ES3040407A1

ES3040407A1 - Velero con generador en el mástil

Info

Publication number: ES3040407A1
Application number: ES202430338A
Authority: ES
Inventors: Medina Juan Sarmiento
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2024-04-30
Filing date: 2024-04-30
Publication date: 2025-10-30
Also published as: WO2025229244A1

Abstract

Velero con generador en el mástil, que comprende un casco (1) y al menos un mástil (2) soportado por unos obenques (3), donde el mástil (2) está constituido por una estructura fija (21) interna y una carcasa exterior, vibratoria respecto de la estructura fija (21), disponiendo un imán (23) en uno de los elementos del mástil (2) y una bobina (24) coincidente con el imán (23) en el otro. Los obenques (3) están fijados al casco (1) por fijaciones (4) que comprenden un resorte y/o un amortiguador, por ejemplo, un cabestrante (43) de tensión variable.

Description

DESCRIPCIÓN

Velero con generador en el mástil

SECTOR DE LA TÉCNICA

La presente invención se refiere a un velero que incorpora un generador vibratorio en el mástil, para cualquier tipo de barco a vela, formado por un mástil que se oscila por el viento y cualquier otra vibración recibida, generando electricidad u otro tipo de trabajo.

ESTADO DE LA TÉCNICA

Aunque no se ha encontrado ninguna invención idéntica a la descrita, exponemos a continuación los documentos encontrados que reflejan el estado de la técnica relacionado con la misma.

DE102012021697 se considera el documento más próximo del estado de la técnica. La realización representada al final de las figuras de ese documento comprende un rotor de eje vertical que conforma el mástil del velero. Este rotor se ve particularmente afectado por la presencia de velas, por lo que el rendimiento sólo es bueno cuando se han arriado las velas y el barco está fondeado.

US2020400125A1 es una segunda realización, en la que se disponen generadores de eje horizontal en varios puntos de la arboladura.

El solicitante no conoce ninguna forma de convertir el mástil en generador que permita resolver todos estos problemas de forma tan eficaz como la invención.

BREVE EXPLICACIÓN DE LA INVENCIÓN

La invención consiste en un velero con generador en el mástil según las reivindicaciones independientes y cuyas variantes resuelven los problemas del estado de la técnica.

El velero con generador en el mástil comprende un casco y al menos un mástil soportado por unos obenques y unos stays y que incorpora un generador. El mástil contiene una estructura fija interna y puede vibrar respecto de la estructura fija. Uno de los elementos, mástil o estructura fija, dispone de un imán y el otro contiene una o más bobinas coincidentes con el imán. La corriente generada por ese movimiento relativo bobina-imán se puede utilizar directamente o almacenar.

Para permitir la vibración, los obenques se pueden fijar a la estructura fija o al mástil. Los stays se mantienen como es tradicional. En ese segundo caso, los obenques están fijados al casco por fijaciones que comprenden un resorte o un amortiguador. Por ejemplo, las fijaciones comprenden un winche o cabrestante que permite variar la tensión de los obenques, con un sistema de resorte para el enrollado y que pueden comprender un amortiguador, como puede ser una cámara deformable con un fluido no newtoniano para absorber sobretensiones.

En una realización, el mástil o la estructura fija es una estructura que atraviesa el casco y está en contacto con el exterior, bajo la línea de flotación, En ese punto dispone un cuerpo conectado a un vástago móvil por una cámara interior al mástil para la generación de un trabajo. De esta forma, el conjunto es una unidad que puede producir energía de diferente forma. Preferiblemente, el vástago también comprende un imán y la cámara interior comprende un bobinado en su pared, o viceversa. Este cuerpo puede también ayudar a estabilizar el barco, si se provoca su movimiento, con lo que se compensa el cabeceo. Para ello se puede instalar un estabilizador conectado al cuerpo.

Para ajustar la frecuencia de vibración del generador inferior, el cuerpo preferiblemente comprende un segundo vástago conectado a un amortiguador de coeficiente de amortiguación variable. Este coeficiente puede ser regulado por una unidad de control o manualmente.

Por ejemplo, el amortiguador puede comprender un líquido hidráulico magnético, y su circuito hidráulico comprende bobinas controladas por la unidad de control. Las bobinas varían la resistencia al paso del líquido, variando así el flujo del líquido y, en consecuencia, la velocidad del pistón y su frecuencia propia.

A su vez, el movimiento del cuerpo también puede reducir la fricción del casco al moverse por el agua. En ese caso, el cuerpo cierra un orificio ciego y es móvil por éste, formándose así un pulmón cuyo volumen varía con el movimiento del cuerpo. El orificio ciego que forma el pulmón tiene una salida de aire conectada a varias boquillas dispuestas en el casco, y una entrada de aire desde la cámara. El movimiento del cuerpo aspira aire por la entrada de aire y lo suelta por la salida hacia las boquillas, que expulsan el aire por el casco. Se puede disponer de una válvula, que puede ser cerrada por el usuario, y que conecta el orificio con la cámara si no se desea realizar la inyección del aire bajo el casco. Es deseable poner válvulas antirretorno para evitar que el aire o el agua circulen en los sentidos no deseados.

Otras variantes se aprecian en el resto de la memoria.

DESCRIPCIÓN DE LAS FIGURAS

Para una mejor comprensión de la invención, se incluyen las siguientes figuras, que muestran formas de realización ejemplares.

Figura 1: Sección esquemática de un ejemplo de realización de la invención.

Figura 2: Sección esquemática de detalle de la parte superior de un ejemplo de realización de la invención.

Figura 3: Sección esquemática de detalle de un fijador de un obenque.

Figura 4: Sección de detalle de un ejemplo del generador inferior.

MODOS DE REALIZACIÓN DE LA INVENCIÓN

A continuación, se pasa a describir de manera breve un modo de realización de la invención, como ejemplo ilustrativo y no limitativo de ésta.

La figura 1 comprende una forma de realización, en la que un velero o barco a vela en general comprende un casco (1) con uno o más mástiles (2) que portan las correspondientes velas (no representadas). El mástil (2) posee una serie de cabos entre los que destacan los obenques (3), que lo aseguran en posición. Los obenques (3) están sujetos al casco (1) mediante fijaciones (4).

Al menos uno de los mástiles (2) define un generador eólico sin aspas. En el ejemplo preferido, el mástil (2) contiene una estructura rígida (21) interna. Así, con el viento y otros efectos el mástil vibra respecto de la estructura rígida (21), la cual no es afectada por el viento. Esa diferencia de vibración puede ser aprovechada para generar energía eléctrica, por ejemplo, instalando un imán (23) en uno de los elementos y una bobina (24) en el otro. El movimiento del mástil se convierte en movimiento relativo del imán (23) y la bobina (24) y la creación de corriente eléctrica que puede ser utilizada o almacenada en baterías.

Para permitir la vibración, es necesario que los obenques (3) no rigidicen el mástil (2). Para ello se puede realizar diferentes modificaciones. En una, las fijaciones (4) de los obenques (3) incorporan un winche (del inglés, “Winch”, “cabrestante”) que contiene un resorte o un amortiguador. Por ejemplo, pueden incorporar una cámara (41) con un fluido no newtoniano por donde se mueven uno o más pistones (42) conectados al cabrestante (43), de forma que el giro de éste se produce en movimiento del fluido por la cámara (41). El movimiento del obenque (3) tiende a deformar la cámara (41), de forma que el fluido no newtoniano responde. Como es conocido, la velocidad de respuesta de este tipo de fluidos depende de la tensión que sufren. Los fluidos no newtonianos están disponibles comercialmente, siendo el “oblek” el más conocido.

Igualmente es posible incorporar el resorte o amortiguador en la conexión de los obenques (3) al mástil (2), pero es menos preferido por complicar el mantenimiento.

Finalmente, es posible unir los obenques (3) a la estructura fija (21), creando unos orificios de paso de los obenques (3) a través del mástil (2), pero se pierde vibración en éste.

Es importante que el mástil (2) mantenga una cierta resistencia estructural, dado que las velas del barco se fijarán a él.

La base de la estructura fija (21) puede atravesar el casco (1) hasta entrar en contacto con el agua. Esa zona puede aprovecharse para disponer un segundo generador, el cual se aprecia en la figura 3.

El generador mostrado en la realización de la figura 3 está acoplado al casco (1) de una embarcación, bajo la línea de flotación.

El generador en sí parte de un cuerpo (5) en contacto con el agua, introducida en un orificio (6) ciego por el que puede desplazarse formado en la base del mástil (2), especialmente de la estructura fija (21). El cuerpo (5) tiene un vástago (7) que atraviesa el orificio (6) hasta atravesar la pared y llegar a una cámara interior (8) posterior, igualmente incorporada al mástil (2). Según el tipo de trabajo recuperado, la cámara interior (8) tendrá equipos diferentes. El vástago (7) es por lo tanto paralelo al mástil (2), generalmente coaxial.

En una realización, el vástago (7) es un pistón de bombeo. En una segunda realización, el vástago (7) es solidario a un imán (81) mientras que la cámara interior (8) posee un bobinado (82) alrededor de éste. Así, el movimiento del imán (81) genera una corriente eléctrica que es recuperada por el método deseable. Por ejemplo, puede rectificarse y almacenarse en baterías o ser utilizada directamente.

En una realización preferida, el vástago (7) corresponde al total de la estructura fija (21), de forma que la generación de electricidad se puede realizar mediante el imán (23) de esta estructura fija (21) y la bobina (24) del mástil (2). La cámara interior (8), en esta realización, es el espacio entre el mástil (2) y la estructura fija (21), que en este caso sólo es fija en el plano horizontal.

El cuerpo (5) tiene un segundo vástago (9), que en este caso se ha representado desplazado. Ese segundo vástago (9) está conectado a un amortiguador (10) de coeficiente de amortiguación variable. Para ello, el amortiguador (10) puede estar utilizar líquido hidráulico con propiedades magnéticas. En el circuito de entrada y salida se pueden colocar bobinas (11) por donde se puede hacer pasar diferentes intensidades de corriente para variar el coeficiente de amortiguación del equipo. Una unidad de control (12) regula la intensidad de la corriente para variar la frecuencia propia del generador y adaptarla a la frecuencia de las olas y de los demás efectos sobre el cuerpo (5). La unidad de control (12) puede detectar la velocidad de oscilación del cuerpo (5) y adaptar la amortiguación cuando detecta que no está optimizada. Esta optimización se puede realizar a partir de una inteligencia artificial que considere el viento (fuerza y dirección), posición de la vela, oleaje...) para calcular el coeficiente de amortiguación óptimo.

El orificio (6) posee una salida de aire (13) conectada a varias boquillas (14) dispuestas por delante del casco (1), de forma que el aire que sale del orificio (6) con la subida del cuerpo (5) sale por esas boquillas (14) y crea una capa de aire que reduce la fricción del casco (1). La entrada de aire (15) al orificio (6) se puede realizar desde la cámara interior (8), por ejemplo, a lo largo del vástago (7) o en la pared común. Unas válvulas antirretorno aseguran la dirección de circulación del aire.

Cuando el vástago (7) es la estructura fija (23), puede poseer unos álabes (16) en el perímetro de la entrada de aire (15) que producen un efecto de rotación con el movimiento entre el aire que entra al orificio (6) y el movimiento cíclico del vástago (7). Esta rotación aumenta la turbulencia del aire que pasa al orificio (6), reduciendo la fricción por flujo laminar. Además, provoca un incremento del movimiento del generador, y especialmente del aire. Cuando el flujo se inicia, por succión desde el orificio (6), los álabes (16) empiezan a girar arrastrados por la corriente de aire. Al detenerse, los álabes (16) siguen girando por inercia y provocan que la siguiente succión sea más eficiente.

Por lo tanto, en esta realización, el vástago (7)-estructura fija (21) se mueve verticalmente por el movimiento del cuerpo (5) y se produce el giro del vástago (7) arrastrado por los álabes (16). Por su parte, el mástil (2) vibra sujetado por los obenques (3). Los tres movimientos pueden ser utilizados en el imán (23) y la bobina (24).

El cuerpo (5) puede tener un estabilizador (17) de forma que es posible forzar su movimiento y modificar la respuesta al cabeceo del velero. Esto permite reducir el cabeceo de la embarcación, usando energía en el movimiento del cuerpo (5). Para ello, se puede usar el vástago (7) y el imán (81) y el bobinado (82) o el sistema de amortiguación.

Claims

REIVINDICACIONES

1- Velero con generador en el mástil, que comprende un casco (1) y al menos un mástil (2) soportado por unos obenques (3) y que incorpora un generador, caracterizado por que el mástil (2) contiene una estructura fija (21) interna y es vibratorio respecto de la estructura fija (21), disponiendo un imán (23) en uno de los elementos y una bobina (24) coincidente con el imán (23) en el otro.

2- Velero con generador en el mástil, según la reivindicación 1, caracterizado por que los obenques (3) están fijados al casco (1) por fijaciones (4) que comprenden un resorte o un amortiguador.

3- Velero con generador en el mástil, según la reivindicación 2, caracterizado por que las fijaciones (4) comprenden un cabrestante (43) cuyo giro está conectado a uno o más pistones (42) móviles por una cámara (41) deformable con un fluido no newtoniano.

4- Velero con generador en el mástil, según la reivindicación 1, caracterizado por que el mástil (2) atraviesa el casco (1) y está en contacto con el exterior, bajo la línea de flotación, donde dispone un cuerpo (5) conectado a un vástago (7) móvil por una cámara interior (8) al mástil (2), para la generación de un trabajo.

5- Velero con generador en el mástil, según la reivindicación 4, caracterizado por que el cuerpo (5) comprende un segundo vástago (9) conectado a un amortiguador (10) de coeficiente de amortiguación variable.

6- Velero con generador en el mástil, según la reivindicación 4, caracterizado por que el amortiguador (10) comprende un líquido hidráulico magnético, y su circuito hidráulico comprende bobinas (11) controladas por una unidad de control (12).

7- Velero con generador en el mástil, según la reivindicación 4, caracterizado por que el vástago (7) comprende un imán (81) y la cámara interior (8) comprende un bobinado (82) en su pared.

8- Velero con generador en el mástil, según la reivindicación 4, caracterizado por que el cuerpo (5) cierra y es móvil por un orificio (6) ciego en la base del mástil (2), con una salida de aire (13) conectada a varias boquillas (14) dispuestas en el casco (1), y una entrada de aire (15) desde la cámara interior (8).

9- Velero con generador en el mástil, según la reivindicación 4, caracterizado por que el vástago (7) es la estructura fija (23), siendo la cámara interior (8) el espacio entre la estructura fija (21) y el mástil (2).

10- Velero con generador en el mástil, según la reivindicación 9, caracterizado por que el vástago (7) posee unos álabes (16) en el perímetro de la entrada de aire (15).