ES2440140B1 - Máquina accionada por el oleaje para obtención de energía eléctrica - Google Patents

Máquina accionada por el oleaje para obtención de energía eléctrica Download PDF

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Abstract

La máquina accionada por el oleaje para obtención de energía eléctrica consta de una boya (1) una contrapesa (2) unidas por una cadena (13) que descansa sobre una polea (3) instalada sobre una estructura (20) colocada en el mar. Por las olas la boya (1) sube y baja, transmitiendo un movimiento en ambos sentidos a la cadena (13), quien los transmite a la polea (3) que está conectada a dos platos con piñones móviles (4, 5) que enganchan en sentidos opuestos, siendo uno de ellos interceptado por unos engranajes (12, 12A) adquiriendo ambos movimientos el mismo sentido. Con el mismo sentido de giro ambos movimientos son transmitidos a un árbol de transmisión (22), quien transmite el movimiento, reduciéndose o aumentándose su velocidad por una caja de cambios automática (10) a un volante de inercia (9), pasando de este la energía más uniformemente a una caja de cambios automática (16) y de ésta a un generador de corriente (11), obteniéndose electricidad.

Description

TITULO: MAQUINA ACCIONADA POR EL OLEAJE PARA OBTENCIÓN DE ENERGíA ELÉCTRICA
La presente invención se refiere a una maquina, que consta de un armazón con cojinetes que soporta una polea; la polea carga una cadena de transmisión con una boya y una contrapesa en sus extremos; la polea está conectada a dos platos con piñones móviles que enganchan en direcciones opuestas, uno de ellos transmite su movimiento a un plato pequeño con piñón móvil conectado al árbol de transmisión; y el otro plato con piñón móvil, transmite su movimiento a un plato pequeño unido a un engranaje, que conecta con otro engranaje con piñón móvil conectado al árbol de transmisión que transmite el movimiento de la polea a una caja de cambios automática conectada a un volante de inercia y este conectado a una caja de cambios automática y esta a un generador de corriente eléctrica.
SECTOR DE LA TÉCNICA
Obtención de energía renovable, concretamente mediante el oleaje del mar, aprovechando energía generada por el desnivel del agua que producen las olas.
DESCRIPCiÓN
La maquina accionada por el oleaje para obtención de energía eléctrica, comprende un armazón con cojinetes que soporta una polea, instalado sobre una estructura colocada en el mar; de la polea gravita una cadena de transmisión que soporta en sus extremos una boya y una contrapesa. La boya en su parte superior tiene: a) una agarradera en la que se engancha un extremo de la Indicada cadena de transmisión y b) una abertura con unos rulos por la que pasa dicha cadena de transmisión que sujeta la contrapesa; por lo que la contrapesa está suspendida por la cadena en el interior de la boya; como consecuencia de que la contrapesa está suspendida, la boya queda parCialmente suspendida y flotando en el agua del mar; al estar flotando la boya en el mar, cuando llega una ola a la boya, la boya sube por la ola bajando la contrapesa, movimiento que es transmitido a la polea por la cadena de transmisión; y cuando la ola pasa de la boya, la boya baja subiendo por tanto la contrapesa, produciéndose un nuevo movimiento que también es transmitido a la polea, en sentido opuesto al anteriormente referido.
S 10
la polea tiene dos platos con piñones móviles, uno en cada extremo de la polea. los pii'lones móviles de los platos con piñones móviles, enganchan en direcciones opuestas, por lo que un plato se mueve en el sentido de las agujas del reloj y el otro plato se mueve en el sentido opuesto, multiplicándose la velocidad del movimiento mediante unas cadenas de transmisión que conectan con otros platos mas pequeños con piñones móviles, transm itiéndole a estos sus respectivos movimientos. Con la finalidad de que los indicados movimientos adquieran el mismo sentido de giro; uno de los indicados platos pequeños con un piñón móvil transmite el movimiento directamente a un árbol de transmisión; y el otro plato pequeño va unido también a un engranaje, y por medio de este engranaje se transmite el movimiento a otro engranaje con piñón móvil por el que se transmite el movimiento al árbol de transmisión, obteniéndose con este sistema el movimiento con el mismo se ntido de giro transmitido al árbol de transmisión.
15
Una vez conseguido el mismo sentido de giro en el árbol de transmisión, por medio de este se transmite dicho movimiento a una caja de cambios automática que multiplica la velocidad reduciéndose proporcionalmente la potencia, trasmitiendo la velocidad y potencia Idóneas a un volante de inercia, del que por medio de otra caja de cambios automática se transmite la velocidad y potencia idóneos a un generador de corriente.
20
Con la finalidad de obtener el máximo rendimiento es conveniente que se utilice un mismo árbol de transmisión para distintas poleas; igualmente es conveniente poner distintos generadores de corriente con sus correspondientes cajas de cambios automáticas para un volante de inercia, con la finalidad de que cuando haya unas olas altas y/o muy constantes entren en funcionamiento los distintos generadores con la finalidad de obtener más corriente y poner una resist encia mayor al volante de inercia.
VENTAJAS DE LA INVENCiÓN
25
Con la máqUina accionada por el oleaje para obtención de energía eléctrica, se obtiene energía eléctrica aprovechando 105 desniveles del agua del mar ocasionado por las olas, no contaminando la atmosfera siendo una energía renovable, con una in versión relativamente pequella para la productividad que se obtiene.
APLICACiÓN
30
Su aplicación se encuadra en el sector de energías renovables, concretamente obtención de energía eléctrica aprovechando la energía undimotriz.
FORMA DE REALIZACiÓN PREFERENTE
la máquina accionada por el oleaje para obtención de energía eléctrica, es una máquina instalada en una estructura (17) colocada en el mar, la máquina compuesta de:
S 10
la boya (1) con la forma siguiente: los extremos serian dos semiesferas y un cilindro en el centro de las dos semiesferas con igual diámetro que las dos semiesferas, cuyos diámetros serán aproximadamente de dos metros y la altura dependerá del tipo de oleaje que normalmente haya en la zona donde se vaya a instalar, dentro de la boya (1) va alojada una contrapesa (2) en forma de esfera con un diámetro aproximado a la mitad del diámetro que tenga el cilindro de la boya. La semiesfera inferior de la boya va parcialmente rellena, optando el relleno forma de cuenco (14).
La boya (1) en su interior tendrá unas tiras elásticas (8) formando un cono truncado invertido de tal forma que la contrapesa no dé en las paredes de la boya y sea guiada hacia el centro del referido cuenco (14).
15
Con la finalidad de mantener la verticalidad de la boya cuando haya marejada, independientemente de las presiones que recibe la boya para mantener su verticalidad con el peso del cuenco (14) y que pueda recibir con el peso de la contrapesa posando en las referidas tiras elásticas (8). La boya en su parte exterior tiene una s guías (18) que a su vez no permiten que gire la boya evitándose que se líe la cadena de transmisión (13). Dichas guías (18) discurren por los pilares de la estructura (20).
20 25
La boya (1) en su parte su perior tiene una agarradera por la que se engancha a un extremo de la cadena de transmisión (13) que hace que la boya (1) quede parcialmente suspendida, asimiSmo la boya (1) en su parte superior tiene una abertura con unos rulos (15) para que la cadena de transmisión (13) entre y salga al interior de la boya (1) ya que el otro extremo de la cadena de transmisión engancha a la contrapesa (2) que queda suspendida. La indicada cadena de transmisión (13) apoya en la polea (3) provocando que la boya (1) quede parcialmente suspendida y la contrapesa (2) suspendida.
30
La indicada cadena de transmisión (13) transmite a la polea (3) el mo....imiento ocasionado por las olas a la boya (1) que al subir queda suspendida la contrapesa (2) provocando un movimiento en una dirección; y al pasar la ola queda suspendida parcialmente la boya (1), provocando un movimiento en dirección opuesta al movimiento anteriormente indicado promovido por la contrapesa (2).
la polea (3) tiene dos platos con piñones móviles (4 V 5', unO en cada extremo de la polea (3). Tanto la polea (3) V los dos platos con piñones móviles (4 V 5), se sustentan en un armazón con cojinetes (6).
S
Los piñones móviles de los platos (4 y 5) enganchan en sentidos opuestos, por lo que el plato con piñón móvil (4) se mueve en el sentido de las agujas del reloj y el otro plato con piñón móvil (5) se mueve en el sentido opuesto a las aguas del reloj.
10
El plato con piñón móvil (4) transmite su movimiento mediante la cadena de transmisión (21A) al plato pequeño con piñón móvil (4A) por el que se transmite el movimiento al árbol de transmisión (22).
El plato con pinón móvil (5) transmite su movimiento mediante la cadena de transmisión (21) al plato pequelio (SA) que está unido al engranaje (12), y por medio de este engranaje se transmite el movimiento a otro engranaje con un piñón móvil (IZA) por el que se transmite el movimiento al árbol de transmisión (22).
15
El plato con piñón móvil (5) armazón con cojinetes (6AI. con la unión de su engranaje (12) se sustentan en un
y el árbol de transmisión (22), con el plato pequeño con piñón móvil (4A) y COn engranaje con pii'\ón móvil (12A) se sustentan en un armazón con cojinetes (68).
el
20
Se consigue que todo movimiento transmitido al árbol de transmisión (22), proveniente de los platos con piñones móviles (4 y 5) tenga el mismo sentido de giro por los engranajes (ll y llA).
2S
Una vez conseguido el mismo sentido de giro en el árbol de transmisión (22), por medio de este se transmite dicho movimiento a una caja de cambios automática (10) que multiplica la velocidad reduciéndose proporcionalmente la potencia, trasmitiendo la velocidad y potencia idóneas a un volante de inercia (9), del que por medio de otra caja de cambios automática (16) se transmite la velocidad y potencia idóneos a un generador de corriente (11).
La base estructura (17) parte de la cimentación (7', que como cualquier cimentación su naturaleza depende de la formación del suelo y del peso que ha de soportar.
30
Con la finalidad de obtener el máximo rendimiento es conveniente conectar a un mismo árbol de transmisión (22) los platos pequeños con pii'\ones móviles (4A) y los engranajes
con piñón móvil (12A) correspondientes a varias poleas (3); igualmente se pueden conectar distintos árboles de transmisión (22) a otro árbol de transm isión (22) tal y como figuran en la figura 4.
S
A continuación para facilitar una mejor comprensión de esta memoria descriptiva y formando parte integrante de la misma, se acompañan unas figuras en las que con carácter ilustrativo y no limitativo se ha representado el objeto de la invención.
EXPLICACiÓN DE LAS FIGURAS
Figura 1.-Vista seccionada de una máquina accionada por el oleaje para obtención de energía eléctrica, con todos los componentes necesarios para obtener energía eléctrica.
10
Figura 2.-Vista seccionada de tres boyas con sus respectivas contrapesas, relacionando la situación de ambas dependiendo del lugar en el que se encuentran con relación a la ola.
Figura 3.· Vista lateral de un conjunto de boyas correspondientes transmisión indicando el sentido de subida y bajada entre ola yola.
a un árbol de
15
Figura 4.· Vista aérea de un conjunto de boyas correspondientes a dos árboles de transmisión, que transmiten el movimiento y potencia a un árbol de transmisión que termina transmitiendo a la caja de cambios automática, al volante de inercia, a la caja de cambios automática, y al generador de corriente (omitiéndose como se puede comprobar la vista de las poleas, el forjado de estructura, etc.).
Referencias:
20
1.-Boya.
2.-Contrapesa.
3.-Polea.
4.-Plato con piñón móvil que agarra cuando gira en el sentido de las agujas del reloj.
25
4A.-Plato pequeño con piñón móvil, que agarra cuando gira en el sentido de las agujas del reloj.
5.-Plato con piñón móvil que agarra cuando gira en el sentido contrario al de las agujas del reloj.
SA.-Plato pequeño que esta unido a un engranaje (12), que agarra cuando gira en el sentido contrario al de las agujas del reloj.
6.-Armazón con cojinetes, sobre el que se sustenta la polea con sus platos con piñones móviles.
5
6A.-Armazón con cojinetes, sobre el que se sustenta el plato pequeño (SAl y el engranaje (12) así como la unión de ambos.
6B.-Armazón con cojinetes, sobre el que se sustenta el árbol de transmisión (22) en el que se encuentra el plato pequeño con piñón móvil (4A) V el engranaje con piñón móvil (12A).
10
7.-Cimentación sobre la que se sustenta la estructura.
8.-Tiras elásticas,
9.-Volante de inercia.
10.-Caja de cambios automática, multiplicadora de revoluciones.
11.-Generador de corriente.
lS
12.-Engranaje unido al plato pequeño (SA).
12A.Engranaje con piñón móvil que agarra cuando gira en el sentido de las agujas del reloj al árbol de transmisión (22).
13.-Cadena de transmisión del movimiento a la polea (3), en cuyos extremos enganchan la boya (1) y la contrapesa (2).
20
14.-Cuenco, incrustado en la base de la boya (1), cuya finalidad es que por su peso da la máxima verticalidad a la boya (1). y en supuesto de un oleaje superior al calculado el posible impacto de la contrapesa (2) con la base de la boya (1) sea repartido por toda la base, reduciéndose así la intensidad del mismo.
25
15.-Abertura con unos rulos, cuya finalidad es la del paso del cable al interior de la boya, y los rulos el evitar que el cable roce la boya con la abertura y con ello evitar pulir la abertura haciéndola mas grande.
16.Caja de cambios automática, multiplicadora o reductora de revoluciones, dependiendo de las revoluciones y fuena requeridas por el generador de corriente.
17.-Estructura sobre la que se instala la invención, compuesta por el forjado y por 105
pilares (20). Dependiendo de la formación del suelo del mar donde se vaya a instalar la estructura se podrá instalar sobre una plataforma móvil anclada, también se podrá instalar sobre una cimentación formada sobre pivotes clavados en la arena, y de esta
5 cimentación partirían los pilares (20).
18.-Guias, el número de guías depende del número de pilares que tenga la estructura, la finalidad de las guías es evitar que gire la boya para que no se líe la cadena de transmisión (13). Otra finalidad de las guías es contribuir a la verticalidad de la boya en caso de mucho
viento o marejada. las guías (18) discurren por uno o dos pilares de la estructura (20}.
10 19.-Puerta de acceso del habitáculo en el que se encuentren principalmente las cajas de cambio, el volante de inercia y el o los generadores de corriente, pues aunque en la figura también están la polea con sus platos y demás elementos hasta el árbol de transmisión, estos pueden quedar protegidos fuera de la caseta, entrando el árbol de transmisión por una abertura, y conectándolo con la correspondiente caja de cambios.
15 20.-Pilares de la estructura.
21.-Cadena de transmisión que conecta el plato (5) con el otro plato más pequeño (SAl, transmitiendo el primero (5) el movimiento al segundo (SAl.
21A.-Cadena de transmisión que conecta el plato (4) con el otro plato más pequeño (4A), transmitiendo el primero (4) el movimiento al segundo (4A).
20 22.-Árbol de transmisión, cuya finalidad consiste en transmitir el movimiento de las poleas {3} a la caja de cambios
•

Claims (5)

  1. REIVINDICACIONES
    1.-Máquina accionada por el oleaje para obtención de energía eléctrica, caracterizada,
    porque la poJea (3) con sus platos con piñones móviles (4 y 5) es sustentada por un
    armazón con cojinetes (6), in stalado dicho armazón en una estructura (17) que parte de
    S
    una cimentación (7) acorde del fondo del mar donde se instale. la polea accionada por el
    oleaje para obtención de energía eléctrica, es una máquina compuesta de una boya (1) y
    una contrapesa (2) un idas por medio de una cadena de transmisión (13) que descansa
    sobre una polea (3). Como consecuencia del desnivel de las olas provoca que la boya (1)
    suba y baje la contrapesa (2) y cuando baja la boya (1) sube la contrapesa (2), con lo que
    10
    se obtiene un movi miento en dos direcciones opuestas que se transmite a dicha cadena
    de transmisión (13), movimientos que son transmitidos a la citada polea (3), esta polea
    (3) está conectada a dos platos con piñones móviles (4 y 51 que enga nchan en direcciones
    opuestas provocando unos movimientos también con direcciones opuestas, uno de ellos
    (4) transmite su movimiento a un plato pequeño con piñón móvil (4A) conectado al árbol
    15
    de transmisión (22); y el otro plato con piñón móvil (5), transmite su movimiento a un
    plato pequeño (SA) unido a un engranaje (12), que conecta con otro engranaje con piñón
    móvil (12A) conectado al árbol de transmisión (22). Dicho movimiento se transmite
    reduciéndose o aumentándose su velocidad por una caja de cam bios automática (10) a un
    volante de inercia (9), pasando de este la energía más uniformemente a una caja de
    20
    cambios automática (16) y de esta a uno o varios generadores de corriente (U),
    obteniéndose electricidad.
  2. 2.· Máquina accionada por el oleaje para obtención de energía eléctrica, según la
    reivindicación 1, caracterizada porque la boya (1): A) En su interior va: a) Alojada la
    contrapesa (2) en forma de esfera con un diámetro aproximado a la mitad del diámetro
    25
    que tenga el cilindro de la boya (1). b) la semiesfera inferior de la boya (1) va
    parcialmente rellena, porque el relleno tiene forma de cuenco (14). el Unas tiras elásticas
    (8) formando un cono truncado invertido de tal forma que la contrapesa no dé en las
    paredes de la boya y sea guiada hacia el centro del referido cue nco (14). B) Y en su
    exterior tiene: a) Unas guías con la finalidad de ayudar a mantener la verticalidad de la
    30
    boya (1) y no permiten que gire la boya evitándose que se líe la cadena de transmisión
    (13). b) En su parte superior tiene un asa por la que la engancha un extremo de la cadena
    de transmisión (13). c) En su parte superior tiene una abertura con unos rulos (15) para
    que la cadena de transmisión (13) entre y salga al interior de la boya (1) toda vez que el
    otro extremo de la cadena de transmisión (13) engancha con la contrapesa (2) quedando
    3S
    esta suspendida.
  3. 3.-Máquina accionada por el oleaje para obtención de energía eléctrica, según la
    reivindicación 1, caracterizada porque la polea en cada uno de sus lados lleva un plato con piñón móvil (4, 5) que agarran en direcciones opuestas, transmitiendo: Al El plato con piñón móvil (4), por medio del enganche de su piñón adquiere un movimiento el cual por medío de una cadena de transmisión (21A) lo transmite al plato pequeño con piñón móvil (4A) que agarra en la misma dirección que el piñón del plato (4); El plato con pii"lón móvil (4A) transmite el movimiento recibido al árbol de transmisión (22). Bl Y el plato móvil (5), por medio del enganche de su piñón adquiere un movimiento el cual por medio de una cadena de transmisión (21) lo transmite al plato pequeño (5A). este plato pequeño (SA) va unido a un engranaje (12) que transmite el movimiento recibido a otro engranaje con piñón (12A) que agarra en la misma dirección que el piñón del plato (4), toda vez que por la intersección del engranaje con piñón (12A) ha adquirido el mismo sentido que el plato con piñón móvil (4A). El engranaje (12AI transmite el movimiento adquirido al árbol de transmisión (22).
  4. 4.-Máquina accionada por el oleaje para obtención de energía eléctrica, según la reivindicación 1, caracterizada, porque a un mismo árbol de transmisión (22) se incorporan los platos con piñón móvil (4A) y engranajes con piñón móvil (12A) correspondientes a las poleas (3) de distintas boyas (1) con sus correspondientes contrapesas.
  5. 5.-Máquina accionada por el oleaje para obtenóón de energía eléctrica, según la reivindicación 1, caracterizada, porque el árbol de transmisión transmite su movimiento a una caja de cambios (10), quien reduce o aumenta las revoluciones según la potencia requerida para acelerar o mantener las revoluciones del volante de inercia (9) cuya finalidad consiste en dar constancia a las revoluciones y potencia recibidas, enviando las revoluciones con la potencia idónea a la caja de cambios (16). la caja de cambios (16) cuya finalidad consiste en adaptar las revoluciones con la potencia recibidas del volante de inercia (9) a las revoluciones con la potencia requeridas por el generador o generadores de corriente.
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