WO2011144774A1 - Aparato para convertir la energía de las corrientes marinas. mareales o fluviales en energía eléctrica - Google Patents

Aparato para convertir la energía de las corrientes marinas. mareales o fluviales en energía eléctrica Download PDF

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Jaume Motas Valls
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Jecsalis Dissenys I Patents, Sl.
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    • Y02E10/30—Energy from the sea, e.g. using wave energy or salinity gradient

Definitions

  • the present invention concerns an apparatus for converting the energy of marine, sea or river currents into electrical energy, and is useful in the field of renewable energy production.
  • JP-A-56146075 describes one of said devices intended for the use of relatively superficial currents, which comprises a double-hulled boat, or catamaran, floating on the surface, and a submerged structure fixed to the vessel below the bottom of the same.
  • the mentioned structure supports a convergent-divergent nozzle, in the narrowest area of which a propeller of a turbine connected to a drive shaft is installed coupled coaxially with the input shaft of an electric generator. The nozzle accelerates the water flow before it hits the turbine propeller.
  • a drawback of this apparatus is that the generator, like the turbine, is arranged in the submerged structure, and this forces to provide a hermetically sealed housing for it.
  • the turbine and the electric generator are housed in an airtight housing partially surrounded by the convergent-divergent nozzle, which requires a relatively sophisticated technology and is economically expensive.
  • the catamaran from which the submerged structure hangs, is of a conventional type and in case of strong waves it can be subjected to a strong pitch, which can transmit unwanted movements and excessive tensions to the nozzle and the turbine housing and the generator due to the rigid connection between the submerged structure and the catamaran.
  • the present invention contributes to solve the above and other inconveniences by providing an apparatus for converting the energy of marine, sea or river currents into electrical energy, which comprises a surface float and a submerged structure suspended from said surface float.
  • the surface float, or the submerged structure, or both, are moored by a mooring device.
  • a propeller arranged to be impelled by marine, sea or river currents is rotatably installed, that is, by moving bodies of water within the general mass of the sea or ocean, or moving bodies of water of a river or channel
  • the aforementioned propeller is connected to a drive shaft supported in the submerged structure, and an electric generator having an input shaft is installed in the surface float.
  • the propeller is operatively connected to drive said electric generator by means of a mechanical transmission arranged to transmit the rotational movement of said drive shaft to said input shaft of the electric generator.
  • the electric generator is housed in a surface float chamber, which comprises a cover with a removable cover that seals said chamber. Since the lid is not submerged, the seal of the lid must only withstand pressure very close to atmospheric pressure.
  • the sealing of the lid can comprise, for example, conventional quick clips and a simple perimeter seal of an elastic material easily available at a low cost.
  • said mechanical transmission from the propeller shaft to the input shaft of the electric generator comprises a flexible torsion transmission cable, preferably a twisted cable protected by a flexible sheath, which can pass through the float hull. surface for example through a tight seal. This type of transmission is simple and economical, and by virtue of its flexibility it adapts acceptably well to the action of currents and waves.
  • the mechanical transmission comprises one or more auxiliary rigid rotating shafts connected to the propeller drive shaft and the input shaft of the electric generator, and if applicable to each other, by means of forwarding Angular gears or universal cross joints of the gimbal type.
  • the aforementioned angular gear forwarding can be multipliers to increase the speed of rotation of the successive trees.
  • At least one of said auxiliary trees passes through the surface float hull through an airtight seal with a retainer or the like.
  • the submerged structure comprises a horizontal perforated plate fixed to rigid structural members that project downward from the surface float. From a leading edge of said perforated plate, a movable flap extends forward, which is mounted so that it can pivot with respect to a horizontal axis to form a variable angle with the perforated plate.
  • This mobile fin is connected by cables to buoys that float on the surface. The mentioned cables can be guided with respect to the submerged structure, for example, by means of rings fixed to the structural members.
  • the mentioned buoys pull the cables or loosen them and thereby vary the angle of the mobile fin with respect to the perforated plate.
  • the variation of the angle of the mobile fin with respect to the perforated plate produces an upward or downward movement of the leading edge of the perforated plate that counteracts the pitch of the surface float.
  • the surface float bears enough ballast to be partially submerged with the waterline near said cover.
  • this ballast is water housed in one or more sealed compartments arranged in the surface float.
  • Ballast is a stabilization element that reduces pitching.
  • the surface float has a fixed rudder at the stern.
  • the apparatus of the present invention can be tied to the seabed when it is used to work with sea or sea currents or it can be tied to the shore, to the bottom, or a combination of both, when it is used to work with river currents .
  • a mooring device comprising an anchor body fixed to the sea or river bed, a first mooring line connected at one end to an anchor mooring element fixed to said anchor body and at the other end to an intermediate mooring element, a second mooring line connected at one end to said intermediate mooring element and at the other end to a float mooring element fixed in a bow region of the intermediate float, and a third line of mooring connected at one end to the intermediate mooring element and at the other end to a mooring element of structure fixed in a bow region of the submerged structure.
  • first mooring line that forks on a second mooring line for the surface float and a third mooring line for the submerged structure provides stability to the apparatus.
  • second and third tie lines are connected to the intermediate tie element through an elastic member to avoid inappropriate stresses due to the pitching of the apparatus.
  • the electric current generated by the electric generator is transported to a destination point through an electric conduction line that is arranged through a bow region of the surface float.
  • This power line can be supported along the second mooring line and along the first mooring line by means of guide rings or ligatures.
  • the anchoring body has a right foot fixed that supports the electric conduction line above the anchoring body and the connection of the first mooring line therein.
  • the apparatus of the present invention prioritizes a simple, robust and economical construction within reach of a large number of users compared to a high energy efficiency that would require the use of advanced high-cost technologies only available to users with high economic capacity.
  • the design of the turbine propellers is usually complex, since maximum optimization in energy use is sought.
  • this complexity of the design has the disadvantage of a high manufacturing cost and technical and technological requirements that are not available to many of the potential users or beneficiaries of the aquatic energy utilization devices.
  • An objective of the present invention is to provide a water turbine propeller that can be manufactured at a low cost using materials and techniques readily available by a majority of potential users and beneficiaries and at the same time providing an acceptable energy efficiency.
  • the present invention also provides a water turbine propeller the design of which is inspired by the classic paper grinder, with improvements planned to increase its energy efficiency.
  • the water turbine propeller of the present invention comprises a body made of cut, bent and welded sheet.
  • the sheet can be for example metal sheet, preferably steel, although other materials such as aluminum or materials based on synthetic resins with reinforcing fibers are not discarded.
  • the mentioned body of the propeller has a central region configured to be fixed to a tree.
  • This central region comprises a substantially flat rear central region and perpendicular to the axis of said tree, and a front central region that is separated from said rear central region.
  • a plurality of warped vanes are distributed around said central region so that they extend therefrom to receive the action of water.
  • Each of said warped vanes has a curved region with a rear end connected to the rear central region and a front end connected to said front central region.
  • the width of the warped vanes gradually decreases from said rear end to the front end, and each warped vane has an opening in a front part of said curved region to allow water to enter a rear part of the curved region.
  • Fig. 1 is a sectioned side view of an apparatus for converting the energy of marine, sea or river currents into electrical energy according to an embodiment of the present invention
  • Fig. 2 is a sectioned front view of the apparatus of Fig. 1;
  • Fig. 3 is a plan view of the submerged structure of the apparatus
  • Figs. 4a and 4b are two schematic front views illustrating two alternative constructions of the apparatus.
  • Fig. 5 is a schematic side view illustrating an exemplary embodiment of the attachment of the apparatus.
  • Fig. 6 is a perspective view of a water turbine propeller according to an embodiment, applicable to the apparatus of the present invention.
  • Fig. 7 is a front view of the propeller of Fig. 6;
  • Fig. 8 is a plan view of a sheet metal element from which the propeller of Fig. 6 can be made according to a manufacturing method
  • Fig. 9 is a plan view of several sheet metal elements from which the propeller of Fig. 6 can be made according to another alternative manufacturing method; Y
  • Fig. 10 is a plan view of the various sheet metal elements of assembled Fig. 9.
  • the apparatus for converting the energy of marine, sea or river currents into electrical energy comprises, according to an embodiment of the present invention, a surface float 1 and a submerged structure 2 suspended from said surface float 1
  • both surface float 1 and said structure Submerged 2 are tied to a mooring device 5, as will be described in detail below in relation to Fig. 5.
  • Said submerged structure 2 comprises a horizontal perforated plate 8 fixed to rigid structural members 9 projecting downwards from the surface float 1.
  • a drive shaft 3a is rotatably installed to which a propeller 3 is fixed. ready to be impelled by moving bodies of water from sea, sea or river currents.
  • An electric generator 4 is installed on the surface float 1 which has an input shaft 4a, and a mechanical transmission is arranged to transmit the rotational movement of said drive shaft 3a coupled to the propeller 3 to said generator input shaft 4a electric 4.
  • said mechanical transmission comprises a flexible torsion transmission cable 6 protected by a sheath 6a (Fig. 1).
  • the cable 6 passes through the hull of the surface float 1 through a tight seal 6b.
  • the mechanical transmission further comprises a multiplier 7 installed on the surface float 1 between the flexible transmission cable 6 and the input shaft 4a of the electric generator 4 to increase the turning speed provided by the propeller 3 to a speed within a range of turning speeds required by the electric generator 4.
  • the multiplier 7 can be omitted if the range of turning speeds of The propeller matches the range of rotation speeds required by the electric generator 4.
  • a mobile fin 10 extends forward, which is mounted so that it can be pivoted with respect to a horizontal axis 10a so that it forms a variable angle with the perforated plate 8.
  • the mobile fin 10 is connected by means of cables 11 to buoys 12 that float on the surface in the vicinity of the bow of the surface float 1.
  • the mentioned cables 11 are guided with respect to the submerged structure 2, for example by means of rings fixed at different heights along the structural members 9 or through an internal hollow of the structural members 9.
  • the buoys 12 tend to stay afloat and pull the cables 11 or loosen them, and with this the cables 11 vary the angle of the mobile fin 10 with respect to the perforated plate 8 to counteract the pitch and stabilize the device. little while.
  • the fixed baffles 13 located on opposite sides of the propeller 3 and in positions more advanced than propeller 3.
  • these fixed baffles can be fixed to one of the structural members 9.
  • the fixed baffles 13 define inclined surfaces that converge towards the helix 3 from front to back.
  • the fixed baffles 13 concentrate part of the current on the propeller and auto-position the submerged structure 2 in the places where the current is strongest.
  • respective rods 33 are supported parallel to said leading edges, and on each rod 33 they are threaded so that they can rotate a plurality of beads 32, the which are intended to facilitate the release of any plastic, seaweed or other body that floating in the water could become entangled in the mobile fin 10 and / or in the fixed baffles 13.
  • the surface float 1 has a cover 14 with a removable cover 17 that tightly closes a chamber 16 where the electric generator 4 and the multiplier 7 are housed.
  • the surface float 1 carries sufficient ballast to be partially submerged with the line of flotation near said cover 14.
  • said ballast is water housed in one or more sealed compartments 15 arranged in surface float 1, although alternatively it could be provided by any other solid or liquid mass.
  • the surface float 1 has a fixed rudder 19 in a stern region.
  • Figs. 1, 2, 3 and 4a shows a possible construction to support the drive shaft 3a fixed to the propeller 3 in the submerged structure 2, comprising a stand 30 fixed to the perforated plate 8 and bearings 34 fixed to said stand 30.
  • the drive shaft 3a is installed so that it can rotate being supported and guided by said bearings 34.
  • the structural elements 9 are formed by angled pillars fixed to the perforated plate 8 and the surface float 1, so that the separation between the structural elements is larger than the diameter of the propeller 3.
  • the structural elements 9 extend below the perforated plate 8 providing legs 9a on which the apparatus 9 rests when it is stranded out of the water.
  • Fig. 4b another alternative construction is shown to support the drive shaft 3a in the submerged structure 2, which comprises a support 31 suspended from the surface float 1 and bearings 35 fixed to said support 31.
  • the drive shaft 3a is installed so that it can rotate being supported and guided by said bearings 35.
  • a float mooring element 18 In a bow region of the surface float 1 a float mooring element 18 is fixed and in a bow region of the submerged structure 2 a mooring element of structure 26 is fixed.
  • An anchoring body 20 is fixed on the seabed or river bed that has an anchorage mooring element 22 fixed.
  • a first mooring line 21 is connected at one end to said anchor mooring element 22 fixed to the anchor body 20 and at the other end to an intermediate mooring element 23.
  • a second mooring line 24 is connected by one end to said intermediate mooring element 23 and at the other end to said float mooring element 18 fixed to the surface float 1, and a third mooring line 25 is connected at one end to the intermediate mooring element 23 and at the other end a said mooring element of structure 26 fixed to the submerged structure 2.
  • the first mooring line 21 forks from the intermediate mooring element 23 in a second and third mooring lines 24, 25 for the surface float 1 and for submerged structure 2, respectively.
  • the second mooring line 24 is connected to the intermediate mooring element 23 by means of an elastic member 27, such as a helical spring, which serves to absorb variations in the line tensions.
  • an elastic member 27 such as a helical spring, which serves to absorb variations in the line tensions.
  • it could be the third mooring line 25 that is connected to the intermediate mooring element 23 by means of an elastic member, or both second and third mooring lines 24, 25 could be connected to the intermediate mooring element 23 by means of respective elastic members
  • the electric current generated by the electric generator 4 is transported to a destination point through an electric conduction line 28 that is disposed through a bow region of the surface float 1 by means of a suitable seal (not shown) .
  • This electrical conduction line 28 is supported along the second mooring line 24 and the first mooring line 21 by means of rings or ligatures 36.
  • the electrical conduction line 28 is separates from the first mooring line 21 and is supported on a right foot 29 fixed on the anchoring body 20. From said right foot 29 the electric conduction line 28 can freely move towards the destination point resting on the seabed or river, or it can be fixed to the bottom and protected by means of fixing and protection.
  • the propeller 3 comprises a body 40 having a rear central region 42a, a front central region 42b and a plurality of warped vanes 43 distributed around it and extending from said rear central region 42a to said front central region 42b to receive the action of a water flow that moves in a direction substantially parallel to the axis of rotation of the propeller.
  • the central rear 42a and front central 42b regions are designed to be fixed to a shaft 52 (Fig. 6), which in turn is connected to drive an electric generator or any other apparatus (not shown).
  • the body 40 of the propeller is made of one or several pieces of sheet metal cut, bent and welded, as will be described below.
  • the rear central region 42a is substantially flat and perpendicular to the axis of said shaft 52, and the front central region 42b is separated from the rear central region 42a.
  • the shaft 52 has an end connected to the rear side of the rear central region 42a, in the center thereof, while the rear central region 42a and the front central region 42b are connected by a rigid connector member 47 (Fig. 6) aligned with the axis of the tree 52.
  • Each of said warped vanes 43 has a curved region with a rear end 43a connected to the rear central region 42a and a front end 43b connected to the front central region 42b.
  • the width of said warped vanes 43 gradually decreases from said rear end 43a to said front end 43b.
  • each warped vane 43 is in the form of a bent sheet triangle, which has a first rear edge 6a with a proximal end adjacent to the rear central region 42a and a distal end away from the rear central region 42a.
  • this first edge 46a is substantially rectilinear and coplanar with the central rear region 42a, and is substantially aligned with the center thereof.
  • a second edge 6b of each warped vane 43 is a curved edge that goes from said distal end of the first edge 46a to the front central region 42b.
  • the warped vane 43 has a third curved edge 46c that goes from said proximal end of the first edge 6a of an adjacent warped vane 43 to the front central region 42b.
  • each warped vane 43 has an opening 44 in a front part of said curved region to allow water to enter a rear part of the curved region.
  • This opening 44 is defined. preferably by cuts 49 formed in the curved region of each warped vane 43 so that between said cuts 49 is a portion of sheet metal that once raised forms a warped auxiliary vane 45 extending outward from the warped vane 43 in a position adjacent to opening 44.
  • each warped auxiliary vane 45 resembles a bent sheet triangle, two of whose edges are formed by said cuts 49, which converge at a vertex near the front central region 42b, and whose third edge is connected to a peripheral part of the curved portion of the warped vane 43.
  • the width of each warped auxiliary vane 45 gradually decreases from its rear end 45a, which is connected to the curved portion of the warped vane 3 in said peripheral part thereof. , to its front end 45b, which is close to the front central region 42b and separated from the warped vane 43.
  • Fig. 8 shows a first sheet element 40 from which the propeller of Fig. 6 can be made according to a manufacturing method.
  • the first sheet element 40 is flat and generally has the shape of a square with a center 41 and first cuts 48 extending from each of its vertices to a position close to said center 41.
  • the first cuts 48 divide the first sheet metal element
  • each of the portions 40a of the first sheet metal element 40 will form one of the warped vanes 43, and the second cuts 49 will form the openings 44 and corresponding auxiliary warped vanes 45 as described above.
  • one of the ends of each portion 40a is folded in the direction of the center 41 in a manner analogous to that used to construct a classic paper grinder. Subsequently, the sheet portions between the second cuts 49 must be lifted outward to form the openings 44 and warped auxiliary vanes 45.
  • Fig. 9 shows four substantially triangular sheet elements 55, 56, 57, 58, each of which includes the second cuts 49. These four sheet elements 55, 56, 57, 58 are subsequently welded together in the manner shown in Fig. 10 to form a second sheet metal element 50, which is all analogous to the first sheet element 40 described above in relation to Fig. 8 except for weld beads 57 extending from the center
  • the formation of the warped vanes 43, openings 44 and auxiliary warped vanes 45 is made from the portions of the second sheet metal element 50 defined by the first and second cuts 48, 49 as described above for the first sheet element 40.
  • the second cuts 49 could be initially absent from the sheet element and could be made after folding the portions thereof to form the warped vanes 43, or the second cuts could completely cut the corresponding sheet element to form the openings 44, in which case the auxiliary warped vanes 45 would be made of individual sheet elements joined to the body 40 by welding.
  • the water turbine propeller of the present invention can be manufactured in accordance with many other methods using a variety of materials, such as metal sheets or synthetic materials with fiber reinforcement

Abstract

El aparato comprende un flotador de superficie (1), una estructura sumergida (2) suspendida de dicho flotador de superficie (1), una hélice (3) instalada giratoriamente en dicha estructura sumergida (2) para ser impelida por masas de agua en movimiento de corrientes marinas, maréales o fluviales, y un generador eléctrico (4) conectado operativamente para ser accionado por dicha hélice (3). El flotador de superficie (1) y/o la estructura sumergida (2) están amarrados a un dispositivo de amarre (5). El generador eléctrico (4) está instalado en el flotador de superficie (1) y una transmisión mecánica está dispuesta para transmitir el movimiento de giro de un árbol de accionamiento (3a) acoplado dicha hélice (3) a un árbol de entrada (4a) de dicho generador eléctrico (4).

Description

APARATO PARA CONVERTIR LA ENERGÍA DE LAS CORRIENTES MARINAS. MAREALES O FLUVIALES EN ENERGÍA ELÉCTRICA
Campo de la técnica
La presente invención concierne a un aparato para convertir la energía de las corrientes marinas, maréales o fluviales en energía eléctrica, y es útil en el campo de la producción de energías renovables.
Antecedentes de la invención
En los mares y océanos existen corrientes marinas consistentes en un movimiento de traslación, continuado y permanente de una masa de agua dentro de la masa general de agua que forma el mar u océano. Estas corrientes están causadas, principalmente, por el movimiento de rotación terrestre, que tiene un efecto distinto e incluso opuesto en el fondo del océano y en la superficie, y por los vientos constantes o planetarios, en conjunción con la configuración de las costas y la ubicación de los continentes. Otro fenómeno natural bien conocido es el de las mareas, consistente en un cambio periódico del nivel del mar producido principalmente por las fuerzas gravitacionales que ejercen la Luna y el Sol, aunque también influyen en gran medida las variaciones en la presión atmosférica. Las mareas en conjunción con la configuración de las costas producen corrientes locales y periódicas de flujo y reflujo de masas de agua que pueden llegar a tener una gran intensidad. También los ríos y otros cursos de agua proporcionan corrientes continuadas de agua producidas por el desnivel topográfico.
Así, la energía cinética de las masas de agua en movimiento de las corrientes marinas, maréales o fluviales son una inmensa fuente de energía limpia y renovable. En el estado de la técnica se conocen numerosos aparatos y dispositivos previstos para generar energía eléctrica a partir de la energía de las corrientes marinas, maréales o fluviales. Algunos de tales aparatos están enfocados al aprovechamiento de corrientes oceánicas profundas, mientras que otros están enfocados al aprovechamiento de corrientes marinas, maréales o fluviales relativamente superficiales.
La patente JP-A-56146075 describe uno de dichos aparatos destinados al aprovechamiento de corrientes relativamente superficiales, el cual comprende una embarcación de doble casco, o catamarán, flotando en la superficie, y una estructura sumergida fijada a la embarcación por debajo del fondo de la misma. La mencionada estructura soporta una tobera convergente-divergente, en el área más estrecha de la cual está instalada una hélice de una turbina conectada a un árbol de accionamiento acoplado coaxialmente con el árbol de entrada de un generador eléctrico. La tobera acelera la corriente de agua antes de que ésta incida sobre la hélice de la turbina.
Un inconveniente de este aparato es que el generador, al igual que la turbina, está dispuesto en la estructura sumergida, y esto obliga a proveer una carcasa herméticamente cerrada para el mismo. En la citada patente JP-A-56146075, la turbina y el generador eléctrico están alojados en una carcasa hermética parcialmente rodeada por la tobera convergente-divergente, lo cual requiere una tecnología relativamente sofisticada y es económicamente costoso. Otro inconveniente es que el catamarán que del cual pende la estructura sumergida es de un tipo convencional y en caso de fuerte oleaje puede verse sometido a un fuerte cabeceo, lo cual puede transmitir movimientos indeseados y tensiones excesivas a la tobera y a la carcasa de la turbina y el generador debido a la conexión rígida entre la estructura sumergida y el catamarán.
Exposición de la invención
La presente invención contribuye a solventar los anteriores y otros inconvenientes aportando un aparato para convertir la energía de las corrientes marinas, maréales o fluviales en energía eléctrica, el cual comprende un flotador de superficie y una estructura sumergida suspendida de dicho flotador de superficie. El flotador de superficie, o la estructura sumergida, o ambos, están amarrados mediante un dispositivo de amarre. En dicha estructura sumergida está instalada giratoriamente una hélice dispuesta para ser impelida por las corrientes marinas, maréales o fluviales, es decir, por masas de agua en movimiento dentro de la masa general del mar u océano, o masas de agua en movimiento de un río o canal. La mencionada hélice está conectada a un árbol de accionamiento soportado en la estructura sumergida, y en el flotador de superficie está instalado un generador eléctrico que tiene árbol de entrada. La hélice está conectada operativamente para accionar dicho generador eléctrico por medio de una transmisión mecánica dispuesta para transmitir el movimiento de giro de dicho árbol de accionamiento a dicho árbol de entrada del generador eléctrico.
Con esta construcción, el generador eléctrico está alojado en una cámara del flotador de superficie, el cual comprende una cubierta con una tapa amovible que cierra herméticamente dicha cámara. Dado que la tapa no está sumergida, el cierre hermético de la misma sólo debe resistir presiones muy próximas a la presión atmosférica. Así, el cierre hermético de la tapa puede comprender, por ejemplo, unas grapas rápidas convencionales y un simple burlete perimetral de un material elástico fácilmente asequibles a un bajo coste. En una realización, la mencionada transmisión mecánica desde el árbol de accionamiento de la hélice al árbol de entrada del generador eléctrico comprende un cable de transmisión flexible a torsión, preferiblemente un cable trenzado protegido por una funda flexible, el cual puede atravesar el casco del flotador de superficie por ejemplo a través de una junta hermética. Este tipo de transmisión es simple y económica, y en virtud de su flexibilidad se adapta aceptablemente bien a la acción de las corrientes y el oleaje.
En una realización alternativa (no mostrada), la transmisión mecánica comprende uno o más árboles giratorios rígidos auxiliares conectados al árbol de accionamiento de la hélice y al árbol de entrada del generador eléctrico, y si es el caso el uno al otro, mediante unos reenvíos angulares de engranajes o unas juntas universales de cruceta de tipo cardán. Los mencionados reenvíos angulares de engranajes pueden ser multiplicadores para aumentar la velocidad de giro de los sucesivos árboles. Al menos uno de dichos árboles auxiliares atraviesa el casco del flotador de superficie mediante una junta hermética con un retén o similar.
La estructura sumergida comprende una plancha perforada horizontal fijada a unos miembros estructurales rígidos que se proyectan hacia abajo desde el flotador de superficie. Desde un borde delantero de dicha plancha perforada se extiende hacia delante una aleta móvil, la cual está montada de manera que puede pivotar respecto a un eje horizontal para formar un ángulo variable con la plancha perforada. Esta aleta móvil está conectada mediante unos cables a unas boyas que flotan en la superficie. Los mencionados cables pueden estar guiados respecto a la estructura sumergida, por ejemplo, mediante unas anillas fijadas los miembros estructurales.
Cuando el flotador de superficie cabecea a consecuencia del oleaje, las mencionadas boyan tiran de los cables o los aflojan y con ello varían el ángulo de la aleta móvil respecto a la plancha perforada. A su vez, la variación del ángulo de la aleta móvil respecto a la plancha perforada produce un movimiento ascendente o descendente del borde delantero de la plancha perforada que contrarresta el cabeceo del flotador de superficie. Así, la aleta móvil, los cables y las boyas, los cuales son de construcción sumamente simple y económica, proporcionan un efecto estabilizador de gran eficacia para el conjunto de flotador de superficie y estructura sumergida.
En la parte delantera de la estructura sumergida están dispuestos además unos deflectores fijos substancialmente verticales situados en lados opuestos de la hélice y en posiciones más adelantadas que la hélice. Estos deflectores fijos tienen unas superficies inclinadas que convergen hacia la hélice de adelante hacia atrás, de manera que dirigen la corriente de agua hacia la hélice. Además, la corriente de agua, cuando incide sobre la superficie inclinada de uno de los deflectores fijos, tiende a mover lateralmente la estructura sumergida, y esta tendencia se equilibra con una tendencia opuesta creada por la corriente de agua incidiendo sobre la superficie inclinada del otro deflector fijo. El resultado es que, en virtud de los deflectores fijos, la estructura sumergida "busca" continuamente la corriente y se auto-posiciona allí donde la corriente es más fuerte.
Preferiblemente, el flotador de superficie lleva lastre suficiente para quedar parcialmente sumergido con la línea de flotación cerca de la mencionada cubierta. En una realización preferida, este lastre es agua alojada en uno o más compartimientos estancos dispuestos en el flotador de superficie. El lastre es un elemento de estabilización que reduce el cabeceo. El flotador de superficie tiene un timón fijo en la popa.
En general, el aparato de la presente invención puede estar amarrado al fondo marino cuando es utilizado para trabajar con corrientes marinas o maréales o puede ser amarrado a la orilla, al fondo, o una combinación de ambos, cuando es utilizado para trabajar con corrientes fluviales.
Para un amarre al fondo se utiliza un dispositivo de amarre que comprende un cuerpo de anclaje fijado al lecho marino o fluvial, una primera línea de amarre conectada por un extremo a un elemento de amarre de anclaje fijado a dicho cuerpo de anclaje y por el otro extremo a un elemento de amarre intermedio, una segunda línea de amarre conectada por un extremo a dicho elemento de amarre intermedio y por el otro extremo a un elemento de amarre de flotador fijado en una región de proa del flotador intermedio, y una tercera línea de amarre conectada por un extremo al elemento de amarre intermedio y por el otro extremo a un elemento de amarre de estructura fijado en una región de proa de la estructura sumergida.
El hecho de disponer de una primera línea de amarre que se bifurca en una segunda línea de amarre para el flotador de superficie y una tercera línea de amarre para la estructura sumergida proporciona estabilidad al aparato. Preferiblemente, una o ambas de dichas segunda y tercera líneas de amarre están conectadas al elemento de amarre intermedio a través de un miembro elástico para evitar tensiones inadecuadas debidas al cabeceo del aparato.
La corriente eléctrica generada por el generador eléctrico es transportada hasta un punto de destino a través de una línea de conducción eléctrica que se dispone a través de una región de proa del flotador de superficie. Esta línea de conducción eléctrica puede estar soportada a lo largo de la segunda línea de amarre y a lo largo de la primera línea de amarre mediante unas anillas de guía o unas ligaduras. Preferiblemente, el cuerpo de anclaje tiene fijado un pie derecho que soporta la línea de conducción eléctrica por encima del cuerpo de anclaje y de la conexión de la primera línea de amarre en el mismo.
Puesto que la fuente de energía utilizada, es decir, las corrientes marinas, maréales o fluviales, es inmensa y renovable, el aparato de la presente invención prioriza una construcción simple, robusta y económica al alcance de un gran número de usuarios frente a un alto rendimiento energético que requeriría el uso de tecnologías avanzadas de coste elevado sólo al alcance de usuarios con una elevada capacidad económica.
Por otra parte, el diseño de las hélices de turbina suele ser complejo, puesto que se busca la máxima optimización en el aprovechamiento energético. No obstante, esta complejidad del diseño tiene como inconveniente un coste de fabricación elevado y unos requerimientos técnicos y tecnológicos que no están al alcance de muchos de los potenciales usuarios o beneficiarios de los aparatos de aprovechamiento de la energía acuática.
Un objetivo de la presente invención es aportar una hélice de turbina acuática que pueda ser fabricada a un bajo coste utilizando materiales y técnicas fácilmente asequibles por una mayoría de potenciales usuarios y beneficiarios y que al mismo tiempo proporcione un rendimiento energético aceptable.
La presente invención también aporta una hélice de turbina acuática el diseño de la cual está inspirado en el clásico molinillo de papel, con unas mejoras previstas para aumentar su rendimiento energético. La hélice de turbina acuática de la presente invención comprende un cuerpo hecho de chapa cortada, doblada y soldada. La chapa puede ser por ejemplo chapa metálica, preferiblemente de acero, aunque no se descartan otros materiales como el aluminio o materiales basados en resinas sintéticas con fibras de refuerzo.
El mencionado cuerpo de la hélice tiene una región central configurada para ser fijada a un árbol. Esta región central comprende una región central trasera substancialmente plana y perpendicular al eje de dicho árbol, y una región central delantera que está separada de dicha región central trasera. Una pluralidad de paletas alabeadas están repartidas alrededor de dicha región central de manera que se extienden desde la misma para recibir la acción del agua. Cada una de dichas paletas alabeadas tiene una región curvada con un extremo trasero conectado a la región central trasera y un extremo delantero conectado a dicha región central delantera. La anchura de las paletas alabeadas disminuye gradualmente desde dicho extremo trasero al extremo delantero, y cada paleta alabeada tiene una abertura en una parte delantera de dicha región curvada para permitir la entrada de agua hacia una parte trasera de la región curvada.
Así, el flujo de agua que incide sobre la parte trasera de la región doblada de las paletas alabeadas, ya sea pasando por los lados de la parte delantera de la región curvada o a través de las mencionadas aberturas, es desviado lateralmente y hace girar el cuerpo de la hélice y el árbol conectado al mismo.
Breve descripción de los dibujos
Las anteriores y otras características y ventajas se comprenderán más plenamente a partir de la siguiente descripción detallada de unos ejemplos de realización con referencia a los dibujos adjuntos, en los que:
la Fig. 1 es una vista lateral seccionada de un aparato para convertir la energía de las corrientes marinas, maréales o fluviales en energía eléctrica de acuerdo con una realización de la presente invención;
la Fig. 2 es una vista frontal seccionada del aparato de la Fig. 1 ;
la Fig. 3 es una vista en planta de la estructura sumergida del aparato;
las Figs. 4a y 4b son dos vistas frontales esquemáticas que ilustran dos construcciones alternativas del aparato; y
la Fig. 5 es una vista lateral esquemática que ilustra un ejemplo de realización del amarre del aparato.
la Fig. 6 es una vista en perspectiva de una hélice de turbina acuática de acuerdo con una realización, aplicable al aparato de la presente invención;
la Fig. 7 es una vista frontal de la hélice de la Fig. 6;
la Fig. 8 es una vista en planta de un elemento de chapa a partir del cual se puede realizar la hélice de la Fig. 6 según un método de fabricación;
la Fig. 9 es una vista en planta de varios elementos de chapa a partir del cual se puede realizar la hélice de la Fig. 6 según otro método de fabricación alternativo; y
la Fig. 10 es una vista en planta de los varios elementos de chapa de la Fig. 9 ensamblados.
Descripción detallada de unos ejemplos de realización
Haciendo referencia en primer lugar a las Figs. 1 , 2 y 3, el aparato para convertir la energía de las corrientes marinas, maréales o fluviales en energía eléctrica comprende, según una realización de la presente invención, un flotador de superficie 1 y una estructura sumergida 2 suspendida de dicho flotador de superficie 1. En la realización ilustrada, tanto el flotador de superficie 1 como la mencionada estructura sumergida 2 están amarrados a un dispositivo de amarre 5, según será descrito en detalle más abajo en relación con la Fig. 5.
La mencionada estructura sumergida 2 comprende una plancha perforada 8 horizontal fijada a unos miembros estructurales 9 rígidos que se proyectan hacia abajo desde el flotador de superficie 1. En la estructura sumergida 2 está instalado giratoriamente un árbol de accionamiento 3a al que está fijada una hélice 3 dispuesta para ser impelida por masas de agua en movimiento de corrientes marinas, maréales o fluviales. En el flotador de superficie 1 está instalado un generador eléctrico 4 que tiene un árbol de entrada 4a, y una transmisión mecánica está dispuesta para transmitir el movimiento de giro de dicho árbol de accionamiento 3a acoplado la hélice 3 al mencionado árbol de entrada 4a del generador eléctrico 4.
En la realización ilustrada, la mencionada transmisión mecánica comprende un cable de transmisión flexible 6 a torsión protegido por una funda 6a (Fig. 1). El cable 6 atraviesa el casco del flotador de superficie 1 a través de una junta hermética 6b. Dado que la hélice 3 impelida por la corriente girará a una velocidad menor que la requerida para el generador eléctrico, la transmisión mecánica comprende además un multiplicador 7 instalado en el flotador de superficie 1 entre el cable de transmisión flexible 6 y el árbol de entrada 4a del generador eléctrico 4 para aumentar la velocidad de giro proporcionada por la hélice 3 hasta una velocidad dentro de un rango de velocidades de giro requerido por el generador eléctrico 4. No obstante, el multiplicador 7 puede ser omitido si el rango de velocidades de giro de la hélice concuerda con el rango de velocidades de giro requerido por el generador eléctrico 4.
Desde un borde delantero de la plancha perforada 8 de la estructura sumergida 2 se extiende hacia delante una aleta móvil 10, la cual está montada de manera que puede ser pivotada respecto a un eje horizontal 10a de manera que forma un ángulo variable con la plancha perforada 8. La aleta móvil 10 está conectada mediante unos cables 11 a unas boyas 12 que flotan en la superficie en las inmediaciones de la proa del flotador de superficie 1. Los mencionados cables 11 están guiados respecto a la estructura sumergida 2, por ejemplo mediante unas anillas fijadas a diferentes alturas a lo largo de los miembros estructurales 9 o pasando por un hueco interior de los miembros estructurales 9. Cuando el flotador de superficie 1 cabecea a consecuencia del oleaje, las boyas 12 tienden a mantenerse a flote y tiran de los cables 11 o los aflojan, y con ello los cables 11 varían el ángulo de la aleta móvil 10 respecto a la plancha perforada 8 para contrarrestar el cabeceo y estabilizar el aparato.
En la parte delantera de la estructura sumergida 2 también están dispuestos unos deflectores fijos 13 substancialmente verticales situados en lados opuestos de la hélice 3 y en posiciones más adelantadas que la hélice 3. Por ejemplo, estos deflectores fijos pueden estar fijados a unos de los miembros estructurales 9. Los deflectores fijos 13 definen unas superficies inclinadas que convergen hacia la hélice 3 de adelante hacia atrás. Así, los deflectores fijos 13 concentran parte de la corriente sobre la hélice y auto-posicionan la estructura sumergida 2 en los lugares donde la corriente es más fuerte.
En un borde delantero de la aleta móvil 10 y en unos bordes delanteros de los deflectores fijos 13 están soportadas unas respectivas varillas 33 paralelas a dichos bordes delanteros, y en cada varilla 33 están ensartadas de manera que pueden girar una pluralidad de cuentas 32, las cuales tienen por finalidad facilitar el desenganche de cualquier plástico, alga u otro cuerpo que flotando en el agua se pudiera enredar en la aleta móvil 10 y/o en los deflectores fijos 13.
El flotador de superficie 1 tiene una cubierta 14 con una tapa amovible 17 que cierra herméticamente una cámara 16 donde están alojados el generador eléctrico 4 y el multiplicador 7. Además, el flotador de superficie 1 lleva lastre suficiente para quedar parcialmente sumergido con la línea de flotación cerca de la dicha cubierta 14. En la realización ilustrada, dicho lastre es agua alojada en uno o más compartimientos estancos 15 dispuestos en el flotador de superficie 1 , aunque alternativamente podría estar proporcionado por cualquier otra masa sólida o líquida. El flotador de superficie 1 tiene un timón fijo 19 en una región de popa.
En las Figs. 1 , 2, 3 y 4a se muestra una posible construcción para soportar el árbol de accionamiento 3a fijado a la hélice 3 en la estructura sumergida 2, comprendiendo un caballete 30 fijado a la plancha perforada 8 y unos cojinetes 34 fijados a dicho caballete 30. El árbol de accionamiento 3a está instalado de manera que puede girar siendo soportado y guiado por dichos cojinetes 34.
Dado que la plancha perforada 8 es en general más ancha que el flotador de superficie 1 , los elementos estructurales 9 están formados por unos pilares acodados fijados a la plancha perforada 8 y al flotador de superficie 1 , de manera que la separación entre los elementos estructurales es mayor que el diámetro de la hélice 3. Preferiblemente, los elementos estructurales 9 se prolongan por debajo de la plancha perforada 8 proporcionando unas patas 9a sobre las que el aparato 9 descansa cuando es varado fuera del agua.
En la Fig. 4b se muestra otra construcción alternativa para soportar el árbol de accionamiento 3a en la estructura sumergida 2, la cual comprende un soporte 31 suspendido del flotador de superficie 1 y unos cojinetes 35 fijados a dicho soporte 31. El árbol de accionamiento 3a está instalado de manera que puede girar siendo soportado y guiado por dichos cojinetes 35.
Haciendo ahora referencia a la Fig. 5 se describe un ejemplo de realización del mencionado dispositivo de amarre 5. En una región de proa del flotador de superficie 1 está fijado un elemento de amarre de flotador 18 y en una región de proa de la estructura sumergida 2 está fijado un elemento de amarre de estructura 26. En el lecho marino o fluvial está fijado un cuerpo de anclaje 20 que tiene fijado un elemento de amarre de anclaje 22.
Una primera línea de amarre 21 está conectada por un extremo a dicho elemento de amarre de anclaje 22 fijado al cuerpo de anclaje 20 y por el otro extremo a un elemento de amarre intermedio 23. Una segunda línea de amarre 24 está conectada por un extremo a dicho elemento de amarre intermedio 23 y por el otro extremo a dicho elemento de amarre de flotador 18 fijado al flotador de superficie 1 , y una tercera línea de amarre 25 está conectada por un extremo al elemento de amarre intermedio 23 y por el otro extremo a dicho elemento de amarre de estructura 26 fijado a la estructura sumergida 2. Así, la primera línea de amarre 21 se bifurca a partir del elemento de amarre intermedio 23 en unas segunda y tercera líneas de amarre 24, 25 para el flotador de superficie 1 y para la estructura sumergida 2, respectivamente.
En la realización ilustrada, la segunda línea de amarre 24 está conectada al elemento de amarre intermedio 23 por medio de un miembro elástico 27, tal como un muelle helicoidal, el cual sirve para absorber variaciones en las tensiones de las líneas. Alternativamente podría ser la tercera línea de amarre 25 la que estuviera conectada al elemento de amarre intermedio 23 por medio de un miembro elástico, o ambas segunda y tercera líneas de amarre 24, 25 podrían estar conectadas al elemento de amarre intermedio 23 por medio de respectivos miembros elásticos.
La corriente eléctrica generada por el generador eléctrico 4 es transportada hasta un punto de destino a través de una línea de conducción eléctrica 28 que se dispone a través de una región de proa del flotador de superficie 1 mediante una oportuna junta de hermeticidad (no mostrada). Esta línea de conducción eléctrica 28 está soportada a lo largo de la segunda línea de amarre 24 y de la primera línea de amarre 21 por medio de unas anillas o ligaduras 36. En las inmediaciones del cuerpo de anclaje 20 la línea de conducción eléctrica 28 se separa de la primera línea de amarre 21 y es soportada en un pie derecho 29 fijado en el cuerpo de anclaje 20. A partir de dicho pie derecho 29 la línea de conducción eléctrica 28 puede dirigirse libremente hacia el punto de destino apoyada en el fondo marino o fluvial, o puede ser fijada al fondo y protegida por unos medios de fijación y protección. Las Figs. 6 y 7 muestran una hélice de turbina acuática de acuerdo con una realización de la presente invención, aplicable al aparato descrito más arriba o a otros aparatos similares. La hélice 3 comprende un cuerpo 40 que tiene una región central trasera 42a, una región central delantera 42b y una pluralidad de paletas alabeadas 43 repartidas a su alrededor y que se extienden desde dicha región central trasera 42a a dicha región central delantera 42b para recibir la acción de un flujo de agua que se mueve en una dirección substancialmente paralela al eje de rotación de la hélice. Las regiones central trasera 42a y central delantera 42b están diseñadas para ser fijadas a un árbol 52 (Fig. 6), el cual está conectado a su vez para accionar un generador eléctrico o cualquier otro aparato (no mostrado).
El cuerpo 40 de la hélice está hecho de una o varias piezas de chapa cortada, doblada y soldada, como se describirá más abajo. La región central trasera 42a es substancialmente plana y perpendicular al eje de dicho árbol 52, y la región central delantera 42b está separada de la región central trasera 42a. En una realización, el árbol 52 tiene un extremo conectado al lado trasero de la región central trasera 42a, en el centro de misma, mientras que la región central trasera 42a y la región central delantera 42b están conectadas por un miembro conector 47 rígido (Fig. 6) alineado con el eje del árbol 52.
Cada una de dichas paletas alabeadas 43 tiene una región curvada con un extremo trasero 43a conectado a la región central trasera 42a y un extremo delantero 43b conectado a la región central delantera 42b. La anchura de dichas paletas alabeadas 43 disminuye gradualmente desde dicho extremo trasero 43a a dicho extremo delantero 43b.
Tal como se muestra en las Figs. 6 y 7, cada paleta alabeada 43 tiene la forma de un triángulo de chapa doblado, el cual tiene un primer borde 6a trasero con un extremo proximal adyacente a la región central trasera 42a y un extremo distal alejado de la región central trasera 42a. Preferiblemente, este primer borde 46a es substancialmente rectilíneo y coplanario con la región central trasera 42a, y está substancialmente alineado con el centro de la misma. Un segundo borde 6b de cada paleta alabeada 43 es un borde curvado que va desde el mencionado extremo distal del primer borde 46a hasta la región central delantera 42b. La paleta alabeada 43 tiene un tercer borde 46c curvado que va desde el mencionado extremo proximal del primer borde 6a de una paleta alabeada 43 adyacente hasta la región central delantera 42b.
En la hélice de la presente invención, cada paleta alabeada 43 tiene una abertura 44 en una parte delantera de dicha región curvada para permitir la entrada de agua hacia una parte trasera de la región curvada. Esta abertura 44 está definida preferiblemente por unos cortes 49 formados en la región curvada de cada paleta alabeada 43 de manera que entre dichos cortes 49 queda una porción de chapa que una vez levantada forma una paleta auxiliar alabeada 45 que se extiende hacia fuera desde la paleta alabeada 43 en una posición adyacente a la abertura 44.
La forma de dichas paletas auxiliares alabeadas 45 se asemeja a un triángulo de chapa doblada, dos de cuyos bordes están formados por dichos cortes 49, los cuales confluyen en un vértice próximo a la región central delantera 42b, y cuyo tercer borde está conectado a una parte periférica de la porción curvada de la paleta alabeada 43. Así, la anchura de cada paleta auxiliar alabeada 45 disminuye gradualmente desde su extremo trasero 45a, el cual está conectado a la porción curvada de la paleta alabeada 3 en dicha parte periférica de la misma, hasta su extremo delantero 45b, el cual está próximo a la región central delantera 42b y separado de la paleta alabeada 43.
La Fig. 8 muestra un primer elemento de chapa 40 a partir del cual se puede realizar la hélice de la Fig. 6 según un método de fabricación. El primer elemento de chapa 40 es plano y tiene en general la forma de un cuadrado con un centro 41 y unos primeros cortes 48 que se extienden desde cada uno de sus vértices hasta una posición próxima a dicho centro 41. Los primeros cortes 48 dividen el primer elemento de chapa
40 en cuatro porciones 40a, en cada una de las cuales están formados unos segundos cortes 49.
Cada una de las porciones 40a del primer elemento de chapa 40 formará una de las paletas alabeadas 43, y los segundos cortes 49 formarán las aberturas 44 y correspondientes paletas alabeadas auxiliares 45 según se ha descrito más arriba. Para ello, uno de los extremos de cada porción 40a es doblado en dirección al centro 41 de una manera análoga a la empleada para construir un clásico molinillo de papel. Posteriormente, las porciones de chapa entre los segundos cortes 49 deben ser levantadas hacia fuera para formar las aberturas 44 y paletas auxiliares alabeadas 45.
La Fig. 9 muestra cuatro elementos de chapa 55, 56, 57, 58 substancialmente triangulares, cada uno de los cuales incluye los segundos cortes 49. Estos cuatro elementos de chapa 55, 56, 57, 58 son posteriormente unidos por soldadura de la manera mostrada en la Fig. 10 para formar un segundo elemento de chapa 50, el cual es en todo análogo al primer elemento de chapa 40 descrito más arriba en relación con la Fig. 8 excepto por unos cordones de soldadura 57 que se extienden desde el centro
41 hasta el extremo proximal de los correspondientes primeros cortes 48. La formación de las paletas alabeadas 43, aberturas 44 y paletas alabeadas auxiliares 45 se realiza a partir de las porciones del segundo elemento de chapa 50 definidas por los primeros y segundos cortes 48, 49 tal como se ha descrito más arriba para el primer elemento de chapa 40.
Alternativamente, los segundos cortes 49 podrían estar inicialmente ausentes del elemento de chapa y podrían ser hechos después de doblar las porciones del mismo para formar las paletas alabeadas 43, o los segundos cortes podrían cortar completamente el correspondiente elemento de chapa para formar las aberturas 44, en cuyo caso las paletas alabeadas auxiliares 45 estarían hechas por elementos de chapa individuales unidos al cuerpo 40 por soldadura.
Hay que señalar que, aunque aquí se han mostrado y descrito dos métodos de fabricación alternativos, la hélice de turbina acuática de la presente invención puede ser fabricada de acuerdo con otros muchos procedimientos utilizando una variedad de materiales, tales como chapas metálicas o materiales sintéticos con refuerzo de fibras.
A un experto en la técnica se le ocurrirán modificaciones y variaciones a partir de los ejemplos de realización mostrados y descritos sin salirse del alcance de la presente invención según está definido en las reivindicaciones adjuntas.

Claims

REIVINDICACIONES
1. - Aparato para convertir la energía de las corrientes marinas, maréales o fluviales en energía eléctrica, comprendiendo:
un flotador de superficie (1 );
una estructura sumergida (2) suspendida de dicho flotador de superficie (1); una hélice (3) instalada giratoriamente en dicha estructura sumergida (2) para ser impelida por masas de agua en movimiento de corrientes marinas, maréales o fluviales; y
un generador eléctrico (4) conectado operativamente para ser accionado por dicha hélice (3),
donde el flotador de superficie (1) y/o la estructura sumergida (2) está amarrado a un dispositivo de amarre (5),
caracterizado porque dicho generador eléctrico (4) está instalado en el flotador de superficie (1) y una transmisión mecánica está dispuesta para transmitir el movimiento de giro de un árbol de accionamiento (3a) acoplado dicha hélice (3) a un árbol de entrada (4a) de dicho generador eléctrico (4).
2. - Aparato según la reivindicación 1 , caracterizado porque dicha transmisión mecánica comprende un cable de transmisión flexible (6) a torsión.
3.- Aparato según la reivindicación 2, caracterizado porque dicha transmisión mecánica comprende un multiplicador (7) instalado en el flotador de superficie (1) entre dicho cable de transmisión flexible (6) y dicho árbol de entrada (4a) del generador eléctrico (4) para aumentar la velocidad de giro de la hélice (3) hasta una velocidad dentro de un rango de velocidades de giro requerido por el generador eléctrico (4).
4.- Aparato según la reivindicación 1 , caracterizado porque dicha transmisión mecánica comprende al menos un árbol giratorio rígido auxiliar conectado al árbol de accionamiento de la hélice y/o al árbol de entrada del generador eléctrico mediante unos reenvíos angulares de engranajes o unas juntas universales de cruceta de tipo cardán.
5.- Aparato según una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque dicha estructura sumergida (2) comprende una plancha perforada (8) horizontal fijada a unos miembros estructurales (9) que se proyectan hacia abajo desde el flotador de superficie (1) y una aleta móvil (10) que se extiende hacia delante desde un borde delantero de dicha plancha perforada (8) y que está montada de manera que puede ser pivotada respecto a un eje horizontal (10a) para formar un ángulo variable con la plancha perforada (8).
6. - Aparato según la reivindicación 5, caracterizado porque dicha aleta móvil (10) está conectada mediante unos cables (11) guiados respecto a la estructura sumergida (2) a unas boyas (12) que flotan en la superficie y que tiran de dichos cables (11) o los aflojan a consecuencia del cabeceo del flotador de superficie (1) producido por el oleaje y con ello varían el ángulo de la aleta móvil (10) respecto a la plancha perforada (8).
7. - Aparato según la reivindicación 5 ó 6, caracterizado porque la estructura sumergida (2) comprende unos deflectores fijos (13) substancialmente verticales situados en una parte delantera de la estructura sumergida (2) en lados opuestos de la hélice (3) y en posiciones más adelantadas que la hélice (3), definiendo dichos deflectores fijos (13) unas superficies convergentes hacia la hélice (3) de adelante hacia atrás.
8. - Aparato según una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque el flotador de superficie (1) tiene una cubierta (14) y lleva lastre suficiente para quedar parcialmente sumergido con la línea de flotación cerca de la dicha cubierta (14).
9. - Aparato según la reivindicación 8, caracterizado porque dicho lastre es agua alojada en al menos un compartimiento estanco (15) dispuesto en el flotador de superficie (1).
10. - Aparato según la reivindicación 8 ó 9, caracterizado porque el flotador de superficie comprende una cámara (16) donde está alojado el generador eléctrico (4), estando dicha cámara (16) cerrada herméticamente por una tapa amovible (17).
11. - Aparato según la reivindicación 8, 9 ó 10, caracterizado porque el flotador de superficie (1) tiene al menos un elemento de amarre de flotador (18) en una región de proa y un timón fijo (19) en una región de popa.
12.- Aparato según una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque dicho dispositivo de amarre (5) comprende un cuerpo de anclaje (20) fijado al lecho marino o fluvial, una primera línea de amarre (21) conectada por un extremo a un elemento de amarre de anclaje (22) fijado a dicho cuerpo de anclaje (20) y por el otro extremo a un elemento de amarre intermedio (23), una segunda línea de amarre (24) conectada por un extremo a dicho elemento de amarre intermedio (23) y por el otro extremo a dicho elemento de amarre de flotador (18), y una tercera linea de amarre (25) conectada por un extremo al elemento de amarre intermedio (23) y por el otro extremo a un elemento de amarre de estructura (26) fijado a la estructura sumergida (2).
13. - Aparato según la reivindicación 12, caracterizado porque al menos una de dichas segunda y tercera líneas de amarre (24, 25) está conectada al elemento de amarre intermedio (23) a través de un miembro elástico (27).
14. - Aparato según la reivindicación 12 ó 13, caracterizado porque la corriente eléctrica generada por el generador eléctrico (4) es transportada hasta un punto de destino a través de una línea de conducción eléctrica (28) que se dispone a través de una región de proa del flotador de superficie (1) y que está soportada en las primera y segunda líneas de amarre (21 , 24) y en un pie derecho (29) fijado en el cuerpo de anclaje (20).
15.- Aparato según la reivindicación 5, caracterizado porque dicho árbol de accionamiento (3a) acoplado a la hélice (3) está soportado mediante un caballete (30) fijado a la plancha perforada (8).
16. - Aparato según la reivindicación 5, caracterizado porque dicho árbol de accionamiento (3a) acoplado a la hélice (3) está soportado mediante un soporte (31) suspendido del flotador de superficie (1 ).
17. - Aparato según la reivindicación 7, caracterizado porque en un borde delantero de la aleta móvil (10) y de cada uno de los deflectores fijos (13) están dispuestas una pluralidad de cuentas (32) ensartadas de manera que pueden girar en unas respectivas varillas (33) para facilitar el desenganche de cualquier plástico, alga u otro cuerpo que flotando en el agua se pudiera enredar en la aleta móvil (10) y/o en los deflectores fijos (13).
18. - Aparato según una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque dicha hélice (3) comprende un cuerpo (40) hecho de chapa, que tiene una región central configurada para ser fijada a dicho árbol de accionamiento (3a) y una pluralidad de paletas alabeadas (43) repartidas alrededor de dicha región central, donde dicha región central comprende una región central trasera (42a) substancialmente plana y perpendicular al eje de dicho árbol de accionamiento (3a), y una región central delantera (42b) separada de dicha región central trasera (42a), donde cada una de dichas paletas alabeadas (43) tiene una región curvada con un extremo trasero (43a) conectado a la región central trasera (42a) y un extremo delantero (43b) conectado a dicha región central delantera (42b), disminuyendo gradualmente la anchura de dichas paletas alabeadas (43) desde dicho extremo trasero (43a) al extremo delantero (43b), y donde cada paleta alabeada (43) tiene una abertura (44) en una parte delantera de dicha región curvada para permitir la entrada de agua hacia una parte trasera de la región curvada.
19.- Aparato según la reivindicación 18, caracterizada porque dicha abertura (44) está definida por unos cortes (49) formados en la región curvada de cada paleta alabeada (43) dejando entre los mismos una porción de chapa levantada que forma una paleta auxiliar alabeada (45) que se extiende hacia fuera desde la paleta alabeada (43) en una posición adyacente a la abertura (44).
20 - Aparato según la reivindicación 19, caracterizada porque la anchura de dicha paleta auxiliar alabeada (45) disminuye gradualmente desde un extremo trasero (45a) de la misma conectado a la porción curvada de la paleta alabeada (43) en una parte periférica de la misma hasta un extremo delantero (45b) próximo a la región central delantera (42b) y separado de la paleta alabeada (43).
21. - Aparato según la reivindicación 18, 19 ó 20, caracterizada porque cada paleta alabeada (43) tiene un primer borde (46a) trasero que tiene un extremo proximal adyacente a la región central trasera (42a) y un extremo distal alejado de la región central trasera (42a), un segundo borde (46b) curvado que va desde dicho extremo distal de dicho primer borde (46a) hasta la región central delantera (42b) y un tercer borde (46c) curvado que va desde dicho extremo proximal del primer borde (46a) de una paleta alabeada (43) adyacente hasta la región central delantera (42b).
22. - Aparato según la reivindicación 21 , caracterizada porque dicho primer borde (46a) es substancialmente rectilíneo y coplanario con la región central trasera (42a), y está substancialmente alineado con el centro de la misma.
23. - Aparato según la reivindicación 18, caracterizada porque la región central trasera (42a) y la región central delantera (42b) están conectadas por un miembro conector (47) rígido alineado con el eje del árbol de accionamiento (3a).
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