SISTEMA HIDRONEUMÁTICO TRANSFORMADOR DE LA ENERGÍA DISCONTINUA DE LAS OLAS EN ENERGÍA CONTINUA.
Sistema hidroneumático transformador de energía discontinua de las olas en energía continua que comprende:
- un frente con una pluralidad de embocaduras (1) de captación de agua de la ola en rotura,
- una pluralidad de conductos convergentes (3) de captación de agua asociados a las embocaduras (1),
- una válvula de desaireación (4) graduable conectada al extremo de cada conducto convergente (3), seguida de una válvula de apertura unidireccional (5), ambas protegidas por compuertas aguas arriba y abajo para su mantenimiento,
- al menos un colector (6) que recoge el flujo proveniente de cada válvula de apertura unidireccional (5),
- un depósito de equilibrio integrador de presiones que recibe el agua del colector (6), de manera que los esfuerzos horizontales generados por las olas, se transforman en presiones internas en el depósito hidroneumático (7), y la energía discontinua incidente de las olas se transforma en una energía continua uniforme.
Tipo: Patente de Invención. Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: P201030615.
Solicitante: DISE;A S.L.
Nacionalidad solicitante: España.
Inventor/es: MARTÍNEZ BOUDES,Diego.
Fecha de Publicación: .
Clasificación Internacional de Patentes:
- E02B3/06 CONSTRUCCIONES FIJAS. › E02 HIDRAULICA; CIMENTACIONES; MOVIMIENTO DE TIERRAS. › E02B HIDRAULICA (elevación de barcos E02C; dragado E02F). › E02B 3/00 Obras relativas al control o a la utilización de los cursos de agua, ríos, costas o cualquier otro emplazamiento marítimo (presas o aliviaderos E02B 7/00 ); Cierres o juntas para trabajos de ingeniería civil en general. › Espigones; Escolleras; Muelles; Muros de muelle; Malecones; Rompeolas.
- E02B9/08 E02B […] › E02B 9/00 Instalaciones hidráulicas; Proyecto, construcción, equipo, procedimientos o aparatos para su realización (motores hidráulicos F03B). › Instalaciones para la utilización de la energía de las olas o de las mareas (máquinas mediante presión de agua, motores que utilizan la energía de las olas o de las mareas F03B).
- F03B13/14 MECANICA; ILUMINACION; CALEFACCION; ARMAMENTO; VOLADURA. › F03 MAQUINAS O MOTORES DE LIQUIDOS; MOTORES DE VIENTO, DE RESORTES, O DE PESOS; PRODUCCION DE ENERGIA MECANICA O DE EMPUJE PROPULSIVO O POR REACCION, NO PREVISTA EN OTRO LUGAR. › F03B MAQUINAS O MOTORES DE LIQUIDOS (máquinas o motores de líquidos y fluidos compresibles F01; motores de líquidos, de desplazamiento positivo F03C; máquinas de líquidos de desplazamiento positivo F04). › F03B 13/00 Adaptaciones de las máquinas o de los motores para una utilización particular; Combinaciones de las máquinas o de los motores con los aparatos accionados o que ellos accionan (si es el aspecto relativo a los aparatos lo que predomina, véanse los lugares apropiados para los aparatos considerados, p. ej. H02K 7/18 ); Estaciones motrices o conjuntos máquina-aparato (aspectos hidráulicos E02B; implicando nada más que máquinas o motores del tipo de desplazamiento positivo F03C). › Utilización de la energía de las olas.
- F03B13/22 F03B 13/00 […] › Utilizando la salida del agua resultante del movimiento de las olas, por ej. para arrastrar un motor hidráulico o una turbina.
Fragmento de la descripción:
Sistema hidroneumático transformador de la energía discontinua de las olas en energía continua.
Campo de la invención
La presente invención se engloba dentro del campo del aprovechamiento de la energía discontinua de las olas, en zona costera o frente a un dique de fábrica, para su transformación en energía continua y manejable, cuyas utilizaciones principales son el aprovechamiento de esa energía en zona costera o la reducción de esfuerzos sobre los diques.
Antecedentes de la invención
Los sistemas de aprovechamiento de la energía de las olas en la misma costa conocidos hasta la fecha son pocos, y, los que hay, suelen aprovechar la energía a través de la generación de aire comprimido por el movimiento de las olas.
En lo que se refiere a la utilización de la invención para disipar la energía sobre diques portuarios de fábrica, los modelos existentes confían la disipación al movimiento desordenado del flujo de agua incidente en el propio dique, sin devolución ordenada de esa energía incidente al mar en una zona donde no pueda dañar ni al dique ni a la navegación próxima a él, como hace la invención que se presenta.
El antecedente ES339502 divulga un sistema que se basa fundamentalmente en la creación de una corriente de aire, que incluso con oleajes de pequeña magnitud, alcanzan valores, de velocidad sumamente elevados y por lo tanto adecuados para el accionamiento de una turbina que mediante la oportuna transmisión mecánica, transmite una potencia proporcionada a la instalación de aplicación del sistema. Esta invención utiliza el aire como fluido que acciona una hélice y no el agua accionando una turbina como la presente invención.
Por otro lado el antecedente JP61011468 divulga un sistema de generación de energía a partir de las olas en la costa y puertos que genera electricidad por medio de una planta que permite que una ola cerca de la orilla entre en puertos estrechos dispuestos entre la pendiente de un suelo de hormigón y las paredes de hormigón del dispositivo, con propulsores giratorios dentro de dichos puertos. El rendimiento es bajo y la energía difícil de aprovechar.
El documento EP0892889 se refiere a un convertidor de energía de las olas hidroneumático sumergido que aprovecha la diferencia de presión hidrostática de las crestas y valles de las olas mediante unidades fijas en el fondo marino que comprenden un pistón acoplado a un segundo pistón con un diámetro menor movible en un cilindro hidráulico. El mantenimiento del complejo sistema es de gran dificultad.
Ninguno de los antecedentes citados es capaz de derivar directamente la energía discontinua de las olas y al mismo tiempo aprovechar esa energía, y ninguno de ellos utiliza, o deriva, la energía del agua en rotura de ola o próxima a la rotura.
Descripción de la invención
La invención comprende un dispositivo hidroneumático que lamina las puntas de energía incidente (por reflexión o en rotura) y que permite absorber las puntas temporales en un depósito de aire a presión conectado con el circuito hidráulico. El depósito de aire a presión devuelve de modo continuo, aunque variable en su intensidad con la altura y la frecuencia de las puntas de energía de ola absorbidas, la energía media captada en esas olas, al transmitir su presión al agua contenida en el circuito hidroneumático.
Esta energía laminada puede ser utilizada para generar energía eléctrica mediante una turbina y un dispositivo de entrega del agua turbinada a un nivel de profundidad no afectado por el movimiento de las olas en superficie (caso del aprovechamiento energético), o devolverse al mar a profundidad suficiente para no crear problemas de navegación, (caso de diques portuarios).
La invención permite:
En la zona costera con rotura de ola, buena parte de la energía se manifiesta en forma de energía cinética, sensiblemente horizontal, de la masa de agua de la ola. En costas donde la disposición de fondos no da lugar a rotura de ola en la zona próxima a la estructura de recepción, puede corregirse la altura e inclinación del fondo mediante escollera, o dispositivos móviles, sólidos o líquidos, en el caso del uso del sistema para el aprovechamiento de la energía.
La masa de agua captada se canaliza desde la embocadura por un conducto de captación y orientación del flujo de sección decreciente, con variaciones de sección a lo largo de su recorrido que garantizan escasas pérdidas de carga en el conducto.
En el final de cada conducto de captación, la sección de dicho conducto permite la instalación de una válvula o clapeta de apertura unidireccional, precedida por una válvula de desaireación.
El frente al mar del dique dispone de un conjunto de aberturas que constituyen embocaduras de células de sección decreciente, formando así un conjunto de elementos de captación y orientación del flujo. Las variaciones de sección a lo largo del recorrido de la célula están concebidas para garantizar escasas pérdidas de carga en el conducto, lo que se traduce en un alto rendimiento energético para el aprovechamiento de la energía, y en un bajo esfuerzo sobre la estructura en la utilización de la invención para diques disipadores.
En el final de cada conducto de captación, su sección es la adecuada para la instalación de una válvula o clapeta de apertura unidireccional, que evite el retorno hacia el lado mar del agua recibida por la célula: la energía cinética de la masa de agua abre la válvula contra la energía de presión del agua contenida en el depósito hidroneumático de carga en el que desemboca. Consumida la energía cinética de la ola entrante se cierra la válvula contra la energía de presión hidroneumática interna, con lo que gran parte de la energía de la ola captada queda incorporada al circuito hidroneumático.
El sistema hidroneumático transformador de energía discontinua de las olas en energía continua comprende:
- Un frente con una pluralidad de embocaduras de captación de agua de la ola en rotura.
- Una pluralidad de conductos convergentes de captación asociados a las embocaduras. Las embocaduras pueden tener diversas formas geométricas y dimensiones variables, condicionadas aguas abajo del circuito hidráulico por las dimensiones de los elementos de control del flujo (válvulas, tuberías y compuertas) y la velocidad admisible en ellos. La superficie total del conjunto de embocaduras cubre el total del frente previsto de ataque de las olas. Los tabiques que limitan las embocaduras elegidas, tienen en el frente de ataque de la ola la anchura estructuralmente necesaria para resistir los esfuerzos que la ola máxima prevista genere. Las dimensiones de embocadura de las células pueden no ser uniformes si las condiciones específicas del proyecto lo aconsejaran, en función de la carrera de marea y de la densidad de energía esperada ligada a la altura de la ola en los distintos niveles del frente de captación.
- Una válvula de desaireación graduable conectada al extremo de cada conducto convergente seguida de una válvula de apertura unidireccional. Por necesidades de mantenimiento o eventual substitución, las válvulas o clapetas deben estar protegidas por compuertas aguas arriba y aguas abajo, y hay que prever un acceso de conservación como una galería. La válvula de desaireación es a la vez sensible y rápida a la apertura o cierre en función de la magnitud de las fuerzas que a ambos lados la solicitan alternativamente, y resistente y duradera frente a esfuerzos por largo tiempo repetidos con el periodo del tren de olas que captan, y la apertura de la válvula unidireccional está condicionada por el mantenimiento de la presión deseada en el circuito hidroneumático.
- Al menos un colector que recoge los flujos de provenientes de cada válvula de apertura unidireccional.
- Un depósito de equilibrio integrador de presiones compuesto por un sistema hidroneumático cerrado, o alternativamente por una chimenea de equilibrio, que recibe el agua del colector o colectores. El sistema hidroneumático puede estar constituido por una tubería de carga de gran diámetro que corra a lo largo del dique hasta su extremidad en el mar, hasta una profundidad...
Reivindicaciones:
1. Sistema hidroneumático transformador de la energía discontinua de las olas en energía continua caracterizado por comprender:
de tal manera que los esfuerzos horizontales generados por las olas, se transforman en su mayor parte en presiones internas en el depósito hidroneumático (7), y la energía incidente de las olas, originalmente discontinua, se transforma en una energía continua uniforme.
2. Sistema hidroneumático según reivindicación 1 caracterizado porque comprende una galería (2) de acceso a la válvula de desaireación (4) y a la válvula unidireccional para su mantenimiento.
3. Sistema hidroneumático según reivindicaciones 1 y 2 caracterizado porque el depósito de equilibrio es un depósito hidroneumático (7) que comprende un depósito (11) aire/agua dispuesto sobre una tubería de carga (8) conectados hidráulicamente.
4. Sistema hidroneumático según reivindicaciones 1 y 2 caracterizado porque el depósito de equilibrio es una chimenea de equilibrio.
5. Sistema hidroneumático según reivindicaciones anteriores caracterizado porque comprende una turbina (9) situada en la zona baja del depósito hidroneumático (7).
6. Sistema hidroneumático según reivindicaciones anteriores caracterizado porque comprende en cada embocadura (1) medios de protección contra cuerpos flotantes seleccionados entre reja, rejilla o red.
7. Sistema hidroneumático según reivindicaciones anteriores caracterizado porque comprende una tubería de purga de arenas en la tubería de carga antes de entrada en turbina.
8. Sistema hidroneumático según reivindicaciones anteriores caracterizado porque comprende medios de control y eventual limitación de presiones.
9. Sistema hidroneumático según reivindicaciones anteriores caracterizado porque comprende medios de control de altura de ola aguas arriba del frente receptor del dispositivo, asociado a las medidas de control y mantenimiento de la cámara de aire del depósito hidroneumático y su presión y a las válvulas o clapetas electromecánicas regulables.
10. Sistema hidroneumático según reivindicaciones anteriores caracterizado porque comprende medios de graduación del sistema de desaireación en función de la cantidad deseada de aire en el depósito hidroneumático.
11. Sistema hidroneumático según reivindicación 10 caracterizado porque los medios de graduación son automáticos o controlables externamente.
Patentes similares o relacionadas:
Dispositivo y procedimiento para la amortiguación y dispersión de hidrosonido en un líquido, del 15 de Julio de 2020, de Elmer, Karl-Heinz: Dispositivo en un líquido para la amortiguación y dispersión de hidrosonido en un líquido, en particular agua , mediante un cuerpo envolvente que […]
SISTEMA PROTECTOR DE LAS COSTAS Y CAPTADOR DE ENERGÍA, MEDIANTE EL DESVÍO, ATENUACIÓN O NEUTRALIZACIÓN DE LAS OLAS, del 30 de Abril de 2020, de MUÑOZ SAIZ,MANUEL: 1. Sistema protector de las costas y captador de energía, mediante el desvío, atenuación o neutralización de las olas, que utiliza unos diques que producen su concentración, […]
Planta para el almacenamiento y la descarga de hidrocarburos y también un método de la misma, del 29 de Abril de 2020, de Gravi Float AS: Planta portuaria para el almacenamiento, carga y descarga de productos de hidrocarburos en el mar, que comprende una serie de unidades que se separan mutuamente, […]
Terminal de lecho marino para actividades en alta mar, del 29 de Abril de 2020, de Gravi Float AS: Una terminal de lecho marino de aguas poco profundas para almacenar y cargar o descargar hidrocarburos, tales como GNL, petróleo o gas, que comprende un módulo extraíble […]
Boya y sistema que comprende una boya para minimizar la erosión de playas y otras aplicaciones para atenuar la actividad de la superficie del agua, del 25 de Marzo de 2020, de Murtech Inc: Boya para su utilización en la reducción de la amplitud de olas en agua, estando dicha boya dispuesta para constreñirse por un ancla […]
Estructura base de lecho marino y método para la instalación de la misma, del 11 de Marzo de 2020, de Sembcorp Marine Integrated Yard Pte. Ltd: Una estructura base para aguas poco profundas, preferiblemente para almacenar y cargar, o descargar hidrocarburos, tales como GNL, petróleo o gas, que comprende […]
Infraestructura de protección de costa equipada con medios para recuperar la energía del movimiento de las olas, del 19 de Febrero de 2020, de DOCK POWER S.R.L: Una infraestructura para proteger la costa, tal como un muelle, embarcadero, malecón o atracaderos fijo o flotante que comprende una plataforma en la parte inferior […]
Refuerzo no magnético en estructuras flotantes de hormigón presolicitado, del 25 de Diciembre de 2019, de SF Marina System International AB: Método de fabricación de una estructura flotante de hormigón presolicitado, que comprende las siguientes etapas: - colocar al menos una primera barra de […]