Fondo marino falso articulado.

Un sistema de soporte para al menos una instalación de turbina de agua corriente que incluye un cuerpo deflotación

(3) que tiene una flotación inherente para montar la turbina o turbinas de forma que las turbinas se puedensituar en una posición de funcionamiento totalmente inmersa, y en una posición elevada en la cual la turbina oturbinas está / están elevadas fuera del agua, estando fijado el cuerpo de flotación por medio de un pilar (5)conectado en un extremo a un anclaje (6) previsto en el fondo del cuerpo de agua, estando el sistema caracterizadoporque comprende una instalación de soporte (4) provista en el fondo del cuerpo de agua, mientras que el cuerpo deflotación (3) es de una forma alargada de plataforma o balsa con cada extremo del mismo conectado mediante unpilar asociado (5) a un anclaje asociado (6) previsto en el fondo (SB) del cuerpo de agua, porque cada uno de talespilares (5) es de una longitud tal que el cuerpo de flotación (3), cuando está en su posición de funcionamientosumergida, está capacitado para estar soportado por una instalación de soporte (4) de tal manera que el cuerpo deflotación (3) está totalmente soportado por la instalación de soporte (4).

Tipo: Patente Internacional (Tratado de Cooperación de Patentes). Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: PCT/GB2004/005076.

Solicitante: MARINE CURRENT TURBINES LIMITED.

Nacionalidad solicitante: Reino Unido.

Dirección: THE COURT THE GREEN STOKE GIFFORD, BRISTOL BS34 8PD REINO UNIDO.

Inventor/es: .

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • SECCION F — MECANICA; ILUMINACION; CALEFACCION;... > MAQUINAS O MOTORES DE LIQUIDOS; MOTORES DE VIENTO,... > MAQUINAS O MOTORES DE LIQUIDOS (máquinas o motores... > Otras máquinas o motores > F03B17/06 (utilizando un flujo de líquido, p. ej. del tipo de aletas oscilantes)

PDF original: ES-2404894_T3.pdf

 

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Fragmento de la descripción:

Fondo marino falso articulado Campo de la invención Esta invención se refiere a un sistema de soporte para al menos una de las siguientes instalaciones de turbinas hidráulicas, como se define en el preámbulo de la reivindicación 1. Tal sistema es conocido, por ejemplo, de GB-A2348249.

En nuestras patentes británicas GB 2256011 B, GB 2311566 B, GB 2347976 y GB 2348250 B y en nuestras solicitudes de patente británicas GB 2396666 y GB 2400414 hemos descrito constituciones que pertenecen a turbinas impulsadas por agua, es decir, un rotor o rotores sujetados dentro de la columna de agua del mar, un río o un estuario, de manera que el flujo de agua puede girar el rotor (es) para producir o bien electricidad o bien potencia de eje para la utilización para un objetivo requerido. Es conocido como utilizar turbinas para dichos objetivos y además son también conocidas y han sido descritas estructuras de varios tipos para sujetar a dichas turbinas.

En particular, la presente invención se refiere al suministro de estructuras de soporte para turbinas destinadas a extraer la energía cinética de corrientes de agua; capaces de portar sólo una turbina o una pluralidad de turbinas. Las turbinas empleadas pueden ser, de forma preferente, del tipo de flujo axial (por ejemplo, propulsores) pero pueden ser turbinas de flujo cruzado (similares a un aerogenerador Darrieus, en principio) , montadas con sus ejes, o bien alineados verticalmente o bien alineados horizontalmente, pero perpendiculares a la dirección de las corrientes de agua o incluso cualquier clase de dispositivo práctico de conversión de energía cinética.

El tipo de rotor o relatores de turbina a cuyos soportes se refiere la presente invención, no es fundamental en su novedad, así que, en la práctica, se preferirá el tipo más efectivo en costes y eficiente.

Es conveniente observar que cuando una turbina o un convertidor de energía cinética (de cualquier tipo) es utilizado de tal manera que es impulsado por un flujo de agua, la extracción de energía del flujo provoca una reducción en el momento del agua que pasa, el cual a su vez provoca fuerzas de reacción elevadas en la turbina que se manifiestan ellas mismas, en primer lugar, como una fuerza de empuje que actúa en la dirección del flujo (es decir, horizontalmente) y proporcional al valor del cuadrado de la velocidad media a través del rotor.

En particular, es conocido proporcionar instalaciones para turbinas sumergidas en las cuales una o más turbinas están soportados mediante un cuerpo de flotación, el cual está fijado por medio de un pilar a un anclaje en el fondo de una columna de agua, de tal manera que el cuerpo es libre de flotar efectivamente en etapas, con los movimientos de ascenso y descenso del cuerpo de agua en el cual está situado el cuerpo de flotación. Uno de tales sistemas está descrito en la patente de Estados Unidos nº 2, 501, 696 de E. Souczek. Esta descripción se refiere a una planta de generación hidráulica que comprende una turbina de corriente, medios alargados de sujeción conectados a un extremo de la turbina y anclados al otro extremo del cauce del curso de agua, y una estructura de ala portadora submarina conectada a la turbina, de tal manera que sujeta a esta última suspendida por debajo de la superficie del curso de agua.

Objetos de la invención Un objeto particular de la presente invención es proporcionar una estructura de soporte, referida de aquí en adelante como un “Fondo marino falso articulado” para el objetivo específico de sujetar turbinas de corriente de agua (en el mar, un río o un estuario, según sea el caso) .

Es un objeto particular adicional de la presente invención proporcionar estructuras capaces de soportar uno o más sistema (s) de rotores de turbina de impulsión por agua, por ejemplo como el que ya ha sido descrito en nuestras patentes británicas anteriores GB 2256011 B, GB 2311566 B y GB 2348250 B y nuestras solicitudes de patente británicas GB 2396666 y GB 24000414. Sin embargo, los rotores de cualquier tipo, capaces de ser impulsados mediante agua corriente, de una manera mediante la cual puedan impulsar un generador para la producción de electricidad o puedan impulsar alguna otra aplicación útil como por ejemplo una bomba o un compresor, también podrían aplicarse a la presente invención. Dicho (s) rotor (es) puede ser, más generalmente, de los siguientes tipos:

* del tipo propulsor o de flujo axial (es decir, con un rotor (es) que gira con respecto a un eje aproximadamente alineado a la dirección del flujo)

* de flujo cruzado (o tipo Darreieus) (con un rotor (es) que gira con respecto a un eje dispuesto aproximadamente perpendicular a la dirección del flujo y generalmente vertical pero también posiblemente horizontal)

Dichos rotores de turbina, o cualquiera que sea el tipo, están inmersos totalmente dentro de la columna de agua de las corrientes que fluyen, estén en el mar, en ríos o en estuarios y los cuales, en diferentes formas de ser descritos, reúnen los requisitos antes mencionados. En otras palabras, los componentes activos permanecen completamente sumergidos durante su modo normal de funcionamiento.

Sin embargo, un importante objeto de esta invención es proporcionar medios mediante los cuales los rotores y otras partes móviles críticas, tales como el tren de tracción, puedan ser elevados, claramente, por encima de la superficie del agua, para permitir un acceso efectivo y seguro desde un buque de superficie para la instalación, mantenimiento, reparaciones, y reemplazado de dichos componentes. El significado del término "tren de tracción" en este contexto corresponde al componente que es impulsado por los rotores con el fin de producir electricidad, una bomba de agua o de asumir alguna misión útil; por ejemplo, en el primer caso, puede típicamente consistir en una caja de cambios o un multiplicador de velocidad acoplado a un generador de electricidad, el cual tendrá la misión de convertir el movimiento lento de rotación del rotor de la turbina a las velocidades necesarias para generar de forma efectiva electricidad.

Un objetivo adicional de esta invención es ser capaz de barrer tanto como sea posible una sección transversal de aguas de rápido movimiento, con rotores recolectores de energía (dado que la captura de energía total será proporcional al área de sección transversal de corriente que pueda ser accesible para el rotor (es) ) . Un objetivo adicional será posicionar el rotor (es) tan alto como sea posible en la columna de agua, con el fin de acceder a las corrientes de rápido movimiento (dado que las corrientes de más rápido movimiento tienden a estar en la mitad superior de la columna de agua) . Por tanto, se espera que en la mayoría de los modos de realización de la invención se dispongan una pluralidad de rotores en una fila horizontal perpendicular a la dirección del flujo, sobre la estructura de soporte descrita. Sin embargo, en circunstancias especiales la invención se podría aplicar con no más de un único rotor de turbina.

Además, en una localización con corrientes por mareas, el flujo será generalmente bidireccional, moviéndose en una dirección con la pleamar y en la dirección inversa con la bajamar. Por lo tanto, un objetivo importante adicional es, para la estructura de soporte y el rotor (es) soportado (s) por la misma, ser capaz de funcionar igualmente de forma efectiva con el flujo aproximándose desde una cualquiera de las dos direcciones opuestas cuando se aplica en un entorno de mareas marinas o de estuario.

Resumen de la invención De acuerdo con un primer aspecto de la invención, se proporciona un sistema de soporte, como se define en la reivindicación 1.

De forma preferente, cuando el cuerpo de flotación está en su... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

1. Un sistema de soporte para al menos una instalación de turbina de agua corriente que incluye un cuerpo de flotación (3) que tiene una flotación inherente para montar la turbina o turbinas de forma que las turbinas se pueden situar en una posición de funcionamiento totalmente inmersa, y en una posición elevada en la cual la turbina o turbinas está / están elevadas fuera del agua, estando fijado el cuerpo de flotación por medio de un pilar (5) conectado en un extremo a un anclaje (6) previsto en el fondo del cuerpo de agua, estando el sistema caracterizado porque comprende una instalación de soporte (4) provista en el fondo del cuerpo de agua, mientras que el cuerpo de flotación (3) es de una forma alargada de plataforma o balsa con cada extremo del mismo conectado mediante un pilar asociado (5) a un anclaje asociado (6) previsto en el fondo (SB) del cuerpo de agua, porque cada uno de tales pilares (5) es de una longitud tal que el cuerpo de flotación (3) , cuando está en su posición de funcionamiento sumergida, está capacitado para estar soportado por una instalación de soporte (4) de tal manera que el cuerpo de flotación (3) está totalmente soportado por la instalación de soporte (4) .

2. Un sistema de soporte como el reivindicado en la reivindicación 1, y caracterizado porque cuando el cuerpo de flotación (3) está en su posición de funcionamiento sumergido, los pilares asociados (5) son horizontales.

3. Un sistema de soporte como el reivindicado en la reivindicación 1 o 2, y caracterizado porque la instalación de soporte (4) está conectada con la cara inferior del cuerpo de flotación (3) y se proyecta hacia abajo desde la misma de forma que es capaz de descansar sobre el fondo del agua (SB) para situar al cuerpo de flotación (3) en su posición de funcionamiento requerida.

4. Un sistema de soporte como el reivindicado en la reivindicación 1 o 2, y caracterizado porque el anclaje, para cada uno de dichos pilares (5) , incluye una columna (6) que sobresale desde el fondo del agua (SB) , y a cuyo extremo superior se conecta, de forma pivotante, el pilar (5) a través de medios pivotantes (7) .

5. Un sistema de soporte como el reivindicado en la reivindicación 1, 2, 3 o 4, y caracterizado porque el cuerpo de flotación (3) está situado horizontalmente en el agua, con la turbina o turbinas (1) sobresaliendo desde la superficie superior del mismo, y por que el cuerpo de flotación (3) está provisto de medios (9) para acoplarse al extremo superior de la instalación de soporte (4) , de tal manera que el cuerpo de flotación (3) está tanto situado por como soportado totalmente por la instalación de soporte (4) , cuando está totalmente sumergido en su posición de funcionamiento.

6. Un sistema de soporte como el reivindicado en la reivindicación 1, 2, 4 o 5, y caracterizado porque la instalación de soporte (4) es tal que permite el ajuste del nivel de funcionamiento del cuerpo de flotación (3) , cuando el cuerpo de flotación (3) está sumergido, y con la instalación de soporte (4) asociada para ser establecida en una posición óptima por encima del fondo marino o del río.

7. Un sistema de soporte como el reivindicado en la reivindicación 1, 2, 4, 5 o 6, y caracterizado porque la instalación de soporte (4) incluye dos o más soportes separados que son ajustables de manera independiente para permitir la nivelación del cuerpo de flotación para adaptar el desnivel en el nivel del fondo marino o del río.

8. Un sistema de soporte como el reivindicado en la reivindicación 2 o 3, y caracterizado porque la instalación de soporte incluye una cimentación (12) que descansa sobre el fondo de agua (SB) y está cargada de peso (13) para aumentar su estabilidad.

9. Un sistema de soporte como el reivindicado en la reivindicación 8, y caracterizado porque la cimentación está provista de espigas conformadas o aletas (14) dispuestas para penetrar en el fondo del agua (SB) .

10. Un sistema de soporte como el reivindicado en la reivindicación 8 o 9, y caracterizado porque la instalación de soporte (12) para el cuerpo de flotación (3) se extiende a través de la anchura total del cuerpo de flotación (3) y es tal que no se proporciona un paso significativo de agua para qué el agua pase por debajo del cuerpo de cimentación, en el cual, sustancialmente, toda el agua que fluye hacia el cuerpo de cimentación (3) se obliga a desplazarse por encima del cuerpo de cimentación, por tanto, para mejorar la velocidad media del agua que pasa a través de la turbina.

11. Un sistema de soporte como el reivindicado en una cualquiera de las reivindicaciones anteriores 1 a 10, y caracterizado porque el cuerpo de flotación (3) tiene una sección transversal optimizada y tiene una superficie superior convexa, y la superficie inferior poco convexa, cóncava o plana, siendo la disposición tal que aumenta la velocidad de flujo del agua media a través de los rotores de la turbina (s) , de tal manera que mejora su potencia de salida.

12. Un sistema de soporte como el reivindicado en la reivindicación 11, y caracterizado porque el perfilado de los medios de flotación es tal que modifica / reduce la cortante de la velocidad del flujo de agua, de tal manera que reduce / compensa el flujo turbulento a través del rotor (es) de la turbina.

13. Una instalación de soporte como la reivindicada en una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, y

caracterizada porque se proporciona un sistema de cable (10, 11) para controlar la elevación y descenso del cuerpo de flotación entre sus posiciones elevada y de funcionamiento.

14. Un sistema de soporte como el reivindicado en una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, y caracterizado porque los pilares (5) tienen un perfil optimizado con el fin de minimizar las fuerzas de arrastre que surgen del paso del agua de esa manera.

15. Un sistema de soporte como el reivindicado en una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, y caracterizado porque el cuerpo de flotación está dispuesto para tener una flotación casi neutral, por medio de la cual se necesita una fuerza relativamente pequeña para elevarlo o descenderlo, y porque el cuerpo de flotación está provisto de medios para crear, de forma artificial, fuerzas de elevación provocadas artificialmente.

16. Un sistema de soporte como el reivindicado en la reivindicación 15, y caracterizado porque las fuerzas del

elevación provocadas artificialmente son creadas mediante la acción de alerones articulados fijados a la superficie del cuerpo de flotación, mediante chorros impulsados por agua, o mediante empujadores fijados al cuerpo de flotación.

17. Un sistema de soporte como el reivindicado en una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, y caracterizado porque los pilares (5) están conectados de forma pivotante al cuerpo de flotación mediante pivotes (8) y a los 20 anclajes asociados mediante pivotes (7) .