PT106455A - Quebra-mar com aproveitamento da energia das ondas - Google Patents
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Abstract
QUEBRA-MAR COM APROVEITAMENTO DA ENERGIA DAS ONDAS. A PRESENTE INVENÇÃO REFERE UM DISPOSITIVO MECÂNICO QUE TEM POR FINALIDADE DISSIPAR CERCA DE METADE DA ENERGIA DE ONDAS DE GRANDE ALTURA, (ATÉ 6M), E AINDA FORNECER CERCA DE 15KW DE POTÊNCIA POR METRO DE FRENTE DA ONDA. É CONSTITUÍDO POR UM TUBO METÁLICO DE 2.2M DE DIÂMETRO (1) IMERSO A 4M DE PROFUNDIDADE, QUE DE 11,35M EM 11,35M TEM FIXADO UM PÓRTICO (3) QUE SUPORTA UMA BOMBA HIDRÁULICA (4) DE DUPLO EFEITO, CUJA HASTE (5) ESTÁ LIGADA A UMA BÓIA CILÍNDRICA (2) COM UM VOLUME DE 80M3, 100M2 DE ÁREA DE BASE, PESANDO 30T. CADA PÓRTICO ESTÁ LIGADO A UM CONTRAPESO (CAIXA DE BETÃO) (7), CHEIO DE AREIA (11) ATRAVÉS DE CABOS DE FIBRA DE VIDRO (8) COM 2CM DE DIÂMETRO. A CAIXA DE BETÃO (7) E A AREIA (11) TÊM O PESO DE 70T, QUANDO SUBMERSOS.
Description
Ql®BFM~bME COM AP RÒ¥BIliiMbHf 0 DF BbBbGXá DAS Oh DAS l-CAMEQ bA IDVEFÇãO A presente invenção refere up dispositivo mecânico que tem por £ i na i i dado funcionar quer coso guoern-mnr quer como s is torna do aprove i romenco do energia dos ondas * Pretende-se que, como quebro -oar, posso dissipar até SOI da energia duma onda com 6m de ai tora e que, como sistema de aproveitamento da energ i a das ondas, possa fornecer uma potência de ISKb por metro de frente para ama onda de 2m de altura o período de 8s> Esta onda será designada por onda significativa oa seja a onda maio frequente,
Existem em funcionamento várias tecnologias de aproveitamento da energia das ondas tais comer tecnologia de coluna de agua osciiante; tecnologia de bb tos articuladas, em pares ou em grupou tecnologia de Peias submersas de volume variável., ete. A tecnologia da presente invenção destina-se a funcionar essonciaimente como quebra-mar, dissipando a energia de ondas de: grande altura, em nonas da costa sujei.tas a erosão. A tecnologia do quebro-mar baseado em. béias rígidas e bombos hidráulicas do duplo efeito foi obj ecto do podido de patente 10602CK do 2011/11/19 foito pelos moemos inventores
2.SUMÁRIO
O di.sposi.tivo mecânico da presente invenção é constituído esseneíaimante por um tubo em aço, designado por tubo de flutuação, com 113 ,dm de comprimento, 2,2m de diâmetro, e (.coem de espessura . Fe 11135m em 11,3 5m, ao longo deste tubo, está colocado um portico que suporta uma bombo hidráulica de duplo efeito cuja haste está ligada a uma boia rígida, cilíndrica, constituída por uma caixa metálica com 11,·2Fm de diâmetro, 0.8m de altura, 1OOnr de área na base e pesando 3DT :;Eíg,lK
Cada um dos pórticos está ligado a um contrapeso, de betão e areia, por quatro cabos em fi.bra de vidro de 2cm de diâmetro, A bombo hidráulica trabalha a uma pressão constante de 10Kc/ca/, tem 8m de comprimento e 3.. €i8m de diâmetro interior, a que corresponde uma secção: de u, 3sr.
As saldas das 10 bombas hidráulicas do dispositivo mecânico são reunidas numa conduta que transporta a água: do mar, â pressão de lOhg/crP, para a turbina: hidráulica, tipo "Fel.torbb colocada ou em terra ou n uma plataforma construída entre dois pórticos (Fiq. 6} , 0 controle da pressão no interior de conduta. ê conseguido pelos inj estores da turbine qoe redatem a qt ornat i cumen t o o cantai irvjectado quando o pressão na conduta desce abaixo de 1 QKq/crP e peias valvulas de segurança instaladas: ao longo da conduta } F1q. 4b} , Quando o caudal fornecido pelo conjunto das tombas for superior a i,2m;/s ó excedida a potência da turbina, o curso do pistão dos 1njéclnres atinge o limite máximo, aumenta a pressão dentro da conduta e as válvulas do segurança, roguladaS: para uma pressão ligeiramente superior a iOhg/cm'q dissipam o caudal excedente em. forma, de repuxo,
3, CAHáltRlSTlCdS feCMICAS A peça principal d.c quebra.....mar é o tubo de flutuação (1) imerso a 4m de profundidade, medidos da base do pórtico até á cota 0, Doíin.c··so cota: η o nivel médio da água. do mar entre a baixa-mar e a ore ia -mar. A produção de energia f a ?: ·· se atrarés de uma boia rigida 12} que acompanha a subida s descida da onda e que autua sobre o êmbolo de uma tomba hidráulica de duplo efeito.
Pum mar sem ondas a boia repousa nobre a superfície da água sendo seu peso de 30? suportado peia pressão da água dentro da bom o a hidráulica. Quando se aproxima uma: onda, per exemplo de 2m de altura, a subida só se inicia após a boia ficar imersa o. 6m. que, multiplicados por i OOxt (á.roa da base da boia} gera uma impulsão do 60?, o suficiente para. vencer a resistência da bumba hidráulica mais o poso da boia, 0 percargo do êmbolo até s crista da onda será de 1.. 4 m . a descida da boia Inicia-se quando a onda desceu. 06m, ou seja guando ficou comp.L et emento fora de água e o sou peso de 30? vence a resistência dá bamba hidráulica, Q êmbolo percorre uma distância de i.4m até suo a base da boia,, que acompanha a descida da onda, atingir a cava, altura em que se fecha a vâivoia inferior de salda e o movimento termina. Com a subida da onda de 0,3m: a partir da cava, abre-se a válvula inferior de entrada, e inicia-se um novo ciclo quando a onda subir mais 0, rm, A potência gerada: na. subida, e na descida,: será igual a 2., 8m 'i: 300KP / 8s ::: 105KW por boia, ou l.OSMb para o conjunto de 10 bêiss.
Sendo o volume exterior do tubo de f lutuação de 113, Sm * 2,2" * 3,14/4 - 131 «ri (aproximadamente} e estando completam.en.te imerso,: a força de impulsão terá de ser anulada pelo peso da estrutura metálica (tubo do flutuação, pórticos, tirantes, água nas condutas o bombas} no valor aproximado de 71?, por uma torça de 300? exercida pelos 10 contrapesos colocados no fundo mar e ainda pelo peso de 60? de areia colocada no tubo de impulsão.
Para ondas cosa mais de 0,6a de alteara cada boia exerce,, durante u eu01 da da onda,· ursa força ascendente de 30T e uma força descendente do mesmo calor duraistie a descida da onda, e, se a estro tara estiver alinhada cor· a frente da onda, a força exercida pelas 10 boias sela de 300T, ássim, durante a subida da onda há ama força ascendente de 300i exercida pelo tubo de flutuação e uma foros ascendente de 3001 exercida peias 10 boias, ou seja, um total de 60 OT que serão anuladas pelos 10 contrapesos (cada: contrapeso tem um volume de 60sr e um peso, dentro de doas, de 7ôTi , rara que o dispositivo possa entrar e ser mantido em fur-cionament o, ns; certo 11 po de equipamento acessório deve set providenciado, Asa im, as tubagens de saída e entrada das bombas hidráulicaa são munidas de torneiras de passagem, na li dação às respectxvas condutas (adulas de 4") .· A conduta, do aspiração termina, num lado, no tubo de pesca munido de válvula de aspiração como em qualquer motobomba e, do outro lado, na caixa de água da turbina, ,ã água turbinaria entra direetamente na conduta, de aspiração e a. válvula de aspiração so abre para compensar a água perdida pelas válvulas de segurança, A. salda de uma destas válvulas alimenta um hidro-injector colocado na entrada do tubo do pesca, sendo a água excedente expelida por uma abertura existente na caixa de água da turbina, da casa das máquinas existe uma electro™tomba de muito alta oressáo (mais de iOKg/cm'} e de pequena potência (1Kb) cuja tubagem de 1*' está ligada, através de uma união T por torneiras de passagem, a canhões roscados na. tubagem de entrada e lampa inferior de cada uma das Lombas hidráulicas. Para. encher de água -.una bomba hidráulica, pela primeira ver ou após repa ração. baeta fechar a torneira de 4" ca tubagem de entrada, tu jactar água na tubagem de entrada peia bomba de malte alta pressão, abrir a sonda de ar, e esperar que saía ar e depois água ceia sonda de ar ou pelas válvulas de segurança se for o primeiro enchimonf.o. á sonda de ar. é constituída por uma torneira, de 1" ligada ao canhão roscado na tampa superior das bombas hidráulicas,
Atendendo a que no corpo superior da bomba hidráulica a válvula de entrada se encontra a maia de lOm do nivel médio da água do mar, não será possível aspirar água quando esta é perdida peias válvulas de segurança, donde a colocação do h.idro~in jector no tubo de pesca, tara assegurar a manutenção das bombas, boias, roletoa ou substituição destes equipamentos, procede·"se á elevação das fobia*: e a sua suspensão na siga do topo do pórtico. Para o efeito, a bomba de muito alta pressão introdur água no corpo inferior da bomba hidráulica através de uma torneira da roscada na tampa inferior da dita bomba e abre -se a sonda de ar para deixar sair a água do corpo superior devido á subida do êrabolo. Quando este atingir o topo podem ser colocados os cabos de suspensão. s, cada boia ê permitido um corso de 4m aciaia e abaixo da cota 0, conforme a posição indicada na lis -1. Oestes «m, tm serão ocupados peia oscilação das boias para ondas desta altura e 2m peia variação do centro de oscilação da onda devido â maré. Aquela posição é determinada pelo comprimento dos cabos em fibra de vidro que prendem a I:ÍlÍ|Í:liÍÍll|bS'
Depois do co .locados os contrapesos no fundo do mar, na posição e alinhamento corretos,- os cabos de tib.ra de vidro cortados á medida, a estrutura metálica é rebocada para a posição definitiva com as bolas (4), apoiadas na base dos respetivos pórticos, ã superfície da água. B uma posição estável pois o peso das 10 boias é equilibrado pela impulsão de 3G0T do tubo de flutuação. Para ser colocada â cota O será necessário puxa-la para baixo, Dois esticadores com a potência de ST cada um (para vencer a força de impulsão do volume de 20 colunas dos pórticos que irão sor imersos), ligados a dois cabos de fibra de vidro do contrapeso do centro da estrutura e, depois de cheias as bombas hidráulicas e as boias (2) elevadas acima da ondulação, os esticadores colocam a estruturai mu cota O (coincidente com o ponto médio da ondulação). Os cabos de fibra de podem agora ser amarrados definitivamente.
Em virtude do grande diâmetro do êmbolo da bomba hidráulica não foram instalados aros de vedação. Dado que quer o corpo da bomba. quer o êmbolo podem ser fabricados no mesmo tipo de material e ambos estão á. mesma temperatura, a folga entre as paredes da bomba e o êmbolo pode ser. da ordem, do décimo de milímetro e co«segolr~se «ma vedação quase perfeita peio uso de ranhuras retangulares na superfície ei 1indríca do êmbolo.
4.DESCHIÇAO DETALHADA DAS FIGURAS A Fig.l apresenta uma vista de frente do dispositivo ;i||' bpilllti' ii Ιΐΐιόρρ™: billpiif ill' suporta os pórticos (3} que por sua ver enquadram e suportam as bombas de duplo efeito (4), cuja haste (S) esta ligada á boia rígida (2). Todo este conjunto está ancorado a contrapesos de betão de 60ar (?) , com lastro em areia (11), através de cabos de fibra de vidro com 2 cm de diâmetro (8) . A boia (2) é reforçada com um cone em chapa de aço (2.1), sobrepondo-se-lhe outro de Smm de e.spe santa, para reforço da ligação da boia. com a haste da bomba, e billÉiiili ||ϊ||||||;||^||ρ:| j|i|p|i: sltf lp|f reforçado por dois tirantes (10) que escorais tambám a bomba
(·§) y Os ρΟΐΡίΟΡΟ ( 3¾ ’: iS:J,;.3átPbsbS: d.p". MM passadeira em aço Çiaàsadliâo ;ççj8: Çças: paa:rdá:S:: .iapebaba. :·Ρρ: S UpOr t e 3b§í b: ÇÇp'dSp:ÇiP: .bb ^^a:Ç:aÇp:t:p:;:::pa:S: abiabbbpp, 'bb aitt .3::13 ba i,s ^ jpbeabSO: ,i çpbçiba:;bibaçlíá: f 3| 3:3.:¾ (3t a Ipb. 3:'3, : p bP r o f ρρρ 0? um papeias . 131: amá':'^bçbP:s:: ΙίΐΡχΡ|:|::3ρ|''" e41i:i:ii:: ·:ρ U%'·, bPbbabtiba. baste iP); * as ubsbufcpa dd: ::bt:Pbii ar. bbllsb'; .pçpipçip· ppppPtiPapíaPbe (3.13 p, b3aml·»bibaiitO.báiibbç batdbippld: bipslfb {4) toa :'f limada:. : ι;#μ: plsaa : ibd: ..,bbport:bi baa:: dasaasç» amxpdppsl^sada :b ' falba bbe:;bbbl3b ., .*.. d^aióbbt addlid :da:';'sspa. é: bobliapelb. pola· .pabt.b' Ρ,|3Ι:.Κ I tbípa apxppbbpa, uma Pisa ρ, ΐρΐρχρΐί das bbsá: pblbtóPps babas: dá. leat arte uma';laa'tiiiia:ddiif:.' iiaitiPdádidiÉÉb· a bdpábbbpádáb da dal a· ciflba 33 3 boa um apoa ' i»:/:::bb3b:a::. da·: 'áçpir:.::iip:3\3ep: ,bo, e.S'p.P:SS.U:.ra "ii , 1.) : ^ 'dpitáçç. dp' 'i® da· Papapedap, ·ξ.¾.¾, :;ρ·^#:^... .fibbisi .a: baidp: ds bebda btbbÉultips::*. um '"ppipipi iiisiçbditldd- iibpt 'P-m ;,òdadf o^de:: .. a pd: da . baa. bb bepbPaa.eb *·... ρορρορΡ:::: Ιϊ·: dpi baxipb:.., .{3. * dl.: i.. apsob uoidbb pear sm: bobo epdp: Pdeaiidas::. ::á,: iháobei:: ' bi: bombo .hé:dp.â:ull.'pa, Os do.1. s οοορο o:i: 'ieàl.ltddedu^Pii^oi^Pdd: tbaps οοίρρρρ: baio aobubiiS: ubo oostóm:: if-¾¾¾¾¾o :::ibo;|:uÉpí a ; ..u:Pelia:.í o Pplipsa &a :;. .-: ·#^!:;':· .da apibadav ,· :or aobomp P, d- pooo" bio:tp:l:. bb tibeds: 31'3;3 biiiiíiip· 3011 ;?| ilddíSl^tldctsdxai' abobo ps bolas:,· diflii.'dbilidr-^Pbilibdt'1' 14:Ira, 3b çsbbadi:lbs,,;': :b:3bo' .puspbspiji ilabeiblipb'' jl|:.^b.3::^áp''' ::bppboba|:,:' ba;:: ed:ue:otbs::s 3.:3::,:2} 2 " 13::,:33 f & bbrblido " 13|b .::P:' bobo;. ido· f 3:bbp:|ç:tbr (13 ".f. 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(d ::C#Oa:: dal::·.tiidardd® iOdtiai'.dPlOCdàO..rddpC :Ç primeiro ρθ:θρ·ΐρρ. i cdo ::::,ipma" ...iliçlpíro: do-t i.OiiildO::} cr daar iiier aliifòiç.díld>·.'ca: opirstmàcadi:'·!1#' taliP" do tictdacloií:do· am. pese do areia iadai iOP^ipoad cav iOaiaie^cldo asadadas* da cosa das .câífaicaa }%} opta ilietarsaa ama tardias: '''editerd o ac derdsor:'' οίοροοροί dcd. a"" dptSiiold;''' :adci.daii: ; da: 11sdd ?.....i.....ddadrpi eiasidco··· Ρο> .protepipi o ΙΙορρΑο liare'dc ioilctries::·.. a :Β'1#Αρ apro:saáidai(iíaa(a:''\iidrd dae doar crimerrsa doías dd:......díiippdoir ilidici.. mpacdiif ddí··:.. .}}ρρ|ί:}(:: dd i......caldo dat rao;:......adddaicas iAdlcaidao: .as: 'cio}..;!}}: ;^ϊ;:dpAtid' a moaci flca:ra(..:
Claims (1)
- PiiSddappa PPM :iifipplif:iiilfP? lp piiSPIiP :pãp plppp .1- P adappa:~0ia?a OpOr ΟρΡΟοΡίΡΟΡρΡΡΟ· ?d|p?:sa;appppB ", ΟΡΟ ΟόΟ&Ρ #' ba:p.apfôP:Poado.pop BPP? 'pa?dpP:íidÍPp:?;.....pai?..:ípp?,::?f ?dpp?:: pbôp jpioiap':: dp .apdá daadpaadP,: piar ?|?όΐΜ?:. da.....\alpppapSa'" fljp. ©ilg·,οοΡΡΡ ΡθΡΡθΒ:Λ:& ?ΡθΡΡΡθ?0Β" .??Í?|;p?, .. dddpÉdd:Ípa:B. pp dopi.O 'álpiPPí ' Pi ) > ,ΡΡΡΡ: ''dPPaPp)?"?)!:,''' ΡΡόΡροΡΡ: ppp?::ílopa. P#.Btp JdpÉda ο,,,/ρρό. boia a. pdad epdé p :ΡοΡΡΡ:')!ΡΡΡ: d .Padis'*· PiiiPoa:a· Po:o«ptob/':aá..j;p'Op:i.pa: da aopa ...............aoppippoppppp fora?: de Popa· ddoádPe a- dpaodída da Praia* 2 ·“· 0 quedos"'όρο; \.ú<m· apaadáiPdpadie:: dBifrpáepdia ρίΡΡrapd&ip· :da .a aoodo:...idiSífí'.....a,;.'.dei.aiadpes pã ο?... .d.,*.,·;;.be'3darPOaòi:ρ?ρ|ό:::.. por,....os da? portí dá 3d} asida Ii gaPa s?: ar 'pppppappea: Pa'''IpPio.: P "daeda? por paarro dedoé; ar faPra da aidod ''-á;'11::··<^^^ί·ο:1 da papa o rado : da fddddapPa ' ίρρΡο?ορ:'???ρθ" popoiod· iM)a'3:Ioraa igual e dp pipa. .1 ppaprdp;:ip:,íyps; :idap§d?) :.pggep|?da :aa?ld ; doòípa dòdrdaiioai'':':;e' eoa?" Paoaato 'á ...........................P?? Porpo aoep rapa pé: 3. a: Popa do ilgpaagia· ·ΡοΡρρρρ::\:§:Ρ;:^ρρρ#: ::ppeppid.ò:' "papa: PsaapS: b?iPrâ:al:3,oa.y . eapad . d Para Ped:Papi'Pd;oap;.PidraSa: aauiads pado. ΟΟόΡοΡροόΟ*' ; 3- 0 ρροΡΡΟΒΡίορ:;opps aproppi:pi|fdaPd:;.?ds?Pfgdaípa das andas, da? edior da çoa as 'PgòPaPpr opp dpá::3:d?. a dp :. d:· :spd:3v aP er ipado por a Psaps ''da- PomPa 1lidPialdaa:,:"a#r'· ai Pa sap:pea de ádrpFiraatd:*· o çpe" ?ρρ:ρΡ|Ρθ"' arpa?.....sarpaprd ::?Pr: ?:;.ils?? aoipi "pea "aaaape: .: da : aoe a 0 saaPe:>· apeida laa,: ?iP:'eaapadas::3ídiplí'"' eaper ο?: 'da?;: eisda a S pa i a. aaP:ara "ddPPapao:, :p
Priority Applications (1)
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Applications Claiming Priority (1)
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ID=50112619
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| PT (1) | PT106455A (pt) |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| GB346947A (en) * | 1925-12-14 | 1931-04-23 | Edward Joseph Brady | Method of, and apparatus for, obtaining power from ocean waves |
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2012
- 2012-07-23 PT PT106455A patent/PT106455A/pt not_active Application Discontinuation
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