WO2023230681A1

WO2023230681A1 - Rotor dotado com pás autoajustáveis para conversão de energia cinética em movimento giratório

Info

Publication number: WO2023230681A1
Application number: PCT/BR2023/050067
Authority: WO
Inventors: Gilberto Carlos TUSSET
Original assignee: Tusset Gilberto Carlos
Priority date: 2022-05-30
Filing date: 2023-02-28
Publication date: 2023-12-07
Also published as: BR202022010476U2

Abstract

O presente Rotor Dotado com Pás Autoajustáveis Para Conversão de Energia Cinética em Movimento Giratório (1) é formado por cubo de acoplagem (2) ou base, ponteira (3), hastes de sustentação (4) das pás, pás dobráveis (5), rolamento (6), suporte do eixo (7), eixo (8), freio (9) e conjunto de molas e por ser caracterizado pela utilização de pás que se ajustam mecanicamente de forma automática, através da variação de sua inclinação longitudinal conforme varia o arrasto decorrente da mudança de velocidade do fluido que é utilizado para criar o movimento giratório, sendo que cada pá (5) é acoplada ao cubo (2) ou base através de uma haste de sustentação (4) em uma cavidade que permite apenas a inclinação para frente e para trás no sentido longitudinal do eixo (8) rotor, para que a força do arrasto possa empurrá-la se necessário. Vale destacar também que o Rotor (1) disponibiliza duas formas de posicionamento, o primeiro com as molas (10) posicionadas na parte frontal, e freios (9) dispostos na parte traseira, sendo que a mesma funciona sob as duas formas, a primeira com as pás (5) indo para trás com o eixo (8) apoiado na ponta simulando a abertura de um guarda-chuva e a segunda forma, com o eixo (8) posicionado na parte traseira e as pás (5) se fechando sobre o eixo (8).

Description

“ROTOR DOTADO COM PÁS AUTO A JUSTÁVEIS PARA CONVERSÃO DE ENERGIA CINÉTICA EM MOVIMENTO GIRATÓRIO”

INTRODUÇÃO

001 O presente relatório descritivo de Patente de Modelo de Utilidade diz respeito ao Rotor Dotado com Pás Autoajustáveis Para Conversão de Energia Cinética em Movimento Giratório, doravante denominado de Rotor com Pás Ajustáveis, o qual foi desenvolvido para atender à crescente demanda por “energias limpas” de forma a permitir que o consumo seja menos agressivo em relação ao meio ambiente.

002 Desta forma e para atender as finalidades previstas, o Rotor com Pás Ajustáveis é formado por base, eixo, ponteira, hastes de sustentação das pás, pás, dobráveis, freio, conjunto de molas, rolamento, suporte do eixo, cubo de acoplagem, dispositivo de encaixe e parafuso de regulagem.

CAMPO DE APLICAÇÃO

003 Com relação ao campo de aplicação deste Rotor com Pás Ajustáveis, o mesmo apresenta dois campos de aplicações, sendo estes:

- Aplicável em qualquer equipamento que utilize a conversão de energia cinética proveniente do deslocamento de fluidos (ar ou água) em movimento giratório para geração de força, e

- Utilização como freio aerodinâmico rotativo para a desaceleração de veículos.

FINALIDADE

004 O Rotor com Pás Ajustáveis tem como principal finalidade, melhorar o aproveitamento do deslocamento de ar ou água através de um rotor com pás que se ajustam mecanicamente e de forma automática à velocidade do fluido, visando garantir a manutenção da rotação em uma faixa de RPM segura, adequando a inclinação das pás com a ação da própria força do arrasto aerodinâmico decorrente da movimentação das pás em contato com o fluido.

PROBLEMAS A SOLUCIONAR

005 Conforme é de conhecimento geral entre técnicos da área, bem como de usuários e consumidores em geral a procura por “energias limpas” tem levado ao desenvolvimento de vários tipos de produtos baseados no uso de energias mais "limpas", como a eletricidade.

006 A modo de exemplo podemos citar o campo de pesquisas para o desenvolvimento de veículos híbridos, movidos a combustível fóssil e eletricidade e dos veículos totalmente elétricos tem aumentado exponencialmente, proporcionando a perspectiva de que num prazo de até 10 anos (2031 a partir deste ano) já será possível ver uma boa parte da frota de veículos mundial totalmente elétricos.

007 Entretanto uma das principais barreiras que tem impedido a expansão dos veículos elétricos é a dificuldade de ampliar a sua autonomia, haja vista que apenas em alguns casos de veículos de transporte coletivo é possível manter conexão direta com a rede de fornecimento da cidade, necessitando então que na maioria dos casos o veículo carregue baterias na carcaça.

008 A atual tecnologia disponível ainda não permite que essas baterias, na maioria das vezes constituídas de íons de lítio, entreguem uma autonomia que seja comparável aos veículos tradicionais, sem contar que o tempo para recarga é de várias horas, muito mais que o necessário para reabastecer um tanque de gasolina.

009 Além disso há uma busca cada vez maior por formas de ampliar o modal de geração de energia elétrica visando diminuir o impacto do uso de combustíveis fósseis e promover maior integração com o meio ambiente de formas menos agressivas na geração. Já estão largamente difundidos modelos de geração fotovoltaica e eólica para integração com a geração hidroelétrica e térmica, mas mesmo assim há carência de formas mais eficientes de geração principalmente para o uso em meios de transporte.

010 A proposta fundamental deste Rotor com Pás Ajustáveis é aproveitar os efeitos negativos do arrasto dos fluidos em movimento (ar ou água) para aumentar a eficiência da geração de energia através de um mecanismo de autorregulagem passiva da posição das hélices de um rotor para conversão da energia cinética em movimento giratório útil com grande faixa de velocidades de captação.

ESTADO DA TÉCNICA

011 Da análise dos problemas existentes e visando a colocação no mercado de um equipamento dotado com características próprias de desenvolvimento, pesquisas de anterioridades foram realizadas na base de dados do INPI e foram encontrados os seguintes documentos:

- MU 9102866-3 depositada em 13/10/2011 e publicada em 13/08/2013 sob o título de “CARRO ELÉTRICO COM AEROGERADOR. A presente Patente de Modelo de Utilidade refere-se a um carro elétrico, já largamente conhecido e utilizado, dotado de um sistema elétrico com alimentação energética fornecida por aerogeradores instalados os quais transformam energia eólica em energia elétrica a ser armazenada pelas baterias. O presente invento é composto por uma quantidade pré-determinada de aerogeradores (1) distribuídas em pontos estratégicos pré-determinados do automóvel (2) que, com o movimento do mesmo, geram energia elétrica suficiente para alimentar as baterias (3) que fornecem energia as sistema, este composto basicamente pelos ditos aerogeradores (1) ligados às baterias (2) que, passando por fusíveis (4), ligam-se a um inversor (5) comandado por um relé (6), alimentado por um motor elétrico (7) e respondendo ao comando do acelerador (8), sendo todo o sistema em repouso recarregado por um carregador (9).

- PI1003446-3 depositada em 24/09/201 e publicada em 29/01/2013 sob o título de CONVERSOR EÓLICO VEICULAR. O presente relatório descritivo da patente de invenção refere-se a um sistema horizontal ou vertical composto por painéis que com a força do vento tracionam um eixo horizontal ou vertical ao qual em sua extremidade possui um gerador elétrico, acumulador e/ou similar. Seu sistema funciona na horizontal ou vertical permitindo o seu funcionamento em um espaço menor, aliado à sua grande potência devido a ação dos ventos atuarem em toda a área dos painéis.

- MU8700529-8 depositada em 23/5/2007 e publicada em 06/01/2009 sob o título de CONFIGURAÇÃO DE GERADOR EÓLICO PARA APROVEITAMENTO E GERAÇÃO DE ENERGIA EM VEÍCULOS. A presente solicitação de referência a um gerador eólico (1) que, de forma integrada a um veículo e sua conformação estrutural, proporciona gerar energia elétrica quando o veículo estiver em movimento, pela captação da pressão do ar frontal, destinado ao setor automotivo, tendo como característica inovadora a conformação por uma carcaça fixa (1 a) e uma carcaça móvel (1b) configuradas, interna e estruturalmente, por um canal (1c) com dimensionamento adequado ao de cata- vento (3) dotado de um conjunto de copos captadores (3 a) de um cata-vento (3).

ANÁLISE COMPARATIVA

012 Da análise comparativa entre os documentos acima mencionados e o Rotor com Pás Ajustáveis, constata-se que as anterioridades citadas tão somente refletem o estado geral da técnica, não possuindo nenhuma relevância em relação ao tem, motivo pelo qual consideramos que em relação ao Rotor com Pás Ajustáveis, não há impedimentos para a concessão do privilégio solicitado.

AVANÇO TECNOLÓGICO

013 O avanço tecnológico apresentado pelo Rotor com Pás Ajustáveis refere-se à disponibilização de uma solução para converter a energia cinética do ar ou água em rotação com um rotor cujas pás se ajustem automaticamente para manter uma faixa de rpm segura.

014 O invento apresenta como inovação a utilização de pás que se ajustam mecanicamente de forma automática, através da variação de sua inclinação longitudinal conforme varia o arrasto decorrente da mudança de velocidade do fluido que é utilizado para criar o movimento giratório.

015 O controle da rotação é gerado de maneira passiva com a variação da inclinação das pás que, em baixa velocidade ficam mais abertas e captam maior contato com o fluido, enquanto com o aumento da velocidade o arrasto vai gradualmente empurrando também as pás no sentido longitudinal e fechando as mesmas, diminuindo a área de contato frontal e evitando que a rotação aumente excessivamente quando conectado a um gerador de energia.

DESCRIÇÃO DAS FIGURAS

016 Para obter uma total e completa visualização de como é constituído o Rotor com Pás Ajustáveis ora em questão e objeto do presente de Modelo de Utilidade, acompanha os desenhos ilustrativos anexos, aos quais se faz referência conforme segue:

Figura 1: Representa vista em perspectiva do Rotor com Pás Ajustáveis com o sistema de pás ajustáveis na frente do eixo.

Figura 2: Ilustra vista em perspectiva explodida do Rotor com Pás Ajustáveis na frente do eixo;

Figura 3: Mostra vista em perspectiva do Rotor invertido com o sistema de pás ajustáveis atras do eixo;

Figura 4: Representa vista em perspectiva explodida com o sistema de pás ajustáveis atras do eixo.

Figura 5: Corresponde à vista em detalhe da ponteira do Rotor com Pás Ajustáveis;

Figura 6: Ilustra vista lateral em perspectiva do Rotor com as Pás Ajustáveis para trás;

Figura 7: Mostra vista em detalhe ampliado do encaixe dos componentes;

Figura 8: Representa vista invertida do rotor, onde as pás se autoajustam ao contrario e a rotação do eixo fica na ponta da frente girando;

Figura 9: Ilustra a base do rotorpara utilização de quatro pás;

Figura 10: Corresponde à base do rotor para utilização de cinco pás;

Figura 11 : Mostra base do rotor para seis pás da hélice do rotor;

Figura 12: Ilustra em destaque o sistema de frenagem ou resistência de acordo com a necessidade;

Figura 13: Mostra vista das pás acopladas na haste de sustentação, sendo que seu corpo é somente mostrado de um lado e pode ser de vários tamanhos de acordo com a necessidade;

Figura 14: Representa vista longitudinal da haste de sustentação da pá e acoplamento ao rotor;

Figura 15: Corresponde à vista da haste da hélice, a qual pode ser fabricada de acordo com o tamanho necessário para cada caso.

DESCRIÇÃO DO MODELO

017 Conforme infere-se dos desenhos que acompanham e fazem parte integrante deste relatório, o Rotor com Pás Ajustáveis (1) foi desenvolvido para atender à crescente demanda por “energias limpas” de forma a permitir que o consumo que seja menos agressivo em relação ao meio ambiente.

018 Desta forma e para atender as finalidades previstas, o Rotor com Pás Ajustáveis (1) é constituído por cubo de acoplagem (2) ou base, ponteira (3), hastes de sustentação (4) das pás, pás dobráveis (5), rolamento (6), suporte do eixo (7), eixo (8) e freio (9).

019 Por sua vez, o eixo (8) é constituído por tubo fabricado em metal ou polímero.

020 O cubo de acoplagem (2) tem como função permitir o acoplamento das pás dobráveis (5), as quais são compostas de chapa metálicas ou polímero com flexibilidade limitada e corte em formato que se assemelha a uma pétala longa. Cada uma das pás (5) apresenta um ângulo de ataque de ataque de 45° fixo girando em sentido horário ou anti-horário, conforme melhor seja a configuração para se acoplar ao eixo (8) motor.

021 Cada pá (5) é acoplada ao cubo (2) ou base através de uma haste de sustentação (4) em uma cavidade que permite apenas a inclinação para frente e para trás no sentido longitudinal do eixo (8) rotor, para que a força do arrasto possa empurrá-la se necessário, destacando-se que para melhor funcionamento são necessárias no mínimo três pás (5) no equipamento, podendo usar as variações com quatro, cinco, seis ou oito pás (5), sempre de acordo com as características de cada projeto.

022 Próximo ao ponto de acoplagem da pá (5) fica o dispositivo de encaixe da mola (10) que sustenta a posição aberta da pá (5) em relação ao eixo (8) contendo um parafuso de regulagem de pressão da mola presa ao cubo de acoplagem (2).

023 Uma vez montado e quando em repouso, as molas (10) do Rotor mantêm as pás (5), em abertura, rotam proporcionando sua maior área de contato frontal com o fluxo de ar ou água. Na medida em que a velocidade do fluxo aumenta, o rotor começa a girar e a pressão de arrastro do contacto do fluido com as pás empurra para trás às mesmas e diminui gradualmente a área frontal de contato. A diminuição da área de contato frontal ocasiona perda de força que impede a rotação de continuar aumentando permitindo que o atrito mantenha a rotação do eixo em determinada velocidade.

024 É importante destacar que o Rotor com Pás Ajustáveis, (1), disponibiliza duas formas de posicionamento, o primeiro com as molas (10) posicionadas na parte frontal e freios (9) dispostos na parte traseira, sendo que a mesma funciona sob as duas formas, a primeira com as pás (5) indo para trás com o eixo (8) apoiado na ponta simulando a abertura de um guarda- chuva e a segunda forma, com o eixo (8) posicionado na parte traseira e as pás (5) se fechando sobre o eixo (8).

CONCLUSÃO

025 Verifica-se por tudo aquilo que foi descrito e ilustrado que trata-se de Rotor Dotado com Pás Autoajustáveis Para Conversão de Energia Cinética em Movimento Giratório, (1), a qual se enquadra perfeitamente dentro das normas que regem a Patente de Modelo de Utilidade, merecendo pelo que foi exposto e como consequência, o respectivo privilégio.

Claims

REIVINDICAÇÃO

1) “ROTOR DOTADO COM PÁS AUTOAJUSTÁVEIS PARA CONVERSÃO DE ENERGIA CINÉTICA EM MOVIMENTO GIRATÓRIO” (1) o mesmo apresenta duas aplicações, sendo que a primeira, é aplicável em qualquer equipamento que utilize a conversão de energia cinética proveniente do deslocamento de fluidos (ar ou água) em movimento giratório para geração de força, e a segunda aplicação permite ser utilizado como freio aerodinâmico rotativo para a desaceleração de veículos, sendo o Rotor formado é constituído por cubo de acoplagem (2) ou base, ponteira (3), hastes de sustentação (4) das pás, pás dobráveis (5), rolamento (6), suporte do eixo (7), eixo (8), freio (9) e conjunto de molas e por ser caracterizado pela utilização de pás que se ajustam mecanicamente de forma automática, através da variação de sua inclinação longitudinal conforme varia o arrasto decorrente da mudança de velocidade do fluido que é utilizado para criar o movimento giratório, sendo que cada pá (5) é acoplada ao cubo (2) ou base através de uma haste de sustentação (4) em uma cavidade que permite apenas a inclinação para frente e para trás no sentido longitudinal do eixo (8) rotor, para que a força do arrasto possa empurrá-la se necessário.