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WO2009056659A1 - Generador de energía a partir de agua, aire o fluidos diversos - Google Patents

Generador de energía a partir de agua, aire o fluidos diversos Download PDF

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WO2009056659A1
WO2009056659A1 PCT/ES2008/000668 ES2008000668W WO2009056659A1 WO 2009056659 A1 WO2009056659 A1 WO 2009056659A1 ES 2008000668 W ES2008000668 W ES 2008000668W WO 2009056659 A1 WO2009056659 A1 WO 2009056659A1
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chains
blades
elliptical
energy generator
generator
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PCT/ES2008/000668
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Inventor
Juan Campillo Ferre
Original Assignee
Juan Campillo Ferre
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    • F03B17/06Other machines or engines using liquid flow with predominantly kinetic energy conversion, e.g. of swinging-flap type, "run-of-river", "ultra-low head"
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    • F05B2260/00Function
    • F05B2260/50Kinematic linkage, i.e. transmission of position
    • F05B2260/505Kinematic linkage, i.e. transmission of position using chains and sprockets; using toothed belts
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    • Y02E10/00Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/70Wind energy

Definitions

  • the object of the invention presented is an elliptical energy generator that takes advantage of the natural movement of water courses such as rivers, canals, etc., the wind force or the derivative of various fluids to produce energy, notably improving the systems and similar devices existing in the market and legal background in the field of industrial property.
  • patent no. 200600837 which refers to an "apparatus for obtaining electrical energy from hydraulic energy” that is based on the flotation of bodies submerged in liquids, or patent 200002768 that develops a "system for generating energy from waves. from sea”.
  • a considerable installation is needed to obtain energy, the intervention of additional elements (buoys, etc.) or it depends on the intermittent action of tides and waves.
  • the invention presented in this utility model consists of an elliptical energy generator, with a simple structure, which allows its installation in canals, (whether natural or artificial), rivers and waterways of similar characteristics.
  • the generator is made up of at least one double vertical support structure in the form of a column, with internal axes and at the upper and lower end of which bearings are placed in which plates in the form of pinions are coupled into which some are engaged. chains, belts or similar toothed elements that go from one end of the axes to another, making an elliptical movement path. Both in the upper and lower part of said axes, the path is synchronized, so that the rotation made by the sprockets and chains is located at a coincident point in the vertical plane.
  • the chains act as support for an indeterminate number of blades or similar structures, located in a vertical position and at a sufficient distance from each other.
  • These blades are especially characterized by incorporating a means of articulation and folding on themselves that allows them to close, when they go against the current, or open, unfolding their entire surface, to offer the necessary resistance that will lead to the production of The desired energy.
  • the described blades can be capriciously combined, with different sizes and placed in different positions, since the number of chains, belts or similar gears in the shafts and in the corresponding bearings and pinions can also be increased, forming new parallel and synchronized paths between Yes, with the blades located at different levels.
  • the blades can be simultaneously attached to all or several of the existing chains in the generator, so that they have different points of support or support, or be subject only to one of the toothed belts.
  • the generator has been described with a double path of chains or toothed belts, each one located at one end of the axes, and it has been emphasized that the number of chains with new parallel paths can be increased, the The referenced mechanism is equally operative if it is limited to a single toothed belt of sufficient thickness to ensure the weight and stability of the blades.
  • this elliptical power generator is specially designed for application in water channels of sufficient flow but with a basically stable and flat path. Its installation is simple, ensuring the support structures at the base and / or sides of the channel by means of corresponding anchoring means.
  • the elliptical energy generator described is equally applicable for the achievement of wind energy, being installed in areas with sufficient air flow, so that the blades oppose the wind force in the same way that they act against the flow of water, folding and unfolding according to its situation regarding the direction of the current.
  • Figure 1 shows the structure of the generator, formed by at least a double vertical support structure (1), similar to a support column, with internal axes (2) and at whose upper and lower end bearings are located (3) in which plates (4) in the form of pinions are engaged that are meshed with toothed chains (5), strap or similar that go from one end of the axes to the other, making an elliptical movement path.
  • Figure 2 shows a plan view of the generator with the blades already in place and in operation, located in the channel of a channel or river, with the lower arrow indicating the direction of the current.
  • This figure describes the positioning of the support structures or vertical support (1) with their respective axes (2) and the chains (5) that move in an elliptical path around said supports, forming a closed circuit.
  • said chains (5) an indefinite number of blades (6) or similar pieces of shape, size and capricious distribution, which are placed perpendicular to the chains (5).
  • blades (6) incorporate certain articulation means (7) with respect to the chain (5), which allow its rotation, and an extensible tensioning belt (8), elastic or not, which allow its deployment or folding, varying its angle with respect to the chain or belt (5) and also the total exposed surface of the blade (6), so as to offer a greater or lesser resistance to the power of water, wind or other fluid, according to its position with respect to the thrust of the water or the aforementioned fluid.
  • the described energy generator is located in the river or channel, in parallel arrangement with the current, so that when the blades are deployed, the water flow affects frontally on the surface of the same, pushing them with sufficient power to force the movement of the geared chains on the shafts, which execute the elliptical path of the closed circuit they make up.

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Abstract

El objeto de esta patente es un generador de energía elíptico que aprovecha el movimiento del agua, aire o fluidos diversos para generar energía, estando configurado por al menos una doble estructura de soporte vertical (1), similar a columnas de apoyo, con ejes internos (2), en cuyo extremos se sitúan unos rodamientos (3) donde se acoplan unos platos (4) en forma de piñones, engranados con cadenas dentadas (5) que van de un extremo a otro de los ejes, realizando un recorrido de movimiento elíptico en un circuito cerrado. Estas cadenas sujetan un número indeterminado de palas, de forma, tamaño y distribución caprichosa, situadas en posición perpendicular respecto de las cadenas, articuladas con las mismas y susceptibles de plegarse o desplegarse de acuerdo con su posición respecto al empuje del agua/aire/fluido, variando su ángulo respecto a las cadenas (5) y Ia superficie total expuesta de la pala.

Description

GENERADOR DE ENERGÍA ELÍPTICO
DESCRIPCIÓN
El objeto de Ia invención que se presenta es un generador de energía elíptico que aprovecha el movimiento natural de cursos de agua tales como ríos, canales, etc., Ia fuerza del viento o Ia derivada de fluidos diversos para producir energía, mejorando notablemente los sistemas y aparatos similares existentes en el mercado y los antecedentes legales en materia de propiedad industrial.
Estado de Ia técnica
Resulta obvio que el consumo de energía en Ia sociedad actual ha conllevado el desarrollo de múltiples sistemas y medios para conseguir recursos energéticos paralelos a los considerados tradicionales, destacando, por ejemplo, importantes avances en los generadores eólicos y solares que recurren al viento y al sol como materia prima para conseguir Ia energía. En el campo hidráulico, las grandes instalaciones se concretan en pantanos y similares que cuentan con el recurso de saltos da agua mediante presas. En estos casos es indispensable que exista un desplazamiento vertical del caudal del agua, es decir, en caída libre desde una cierta altura, Io que permite aprovechar Ia fuerza del agua para convertirla en energía cinética. En estas instalaciones, el agua se desplaza a través de turbinas a una velocidad considerable provocando un movimiento de rotación que, por medio de generadores, acaba siendo transformada en energía eléctrica. El coste de Ia construcción de estas instalaciones es muy elevado ya que implica Ia existencia de pantanos o embalses y las presas correspondientes que controlan el salto del agua, estando situadas dichas instalaciones en el curso de ríos de zonas con un caudal de agua considerable y continuo. A su favor, cabe decir que el coste de mantenimiento es razonable y que es un sistema respetuoso con el medio ambiente, ya que aprovecha el recurso natural de Ia zona en que está implantado y Io retorna sin alteración de sus propiedades. El agua sigue siendo agua. Sin embargo, estos sistemas, como se ha comentado, requieren de una gran cantidad de agua y además, de una altura suficiente para Ia caída de Ia misma, Io que limita su instalación en zonas llanas, en las cuales los ríos, canales - sean naturales o artificiales - y similares se caracterizan por tener una corriente de agua de un flujo continuo pero con desniveles apenas considerables. En estos casos se han desarrollado distintos sistemas para conseguir energía, como por ejemplo levantar el lecho del río de forma artificial para crear una pendiente y un desnivel suficiente que permita Ia caída del agua.
En cualquier caso, cuando se trata de convertir Ia energía hidráulica o eólica en energía mecánica y posteriormente energía eléctrica se requiere el uso de turbinas, las cuales utilizan Ia fuerza del agua o aire para producir un movimiento de rotación que, mediante un eje, actúa en un generador que convierte Ia energía mecánica obtenida en energía eléctrica.
Desde una óptica legal son muchos y variados los antecedentes técnicos relacionados con Ia obtención de energía hidráulica, tanto de carácter fluvial como marítimo. Únicamente a título de ejemplo cabe citar Ia patente núm. 200600837, que se refiere a un "aparato para obtener energía eléctrica a partir de energía hidráulica" que se basa en Ia flotación de los cuerpos sumergidos en líquidos, o Ia patente 200002768 que desarrolla un "sistema de generación de energía a partir de las olas del mar". En estos casos, al igual que en otros muchos, se necesita una instalación considerable para obtener energía, Ia intervención de elementos adicionales (boyas, etc.) o bien se depende de Ia acción intermitente de mareas y olas.
En resumen, Io cierto es que cualquier flujo continuo de agua conlleva una fuerza potencial derivada de su movimiento, y justamente el objeto de este modelo de utilidad es aprovechar dicha potencia natural para crear energía, siendo especialmente aplicable en lugares en los que el agua discurre en un nivel básicamente estable, y llano, sin pendientes pronunciadas ni saltos o caídas y sin Ia intervención de turbinas. Descripción de Ia invención
Así pues, Ia invención que se presenta en este modelo de utilidad consiste en un generador de energía elíptico, con una estructura simple, que permite su instalación en canales, (sean naturales o artificiales), ríos y cauces de agua de similares características.
El generador está conformado por al menos una doble estructura de soporte vertical a modo de columna, con unos ejes internos y en cuyo extremo superior e inferior se sitúan unos rodamientos en los cuales se acoplan unos platos en forma de piñones en los que se engranan unas cadenas, correas o elementos dentados similares que van de un extremo a otro de los ejes, realizando un recorrido de movimiento elíptico. Tanto en Ia parte superior como inferior de dichos ejes, el recorrido está sincronizado, de modo que el giro que efectúan los piñones y las cadenas se sitúa en un punto coincidente en el plano vertical.
Las cadenas actúan de soporte de un número indeterminado de palas o estructuras similares, situadas en posición vertical y a una distancia suficiente una de otra. Estas palas se caracterizan especialmente por incorporar un medio de articulación y plegado sobre si mismas que permite que se cierren, cuando van en contra de Ia corriente, o se abran, desplegando toda su superficie, para ofrecer Ia resistencia necesaria que conducirá a Ia producción de Ia energía deseada.
Las palas descritas pueden combinarse de forma caprichosa, con diferentes tamaños y situándose en posiciones distintas, ya que también puede incrementarse el número de cadenas, correas o similares engranados en los ejes y en los rodamientos y piñones correspondientes, conformando nuevos recorridos paralelos y sincronizados entre si, con las palas situadas en distintos niveles.
Es igualmente posible incrementar Ia capacidad del generador con mas tramos de cadenas, marcando una mayor longitud de recorrido mediante Ia incorporación de nuevas columnas verticales de apoyo, con sus correspondientes ejes, rodamientos y demás elementos, situándose estas columnas de manera lineal, a una distancia suficiente una de otra y enlazando nuevos segmentos de cadenas o correas dentadas, Io que permite asimismo incrementar el número de palas y por tanto Ia producción de energía.
En cuanto a las palas, éstas pueden estar sujetas simultáneamente a todos o varios de los cadenados existentes en el generador, de manera que cuenten con distintos puntos de apoyo o sujeción, o bien quedar sujetas únicamente a uno de los correajes dentados.
A pesar de que en esta memoria descriptiva se ha descrito el generador con un doble recorrido de cadenas o correas dentadas, situado cada uno a un extremo de los ejes, y se ha destacado que puede incrementarse el número de cadenas con nuevos recorridos paralelos, el mecanismo referenciado es igualmente operativo si se limita a un único correaje dentado del grosor suficiente como para asegurar el peso y estabilidad de las palas.
Tal y como se ha comentado, este generador de energía elíptico está especialmente diseñado para su aplicación en cauces de agua de caudal suficiente pero con un recorrido básicamente estable y llano. Su instalación es simple, asegurando las estructuras de soporte en Ia base y/o laterales del cauce mediante los medios de anclajes correspondientes.
El generador de energía elíptico descrito es igualmente aplicable para Ia consecución de energía eólica, instalándose en zonas con suficiente corriente de aire, de manera que las palas se oponen a Ia fuerza del viento de igual modo que actúan contra el caudal de agua, plegándose y desplegándose de acuerdo con su situación respecto del sentido de Ia corriente.
Aunque en Ia descripción realizada se define el posicionamiento vertical del generador, su estructura es susceptible de posicionarse en sentido horizontal, con los medios de anclaje correspondientes, manteniendo una funcionalidad igualmente efectiva.
Descripción de los dibujos
Para una mejor comprensión de cuanto queda descrito en Ia presente memoria, se acompañan unos dibujos, los cuales deben ser analizados y considerados únicamente a modo de ejemplo y sin ningún carácter limitativo ni restrictivo.
Figura 1.- Vista del generador de energía, con doble recorrido paralelo de cadenas dentadas y sin las palas
Figura 2.- Vista en planta del generador de energía completo y en funcionamiento
Descripción de una realización preferida
En estas figuras se muestran Ia conformación y el funcionamiento del generador que se reivindica.
En Ia figura 1 se muestra Ia estructura del generador, conformado por al menos una doble estructura de soporte vertical (1), similar a una columna de apoyo, con unos ejes internos (2) y en cuyo extremo superior e inferior se sitúan unos rodamientos (3) en los que se acoplan unos platos (4) en forma de piñones que se engranan con unas cadenas dentadas (5), correaje o similar que van de un extremo a otro de los ejes, realizando un recorrido de movimiento elíptico.
En Ia figura 2 se muestra una vista en planta del generador con las palas ya colocadas y en funcionamiento, situado en el cauce de un canal o río, con Ia flecha inferior indicando Ia dirección de Ia corriente. En esta figura se describe el posicionamiento de las estructuras de apoyo o soporte vertical (1) con sus respectivos ejes (2) y las cadenas (5) que se mueven en un recorrido elíptico en torno a dichos soportes, conformando un circuito cerrado. En dichas cadenas (5) se sujetan un número indefinido de palas (6) o piezas similares, de forma, tamaño y distribución caprichosa, que se sitúan en posición perpendicular respecto de las cadenas (5). Estas palas (6) incorporan unos determinados medios de articulación (7) respecto de Ia cadena (5), que permiten su giro, y una correa de tensado extensible (8), elástica o no, que permiten su despliegue o repliegue, variando su ángulo respecto a Ia cadena o correaje (5) y también Ia superficie total expuesta de Ia pala (6), de manera que ofrezca una mayor o menor resistencia a Ia potencia del agua, del viento o de otro fluido, de acuerdo con su posición respecto al empuje del agua o del susodicho fluido.
El generador de energía descrito se sitúa en el cauce del río o canal, en disposición paralela a Ia corriente, de manera que al quedar desplegadas las palas, el caudal de agua incide frontalmente en Ia superficie de las mismas, empujándolas con Ia potencia suficiente para forzar el movimiento de las cadenas engranadas en los ejes, las cuales ejecutan el recorrido elíptico del circuito cerrado que conforman.
No se considera necesario hacer más extensa esta descripción para que cualquier experto en Ia materia comprenda el alcance de Ia invención y las ventajas que de Ia misma se derivan. Los materiales, forma, tamaño y disposición de los elementos serán susceptibles de variación siempre y cuando ello no suponga una alteración en Ia esencialidad del invento. Los términos en que se ha redactado esta memoria deberán ser tomados siempre en sentido amplio y no limitativo.

Claims

REIVINDICACIONES
1o Generador de energía elíptico, del tipo de los que aprovechan el movimiento del agua, aire o fluidos diversos para generar energía, caracterizado esencialmente por estar configurado por al menos una doble estructura de soporte vertical (1), similar a una columna de apoyo, con unos ejes internos (2), en cuyo extremo superior e inferior se sitúan unos rodamientos (3) en los que se acoplan unos platos (4) en forma de piñones que se engranan con unas cadenas dentadas, correaje o similar (5) que van de un extremo a otro de los ejes, realizando un recorrido de movimiento elíptico en un circuito cerrado.
2o Generador de energía elíptico, según Ia reivindicación anterior, caracterizado esencialmente porque dichas cadenas, correaje o similar (5) sujetan un número indeterminado de palas (6) o piezas similares, de forma, tamaño y distribución caprichosa, que se sitúan en posición perpendicular respecto de las cadenas (5).
3o Generador de energía elíptico, según las reivindicaciones anteriores, caracterizado esencialmente porque estas palas (6) incorporan unos determinados medios de articulación (7) respecto de las cadenas (5) y una correa de tensado extensible (8), elástica o no, siendo susceptibles estas palas (5) de plegarse o desplegarse de acuerdo con su posición respecto al empuje del agua, aire u otro fluido, variando su ángulo respecto a las cadenas (5) y Ia superficie total expuesta de Ia pala (6).
4o Generador de energía elíptico, según las reivindicaciones anteriores, caracterizado esencialmente porque el giro que efectúan los piñones y las cadenas o correajes dentados se sitúa en un punto coincidente en el plano vertical, sincronizando el recorrido conjunto de los mismos.
5o Generador de energía elíptico, según las reivindicaciones anteriores, caracterizado esencialmente porque entre cada una de las palas (6) se mantiene una distancia suficiente. 6o Generador de energía elíptico, según las reivindicaciones anteriores, caracterizado esencialmente porque el número de cadenas, correajes o similares (5) engranados en los ejes y en los rodamientos y piñones correspondientes es susceptible de incrementarse, conformando nuevos recorridos paralelos y sincronizados entre si, de manera que las palas (6) pueden situarse en distintos niveles.
7o Generador de energía elíptico, según las reivindicaciones anteriores, caracterizado esencialmente porque Ia longitud del recorrido de las cadenas dentadas o correaje (5) puede incrementarse mediante Ia incorporación de nuevas columnas verticales de apoyo (1), con sus correspondientes ejes, rodamientos y demás elementos, situándose éstas de manera lineal, a una distancia suficiente una de otra y enlazando nuevos segmentos de cadena o correa dentada (5) con sus correspondientes palas (6).
8o Generador de energía elíptico, según las reivindicaciones anteriores, caracterizado esencialmente porque las palas (6) pueden estar soportadas y sujetas simultáneamente a todos o varios de los cadenados existentes en el generador, de manera que cuenten con distintos puntos de apoyo o sujeción, o bien quedar sujetas únicamente a uno solo de los correajes existentes.
9o Generador de energía elíptico, según las reivindicaciones anteriores, caracterizado esencialmente porque el susodicho generador puede incorporar únicamente un solo correaje dentado del grosor suficiente como para asegurar el peso y estabilidad de las palas.
10° Generador de energía elíptico, según las reivindicaciones anteriores, caracterizado esencialmente porque las estructuras de soporte se fijan en Ia base y/o laterales del cauce mediante ios medios de anclajes correspondientes
11° Generador de energía elíptico, según las reivindicaciones anteriores, caracterizado esencialmente porque Ia estructura del susodicho generador es susceptible de posicionarse en sentido horizontal.
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