WO2008020106A1 - Turbina movida por las olas marinas - Google Patents

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WO2008020106A1
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wave
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Ignacio Jauregui Garmendia
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Ignacio Jauregui Garmendia
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    • Y02E10/30—Energy from the sea, e.g. using wave energy or salinity gradient

Definitions

  • the present invention relates to a turbine driven by sea waves, which provides essential novelty characteristics and notable advantages over known means and used for the same purposes in the current state of the art.
  • the invention proposes the development of a turbine specially designed for installation in certain marine positions, with a view to the use of the kinetic energy associated with the movement of the marine waves, and its transformation into rotary movement that can be used to move one or more electric generators and thus achieve the production of electrical energy.
  • the turbine can adopt configurations of variable dimensions and design, or even be conceived as an independent module capable of coupling with others of equal characteristics for the formation of an installation of predetermined size and power.
  • the development of an improved design and construction form of the turbine of the invention is also proposed, in relation both to the conception of the ramps against which the marine wave affects and to the conditions in those that the incident wave travels on the surface of the floating platform divided into two portions and accompanied by a wave of air created by the assembly itself, together with an anchoring system of the platform assembly specially designed to guarantee optimum maintenance of The stability of the platform, without unwanted displacements, regardless of the type of waves that hit the platform at any time.
  • the field of application of the invention is comprised within the alternative energy sector, in particular the manufacturing and installation of devices and systems for the use of the kinetic energy of sea waves.
  • the body or floating platform is anchored in its position, and it presents by means of the front part means of breaking the incident wave, these means being constituted by a double ramp, of which a first ramp, of lower positioning, has been fixed to the upper leading edge of said body or platform, with a predetermined downward inclination, and a second ramp has been articulated to the leading edge of the first, this second ramp being variable positioning by an element of the type of a jack or a spindle, extended between both ramps.
  • the present invention has been proposed as the main objective the construction of a new turbine for use and transformation of the kinetic energy of the sea waves, constructed from the experiments and tests carried out on the previous turbine, in order to achieve a substantially improved model with respect to the previous embodiment, which allows a more rational use of the energy associated with the incident waves.
  • This objective has been fully achieved by means of the turbine to be described in the following, whose main characteristics are included in the characterizing portion of the attached claim 1.
  • the turbine proposed by the invention takes as its starting point the construction of a parallelepiped body or drawer constituting the floating platform.
  • the platform consists of two bodies: in the upper one there would be located the electric generators prepared to produce electric energy when they are conveniently operated by the turbines and a lower body of variable dimensions, which would be formed by compartments occupied by air or water, operated by giant pistons which would allow the entry of air or water according to the need to maintain constant stability and the ideal waterline of the platform, which would be located approximately between half a meter and one meter.
  • This box or floating platform presents on the part facing the wave, a positioning skirt inclined forward with respect to the vertical of the platform, while the other three sides that compose it are a continuation of the verticality thereof.
  • This platform also has a double ramp articulated at its front or front by its front edge.
  • the first ramp which occupies the lower position and is supported on the skirt at its lower edge by means of spindles or pivots, while at its upper edge it joins the upper front edge of the platform, its fixed position being.
  • Its plane is a grid that allows the passage of the wave.
  • the second ramp located on the first and articulated to the leading edge of the latter, constitutes a variable plane for confronting the incident wave, for the purpose of breaking it.
  • the variation of the position of the second ramp with respect to the first fixed is carried out with the help of hydraulic type elements, located at the end of the platform near the ramp, which allow the opening or closing oscillation by controlling it by computer means .
  • the turbine installations are placed with their helical configuration axes, supported by supporting elements.
  • the rotary movement of the turbines caused by the kinetic movement of the waves is transmitted to the upper body of the platform where the generators are located.
  • Each axis or turbine is protected in its upper part by means of a forming element, generally semi-cylindrical, that provides individual coverage to each turbine avoiding the direct impact of the part of the wave that could fall, after ascending the second ramp , about the turbines. In this way, without stopping the momentum of the wave, it would continue its journey through the platform and spinning the turbines.
  • the positioning of the turbine axes is oblique in relation to the direction of the incident wave, forcing the latter to progressively progress along each turbine, thereby favoring the progressive use of the wave in its trajectory on the platform.
  • the turbine assembly can be designed so that it constitutes an individual module with very variable sizes, or even with the particularity that several independent modules can be grouped together to constitute an installation of larger dimensions or 5 can also be grouped in a staggered way for greater use.
  • the manufacturing materials of the various components will be of a nature such that they are not subject to the action of the oxidation and Ia, and that at the same time they are sufficiently resistant to withstand the important efforts to which they will be subjected. during the useful operational life of the installation.
  • the arrangement of the anchoring columns allows the installation to optionally include a structure of solar panels directly supported on said columns, for obtaining electrical energy by this system during the time when the swell is reduced or non-existent .
  • Figure 1 shows an overview of the platform where: A Floating platform
  • Figure 2 is a perspective view of the turbine, where
  • Figure 3 is a schematic representation of a module of air and water chambers.
  • Figure 4 is a representation of several independent platforms grouped in stages.
  • Figure 5 is a schematic representation of a giant stepped platform.
  • Figure 6 shows a schematic view of an improved turbine installation moved by sea waves, according to a second embodiment of the invention, at the time of the arrival of an incident wave.
  • Figure 7 is a schematic view similar to Figure 6, with the incident wave impacting on the skirt of the platform and divided into two parts, exerting a pushing action on the plunger of the intermediate compartment.
  • Figure 8 is a schematic view coinciding with Figure 7, but in a condition in which the incident wave is exceeding the area of the ramps, and the plunger of the intermediate compartment is returning to its initial position creating the "wave" of air.
  • Figure 9 is a schematic view, in perspective from above, of an example of a four-module marine installation, in accordance with this second embodiment, for harnessing the energy of the incident waves.
  • FIG. 1 of the drawings a schematic representation can be seen, in perspective, of a turbine module constructed in accordance with the invention, built around a floating body A with the general configuration of a box whose interior consists of various compartments.
  • the middle compartment 2 is a water and air chamber composed, in turn, of various compartments.
  • a bi-directional plunger 12 At the ends of each compartment there is a bi-directional plunger 12 at whose upper end a groove 13 is incorporated through which both water and air spaces communicate.
  • This floating platform A has a skirt 3 facing the wave, positioned forwardly inclined with respect to the vertical of the platform, while the other three sides that compose it are a continuation of the verticality of the platform, being The length of the skirt variable in depth depending on the underwater movement that accompanies the wave, to avoid underwater currents that could destabilize the platform to a greater or lesser degree.
  • the front part that constitutes an inclined plane can raise the incident wave when it is of an unimportant size or the lower portion of a wave when it is of a more important magnitude.
  • Two ramps, 7 and 8 are placed on said skirt, of which a first lower positioning ramp 7, constituted by a grid, is fixed to the upper leading edge of the platform A leaning on the skirt 3 in its lower part, so that it does not present opposition to the passage of the wave, and its position is fixed.
  • the platform 1 is extended in depth with a third compartment 15 considered as a basement of the platform and that would be located below the second compartment 2.
  • the purpose of this compartment 15, of varying dimensions, is to be a large potential air chamber before the possible circumstance of the existence of giant waves or raised sea. Its fundamental mission is to maintain at all times, and in constant relationship with the second compartment, the stability and the waterline of the platform. Its operation would be similar or similar to the mechanisms of the second compartment.
  • an important feature of the invention resides in the provision of the two ramps, 7 and 8, which have been mentioned in the preceding position in relation to the front part of the floating body or platform A, that is, positioned above the area of the skirt 3, as shown in Figure 1 that is being described.
  • Both ramps which have been indicated with numerical references 7 and 8, are adjustable in relation to said skirt 3.
  • the first ramp 7, that is, the one that occupies a lower position is supported on the skirt 3, in its lower part by jacks or pivots, while the upper front edge of said ramp 7 joins the upper front edge of the body A, its fixed position.
  • the second ramp 8, that is, the one that occupies the upper position, is articulated in relation to the lower 7 by the adjacent front edges of both.
  • the opening position of the upper ramp 8 is regulated by hydraulic systems
  • the invention presents the particularity that the ramp 7 has been constructed with a grid configuration.
  • a wave that strikes the front part of the module will go up the inclined plane of the skirt 3 and will pass through the grid of the ramp 7, with hardly any opposition from it. , to reach the positions of the turbine elements 5 located in the upper part of the platform A.
  • the wave is of great magnitude or size, when hitting ramps 7 and 8, it will be divided into two parts.
  • each of the helical shafts 10 is covered in its upper part by means of a shaper 4, with a semi-cylindrical shape.
  • the function of the shapers 4, as already stated, is to protect the turbines 5 from the impact of the waves.
  • Figure 2 shows a turbine 5 with its axis 10, supports 6 and tabs or fillets 11.
  • Figure 5 shows a single giant platform A in a staggered manner.
  • the illustration of the turbine elements 4 appears positioned keeping a certain inclination with respect to the geometric axis of the platform A.
  • FIG 4 an installation of multiple modules or platforms A is shown in schematic form, grouped together stepwise on whose surfaces multiple turbines 5 are observed following oblique directions with respect to the approximation of the wave and the geometric axis of the platforms.
  • the floating platform A extends in depth with another compartment 2, which is actually a large air chamber. Its mission is to maintain at all times the stability and the waterline of the platform A.
  • the compartment 2 is in turn divided into other compartments that are filled with air and water approximately in equal proportion.
  • the piston 12 either on one side or the other, the air that is located above the water would move in one direction or another by accumulating more or less air or water in each space.
  • These pistons 12 would be mobilized electromagnetically and informatically to maintain the ideal waterline of the platform. In special cases of great weight to be supported by the platform, the water of the compartments could be partially or totally replaced by the air by means of powerful injectors.
  • the floating platform is extended in depth with a third compartment considered as the basement of the platform and which would be located under the second compartment.
  • the purpose of this compartment is to be a large potential air chamber in the face of the possible circumstance of the existence of giant waves or raised sea. Its fundamental mission is to maintain at all times, and in constant relationship with the second distribution, the stability and the waterline of the platform. Its operation would be similar or similar to the second compartment.
  • FIG. 6 of the drawings a schematic representation in side elevation of the support platform of the turbines generating the movement by The pushing action of the incident waves, for transmission to electric generators (not shown) which, as mentioned, are housed in a compartment 1 of the upper platform.
  • the intermediate compartment 2 constitutes a chamber which, as in the first embodiment, is intended to contain water and air, the piston 12 being incorporated in said compartment and connected to hydraulic arms 16, while the lower compartment 15 also consists , as in the previous embodiment, in a large chamber to contain air and water, with a view to the stability of the assembly.
  • the platform On the side facing the arrival of wave 17, the platform has a skirt 3, above which a first ramp 7 is located that is articulated to the upper edge of the platform by its innermost end, while the most extreme Externally, it is also articulated to a second ramp 8, with an upwardly inclined positioning with respect to the first one as it advances towards the platform, and which continues along the inner edge with a third ramp 18 with a downwardly inclined positioning towards the platform, with a hydraulic arm 19 support and support of the second ramp in the vicinity of the joining edge to said third ramp 18.
  • the opening angle of ramps 7 and 8 is always variable in reference to the force and wingspan of the wave itself.
  • the turbines as described, are supported by supports 6, and are covered superiorly by means of protective shapers 4 against the fall or the sudden impact of the marine wave on them, so that they are only actuated by the displacement of the wave along the surface of the platform.
  • the ramp 7 is constituted by a grid so that it practically does not oppose any resistance to the passage of the wave portion 17 that ascends through the skirt 3 in its path towards the position of the turbines located on the upper surface of the platform.
  • the third ramp 18 is arranged so that it extends above the first turbine and its associated shaper 4, preventing the wave, with greater impact capacity at the time of reaching the platform, from directly hitting said turbine, as will be seen later with reference to Figure 7.
  • the third ramp 18 rests on a support 20 emerging from the surface of the platform, and which has been provided for this purpose.
  • the piston 12 is located in the initial position of its travel, since there is no force that drives it inwards.
  • the incident action of the wave portion 17 "causes a thrust on the ramp 8 and this in turn displaces the piston 12 by means of the hydraulic arms 16, being displaced in the direction indicated by the arrow, so that it presses on the portion of water 2a, and the air contained in the compartment becomes a rear or proximal position, then when the Ia has ceased pushing action of the wave because it has exceeded the area of the skirt 3, as indicated in Figure 8, in which both portions 17 ', 17 “of the incident wave will meet again after respectively exceeding the first turbine and the third ramp 18, the piston 12 stops being pushed by the incident wave and returns to its initial position, as indicated by the arrow contained therein, displacing the air to form an "air wave” that accompanies the water wave in its path, collaborating effectively to maintain the stability and buoyancy of the platform.
  • Figure 9 is a schematic representation of an example of a platform for turbines driven by marine waves composed of four modules attached, and longitudinally displaced for a progressive attack of the incident wave .
  • the example of realization of four modules constitutes only a preferred form of construction, but in no case should it be understood as limiting, since the number of modules may be any other depending on the particular needs of each concrete installation
  • both ramps 8, 18 have high formations 22a, 22b on both lateral edges, by way of grooves or in a tubular shape to help guide the portion of the wave that rises thereto towards the shapers 4 and the associated turbines located immediately behind the ramps and which, as said throughout the present description, are positioned obliquely with respect to the longitudinal axis of the platform so that the attack of the incident wave is Produce progressively and in no case abruptly.
  • the platform has been provided with an access area that appears in the drawing by means of an elevated block indicated with the numerical reference 23.
  • a first external staircase (not visible in Ia Figure)
  • a second staircase (not visible in the Figure)
  • the anchoring of the assembly has been substantially improved by the formation of concrete columns 24 that pass through cavities or holes made for this purpose on the sides and in
  • the anchor has a reinforced concrete installation on an underwater base formed in rocky ground, from which the columns 24 emerge, being able to optionally have a floor 25 that rests on the seabed.
  • columns 24 constitute both support elements specially indicated for other additional or complementary functions.
  • a structure composed of solar panels (not shown) for power generation electric from sunlight which will be subject to the upper ends of said columns 24.

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Abstract

Se describe una turbina destinada a aprovechar la energía cinética de las olas del mar, para su transformación en movimiento de giro mediante elementos de turbina dispuestos sobre la superficie de una plataforma, que encierra en su interior uno o más generadores de energía eléctrica, anclada en la posición operativa y cuya estabilidad está en función de un compartimiento a su vez subdividido en otros llenos de agua o aire. La plataforma presenta un faldón frontal de superficie inclinada, sobre el que se sitúa un par de rampas articuladas respectivamente al borde superior frontal del cuerpo flotante y entre sí, estando la posición relativa de estas rampas controlada por medio de elementos posicionadores regulados electrónica e informáticamente. Las turbinas consisten en ejes helicoidales que están dispuestos en relación de oblicuidad respecto al eje longitudinal del cuerpo, apoyados sobre soportes, y protegidos superiormente por conformadores. En una versión alternativa, el conjunto incluye una tercera rampa situada a continuación de, y unida a, la segunda rampa, que pasa por encima del conformador de la primera turbina y que apoya su extremo interno en un soporte emergente desde la superficie de la plataforma.

Description

"TURBINA MOVIDA POR LAS OLAS MARINAS"
DESCRIPCIÓN Objeto de Ia Invención
La presente invención se refiere a una turbina impulsada por las olas marinas, que aporta esenciales características de novedad y notables ventajas con respecto a los medios conocidos y utilizados para los mismos fines en el estado actual de Ia técnica.
Más en particular, Ia invención propone el desarrollo de una turbina especialmente diseñada para su instalación en determinadas posiciones marinas, con vistas al aprovechamiento de Ia energía cinética asociada al movimiento de las olas marinas, y su transformación en movimiento rotatorio susceptible de ser aprovechado para mover uno o más generadores eléctricos y lograr así Ia producción de energía eléctrica. La turbina puede adoptar configuraciones de dimensiones y diseño variables, o incluso ser concebida a modo de módulo independiente susceptible de acoplamiento con otros de iguales características para Ia formación de una instalación de tamaño y potencia predeterminados.
De acuerdo con otro objeto de Ia invención, se propone igualmente el desarrollo de una forma de diseño y construcción mejorada de Ia turbina de Ia invención, en relación tanto con Ia concepción de las rampas contra las que incide Ia ola marina como con las condiciones en las que Ia ola incidente se desplaza sobre Ia superficie de Ia plataforma flotante dividida en dos porciones y acompañada por una ola de aire creada por el propio conjunto, junto con un sistema de anclaje del conjunto de Ia plataforma especialmente concebido para garantizar un mantenimiento óptimo de Ia estabilidad de Ia plataforma, sin desplazamientos indeseados, con independencia del tipo de olas que en cada momento lleguen a golpear a Ia plataforma.
El campo de aplicación de Ia invención se encuentra comprendido dentro del sector de las energías alternativas, en particular al de fabricación e instalación de dispositivos y sistemas para el aprovechamiento de Ia energía cinética de las olas marinas. Antecedentes y Sumario de Ia Invención
Es conocido por todos el creciente incremento del consumo de energía a nivel mundial. Desde hace ya un buen número de años se está concediendo una enorme importancia al uso de las energías alternativas con vistas a una sustitución paulatina de Ia utilización de los recursos naturales cada día más reducidos como consecuencia del consumo que se hace de los mismos, tanto por parte de los países industrializados como por aquellos otros en vías de desarrollo, pero que día a día van incrementando su capacidad productiva. Las reservas de petróleo y de otros recursos energéticos tradicionales ven cada vez más reducidas sus existencias previéndose, para algunos de ellos, una posibilidad de agotamiento que según algunas estimaciones puede llegar a producirse en sólo una cincuentena de años o incluso menos. Es por ello que se hace necesario desarrollar otras fuentes alternativas de energía, más duraderas y menos contaminantes, que ayuden a paliar al menos en parte las necesidades de consumo, que sean menos contaminantes y cuyo desarrollo progresivo permita prever una sustitución completa o casi completa de las fuentes naturales tras un número de años. En este sentido, se conoce en Ia actualidad un buen número de instalaciones para aprovechamiento de Ia energía solar o de Ia energía eólica, mediante las que se generan unas cantidades de energía que ahora son importantes, con un aprovechamiento directo a través de Ia red eléctrica o de otras redes de distribución alternativas.
Sin embargo, aunque Ia evolución ha sido continua e importante en los sectores eólico y solar, no ha ocurrido Io mismo en el aprovechamiento de Ia energía generada por las olas marinas, Ia cual, al igual que el sol o el viento, constituye una fuente inagotable digna de ser tomada en consideración.
A pesar de este menor desarrollo de Ia energía marina, se conocen ya desde hace años algunas instalaciones mediante las que se ha conseguido aprovechar Ia energía cinética de las olas para su transformación en energía mecánica que pueda ser finalmente aprovechada para Ia generación de energía eléctrica. En ese sentido, cabe señalar Ia existencia del documento de Patente Española núm. 437.598 de doce de mayo 1975, de Ia que es titular el mismo solicitante, en el que se proponía ya una instalación que constituye Ia base de diseño de Ia turbina que va a ser objeto de descripción en Io que sigue. La turbina del documento anterior, fue construida a partir de un cuerpo constitutivo de una plataforma flotante, de forma general paralelepipédica, desde cuya base superior emergen un par de soportes verticales entre los que se extiende un eje portador de paletas que en conjunto constituyen una turbina susceptible de ser accionada por las olas que inciden sobre Ia misma. El cuerpo o plataforma flotante se encuentra anclado en su posición, y presenta por Ia parte delantera medios de rotura de Ia ola incidente, estando estos medios constituidos por una doble rampa, de las que una primera rampa, de posicionamiento inferior, se ha fijado al borde superior delantero del mencionado cuerpo o plataforma, con una inclinación descendente predeterminada, y una segunda rampa se ha articulado al borde delantero de Ia primera, siendo esta segunda rampa de posicionamiento variable mediante un elemento del tipo de un gato o un husillo, extendido entre ambas rampas.
De acuerdo con esta exposición de Ia turbina descrita en el documento anterior, Ia presente invención se ha propuesto como objetivo principal Ia construcción de una nueva turbina para aprovechamiento y transformación de Ia energía cinética de las olas marinas, construida a partir de los experimentos y ensayos llevados a cabo sobre Ia turbina anterior, a efectos de alcanzar un modelo sustancialmente mejorado respecto a Ia realización anterior, que permita un aprovechamiento más racional de Ia energía asociada a las olas incidentes. Este objetivo ha sido plenamente alcanzado mediante Ia turbina que se va a describir en Io que sigue, cuyas características principales aparecen recogidas en Ia porción caracterizadora de Ia reivindicación 1 anexa.
En esencia, Ia turbina propuesta por Ia invención toma como punto de partida Ia construcción de un cuerpo o cajón paralelepípedo constitutivo de Ia plataforma flotante. La plataforma consta de dos cuerpos: en el superior estarían situados los generadores eléctricos preparados para producir energía eléctrica cuando son accionados convenientemente por las turbinas y un cuerpo inferior de dimensiones variables, que estaría conformado por compartimentos ocupados por aire o agua, accionados por émbolos gigantes que permitirían Ia entrada de aire o de agua según Ia necesidad de mantener constante Ia estabilidad y Ia línea de flotación idónea de Ia plataforma, que estaría situada aproximadamente entre medio metro y un metro.
Esta caja o plataforma flotante presenta por Ia parte enfrentada a Ia ola, un faldón de posicionamiento inclinado hacia delante con respecto a Ia vertical de Ia plataforma, mientras que los otros tres lados que Io componen son una continuación de Ia verticalidad de Ia misma. Esta plataforma presenta también en su parte frontal o delantera una doble rampa articulada entre sí por su borde delantero.
La primera rampa, que ocupa Ia posición inferior y está apoyada sobre el faldón en su borde inferior mediante husillos o pivotes, mientras que en su borde superior se une al borde superior frontal de Ia plataforma, siendo su posición fija. Su plano es una rejilla que permite el paso de Ia ola.
La segunda rampa, situada sobre Ia primera y articulada al borde delantero de ésta, constituye un plano variable para su enfrentamiento a Ia ola incidente, a efectos de rompimiento de Ia misma. La variación de Ia posición de Ia segunda rampa con respecto a Ia primera fija, se realiza con ayuda de elementos de tipo hidráulico, situados en el extremo de Ia plataforma próxima a Ia rampa, que permitan Ia oscilación de apertura o cierre controlándola por medios informáticos.
En Ia parte superior de Ia plataforma, están colocadas las instalaciones de las turbinas con sus ejes de configuración helicoidal, apoyados mediante elementos sustentadores. El movimiento rotatorio de las turbinas provocado por el movimiento cinético de las olas es transmitido al cuerpo superior de Ia plataforma donde están situados los generadores.
Cada eje o turbina está protegido en su parte superior por medio de un elemento conformador, de forma general semicilíndrica, que proporciona una cobertura individualizada a cada turbina evitando el impacto directo de Ia parte de Ia ola que pudiera caer, tras ascender por Ia segunda rampa, sobre las turbinas. De esta forma, sin frenar el impulso de Ia ola, ésta continuaría su trayecto atravesando Ia plataforma y haciendo girar las turbinas.
De acuerdo con una forma de realización preferida, el posicionamiento de los ejes de turbina es oblicuo con relación a Ia dirección de ola incidente, obligando a esta última a avanzar progresivamente a Io largo de cada turbina, favoreciendo con ello el aprovechamiento progresivo de Ia ola en su trayectoria sobre Ia plataforma.
Este movimiento de giro es transmitido a los generadores eléctricos encerrados en el interior del espacio de Ia caja o plataforma, de manera que Ia generación de electricidad se realiza ¡n situ, siendo transportada hacia el exterior con Ia ayuda de cables u otro tipo de conductores. También, de acuerdo con Ia invención, el conjunto de turbina puede estar diseñado de modo que constituya un módulo individual con tamaños muy variables, o incluso con Ia particularidad de que varios módulos independientes puedan ser agrupados entre sí para constituir una instalación de mayores dimensiones o 5 pudiendo también ser agrupados de forma escalonada para un mayor aprovechamiento.
Como se comprenderá, los materiales de fabricación de los diversos componentes serán de una naturaleza tal que no estén sometidos a Ia acción de Ia o oxidación, y que a Ia vez sean suficientemente resistentes como para aguantar los importantes esfuerzos a los que van a estar sometidos durante Ia vida operativa útil de Ia instalación.
De acuerdo con una forma de realización alternativa mejorada respecto a Ia 5 que se acaba de describir en Io que antecede, se propone una instalación de turbina para aprovechamiento de Ia energía cinética de las olas marinas en Ia que se incluyen los aspectos fundamentales que se citan a continuación:
a) Se ha previsto Ia incorporación de una tercera rampa que combinada 0 con Ia segunda rampa (o rampa de ascenso) de Ia instalación, permite que Ia caída de Ia parte de ola que asciende por dicha segunda rampa, no se produzca de forma brusca y violenta, sino de forma progresiva y suave para su posterior unión con Ia otra parte de Ia ola que ha ascendido por Ia porción de faldón inclinado de Ia plataforma; 5 b) Tanto Ia segunda rampa como Ia tercera, presentan formaciones acanaladas en sus bordes laterales, de modo que permiten un mejor encauzamiento y direccionamiento del agua hacia Ia posición de las turbinas. Estas formaciones podrían también tener forma entubada para un mejor o control de las olas en situaciones de oleaje extremo;
c) El impulso de Ia ola incidente se aprovecha para mover longitudinalmente un émbolo asociado a cada módulo, incluido en el compartimiento intermedio en el que existe una combinación de agua y aire,5 de modo que con el retroceso del émbolo se origina una "ola" de aire que acompaña a Ia ola de agua, contrarrestando el efecto de desestabilización que esta última podría originar en Ia plataforma; d) Adicionalmente, se ha creado un sistema de anclaje de Ia plataforma obtenido a base de columnas de hormigón emergentes desde un anclaje marino de hormigón, que pasan por orificios de Ia plataforma y que permiten a esta última el movimiento de ascenso/descenso con absoluta fiabilidad y estabilidad, sin posibilidad de movimientos laterales o longitudinales indeseados;
e) Las operaciones de mantenimiento se han simplificado mediante Ia creación de un acceso al interior de Ia plataforma con Ia instalación de una escalera externa y una escalera interna, y
f) Por último, Ia disposición de las columnas de anclaje permite que Ia instalación pueda incluir opcionalmente una estructura de placas solares apoyada directamente sobre dichas columnas, para Ia obtención de energía eléctrica por este sistema durante el tiempo en que el oleaje sea reducido o inexistente.
Como se comprenderá, las mejoras introducidas por Ia presente invención en relación con esta segunda forma de realización comentada, son de especial importancia al aportar soluciones que permiten una mayor capacidad funcional y una mejor estabilidad operativa del conjunto.
Breve Descripción de los Dibujos
Estas y otras características y ventajas de Ia invención, se pondrán más claramente de manifiesto a partir de Ia descripción detallada que sigue de una forma preferida de realización, dada únicamente a título de ejemplo ilustrativo y no limitativo, con referencia a los dibujos que se acompañan, en los que:
La Figura 1 muestra una vista general de Ia plataforma donde: A Plataforma flotante
1 compartimiento superior o de generadores eléctricos
2 compartimiento inferior o regulador posicional 3. faldón
4. conformador
5. turbina 6. soporte turbina
7. rampa inferior de rejilla
8. rampa superior articulada
9. pivotes o soportes verticales de Ia rampa inferior 15. tercer compartimiento o sótano
La Figura 2 es una vista en perspectiva de Ia turbina, en donde
10. eje helicoidal de Ia turbina
11. lengüeta o filete de Ia turbina
La Figura 3 es una representación esquemática de un módulo de cámaras de aire y agua. En donde
12. émbolo
13. ranura del émbolo 14. cámara de aire y agua
La Figura 4 es una representación de varias plataformas independientes agrupadas escalonadamente.
La Figura 5 es una representación esquemática de una plataforma gigante escalonada.
La Figura 6 muestra una vista esquemática de una instalación mejorada de turbina movida por las olas marinas, conforme a una segunda realización de Ia invención, en momento de llegada de una ola incidente.
La Figura 7 es una vista esquemática similar a Ia Figura 6, con Ia ola incidente impactando sobre el faldón de Ia plataforma y dividida en dos partes, ejerciendo una acción de empuje sobre el émbolo del compartimento intermedio.
La Figura 8 es una vista esquemática coincidente con Ia Figura 7, pero en una condición en que Ia ola incidente está rebasando Ia zona de las rampas, y el émbolo del compartimento intermedio está volviendo a su posición inicial creando Ia "ola" de aire.
La Figura 9, por último, es una vista esquematizada, en perspectiva desde arriba, de un ejemplo de instalación marina de cuatro módulos, de acuerdo con esta seguπda forma de realización, para aprovechamiento de Ia energía de las olas incidentes.
Descripción de una Forma de Realización Preferida
Tal y como se ha mencionado en Io que antecede, Ia descripción detallada de Ia forma de realización preferida de Ia invención va a ser llevada a cabo en Io que sigue con Ia ayuda de los dibujos anexos, a través de los cuales se utilizarán las mismas referencias numéricas para designar las partes iguales o semejantes. Así, atendiendo en primer lugar a Ia Figura 1 de los dibujos, se puede apreciar una representación esquematizada, en perspectiva, de un módulo de turbina construido de acuerdo con Ia invención, construido en torno a un cuerpo flotante A con Ia configuración general de una caja cuyo interior se compone de diversos compartimentos. En el compartimiento superior 1 , se alojan generadores eléctricos convencionales (no visibles en Ia figura). El compartimiento medio 2 es una cámara de agua y aire compuesto, a su vez, de diversos compartimentos. En los extremos de cada compartimiento hay un émbolo 12 bidireccional en cuyo extremo superior se incorpora una ranura 13 por Ia que se comunican ambos espacios de agua y aire. En caso de desplazamiento del émbolo, bien de un lado o del otro, el aire que está encima del agua se desplaza en una dirección u otra, acumulándose más o menos aire o agua en cada espacio. Estos émbolos 12 serían movilizados electromagnética e informáticamente parra poder mantener Ia línea de flotación de Ia plataforma A en su punto idóneo. En casos especiales de gran peso a soportar por Ia plataforma A, el agua de los compartimentos podría ser sustituida parcial o totalmente por el aire mediante potentes inyectores.
Esta plataforma flotante A presenta por su parte enfrentada a Ia ola un faldón 3, de posicionamiento inclinado hacia delante con respecto a Ia vertical de Ia plataforma, mientras que los otros tres lados que Io componen son una continuación de Ia verticalidad de Ia plataforma, siendo Ia longitud del faldón variable en profundidad en función del movimiento submarino que acompaña a Ia ola, para evitar así corrientes submarinas que pudieran desestabilizar en mayor o menor grado Ia plataforma. La parte frontal que constituye un plano inclinado puede hacer ascender Ia ola incidente cuando es de un tamaño poco importante o bien Ia porción inferior de una ola cuando es de una magnitud más importante. Sobre dicho faldón se sitúan dos rampas,7 y 8, de las que una primera rampa 7 de posicionamiento inferior, constituida por una rejilla, está fijada al borde delantero superior de Ia plataforma A apoyándose en el faldón 3 en su parte inferior, de forma que no presenta oposición al paso de Ia ola, y su posición es fija.
Por otro lado, Ia plataforma 1 se prolonga en profundidad con un tercer compartimiento 15 considerado como sótano de Ia plataforma y que estaría situado por debajo del segundo compartimiento 2. La finalidad de este compartimiento 15, de dimensiones variables, es Ia de ser una gran cámara de aire potencial ante Ia posible circunstancia de Ia existencia de olas gigantes o mar enarbolada. Su misión fundamental es Ia de mantener en todo momento, y en constante relación con el segundo compartimiento, Ia estabilidad y Ia línea de flotación de Ia plataforma. Su funcionamiento sería similar o parecido a los mecanismos del segundo compartimiento.
De acuerdo con una primera forma de realización preferida de Ia invención, una importante particularidad de Ia misma reside en Ia provisión de las dos rampas, 7 y 8, que se han mencionado en Io que antecede en posición relacionada con Ia parte delantera del cuerpo flotante o plataforma A, es decir, posicionadas por encima de Ia zona del faldón 3, tal y como aparece representado en Ia Figura 1 que se está describiendo. Ambas rampas, que han sido señaladas con las referencias numéricas 7 y 8, son regulables con relación a dicho faldón 3. La primera rampa 7, es decir, Ia que ocupa posición inferior, está apoyada sobre el faldón 3, en su parte inferior mediante gatos o pivotes, mientras que el borde superior frontal de dicha rampa 7, se une con el borde superior frontal del cuerpo A, siendo su posición fija. La segunda rampa 8, es decir, Ia que ocupa posición superior, está relacionada articuladamente con Ia inferior 7 por los bordes delanteros adyacentes de ambas. La posición en apertura de Ia rampa superior 8, está regulada por sistemas hidráulicos
¡nformatizados situados en Ia parte frontal de Ia plataforma A.
Además, Ia invención presenta Ia particularidad de que Ia rampa 7 ha sido construida con una configuración de rejilla. De este modo, cuando el módulo se encuentra situado en posición operativa, una ola que incida sobre Ia parte frontal del módulo, subirá por el plano inclinado del faldón 3 y pasará a través de Ia rejilla de Ia rampa 7, sin apenas oposición de ésta, para alcanzar las posiciones de los elementos de turbina 5 situados en Ia parte superior de Ia plataforma A. Cuando Ia ola sea de gran magnitud o envergadura, al incidir sobre las rampas 7 y 8, se dividirá en dos partes. La parte inferior de Ia ola seguirá Ia trayectoria ya comentada ascendiendo por el plano inclinado del faldón 3 y pasando a través de Ia rejilla de Ia rampa inferior, 7, mientras que Ia parte superior de Ia ola ascenderá por Ia rampa 8 y caerá por gravedad en forma de cascada hacia Ia plataforma A, sobre los protectores o conformadores 4, evitándose de ese modo un impacto directo sobre los elementos de turbina 5, pero siendo aprovechada su cinética en virtud de su recorrido posterior sobre Ia superficie de Ia plataforma. De este modo se produce el rompimiento o división de Ia ola, pero Ia energía que transporta es aprovechada prácticamente en su totalidad.
Desde posiciones enfrentadas a ambos lados de Ia superficie superior de Ia plataforma A, aparecen soportes verticales 6 alineados transversalmente, que constituyen montantes para cada uno de los ejes helicoidales 10 que, extendidos según Ia dirección general diagonal u oblicua transversal, constituyen los elementos de turbina 5. Las lengüetas o filetes 1 1 de estos ejes helicoidales 10, apreciablemente sobresalientes por debajo del conformador 4, presentan una altura y una superficie apropiadas para Ia acción de Ia ola que atraviesa Ia plataforma A. De esta manera existe una cantidad de superficie apropiada para Ia transformación de Ia energía derivada del impacto de Ia ola incidente, en un movimiento de giro de cada uno de los elementos de turbina 5.
La capacidad de giro de dichos ejes 10, está facilitada por Ia incorporación de rodamientos adecuados (no representados), vinculados a estos soportes 6, cuyo movimiento rotatorio es transmitido a los generadores eléctricos situados en el compartimiento superior 1. Según se aprecia en Ia figura 1 , cada uno de los ejes helicoidales 10 está cubierto en su parte superior por medio de un conformador 4, con forma semicilíndrica. La función de los conformadores 4, como ya ha quedado dicho, es Ia de proteger las turbinas 5 del impacto de las olas. En Ia figura 2 se puede apreciar una turbina 5 con su eje 10, soportes 6 y lengüetas o filetes 11.
A través de las Figuras comentadas, se ha podido apreciar Ia disposición de varios elementos de turbina 5 posicionados a Io largo de Ia superficie del cuerpo flotante A. Según se ha dicho, el posicionamiento de los elementos de turbina 5 será oblicuo con respecto al eje geométrico del módulo, de modo que se realice un mejor aprovechamiento del paso de Ia ola y por tanto un rendimiento incrementado al obligar a Ia ola a seguir un recorrido que incluye a Ia totalidad de Ia longitud de cada una de las turbinas. La disposición de las turbinas puede ser apreciada más claramente en Ia representación esquemática de las Figuras 4 y 5, incluidas únicamente a efectos de ilustración del posicionamiento de una multiplicidad de módulos individuales A acoplados lateralmente, y formando un frente común, escalonado, al paso de las olas.
En Ia Figura 5 se representa una única plataforma A gigante en forma escalonada. La ilustración de los elementos de turbina 4 aparece posicionada guardando una cierta inclinación con respecto a eje geométrico de Ia plataforma A.
Por último, en Ia Figura 4 se representa en forma esquematizada una instalación de múltiples módulos o plataformas A, agrupadas entre sí escalonadamente en cuyas superficies se aprecian múltiples turbinas 5 siguiendo direcciones oblicuas con respecto a Ia aproximación de Ia ola y al eje geométrico de las plataformas.
Por otro lado Ia plataforma flotante A se prolonga en profundidad con otro compartimiento 2, que es en realidad una gran cámara de aire. Su misión es mantener en todo momento Ia estabilidad y Ia línea de flotación de Ia plataforma A. El compartimiento 2 está a su vez dividido en otros compartimientos que están llenos de aire y agua aproximadamente en igual proporción. En el extremo de cada compartimiento 2 hay un émbolo bidireccional 12, en cuyo extremo superior existe una ranura 13 por Ia que se comunican ambos espacios. En caso de desplazamiento del émbolo 12 bien de un lado o de otro, el aire que está situado encima del agua se desplazaría en una dirección u otra acumulando más o menos aire o agua en cada espacio. Estos émbolos 12 serían movilizados electromagnética e informáticamente para poder mantener Ia línea de flotación idónea de Ia plataforma. En casos especiales de gran peso a soportar por Ia plataforma, el agua de los compartimentos podría ser sustituida parcial o totalmente por el aire mediante potentes inyectores.
Por otro lado Ia plataforma flotante se prolonga en profundidad con un tercer compartimiento considerado como sótano de Ia plataforma y que estaría situado debajo del segundo compartimiento. La finalidad de este compartimiento, de dimensiones variables, es Ia de ser una gran cámara de aire potencial ante Ia posible circunstancia de Ia existencia de olas gigantes o mar enarbolada. Su misión fundamental es Ia de mantener en todo momento, y en constante relación con el segundo repartimiento, Ia estabilidad y Ia línea de flotación de Ia plataforma. Su funcionamiento sería similar o parecido al segundo compartimiento.
La descripción que antecede ha permitido poner de relieve las características de una instalación de turbina diseñada y construida según una primera forma de realización preferente, prevista para el aprovechamiento de Ia energía cinética inherente al movimiento de las olas marinas, y su transformación en una forma de energía que es aprovechable directamente en el exterior, como es Ia energía eléctrica. Sin embargo, tal y como se ha enunciado en Ia descripción que se ha efectuado, Ia invención ha previsto una segunda forma de realización que mejora incluso algunos aspectos de Ia instalación y que complementa otros, tal y como se va a describir en Io que sigue.
De acuerdo con las características de esta segunda forma de realización, si se atiende en primer lugar a Ia vista de Ia Figura 6 de los dibujos, se puede apreciar una representación esquemática en alzado lateral de Ia plataforma de soporte de las turbinas generadoras del movimiento por Ia acción de empuje de las olas incidentes, para su transmisión a los generadores eléctricos (no representados) que, como se ha dicho, se encuentran alojados en un compartimiento 1 superior de Ia plataforma. El compartimiento intermedio 2 constituye una cámara que, al igual que en Ia primera forma de realización, está destinada a contener agua y aire, encontrándose el émbolo 12 incorporado en dicho compartimiento y unido a brazos hidráulicos 16, mientras que el compartimiento inferior 15 consiste asimismo, como en Ia realización anterior, en una gran cámara para contener aire y agua, con vistas a Ia estabilidad del conjunto. Por Ia parte enfrentada a Ia llegada de Ia ola 17, Ia plataforma presenta un faldón 3, por encima del cual se sitúa una primera rampa 7 que está articulada al borde superior de Ia plataforma por su extremo más interno, mientras que por el extremo más extemo está asimismo articulada a una segunda rampa 8, de posicionamiento inclinado ascendente respecto a Ia primera al avanzar hacia Ia plataforma, y que continúa por el borde interior con una tercera rampa 18 de posicionamiento inclinado descendente hacia Ia plataforma, existiendo un brazo hidráulico 19 de apoyo y soporte de Ia segunda rampa en las proximidades del borde de unión a dicha tercera rampa 18.El ángulo de apertura de las rampas 7 y 8 es variable siempre en referencia a Ia fuerza y envergadura de Ia propia ola. Las turbinas según se ha descrito, están sustentadas por soportes 6, y cubiertas superiormente por medio de conformadores 4 de protección frente a Ia caída o el impacto brusco de Ia ola marina sobre las mismas, de manera que solamente son accionadas por el desplazamiento de Ia ola a Io largo de Ia superficie de Ia plataforma. También, del mismo modo que en relación a Ia primera realización, Ia rampa 7 está constituida por una rejilla de manera que no opone prácticamente resistencia alguna al paso de Ia porción de ola 17 que asciende por el faldón 3 en su recorrido hacia Ia posición de las turbinas situadas en Ia superficie superior de Ia plataforma.
Según se aprecia, Ia tercera rampa 18 está dispuesta de modo que se extiende por encima de Ia primera turbina y de su conformador 4 asociado, impidiendo que Ia ola, con mayor capacidad de impacto en el momento de alcanzar Ia plataforma, golpee directamente contra dicha turbina, como se verá posteriormente con referencia a Ia Figura 7. Por el borde interior, Ia tercera rampa 18 apoya sobre un soporte 20 emergente desde Ia superficie de Ia plataforma, y que ha sido previsto para tal efecto. Por su parte, el émbolo 12 se encuentra situado en Ia posición inicial de su recorrido, dado que no hay ninguna fuerza que Io impulse hacia el interior.
Si se analiza ahora Ia representación que se muestra en Ia Figura 7, se puede apreciar una vista esquemática completamente similar a Ia Figura 6, pero en Ia que dicha plataforma ha sido alcanzada por Ia ola 17 incidente. Según se muestra, cuando dicha ola alcanza Ia posición del faldón 3, Ia presencia de Ia segunda rampa 8 Ia obliga a dividirse en dos partes, referenciadas como porción 17' y porción 17". La primera porción 17' asciende por Ia rampa 8 de manera que, una vez superado el borde de unión de esta última con Ia tercera rampa 18, desciende por Ia superficie de ésta, supera Ia posición de Ia primera turbina, y alcanza Ia segunda turbina y posteriores al moverse sobre Ia superficie de Ia plataforma, transformando su energía cinética en una rotación de las turbinas. De esa manera, se ha evitado el impacto brusco sobre Ia primera turbina, que es Ia más cercana al borde de llegada.
Por su parte, Ia porción 17" que asciende por el faldón 3, pasa a través de Ia primera rampa 7 en virtud de su construcción a modo de rejilla, y alcanza Ia primera turbina ocasionando el movimiento de ésta y siguiendo su recorrido por Ia superficie de Ia plataforma hacia las turbinas situadas por detrás de Ia primera.
Simultáneamente, Ia acción incidente de Ia porción de ola 17"ocasiona un empuje sobre Ia rampa 8 y ésta a su vez desplaza el émbolo 12 por medio de los brazos hidráulicos 16, siendo desplazado en Ia dirección indicada por Ia flecha, de manera que presiona sobre Ia porción de agua 2a, y el aire contenido en el compartimiento pasa a ocupar una posición trasera o proximal. A continuación, cuando ha cesado Ia acción de empuje de Ia ola porque ha superado Ia zona del faldón 3, tal y como aparece indica en Ia Figura 8, en Ia que ambas porciones 17', 17" de Ia ola incidente van a reunirse de nuevo tras superar respectivamente Ia primera turbina y Ia tercera rampa 18, el émbolo 12 deja de ser empujado por Ia ola incidente y retoma a su posición inicial, tal y como indica Ia flecha contenida en su interior, desplazando el aire para formar una "ola de aire" que acompaña a Ia ola de agua en su recorrido, colaborando de manera eficaz al mantenimiento de Ia estabilidad y de Ia flotabilidad de Ia plataforma.
Por Io tanto, con Ia disposición de Ia tercera rampa 18 con Ia que se evita Ia caída en cascada de Ia porción 17" de Ia ola, eliminando con ello Ia caída de Ia ola en cascada sobre las turbinas y sus conformadores 4, combinado con Ia formación de Ia "ola de aire" ocasionada por el émbolo 12 con Ia que se garantiza un incremento de Ia capacidad de estabilidad y ayuda a Ia flotabilidad del conjunto, se logra una funcionalidad sustancialmente mejorada con respecto a las plataformas de Ia técnica anterior.
Si se atiende ahora a Ia representación que aparece en Ia Figura 9 de los dibujos, se pueden apreciar las restantes características incorporadas por las mejoras incorporadas por Ia segunda forma de realización de Ia presente invención, y relativas tanto a los medios de anclaje de Ia plataforma como a Ia provisión de una zona de acceso a efectos de mantenimiento y reparación.
En primer lugar, tal y como se ha mencionado anteriormente, Ia Figura 9 es una representación esquemática de un ejemplo de realización de plataforma para turbinas movidas por las olas marinas compuesta por cuatro módulos adosados, y longitudinalmente desplazados para un ataque progresivo de Ia ola incidente. Por supuesto, se comprenderá que el ejemplo de realización de cuatro módulos constituye solamente una forma de construcción preferida, pero que en ningún caso debe ser entendida como limitativa, puesto que el número de módulos podrá ser cualquier otro en función de las necesidades particulares de cada instalación concreta.
De acuerdo con Ia representación, en cada módulo se aprecia Ia naturaleza de rejilla prevista para Ia primera rampa 7, Ia posición de los postes 21 entre el faldón 3 y Ia segunda rampa 8, y Ia unión en ángulo abierto de Ia tercera rampa 18 con Ia segunda rampa 8 citada. Tal y como se ha adelantado en Ia presente descripción, ambas rampas 8, 18 tienen formaciones 22a, 22b elevadas en ambos bordes laterales, a modo de acanalamientos o en forma tubular para ayudar a guiar Ia porción de ola que asciende por las mismas hacia los conformadores 4 y las turbinas asociadas situadas inmediatamente por detrás de las rampas y que según se ha dicho a Io largo de Ia presente descripción, están posicionados oblicuamente con respecto al eje longitudinal de Ia plataforma con el fin de que el ataque de Ia ola incidente se produzca de manera progresiva y en ningún caso de forma brusca.
De acuerdo con Ia invención, Ia plataforma se ha dotado de una zona de acceso que en el dibujo aparece materializada mediante un bloque elevado señalado con Ia referencia numérica 23. Por Ia parte trasera está prevista Ia instalación de una primera escalera externa (no visible en Ia Figura), con vistas a facilitar Ia subida de un operario encargado de las operaciones de mantenimiento y reparación, y por el interior está prevista Ia instalación de una segunda escalera (no visible en Ia Figura), de manera que el operario pueda descender al interior del compartimiento en el que se encuentran ubicados los generadores eléctricos.
Por otra parte, también de acuerdo con Ia invención, el anclaje del conjunto ha sido sustancialmente mejorado mediante Ia formación de columnas 24 de hormigón que pasan a través de cavidades u orificios realizados al efecto en los laterales y en
Ia porción trasera de Ia plataforma, con respecto a los cuales dicha plataforma puede realizar el ascenso/descenso, según corresponda en función de Ia subida o bajada de las mareas, haciendo dichas columnas las veces de elementos de guiado en el ascenso o descenso, sin que Ia plataforma se vea sometida a desplazamientos o movimientos indeseados tanto laterales como longitudinales de delante atrás o a Ia inversa, garantizando con ello Ia perfecta estabilidad del conjunto, independientemente del tipo y de Ia magnitud de las olas incidentes. El anclaje cuenta con una instalación de hormigón armado sobre una base submarina formada en suelo rocoso, desde Ia que emergen las columnas 24, pudiendo contar opcionalmente con un suelo 25 que apoye sobre el lecho marino.
Como se comprenderá, las columnas 24 constituyen a Ia vez elementos de soporte especialmente indicados para otras funciones adicionales o complementarias. Así, según se ha mencionado en relación con esta segunda forma de realización mejorada de Ia invención, sería posible instalar una estructura compuesta por placas solares (no representada) para Ia generación de energía eléctrica a partir de Ia luz del sol, que en su caso estará sujeta a los extremos superiores de dichas columnas 24.
No se considera necesario hacer más extenso el contenido de esta descripción para que un experto en Ia materia pueda comprender su alcance y las ventajas derivadas de Ia invención, así como desarrollar y llevar a Ia práctica el objeto de Ia misma.
No obstante, debe entenderse que Ia invención ha sido descrita según una realización preferida de Ia misma, por Io que puede ser susceptible de modificaciones sin que ello suponga alteración alguna del fundamento de dicha invención, pudiendo afectar tales modificaciones, en especial, a Ia forma, al tamaño y/o a los materiales de fabricación del conjunto o de sus partes.

Claims

REIVINDICACIONES
1.- Turbina movida por las olas marinas caracterizada por una plataforma flotante (A) que adopta Ia forma general de un cajón paralelepípedo, que consta de una planta de superficie donde están ubicadas las turbinas (5) con sus conformadores (4) y soportes (6) y por tres compartimientos inferiores (1 ), (2) y (15) y que lleva acoplados a sus extremos un faldón (3) que se introduce en profundidad en posición vertical por su lado posterior y ambos laterales, y en su parte frontal en forma de rampa y lleva también acoplado en su parte frontal doble rampa articulada sobre sí misma (7) y (8) y que está anclada al fondo marino de forma convencional.
2 - Turbina movida por las olas marinas según Ia reivindicación anterior, caracterizada por Ia existencia en su superficie de unas turbinas (5) con hélices en forma helicoidal (2) y situadas en posición diagonal a Ia plataforma (A) y a Ia dirección de las olas.
3.- Turbina movida por las olas marinas según Ia reivindicación primera caracterizada por Ia existencia de un compartimiento superior (1) donde van instalados los generadores eléctricos que transforman el movimiento rotatorio de las turbinas (5) en energía eléctrica.
4.- Turbina movida por las olas marinas, según Ia reivindicación primera caracterizada por Ia existencia de un segundo compartimiento (2) conformado a su vez por compartimientos más pequeños (14), en número variable, siendo ocupado su interior por agua y aire en proporciones similares y accionados por émbolos bidireccionales (12), dichos compartimientos disponen en su parte superior de una ranura (13) por Ia que se realiza el trasvase de agua o aire al ser movilizados por el émbolo (12).
5.- Turbina movida por las olas marinas según Ia reivindicación primera, caracterizada por Ia existencia de un tercer compartimiento (15) de dimensiones variables y de características similares al compartimiento (2) destinado a ser una gran cámara de aire potencial que entra en acción para mantener Ia estabilidad y línea de flotación de Ia plataforma (A) ante Ia posible existencia de olas gigantes o mar enarbolada.
6.- Turbina movida por las olas marinas según Ia reivindicación primera caracterizada por Ia existencia de una doble rampa articulada sobre sí misma (7) y (8) en Ia parte frontal de Ia plataforma, en dirección frontal a las olas, siendo Ia primera rampa fija y en rejilla, Ia segunda rampa articulada sobre Ia primera es móvil.
7.- Turbina movida por las olas marinas según Ia reivindicación primera caracterizada por Ia existencia de unos conformadores (4) semicilíndricos situados encima de las turbinas (5) y apoyados sobre unos soportes (6).
8.- Turbina movida por las olas marinas según Ia reivindicación primera caracterizada por Ia existencia de unos soportes (6) de apoyo a los ejes de las turbinas (5) y de los conformadores (4), sirven también de soporte y protección de los engranajes de transmisión mecánica del movimiento rotatorio de las turbinas (5) al compartimiento inferior (2) de los generadores eléctricos.
9.- Turbina movida por las olas marinas según las reivindicaciones anteriores y caracterizada por el tamaño gigante de su plataforma (A) cuya parte frontal es escalonada.
10.- Turbina movida por las olas marinas según las reivindicaciones anteriores y caracterizada por estar constituida por varias plataformas (A) independientes, de menor tamaño, que se acoplan entre sí de forma escalonada.
11- Turbina movida por las olas marinas según Ia reivindicación 1 y caracterizada porque comprende: una tercera rampa (18) situada a continuación de Ia segunda rampa (8) y unida al borde más interior de esta última, extendida en posición descendente hacia el interior de Ia plataforma, por encima de Ia primera turbina y apoyada en el primer conformador (4), sustentada por su extremo más interno mediante un apoyo (20) de soporte emergente de Ia superficie de Ia plataforma; estando el citado émbolo (12) incluido en el compartimiento (2) intermedio, unido a dos brazos (16) hidráulicos de modo que con Ia ola marina (17) incidente, es empujado longitudinalmente hacia el interior del compartimiento (2), ocasionando su desplazamiento y empujando a Ia porción de agua (2a) del interior del compartimiento para desplazar el aire hacia Ia parte proximal, de modo que al cesar Ia acción de Ia ola marina incidente, Ia recuperación de dicho émbolo (12) hacia Ia posición de partida origina Ia creación de una "ola de aire" que acompaña a Ia porción de ola (17") que asciende por el faldón (3), colaborando a Ia característica de estabilidad y flotabilidad del conjunto;
Ia plataforma incorpora un sistema de anclaje que impide cualquier movimiento indeseado lateral o longitudinal de Ia misma, y que comprende un número de columnas (24) de hormigón que emergen desde una base (25) submarina realizada en hormigón armado sobre suelo rocoso, de modo que dichas columnas (24) pasan a través de cavidades u orificios realizados en Ia plataforma, en relación con Ia parte trasera de ambos laterales y con el costado posterior, de manera que se permite el movimiento de ascenso/descenso de Ia plataforma en función de Ia subida o bajada de las mareas, y
Ia plataforma se ha dotado de una construcción (23) para acceso al interior del compartimiento superior (1) donde están ubicados los generadores eléctricos, a efectos de mantenimiento y reparación, que incluye tanto una escalera externa como una escalera interna.
12.- Turbina movida por las olas marinas según Ia reivindicación 11 y caracterizada porque los bordes laterales de Ia segunda rampa (8) y de Ia tercera rampa (18) presentan formaciones (22a, 22b) acanaladas o en forma tubular a Io largo de las rampas, estando dichas formaciones destinadas a un mejor direccionamiento de Ia porción de ola (17'), que asciende por dichas rampas y que se dirige hacia las turbinas y conformadores (4).
13.- Turbina movida por las olas marinas según las reivindicaciones 11 y 12 y caracterizada porque las columnas (24) están diseñadas para soportar cualquier estructura opcional de soporte de placas solares para Ia generación de energía eléctrica.
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Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2019126834A1 (en) 2017-12-19 2019-06-27 Ngo Van Quynch Runner, hydraulic turbine, hydraulic turbine module and the turbine system for generating electricity

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3746875A (en) * 1972-08-04 1973-07-17 J Donatelli Electrical power plant driven by ocean waves and tides
ES437598A1 (es) * 1975-05-12 1977-01-16 Ignacio Jauregui Garmendia Turbina movida por olas marinas.
ES473199A1 (es) * 1978-09-08 1979-04-01 Granda Aspra Alfonso Instalacion para la obtencion de energia electrica mediante aprovechamiento de las mareas, olas y otros caudales de agua
US4843249A (en) * 1988-08-09 1989-06-27 Bussiere Jean L Hydroelectric system
DE19504356A1 (de) * 1995-02-10 1996-08-14 Oejvind Boltz Einrichtung zur Umwandlung der Wellenenergie von Gewässern in elektrische Energie
DE19621650A1 (de) * 1996-05-30 1997-12-04 Jonas Paul Prof Dipl Ing Em Einrichtung zur Umwandlung von Wellenenergie
WO2000071891A1 (en) * 1999-05-26 2000-11-30 U.S. Myriad Technologies Floating wave energy converter

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2324994A1 (de) * 1973-05-15 1974-11-28 Gottfried Weiss Wasserkraftanlage
FR2465098A2 (fr) * 1979-06-11 1981-03-20 Liautaud Jean Dispositif destine a la creation de vagues deferlantes et a l'exploitation de leur energie
JPS5870067A (ja) * 1981-10-22 1983-04-26 Yoshizo Morita 波力発電
FR2548738B3 (fr) * 1983-07-07 1985-12-13 Liautaud Jean Centrale fixe pour recuperation de l'energie de la houle

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3746875A (en) * 1972-08-04 1973-07-17 J Donatelli Electrical power plant driven by ocean waves and tides
ES437598A1 (es) * 1975-05-12 1977-01-16 Ignacio Jauregui Garmendia Turbina movida por olas marinas.
ES473199A1 (es) * 1978-09-08 1979-04-01 Granda Aspra Alfonso Instalacion para la obtencion de energia electrica mediante aprovechamiento de las mareas, olas y otros caudales de agua
US4843249A (en) * 1988-08-09 1989-06-27 Bussiere Jean L Hydroelectric system
DE19504356A1 (de) * 1995-02-10 1996-08-14 Oejvind Boltz Einrichtung zur Umwandlung der Wellenenergie von Gewässern in elektrische Energie
DE19621650A1 (de) * 1996-05-30 1997-12-04 Jonas Paul Prof Dipl Ing Em Einrichtung zur Umwandlung von Wellenenergie
WO2000071891A1 (en) * 1999-05-26 2000-11-30 U.S. Myriad Technologies Floating wave energy converter

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
See also references of EP2053237A4 *

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