Un dispositivo para una central undimotriz que comprende un torno de auto-tensión (2) con un cable de torno (4),

donde el cable de torno está conectado a un elemento de absorción (1) accionado por energía undimotriz por un extremo y al tambor de cable de torno de auto-tensión (3) por el otro extremo y el tambor de cable está conectado por medio de un sistema de transmisión (26) a un eje de salida (10) que además está conectado a una maquinaria de reconversión de almacenamiento de energía (5), donde el movimiento del elemento de absorción tiene como resultado la rotación del tambor de cable y la transmisión de energía mecánica desde el tambor de cable hasta el eje de salida giratorio (10) y hasta la maquinaria de reconversión (5), caracterizado porque el sistema de transmisión (26) comprende un embrague deslizante (6) conectado al eje de salida, que protege a los componentes de la central undimotriz, particularmente los componentes de la maquinaria de reconversión, contra la sobrecarga en caso de gran amplitud de las olas, donde el embrague del embrague deslizante varía dependiendo de la velocidad de rotación o el par de torsión del eje de salida, proporcionando así un umbral máximo para cuanta cantidad de energía por unidad de tiempo puede transmitirse al eje de salida y a la maquinaria de reconversión de almacenamiento de energía

CAMPO DE LA INVENCIÓN

En la bibliografía de patentes se describen más de 1000 dispositivos para explotación de la energía de las olas oceánicas. En un tiempo no se cayó en la cuenta de que una explotación comercial exitosa de energía procedente 5 de las olas oceánicas requiere que las plantas tengan uno (o más) mecanismo(s) de protección contra sobrecarga inherentes o auxiliares. Entre los desarrolladores de los sistemas de wave-power más novedosos, sin embargo, más y más operadores han estado comenzando a tomar en consideración este factor esencial: de un modo u otro, las plantas deben incluir una estrategia para abordar el encuentro con las olas más extremas. La manera tradicional de abordar este problema ha sido proporcionar a las plantas y los componentes de las mismas un diseño sumamente robusto. Esto 10 ha demostrado ser difícil, y en la medida en que ha tenido éxito, ha producido centrales undimotrices no rentables. Algunas de las tecnologías de energía undimotriz más novedosas, que incluyen mecanismos para protección contra sobrecarga, son las siguientes: Pelamis de la compañía escocesa Ocean Power Delivery Ltd. (

www.ocepd.com

www.wavedragon.dk

El documento US2005/0285402A1, que se considera como la técnica anterior más parecida al tema de la reivindicación 1, desvela un dispositivo según el preámbulo de la reivindicación 1.

En contraste con esto, el tipo de central undimotriz descrito en este documento tiene un mecanismo de protección contra sobrecarga de acción instantánea basado en principios mecánicos sencillos, que no requiere control 25 manual o informático, y que no pone la planta temporalmente fuera de servicio. El mecanismo de protección contra sobrecarga hace el tipo de planta robusto, permitiendo así que las plantas sean diseñadas para un mayor grado de interacción directa con las olas (comparado, por ejemplo, con Pelamis). Esto proporciona eficiencia mejorada.

Tecnología conocida en la cual está basada la invención

La invención está basada en tres elementos: 30

1. Central undimotriz con cuerpo/cuerpos flotantes que absorben la energía de las olas.

2. Torno caracterizado porque el extremo del cable de torno está asegurado al tambor de cable de una manera que permite que el cable sea desenrollado y enrollado sin haber ningún extremo contrario del cable correspondiente que tenga que ser enrollado y desenrollado correspondientemente.

3. Embrague deslizante de protección contra sobrecarga que desliza cuando la potencia generada que se está 35 intentando canalizar/dirigir al sistema alcanza el nivel máximo que los componentes del sistema están diseñados para resistir.

Individualmente o sólo juntos en parejas, los elementos no son capaces de resolver el problema tratado por la invención descrita en este documento: explotar la energía de las olas oceánicas con diseño de coste suficientemente bajo de las plantas sin que las plantas y los componentes de las mismas sean destruidos por olas 40 extremas. Los tres elementos deben estar presentes para proporcionar explotación rentable de la energía undimotriz. Una combinación de esta clase ofrecerá una reducción de coste sustancial para las plantas, una reducción de coste que es tan grande que probablemente implicará un gran adelanto técnico-comercial para la energía undimotriz como suministro de energía.

A continuación se enumerarán algunas soluciones técnicas conocidas donde se representan algunos de 45 los elementos anteriormente mencionados.

Centrales undimotrices operadas por accionadas por torno

Existen varios sistemas de energía undimotriz donde la acumulación (absorción) de energía de las olas se lleva a cabo mediante cuerpos flotantes y donde la transmisión de esta energía se efectúa mediante cables unidos a y enrollados en un torno. Véase, por ejemplo, los documentos US2005/0121915 y GR990100030. Sin embargo, estos 50 carecen de embrague/conexión deslizante de protección contra sobrecarga o similar que es necesario para permitir a las plantas sobrevivir al encuentro con las olas más extremas en los peores episodios tormentosos sin requerir que

tengan un diseño tan robusto que se vuelvan no rentables.

Embrague deslizante

El embrague deslizante de protección contra sobrecarga es un componente básico de la invención. En principio, tal embrague deslizante puede construirse de dos modos:

Embrague deslizante tipo I: donde el embrague desliza cuando se excede una velocidad angular específica en 5 relación con la rotación del embrague.

Embrague deslizante tipo II: donde el embrague desliza cuando se excede un par de torsión específico.

Como la potencia generada transmitida es igual al producto de la velocidad angular transmitida y el par de torsión, estos dos tipos de embrague actuarán individualmente de tal manera que establecen un umbral para la cantidad máxima de potencia generada que puede transmitirse – siempre que la maquinaria a la que se transmite la potencia 10 generada sea de una naturaleza tan común que el par de torsión y la velocidad angular sean uno función de la otra, con el resultado de que el par de torsión es constante a velocidad de rotación constante.

Embrague deslizante (tipo I) para establecer el umbral para la velocidad de rotación

En la Figura 2 y la Figura 7 se representan dos variantes similares del tipo de embrague deslizante donde el deslizamiento está determinado por la velocidad angular. En principio, un embrague deslizante de esta clase es un 15 mecanismo de realimentación negativa compuesto de un velocímetro y un embrague. Tiene una función que está estrechamente relacionada con la función del regulador de volante en la máquina de vapor original de James Watt, donde la velocidad de rotación sobre un valor precalibrado específico tenía como resultado que la presión del vapor procedente de la caldera se descargaba de otro modo, protegiendo así las partes giratorias (pistón, cigüeñal, volante, etc.) de la máquina de vapor frente a la sobrecarga en forma de velocidad demasiado elevada. 20

Estos son componentes que están en el mercado, a saber, un tipo de embragues de leva, que entre otras cosas tienen la capacidad de desembragar cuando la velocidad de rotación es demasiado elevada. A baja velocidad un sistema de resorte asegura que el embrague está bloqueado. El desembrague está determinado por la fuerza centrífuga sobre las levas que a elevada velocidad de rotación anula la fuerza de resorte. Tsubakimoto Chain Co. es un suministrador de tales embragues de leva, de designación de tipo de serie: BREU. Véase

http://tsubakimoto.com

http://tsubakimoto.com/tem/pdf/CAM_BREU.pdf

Torno con embrague deslizante (tipo II) para establecer el umbral para el par de torsión

Conectar un torno a un sistema de transmisión que contiene un embrague deslizante que desliza cuando el par de torsión transmitido desde el eje de entrada excede un valor predeterminado es una técnica usada en las cañas de pescar deportivas. Un carrete de caña de pescar deportiva estándar tiene esta funcionalidad particular incorporada: 30 desliza si la línea es sacudida demasiado fuerte. (En principio, un carrete de caña de pescar deportiva puede considerarse como un torno). Sin embargo, no hay embrague conocido que deslice cuando el par de torsión transmitido excede de un valor umbral específico, usado o propuesto para uso en una... [Seguir leyendo]

1. Un dispositivo para una central undimotriz que comprende un torno de auto-tensión (2) con un cable de torno (4), donde el cable de torno está conectado a un elemento de absorción (1) accionado por energía undimotriz por un extremo y al tambor de cable de torno de auto-tensión (3) por el otro extremo y el tambor de cable está conectado por medio de un sistema de transmisión (26) a un eje de salida (10) que además está conectado a una maquinaria de 5 reconversión de almacenamiento de energía (5), donde el movimiento del elemento de absorción tiene como resultado la rotación del tambor de cable y la transmisión de energía mecánica desde el tambor de cable hasta el eje de salida giratorio (10) y hasta la maquinaria de reconversión (5), caracterizado porque el sistema de transmisión (26) comprende un embrague deslizante (6) conectado al eje de salida, que protege a los componentes de la central undimotriz, particularmente los componentes de la maquinaria de reconversión, contra la sobrecarga en caso de gran 10 amplitud de las olas, donde el embrague del embrague deslizante varía dependiendo de la velocidad de rotación o el par de torsión del eje de salida, proporcionando así un umbral máximo para cuanta cantidad de energía por unidad de tiempo puede transmitirse al eje de salida y a la maquinaria de reconversión de almacenamiento de energía.

2. Un dispositivo según la reivindicación 1,

caracterizado porque el eje del tambor de cable está conectado a un eje intermedio a través de uno o más engranajes, 15 y posiblemente un volante (embrague unidireccional) antes o entre o después de los engranajes, y donde el eje intermedio está conectado además al eje de salida a través de un embrague deslizante como se describe en la reivindicación 1.

3. Un dispositivo según las reivindicaciones 1 y 2,

caracterizado porque el embrague deslizante es de tal naturaleza que desliza si la velocidad angular (velocidad de 20 rotación) que se está intentando que se transmita al eje de salida excede un valor umbral predeterminado.

4. Un dispositivo según las reivindicaciones 1 y 2,

caracterizado porque el embrague deslizante es de tal naturaleza que desliza si el par de torsión que se está intentando que se transmita excede un valor umbral predeterminado.

5. Un dispositivo según las reivindicaciones 1-3, 25

caracterizado porque el embrague deslizante comprende superficies de embrague adyacentes (8 y 7) en un eje de entrada (9) y un eje de salida (10) respectivamente que son presionados una contra otra por medio de la fuerza de resorte de un dispositivo de resorte (13), y en conexión con el eje de salida un mecanismo de embrague que está constituido por dos o más brazos elevables (14a-b) sujetos al eje de salida, cada uno con un peso de plomo en el extremo más exterior (15a-b), que es presionado hacia el eje por medio de la fuerza procedente del dicho dispositivo de 30 resorte, por medio de lo cual la fuerza de compresión entre las superficies de embrague adyacentes (8 y 7) se ajusta como una función de las fuerzas centrífugas que actúan sobre los brazos (14a-b) y los pesos (15a-b) de tal manera que la fuerza de compresión en el embrague disminuye cuando aumenta la velocidad de rotación del eje de salida.

6. Un dispositivo según las reivindicaciones 1-3,

caracterizado porque el embrague deslizante es un mecanismo de embrague donde el grado de embrague se ajusta 35 por medio de un sistema de regulación electrónico conectado al eje de salida (10), con el resultado de que la fuerza de compresión entre las superficies de embrague disminuye cuando aumenta la velocidad de rotación del eje de salida.

7. Un dispositivo según las reivindicaciones 1, 2, 3 y 5,

caracterizado porque las superficies de embrague adyacentes (7, 8) son reemplazables y están sujetas a superficies de pedestal respectivas (11, 12), y donde el mecanismo que presiona las superficies de embrague una contra otra 40 contiene un medio de bloqueo que impide que las superficies de pedestal entren en contacto mutuo si/cuando las superficies de embrague reemplazables se desgastan completamente.

8. Un dispositivo según las reivindicaciones 1-7,

caracterizado porque el elemento de absorción (1) está conectado a través de un resorte de absorción de sacudidas (20) al cable (4) que está bobinado sobre el tambor de cable, por lo que el resorte de absorción de sacudidas tiene el 45 efecto de absorber el esfuerzo de los tirones en el cable.

9. Un dispositivo según las reivindicaciones 1-8,

caracterizado porque el elemento de absorción es un elemento de absorción (1) flotante en forma de salchicha amarrado doblemente en cada extremo por dos cables superiores (16a, 16b) que están sujetos con sus extremos de cable opuestos en un punto de conexión central (17) que además está conectado a través de un resorte de absorción de 50 sacudidas (20) al cable (4) que está bobinado sobre el torno.

10. Un dispositivo según la reivindicación 9, donde en uno de los dos cables superiores (16b) hay incorporado un enlace débil (19) que es más débil que los otros elementos de amarre, con el resultado de que es este enlace débil y ningún otro el que primero se rompe en caso de sobrecarga.

11. Un dispositivo según las reivindicaciones 1-10,

caracterizado porque el elemento de absorción está conectado por el cable (4) a través de una polea (18) sujeta a un 5 ancla (21) sobre el lecho marino, al torno (2) situado en la orilla conectado a un sistema de transmisión (26).

12. Un dispositivo según las reivindicaciones 1-10,

caracterizado porque el torno (2) es de auto-tensión, siendo tensado por un sistema de resorte mecánico incorporado o similar.

13. Un dispositivo según las reivindicaciones 1-10, 10

caracterizado porque el torno (2) es de auto-tensión, siendo tensado por un cuerpo de flotabilidad sumergido (24) sujeto a un cable de tensión (23) bobinado sobre un tambor de tensión cuyo radio es mejor que el del tambor de cable, donde el tambor de tensión está fijado al mismo eje que el tambor de cable y donde el cable de tensión es bobinado sobre el torno en la dirección opuesta del cable de torno (4), corriendo el cable de tensión desde el torno (2) a través de una polea (18) sujeta a un ancla sobre el lecho marino, antes de extenderse verticalmente hasta el cuerpo de flotabilidad 15 (24).

14. Un dispositivo según las reivindicaciones 1-10,

caracterizado porque están provistos dos tornos (2a-b) situados sobre el lecho marino desplazados horizontalmente a una cierta distancia uno de otro, siento tensados ambos tornos por uno y el mismo cuerpo de flotabilidad (24) con una polea (25), donde un cable de tensión de enrollado inverso (23), que es común a los dos tornos, corre a través de la 20 polea, asegurando así que ambos cables de torno (4a-b) se mantienen tirantes.