boya y un método capaz de convertir al menos parte de la energía del oleaje, para generar y, posiblemente, acumular energía eléctrica.

El objeto de la presente invención es proporcionar una boya y un método que sea capaz de almacenar energía eléctrica en cualquier condición meteorológica, por ejemplo, en el caso de mar en calma y/o en ausencia de sol.

El objeto de la presente invención es proporcionar una boya que pueda usarse como un sistema para suministrar un aparato eléctrico dentro o fuera de la propia boya.

Según la presente invención, se proporciona una boya como se menciona en las reivindicaciones adjuntas.

Según la presente invención, se proporciona un método como se menciona en las reivindicaciones adjuntas.

Breve descripción de los dibujos

La invención se describirá ahora con referencia a los dibujos adjuntos, que ilustran realizaciones no limitantes de los mismos, en los que:

- la figura 1 es una vista esquemática de una boya según la presente invención;

- la figura 2 muestra un detalle de la figura 1;

- la figura 3 es una sección a lo largo de la línea MI-MI en la figura 2;

- la figura 4 es una sección a lo largo de la línea IV-IV en la figura 2;

- la figura 5 muestra un detalle adicional de la figura 1; y

- la figura 6 muestra una variante del detalle de la figura 5.

Mejor modo para llevar a cabo la invención

El número 1 en la figura 1 indica, en su conjunto, una boya que comprende un cuerpo internamente hueco 2. La boya 1 puede tener cualquier forma y tamaño. Ventajosamente, el cuerpo 2 de la boya 1 tiene una parte cónica, destinada a sumergirse en un líquido 1, para favorecer, en uso, la disposición de la boya 1 a lo largo de una orientación predeterminada.

Según el ejemplo ilustrado, la boya 1 tiene un cuerpo axialmente simétrico con respecto al eje longitudinal X1 y tiene dos partes de extremo longitudinales troncocónicas, de aquí en adelante en el presente documento identificadas como 3 en la parte superior y 4 en la parte inferior, y una parte cilíndrica intermedia 5 a lo largo del eje longitudinal X1 interpuesta entre las partes de extremo 3 y 4. Las partes de extremo 3 y 4 y la parte intermedia 5 delimitan una cavidad interna 6.

De aquí en adelante en el presente documento, se observa que los términos parte superior, parte inferior, encima, debajo, o similares se usarán con referencia a la disposición de la boya 1 en condiciones de uso normales, como se muestra, por ejemplo, en la figura 1.

Como se muestra en la figura 1, la boya 1 tiene una pared de base 7 que delimita inferiormente la parte de extremo inferior 4.

Ventajosamente, la boya 1 tiene, dentro de la cavidad 6 , una cámara 8 delimitada lateralmente por una parte respectiva de la pared de base 7 y por una estructura en forma de caja 9 dispuesta dentro de la boya 1 y conectada a la pared de base 7 de manera estanca al agua. La pared de base 7 tiene una abertura 10, que conecta la cámara 8 con el exterior. La abertura 10 tiene un tamaño tal que permite el paso de un cable 11, como se explicará con mayor detalle a continuación.

La cámara 8 aloja un carrete 12, que está montado de manera axialmente fija, pero rotatoriamente de manera que puede hacerse rotar con respecto a un eje transversal Y1 sustancialmente perpendicular al eje longitudinal X1.

La boya 1 puede estar hecha de cualquier material, es importante que sea estanco al agua, es decir, que el líquido 1 no pueda filtrarse al interior de la boya 1. Por lo tanto, el cuerpo 2 y la estructura en forma de caja 9 son estancos al agua.

Como se muestra en la figura 1, en uso, la boya 1 está anclada a un lecho marino 9 a través del cable 11 y un sistema de anclaje 13 (en el caso mostrado, un anclaje de peso muerto).

En particular, como se explicará con mayor detalle a continuación, en un extremo, el cable 11 se fija alrededor del carrete 12 y puede enrollarse o desenrollarse, según sea necesario, alrededor de dicho carrete 12; mientras que, en el otro extremo, el cable 11 está fijado al sistema de anclaje 13.

Se observa que la expresión “centro de gravedad” se refiere al baricentro donde se aplica el peso de la boya 1; mientras que la expresión “centro de flotación” significa el baricentro del volumen de la parte sumergida de la boya 1 a la que se aplica el empuje de Arquímedes.

Ventajosamente, la boya 1 está fabricada de modo que el centro de gravedad B y el centro de flotación G están alineados en el eje longitudinal X1 en una condición de equilibrio estático de la boya 1, de esta manera, la fuerza de peso P y la fuerza de Arquímedes (igual y opuesta) están en la misma vertical y, por lo tanto, permiten un resultante cero y un momento cero, asegurando un equilibrio estable de la boya 1.

Por lo tanto, si a la boya 1 se le da una rotación con respecto a su condición de reposo, una vez que cesa la causa de la rotación, la boya 1 vuelve espontáneamente a la posición de equilibrio estable, y la acción que tiende a devolver la boya 1 a la condición inicial se denomina par de fuerza de enderezamiento.

Ventajosamente, la boya 1 comprende dos sistemas diferentes configurados para hacerse funcionar por dos fenómenos naturales diferentes respectivos que se producen en una boya 1 sumergida en un líquido 1; tales sistemas se denominan de aquí en adelante en el presente documento sistema rotacional 14 y sistema de tracción 15.

Ventajosamente, el sistema rotacional 14 usa los pares de fuerza de enderezamiento descritos anteriormente para hacer funcionar un generador eléctrico 16.

Ventajosamente, el sistema de tracción 15 usa la fuerza de tracción T generada a lo largo del cable 11 después de un cambio en el nivel de la línea de flotación a del líquido 1, como puede ocurrir, por ejemplo, en el mar en el caso de una ola, para hacer funcionar un generador eléctrico adicional 17.

La boya 1 puede comprender una pluralidad de sistemas rotacionales 14, según el ejemplo mostrado en la figura 1, la boya 1 comprende tres sistemas rotacionales 14, a los que se hace referencia de aquí en adelante en el presente documento con los números romanos I, II y III.

La figura 2 muestra el conjunto de tres sistemas rotacionales 14I, 14II y 14III superpuestos entre sí, mientras que las figuras 3 y 4 muestran en detalle las secciones a lo largo de las líneas III-III y IV-IV. Los sistemas rotacionales 14 son estructuralmente idénticos entre sí, por lo tanto, lo siguiente describe el funcionamiento de un sistema rotacional genérico 14 que se aplica a todo.

El generador eléctrico 16 es un generador de un tipo conocido, por ejemplo, una dinamo mostrada de manera esquemática, en particular, el generador eléctrico 16 comprende, a su vez, un estator 18 y un rotor 19.

El estator 18 tiene, de una manera conocida, una cavidad cilíndrica 20 dentro de la cual el rotor 19 es rotativo alrededor de un eje de rotación X2. Ventajosamente, el eje de rotación X2 del rotor 19 y el eje longitudinal X1 de la boya 1 coinciden.

En particular, el sistema de rotación 14 comprende un cuerpo rotatorio 21 y un engranaje epicíclico 22, que transmite el movimiento a dicho rotor 19. Como se ilustra en las figuras, el cuerpo rotatorio 21 es rotativo alrededor del eje de rotación X2 del rotor 19. En el ejemplo ilustrado, el cuerpo rotatorio 21 también puede hacerse rotar alrededor del eje longitudinal X1 de la boya 1. Según el ejemplo ilustrado, el cuerpo rotatorio 21 es un elemento en forma de media luna montado de manera rotatoria sobre una superficie sustancialmente perpendicular al eje longitudinal X1.

En particular, el sistema rotacional 14 comprende:

- un piñón 23, que es rotativo alrededor del eje de rotación X2 del rotor 19 y está configurado para hacer rotar el rotor 19;

- una pluralidad de engranajes planetarios 24;

- un engranaje anular 25; y

- un engranaje solar 26.

Cada engranaje planetario 24 se engrana tanto con el piñón 23 como con el engranaje anular 25. El cuerpo rotatorio 21 está conectado al engranaje solar 26. Cada engranaje planetario 24 está montado para poder rotar alrededor de su propio eje de rotación X3 paralelo al eje de rotación X2 , es decir, el eje longitudinal X 1. El engranaje solar 26 está configurado para hacer rotar los engranajes planetarios 24 a lo largo de una trayectoria circular paralela al engranaje anular 25.

El engranaje solar 26 es rotativo alrededor del eje de rotación X2. El engranaje solar 26 está conectado al cuerpo rotatorio 21 y puede hacerse rotar alrededor del eje de rotación X2 por el cuerpo rotatorio 21.

Ventajosamente, el generador eléctrico 16 comprende una unidad de control 27 conectada a dicho estator 18.

El sistema rotacional 14 comprende además un cuerpo en forma de caja 27, es decir, una carcasa hecha de acero inoxidable y que contiene el cuerpo rotatorio 21, el generador eléctrico 16 y el engranaje epicíclico 22.

Ventajosamente, la boya 1 comprende un sistema de tracción 15. Según el ejemplo ilustrado, la boya 1 también comprende un generador eléctrico 17 adicional, que se hace funcionar por el sistema de tracción 15.

Ventajosamente, el generador eléctrico 17 es un alternador de imán permanente, por ejemplo, un alternador de imán permanente sin núcleo del tipo conocido generalmente como alternador eólico. Ventajosamente, el alternador 17 tiene un eje vertical. Este tipo de generador eléctrico 17 puede hacerse funcionar con un esfuerzo reducido. Este tipo de generador eléctrico 17 tiene una estructura axialmente simétrica y vertical, por lo tanto, puede disponerse dentro de la boya 1, de modo que sea coaxial con el eje longitudinal X1 de la propia boya 1. Esto permite aumentar tanto la estabilidad de la boya 1 como contener sus dimensiones generales. Este tipo de generador eléctrico 17 es particularmente adecuado para la producción de energía eléctrica, aunque contiene pesos y dimensiones.

El sistema de tracción 15 comprende ventajosamente una unidad de almacenamiento 50 configurada para almacenar la energía cinética transferida desde el movimiento de las olas hasta el sistema de tracción 15 cuando la boya 1 se eleva por una ola y el sistema de tracción 15 se tensa por la fuerza de tracción T. La unidad de almacenamiento 50 está configurada para asegurar el enrollamiento del cable 11 alrededor del carrete 12 y el funcionamiento continuo del generador eléctrico 17, especialmente después del paso de una ola, es decir, cuando el sistema de tracción 15 no se somete a una fuerza de tracción T.

Como se ilustra con mayor detalle en la figura 5, el sistema de tracción 15 comprende un árbol de salida 29 que es rotativo alrededor de un eje de rotación Y1. El árbol de salida 29 está conectado al generador eléctrico 17 para hacerlo funcionar. El sistema de tracción 15 comprende además un árbol de entrada 30, que está internamente hueco y ajustado alrededor del árbol de salida 29.

Como se muestra en la figura 5, el carrete cilíndrico 12 es internamente hueco y está ajustado alrededor del árbol de entrada 30. El carrete 12 está conectado al árbol de entrada 30 para que pueda rotar de manera solidaria con el mismo alrededor del eje de rotación Y1. El carrete 12 se fabrica de modo que el cable 11 pueda enrollarse a su alrededor muchas veces. Ventajosamente, el carrete 12 puede rotar en un sentido o en el sentido opuesto, dependiendo de si el cable 11 se desenrolla o vuelve a enrollarse.

El sistema de tracción 15 también comprende un resorte de torsión 32, que está configurado para aplicar un par de fuerza de precarga predefinido al árbol de entrada 30. Ventajosamente, el par de fuerza de precarga aplicado por el resorte de torsión 32 al árbol de entrada 33 es tal que permite que el cable 11 vuelva a enrollarse automáticamente alrededor del carrete 12 cuando no se tira del cable 11, es decir, no está sometido a una fuerza de tracción. De esta manera, es ventajosamente posible mantener tenso el cable 11.

El sistema de tracción 15 comprende además un volante de inercia 33, que está conectado al árbol de entrada 30 y es rotatorio alrededor del eje de rotación.

El sistema de tracción 15 también comprende un resorte de torsión 34 interpuesto entre el volante de inercia 33 y el árbol de salida 29. Ventajosamente, el resorte de torsión 34 se carga durante el uso por el volante de inercia 33 para prolongar y posiblemente asegurar la rotación continua del árbol de salida 29, incluso cuando se termina la fuerza de tracción T ejercida sobre el cable 11, antes del siguiente tirón (es decir, para proporcionar una operación continua entre una ola y la siguiente). La conformación particular del árbol de entrada y el árbol de salida 29 uno dentro del otro, el volante de inercia 33, el resorte de torsión 34 forma sustancialmente la unidad de almacenamiento 50 del sistema de tracción 15.

Como se mencionó anteriormente, el carrete 12 está montado de manera que puede rotar en la cámara 8 de modo que el cable, que pasa a través de la abertura 10, puede desenrollarse/enrollarse a su alrededor.

En la figura 6 , el número 115 muestra una variante del sistema de tracción 15 de las figuras 1 a 5. En la figura 6 , los componentes en común con el sistema de tracción 15 mantienen la misma numeración y se entiende que están comprendidos en el mismo, sin tener que volver a nombrarlos por motivos de brevedad.

Como se muestra en la figura 6 , el carrete 12 se ajusta alrededor de un árbol de accionamiento 116, que está conectado en un extremo 117 a la unidad de almacenamiento 150 y en el otro extremo 118 al generador eléctrico 17. El árbol de accionamiento 116 es rotatorio alrededor de un eje de rotación Y1 sustancialmente perpendicular al eje longitudinal X1 de la boya 1.

Ventajosamente, el sistema de tracción 115 comprende una unidad de transmisión 160 interpuesta entre el árbol de accionamiento 116 y el generador eléctrico 17.

La unidad de transmisión 160 está configurada para emitir un movimiento rotativo siempre en un solo sentido o3, independientemente del sentido de rotación de entrada o1, o2 del árbol de accionamiento 116. La unidad de transmisión 160 también tiene la función de multiplicar las revoluciones del árbol de accionamiento 116, para hacer funcionar el generador eléctrico 17 con un mayor número de revoluciones.

La unidad de almacenamiento 150 comprende un cuerpo en forma de caja 151, un tornillo sin fin 152, un cuerpo anular 153, un resorte 154. El cuerpo en forma de caja 151 es hermético y está fijado al sistema de tracción 115, para permitir la unión con el árbol de accionamiento 116. El cuerpo en forma de caja 151 tiene un eje longitudinal Y2. En el caso ilustrado, el eje longitudinal Y2 es coaxial con el eje de rotación Y1 del árbol de accionamiento 116. El cuerpo en forma de caja 151, a su vez, comprende una placa posterior 155 y una pared de lado 156. El tornillo sin fin 152 es coaxial con y está fijado al árbol de accionamiento 116, para rotar alrededor del eje de rotación Y1. Según el ejemplo ilustrado, el árbol de accionamiento 116 y el tornillo sin fin 152 son una sola pieza. Según una variante, no mostrada, el árbol de accionamiento 116 y el tornillo sin fin 152 son dos componentes independientes. De una manera conocida, el tornillo sin fin 152 tiene una ranura helicoidal 157 formada en su superficie externa y que se extiende sobre una parte 158 a lo largo del eje de rotación Y2. El cuerpo anular 153 se ajusta alrededor del tornillo sin fin 152 y se acopla a la ranura helicoidal 157, para trasladarse axialmente a lo largo de la parte 158 en el sentido d1 cuando el tornillo sin fin 152 rota en el sentido o1, y en el sentido d2 cuando el tornillo sin fin rota en el sentido o2. De una manera conocida, el movimiento de traslación del cuerpo anular 153 puede provocar la rotación del tornillo sin fin 152. El resorte 154 es un resorte helicoidal y se ajusta alrededor del tornillo sin fin 152. El resorte 154 se encuentra haciendo tope contra la placa posterior 155 y contra el cuerpo anular 153. De esta manera, cuando el árbol de accionamiento 116 rota en el sentido o1 por el efecto del árbol de accionamiento 116 (es decir, por el efecto de la fuerza de tracción T ejercida sobre el cable 11 haciendo rotar el carrete 12 y, por consiguiente, el árbol de accionamiento 116), el cuerpo anular 153 se traslada en el sentido d1, comprimiendo de ese modo el resorte 154 contra la placa posterior 155.

Una vez que la fuerza de tracción T se ha acabado, es decir, una vez que ha pasado la ola, el resorte 154 se expande, provocando que el cuerpo anular 153 se deslice en el sentido d2. Esto provoca la rotación del tornillo sin fin 152 en el sentido opuesto o2. Cuando el tornillo sin fin 152 rota en el sentido o2, el carrete 12 vuelve a enrollar el cable 11, y la unidad de transmisión 160 también sigue haciendo funcionar el generador eléctrico 17. Cabe señalar que los sentidos de rotación mostrados en la figura 6 son a modo de ejemplo y no limitativos.

Según una variante, no mostrada, el resorte 154 es cónico para aumentar su resistencia a medida que aumenta la altura de la ola (en otras palabras, la longitud recorrida por el cuerpo anular 153 en el sentido d1). De esta manera, la boya 1 está protegida de cualquier daño en el caso de una ola más alta que la media. En particular, se impide que el sistema de tracción 115 se rompa.

La unidad de transmisión 160 comprende una caja de engranajes de dos etapas 161 que comprende, a su vez, un engranaje primario 162, un engranaje de inversor 163 y un engranaje secundario 164. La caja de engranajes 161 está configurada para obtener un único sentido de rotación o3 en la salida del engranaje secundario 164, independientemente del sentido de rotación del árbol de accionamiento 116 en la entrada, ya sea o1 o o2. La unidad de transmisión 160 también comprende un engranaje anular de accionamiento 165 y un engranaje accionado 166. La relación de transmisión entre el engranaje anular de accionamiento 165 y el engranaje accionado 166 es tal que multiplica la velocidad y el número de revoluciones emitidas desde la caja de engranajes 161. Por ejemplo, el engranaje anular de accionamiento 165 y el engranaje accionado 166 están configurados para conmutar de aproximadamente 12 rpm del árbol de accionamiento a aproximadamente 280 rpm del anillo de engranaje accionado 166.

La unidad de transmisión 160 también comprende un árbol de transmisión 167, que transmite la rotación del engranaje accionado 167 al generador eléctrico 17. Según el ejemplo ilustrado, la unidad de transmisión 160 comprende además un sistema de transmisión y acoplamiento de engranaje cónico 168 para la conexión entre el árbol de transmisión 167 y el generador eléctrico 17.

Según una variante, no mostrada, la boya 1 también comprende una unidad de transmisión 160 del tipo descrito anteriormente entre la realización del sistema de tracción 15 ilustrado en la figura 5 y el generador eléctrico 17.

Según una variante, no mostrada, la boya 1 puede comprender un generador eléctrico solar aplicado a su superficie externa. Según una variante adicional, no mostrada, la boya 1 puede comprender un generador eléctrico adicional, por ejemplo, un generador eólico.

Ventajosamente, la boya 1 comprende una unidad de almacenamiento 35, es decir, una batería, para almacenar la energía producida por los generadores eléctricos 16 y 17.

Ventajosamente, la boya 1 comprende un dispositivo eléctrico 36 suministrado por la unidad de almacenamiento 35. Adicional o alternativamente, la boya 1 comprende uno o más conectores 37 configurados para permitir que se acoplen dispositivos eléctricos externos a la unidad de almacenamiento 35.

La boya 1 también puede comprender una interfaz de usuario 38, que está configurada para intercambiar datos con un usuario, por ejemplo, el nivel de carga de la unidad de almacenamiento 35.

Ventajosamente, la boya 1 comprende un flotador circular 39 dispuesto alrededor del cuerpo flotante 2 para aumentar la estabilidad de la propia boya 1 y evitar vuelcos en caso de mar muy picado.

En uso, la boya 1 está anclada a un lecho marino 9 por el cable 11 y el sistema de anclaje 13. La longitud del cable 11 se selecciona previamente según la profundidad promedio del área en la que se ancla la boya 1, para evitar que el cable 11 sea o bien demasiado corto o bien demasiado largo.

La boya 1 se deja entonces en el líquido 1 para que sobresalga, al menos parcialmente, en la línea de flotación a.

Los movimientos naturales del líquido 1 en el que se sumerge la boya 1 provocan oscilaciones y/o tracción del cable 11 en caso de movimiento de las olas.

Los movimientos de oscilación, sustancialmente debidos a los pares de fuerza de retorno, son capaces de provocar la rotación del cuerpo rotatorio 21 del sistema rotacional 14. Mientras que la tracción del cable 11 provoca la rotación del carrete 12 y el funcionamiento del generador eléctrico 17.

De lo anterior se deduce que una boya 1 según la presente invención es capaz de generar y almacenar energía eléctrica sustancialmente en cualquier condición meteorológica, de hecho, si el mar está sustancialmente en calma o ligeramente picado, el sistema rotacional 14 todavía puede funcionar y generar energía eléctrica, obviamente, el voltaje producido es modesto, pero aún puede ser suficiente para recargar dispositivos electrónicos de bajo consumo de energía, tales como luces LED.

Además, ventajosamente, el sistema rotacional 14 del tipo descrito anteriormente es compacto en tamaño y, por lo tanto, puede instalarse individualmente o en serie incluso dentro de pequeñas boyas. Además, el hecho de que el sistema rotacional 14 sea compacto permite ventajosamente que una pluralidad de sistemas rotacionales 14 se apilen uno encima del otro.

En su lugar, en el caso de condiciones de mar picado, el movimiento de las olas produce desplazamientos temporales de la línea de flotación, tirando así del cable 11, el desenrollado del cable 11 provoca la rotación del carrete 12, y, por consiguiente, el funcionamiento del generador eléctrico 17.

Ventajosamente, la boya 1 según la presente invención puede usarse por una embarcación en caso de emergencia como un sistema de carga que puede mantenerse a bordo y lanzarse al mar, si es necesario. O la presente boya 1 puede usarse en áreas de amarre para proporcionar un punto de carga eléctrica sin tener que llegar al muelle.

Claims (14)

1. REIVINDICACIONES

   1 Boya que comprende un cuerpo flotante internamente hueco (2) y un primer generador eléctrico (16; 16I; 16II;

   16III), en particular una dinamo, que comprende, a su vez, un estator (18; 18I; 18II; 18III) y un rotor (19; 19I; 19II; 19III), que está montado de manera que puede rotar alrededor de un eje de rotación (X2) para poder rotar con respecto a dicho estator (18; 18I; 18II; 18III); en la que la boya (1) tiene un eje longitudinal (X1) y comprende un sistema de funcionamiento (14; 14I; 14II; 14III) para hacer funcionar el rotor (19; 19I; 19II; 19III) de dicho primer generador eléctrico (16; 16I; 16II; 16III); en la que el sistema de funcionamiento (14; 14I; 14II; 14III) comprende un cuerpo rotatorio (21); comprendiendo la boya un segundo generador eléctrico (17); en la que dicho segundo generador eléctrico (17) se hace funcionar por un sistema de tracción (15; 115), que está configurado para conectar la boya (1) a un área de anclaje mediante un cable (11), que, en uso, ancla la boya (1) a un lecho marino (^); en la que el cuerpo rotatorio (21) puede hacerse rotar alrededor de dicho eje longitudinal (X1) de la boya (1); en la que el cuerpo rotatorio (21) es un elemento en forma de media luna montado en una superficie sustancialmente perpendicular con respecto a dicho eje longitudinal (X1); y en la que el sistema de tracción (15; 115) comprende una unidad de almacenamiento (50; 150) configurada para almacenar energía cinética; la unidad de almacenamiento (50; 150) está configurada para asegurar el enrollamiento del cable (11) alrededor de un carrete (12) y el funcionamiento continuo del segundo generador eléctrico (17), especialmente después del paso de una ola, concretamente cuando el sistema de tracción (15; 115) no está sometido a una fuerza de tracción (T).
2. 2 Una boya según la reivindicación 1, en la que dicho sistema de funcionamiento (14; 14I; 14II; 14III) comprende un engranaje epicíclico (22; 22I; 22II; 22III) para transmitir el movimiento desde dicho cuerpo rotatorio (21) hasta dicho rotor (19; 19I; 19II; 19III).
3. 3. Una boya según la reivindicación 1 o 2, en la que el sistema de funcionamiento (14; 14I; 14II; 14III) comprende:

   - un piñón (23; 23I; 23II; 23III), que está montado de manera que puede rotar alrededor de dicho eje de rotación (X2) y está configurado para hacer rotar el rotor (19; 19I; 19II; 19III);

   - una pluralidad de engranajes planetarios (24; 24I; 24II; 24III);

   - un engranaje anular (25; 25I; 25II; 25III); y

   - un engranaje solar (26; 26I; 26II; 26III);

   en la que cada engranaje planetario (24; 24I; 24II; 24III) se engrana tanto con el piñón (23; 23I; 23II; 23III) como con el engranaje anular (25; 25I; 25II; 25III); en la que cada engranaje planetario (24; 24I; 24II; 24III) está montado de manera que puede rotar alrededor de dicho eje de rotación (X2 ) mediante dicho engranaje solar (26; 26I; 26II; 26III);

   en la que dicho engranaje solar (26; 26I; 26II; 26III) está conectado a dicho cuerpo rotatorio (21) y puede hacerse rotar alrededor de dicho eje de rotación (X2) mediante dicho cuerpo rotatorio (21).
4. 4. Una boya según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en la que el sistema de tracción (15; 115) comprende:

   - un primer árbol (30; 116) que tiene un eje de rotación (Y1) y conectado a dicho segundo generador eléctrico (17) y a dicha unidad de almacenamiento (50; 150); en la que dicho primer árbol (30; 116) está configurado para hacerse rotar mediante dicho cable (11);

   - un carrete (12), que se ajusta alrededor de y se conecta a dicho primer árbol (30; 116) para poder rotar de manera solidaria con dicho primer árbol (30; 116) alrededor de dicho eje de rotación (Y1).
5. 5. Una boya según la reivindicación 4, en la que el sistema de tracción (15) comprende: un segundo árbol (29) que tiene un eje de rotación (Y1) y conectado a dicho segundo generador eléctrico (17); y un primer árbol internamente hueco (30) ajustado alrededor de dicho segundo árbol (29); en la que dicho primer árbol (30) está configurado para hacerse rotar por un cable (11), que, en uso, ancla la boya (1) a un lecho marino (^).
6. 6. Una boya según la reivindicación 5, en la que dicha unidad de almacenamiento (50) comprende, a su vez:

   - primeros medios elásticos (32), que aplican un par de fuerza de precarga predefinido a dicho primer árbol (30);

   - un volante de inercia (33), que está conectado a dicho primer árbol (30) y está montado de manera que puede rotar alrededor de dicho eje de rotación (Y);

   - segundos medios elásticos (34), que están interpuestos entre dicho volante de inercia (33) y dicho segundo árbol (29);

   en la que dicho carrete (12) está interpuesto entre dicho primer árbol (30) y el cable (11) y está configurado de modo que, en uso, el cable (11) puede enrollarse muchas veces a su alrededor.
7. 7. Una boya según la reivindicación 6 , en la que los primeros medios elásticos (32) están calibrados de modo que, en uso, el cable (11) se mantiene estirado a una tensión predefinida.
8. 8. Una boya según la reivindicación 3 o 4, en la que dicha unidad de almacenamiento (150) comprende: un tornillo sin fin (152) conectado a dicho primer árbol (116) y que tiene una ranura (157); un cuerpo anular (153) acoplado a dicha ranura (157) y medios de retorno elásticos (154) que actúan sobre dicho cuerpo anular (153); en la que el deslizamiento de dicho cuerpo anular (153) en la ranura (157) resulta de la rotación del propio tornillo sin fin (152); en la que dichos medios de retorno elásticos (154) están configurados para provocar el traslado del cuerpo anular (154) cuando el tornillo sin fin (152) no se hace rotar mediante dicho primer árbol (116).
9. 9. Una boya según una cualquiera de las reivindicaciones 4 a 8 y que comprende una unidad de transmisión (160) interpuesta entre dicho sistema de tracción (15; 115) y dicho segundo generador eléctrico (17) y configurado para obtener un único sentido de salida de rotación (o3), independientemente del sentido de rotación (o1, o2) del primer árbol (30; 116).
10. 10. Una boya según la reivindicación 9 y que comprende un sistema multiplicador de revoluciones (165, 166) interpuesto entre dicha unidad de transmisión (160) y dicho segundo generador eléctrico (17).
11. 11. Una boya según una cualquiera de las reivindicaciones 4 a 10, en la que la boya (1) tiene una cámara interna (8) que tiene una abertura (10), a través de la cual está dispuesto el cable (11); en la que dicho carrete (12) está dispuesto dentro de dicha cámara (8) para permitir que el cable (11) se enrolle o se desenrolle; en la que dicha cámara (8) está cerrada de manera estanca al agua; en la que la boya (1) comprende medios de deslizamiento (40), que están dispuestos cerca de dicha abertura (10) y configurados para deslizarse sobre el cable (11) con el fin de evitar que impurezas posiblemente contenidas en el líquido (1) accedan a la cámara interna (8).
12. 12. Una boya según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores y que comprende: una unidad de almacenamiento de energía eléctrica (35), que está conectada a cada generador de energía eléctrica (16, 17; 16I, 16II, 16III, 17); uno o más conectores (37) para permitir, en uso, que se acoplen dispositivos eléctricos externos a dicha unidad de almacenamiento (35); una interfaz de usuario (38), que está configurada para intercambiar datos con un usuario, por ejemplo, del nivel de carga de dicha unidad de almacenamiento (35).
13. 13. Una boya según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en la que dicho segundo generador eléctrico (17) es un alternador de imán permanente, por ejemplo, un alternador axial con imanes sin núcleo permanentes.
14. 14. Un método para la generación de energía eléctrica por medio de una boya (1) según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores; comprendiendo el método:

    - sumergir al menos parcialmente la boya (1) en un líquido (1);

    - provocar la rotación del cuerpo rotatorio (21) por medio de dicho líquido (1);

    - provocar el funcionamiento de dicho segundo generador eléctrico (17) variando el nivel de dicho líquido (1) y asegurando el funcionamiento continuo del segundo generador eléctrico (17).