MXPA05011483A - Instalacion generadora. - Google Patents

Abstract

Una instalacion generadora(1) para utilizar energia de ondas en cuya instalacion generadora hay dos o mas unidades generadoras (4) y la masa de agua (V) del estanque de agua esta adaptada para activar unidades generadoras (4) o sus partes localizadas en el fondo (P) del estanque de agua o en vecindad cercana, y las unidades generadoras (4) se pueden usar para transformar la energia cinetica de la mas de agua en alguna otra forma de energia, tal como energia electrica y/o energia cinetica y/o presion del agente intermediario. Las unidades generadoras (4) estan unidas directa o indirectamente al fondo del estanque de agua en la region intermedia del agua (B). Las unidades generadoras (4) estan totalmente sumergidas bajo la superficie del agua. El equipo para transferencia de la energia de las unidades generadoras (4) o de la sustancia intermediaria, esta conectado en serie o en paralelo en relacion uno con otro.

Description

INSTALACIÓN GENERADORA La invención se refiere a una instalación generadora tal como se define en el preámbulo de la reivindicación 1, para utilización de energía de ondas.

Cuando el viento está soplando en la misma dirección durante un periodo de tiempo largo, se forman ondas. En el agua profunda, las ondas generadas bajo el efecto del viento tienen una predominancia dada, es decir, una longitud de onda promedio L y una altura, las cuales dependen ambas de la fuerza del viento y del periodo sobre el cual está soplando el viento. A medida que una onda se traslada hacia aguas más superficiales, su longitud de onda se acorta, y la altura de la onda aumenta debido al efecto del agua en el fondo de las ondas. A medida que la onda ha alcanzado una altura suficiente en la profundidad de agua específica, que depende de la longitud de onda, la onda se romperá. Esta profundidad en la cual una onda se rompe, se denomina "línea de rompimiento" en la literatura. Debe notarse que la línea de rompimiento de la onda no es constante, sino que depende en alguna extensión de la longitud y de la altura de la onda, lo que a su vez, depende de las condiciones del viento. La línea de rompimiento usualmente está entre 1/4 a 1/5 de la longitud de onda prevaleciente L. La línea de rompimiento permanece principalmente igual en una ubicación específica sobre la costa del mar, porque las condiciones de viento prevalecientes en su mayoría permanecen básicamente constantes.

La figura 3 ilustra el efecto de una onda sobre la masa de agua en un estanque de agua, tal como el mar cerca de la costa. La profundidad de la acción de la onda Z depende de su longitud de onda, de tal forma que una onda que tenga una longitud de onda L todavía actúa a una profundidad L/2. En el área C en la figura 3, es decir en agua profunda, la órbita de cada punto de la masa de agua es circular. La proporción de la profundidad del agua H con respecto a la longitud de onda L de las ondas es grande, es decir, la proporción H/L está en la escala de 1/2 - 8. A medida que la onda se dirige hacia agua más superficial, su peso aumenta y la longitud de onda disminuye. En agua intermedia, en el área B de la figura 3, la profundidad del agua H es de aproximadamente 1/2 hasta 1/20 de la longitud de onda L prevaleciente. La masa de agua tiene un movimiento circular en el agua superficial, sin embargo, si bien se dirige hacia el fondo del estanque de agua, la trayectoria de cada punto en la masa de agua se hace primero elíptica, y se además en profundidad, la forma elíptica del punto de trayectoria aumenta, y eventualmente, cerca del fondo del estanque de agua, cada punto en la masa de agua tiene una trayectoria que sigue aproximadamente un movimiento de atrás hacia adelante alrededor de un centro dado. En el agua poco profunda, es decir en el área costera A de la figura 3, la proporción de la profundidad de agua H con respecto a la longitud de onda L prevaleciente, está entre 0 y 1/120, en condiciones en donde dicha línea de rompimiento está a una profundidad de agua de 1/4 a 1/5. En el agua poco profunda, la acción de onda se va toda hacia el fondo, mientras que la masa de agua tiene un movimiento elíptico.

Se han desarrollado diversos sistemas y plantas de energía para recuperar la energía cinética de las ondas. Usualmente, éstos están basados en cuerpos flotantes sobre la superficie del agua, y que son movidos por las ondas. La energía cinética de los cuerpos que flotan sobre la superficie se recupera, de una forma u otra, en generadores o bombas de torsión localizadas sobre o debajo de la superficie del agua, desde donde la energía puede transferirse además a los objetos de aplicación.

El problema principal causado por los sistemas conocidos para la recuperación de energía del tipo descrito anteriormente, se refiere a su ubicación; en el mar abierto, las estructuras sobre la superficie están constante expuestas a daños. Debido al riesgo de daños, las plantas de energía que utilizan energía de ondas así construidas, tienen una energía relativamente baja.

También hay sistemas conocidos para recuperación de energía cinética de las ondas, los cuales están anclados al fondo de un estanque de agua, tal como un lago o el mar. Uno de estos sistemas está representado por el dispositivo descrito por la solicitud de patente TCP 98/17911, cuyo dispositivo está unido al fondo del estanque de agua y en donde la energía de ondas se recupera de una placa, la cual está unida al fondo del agua y se hace oscilar por las ondas. La placa alcanza parcialmente la superficie del agua. El dispositivo se monta en el área entre la línea de rompimiento de la onda y el agua poco profunda, en el fondo del estanque de agua. El problema con este dispositivo es su posición en la línea de rompimiento de la onda, en donde el movimiento de la onda y por lo tanto la energía disponible es aleatoria, por lo que el dispositivo es ¡napropiado para la generación de energía continua. La placa está parcialmente sobre el nivel de la superficie, de tal forma que el dispositivo está expuesto a daños en el mar abierto. La especificación de patente estadounidense número 4,001,597, también describe un sistema para la recuperación de energía de ondas, cuya unidad de bombeo está anclada al fondo del mar. La unidad de bombeo está localizada en la región de agua poco profunda y la placa de presión alcanza la superficie o permanece ligeramente por debajo de ella. Este sistema también involucra el problema de la posición de la placa de presión, aunque la placa puede estar bajo la superficie en condiciones de calma, estará al menos parcialmente sobre la superficie en el mar abierto, y el sistema está expuesto a daños en consecuencia. La posición del sistema también ocasiona un segundo problema: el movimiento de las ondas en el agua poco profunda es demasiado irregular para lograr la generación de energía continua.

Esta invención pretende eliminar las desventajas de técnicas anteriores.

Así, el primer objetivo de la invención es proporcionar una instalación generadora, para recuperar energía cinética contenida en las ondas, con alta eficiencia y tan uniformemente como sea posible, sin importar las condiciones del viento. Esto significa que el dispositivo está construido de tal forma, que está dirigido a reducir al mínimo de manera óptima las variaciones de energía ocasionadas por las condiciones climáticas prevalecientes sobre la superficie del agua.

El segundo objetivo principal de la invención es proporcionar una instalación generadora, para recuperar energía cinética de las ondas, la cual esté expuesta mínimamente a daños ocasionados por las condiciones climáticas.

El tercer objetivo principal de la invención es construir una instalación generadora, para recuperar energía cinética de las ondas, la cual tiene una estructura que permite la expansión añadiendo unidades individuales en ella, y la reparación de la instalación se hace simple reemplazando unidades individuales en ella.

La invención está basada en la sorprendente observación de que bajo la superficie, cerca del fondo, en profundidad de agua intermedia, las ondas tienen casi la misma energía, y en algunos casos mayor que las ondas de la superficie del agua. Esta energía principalmente se origina como energía cinética. La invención utiliza esta energía cinética.

Tal como se muestra en la figura 3, un punto dado en la masa de agua en el agua superficial, tiene un movimiento elíptico o circular, en otras palabras, tiene energía potencial y cinética. Muchas plantas de energía por ondas actuales, están diseñadas para operar en el área mencionada anteriormente, entre la línea de rompimiento de la onda y el agua superficial A, porque las ondas tienen su máxima energía potencial en esta área, debido a su altura, y la mayoría de los sistemas están dirigidos a utilizar esta energía potencial en una forma u otra. Sin embargo, utilizar la energía de las ondas en agua superficial es notablemente difícil, especialmente considerando que es necesario que las estructuras que están en agua poco profunda estén muy cerca de la superficie, en donde ellas están expuestas fácilmente a las condiciones del clima tempestuoso. Más aún, el movimiento de la masa de agua en el agua superficial es más o menos giratorio (elíptico), tal como se muestra en la figura 3, y siempre hay ondas que se cruzan en alguna extensión, lo que hace la generación de energía irregular.

En contraste, la invención está basada en la característica de que el movimiento de la masa de agua está adaptado para activar las unidades de la instalación generadora o sus partes unidas al fondo del estanque de agua en el área B, es decir, en la región de agua intermedia en la figura 3. La instalación generadora está totalmente sumergida, preferiblemente a una profundidad en donde el movimiento de la masa de agua es primordialmente de vaivén o tiene una forma regularmente elíptica.

La invención se refiere a una instalación generadora, tal como se define en la reivindicación 1, para utilizar energía de ondas, en cuyo arreglo hay dos o más unidades generadoras, y la masa de agua del estanque de agua está adaptada para activar una parte de una unidad generadora unida al fondo del estanque de agua o cerca de él, y las unidades generadoras apuntan a la transformación de la energía cinética de la masa de agua en alguna otra forma de energía, tal como electricidad y/o energía cinética, y/o presión de la sustancia intermediaria. Las unidades de producción están unidas directa o indirectamente al fondo del estanque de agua en la región de agua intermedia (B). Las unidades generadoras están totalmente sumergidas por debajo de la superficie del agua, y el equipo para transferencia de energía o la sustancia intermediaria han sido conectados en arreglos en paralelo o en serie, en relación uno con otro.

Este tipo de instalación generadora logra una cantidad de ventajas principales: - En la región de agua intermediaria, el movimiento de un punto dado en la masa de agua es sustancialmente de vaivén cerca del fondo del agua, la masa de agua tiene entonces principalmente sólo energía cinética. Por eso, la energía de la masa de agua permanece constante, a diferencia de las plantas de energía de ondas conocidas, las cuales están colocadas en agua poco profunda. La masa de agua tiene movimiento regular con relación a un centro dado, permitiendo que una instalación generadora anclada al fondo del agua genere energía más regularmente de lo que lo hace un dispositivo localizado parcialmente o completamente sobre la superficie del agua. - La instalación generadora conforme a la invención, usada para generación de energía en la región de profundidad intermedia de agua no se daña fácilmente, debido a que no está expuesta a las condiciones climáticas que prevalecen sobre la superficie del agua, ni al movimiento giratorio de la masa de agua, tal como lo están los sistemas de generación de energía en agua poco profunda descritos anteriormente. - A una profundidad intermedia, la masa de agua activada por las ondas en el fondo del estanque de agua, frecuentemente tiene energía cinética casi igual, y algunas veces aún mayor energía, que la masa de agua activada por las ondas en el agua de la superficie. Esto se debe al hecho de que siempre hay algunos cruces de ondas en las ondas del agua superficial, ocasionados por los obstáculos en el fondo del agua. En esta situación, una instalación generadora localizada completamente bajo la superficie del agua sobre el fondo de un estanque de agua a profundidad intermedia, recupera casi la misma cantidad de energía de las ondas como lo hace una planta de energía de ondas que funciona en agua superficial, parcialmente sobre el agua. Por las razones dadas anteriormente, se puede construir una planta de energía de ondas que funcione debajo del agua, con un tamaño mayor y con una eficiencia mayor que la de una planta de energía de ondas que funcione sobre el agua. En una aplicación preferida de la invención, las unidades de la planta de energía por ondas están unidas al fondo del estanque de agua, de tal forma que estén totalmente sumergidas a una profundidad en donde el movimiento de la masa de agua es sustancialmente de vaivén o elíptico. Aún más preferiblemente, las unidades están colocadas a una profundidad en donde el movimiento de la masa de agua es sustancialmente de vaivén y la energía de la masa de agua permanece sustancialmente constante. Los beneficios de la disposición de la planta de energía han sido destacados anteriormente en el texto. En otra aplicación preferida de la invención, todo el equipo de transferencia (tubería o cableado) de energía o sustancia intermediaria usada en la planta de energía, han sido unidos permanentemente a la base, y la base tiene un dispositivo de aseguramiento listo para las unidades de producción que van a ser conectadas a ella. Esto trae consigo el beneficio de que la planta de energía de ondas puede ser expandida fácilmente y además, las unidades dañadas se pueden reemplazar fácilmente. En este contexto deseamos señalar que la definición "unidad generadora unida al fondo de un estanque de agua" se refiere tanto a un método directo para unir la unidad al fondo con la ayuda, por ejemplo, de soportes de sujeción, así como también a un método de unión indirecta de la unidad al fondo, con la ayuda, por ejemplo, de una base separada, la cual a su vez está anclada al fondo. Un estanque de agua es un lago, el mar, o similar. Con la ayuda de la planta de energía de ondas conforme a la invención, es posible transformar la energía cinética de la masa de agua directamente en electricidad, o puede utilizarse para la transferencia de la sustancia intermediaria, como agua fresca o agua marina, en una aplicación situada sobre la superficie. La invención está descrita en mayor detalle más adelante con referencia a los dibujos anexos. La figura 1A muestra un dibujo en perspectiva de una modalidad de una instalación generadora de conformidad con la invención, la cual utiliza la placa de onda con una bomba de torsión unida, con dos tuberías de cámara para la transformación de la energía. La figura 1B muestra una sección transversal de la bomba de torsión de la figura 1A. La figura 1 C muestra un dibujo en perspectiva de otra aplicación de una unidad en la instalación generadora de conformidad con la invención, la cual utiliza la placa de onda con una bomba de torsión unida, con un tubo de cámara para la transformación de energía. La figura 1D muestra una sección vertical de la bomba de torsión de la figura 1C desde el punto de entrada de líquido desde la dirección 1 D. La figura 1E muestra una sección transversal de la bomba de torsión en la figura 1C del punto del soporte desde la dirección 1E. Las figuras 2A y 2B presentan algunas otras alternativas de arreglos de unidades para la instalación generadora de conformidad con la invención; también se muestran desde la vista lateral. La figura 2A representa un rotor con eje vertical instalado sobre el fondo del mar. La figura 2B muestra correspondientemente un modelo de rotor con eje horizontal. La figura 3 ilustra el efecto de las ondas en un estanque de agua. La figura 4 representa una planta de energía que es apropiada para recuperar energía de ondas. Las piezas principales de la unidad 4 en la figura 1A son las así llamadas placas de ondas 2, unidas de manera pivotante a una base 5 situada en el fondo, y la así llamada bomba de torsión 6, conectada a la parte del fondo de la placa. La bomba de torsión 6 tiene dos tubos, es decir, tiene dos tubos de cámara 61 similares, cuya acción está basada en un eje de giro 64 que pasa a través de los tubos de cámara mientras el marco 61a del tubo de cámara 61 permanece inmóvil. La figura 1B muestra una sección transversal de la bomba de torsión 6 de la figura 1A, clarificando el principio de operación y la estructura de la bomba. En la figura 2A se muestra una instalación generadora que es un rotor con eje vertical 3; 3' instalado en una posición vertical sobre el fondo del mar, con un eje central (eje rotativo) 22c, que tiene varias alas 2 que se proyectan desde el rotor. Cada ala del rotor 2 tiene un brazo 22, que tiene una hoja de ventilación de dos partes 22 b, en el extremo más afuera, como se ve desde el eje vertical.

La figura 2B muestra correspondientemente una instalación para producción que es un rotor con eje horizontal 3; 3", instalado sobre el fondo del mar. El eje giratorio horizontal está unido con sus pestañas en los extremos, con una junta abisagrada a la base 5, instalada sobre el fondo del mar. Alrededor del eje giratorio horizontal del rotor, hay alas de soplado en espiral 2, las cuales están unidas a los bordes 21 de los extremos. En la figura 4 se muestra una solución principal de un dispositivo 1 para la producción de energía, líquido o gas, que comprende varias unidades generadoras. Las unidades 4 están totalmente sumergidas debajo de la superficie del agua en la región de agua intermedia, y están unidas todas a la base común 50. Las unidades 4 han sido conectadas en arreglos en paralelo o en serie, en relación una con otra. Las unidades generadoras e instalaciones de energía y/o la sustancia intermediaria ilustradas en las figuras 1A hasta 1E y 2A hasta 2B, así como también la 4, serán descritas en mayor detalle más adelante. La disposición de las unidades generadoras en el fondo del agua se ilustra en la figura 3, a la cual se hace referencia anteriormente en la parte general de la explicación del nivel de tecnología de la invención, y en las diferencias con relación a la invención. La unidad de producción 4 que se muestra en la figura 1A, la cual se usa para convertir energía de ondas en energía cinética o presión de agua, que es transferida por medio de tubería principal o de transferencia, tiene un alojamiento o base 5 similar a una caja, unido en profundidad de agua intermedia, al fondo P del estanque de agua. El fondo P del estanque de agua está a una distancia H de la superficie del agua. En las condiciones de viento prevalecientes en esta área costera, las ondas tienen una longitud de onda L, la proporción de la profundidad del agua H con respecto a la longitud de onda prevaleciente está en la escala de 1/2 a 1/20, es decir, en el área B (profundidad de agua intermedia) de la figura 3. Las piezas generadoras de energía de la unidad generadora4, es decir, la placa de onda 2 y la bomba de torsión 6 conectada a ella, están montadas completamente bajo la superficie, a una profundidad h, en donde el movimiento de la masa de agua generada por las ondas todavía es principalmente de vaivén. La profundidad de acción de las ondas es de aproximadamente la mitad de su longitud de onda L. Un cuerpo 2 similar a una placa, denominado placa de onda, está unido a el eje pivotante 64 de la bomba de torsión, de tal forma que mientras la placa de onda gira alrededor del plano vertical T, también el eje 64 gira alrededor del mismo plano vertical T, exactamente otro tanto. El eje 64 está unido con una junta abisagrada en el anillo sujetador 68, el cual está montado Integralmente en la base 5. El cuerpo similar a laca tiene una longitud de aproximadamente 1/3 de la longitud de onda L prevaleciente. La bomba de torsión 6, que está situada en la parte inferior del cuerpo, descansa sobre la base similar a caja (alojamiento) 5, por medio de las placas traseras rectas de cada estructura 61a del tubo de cámara 61, que es cilindrica, excepto porque es aplanada en el extremo inferior. La placa trasera generalmente está integrada con dicha base. La placa de onda 2 es cóncava hacia adentro. Entre las asas 2b y la placa 2a colocada horizontalmente de la placa de onda 2, se forman bolsillos que forman un obstáculo para el flujo de la masa de agua, por medio de los cuales la masa de agua mueve la placa de onda 2 más efectivamente. La figura 1B ilustra con mayor detalle la estructura de la bomba de torsión 6 en la figura 1A. Tal como se ha señalado anteriormente, la estructura (pared exterior) 61a de cada tubo de cámara 61 de la bomba de torsión, ha sido montada de manera inmóvil sobre la base 5 similar a caja. La placa de onda 2 está sujeta a un eje 64, que gira en anillos de sujeción 68 (ilustrados en la figura 1) montados sobre la base 5 similar a caja. Una placa deflectora 65 similar a placa está conectada integralmente con el eje 64 y su placa corre dentro del tubo de cámara 81 de la bomba de torsión la longitud total de la cámara 63 demarcada por la estructura 61a y la base 5 similar a caja, y básicamente es tan larga como la estructura 61a de la bomba. El plano que corre a través de la placa deflectora usualmente es paralelo con la placa de onda. La placa deflectora 65 divide la cámara 63 de la bomba de torsión definida por el marco 61a, la cual está integrada con la base, y la base 5, en dos partes grandes iguales en general, es decir, en la primera parte de la cámara 63', y en la segunda parte de la cámara 63". La placa deflectora está equipada con una junta deslizante 65 a que corre a través de la longitud total, así como también en los extremos, evitando así que el líquido (o la presión) se mueva desde la primera parte de la cámara hacia la segunda parte de la cámara desde entre la estructura 61a y la placa deflectora 64, y el alojamiento 5 similar a caja, unido a la base o fondo, lo cual apunta a prevenir que la sustancia intermediaria y la presión dentro de las partes 63' y 63" de la cámara intercambien fluido una con otra, mientras que el eje 64 y la placa deflectora 65 unidas a él, giran con la placa de onda 2. En la tubería para transferencia de líquido 62, 62', 62" de ambos tubos de cámara 61 de la bomba de torsión 6, ambas partes de la cámara tiene una junta de descarga del tubo 62c, tubería de entrada separada 62a, 62a', 62a", y un conjunto de válvulas 62b, 62b', 62b", que regulan la transferencia de líquido. El tubo de entrada 62a, 62a', 62a", tiene entradas reticuladas 62a3, 62a3' 62a3", localizadas en el lado de la base 5 similar a caja. Las entradas 62a3 de un lado de la bomba de torsión, se pueden ver en la figura 1A. Las piezas adicionales de la tubería para entrada de líquido 62a, 62a', y 62a" de las piezas de la cámara 63' y 63", son las antecámaras 62a2, 62a2' y 62a2, 62a2", situadas dentro de la estructura cuadrada de la base 5 y las aberturas de la cámara 62a1, 62a1', 62a1", que conducen a las cámaras 63, 63', 63", las cuales están equipadas con válvulas de entrada 62b, 62b1', 62b1", reguladoras del flujo de líquido (o gas) entrante. La cámara de descarga de líquido 62c, 62c2, corre dentro de la estructura del marco sobre la base 5, y es común para los tubos de cámara 61, 61', 61". La cámara de descarga 62c2 continúa como el tubo de descarga 62c3, el cual puede verse también en la figura 1A. Hay válvulas de descarga 62b, 62b2' y 62; 62b" entre la cámara de descarga 62c2 y las piezas de la cámara 63' y 63" regulan el flujo de líquido (gas) desde las partes de la cámara correspondiente a través de las salidas de parte de la cámara 62c1; 62cl' y 62c1; 62c1". Inspeccionaremos el movimiento del cuerpo 2 similar a placa de la unidad generadora que se ilustra en las figuras 1A y 1B activada por el movimiento de la masa de agua. Tal como se ha mencionado anteriormente, el movimiento de la masa de agua en la profundidad H-h en donde la unidad generadora ha sido instalada, es principalmente de vaivén. Por eso, los puntos en la masa de agua circulan alrededor de un centro dado. A medida que la placa de onda gira, debido al movimiento de vaivén de la masa de agua, alrededor de su junta abisagrada, es decir, el eje 64, todos los puntos sobre la placa 2 girarán entonces, bajo el movimiento de vaivén de la masa de agua, sobre un ángulo a dado, alrededor del plano vertical T a lo largo de la trayectoria curva indicada por la flecha doble con una cabeza llena. La placa 2 está unida aproximadamente en su centro al eje 64 de la bomba de torsión de dos cámaras, la cual está ajustada con un cojinete giratorio mediante el cual la junta abisagrada de la placa es la misma que la junta abisagrada del eje. A medida que los puntos sobre la placa de onda 2 giran bajo el movimiento de vaivén de la masa de agua alrededor de la junta abisagrada a lo largo de cierto ángulo a de izquierda a derecha alrededor del plano vertical T y de regreso hacia la izquierda, el eje 64 de la bomba de torsión, a su vez, se mueve exactamente al mismo ritmo en la cámara 63 localizada dentro de la estructura inmóvil 61a. La placa deflectora 65 unida al eje gira al mismo ritmo que el eje 64 a lo largo de cierto ángulo a alrededor del plano vertical T. A medida que la placa deflectora gira junto con el eje, la capacidad volumétrica de las cámaras 63' y 63" cambia, por lo cual en la primera cámara se forma presión positiva, y en la otra se forma presión negativa. El líquido (o el gas) se transfiere a través de la válvula de salida 62b2' o 62b" de la cámara presurizada a través de la abertura de salida 62c1' o 62c1" en la cámara de salida 62c2 y adicionalmente hacia el tubo de salida 62c3. Al mismo tiempo, está fluyendo líquido o gas (agua) en la cámara subpresurizada a través de la abertura de entrada 62a3' o 62a3" por medio de las válvulas de entrada 62b1' o 62b1" del tubo de entrada 62a' o 62a". Las figuras 1C a 1E ¡lustran una unidad generadora 4 que es particularmente apropiada para la generación de líquido o de gas. La unidad generadora 4 tiene una bomba de torsión equipada con un tubo de cámara 61 que está unida a una placa de onda similar 2 a la bomba de torsión en la figura 1A. Los cambios de capacidad volumétrica y presión dentro del tubo de cámara 61 en esta modalidad, están basados sin embargo, en el movimiento giratorio de la estructura para el tubo de cámara 61a, la cual sería cilindrica, pero tiene una parte superior plana, junto con la placa de onda 2, mientras el eje 64 permanece inmóvil. El tubo de cámara 61 de la bomba de torsión 6 está conectado directamente por su marco 61a a la parte inferior de la placa de onda 2, de acuerdo con la figura 1C. A través del tubo de cámara corre el eje 64, el cual, a su vez, tiene un tubo de salida 62c3 que corre a través de él. El eje 64 está instalado de manera inmóvil en los anillos de sujeción que están montados en la base 5 de tal forma que el eje 64 no puede girar. Las aberturas de entrada de líquido 62a3 están colocadas ahora sobre la placa trasera recta de la estructura de la placa de la cámara 61a, que es un semicírculo cuando se ve en su sección transversal. La estructura 61a está unida con la placa trasera en el extremo inferior de la placa de onda 2. En la sección transversal, figura 1D de la bomba de torsión 6, tomada desde el punto de vista de la abertura de entrada 62a3, se puede ver mejor la organización interior de la bomba de torsión. La cámara 63 está colocada nuevamente dentro de la estructura 61a del tubo de cámara 61, en el espacio encerrado por las paredes interiores de la estructura del tubo de cámara 61a. La placa deflectora 65 divide la cámara 63, situada entre la estructura 61a de la bomba de torsión y la base 5, en dos compartimientos de tamaño aproximadamente igual, es decir, en una primera parte de la cámara 63' y en una segunda parte de la cámara 63". La placa deflectora 65 está formada en esta modalidad, por una caja de válvula unida a la pared interior de la estructura 61a, la cual ocasiona que la placa deflectora 65 gire alrededor del eje 64 a medida que la estructura 61a gira alrededor del eje 64. El plano que está paralelo a la placa deflectora, generalmente es paralelo con un plano paralelo con la placa de onda 2. Hay nuevamente una junta deslizante 65a entre la placa deflectora 65 y la parte curva de la estructura 61a, cuya estructura y funcionamiento son similares a las de una bomba de torsión de dos partes en las figuras 1A - 1B. La tubería 62 para transferencia de líquido de ambas partes de la cámara 63' y 63" de la bomba de torsión 6, de nuevo tienen una tubería de descarga de junta 62c, tubería de entrada 62a; 62a', 62a" y un conjunto de válvulas 62b, 62b', 62b", las cuales regulan la transferencia de líquido. Ahora, la tubería entrante tiene aberturas para entrada (de líquido) 62a3\ 62a3", las cuales conducen a las partes correspondientes 63' y 63" de la cámara 63. Las aberturas de entrada están equipadas con válvulas de entrada 62b; 62b1' y 62b1", las cuales regulan el flujo de líquido (o de gas) en las partes de la cámara 63' y 63". en la figura 1C se ven las aberturas de entrada 62a3 de la otra parte 63" de la cámara 63 de la bomba de torsión. El líquido es transferido en la cámara de salida 62c; 62c2, que corre dentro de la placa deflectora 65 unida al eje 64, y además al tubo de salida 62c3 mediante la acción de las válvulas de salida 62b2' y 62b" situadas en la boca de las aberturas 62c1' y 62c1" en la placa deflectora. Las válvulas regulan el flujo de líquido (gas) que abandona las partes de la cámara. La figura 1E ilustra cómo el eje 64 y el tubo de salida 62c3 que corre dentro de él, están montados de forma fija sobre la base 5 con un asa68. La estructura 61a del tubo de cámara 61 de la bomba de torsión 6, gira alrededor del eje 64 mientras la placa de onda, que está unida a la estructura, gira. A medida que la placa de onda 2 gira a lo largo de cierto ángulo a alrededor del plano vertical T que corre a través del eje 2, la pared del tubo de cámara 61, que está unida a la placa de onda, gira igualmente alrededor de dicho plano vertical. La capacidad volumétrica de las partes de la cámara 63' y 63" cambia por este medio en que se forma presión negativa en una parte de la cámara, y presión positiva en la otra, el líquido (o el gas) fluye desde la parte de la cámara presurizada a través de la válvula de salida 62b2' o 62b" en la cámara de salida 62c2 situada en el interior de la placa deflectora, y además al tubo de salida 62c3. Al mismo tiempo, en la otra parte de la cámara, se forma presión negativa debido al aumento de capacidad volumétrica, por lo cual fluye agua a través de la abertura de entrada 62a3' o 62a3" mediante la acción de las válvulas de entrada 62b1' o 62b2". El agua que entra desde el tubo de salida 62c3 de la instalación generadora 4 en las figuras 1A - 1E, se puede transformar en aplicaciones apropiadas. Preferiblemente, el agua puede ser transferida a un sistema de tubería de mayor transferencia o principal, que recolecte el agua de varias unidades generadoras y luego transfiera agua desde los tubos principales hacia el punto de aplicación. La combinación de varias unidades de producción se describe posteriormente con la ayuda de la figura 4. el agua puede ser transferida desde los tubos de salida o de transferencia o tubos principales hacia diferentes tipos de depósitos de donde puede ser transferida además para ser usada para riego, agua para beber o para lavar, o, por ejemplo, para piscinas. El agua también se puede usar con el fin de inducir corrientes en otro estanque de agua cerrado o en una parte de un estanque de agua abierto, por ejemplo, para el cultivo de criaturas acuáticas (por ejemplo, mejillones comunes, trucha arco iris, etc.), o de plantas acuáticas (por ejemplo, arroz), para mantener abiertos los puertos, para lo cual se induce una corriente de agua en el fondo de un estanque de agua con el fin de mantener abiertas las rutas de navegación, o para limpiarlas. Otros puntos de aplicación similares, son las cascadas de agua en piscinas, bombeo de aguas cloacales o reciclaje de agua costera contaminada para su limpieza. Si el agua bombeada es conducida primero hasta un acumulador de presión en donde aún la presión de agua se crea, ésta puede ser transferida desde allí, presurizada, a aplicaciones apropiadas, tales como aplicaciones de torrentes de agua ornamentales (fuentes de agua, corrientes y cataratas artificiales), y también se puede usar en sistemas para combatir incendios. Si en lugar de agua, se conduce aire desde la superficie hacia la bomba de torsión 6 usada en la unidad generadora de acuerdo con la figura 1A o 1C por medio de tubos de entrada 62a3, se puede obtener gas presurizado o aire comprimido de la bomba.

Con el fin de producir aire presurizado u otro gas presurizad, se conduce gas hacia las cámaras 63; 63' y 63; 63" por medio de los tubos de entrada, luego se presuriza el gas en dichas cámaras debido al movimiento de la placa deflectora, se conduce a través de los tubos de salida 62c3 en el acumulador, el cual nivela las fluctuaciones de presión del gas, y luego lo conduce hacia el punto de aplicación. Preferiblemente, se conduce el gas en el acumulador desde varias unidades de producción acopladas en serie o en paralelo, por ejemplo, del tipo de unidades generadoras que están caracterizadas en la instalación generadora de la figura 4. El punto de aplicación para el gas puede ser por ejemplo, una piscina para peces/vegetales, vía acuática cuyo nivel de oxígeno está siendo mejorado por la aireación y medios neumáticos usados generalmente en la industria. El aire comprimido también puede usarse en la impregnación presurizada de madera u otros materiales, o puede ser usada para desarrollar aumentos de presión en máquinas y plantas de energía. Un uso importante del aire presurizado es en el acondicionamiento de aire y/o en ventilación de departamentos, por ejemplo, por medio de unidades de máquinas de aire acondicionado separadas. Si la circulación de agua está conectada a esta unidad, también se puede usar para el enfriamiento o calentamiento del proceso o departamento. El sistema también puede usarse para la separación de gases uno de otro o para la producción de hidrógeno. El sistema también se aplica por sí solo para la separación de sal o de otras sustancias de agua fresca o de agua salada. En las figuras 2A y 2B, se muestran algunas unidades generadoras diseñadas principalmente para la producción de energía, que puede usarse para la recuperación de energía de ondas en lugar de la así llamada placa de onda usada en la figura 1A. En la figura 2A, el eje 22c del rotor 3;3' de la unidad generadora 4 tiene cojinetes para girar en la base 5, la cual a su vez está unida al fondo P. Las alas del rotor 2 están unidas al eje horizontal. Cada ala del rotor 21-25 tiene un brazo 22, el cual tiene una hoja 22b de dos partes, que gira alrededor del brazo 22 en el extremo más exterior, tal como se puede ver, desde el eje vertical 22c. Las partes de cada hoja de dos partes están unidas por bisagras al mismo lado del brazo 22 del ala 2. Las alas 2 del rotor 3; 3' giran con la corriente del flujo de agua sin importar la dirección de la corriente, se forma presión negativa en el lado de flujo de la hoja de dos partes 22, lo que ocasiona que el rotor gire. Esta aplicación del toros es bien apropiada para agua de relativamente poca profundidad. En la figura 2B se presenta a su vez el rotor 3; 3" de una unidad generadora de eje horizontal 4, la cual está instalada en el fondo del mar. Hay varias alas giratorias 2 con espiral alrededor del eje giratorio instalado horizontalmente, de las cuales se muestran en la figura las alas giratorias 2' y 2". El eje rotativo y las alas giratorias 2 están sujetos a los bordes 21; 21' y 21; 21" de sus extremos, cuyos bordes extremos a su vez están sujetos giratoriamente a la base 5. Como una modificación de este modelo de rotor, el eje del rotor también puede fijarse erguido verticalmente. Las unidades generadoras ilustradas en las figuras 2A y 2B generalmente se usan para la producción de energía; la energía del movimiento giratorio del rotor se convierte con un generador conectado al rotor, o bien, el movimiento es transportado mecánicamente a un generador sobre la superficie. Preferiblemente, los rotores están conectados con cableado, de tal forma que hay varios en un arreglo en paralelo o en serie, y se usan para la generación de energía, por ejemplo, en la forma que se presenta en la figura 4. En la figura 4 está ¡lustrada una instalación generadora 1 de agua o de gas, la cual está situada totalmente debajo de la superficie del estanque de agua en el fondo P del estanque de agua en agua intermedia (comparar la figura 3). Las unidades de producción de energía y/o de líquido o de gas en la instalación de producción 1, están colocadas a la profundidad H-h. El movimiento de la masa de agua está en la profundidad H-h en donde las unidades de la instalación de generación han sido instaladas principalmente de manera giratoria, y así los puntos en la masa de agua circulan alrededor de un centro dado. La instalación de producción 1 de la figura 4 consiste en varias unidades de producción que están conectadas en arreglos en serie o en paralelo, en relación una con otra, de tal forma que los arreglos se puedan cambiar de acuerdo con las posibilidades ofrecidas por las circunstancias imperantes.

Las unidades generadoras 4 de una instalación generadora 1 en la figura 4 transforman la energía de ondas en energía cinética y presión de líquido (agua) en una energía de onda utilizando la instalación generadora 1. Las unidades generadoras 4 son, por ejemplo, similares a las de las figuras 1A o 1C, de tal forma que tiene una placa de onda 2, la cual, debido al movimiento de la masa de agua, gira alrededor de su junta de bola en un movimiento giratorio, y la energía cinética de la placa de onda se transforma en energía cinética y presión del líquido por medio de una bomba de torsión (o bomba de pistón). El líquido se transmite desde la unidad de producción primero hacia una tubería de salida 2c en cada unidad generadora y desde la tubería de salida, ya sea directamente hacia una tubería principal general 200 (arreglo en paralelo) desde donde se transporta el líquido hacia el punto de aplicación, o primero hacia la línea de transferencia 20 del líquido, en donde la tubería de salida de varias unidades generadoras está conectada, y des de la línea de transferencia hacia una tubería principal general 200) arreglo en serie) la cual es mayor en diámetro. El diámetro de la línea de transferencia de líquido 20 es en su mayoría aproximadamente el mismo que el diámetro de la tubería de salida 2c de la unidad generadora, por lo cual se puede usar para aumentar el nivel de presión en el líquido. En lugar de la bomba de torsión, también se puede usar otros tipos de bombas para convertir la energía cinética del movimiento giratorio de la masa de agua en energía cinética y presión del líquido.

El líquido presurizado es transferido desde la tubería de salida 2c de cada unidad generadora en arreglo paralelo, directamente a una tubería principal general 200, desde la cual fluye hacia el punto de aplicación. El punto de aplicación también puede ser un generador que produzca energía eléctrica. Como las unidades generadoras están en un arreglo en paralelo, y el líquido es bombeado, la cantidad de líquido bombeado está en aumento mientras la presión permanece constante. Un arreglo en paralelo es apropiado cuando el nivel de presión del líquido que fluye hacia la tubería principal 200 no puede ser aumentado, debido a circunstancias, equipo o materiales, y no se necesita alta presión. Cuando las unidades generadoras están en un arreglo en serie, los tubos de salida de dos o más unidades generadoras, se conectan primero en serie para formar la misa línea de transferencia de líquido 20, y de la línea de transferencia de líquido, se transfiere el líquido al tubo principal 200. El arreglo en serie ofrece la posibilidad de aumentar el nivel de presión de líquido en la tubería principal, cuando se bombea líquido. En el arreglo en serie, el nivel de presión del gas o del líquido aumenta mientras que la cantidad de líquido bombeado es constante. Debido al alto nivel de presión, la disipación en conexión con la cantidad de flujo disminuye. La presión más alta con frecuencia es más fácil de utilizar.

El líquido o gas bombeado desde la instalación generadora es conducido a través del tubo o de los tubos principales, hacia una turbina construida en donde el líquido o el gas activa el generador con la ayuda de la turbina. El líquido o el gas también pueden accionar otras máquinas de trabajo o la salida de presión producida por el líquido o por el gas se pueden utilizar de cualquier otra manera.

La instalación generadora 1 puede ser colocada sobre una o varias bases 50, construidas de acero a prueba de ácidos, que comprende una malla en donde cada cuadrado de la malla tiene un dispositivo de aseguramiento instantáneo y tubería (cableado) para cada unidad generadora. En la figura 4, la tubería de la instalación de producción está integrada con la base en forma de malla 50, la cual está equipada con tubería principal para líquido 200 y líneas de transferencia de líquido 20, junto con tubos de salida 2cque vienen de las unidades generadoras individuales para unirse a la tubería principal. La construcción básica de la base 50 o de la instalación generadora puede ser de concreto o de cualquier otro material para construcción que resista las condiciones del agua en el área en cuestión. Una instalación generadora también puede tener varias bases separadas. La fundación de una base para una unidad generadora sobre el fondo de un área con agua está elaborada de la siguiente forma. Primeramente, asegurar el lugar más apropiado para el equipo de generación sobre el fondo del estanque de agua en área con agua intermedia. Encontrar necesidades de trabajo que ser requieran para la base de acuerdo con el perfil del fondo y con el material que se va a usar, la alternativa más fácil es construir una instalación generadora sobre un fondo rocoso uniforme que tenga un ángulo de declive apropiado. Si el fondo es de arena o de algún otro material suave y tiene una forma fuertemente cambiante, esto puede ocasionar requerimientos de construcción adicionales para asegurar la base o las bases de la instalación generadora. La instalación generadora comprende varias unidades generadoras para la recuperación de energía de ondas (unidades generadoras), las cuales están unidas a la base o bases 50 de la instalación generadora. Las unidades de producción preferiblemente son removibles por separado de la base o bases para mantenimiento y reparación.

Las bases de la instalación generadora están unidas al fondo rocoso por medio de aseguramiento por fondeado con dos anclas al lecho rocoso. En caso de un material de fondo suave, los pilotes se dirigen hacia el fondo por la base. En los fondos de estanques de agua que incluyen varios tipos diferentes de material de fondo, tiene que hacerse un trabajo de construcción adecuado para asegurar las bases.

Anteriormente, hemos presentado solamente algunas aplicaciones de instalaciones generadoras que corresponden a la invención, y para un lector informado técnicamente no hay que decir que la invención se puede realizar en muchas formas alternativas, siguiendo la idea principal de la invención presentada en la reivindicación.

Así, la unidad generadora puede estar unida en la forma descrita anteriormente, ya sea indirectamente al fondo por medio de una base o fundación similar que a su vez, esté acoplada al fondo por medio de fondeado con dos anclas apropiado (compárese la figura 4, por ejemplo), o también puede estar acoplada directamente al fondo del estanque de agua con pestañas de sujeción o similares. La bomba de torsión también puede reemplazarse, por ejemplo, con la bomba de pistón común que se usa en hidráulica, en donde el movimiento giratorio de la masa de agua es transferido mediante la acción de un pistón en la sustancia intermediaria dentro del cilindro del pistón de la bomba.

Un generador también se puede conectar directamente a una o varias unidades de producción, por medio de lo cual puede transferirse energía eléctrica desde el campo de generación por cables eléctricos.

Cuando se usa líquido o gas para accionar una turbina, el tipo de electricidad preferido puede producirse por uso directo o por suministro hacia la red.

La instalación generadora también se puede usar directamente, para generar corriente directa o alterna. El uso de electricidad o el suministro adicional a la red eléctrica requiere algún procesamiento. Debido a la acción cíclica de una unidad de energía de ondas, la electricidad generada es más o menos pulsante y difusa, también cuando se usa para electricidad de corriente directa. La uniformidad de la generación de electricidad se puede mejorar con una rueda estabilizadora que es accionada por una o varias unidades generadoras. Cuando se está procesando electricidad de corriente alterna para su uso directo o para suministro a la red, se cambia el modo de corriente alterna a modo de corriente continua, y después de esto se cambia de nuevo a corriente alterna para el suministro adicional en la red. Cuando se está procesando electricidad de corriente continua para su uso directo o para suministro a la red, la electricidad de corriente directa primero se ordena a través de un método de corriente directa y luego se cambia a corriente alterna para ser suministrada a la red. En pequeña escala, la electricidad para el uso puede ser almacenada en acumuladores para uso local, por medio de lo cual la electricidad de corriente alterna se cambia en corriente continua, y la corriente continua se limpia y se ajusta para los acumuladores.

Claims (10)

REIVINDICACIONES

1. Una instalación generadora (1) para utilizar energía de ondas, en cuya instalación generadora hay dos o más unidades generadoras (4) y la masa de agua (V) del estanque de agua está adaptada para activar las unidades generadoras (4) o sus partes localizadas en el fondo (P) del estanque de agua o en vecindad cercana, y el equipo de transferencia de la energía de las unidades generadoras (4) o de la sustancia intermediaria está conectado en serie o en paralelo en relación uno con el otro. caracterizada porque - las unidades generadoras (4) se usan para transformar la energía cinética de la masa de agua en alguna otra forma de energía, tal como energía eléctrica y/o energía cinética y/o presión del agente intermediario, - las unidades generadoras (4) están acopladas directa o indirectamente al fondo del estanque de agua en la región de agua intermedia (B) (en el área b de la figura 3) Las unidades generadoras (4) están totalmente sumergidas bajo la superficie del agua.

2. Una instalación generadora (1) como la que se define en la reivindicación 1, caracterizada además porque la instalación generadora está unida pro medio de una o más bases (50) al fondo del estanque de agua (P).

3. Una instalación generadora (1) como la que se define en la reivindicación 2, caracterizada además porque alguna parte de todo el equipo de transferencia (2c, 20, 200) de la energía o sustancia intermediaria de la instalación generadora (1) está unida de forma inmóvil a las bases (50).

4. Una instalación generadora (1) como la que se define en las reivindicaciones 2 a 3, caracterizada además porque las bases (50) tienen el equipo de sujeción (68) listo para que las unidades generadoras (4) se acoplen a ellas.

5. Una instalación generadora (1) como la que se define en cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizada además porque la energía que proviene del movimiento de vaivén de un cuerpo similar a una placa (2) o su parte en las unidades generadoras (4) de una instalación generadora (1) puede ser transformada en energía cinética y/o en presión de la sustancia intermediaria por medio de un pistón o de una bomba de torsión (6) conectada funcionalmente a la placa.

6. Una instalación de producción (1) tal como se define en la reivindicación 5, caracterizada además porque el líquido o sustancia intermediaria gaseiforme puede ser bombeado presurizado por un pistón o bomba de torsión (6) hasta encima de la superficie del agua o hasta alguna otra parte del estanque de agua, en donde se puede usar, por ejemplo, para la producción de aire comprimido, o de gases, para crear presión de impulso, para fuentes de agua ornamentales, para impregnación de madera, para aireación de piscinas, o para separación de sustancias gaseiformes, o puede ser usada para producir corrientes de la sustancia líquida intermediaria, necesarias, por ejemplo, para el cultivo de criaturas marinas y plantas acuáticas, o para la ventilación o calefacción y o enfriamiento de recintos, o usada, por ejemplo, en sistemas de irrigación, cascadas de agua o sistemas para combate de incendios.

7. Una instalación generadora (1) tal como se define en las reivindicaciones 1 a 4, caracterizada además porque las unidades de producción (4) se pueden usar para transformar la energía cinética de la masa de agua en energía eléctrica y la energía eléctrica se puede transferir por medio de alambres o cables en el punto de aplicación.

8. Una instalación generadora (1) tal como se define en la reivindicación 7, caracterizada además porque el punto de aplicación para la energía eléctrica es una línea eléctrica sobre la superficie del estanque de agua, con la cual la energía eléctrica se puede transferir a algún otro punto de aplicación.

9. Una instalación generadora (1) tal como se define en cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizada además porque las unidades de producción (4) están acopladas al fondo (P) del estanque de agua de manera que esté totalmente localizada a una profundidad en donde el movimiento de la masa de agua sea sustancialmente de vaivén o elíptico.

10. Una instalación generadora (1) tal como se define en cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizada además porque las unidades generadoras (4) están acopladas al fondo (P) del estanque de agua a una profundidad mayor que la línea de rompimiento de la onda, aproximadamente en un área en donde la proporción de la profundidad del estanque de agua H con respecto a la longitud de onda L, está en la escala de 1/20 hasta 1/2.