ES2549830A1 - Water column oscillator converter, with float, low inertia and double-turn rotary mechanical energy accumulator mounted on the transmitter train. - Google Patents
Water column oscillator converter, with float, low inertia and double-turn rotary mechanical energy accumulator mounted on the transmitter train. Download PDFInfo
- Publication number
- ES2549830A1 ES2549830A1 ES201301154A ES201301154A ES2549830A1 ES 2549830 A1 ES2549830 A1 ES 2549830A1 ES 201301154 A ES201301154 A ES 201301154A ES 201301154 A ES201301154 A ES 201301154A ES 2549830 A1 ES2549830 A1 ES 2549830A1
- Authority
- ES
- Spain
- Prior art keywords
- float
- accumulator
- energy
- ardg
- coast
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 18
- 230000033001 locomotion Effects 0.000 claims abstract description 23
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 3
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 description 8
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 8
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 description 4
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 4
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 238000000034 method Methods 0.000 description 3
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 description 3
- 230000008569 process Effects 0.000 description 3
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 2
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 2
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 2
- 230000006698 induction Effects 0.000 description 2
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 2
- 239000003643 water by type Substances 0.000 description 2
- 229920005830 Polyurethane Foam Polymers 0.000 description 1
- 230000009471 action Effects 0.000 description 1
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 1
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 1
- 230000001174 ascending effect Effects 0.000 description 1
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 1
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 230000003292 diminished effect Effects 0.000 description 1
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 1
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 1
- 230000005484 gravity Effects 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 230000003204 osmotic effect Effects 0.000 description 1
- 239000011496 polyurethane foam Substances 0.000 description 1
- 238000005381 potential energy Methods 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 230000002787 reinforcement Effects 0.000 description 1
- 230000033764 rhythmic process Effects 0.000 description 1
- 239000011435 rock Substances 0.000 description 1
- 230000001360 synchronised effect Effects 0.000 description 1
- 230000009466 transformation Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16H—GEARING
- F16H33/00—Gearings based on repeated accumulation and delivery of energy
- F16H33/02—Rotary transmissions with mechanical accumulators, e.g. weights, springs, intermittently-connected flywheels
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F03B—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS
- F03B13/00—Adaptations of machines or engines for special use; Combinations of machines or engines with driving or driven apparatus; Power stations or aggregates
- F03B13/12—Adaptations of machines or engines for special use; Combinations of machines or engines with driving or driven apparatus; Power stations or aggregates characterised by using wave or tide energy
- F03B13/14—Adaptations of machines or engines for special use; Combinations of machines or engines with driving or driven apparatus; Power stations or aggregates characterised by using wave or tide energy using wave energy
- F03B13/141—Adaptations of machines or engines for special use; Combinations of machines or engines with driving or driven apparatus; Power stations or aggregates characterised by using wave or tide energy using wave energy with a static energy collector
- F03B13/142—Adaptations of machines or engines for special use; Combinations of machines or engines with driving or driven apparatus; Power stations or aggregates characterised by using wave or tide energy using wave energy with a static energy collector which creates an oscillating water column
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/30—Energy from the sea, e.g. using wave energy or salinity gradient
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Other Liquid Machine Or Engine Such As Wave Power Use (AREA)
Abstract
Convertidor undimotriz de columna de agua oscilante, con flotador, de baja inercia, que no es afectado por el nivel de la marea, para ser construido en la costa o bien en una estructura flotante anclada cerca de la costa. Para conseguir el máximo aprovechamiento energético, teniendo en cuenta el elevado periodo de las olas y el escaso tiempo que el nivel de agua está en su máximo, se hace un diseño de baja inercia y con acumuladores mecánicos rotativos de doble giro (ARDG) y acelerador de movimiento ascendente.Water column oscillator converter, with float, low inertia, which is not affected by the level of the tide, to be built on the coast or in a floating structure anchored near the coast. To achieve maximum energy use, taking into account the high period of the waves and the short time that the water level is at its maximum, a low inertia design is made with double-rotating rotary mechanical accumulators (ARDG) and accelerator of upward movement.
Description
OBJETO DE LA INVENCIÓN OBJECT OF THE INVENTION
El objeto de la invención es un convertidor de energía de las olas de mar en energía eléctrica, comprendiendo un flotador guiado que se mueve linealmente en vertical de forma alternativa, acompasado según el ritmo de las olas en su lugar de ubicación, y cuyo trabajo no se ve afectado por el nivel de la marea. La estructura del convertidor se montará, preferentemente, fija en la costa. Para conseguir el máximo aprovechamiento energético, buscando el máximo desplazamiento vertical ascendente del flotador, transfiriendo energía en el menor tiempo posible, se diseña con elementos de baja inercia desde el flotador hasta el primer acumulador mecánico de energía rotativo de doble giro (ARDG). Optativamente, para mejorar su eficiencia, puede montarse un acelerador de movimiento ascendente que tira verticalmente hacia arriba del conjunto de flotador en todo su recorrido, disminuyendo el tiempo del recorrido ascendente y aumentando el del recorrido descendente. The object of the invention is an energy converter of sea waves into electrical energy, comprising a guided float that moves linearly vertically in an alternative manner, matched according to the rhythm of the waves at their location, and whose work is not It is affected by the level of the tide. The structure of the converter will preferably be mounted fixed on the coast. To achieve maximum energy utilization, looking for the maximum upward vertical displacement of the float, transferring energy in the shortest possible time, it is designed with low inertia elements from the float to the first mechanical double-rotating rotary energy accumulator (ARDG). Optionally, to improve its efficiency, an upward motion accelerator can be mounted that pulls the float assembly vertically upward along its entire length, decreasing the time of the ascending path and increasing that of the descending path.
SECTOR DE LA INVENCIÓN SECTOR OF THE INVENTION
Fuentes de energía renovables. Aprovechamiento de la energía de los mares. Energías limpias. Renewable energy sources. Harnessing the energy of the seas. Clean energies.
ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN BACKGROUND OF THE INVENTION
En el estado actual de la técnica son múltiples los dispositivos diseñados para aprovechar la energía marina también conocida como energía de los mares o de los océanos. Unos aprovechan la energía de las mareas (mareomotriz), otros la energía de los gradientes térmicos oceánicos (OTEe), otros la energía osmótica (a partir de los gradientes de salinidad), otros la energía eólica marina (producida por los vientos marinos), otros la energía de las corrientes marinas y por último otros, como el que la invención propone, que aprovechan la energía de las olas también conocida como energía olamotriz o undimotriz. In the current state of the art there are many devices designed to take advantage of marine energy also known as energy from the seas or oceans. Some take advantage of the energy of the tides (tidal wave), others the energy of the oceanic thermal gradients (OTEe), others the osmotic energy (from the salinity gradients), others the marine wind energy (produced by the marine winds), others the energy of the marine currents and finally others, like the one that the invention proposes, that take advantage of the energy of the waves also known as wave or wave energy.
En cuanto al emplazamiento con respecto a la costa, unos se montan en aguas profundas, alejados de la costa; otros en aguas poco profundas, cerca del litoral y otros se montan sobre las rocas en el litoral. As for the location with respect to the coast, some are mounted in deep waters, far from the coast; others in shallow waters, near the coast and others are mounted on the rocks on the coast.
La energía asociada al oleaje varía de unas zonas a otras. Es mayor entre los paralelos de 30° y 60° de ambos hemisferios. En la costa gallega y cantábrica, el valor medio supera los 40 kW por m de frente de ola. The energy associated with the waves varies from one area to another. It is greater between the 30 ° and 60 ° parallels of both hemispheres. On the Galician and Cantabrian coast, the average value exceeds 40 kW per m of wavefront.
Las primeras patentes para el aprovechamiento undimotriz se remontan al año 1799 en Francia (Girard e hijo), y en Gran Bretaña en 1833. A día de hoy superan el millar. The first patents for wave exploitation date back to 1799 in France (Girard and son), and in Great Britain in 1833. Today they exceed one thousand.
En el proceso de transformación de la energía undimotriz en energía útil con convertidores de flotador, cabe distinguir una conversión primaria: In the process of converting wave energy into useful energy with float converters, a primary conversion can be distinguished:
• a partir del movimiento de las olas (con un período en tomo a los 10 s ) se mueve un flotador en dirección vertical (con una velocidad alrededor de 2 mis) • from the movement of the waves (with a period in volume at 10 s) a float moves in a vertical direction (with a velocity around 2 mis)
y una secundaria, generalmente con una de estas propuestas: and a secondary school, usually with one of these proposals:
- • •
- el flotador acciona el émbolo de un compresor de aire, que se envía a recipiente a presión o bien, the float drives the piston of an air compressor, which is sent to a pressure vessel or,
- • •
- el flotador acciona el émbolo de una bomba que bombea líquido a un tanque elevado o a un tanque de presión que posteriormente se turbinará para accionar un generador eléctrico, o bien, the float drives the plunger of a pump that pumps liquid to an elevated tank or a pressure tank that will subsequently be turbinated to drive an electric generator, or,
- • •
- accionar directamente el translator de un generador lineal. Esta solución, a día de hoy, es poco satisfactoria. Directly activate the translator of a linear generator. This solution, today, is unsatisfactory.
En lo que se refiere a los convertidores con flotador, en todos los diseños actuales el aprovechamiento energético es reducido porque no se consigue transferir toda la energía de desplazamiento por flotación en el poco tiempo disponible. With regard to float converters, in all current designs the energy use is reduced because all floating displacement energy cannot be transferred in the short time available.
DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN DESCRIPTION OF THE INVENTION
El convertidor undimotriz que la invención propone constituye un importante avance tecnológico por cuanto permite aumentar el aprovechamiento energético de este recurso renovable y no emisor de contaminación. The wave converter that the invention proposes constitutes an important technological advance in that it allows to increase the energy use of this renewable and non-emitting pollution resource.
El objeto de la invención es un convertidor de energía undimotriz en energía eléctrica, con flotador sobre la columna de agua oscilante y una interfaz mecánica de baja inercia hasta el primer acumulador rotativo de doble giro (ARDG). The object of the invention is a wave energy converter in electric energy, with float on the oscillating water column and a low inertia mechanical interface to the first double-turn rotary accumulator (ARDG).
El periodo de las olas es de alrededor de 10 segundos. Cuando la ola llega a la costa se provoca una elevación del nivel de agua que impulsa hacia arriba al flotador, pero el tiempo que dura el agua cerca de su nivel superior es muy escaso y durante ese tiempo ha de producirse la transferencia de energía hacia el acumulador. La forma con que aborda esta invención la reducción del tiempo de este proceso es conseguir la conversión con un diseño de muy baja inercia y para ello las masas en desplazamiento lineal se hacen con muy poca masa y las masas con movimiento rotativo con muy bajo momento de inercia. The period of the waves is about 10 seconds. When the wave reaches the coast an elevation of the level of water that drives the float upwards is caused, but the time that the water lasts near its upper level is very short and during that time the transfer of energy to the water must take place. accumulator. The way in which this invention approaches the reduction of the time of this process is to achieve the conversion with a design of very low inertia and for this the masses in linear displacement are made with very little mass and the masses with rotary movement with very low moment of inertia.
Se va a hacer la descripción de la invención con ayuda de las Figuras 1 y 5 . The description of the invention will be made with the help of Figures 1 and 5.
En el intermedio entre dos crestas de ola consecutivas el flotador se encuentra en su punto más bajo. Cuando llega la ola al convertidor se produce un aumento del nivel en la columna de agua en la que se ubica el flotador (marcado con 1). Se producirá por tanto un empuje vertical hacia arriba. El cable flexible (3), enganchado en la parte inferior del flotador, quedará sometido a tracción en todo su recorrido hasta la pieza de nudo de enganches (5). El único tramo de cable que queda sin apenas tensión es el tramo marcado con (13). Durante el recorrido ascendente del flotador, el nudo de enganches (5) se moverá también en sentido ascendente, al unísono con el flotador. Del nudo de enganches (5) parte la cadena (6) direccionada prácticamente en vertical a través del piñón (7) hasta la rueda (8) que transmite el par de rotación a través del rectificador mecánico (20) ("carraca") a la rueda dentada (21). Está rueda está engranada con el piñón (29) que transmite el movimiento de rotación de entrada, a través del eje (28), al acumulador ARDG (24) que posee en su exterior una rueda dentada (25) que engrana con un piñón (26) haciendo una multiplicación de la velocidad angular. En el diseño de la figura 5 se añaden otras dos etapas de acumulación de energía -multiplicación de velocidad, marcas (30) a (37). La salida de la tercera etapa In the intermission between two consecutive wave crests the float is at its lowest point. When the wave reaches the converter there is an increase in the level in the water column in which the float is located (marked with 1). There will therefore be a vertical upward thrust. The flexible cable (3), hooked on the bottom of the float, will be subjected to traction all the way to the hook knot piece (5). The only section of cable that is left with hardly any tension is the section marked with (13). During the upward travel of the float, the hitch knot (5) will also move upward, in unison with the float. The chain (6) steers practically vertically through the pinion (7) to the wheel (8) that transmits the rotation torque through the mechanical rectifier (20) ("ratchet") to the coupling node (5). the cogwheel (21). This wheel is geared with the pinion (29) that transmits the movement of inlet rotation, through the axle (28), to the ARDG accumulator (24) which has on its outside a cogwheel (25) that meshes with a pinion ( 26) doing a multiplication of angular velocity. In the design of Figure 5, two other stages of energy accumulation - speed multiplication, marks (30) to (37) are added. The exit of the third stage
(37) se transmite a través del acoplamiento (38) a un generador eléctrico (39), tal como una dinamo, un generador de inducción, un alternador síncrono ó bien, opción preferente, un generador de inducción doblemente alimentado (DFIG) proporcionando energía eléctrica a la red (40) (37) is transmitted through the coupling (38) to an electric generator (39), such as a dynamo, an induction generator, a synchronous alternator or, preferably, a double-powered induction generator (DFIG) providing energy mains electricity (40)
Nótese que en los acumuladores mecánicos elásticos en espiral convencionales, como en el caso por ejemplo de la "cuerda" de los relojes, la carga del resorte se produce girando el eje en un sentido, comprimiendo, y la devolución de energía se produce rotando el eje en sentido contrario, descomprimiendo. En el acumulador ARDG, el eje gira solamente cuando se transfiere energía al resorte, y cuando no permanece quieto; y la salida de energía almacenada se transfiere, no a través del eje, sino a través de la corona dentada. Note that in conventional spiral mechanical mechanical accumulators, as in the case, for example, of the "rope" of the clocks, the spring is produced by rotating the shaft in one direction, compressing, and the return of energy is produced by rotating the axis in the opposite direction, decompressing. In the ARDG accumulator, the shaft rotates only when energy is transferred to the spring, and when it does not remain still; and the stored energy output is transferred, not through the axis, but through the crown gear.
Un convertidor como el descrito podría ser construido con una estructura fija en la costa (on shore), esta sería la opción más razonable para una planta de elevada potencia, pero para unidades de potencia más reducida podrían montarse unidades flotantes ancladas cerca de la costa. A converter like the one described could be built with a fixed structure on the coast (on shore), this would be the most reasonable option for a high power plant, but for units of smaller power, floating units could be mounted anchored near the coast.
El convertidor que la invención propone es un dispositivo -preferentemente-fijo para emplazamiento en la costa (Onshore), para el aprovechamiento undimotriz (WEC, Wave Energy Converter) a partir la oscilación de la columna de agua (OWC, Oscillating Water Column) con flotador en oscilación vertical, para aprovechar la energía potencial de la ola, proporcional al agua desplazada y al recorrido. The converter that the invention proposes is a device -preferably-fixed for coastal location (Onshore), for wave use (WEC, Wave Energy Converter) from the oscillation of the water column (OWC, Oscillating Water Column) with float in vertical oscillation, to take advantage of the potential energy of the wave, proportional to the displaced water and the path.
Es por ello que para para obtener un buen aprovechamiento energético, el convertidor que la presente invención propone está diseñado para: That is why, in order to obtain a good energy use, the converter that the present invention proposes is designed to:
• a partir del movimiento lineal, intermitente y alternativo del flotador, a través de una interfaz mecánica de baja inercia hasta el primer acumulador rotativo en espiral, ayudado con un acelerador de movimiento ascendente, y a través de • from the linear, intermittent and alternative movement of the float, through a low-inertia mechanical interface to the first spiral rotary accumulator, helped with an accelerator of upward movement, and through
varias etapas de acumulación y multiplicación de velocidad, obtener un movimiento giratorio, unidireccional y constante, apropiado para accionar un generador eléctrico. several stages of accumulation and multiplication of speed, obtain a rotating, unidirectional and constant movement, appropriate to drive an electric generator.
Se va a explicar a continuación, con un modelo simplificado, la ventaja que supone montar un acumulador en el tren transmisor, a continuación del flotador. It will be explained below, with a simplified model, the advantage of mounting an accumulator in the transmitter train, following the float.
En la figura 7 a la izquierda se representa la acción del flotador, que se encuentra en la cresta de la ola, actuando a través del mástil directamente sobre el acumulador elástico de energía. En la figura 7 derecha no existe acumulador elástico. Figure 7 on the left shows the action of the float, which is located on the crest of the wave, acting through the mast directly on the elastic energy accumulator. In figure 7 right there is no elastic accumulator.
Nomenclatura: Nomenclature:
a: aceleración del mástil. a: mast acceleration.
MF: masa del conjunto de flotador y mástil. MF: mass of the float and mast assembly.
Fw: empuje de Arquímedes. Fw: Archimedes thrust.
1: momento de inercia del tambor con respecto a su eje de giro. 1: moment of inertia of the drum with respect to its axis of rotation.
r: radio del tambor. r: drum radius.
P: peso que debe subir el tambor. P: weight that the drum should raise.
g: aceleración de la gravedad. g: acceleration of gravity.
Si el radio sobre el extremo exterior de la espiral, punto sobre el que actúa el mástil, es igual al radio del tambor, r, la aceleración a la que se ve sometido el conjunto flotador-mástil vendrá expresada por: If the radius on the outer end of the spiral, the point on which the mast acts, is equal to the radius of the drum, r, the acceleration to which the float-mast assembly is subjected will be expressed by:
R -(P+M .g)R - (P + M .g)
a= W F MF a = W F Mf
Para el caso de la figura 7 derecha, donde el mástil actúa directamente sobre el extremo del radio del tambor, la aceleración valdrá: In the case of the right figure 7, where the mast acts directly on the end of the drum radius, the acceleration will be worth:
a = Fw -(P+MF·g) M + pi + JI2 a = Fw - (P + MF · g) M + pi + JI2
F F
I g I rI g I r
\ I \ I
Dado que en el segundo caso el denominador es mayor, la aceleración será más pequeña. Since in the second case the denominator is greater, the acceleration will be smaller.
Como conclusión, para el diseño con el acumulador colocado inmediatamente después del mástil la aceleración no se ve disminuida por las masas que se sitúen después del acumulador, permitiendo por tanto transferir la energía en un corto período de tiempo. Además, la masa del flotador puede ser muy pequeña, puede ser un globo si se elige el diseño mostrado en la figura 1. Esta es una de las ventajas de diseño que la invención propone frente a los diseños de los convertidores conocidos. Hay que considerar, en los convertidores que incluyen fluidos, además, los efectos de pérdidas de aceleración que provocan las resistencias viscosas. In conclusion, for the design with the accumulator placed immediately after the mast, the acceleration is not diminished by the masses that are located after the accumulator, thus allowing the transfer of energy in a short period of time. In addition, the mass of the float can be very small, it can be a balloon if the design shown in Figure 1 is chosen. This is one of the design advantages that the invention proposes compared to the designs of the known converters. In addition, the effects of acceleration losses caused by viscous resistances must be considered in converters that include fluids.
BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS
Para completar la descripción que se está realizando y con objeto de ayudar a una mejor comprensión de las características del invento, se acompaña a la presente memoria descriptiva, como parte integral de la misma, un juego de figuras con carácter ilustrativo y no limitativo. To complete the description that is being made and in order to help a better understanding of the features of the invention, a descriptive and non-limiting set of figures is attached as an integral part thereof.
Se muestran 4 alternativas para la conversión undimotriz secundaria, Figuras 1,2,3 Y4; el tren de transformación y acumulación, figura 5, y un detalle de un acumulador ARDG que también puede tener efecto multiplicador de velocidad de giro, figura 6. 4 alternatives for secondary wave conversion are shown, Figures 1,2,3 Y4; the train of transformation and accumulation, figure 5, and a detail of an ARDG accumulator that can also have a spin speed multiplier effect, figure 6.
- --
- La figura 1 muestra el perfil del convertidor de energía undimotriz en energía eléctrica, con flotador sobre la columna de agua oscilante y una interfaz mecánica de baja inercia hasta el primer acumulador rotativo. Figure 1 shows the profile of the wave energy converter in electric energy, with float on the oscillating water column and a low inertia mechanical interface to the first rotary accumulator.
- --
- La figura 2 es análoga a la figura 1. Es una alternativa al anterior diseño. Figure 2 is analogous to Figure 1. It is an alternative to the previous design.
El flotador presenta en la parte superior un trozo de "mástil", de longitud mayor que la oscilación de la marea. Desde el extremo superior del mástil se transmite el esfuerzo al cuadrilátero formado por el cable flexible. The float has a piece of "mast" at the top, longer than the tidal oscillation. From the upper end of the mast the effort is transmitted to the quadrilateral formed by the flexible cable.
- --
- La figura 3 es análoga a la figura 2 pero con un mástil de mayor longitud del que tira el contrapeso 42 a través de la roldana 41 Figure 3 is analogous to Figure 2 but with a mast of greater length than the counterweight 42 pulls through the sheave 41
- --
- La figura 4 es análoga a la Figura 3, pero ahora el acelerador del movimiento en el recorrido ascendente en vez de ser un contrapeso se substituye por un resorte en espiral que tire hacia arriba del conjunto flotador-mástil, para acelerar el movimiento ascendente en todo su recorrido. Figure 4 is analogous to Figure 3, but now the accelerator of the movement in the upward movement instead of being a counterweight is replaced by a spiral spring that pulls up the float-mast assembly, to accelerate the upward movement in all its route.
- --
- La figura 5 representa el tren desde la rueda dentada marcada con 8 hasta el generador eléctrico. Figure 5 represents the train from the gearwheel marked 8 to the electric generator.
- --
- La figura 6 representa una de las posibilidades de constitución del acumulador de energía rotativo de doble giro de baja inercia y con posibilidad de multiplicación de velocidad de giro (ARDG). El eje 28 y la corona dentada exterior 25 giran siempre en la misma dirección. En el resorte 23 se produce la acumulación, en forma de energía elástica. Figure 6 represents one of the possibilities for the constitution of the double-inertia double-rotating rotary energy accumulator with the possibility of multiplication of rotation speed (ARDG). The shaft 28 and the outer crown 25 always rotate in the same direction. In spring 23 accumulation occurs, in the form of elastic energy.
- --
- La figura 7 representa la ventaja para la aceleración del flotador, cuando se actúa primeramente sobre el acumulador. Figure 7 represents the advantage for float acceleration, when the accumulator is first actuated.
- --
- La figura 8 representa un ejemplo de convertidor WEC-QWC-FLI flotante. Figure 8 represents an example of a floating WEC-QWC-FLI converter.
DESCRIPCIÓN DE UNA REALIZACIÓN PREFERENTE DESCRIPTION OF A PREFERRED EMBODIMENT
Se va a describir la realización particular mostrada en la figura 4. En una zona de costa batida por las olas se monta una estructura fija que permita el libre desplazamiento en vertical del flotador, ligero y preferiblemente de material resistente a la corrosión. Para evitar choques entre guías y flotador, se monta en este unas ruedas en todas sus caras. Centrado en la cara superior del flotador se monta el mástil. En el interior del flotador se puede montar una estructura metálica ligera que transmita adecuadamente los esfuerzos hasta la base del mástil e igualmente se puede rellenar con espuma de poliuretano expandida. The particular embodiment shown in Figure 4 will be described. A fixed structure is mounted on a coast area beaten by the waves that allows the free vertical displacement of the float, light and preferably of corrosion-resistant material. To avoid collisions between guides and float, some wheels are mounted on all sides. The mast is mounted on the upper face of the float. Inside the float a light metal structure can be mounted that adequately transmits the forces to the base of the mast and can also be filled with expanded polyurethane foam.
Para que el peso sea reducido conviene que el mástil sea hueco. Como material, el aluminio puede ser una buena opción. El nudo de enganches puede ser una pieza de refuerzo soldada al mástil. For the weight to be reduced, the mast should be hollow. As a material, aluminum can be a good option. The hook knot can be a reinforcement piece welded to the mast.
Durante el movimiento ascendente del flotador, la cadena (6) queda sometida a tracción, con una tensión muy elevada (dependiendo del volumen del flotador puede ser del orden de varias toneladas) y hará girar a la rueda (8) en sentido dextrógiro. Como se puede ver en la figura 5, el rectificador mecánico transmitirá el par hasta la rueda (21) que está engranada con el piñón (29) que arrastra al eje (28) del primer acumulador rotativo de doble giro (24). Por cada revolución de la rueda (8), el eje (28) habrá girado varias revoluciones, por ejemplo 6. Habrá de diseñarse cuidadosamente la rueda (21) para que su momento de inercia sea reducido. El piñón (21) con su eje (28) girará en sentido levógiro y flexionando el fleje metálico en espiral acumulará energía mecánica. El cilindro contenedor del resorte puede girar y mediante la corona dentada fija en su exterior transmitirá el giro al piñón al que está engranado. Por cada 6 revoluciones del eje (28), el piñón (26) y el eje (27) habrán girado, por ejemplo, 60 revoluciones. Con dos etapas más de acumulación-multiplicación, el generador eléctrico habrá girado, por cada revolución de la rueda (21), 6000 revoluciones. During the upward movement of the float, the chain (6) is subjected to traction, with a very high tension (depending on the volume of the float can be of the order of several tons) and will rotate the wheel (8) in a dextrogiroidal direction. As can be seen in Figure 5, the mechanical rectifier will transmit the torque to the wheel (21) that is engaged with the pinion (29) that drives the shaft (28) of the first double-turn rotary accumulator (24). For each revolution of the wheel (8), the axle (28) will have turned several revolutions, for example 6. The wheel (21) must be carefully designed so that its moment of inertia is reduced. The pinion (21) with its axis (28) will rotate in a levógiro direction and flexing the spiral metal strip will accumulate mechanical energy. The container cylinder of the spring can rotate and by means of the fixed toothed crown on its outside it will transmit the rotation to the pinion to which it is engaged. For every 6 revolutions of the shaft (28), the pinion (26) and the shaft (27) will have rotated, for example, 60 revolutions. With two more stages of accumulation-multiplication, the electric generator will have rotated, for each revolution of the wheel (21), 6000 revolutions.
Para facilitar el movimiento ascendente del flotador y disminuir el tiempo de subida se puede montar un acelerador de movimiento ascendente que tire del conjunto de flotador verticalmente hacia arriba durante el recorrido ascendente, por ejemplo con un acumulador rotativo, marcado con (44) en la figura 4, cuyo eje esté unido a la rueda (43) sobre la que se monta la cadena, marcada con (45), que tire del mástil hacia arriba. To facilitate the upward movement of the float and reduce the rise time, an upward movement accelerator can be mounted that pulls the float assembly vertically upward during the upward travel, for example with a rotary accumulator, marked with (44) in the figure 4, whose axle is attached to the wheel (43) on which the chain is mounted, marked with (45), which pulls the mast up.
Durante el recorrido descendente del flotador, la cadena (6) perderá casi toda la tensión y la cadena se moverá sobre la rueda (8) gracias al contrapeso (9). Este giro levógiro de la rueda (8) no se transmitirá hasta la rueda marcada con (21) en la figura 5 gracias a la interposición del rectificador mecánico marcado con (20) en la figura 5. El efecto del acumulador rotativo (44) durante la carrera descendente es que hará más lento el descenso del flotador. During the downward travel of the float, the chain (6) will lose almost all tension and the chain will move on the wheel (8) thanks to the counterweight (9). This levographic rotation of the wheel (8) will not be transmitted until the wheel marked with (21) in figure 5 thanks to the interposition of the mechanical rectifier marked with (20) in figure 5. The effect of the rotary accumulator (44) during the downward run is that it will slow down the float's descent.
Durante el recorrido descendente del flotador, la cadena (12) quedará tensionada y hará girar a la rueda (11) en sentido dextrógiro. Como puede verse en la figura 5, la rueda (11) transmitirá el movimiento a la rueda (21) a través del rectificador mecánico (22). Por cada revolución de la rueda (11), la rueda (21) habrá girado, por ejemplo, 1,5 revoluciones y el proceso seguirá de la misma forma a como se explicó para el recorrido ascendente del flotador. During the downward travel of the float, the chain (12) will be tensioned and rotate the wheel (11) in a dextrogiroidal direction. As can be seen in Figure 5, the wheel (11) will transmit the movement to the wheel (21) through the mechanical rectifier (22). For each revolution of the wheel (11), the wheel (21) will have turned, for example, 1.5 revolutions and the process will continue in the same way as explained for the upward travel of the float.
5 No se considera necesario hacer más extensa esta descripción para que cualquier experto en la materia comprenda el alcance de la invención y las ventajas que de la misma se derivan. 5 It is not considered necessary to make this description more extensive so that any person skilled in the art understands the scope of the invention and the advantages derived therefrom.
Los términos en que se ha descrito esta memoria deberán ser tomados SIempre en sentido amplio y no limitativo. The terms in which this report has been described must always be taken in a broad and non-limiting sense.
Claims (8)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| ES201301154A ES2549830A1 (en) | 2014-05-02 | 2014-05-02 | Water column oscillator converter, with float, low inertia and double-turn rotary mechanical energy accumulator mounted on the transmitter train. |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| ES201301154A ES2549830A1 (en) | 2014-05-02 | 2014-05-02 | Water column oscillator converter, with float, low inertia and double-turn rotary mechanical energy accumulator mounted on the transmitter train. |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| ES2549830A1 true ES2549830A1 (en) | 2015-11-02 |
Family
ID=54347370
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| ES201301154A Pending ES2549830A1 (en) | 2014-05-02 | 2014-05-02 | Water column oscillator converter, with float, low inertia and double-turn rotary mechanical energy accumulator mounted on the transmitter train. |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| ES (1) | ES2549830A1 (en) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| ES2564743A1 (en) * | 2014-09-24 | 2016-03-28 | Universidade Da Coruña | Wave converter, with float, low inertia, with pre-immersion system, and double-rotating rotary mechanical energy accumulator mounted on the transformation and accumulation train. |
| ES2638838A1 (en) * | 2016-04-22 | 2017-10-24 | Universidade Da Coruña | Primary conversion subsystem of wave converter with double-turn accumulator with helical traction springs. |
| ES2639048A1 (en) * | 2016-04-25 | 2017-10-25 | Universidade Da Coruña | Rotary mechanical accumulator, double rotation, with traction springs (Machine-translation by Google Translate, not legally binding) |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6476512B1 (en) * | 2001-08-21 | 2002-11-05 | Stanley Rutta | Electricity generating wave pipe (or EGWaP) |
| WO2003098033A1 (en) * | 2002-05-16 | 2003-11-27 | Pruthivi Raj Avadhuta | An apparatus for power generation from ocean tides / wave motion (sagar lehar vidyut shakti) |
| GB2430470A (en) * | 2005-09-22 | 2007-03-28 | John Philip Cooper | A method of harnessing tidal power to generate electricity |
| US20100201130A1 (en) * | 2007-04-29 | 2010-08-12 | Alaa Eldeen Hassan Elfekky | Sea waves energy converter |
| CN102913370A (en) * | 2011-08-02 | 2013-02-06 | 解放军后勤工程学院 | Power generating set utilizing volute spiral spring group for energy storage and transmission |
| CN103291529A (en) * | 2012-02-27 | 2013-09-11 | 李滨 | Novel totally-closed wave energy power generation device |
-
2014
- 2014-05-02 ES ES201301154A patent/ES2549830A1/en active Pending
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6476512B1 (en) * | 2001-08-21 | 2002-11-05 | Stanley Rutta | Electricity generating wave pipe (or EGWaP) |
| WO2003098033A1 (en) * | 2002-05-16 | 2003-11-27 | Pruthivi Raj Avadhuta | An apparatus for power generation from ocean tides / wave motion (sagar lehar vidyut shakti) |
| GB2430470A (en) * | 2005-09-22 | 2007-03-28 | John Philip Cooper | A method of harnessing tidal power to generate electricity |
| US20100201130A1 (en) * | 2007-04-29 | 2010-08-12 | Alaa Eldeen Hassan Elfekky | Sea waves energy converter |
| CN102913370A (en) * | 2011-08-02 | 2013-02-06 | 解放军后勤工程学院 | Power generating set utilizing volute spiral spring group for energy storage and transmission |
| CN103291529A (en) * | 2012-02-27 | 2013-09-11 | 李滨 | Novel totally-closed wave energy power generation device |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| ES2564743A1 (en) * | 2014-09-24 | 2016-03-28 | Universidade Da Coruña | Wave converter, with float, low inertia, with pre-immersion system, and double-rotating rotary mechanical energy accumulator mounted on the transformation and accumulation train. |
| ES2638838A1 (en) * | 2016-04-22 | 2017-10-24 | Universidade Da Coruña | Primary conversion subsystem of wave converter with double-turn accumulator with helical traction springs. |
| ES2639048A1 (en) * | 2016-04-25 | 2017-10-25 | Universidade Da Coruña | Rotary mechanical accumulator, double rotation, with traction springs (Machine-translation by Google Translate, not legally binding) |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN102549257B (en) | device for generating electrical or mechanical energy from the motion of waves | |
| US7315092B2 (en) | Wave powered electric generating device | |
| RU2703585C2 (en) | Method and device for generating wave energy, comprising impact piston | |
| KR101410872B1 (en) | Wave generator | |
| ES2449579T3 (en) | Wave electricity generation system by oscillation | |
| US8745981B1 (en) | Ocean powered take-off for multiple rotary drives | |
| EP2496828A2 (en) | Wave energy conversion device | |
| WO2013029195A1 (en) | Wave-power electricity generation system | |
| AU2007311869A1 (en) | Wave energy converter | |
| JP5926428B2 (en) | Power generation system and reciprocating mechanism for power generation system | |
| ES2337312T3 (en) | SYSTEM OF MULTIPLE CAPTATION AND COMPLEMENTED TRANSFORMATION OF ENERGY FROM THE WAVES OF THE SEA. | |
| ES2549830A1 (en) | Water column oscillator converter, with float, low inertia and double-turn rotary mechanical energy accumulator mounted on the transmitter train. | |
| CN203081645U (en) | Wave power generation device | |
| CN102364087A (en) | Tidal energy and wave energy power generation device | |
| WO2008048050A1 (en) | Wave energy converter | |
| ES2367744A1 (en) | System for generating energy from ocean wave movement | |
| Ai et al. | Ocean wave energy harvester with a novel power takeoff mechanism | |
| ES2526240B1 (en) | Mechanical system for generating electric power from wave energy | |
| WO2018026256A1 (en) | Hydrostatic equipment for generating renewable electric energy from waves | |
| ES2564743A1 (en) | Wave converter, with float, low inertia, with pre-immersion system, and double-rotating rotary mechanical energy accumulator mounted on the transformation and accumulation train. | |
| WO2006079823A1 (en) | Wave energy converter | |
| RU2592094C1 (en) | Wave power plant | |
| CN106460776A (en) | Wave energy conversion system | |
| WO2014003703A1 (en) | High-efficiency energy generator for harnessing mechanical vibration power | |
| CN101886604B (en) | Device for generating electricity by using wave energy |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| FC2A | Grant refused |
Effective date: 20170112 |