WO2016131115A1 - Disposição construtiva em mecanismo de transmissão mecânica de força hidráulica em força eletromotriz - Google Patents

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WO2016131115A1 PCT/BR2016/050013 BR2016050013W WO2016131115A1 WO 2016131115 A1 WO2016131115 A1 WO 2016131115A1 BR 2016050013 W BR2016050013 W BR 2016050013W WO 2016131115 A1 WO2016131115 A1 WO 2016131115A1
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Hansen Arnaldo
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    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/20—Hydro energy

Definitions

  • the Constructive Arrangement in Electromotive Hydraulic Power Mechanical Transmission Mechanism comprises a means of maximizing hydraulic turbine efficiency and is characterized by a mechanical transmission mechanism that receives the rotation of the turbine shaft , amplifies the rotation speed and transfers this amplified rotation speed to the electric generator shaft.
  • the mechanical transmission mechanism consists of a set of gears.
  • FIG. 7 is a perspective drawing of the Mechanical Transmission Mechanism and shows the rotor (8), the larger wheel (11) of the spindle satellite gear (13) and the rotor cover (83) (8). which rotates with the aid of rolling around the structural tube (31) fixed to the turbine frame.
  • the cover (83) of the rotor (8) has retainer plate (84) fixed by screws to rotor cover (83) (8);
  • the plate is shaped like a hollow disc.

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Abstract

Disposição construtiva em mecanismo de transmissão mecânica de força hidráulica em força eletromotriz constituída por um conjunto de engrenagens que transforma a energia de um fluxo hidráulico em torque e velocidade de rotação e transfere essa energia até o eixo do gerador de eletricidade, e compreende mecanismo de transmissão que possui, no rotor (8) da turbina, uma engrenagem (81) de dentes internos que transmite rotação para uma pluralidade de rodas maiores (11), de engrenagem satélite, com eixos (13); e possui uma pluralidade de rodas menores (12) da engrenagem satélite fixadas respectivamente nos mesmos eixos (13) que giram juntos com cada roda maior (11) da engrenagem satélite; e as rodas menores (12) estão acopladas no pinhão (41) que transmite rotação para o próprio eixo (4) do pinhão (41) e o eixo (4) do pinhão (41) possui acoplamento axial com o eixo (5) do gerador elétrico (6).

Description

DISPOSIÇÃO CONSTRUTIVA EM MECANISMO DE TRANSMISSÃO MECÂNICA DE FORÇA HIDRÁULICA EM FORÇA ELETROMOTRIZ
[001 ] Descreve um conjunto de engrenagens que transforma a energia de um fluxo hidráulico em torque e velocidade de rotação e transfere essa energia até o eixo do gerador de eletricidade.
[002] As turbinas hidráulicas são equipamentos que transformam a energia de um fluxo hidráulico em energia mecânica na forma de torque e velocidade de rotação. A potência que uma turbina pode extrair do fluxo hidráulico será proporcional ao produto da vazão volumétrica e da queda d'água disponível. A energia potencial e cinética da água é convertida em trabalho mecânico de rotação no eixo da turbina. O eixo da turbina hidráulica se caracteriza, no atual estado da técnica, por ser um prolongamento do eixo do gerador elétrico. A velocidade de rotação no gerador é a mesma obtida na turbina.
[003] Para maximizar a eficiência, as turbinas hidráulicas são em geral projetadas especificamente para as condições de queda d'água e vazão onde serão instaladas.
[004] A Disposição Construtiva em Mecanismo de Transmissão Mecânica de Força Hidráulica em Força Eletromotriz, descrita neste relatório, compreende um meio de maximizar a eficiência da turbina hidráulica e se caracteriza por conter um mecanismo de transmissão mecânica que recebe a rotação do eixo da turbina, amplifica a velocidade de rotação e transfere essa velocidade de rotação amplificada para o eixo do gerador elétrico. O mecanismo de transmissão mecânica é constituído por um conjunto de engrenagens. [005] Os desenhos em anexo e a descrição detalhada que segue são meramente apresentadas a título de exemplo, pois o dito objeto pode ser concebido por outras soluções de engenharia conhecidas. Portanto, detalhes estruturais e funcionais específicos aqui divulgados não devem ser interpretados como uma limitação, mas apenas como uma base para as reivindicações; atua como uma base representativa para o ensino de um perito na arte de empregar e colocar em prática o desenvolvimento do objeto descrito neste relatório, com base na disposição construtiva doravante detalhada.
[006] A figura 1 mostra de forma esquemática a entrada(1 ) d'água na turbina(3), a saída(2) d'água da turbina(3), o eixo(4) de saída do Mecanismo de Transmissão Mecânica conectado no eixo(5) do gerador elétrico(6).
[007] A figura 2 mostra de forma esquemática as pás(7) do rotor(8) da turbina(3) e mostra ainda a entrada(1 ) d'água na turbina(3), a saída(2) d'água da turbina(3), o eixo(5) do gerador elétrico(6), o sentido do fluxo hidráulico(9) e o sentido de rotação(10) do rotor(8).
[008] A figura 3 é um corte axial do desenho em perspectiva da turbina(3) e mostra a saída(2) d'água da turbina(3), o eixo(4) de saída do Mecanismo de Transmissão Mecânica, as pás(7) do rotor(8), a tampa(83) do rotor(8), o tubo estrutural(31 ) rígido, a placa retentora(84) fixa por parafusos na tampa(83) do rotor(8), a roda maior(1 1 ) da engrenagem satélite com eixo(13), a roda menor(12) da engrenagem satélite com eixo(13), a engrenagem pinhão(41 ) acoplada no eixo(4) de saída do Mecanismo de Transmissão e o mancai de escora(42) do eixo(4) de saída do Mecanismo de Transmissão.
[009] A figura 4 é um corte axial reto do desenho da turbina(3) e mostra o eixo(4) de saída do Mecanismo de Transmissão Mecânica, as pás(7) do rotor(8), a roda maior(1 1 ) da engrenagem satélite com eixo(13), a roda menor(12) da engrenagem satélite com eixo(13), a engrenagem pinhão(41 ) acoplada no eixo(4) de saída do Mecanismo de Transmissão, o mancai de escora(42) do eixo(4) de saída do Mecanismo de Transmissão, a placa retentora(84) fixa por parafusos na tampa(83) do rotor(8), a estrutura cilíndrica(14) com o mancal(85) e os mancais de escora(121 ) de apoio excepcional rodas menores(12), para grandes turbinas.
[010] A figura 5 é um desenho em perspectiva, vista superior, do Mecanismo de Transmissão Mecânica e mostra o rotor(8), a roda maior(1 1 ) da engrenagem satélite com eixo(13), a roda menor(12) da engrenagem satélite com eixo(13), a engrenagem pinhão(41 ), o tubo(31 ) estrutural que envolve o eixo(4) de saída do Mecanismo de Transmissão, o mancai de escora(42) do eixo(4) de saída do Mecanismo de Transmissão e o mancal(85) de rotação da tampa(83) em torno da estrutura cilíndrica(14).
[01 1 ] A figura 6 é um desenho em perspectiva, vista inferior, do Mecanismo de Transmissão Mecânica e mostra o rotor(8), a roda maior(1 1 ) da engrenagem satélite com eixo(13), a roda menor(12) da engrenagem satélite com eixo(13), a engrenagem pinhão(41 ) acoplada no eixo(4) de saída do Mecanismo de Transmissão e o mancai de escora(42) do eixo(4) de saída do Mecanismo de Transmissão.
[012] A figura 7 é um desenho em perspectiva do Mecanismo de Transmissão Mecânica e mostra o rotor(8), a roda maior(1 1 ) da engrenagem satélite com eixo(13) e a tampa(83) do rotor(8) que gira com auxílio de rolamento em torno do tubo estrutural(31 ) fixo na estrutura da turbina. A tampa(83) do rotor(8) possui placa retentora(84) fixa por parafusos na tampa(83) do rotor(8); a placa possui forma de um disco vasado.
[013] O fluxo hidráulico(9) atua nas pás(7) da turbina e faz o rotor(8) girar(10); O mecanismo de transmissão possui no rotor(8) uma engrenagem(81 ) de dentes internos que transmite rotação para as rodas maiores(1 1 ) da engrenagem satélite com eixos(13); cada roda menor(12) da engrenagem satélite, fixa no mesmo eixo(13), gira junto com a roda maior(1 1 ) da engrenagem satélite. As rodas menores(12) são acopladas no pinhão(41 ) que transmite rotação para o próprio eixo(4) do pinhão(41 ). O eixo(4) do pinhão(41 ) possui acoplamento axial com o eixo(5) do gerador elétrico(6). A rotação do gerador elétrico(6) é amplificada em função da relação dos diâmetros das engrenagens(81 , 1 1 , 12 e 41 ) do mecanismo de transmissão. O eixo(4) do pinhão(41 ), normalmente posicionado na posição vertical está apoiado em mancai de escora(42). Em grandes instalações de turbinas, o apoio em mancai de escora(42) é complementado com apoio das rodas menores(12) na estrutura, através de mancais de escora(121 ), ao longo de todo o anel. O rotor(8) possui uma estrutura rígida, a tampa(83), em forma de copo invertido que possui pás(7) da turbina fixas na superfície cilíndrica externa. Na parte interna da tampa(83) há uma estrutura cilíndrica(14) similar fixa, não giratória, que apoia os mancais de rolamento do copo(83), dos eixos(13), das rodas maiores(1 1 ) e das rodas menores(12). Todo o ambiente contido no interior da estrutura cilíndrica(14) é lubrificado por banho de óleo.
[014] A transmissão do movimento de rotação se dá pela engrenagem(81 ) de dentes internos, do rotor(8), que transmite rotação para uma pluralidade de rodas maiores(1 1 ) da engrenagem satélite com eixos(13); e transmite simultaneamente rotação para uma pluralidade de rodas menores(12) da engrenagem satélite. Cada par de engrenagens(1 1 e 12), por estarem fixas no mesmo eixo(13), giram juntas. As rodas menores(12) estão acopladas no pinhão(41 ) que transmite rotação para o próprio eixo(4) do pinhão(41 ).
[015] A turbina é formada pela parte estrutural constituída pela carcaça da turbina(3), a entrada(1 ) d'água na turbina(3), a saída(2) d'água da turbina(3), a estrutura cilíndrica(14) com o mancal(85) e os mancais de escora(121 ) de apoio excepcional das rodas menores(12), para grandes turbinas.
[016] O mecanismo de transmissão faz maximizar a eficiência da turbina hidráulica para as mesmas condições de queda d'água e vazão onde serão instaladas, se comparadas com as usinas hidroelétricas contidas no atual estado da técnica.

Claims

REIVINDICAÇÃO
DISPOSIÇÃO CONSTRUTIVA EM MECANISMO DE TRANSMISSÃO MECÂNICA DE FORÇA HIDRÁULICA EM FORÇA ELETROMOTRIZ
compreende um conjunto de engrenagens que transforma a energia de um fluxo hidráulico em torque e velocidade de rotação e transfere essa energia até o eixo do gerador de eletricidade, caracterizado pelo mecanismo de transmissão possuir no rotor(8) da turbina uma engrenagem(81 ) de dentes internos que transmite rotação para uma pluralidade de rodas maiores(1 1 ) da engrenagem satélite com eixo(13); e possuir uma pluralidade de rodas menores(12) da engrenagem satélite fixadas respectivamente no mesmo eixo(13) e girar junto com cada roda maior(1 1 ) da engrenagem satélite; e as rodas menores(12) estarem acopladas no pinhão(41 ) central que transmite rotação para o próprio eixo(4) do pinhão(41 ); e o eixo(4) do pinhão(41 ) possuir acoplamento axial com o eixo(5) do gerador elétrico(6), e possuir placa retentora(84) fixa na tampa(83) do rotor(8), e possuir tubo estrutural(31 ) fixo na estrutura da turbina(3) e fixo na estrutura cilíndrica(14), e possuir o mancal(85) de rotação da tampa(83) em torno da estrutura cilíndrica(14) e possuir mancais de escora(121 ) de apoio excepcional das rodas menores(12) e o eixo(4) ser concêntrico ao tubo estrutural(31 ) e embutido no tubo estrutural(31 ).
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