WO2009112598A1 - Mejoras en los sistemas captadores de la energía de las olas del mar - Google Patents

Mejoras en los sistemas captadores de la energía de las olas del mar Download PDF

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WO2009112598A1
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Manuel Muñoz Saiz
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Munoz Saiz Manuel
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    • F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03B—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS
    • F03B13/00—Adaptations of machines or engines for special use; Combinations of machines or engines with driving or driven apparatus; Power stations or aggregates
    • F03B13/12—Adaptations of machines or engines for special use; Combinations of machines or engines with driving or driven apparatus; Power stations or aggregates characterised by using wave or tide energy
    • F03B13/14—Adaptations of machines or engines for special use; Combinations of machines or engines with driving or driven apparatus; Power stations or aggregates characterised by using wave or tide energy using wave energy
    • F03B13/16—Adaptations of machines or engines for special use; Combinations of machines or engines with driving or driven apparatus; Power stations or aggregates characterised by using wave or tide energy using wave energy using the relative movement between a wave-operated member, i.e. a "wom" and another member, i.e. a reaction member or "rem"
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/30—Energy from the sea, e.g. using wave energy or salinity gradient

Definitions

  • FIELD OF THE INVENTION. In alternative energies, which mainly generate electrical energy and use the power of the waves centralized and commercially. STATE OF THE ART.-
  • the current wave energy sensors use spherical and cylindrical floats take advantage of the energy of the waves depending on the volume occupied by these cylinders, they need to be very voluminous and during their operation tend to perforate the waves vertically with which is used deficiently its characteristics, spherical buoys are also used with the same disadvantages, the present invention solves or improves said systems.
  • the improvements in the systems for capturing the energy of the waves of the sea of the invention consists of applying to the sides of cylindrical floats, prismatic, spherical, lenticular, tubular oval section, etc. submerged or semi-submerged that are moored or anchored to the bottom of the sea by means of cables, ropes or chains, fins or horizontal plates.
  • the cylindrical or tubular floats of oval section can be single or multiple, aligned and joined together by means of ball joints or cardan joints, which allow the rotation and relative inclination between each two floats, the system is anchored anchored to the bottom of the sea by floats.
  • cables or chains, between each two elements of the joints are placed hydraulic actuators or hammers moved by the relative movement of the floats in the joints, which pump water under pressure, concentrate it, drive a hydraulic motor and this to a generator, Isolated cables carry the electric current to the coast.
  • the fins are applied horizontally in two of their generatrices or their contour.
  • the fins rest on a large surface or mass of water forcing the floats to follow the undulations of the waves. It can also be considered that they offer great resistance to the vertical movement of the waves, with which the floats are dragged with greater force and greater use, with a very small increase in costs.
  • the fins or horizontal plates have their rounded edges to avoid damage, they can also be curved, or they can be topped by perpendicular plates, with their edges also rounded.
  • the plates are very effective by applying zigzag section. Two or more side plates can also be used.
  • the fins can be removable, usually fastened by bolts or screws. In this way transportation is facilitated.
  • the fins can be hollow to provide flotation complementary to that of the floats, they can also be semi-flexible.
  • the fins are really circular crowns.
  • the stabilization is achieved by flattening the floats, placing the moorings in the lower area of the floats and placing the equipment and fins in the lower area if they are more dense than water and in the upper area if they are of lower density.
  • Cylindrical or tubular floats may have their oval ends.
  • One variant uses lenticular floats without fins and arranged with their plane of horizontal symmetry.
  • the moorings of the floats are made with elastic chains that allow to cushion the inconstant pulls of the waves.
  • the chain can be formed by groups of rings in parallel joined to other groups in series, for example of three in three rings.
  • Figure 1 shows an elevational view, schematically, partially and partially sectioned of the sensor system of the invention.
  • Figure 2 shows a plan view, schematic and partial of the sensor of the invention.
  • Figures 3, 6 and 7 show schematic, partial and partially sectioned views of variants of the system of the invention.
  • Figures 4 and 5 show schematic and plan views of variants of the system.
  • Figure 8 shows a side and schematic view of a variant of the system.
  • Figures 9 to 12 show schematic and sectional views of variants of the system of the invention.
  • the invention shows the spherical float (1), the circular fin (2) and the transmitting cable of the movement (3), used to drive a linear electric generator or an actuator or hydraulic motor.
  • Figure 2 shows the spherical float (1) and the circular fin (2) of the system.
  • Figure 3 shows the cylindrical float (la), the fin (2a) and the motion transmission cable (3). It may have the ends oval or rounded.
  • Figure 4 shows the cylindrical float (la) and the fin (2a). It may have oval ends.
  • Figure 5 shows the cylindrical floats (la), the fins (2a) and the cardan joint (8) that interconnects each cylinder with its adjoining one.
  • Figure 6 shows the cylinder (Ic), the fin with its curved edges (2c) and the movement transmitting rod (5).
  • the assembly can be an electromagnetic system in which the coil is inside the float cylinder (2c) and (5) is a permanent magnet.
  • Figure 7 shows the spherical float (1), the zigzag section fin (2g) and the elastic chain (9).
  • Figure 8 shows the lenticular float (Ib) that can be used with or without fins.
  • Figure 9 shows the lenticular or tubular float of oval section (Id) and the fin (2) with the rounded edge (4).
  • Figure 10 shows the cylinder or sphere (1) and the fin (2d) with perpendicular plates at the edges.
  • Figure 11 shows the cylinder or sphere (1) and the fin (2e) with plates perpendicular and curved at the edges.
  • Figure 12 shows the cylinder or sphere (1) with two fins on each side (2f).

Abstract

Las mejoras en los sistemas captadores de la energía de las olas del mar de la invención, consiste en aplicar a los laterales de los flotadores cilíndricos, prismáticos, esféricos, lenticulares, tubulares de sección ovalada, etc. sumergidos o semisumergidos que se amarran o anclan al fondo del mar mediante cables, maromas o cadenas, unas aletas o planchas horizontales.

Description

MEJORAS EN LOS SISTEMAS CAPTADORES DE LA ENERGÍA DE LAS OLAS
DEL MAR
CAMPO DE LA INVENCIÓN.- En energías alternativas, que principalmente generan energía eléctrica y utilizan la potencia de las olas centralizada y comercialmente. ESTADO DE LA TÉCNICA.- Los captadores de la energía de las olas actuales utilizan flotadores esféricos y cilindricos aprovechan la energía de las olas en función del volumen ocupado por dichos cilindros, necesitan ser muy voluminosos y durante su funcionamiento tienden a perforar las olas verticalmente con lo cual se aprovecha deficientemente sus características, también se utilizan boyas esféricas con iguales inconvenientes, la presente invención soluciona o mejora dichos sistemas.
OBJETO DE LA INVENCIÓN:
Utilizar sistemas captadores de energía sencillos, económicos y de fácil fabricación.
Obtener un sistema que funcione durante grandes periodos de tiempo, que en algunos lugares puede ser constante. Presentar dispositivos que aprovechan la oscilación vertical de las olas.
Poder captar la energía de grandes superficies marinas.
DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN.- Las mejoras en los sistemas captadores de la energía de las olas del mar de la invención, del tipo que aprovechan la energía del movimiento ascendente y descendente que se produce en la superficie del mar por efecto de las olas y la convierte en corriente eléctrica, consiste en aplicar a los laterales de los flotadores cilindricos, prismáticos, esféricos, lenticulares, tubulares de sección ovalada, etc. sumergidos o semisumergidos que se amarran o anclan al fondo del mar mediante cables, maromas o cadenas, unas aletas o planchas horizontales.
Los flotadores cilindricos o tubulares de sección ovalada pueden ser simples o múltiples, alineados y unidos entre sí mediante rótulas o articulaciones cardan, que permiten la rotación e inclinación relativa entre cada dos flotadores, el sistema se sujeta anclado de los flotadores al fondo del mar mediante cables o cadenas, entre cada dos elementos de las articulaciones se colocan unos actuadores o martinetes hidráulicos movidos por el movimiento relativo de los flotadores en las articulaciones, los cuales bombean agua a presión, la concentran, accionan un motor hidráulico y este a un generador, unos cables aislados portan la corriente eléctrica hasta la costa. Las aletas se aplican horizontalmente en dos de sus generatrices o a su contorno.
Mediante cables, barras o cuerdas los flotadores esféricos aplican el movimiento a unos generadores eléctricos lineales o a unas bombas hidráulicas que mueven unos motores hidráulicos y estos a su vez a unos generadores eléctricos, unos cables aislados portan la corriente eléctrica hasta la costa.
Las aletas se apoyan en una gran superficie o masa de agua obligando a los flotadores a seguir las ondulaciones de las olas. También puede considerarse que oponen una gran resistencia al movimiento vertical de las olas con lo cual los flotadores son arrastrados con mayor fuerza y mayor aprovechamiento, con un incremento muy pequeño de los costes.
Las aletas o planchas horizontales tienen sus bordes redondeados para evitar daños, también pueden estar curvados, o pueden estar rematados por unas placas perpendiculares, con sus bordes igualmente redondeados. Las placas son muy efectivas aplicándoles sección en zigzag. También pueden usarse dos o más placas laterales.
Las aletas pueden ser desmontables, generalmente sujetas mediante pernos o tornillos. De este modo se facilita el transporte.
Las aletas pueden ser huecas para proporcionar flotación complementaria a la de los flotadores, también pueden ser semiflexibles.
En el caso de los flotadores esféricos, lenticulares o cilindricos verticales las aletas son realmente coronas circulares.
La estabilización se consigue dando forma aplastada a los flotadores, colocando los amarres en la zona inferior de los flotadores y colocando los equipos y aletas en la zona inferior si son de mayor densidad que el agua y en la superior si son de menor densidad.
Los flotadores cilindricos o tubulares pueden tener sus extremos ovalados.
Una variante utiliza los flotadores lenticulares sin aletas y dispuestos con su plano de simetría horizontal.
Los amarres de los flotadores se efectúan con cadenas elásticas que permiten amortiguar los tirones inconstantes de las olas. La cadena puede estar formada por grupos de anillas en paralelo unidas a otros grupos en serie, por ejemplo de tres en tres anillas.
Se utilizarán materiales anticorrosivos, inoxidables, termoplásticos, etc. o bien metálicos inoxidables o recubiertos con otros anticorrosivos, inoxidables, termoplásticos, etc. BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS
La figura 1 muestra una vista en alzado, esquematizada, parcial y parcialmente seccionada del sistema captador de la invención.
La figura 2 muestra una vista en planta, esquematizada y parcial del captador de la invención. Las figuras 3, 6 y 7 muestran vistas esquematizadas, parciales y parcialmente seccionadas de variantes del sistema de la invención.
La figura 4 y 5 muestran vistas esquematizadas y en planta de variantes del sistema.
La figura 8 muestra una vista lateral y esquematizada de una variante del sistema. Las figuras 9 a la 12 muestran vistas esquematizadas y seccionadas de variantes del sistema de la invención.
DESCRIPCIÓN MAS DETALLADA DE LA INVENCIÓN
La invención, figura 1, muestra el flotador esférico (1), la aleta circular (2) y el cable transmisor del movimiento (3), utilizado para accionar un generador eléctrico lineal o un actuador o motor hidráulico.
La figura 2 muestra el flotador esférico (1) y la aleta circular (2) del sistema.
La figura 3 muestra el flotador cilindrico (la), la aleta (2a) y el cable de transmisión del movimiento (3). Puede tener los extremos ovalados o redondeados.
La figura 4 muestra el flotador cilindrico (la) y la aleta (2a). Puede tener los extremos ovalados.
La figura 5 muestra los flotadores cilindricos (la), las aletas (2a) y la articulación cardan (8) que interconecta cada cilindro con su contiguo. Representa a un captador o convertidor de flotadores cilindricos o tubulares articulados.
La figura 6 muestra el cilindro (Ic), la aleta con sus bordes curvados (2c) y el vastago transmisor del movimiento (5). El conjunto puede ser un sistema electromagnético en el cual la bobina se encuentra en el interior del cilindro flotador (2c) y (5) es un imán permanente.
La figura 7 muestra el flotador esférico (1), la aleta de sección en zigzag (2g) y la cadena elástica (9). La figura 8 muestra el flotador lenticular (Ib) que puede usarse con o sin aletas.
La figura 9 muestra el flotador lenticular o tubular de sección ovalada (Id) y la aleta (2) con el borde redondeado (4).
La figura 10 muestra el cilindro o esfera (1) y la aleta (2d) con unas placas perpendiculares en los bordes. La figura 11 muestra el cilindro o esfera (1) y la aleta (2e) con unas placas perpendiculares y curvadas en los bordes.
La figura 12 muestra el cilindro o esfera (1) con dos aletas a cada lado (2f).

Claims

REIVINDICACIONES
1. Mejoras en los sistemas captadores de la energía de las olas del mar, del tipo que aprovechan la energía del movimiento ascendente y descendente que se produce en la superficie del mar por efecto de las olas y la convierten en corriente eléctrica, consiste en aplicar a los laterales de los flotadores cilindricos, prismáticos, esféricos, lenticulares, tubulares de sección ovalada, etc. sumergidos o semisumergidos que se amarran o anclan al fondo del mar mediante cables, maromas o cadenas, unas aletas o planchas horizontales
2. Mejoras según reivindicación 1, caracterizadas porque a los flotadores cilindricos o tubulares de sección ovalada se les aplican las aletas horizontales a las generatrices laterales
3. Mejoras según reivindicación 1, caracterizadas porque a los flotadores cilindricos o tubulares de sección ovalada se les aplican las aletas horizontales en todo su contorno.
4. Mejoras según reivindicación 1, caracterizadas porque las aletas o planchas horizontales tienen sus bordes redondeados.
5. Mejoras según reivindicación 1, caracterizadas porque las aletas o planchas horizontales tienen sus bordes curvados.
6. Mejoras según reivindicación 1, caracterizadas porque las aletas o planchas horizontales tienen sus bordes rematados por unas placas perpendiculares con sus bordes igualmente redondeados.
7. Mejoras según reivindicación 1, caracterizadas porque se aplican a los flotadores dos o más placas laterales.
8. Mejoras según reivindicación 1, caracterizadas porque las aletas son desmontables.
9. Mejoras según reivindicación 1, caracterizadas porque las aletas son desmontables y están sujetas al flotador mediante pernos o tornillos .
10. Mejoras según reivindicación 1, caracterizadas porque las aletas son huecas.
11. Mejoras según reivindicación 1, caracterizadas porque las aletas tienen su sección en zigzag lateral o radialmente.
12. Mejoras según reivindicación 1, caracterizadas porque las aletas son desmontables.
13. Mejoras según reivindicación 1, caracterizadas porque las aletas se colocan en la zona lateral baja de los flotadores.
14. Mejoras según reivindicación 1, caracterizadas porque las aletas se colocan en la zona lateral alta de los flotadores.
15. Mejoras según reivindicación 1, caracterizadas porque las aletas son semiflexibles.
16. Mejoras según reivindicación 1, caracterizadas porque los flotadores son sujetados con cadenas elásticas.
17. Mejoras según reivindicación 1 y 16, caracterizadas porque las cadenas están formadas por grupos de anillas en paralelo unidas a otros grupos de anillas en serie.
18. Mejoras según reivindicación 1, caracterizadas por utilizar materiales anticorrosivos, inoxidables, termoplásticos, etc. o bien metálicos inoxidables o recubiertos.
19. Mejoras en los sistemas captadores de la energía de las olas del mar, del tipo que aprovechan la energía del movimiento ascendente y descendente que se produce en la superficie del mar por efecto de las olas y la convierten en corriente eléctrica, consiste en flotadores lenticulares sumergidos o semisumergidos que se amarran o anclan al fondo del mar mediante cables, maromas o cadenas.
20. Mejoras según reivindicación 19, caracterizadas porque las cadenas son flexibles.
21. Mejoras según reivindicación 19, caracterizadas porque las cadenas están formadas por grupos de anillas en paralelo unidas a otros grupos en serie.
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