PT106272B

PT106272B - Grupo motor-gerador elétrico

Info

Publication number: PT106272B
Application number: PT106272A
Authority: PT
Inventors: Francisco José Marques Da Cruz Rosa
Original assignee: Francisco José Marques Da Cruz Rosa
Priority date: 2012-04-26
Filing date: 2012-04-26
Publication date: 2014-07-15
Also published as: PT106272A

Abstract

O PRESENTE INVENTO REFERE-SE A UMA GRUPO MOTOR-GERADOR ELÉTRICO QUE APROVEITA A FORÇA MOTRIZ DAS ONDAS PARA A PRODUÇÃO DE ENERGIA ELÉTRICA. O GRUPO MOTOR-GERADOR COMPREENDE UMA BOIA (31) LIGADA A UM CILINDRO (26) QUE INTEGRA O MECANISMO DE TRANSMISSÃO/GERAÇÃO COMPOSTO POR UM EIXO TUBULAR (14) ACIONADO POR UMA CORRENTE (35), FAZENDO-O (14) RODAR NUM SENTIDO E NO SEU INVERSO, COM A SUBIDA E DESCIDA DA BOIA (31) POIS QUE UMA DAS SUAS DUAS PONTAS ESTÁ FIXA AO FUNDO, ENQUANTO A OUTRA SUPORTA UM PESO QUE SOBE E DESCE COM O CICLO ASCENDENTE E DESCENDENTE DA ONDA. O EIXO TUBULAR (14) QUE PERFURA O CILINDRO (26) EM DOIS PONTOS DA SUA CONCAVIDADE OCA, ESTÁ, EM CADA TOPO, CONCENTRICAMENTE LIGADO A UM CARRETO DE RODA LIVRE, SENDO QUE NUM DOS TOPOS O CARRETO SE LIGA DIRETAMENTE AO VEIO CENTRAL E NO OUTRO A UM DISPOSITIVO DE PLANETÁRIOS (19,20,21,22,23) INVERSOR DO SENTIDO DA ROTAÇÃO, QUE POR SUA VEZ SE LIGA AO VEIO CENTRAL FAZENDO COM QUE ESTE GIRE SEMPRE NO MESMO SENTIDO, MOVIMENTO TRANSMITIDO AOS DÍNAMOS (1,5,9,11,12).

Description

DESCRI Ο

Grupo Motor-Gerador Elétrico

Área técnica da inven o

Trata-se de aproveitar o movimento oscilatório das ondas, transformando-o em eletricidade.

Tem sido uma tecnologia menos explorada talvez pelo facto das soluções encontradas exigirem elevados investimentos.

Contudo a força de impulsão da água é 00 vezes superior ao do vento, sendo que o mar sem ondas é muito raro.

Trata-se de criar um sistema de transmissão /geração utilizando dois carretos de roda livre que permitem que um dispositivo de planetários inverta um dos sentidos dos movimentos acionados pelas subidas e descidas da onda por uma boia, num movimento de um só sentido transmitido a um número par de dínamos.

Trata-se de uma particularidade inovadora deste invento, utilizando dois tipos de dispositivos (carreto de roda livre e dispositivo de planetários inversor do sentido do movimento) amplamente difundidos no mercado e do conhecimento de qualquer técnico mecânico qualquer que seja o seu grau de ensino, o que torna dispensável qualquer descrição da sua composição - por exemplo qualquer vulgar bicicleta tem no eixo da roda traseira um carreto de roda livre - tal como as descrições do rolamento, do retentor ou da chumaceira, peças que se compram nas mais vulgares lojas do sector metalomecânico, que o inventor organizou de forma a transformar um movimento de vai e vem, num movimento de um só sentido, particularidade indispensável ao funcionamento dos geradores (dínamos), que aliada à simplicidade do conjunto das transmissões faz do invento um Grupo Motor-Gerador de eletricidade bem mais barata que as atualmente conhecidas.

E tado da Técnica

Falamos de um Grupo Motor-Gerador que transforma a força motriz das ondas, em força mecânica, de conceção simples e baixo custo.

Os inventos que têm sido objeto de experimentação colocados no ambiente onde irão funcionar (mar), são unidades de grandes dimensões parecendo exigir enormes economias de escala o que denunciará a sua fraca eficácia.

Nalguns casos são boias, mas com uma transmissão de energia demasiado onerosa exigindo pesados veios e apoios em terra firme fora de água, ou com movimentos oscilatórios entre partes de uma pesada estrutura articulada, aproveitando uma parte reduzida da energia contida na onda. No caso da tecnologia dos painéis oscilatórios afundados o valor do investimento é excessivo para a energia que aproveita, que julgamos inferior ao que o nosso grupo motor-gerador aproveita. Houve anteriores propostas de boias amarradas por correntes ao fundo do mar mas sem resultados que o investimento, do sistema de justificassem simplificada concebemos.

e sem a sofisticação transmissão/geração que índice do elemento da inven o

Anel dentado (20)

Argolas (32) obines (12) de fio de cobre oia (31)

Cabo (36)

Cabos (40)

Carreto de roda livre (37)

Chumaceiras (54)

Cilindro (26) estanque que comporta o transmissor/gerador Corrente (35)

Eixo tubular (14)

Eixo (52)

Eixo (53)

Eixo (23) de ligação das rodas dentadas ao triângulo Transformador (3 ) elétrico Retificador (39) elétrico

Guias (41) íman (5) íman (9)

Disco (1) do indutor Roda (11) do induzido • Ligação direta (17) de um carreto de roda livre ao veio central • Ligação indireta (24) do outro carreto de roda livre ao veio central por via do dispositivo de planetários • Mosquetão (2 ) • Mosquetão (29) • Peso (42) • Rede cilíndrica envolvente (43) fixa no fundo do mar • Roda dentada (25) • Roda dentada Central (22) • Roda dentada (21) • Roda dentada (50) maior • Roda dentada (51) menor • Rolamento (15) de suporte • Rolamentos/Retentores (16) • Triângulo (19) • Veio Central (13) • Indutor (1,5,9) • Induzido (11,12) • Dínamo (1,5,9,11,12)

Expo i o da Inven o presente invento refere-se a um gerador para produzir eletricidade a partir da energia das ondas, cujo funcionamento se baseia na subida e descida de uma boia quando cavalga a onda, movimentos esses seguidos por um cilindro sustentado na boia por um cabo.

Estes movimentos de subida e descida do cilindro são transmitidos a um eixo tubular que perfura e se sustenta no cilindro em dois pontos, fazendo com que esse eixo rode num sentido e no seu inverso, peça essa que aciona o dispositivo de transmissão/geração colocado no interior do cilindro.

meio para essa transformação da subida e descida do cilindro nos movimentos de rotação do eixo tubular é conseguida com o envolvimento deste eixo tubular por uma corrente, cabo ou corda fixada numa ponta ao fundo do mar enquanto a outra ponta sustem um peso que oscila para cima ou para baixo à medida que a porção da corrente, cabo ou corda que sustem o peso, se reduz ou se alonga, conforme a boia sobe ou desce a onda.

A simplicidade do invento torna-o num sério concorrente ao que atualmente é oferecido no mercado, aliás essência do processo de pesquisa que tem como objetivo principal a produção de uma energia limpa e renovável a baixos custos.

presente invento é seguidamente descrito em pormenor, sem caráter limitativo e a titulo exemplificativo, por meio de uma forma de realização preferida, representada nos desenhos anexos, nos quais:

- a fig. 1 é uma representação em perspetiva esquemática e simplificada da concretização da boia (31), do cilindro (26) e da corrente (35), apresentando um corte parcial do cilindro (26) para tornar visível a disposição do mecanismo de transmissão/geração colocado no seu interior; e

- a fig. 2 é uma representação em perspetiva esquemática e simplificada da concretização do interior do cilindro (26) e do seu exterior envolvente; e

- a fig. 3 é uma representação em perspetiva esquemática e simplificada de uma concretização do mecanismo de transmissão/geração - corrente (35),roda dentada (25), eixo tubular (14) ligado a carretos de roda livre (37) nas suas extremidades, rolamentos/retentores (16),ligação direta (17) de um dos carretos de roda livre (37) ao veio central, ligação indireta (24) do outro carreto de roda livre ao veio central por via do dispositivo de planetários, veio central (13), dispositivos de planetários (19,20,21,22,23), dínamos (indutor (1,5,9) e induzido (11,12)) - do transformador (3 ) elétrico e do retificador (39) elétrico; e a fig. 4 é um corte vertical de uma representação esquemática e simplificada de uma concretização do dispositivo de planetários inversores de sentido do movimento de rotação - triângulo (19),anel dentado (20), rodas dentadas (21), eixos (23) de ligação das rodas dentadas ao triângulo, roda dentada central (22) ligada ao veio central (13) -; e a fig. 5 é um corte vertical de uma representação esquemática e simplificada de uma concretização de um grupo motor-gerador que se compõe por uma boia (31) que flutua, ligada a um cilindro (26) que comporta o transmissor/gerador e que se encontra fixo por cabos (40) ao fundo do mar, cilindro (26) esse que sustem uma corrente (35) guiada por guias (41), presa numa das pontas ao fundo do mar e que pendura um peso (42) na outra ponta; e a fig. 6 é um corte vertical de uma representação esquemática e simplificada de uma concretização de uma alternativa de meios de localização, estabilidade e verticalidade de um grupo motor-gerador com recurso a uma rede cilíndrica envolvente (43) fixa ao fundo do mar; e a fig. 7 é um corte vertical de uma representação esquemática e simplificada de uma concretização do dispositivo de planetários inversor de sentido do movimento de rotação, de acordo com o invento; e

- a fig. é a representação em perspetiva esquemática e simplificada de uma concretização do mecanismo de transmissão/geração, de acordo com o invento; e uma representação concretização do (14), veio central

- a fig. 9 é um corte horizontal de esquemática e simplificada de uma mecanismo de transmissão - eixo tubular (13), rolamentos (15) de suporte entre o veio central e o eixo tubular, ligação direta (17) de um carreto de roda livre ao veio central, ligação indireta (24) do outro carreto de roda livre ao veio central por via do dispositivo de planetários (19,20,21,22,23); e

- a fig. 10 é a representação em perspetiva esquemática e simplificada de uma concretização do mecanismo de geração eixo central (13), dispositivos de planetários (19,20,21,22,23) e dínamos compostos pelo indutor (1,5,9) e pelo induzido (11,12); e

- a fig. 11 é uma representação em perspetiva esquemática e simplificada de uma concretização do dispositivo de planetários composto por triângulo (19),anel dentado (20), rodas dentadas (21), eixos (23) de ligação das rodas dentadas ao triângulo, roda dentada central (22); e

- a fig. 12 é uma representação em perspetiva esquemática e simplificada de uma concretização do dispositivo de multiplicação de velocidade (50,51,52,53,54) composto por uma sucessão de rodas dentadas (50) maiores - a primeira destas fixa ao veio central (13) - e rodas dentadas (51) menores fixas a eixos (52,53) apoiados nas faces internas das paredes do cilindro (26) através de chumaceiras (54) .

De cri o da concretiza o preferida

Fazendo referência às figuras, vai ser agora descrita a concretização preferida do invento, em que o grupo motorgerador é constituído por conjuntos de órgãos representados nas ditas figuras, montadas como seguidamente se descreve.

Este invento aproveita a força gerada na subida e na descida da boia (31) pela superfície da onda transmitida pelo deslizar da corrente (35) encaixada na roda dentada (25) que envolve o eixo tubular (14), que transmite, através do veio central (13) concêntrico, ao indutor (1,5,9) um movimento sempre no mesmo sentido, quando em sentido inverso roda o induzido (11,12), de que resulta energia elétrica.

Apesar de se tratar de pequenos movimentos de subida e descida, alguns metros, cuja força motriz transmitida é função da dimensão da boia (31) , resultam num movimento de rotação praticamente continuo, veloz, intenso e sustentado do veio central (13), que se transmite aos dínamos (1,5,9,11,12) .

A corrente (35) que faz rodar a roda dentada (25) está numa das suas duas pontas fixada ao fundo do mar, estendendo-se desde o fundo até ao mecanismo transmissor/gerador integrado no cilindro (26), envolvendo a roda dentada (25), e depois pendurada desde essa roda dentada (25) até á outra ponta que sustenta um peso (42) .

Este peso (42) suspenso contribui para manter o cilindro (26) na posição vertical, no local, sem afundar a boia (31) e sem colar-se ao mesmo cilindro (26).

A movimentação do cilindro (26), para cima e para baixo em função da subida e descida da boia (31) ao cavalgar a onda, por estar ligado à boia (31) através de cabo (36),argolas (32) e mosquetão (2 ,29), provoca o movimento da corrente (35) que por sua vez aciona o eixo tubular (14).

Para aproveitar ambos os sentidos, ascendente e descendente da boia, ao cavalgar a onda, na transmissão entre o eixo tubular (14) e o veio central (13),são colocados nas pontas do eixo tubular (14) carretos de roda livre (37) sendo que um deles se liga diretamente (17) ao veio central (13) e o outro se liga (24) ao dispositivo de planetários (19,20,21,22,23) inversor de sentido, o qual, por sua vez, se liga, através da roda dentada central (22) ao veio central (13), fazendo com que este veio central (13) rode sempre no mesmo sentido.

O dispositivo planetário (19,20,21,22,23) que se liga ao eixo tubular (14) por via da ligação indireta (24), è composto por um anel dentado (20) na face interna, anel dentado (20) esse externo e envolvente de três ou mais rodas dentadas (21) com seus eixos (23) suportados no triângulo (19) comum, engrenadas na roda dentada central (22), por sua vez incrustada concentricamente no veio central (13) a quem transmite o movimento rotativo agora invertido. Para a inversão de sentido ter lugar o referido triângulo (19) tem de estar fixo à face interior do cilindro (26) o que não está representado nos desenhos.

Para melhor aproveitar a força impulsionadora da onda, é colocado, no veio central (13) entre cada dinamo (1.5.9.11.12) e a parede do cilindro (26), um concêntrico sistema de planetários (19,20,21,22,23) que inverte o sentido em que roda o veio (13) , transmitindo-o ao induzido (11.12) , para assim multiplicar a velocidade relativa entre os imanes (5,9) e as bobines (12), pois o indutor (1,5,9) e o induzido (11,12) passam a rodar em sentidos inversos, um relativamente ao outro.

Para multiplicar a velocidade do veio central (13) pode opcionalmente instalar-se entre o veio central (13) e cada dinamo (1,5,9,11,12) um dispositivo de multiplicação de velocidade (50,51,52,53,54) composto por uma sucessão de rodas dentadas (50) maiores - a primeira destas fixa ao veio central (13) - e rodas dentadas (51) menores, fixas aos eixos (52) e (53) apoiados nas faces internas das paredes do cilindro através de chumaceiras (54) ou em alternativa um dispositivo de planetários (19,20,21,22,23) multiplicador de velocidade sem inversão de movimento.

A boia (31) é concebida para extrair do ondulatório a energia motriz, aproximando-se esférica.

movimento da forma cilindro (26) de que detalhadamente descrevemos o seu conteúdo de transmissão/geração, contem ainda um transformador (3 ) elétrico e um retificador (39) elétrico, equipamentos disponíveis no mercado, a partir dos quais se transporta por cabo a eletricidade produzida, para a rede em terra ou para o local de consumo, meio de transporte não representado nos desenhos.

A forma externa e o material do cilindro (26) estanque, são concebidos para simultaneamente conter os acima referidos equipamentos, bem como para minimizar os efeitos das pressões a que estará sujeito, e das agressões próprias da vida e do ambiente marinho.

eixo tubular (14), a roda (25) dentada que o envolve e a corrente (35) fixa ao fundo numa extremidade e sustendo um peso (42) na outra extremidade, estarão imersos na água.

Por se tratar de um corpo estanque, todas as outras peças integradas no cilindro (26) estão protegidas das acima referidas agressões, sendo que os pontos carecidos de meios vedantes se resumem a dois, estanquicidade obtida com recurso aos rolamentos/retentores (16).

A junção da boia com o cilindro faz-se através de argolas (32), cabo (36) e mosquetão (2 ,29), para que os movimentos das duas unidades - boia (31) e cilindro (26) - não se façam em bloco, permitindo assim e em simultâneo a verticalidade do cilindro (26) e a oscilação da boia (31).

Para o bom funcionamento do Grupo Motor-Gerador no seu conjunto foram concebidos meios alternativos que mantêm a localização, a estabilidade e a verticalidade de todo o equipamento, seja por cabos/escoras (40) entre o cilindro (26) (e/ou a boia (31)) e o fundo do mar, seja por rede cilíndrica envolvente (43) fixa ao fundo do mar.

Para evitar que a secção da corrente (35) que sustem o peso se enrole á secção da corrente (35) fixa ao fundo do mar foi concebido um conjunto de guias (41).

LIS OA,19 de Janeiro de 2014

Claims

REIVINDICAÇÕES

1 - Grupo Motor-Gerador Elétrico que aproveita a força motriz da água sobre a forma de onda para produção de energia elétrica, que compreende uma boia (31) que suspende um cilindro (26) estanque, cilindro (26) esse cujo mecanismo interno constituído por um dispositivo de transmissão/geração é acionado por uma corrente (35), por um cabo ou por uma corda, que tem uma das extremidades fixa ao fundo do mar e a outra suspendendo um peso (42) que sobe e desce conforme o movimento ascendente ou descendente do cilindro (26), caracterizado por a corrente (35), cabo ou corda envolver e fazer rodar um eixo tubular (14) num sentido e no seu inverso, conforme a boia sobe ou desce a onda, que transmite a um veio central (13) o movimento num só sentido por recurso à utilização de dois carretos de roda livre (37) que fazem a ligação entre o eixo tubular (14) e o veio central (13) sendo que um dos movimentos é invertido através da interposição de um dispositivo de planetários (19,20,21,22,23), veio central (13) esse onde estão fixos concentricamente dínamos (1,5,9,11,12) em numero par;

e por o veio central (13), o eixo tubular (14) e os eixos de dois rotores dos dínamos serem coaxiais.
2. Grupo Motor-Gerador Elétrico de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por a articulação entre a

-2boia (31) e o cilindro (26) ser composta por argolas (32), cabo (26) e mosquetão (28,29).
3 - Grupo Motor-Gerador Elétrico de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo movimento oscilante de subida e descida do cilindro (26) impulsionado pelo movimento de subida e descida da boia (31) ao cavalgar a onda, apresentando uma concavidade oca na face inferior, cilindro (26) este onde está instalado o dispositivo de transmissão/geração, o transformador (38) elétrico e o retificador (39) elétrico.
4 - Grupo Motor-Gerador Elétrico de acordo com as reivindicações 1 a 3, caracterizado por a conversão dos movimentos de dois sentidos do eixo tubular (14), em movimentos de um só sentido transmitidos ao veio central (13) concêntrico, ser obtida pela interposição dos referidos planetários (19,20,21,22,23) inversor de sentido, colocado entre o veio central (13) e o carreto de roda livre (37) fixo a uma das duas pontas do eixo tubular (14), enquanto a outra ponta do eixo tubular (14) se liga ao veio central (13) sem outra mediação para além do carreto de roda livre (37), carretos que acionam alternadamente o veio central (13).
5 - Grupo Motor-Gerador Elétrico de acordo com as reivindicações 1 a 4 caracterizado por ligar opcionalmente o veio central (13) a um dispositivo de rodas dentadas

-3(50,51,52,53,54) multiplicadoras do movimento através da sucessão alternada de rodas dentadas (50) maiores e rodas dentadas (51) menores ou através do dispositivo de planetários multiplicadores do movimento sem inversão de sentido.
6 - Grupo Motor-Gerador Elétrico de acordo com as reivindicações 1 a 5 caracterizado pelo movimento transmitido a um disco (11) do induzido, suporte das bobines (12), e o seu inverso transmitido à roda (1) do indutor, suporte dos imanes (5,9), pela interposição entre o veio central (13) e os dínamos (1,5,9,11,12) de um dispositivo de planetários (19,20,21,22,23) inversor do movimento transmitido ao indutor (1,5,9).
7 - Grupo Motor-Gerador Elétrico de acordo com as reivindicações 1 a 6 caracterizado por uma roda (1) do indutor onde nas faces interiores se encontram as duas fiadas circulares de imanes (5,9) e por um disco (11) do induzido, concêntrico com a roda (1) do indutor, onde estão incrustadas as bobines (12), ou vice-versa, isto é, as bobines colocadas nas duas faces interiores da roda (1) e os imanes colocados no disco (11).
8 - Grupo Motor-Gerador Elétrico de acordo com as reivindicações 1 a 7 caracterizado por meios que mantêm a localização, a estabilidade e a verticalidade de todo o equipamento, seja por cabos/escoras (40) entre o cilindro

-4(26) (e/ou a boia (31)) e o fundo do mar, seja por rede cilíndrica envolvente (43) fixa ao fundo do mar.