BRPI0620834A2

BRPI0620834A2 - dispositivo e sistema para a produção de energia hidráulica regenerativa e renovável

Info

Publication number: BRPI0620834A2
Application number: BRPI0620834-7A
Authority: BR
Inventors: Georg Hamann
Original assignee: Georg Hamann
Priority date: 2005-12-29
Filing date: 2006-12-28
Publication date: 2011-11-29
Also published as: SI1966486T1; EP1966486A1; ES2347356T3; ATE464475T1; DE502006006739D1; RU2008131058A; ATE470791T1; CN101351639A; ZA200805479B; EP1966486B1; WO2007079973A1; AU2006334696B2; JP2009522481A; JP2009522482A; RU2008131059A; US20080303288A1; CN101395367A; ZA200805475B; DE502006007202D1; RU2435069C2

Abstract

DISPOSITIVO E SISTEMA PARA A PRODUçãO DE ENERGIA HIDRáULICA REGENERATIVA E RENOVáVEL. A presente invenção refere-se a um dispositivo (1) para a produção de energia hidráulica regenerativa e renovável, compreendendo pelo menos um gerador para a produção de energia elétrica, e um eixo de transmissão (5) que é ligado ao gerador e que compreende uma pluralidade de pás (21) que se estendem pelo menos parcialmente na água corrente e que são ajustadas por meio da rotação da água. As ditas pás (21) são desviadas uma com relação à outra e ao longo do eixo de transmissão (5). A presente invenção também refere-se a um sistema que consiste em uma pluralidade dos ditos dispositivos da presente invenção.

Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para "DISPOSITIVO E SISTEMA PARA A PRODUÇÃO DE ENERGIA HIDRÁULICA REGENE- RATIVA E RENOVÁVEL"

DESCRIÇÃO DA INVENÇÃO

A presente invenção refere-se a um dispositivo movido a água para a produção de uma energia regenerativa e renovável, conforme apre- sentado no preâmbulo da reivindicação 1.

A presente invenção ainda refere-se a um sistema movido à á- gua para a produção de uma energia regenerativa e renovável, compreen- dendo uma pluralidade de tais dispositivos.

Por mais de 100 anos, a água é utilizada para gerar energia. As estações de força de água existentes são concebidas, cada qual, de acordo com o fluxo de água e a declividade envolvida como uma função da qual as turbinas de Pelton, Francis e Kaplan ou as rodas de água encontram aplica- ção. São ainda conhecidas as turbinas entubadas, assim como o assim chamado parafuso hidráulico ou parafuso de Arquimedes.

Há anos ou até mesmo décadas, não há motivo para se desen- volver mais estas versões conhecidas de tais rodas ou turbinas de água.

O emprego destes vários tipos de turbina conforme indicado a- cima é determinado, por um lado, pelo fluxo de água envolvido e, por outro, pela declividade ou pressão de armazenamento. Deste modo, as turbinas de Pelton, por exemplo, encontram uma aplicação na qual a declividade e a pressão é elevada, mas o fluxo de água envolvido é baixo, enquanto as tur- binas de Kaplan são colocadas em uso quando a declividade é pequena e apenas um fluxo médio de água é envolvido. No entanto, quando tanto a declividade como o fluxo de água envolvido são pequenos, estes tipos co- nhecidos de turbina não podem ser empregados.

Além disso, quando o fluxo de água envolvido difere ou se modi- fica disto, da mesma forma apresenta problemas para estes tipos conheci- dos de turbinas, as quais são concebidas para uma faixa relativamente res- trita quanto ao fluxo de água envolvido. Quando o fluxo de água envolvido é alto demais ou baixo demais, a turbina não poderá funcionar. O topo na eficiência destes tipos de turbina, alguns dos quais existem há muito tempo, foi atingido, não mais oferecendo espaço para ne- nhum outro aperfeiçoamento, deste modo fracassando em apontar para ou- tros desenvolvimentos correspondentes.

Em última instância, não é em função do aumento em espiral do custo dos combustíveis fósseis e sua limitada disponibilidade que nos anos re- centes se tem observado uma dramática necessidade que se materializa na direção da geração de energia a partir de fontes renováveis, cujo uso tem a vantagem de não aumentar o que se chama de efeito estufa.

A desvantagem dos sistemas de estação de força de água conhe- cidos vem a ser as enormes alterações que eles causam à natureza dos arre- dores, envolvendo extremas complicações de construção, conforme evidente a partir da nova fábrica de força hidrelétrica recentemente construída na China.

Sendo assim, a presente invenção se baseia no objetivo de prover um dispositivo movido à água para a produção de uma energia regenerativa e renovável, cuja excelência está no fato de ser particularmente compatível com o ambiente e simples em estrutura e simples de instalar, sendo ainda excepcio- nalmente eficaz em face das diferentes condições de disponibilidade de água.

Além disso, a presente invenção é para prover um sistema com tais dispositivos para uma configuração modular correspondente.

O dispositivo movido à água para a produção de energia regenera- tiva e renovável compreende pelo menos um gerador para a produção de ener- gia elétrica, e um eixo de transmissão conectado ao gerador e que compreende uma pluralidade de pás que são ajustadas rotativas por meio de um fluxo de água corrente. Por meio das pás que são dispostas em desvio uma com rela- ção à outra e ao longo do eixo de transmissão, a pressão exercida pela água corrente é otimamente aproveitada, resultando em uma velocidade rotativa sur- preendentemente elevada do eixo de transmissão e um alto torque.

A velocidade rotativa e o torque do dispositivo, de acordo com a presente invenção, são particularmente mais constantes que os tipos de turbina convencionais e sistemas.

A partir da Patente U.S. N° 1 903 545, tomou-se conhecido um a- parelho para a conversão de energia cinética a partir de uma água corrente. O aparelho conforme apresentado tem um eixo de transmissão compreendendo uma pluralidade de pás que se estendem pelo menos parcialmente dentro da água corrente e que são colocadas em rotação pela água, as pás sendo dis- postas de forma escalonada entre si ao longo do eixo de transmissão. No fim do eixo de transmissão, a energia cinética é obtida. Nesta disposição, as pás ficam presas em um ângulo fixo com relação ao eixo de transmissão. A eficiên- cia obtenível com este aparelho na conversão de energia cinética a partir de uma corrente de água fluente é, contudo, irrisória.

O dispositivo movido à água, de acordo com a presente invenção, para a produção de energia regenerativa e renovável alcança uma riqueza de vantagens, incluindo:

- simplicidade e facilidade de instalação sem o envolvimento de atividades de construção;

- possibilidade de abastecimento regional básico ao ser situado próximo ao consumidor de energia;

- adaptação automática universal, ou quando necessária, do dispo- sitivo às condições de fluxo existentes, garantindo, assim, uma resposta otimi- zada do dispositivo de acordo com a presente invenção;

- produção de energia ambientemente amigável;

- dimensionamento otimizado do dispositivo com relação ao supri- mento de energia requerido, por exemplo, o ajuste dimensionado ao caso para assentamento em comunidades remotas ou algo do tipo;

- adaptação do dispositivo a qualquer fluxo de água e a diversas ondições de fluxo;

- produção zero de emissão de energia.

Com vantagem, as pás são configuradas do tipo repulsor, ou seja, têm uma configuração similar à das hélices que, por definição, servem para impelir (por exemplo, uma aeronave ou navio), enquanto os repulsores são a- cionados pelo fluxo envolvente de um meio. Entenda-se o termo "tipo repulsor" como os repulsores que podem compreender uma, duas ou ainda mais pás.

Com vantagem, de acordo com a presente invenção, o passo das pás é ajustável entre as mesmas de modo a otimizar a utilização de um fluxo de ar corrente, o passo das pás ao longo do eixo de transmissão podendo ser dife- rente um do outro.

É ainda vantajoso que o espaçamento das pás seja ajustável no sentido longitudinal do eixo de transmissão, uma vez que o mesmo pode ser diferente ou não ser constante.

É ainda vantajoso que o passo da face de pá seja ajustável com relação ao eixo de transmissão, resultando em uma face de pá que pode ser posicionada de acordo com a pressão do fluxo de ar incidental, uma vez que este passo pode diferir ao longo do comprimento do eixo de transmissão. O posicionamento pode ser feito controlado por computador e/ou por um meio mecânico, eletromecânico, pneumático ou hidráulico.

É especialmente vantajoso que o dispositivo, de acordo com a presente invenção, possa ser otimamente adaptado ao "diagrama de força de água" existente, e que o passo da pá seja preferivelmente feito controlado por computador. O diagrama de força de água pode ser o resultado dos parâme- tros a seguir: fluxo de água (em m3/seg.), declividade, energia de fluxo e resposta a uma pressão de armazenamento dinâmica.

O diagrama de força de água é captado ao longo do comprimen- to do eixo de transmissão sempre que necessário por meio de sensores a- dequados, e o passo das pás se adapta às mudanças no diagrama de força de água, desta maneira otimizando a eficiência do dispositivo de acordo com a presente invenção.

Quando às pás, que são ajustadas de maneira liberável ao eixo de transmissão, se desgastam ou se danificam, as mesmas podem ser rapi- damente substituídas por novas.

Em uma primeira modalidade, o eixo de transmissão é direta- mente conectado a um gerador para o acionamento direto do mesmo. Como uma alternativa, o eixo de transmissão pode ser conectado a um gerador também via uma caixa de engrenagem adequada.

Devido ao fato de o eixo de transmissão ser montado em uma estrutura, por exemplo, de um formato retangular, todas as vantagens de uma estrutura simples e compacta a fim de facilitar a expedição e instalação são obtidas. Vem a ser ainda uma vantagem o fato de o gerador poder tam- bém ser montado sobre a estrutura.

É ainda uma vantagem que a estrutura seja disposta em uma calha meio fechada ou totalmente fechada através da qual a água é direta- mente controlada.

Uma vez que o dispositivo se presta a ser disposto horizontal- mente, inclinado ou ainda verticalmente, o mesmo apresenta a vantagem de ser universalmente utilizável. O dispositivo pode ser colocado em uso em um fluxo normal de água, como em um rio ou corrente de água, ou em um decli- ve ou até em uma queda de água vertical.

Para facilitar, o dispositivo, de acordo com a presente invenção, pode ser disposto de preferência no meio entre duas boias e de preferência amarrado. O grande benefício deste aspecto é que o dispositivo flutua na água, tornando possível localizar o dispositivo de acordo com a presente invenção sobre a água corrente de modo a gerar energia elétrica a partir do fluxo. Acima de tudo, a maior vantagem da presente invenção é que o uso do dispositivo não é determinado em função do nível de água, uma vez que o mesmo acompanha o nível, permitindo, assim, que o mesmo seja usado mesmo em águas profundas. Por meio de uma amarração adequada, é tam- bém possível se adaptar o dispositivo a mudanças na direção do fluxo da água, sem a necessidade de um meio adicional.

É também uma vantagem o fato de o dispositivo ser ainda supor- tado por uma montagem de leme autoorientada.

Vem a ser ainda uma vantagem o fato de o dispositivo compre- ender tubos de guia ou de jato que direcionam o fluxo de água até as extre- midades externas das pás, otimizando o impacto de fluxo das pás.

É ainda uma vantagem o fato de que a montagem de eixo de transmissão das pás é feita a uma altura ajustável, de modo que a profundi- dade de imersão das pás na passagem de fluxo da água seja ajustável, uma vez que a mesma pode se alterar com vantagem ao longo do eixo de trans- missão. O ajuste de altura pode ser obtido de preferência por meio movi- mento em pivô do eixo de transmissão, por exemplo, pelos braços de pivô montados de uma única forma sem fim.

Conforme acima notado, o dispositivo para a produção de energia de acordo com a presente invenção resulta em velocidades substancialmente rotacionais que podem causar vibrações. De preferência, portanto, o eixo de transmissão corre em mancais em ambas as extremidades, assim como em pelo menos um outro local, por exemplo, nos dois a cinco locais entre as extre- midades, resultando, por um lado, na obtenção de rigidez do dispositivo como um todo e, por outro lado, na rotação do eixo de transmissão, feita com menos vibração ou de uma forma substancialmente livre de vibrações.

De preferência, os mancais planos ou de esfera hermeticamente lacrados e sem óleo, feitos também de plástico ou cerâmica, são providos como os mancais do eixo de transmissão, uma vez que os mesmos, por um lado, têm uma longa vida e, por outro, não sofrem nenhum risco de ficarem sujos em função do fluxo de água corrente.

É ainda uma vantagem o fato de que o eixo de transmissão é engenheirado como um eixo ranhurado e a montagem de cada pá como uma montagem ranhurada. Isto resulta em um sistema para o encaixe das pás ao eixo de transmissão simples, eficaz e fácil de ajustar, ao mesmo tempo ga- rantindo o seu funcionamento estável no eixo de transmissão para uma sua- ve transferência de força para o eixo de transmissão.

A água corrente carrega não apenas resíduos, tais como madei- ra flutuante ou folhas, mas também diz respeito à pesca, sendo este o moti- vo de o dispositivo ser protegido por uma tela de resíduos do tipo arado de preferência pontiaguda a fim de impedir que os resíduos entrem no dispositi- vo de acordo com a presente invenção, cuja proteção pode ser mais aperfei- çoada por uma caixa de malha envolvendo o dispositivo.

Uma configuração particularmente vantajosa das pás se caracte- riza pelo fato de cada duas pás desviadas em 180° formarem uma cavidade tubular comum, compreendendo uma cavidade na qual um fluido se acomo- da. Nesta disposição, o fluido não enche a cavidade completamente, mas sim, de preferência, substancialmente a metade da cavidade que é configu- rada simetricamente nas duas metades da pá. Quando a cavidade se locali- za em um sentido horizontal, essencialmente a mesma quantidade de fluido se aloja em ambas as metades da cavidade. Com mais uma outra rotação das pás, o fluido repentinamente se acelera em função da força da gravida- de, que faz com que as pás girem ainda mais. Uma pluralidade de pás tubu- lares provoca uma velocidade rotacional constante e um torque substancial- mente constante. Embora o fluido seja água, preferivelmente, qualquer outro fluido adequado poderá ser empregado.

Esta configuração é particularmente adequada quando o fluxo de água é fraco, uma vez que apenas uma pequena quantidade de energia de acionamento se faz necessária, sem fazer com que as pás girem.

Um outro objeto da presente invenção é um sistema movido à água para a produção de uma energia regenerativa e renovável, caracteri- zado pelo fato de compreender uma pluralidade de dispositivos, conforme apresentado em qualquer uma das reivindicações 1 a 24, dispostos um atrás do outro e/ou um ao lado do outro e/ou um acima do outro.

Um sistema deste tipo pode, assim, ser engenheirado em módu- los de modo a se tornar universalmente adaptável às condições de aplica- ção, tais como, por exemplo, à largura de um rio, ao comprimento ativo, à profundidade da água, etc.

Em uma modalidade especial, os eixos de transmissão dos dis- positivos são também universalmente interligados de modo a acionar, assim, um gerador comum.

Outros detalhes, aspectos e vantagens são notados a partir da descrição a seguir, com referência aos desenhos em anexo, nos quais:

A figura 1 é uma vista em perspectiva, frontal, superior esquer- da, de uma primeira modalidade do dispositivo de acordo com a presente invenção para a produção de uma energia regenerativa e renovável;

a figura 2 é uma vista lateral da primeira modalidade do disposi- tivo de acordo com a presente invenção, conforme mostrado na figura 1;

a figura 3 é uma vista frontal de uma segunda modalidade do dispositivo de acordo com a presente invenção; a figura 4 é uma vista lateral diagramática de um dispositivo en- tubado de acordo com a presente invenção;

a figura 5 é uma vista parcial diagramática do eixo de transmis- são com as pás do dispositivo de acordo com a presente invenção;

a figura 6 é uma vista em perspectiva parcial de um aspecto do desenho do eixo de transmissão, mostrando as pás e seus mancais;

a figura 7 é uma vista explodida de uma porção de mancai com duas pás no eixo de transmissão;

a figura 8 é uma vista frontal mostrando a disposição de princípio de uma modalidade flutuante do dispositivo de acordo com a presente in- venção;

a figura 9 é uma vista mostrando como uma modalidade do dis- positivo de acordo com a presente invenção é amarrada a uma barragem;

a figura 10 é uma vista de uma modalidade flutuante do disposi- tivo de acordo com a presente invenção, incorporando uma tela de resíduos do tipo arado de preferência pontiaguda;

a figura 11 é uma vista de uma outra modalidade do dispositivo de acordo com a presente invenção, mostrando o eixo de transmissão cor- rendo em múltiplos mancais;

a figura 12 é uma vista frontal de uma outra modalidade do dis- positivo de acordo com a presente invenção;

a figura 13 é uma vista frontal de uma modalidade do dispositivo de acordo com a presente invenção, ilustrando uma transmissão de correia;

a figura 14 é uma vista em perspectiva de uma modalidade en- tubada do dispositivo de acordo com a presente invenção;

a figura 15 é uma vista de uma outra modalidade do eixo de transmissão do dispositivo de acordo com a presente invenção, com pás tubulares;

a figura 16 é uma vista frontal da modalidade conforme mostrada na figura 15;

a figura 17 é uma vista lateral da modalidade conforme mostrada na figura 15; as figuras 18a a 18c são, cada qual, vistas diagramáticas ampli- adas da modalidade com pás tubulares, e

as figuras 19a a 19c são, cada qual, vistas de uma variante das pás conforme mostradas nas figuras 18a a 18c.

Os componentes similares, conforme mostrados nas figuras, são identificados na descrição a seguir por meio de numerais de referência simi- lares.

Com referência, a seguir, à figura 1, é ilustrada uma primeira modalidade de um dispositivo movido à água de acordo com a presente in- venção para a produção de uma energia regenerativa e renovável, mostran- do a sua disposição básica. Conforme mostrado na figura 1, o dispositivo 1, de acordo com a presente invenção, compreende um gerador 3 que, no as- pecto exemplar, é conectado através de uma caixa de engrenagem 4 e cor- reia 6 a um eixo de transmissão 5.

O eixo de transmissão 5 é disposto no meio de uma estrutura 7 configurada retangular e ilustrando dois elementos laterais 9 e dois elemen- tos transversais 11. Além disso, a estrutura 7 compreende uma porção adi- cionada 12 montando a caixa de engrenagem 4 e o gerador 3.

Em cada extremidade, o eixo de transmissão 5 corre nos man- cais 13 montados no elemento transversal atribuído 11.

A estrutura 7, conforme mostrado na figura 1, se localiza sobre uma calha alongada 15 e o eixo de transmissão 6 fica assentado na região do lado superior do canal de fluxo 17 configurado na calha 15.

Conforme evidente a partir da figura 1, também disposto ao Ion- go do eixo de transmissão 5, encontra-se uma pluralidade de repulsores 19, os mesmos formados como hélices. Cada repulsor 19 compreende duas pás 21 desviadas em 180°, definidas rotativas pelo fluxo de água (vide figura 2). Como já mencionado, os repulsores 19 podem também compreender ape- nas uma pá ou mais de duas pás 21.

As pás 21 e os repulsores 19, respectivamente, são dispostos ao longo do desvio do eixo de transmissão 5. Em outras palavras, as pás 21 de um repulsor 19 têm um passo com relação às pás 21 do repulsor seguinte 19 por meio de um ângulo ajustável a fim de obter uma transferência de for- ça ótima do meio que corre.

Com referência, a seguir, à figura 2, é ilustrado, diagramatica- mente, como o dispositivo 1 de acordo com a presente invenção ilustra uma calha 15 inclinada para um fluxo de água 23 a partir de um influxo 25 do topo abaixo através da calha para uma saída 27. É este fluxo de água que faz com que as pás 21 girem, assim, por todo o eixo de transmissão 5 que, atra- vés das correias 6 e da caixa de engrenagem 6, aciona o gerador 3.

Com referência, em seguida, à figura 3, é ilustrado o dispositivo 1 de acordo com a presente invenção em uma vista frontal diagramática, mostrando como o nível de água superior 29 da água 23 se localiza abaixo do eixo de transmissão 5 de modo que apenas algumas pás 21 fiquem imer- sas na água 23.

O canal de fluxo 17 é formado por um tubo circular aberto para cima.

É também ilustrado diagramaticamente, ainda, na figura 3, como o nível do eixo de transmissão 5 pode ser trazido para cima ou para baixo, o nível, conforme mostrado na figura 3, sendo o nível mais baixo.

Com referência, em seguida, à figura 4, é ilustrada uma vista lateral diagramática de um dispositivo entubado 1 de acordo com a presente invenção disposto inclinado e mostrando como a água 23 flui por um tubo 35 configurado de forma circular e de preferência feito de folha de alumínio. A- comodado dentro do tubo 35 encontra-se o eixo de transmissão com as pás (não-mostrado).

Conforme evidente a partir da figura 4, o influxo de água 23 en- che totalmente a seção transversal de entrada do tubo. Nesta modalidade, o gerador 3 pode ser envolvido pelo fluxo de água. Como uma alternativa, o eixo de transmissão pode ser disposto em uma conexão universal com um gerador (não-mostrado) assentado externamente.

O tubo é montado sobre os suportes 36 dispostos com espaça- mentos substancialmente iguais entre si. Provido abaixo da saída do tubo 35 encontra-se um tanque de descarga 37. Conforme mostrado no aspecto exemplar ilustrado na figura 4, a seção transversal de influxo do tubo é totalmente enchida pelo fluxo de água. Contudo, o dispositivo de acordo com a presente invenção também gerará energia elétrica mesmo que a seção transversal de influxo não seja totalmente enchida com o fluxo de água, o enchimento total de fluxo da seção transversal do tubo sendo feito mais tarde ou podendo até mesmo não ocorrer.

Com referência, a seguir, à figura 5, é ilustrado diagramatica- mente um meio ótimo de se assentar as pás 21 dos repulsores 19 sobre o eixo de transmissão 5.

Com vantagem, cada pá 21 corre em um elemento de mancai 41 para rotação conforme indicado pela seta dupla 39, de modo que cada face de pá 22 possa ser assentada de maneira correspondente, individualmente com relação ao fluxo de água corrente.

Além disso, os repulsores 19 podem ser espaçados um longe do outro ao longo do eixo de transmissão, conforme indicado pelas setas duplas 43. As possibilidades conforme mostradas na figura 5 são simplesmente e- xemplares e a disposição dos repulsores individuais 19 não corresponde a sua verdadeira disposição, as setas duplas 45 indicando sua rotatividade conforme mostrada nas figuras 1 e 2, por exemplo.

Esta possibilidade para uma colocação ótima conforme obtida de acordo com a presente invenção resulta em uma resposta mecânica do fluxo ao longo do eixo de transmissão que é utilizado otimamente com a adicional possibilidade de se usar não apenas pás idênticas 21, conforme mostrado na figura 5, mas também pás diferentes com diferentes faces de pá, permitindo a otimização do dispositivo de acordo com a presente invenção.

Com referência, em seguida, à figura 6, é ilustrada uma vista em perspectiva diagramática de uma modalidade de desenho do eixo de trans- missão 5, mostrando um eixo ranhurado 40 compreendendo uma disposição longitudinal das ranhuras, conforme fica mais evidente na figura 7, que mos- tra a configuração de uma vista explodida. O elemento de mancai 41 é con- cebido dividido com dois invólucros de mancai 47, cada um dos quais com- preendendo um contorno interno ranhurado que se casa com as ranhuras do eixo ranhurado 40 de modo a encaixar positivamente o eixo ranhurado 40.

Inserida em cada invólucro de mancai 47, encontra-se uma bu- cha de montagem 48. Nesta disposição, os eixos das buchas 48 ficam ali- nhados de modo que as pás 21 fiquem dispostas precisamente desviadas a 180 graus. Internamente, as buchas de montagem 48 mostram um perfil ra- nhurado que se combina perfeitamente com um perfil ranhurado de uma cai- xa de engrenagem 49 de cada pá 21. Esta perfeita conexão de ranhuras permite que as pás 21 sejam posicionadas viradas conforme desejado, ao mesmo tempo simplificando o escalonamento de um par de pás 21 com re- lação ao par adjacente ao se escalonar o invólucro de mancai 47 sobre o eixo ranhurado 40. Prendedores convencionais 51, tais como porcas e para- fusos, servem para prender os invólucros de mancai 47 entre si e, respecti- vamente, as buchas de montagem 48 aos invólucros de mancai.

Com referência, a seguir, à figura 8, é ilustrada uma vista frontal de uma outra modalidade do dispositivo movido à água de acordo com a presente invenção para a produção de uma energia regenerativa e renovável.

Diferentemente da modalidade conforme mostrada nas figuras 1 e 2, o dispositivo 1 de acordo com a presente invenção não se assenta sobre uma calha, mas sim sobre flutuadores ou boias 61 que flutuam sobre a super- fície da água. As boias 61 apresentam, com vantagem, uma amarração 63 configurada, por exemplo, na forma de cordas de cabo amarradas, oferecen- do à boia 61 a liberdade de se orientar na direção do fluxo de água corrente.

Conforme evidente a partir da figura 8, é possível, com vanta- gem, ajustar o nível do eixo de transmissão 5 juntamente com as suas pás 21, conforme indicado pelas setas 65.

Com referência, em seguida, à figura 9, é ilustrada uma outra modalidade vantajosa do presente dispositivo 1 de acordo com a presente invenção, uma vez que o mesmo pode ser amarrado, por exemplo, aos tri- lhos restantes correspondentes 69 sobre uma barragem 67 por meio das escoras de retenção 71 e 73. Os trilhos de retenção 69 são presos na barra- gem 67 por meio de prendedores adequados 70.

Conforme evidente a partir da figura 9, outras pás são imersas na água 23 apenas até um determinado grau. Quando o nível da água 29 muda, o dispositivo 1 de acordo com a presente invenção pode ser levantado ou abai- xado, por conseguinte, conforme indicado pela seta dupla 75 a fim de obter uma resposta ótima do dispositivo de acordo com a presente invenção.

Como uma alternativa, o dispositivo de acordo com a presente invenção pode também ser montado de modo a pivotar sobre braços de pivô correspondentes (não-mostrados), os quais, por sua vez, são montados em pivô na barragem. Isto torna possível, por meio de recursos e meios extre- mamente simples, definir, tanto a profundidade de imersão das pás 21 na água 23, assim como, em contrapartida, a profundidade de imersão definida como constante, conforme desejado, a fim de adaptar o dispositivo como um todo ao nível da água 29, conforme existente e em mudança, conforme pos- sa ser o caso.

Em seguida, com referência à figura 10, é ilustrada uma modali- dade similar à mostrada na figura 8, porém mostrando agora as boias 64 protegidas por uma tela de resíduos 81, de preferência, com o formato de um arado pontiagudo. Os resíduos que vêm na direção do fluxo (setas 83) são orientados para os lados pela tela de resíduos de modo a não entrarem no espaço entre as duas boias 61. Para maior proteção, mas especialmente também contra peixes, redes 84 podem ser providas abaixo da boia 61 e, quando necessário, também no sentido longitudinal (não-mostrado).

Para desviar os resíduos que flutuam a esmo, defletores redon- dos 85 são também providos flutuando no topo ou próximo à superfície da água, os quais podem, de preferência, virar na direção do fluxo de modo a passar pelos resíduos que se aproximam sobre a superfície da água do dis- positivo 1 de acordo com a presente invenção.

Com referência, em seguida, à figura 11, é ilustrada uma outra modalidade do dispositivo 1 de acordo com a presente invenção, ilustrando, de maneira similar à figura 1, uma estrutura 7, ficando evidente como o espa- çamento entre os pares individuais das lâminas 21 é provido de maneira cor- respondente. Embora o mesmo seja indicado como substancialmente cons- tante, é igualmente possível que espaçamentos diferentes sejam providos. São ainda providos mancais extras para que o eixo de transmis- são 5 trabalhe com um mínimo de vibração, e mancais correspondentes 87 são conectados à estrutura 7 e aos elementos laterais 9 por meio de escoras transversais 89.

Com referência, a seguir, à figura 12, é ilustrada uma outra mo- dalidade do dispositivo 1 de acordo com a presente invenção alojada em um tubo 77 similar ao mostrado na figura 4, com suportes 79 que servem para montar o dispositivo como um todo. O tubo 77 pode ser disposto horizontal- mente, a água 23 passando, então, sob o e lateralmente ao tubo 77, for- mando uma passagem de saída para os peixes.

Quando o tubo 77 é disposto inclinado, o espaço 91 sob o tubo 77 pode ser configurado como uma passagem para os peixes.

Com referência, em seguida, à figura 13, é ilustrado um outro aspecto do dispositivo 1 de acordo com a presente invenção, similar ao mos- trado na figura 4, mas, agora, com o gerador 3 disposto acima do tubo 35 e, conforme indicado pelas setas 93, os suportes 79 são engenheirados de forma ajustável à altura.

As correias utilizadas podem ser correias chatas, em V ou ainda nervuradas.

Com referência, a seguir, à figura 14, é ilustrada uma vista em perspectiva de uma modalidade entubada do dispositivo de acordo com a presente invenção, similar à mostrada na figura 12, mostrando, no entanto, como uma estrutura de mancai 95 é montada tanto no eixo de transmissão 5 como também no tubo 77, e como ambas as pernas 97 do mancai podem cobrir um ângulo de substancialmente 90 graus.

Com referência, em seguida, às figuras 15 a 17, é ilustrada uma modalidade alternativa do dispositivo de acordo com a presente invenção, a figura 15 sendo uma vista em perspectiva, a figura 16 uma vista frontal e a figura 17 uma vista lateral. Com referência, agora, às figuras 18a a 18c, são ilustradas duas pás 24 de um repulsor em escala ampliada, desviadas uma da outra em 180°, ambas formando um perfil tubular 26 no qual uma cavida- de alongada 28 é configurada. Esta cavidade alongada 28 é vedada do am- biente e compreende um fluido 30, de preferência água, que não enche completamente a cavidade 28, mas substancialmente apenas a sua metade. Quando as pás 24 de um par que forma o perfil tubular 26 se viram da posi- ção horizontal, conforme mostrado na figura 18a, na qual o fluido 30 se a- comoda distribuído de uma forma substancialmente igual na cavidade 28, para um lado, conforme indicado pela seta 32, o fluido 30 se movimenta a- bruptamente devido à força da gravidade para dentro da cavidade parcial (vide figura 18b) que é abaixada, resultando em pás 24 correspondentes repentinamente torcidas.

Com referência, a seguir, às figuras 19a a 19c, é ilustrada uma variante da modalidade conforme mostrada nas figuras 15 a 18c. Providas nos lados e nas extremidades das pás 24, observam-se pontas do tipo pa- Ihetas 34, o que torna a face da pá ainda melhor, especialmente em águas de corrente fraca.

Conforme prontamente evidente a partir da disposição em espi- ral, conforme mostrada na figura 15, este movimento abrupto é propagado de modo a girar o eixo de transmissão 5. Será apreciado que a resposta di- nâmica afeita a este dispositivo resulte na necessidade de apenas uma pe- quena energia externa para rodar o eixo de transmissão 5, sendo esta vari- ante, portanto, particularmente adequada para a aplicação em águas de cor- rente fraca.

O dispositivo movido à água de acordo com a presente invenção para a produção de uma energia regenerativa e renovável obtém uma rique- za de vantagens, tais como:

- simplicidade e facilidade de instalação sem o envolvimento de atividades de construção, deste modo disponibilizando o dispositivo com um mínimo de atraso;

- possibilidade de abastecimento regional básico ao ser situado próximo aos consumidores de energia;

- sistema completo configurado modularmente por uma plurali- dade de dispositivos individuais para explorar de forma otimizada a passa- gem de água como uma função das condições na situação. - adaptação automática universal ou onde necessário do disposi- tivo às condições de fluxo existentes, garantindo, assim, uma resposta otimi- zada do dispositivo de acordo com a presente invenção;

- produção de energia ambientemente amigável;

- dimensionamento otimizado do dispositivo com relação ao su- primento de energia requerido, por exemplo, o ajuste dimensionado ao caso para assentamento em regiões alpinas remotas ou algo do tipo;

- adaptação do dispositivo a qualquer fluxo de água e a diversas condições de fluxo;

- produção zero de emissão de energia.

- dependendo da modalidade, possibilidade de o dispositivo ser encapsulado para uma operação particularmente sem ruído.

Até o momento, esta descrição refere-se a um dispositivo de a- cordo com a presente invenção, adequado como uma instalação estacioná- ria para a geração de energia. No entanto, o mesmo pode também ser colo- cado em uso a fim de impelir vasos flutuantes por meio da energia que é produzida estacionária para armazenamento em acumuladores correspon- dentes. Quando um vaso precisa ser impelido, a energia armazenada serve para impulsionar os dispositivos correspondentes de modo a movimentar o vaso. Para recarregar os acumuladores, o vaso é então voltado de modo a confrontar o fluxo de água.

Como uma alternativa, o gerador de força e o sistema de propul- são do vaso podem também ser simultaneamente operados de modo que a energia gerada encontre um uso direto na movimentação do vaso.

Claims

1. Dispositivo movido à água (1) para a produção de energia re- generativa e renovável, compreendendo: - uma pluralidade de pás (21, 24) que se estendem pelo menos parcialmente dentro da água corrente (23) e que são ajustadas de modo a serem giradas pela água (23), as pás (21, 24) sendo dispostas de forma es- calonada entre si ao longo do eixo de transmissão (5) e configuradas de um tipo repulsor, o dispositivo sendo caracterizado pelo fato de que: - pelo menos um gerador (3) para a produção de energia elétrica é provido conectado ao eixo de transmissão (5), e pelo fato de que: - o passo das pás (21, 24) é ajustável entre as mesmas.

2. Dispositivo, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que as pás (21, 24) são ajustáveis no sentido longitudinal do eixo de transmissão (5).

3. Dispositivo, de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracteri- zado pelo fato de que o passo da face (22) das pás é ajustável com relação ao eixo de transmissão (5).

4. Dispositivo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, caracterizado pelo fato de que o ajuste das pás (21, 24) é feito controla- do por computador, e ajuste sendo por um meio mecânico, eletromecânico, pneumático, ou hidráulico.

5. Dispositivo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4, caracterizado pelo fato de que as pás (21, 24) são ajustadas de forma liberável ao eixo de transmissão (5).

6. Dispositivo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 5, caracterizado pelo fato de que o eixo de transmissão (5) é diretamente conectado ao gerador (3).

7. Dispositivo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 6, caracterizado pelo fato de que o eixo de transmissão (5) é montado em uma estrutura (7).

8. Dispositivo, de acordo com a reivindicação 7, caracterizado pelo fato de que a estrutura é disposta em uma calha semiaberta ou fechada (15) ou em um tubo (35, 77).

9. Dispositivo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 8, caracterizado pelo fato de que o mesmo é disposto horizontal, inclinado ou vertical.

10. Dispositivo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 9, caracterizado pelo fato de que o mesmo é de preferência disposto no meio entre dois objetos flutuantes ou boias (61) e de preferência compreen- dendo uma amarração (63).

11. Dispositivo, de acordo com a reivindicação 10, caracterizado pelo fato de que o mesmo compreende uma montagem de leme auto- orientada.

12. Dispositivo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 11, caracterizado pelo fato de que o mesmo inclui o direcionamento ou o lançamento de tubos que direcionam o fluxo de água para as extremidades externas das pás (23).

13. Dispositivo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 12, caracterizado pelo fato de que o eixo de transmissão (5) que monta as pás (21, 24) é montado de forma ajustável à altura.

14. Dispositivo, de acordo com a reivindicação 13, caracterizado pelo fato de que o eixo de transmissão (5) é montado de maneira pivotável.

15. Dispositivo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 14, caracterizado pelo fato de que o eixo de transmissão (5) corre nos mancais em ambas as extremidades, assim como pelo menos em um outro local (87) entre as extremidades.

16. Dispositivo, de acordo com a reivindicação 15, caracterizado pelo fato de que mancais planos ou de esfera, hermeticamente lacrados, e sem óleo, também feitos de plástico ou cerâmica, são providos como os mancais do eixo de transmissão (5).

17. Dispositivo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 16, caracterizado pelo fato de que o eixo de transmissão (5) é engenhei- rado como um eixo ranhurado (40) e a montagem de cada pá (21) como uma montagem ranhurada (48).

18. Dispositivo, de acordo com qualquer uma das reivindicações -1 a 17, caracterizado pelo fato de que o mesmo é protegido por uma tela de resíduos (81), de preferência de um tipo arado pontiagudo, e de preferência apresentando defletores redondos (85) localizados no topo flutuante ou na região da superfície da água ou abaixo da mesma.

19. Dispositivo, de acordo com qualquer uma das reivindicações -1 a 18, caracterizado pelo fato de que uma caixa de malha é provida envol- vendo o dispositivo.

20. Dispositivo, de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado pelo fato de que cada uma das duas pás (24) desviadas a 180° forma um perfil tubular comum (26) compreendendo uma cavidade (28) na qual um fluido (30) é acomodado.

21. Dispositivo, de acordo com a reivindicação 20, caracterizado pelo fato de que o fluido (30) na cavidade (28) é água.

22. Dispositivo, de acordo com a reivindicação 20 ou 21, carac- terizado pelo fato de que o fluido (30) enche substancialmente metade da cavidade (28).

23. Sistema movido à água para a produção de energia regene- rativa e renovável, caracterizado pelo fato de compreender uma pluralidade de dispositivos, como definidos em qualquer uma das reivindicações 1 a 22, dispostos um atrás do outro e/ou um ao lado do outro e/ou um acima do ou- tro.

24. Sistema, de acordo com a reivindicação 23, caracterizado pelo fato de que os eixos de transmissão (5) dos dispositivos (1) são interli- gados universalmente.