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BR112013018127B1 - aparelho de rotor - Google Patents

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BR112013018127B1
BR112013018127B1 BR112013018127-3A BR112013018127A BR112013018127B1 BR 112013018127 B1 BR112013018127 B1 BR 112013018127B1 BR 112013018127 A BR112013018127 A BR 112013018127A BR 112013018127 B1 BR112013018127 B1 BR 112013018127B1
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BR
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rotation
rotors
axis
conical
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BR112013018127-3A
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Inventor
Jason Dale
Aage Bjorn Andersen
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Sea-Lix As
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Publication date
Application filed by Sea-Lix As filed Critical Sea-Lix As
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Abstract

APARELHO DE ROTOR. A presente invenção refere-se a um aparelho de rotor para extrair a energia de fluxos de fluido bidirecionais que compreende um primeiro rotor (7) montado para a rotação em torno de um eixo de rotação (4) em uma primeira direção de rotação, em que o primeiro rotor (7) que tem pelo menos uma pá helicoidal (2) com um passo que diminui em uma direção ao longo do eixo de rotação (4); e um segundo rotor (8) montado para a rotação em torno do mesmo eixo de rotação (4) em uma direção de rotação oposta e que tem pelo menos uma pá helicoidal (2) com um passo que aumenta na mesma direção ao longo do eixo de rotação (4), em que o fluido que sai do primeiro rotor (7) é passado para o segundo rotor (8).

Description

[0001] A presente invenção refere-se a um rotor para extrair a energia de um líquido que flui, por exemplo, um fluxo de maré.
[0002] Um fluido que flui possui energia cinética devido ao seu movimento. Os fluxos de fluido de ocorrência natural podem ser encontrados em correntes de maré, correntes na costa ou oceânicas, fluxos de rios, correntes térmicas, correntes de ar, e em outras partes. Os fluxos de fluido também podem ser gerados pelo homem, direta ou indiretamente. Por exemplo, os fluxos de fluido secundários podem ser gerados a montante ou a jusante de um obstáculo colocado em um fluxo de fluido de ocorrência natural tal como uma represa em um rio. Os fluxos de fluido podem ser gerados pelo transporte de um fluido em um encanamento ou por uma máquina, tais como os fluxos de fluido em um sistema de fluido instalado em um trem, um navio ou um automóvel.
[0003] A conversão da energia de fluxos de gás tais como correntes de ar, isto é, a energia eólica, é uma tecnologia bem desenvolvida. Numerosas turbinas especialmente projetadas foram obtidas para extrair a energia do vento. No entanto, o nível de energia potencial é muito maior em um fluxo de líquido do que em um fluxo de gás porque a densidade do fluido é de modo geral mais elevada. Por exemplo, em correntes de maré, velocidades de fluido de mais de 5 m/s podem ser geradas, embora uma velocidade mais típica possa ficar compreendida na faixa de 1,5 - 2,5 m/s. Devido ao fato que a densidade da água do mar é de cerca de 1.000 kg/m3, a densidade da energia de correntes de maré pode ser tipicamente da ordem de 4.000 W/m2. Em comparação, a densidade do ar é de cerca de 1,2 kg/m3, portanto, a densidade da energia do vento a essa velocidade é tipicamente de cerca de 5 W/m2, e isto é cerca de 800 vezes menor do que aquela disponível em uma corrente de maré correspondente.
[0004] Portanto, há uma necessidade quanto a um dispositivo aperfeiçoado para a extração da energia de fluxos de líquido tais como fluxos de maré.
[0005] Visto de um primeiro aspecto, a invenção apresenta um aparelho de rotor para extrair a energia de fluxos de fluido bidirecionais, em que o aparelho de rotor compreende um primeiro rotor montado para a rotação em torno de um eixo de rotação em uma primeira direção de rotação, em que o primeiro rotor tem pelo menos uma pá helicoidal com um passo que diminui em uma direção ao longo do eixo de rotação; e um segundo rotor montado para a rotação em torno do mesmo eixo de rotação em uma direção de rotação oposta e que tem pelo menos uma pá helicoidal com um passo que aumenta na mesma direção ao longo do eixo de rotação, em que o fluido que sai do primeiro rotor é passado para o segundo rotor.
[0006] Uma vez que o passo helicoidal da pá helicoidal é diminuído em uma direção, cada rotor possui uma direção de fluxo ideal, a qual varia da extremidade de passo maior à extremidade de passo menor. O fluido que entra paralelo ao eixo longitudinal e segue para a extremidade de passo helicoidal maior deve encontrar uma resistência menor e deve ser guiado suavemente para o rotor. Quando o fluido passa ao longo da pá helicoidal o passo decrescente assegura uma extração eficiente de energia do fluxo. O fluido pode ainda fluir paralelo ao eixo longitudinal e seguir na direção não preferida, mas a extração de energia não deve ser ideal, uma vez que muita energia deve se perder inicialmente no alinhamento do fluxo de fluido de chegada com as pás de rotor anguladas. Desse modo, os rotores são projetados convencionalmente com uma direção de fluxo preferida. Nas situações em que a direção de fluxo é invertida, os arranjos da técnica anterior podem ser providos com meios para realinhar com a nova direção de fluxo, tal como uma montagem de torreta ou um flutuador amarrado em um fluxo ou uma mudança no ângulo da pá por alguns meios.
[0007] De preferência, o aparelho de rotor é um rotor de gerador, e desse modo uma modalidade preferida compreende um gerador que inclui o aparelho de rotor, por exemplo, um gerador para gerar eletricidade a partir dos fluxos de maré.
[0008] O rotor bidirecional de dois estágios acima advém da conclusão não óbvia que quando o fluido sai de um rotor com pá helicoidal unidirecional o fluido vai possui um componente longitudinal e radial, e que esse componente radial será bem adequado para a inserção da extremidade de passo helicoidal menor de um outro rotor de pá helicoidal unidirecional, quando os dois rotores têm pás que giram na mesma direção quando o passo diminui (isto é, ambos os rotores têm pás no sentido horário quando o passo diminui ou ambos os rotores têm pás no sentido anti-horário quando o passo diminui). Desse modo, no segundo rotor a direção do fluxo de fluido pode entrar pela extremidade de passo helicoidal menor e fluir para a extremidade de passo helicoidal maior. A extração de energia resultante deve ser a mesma que o caso inicial mas ao inverso, e o fluido deve sair do rotor com somente um componente longitudinal. Uma vez que os dois rotores estão girando em sentidos contrários e se opõem ao outro, o fluido pode fluir na direção oposta com o mesmo resultado. Desse modo, o rotor de dois estágios deste aspecto permite que a energia seja extraída dos fluxos em uma ou outra direção ao longo de um eixo sem comprometer o nível de produção de energia. Uma modalidade preferida é um aparelho de rotor para extrair a energia dos fluxos de maré, de preferência pela produção de eletricidade, por meio do que o aparelho de rotor funciona como uma turbina de maré. A invenção pode desse modo assumir a forma de uma turbina de maré que compreende o aparelho de rotor. Um fluxo de líquido bidirecional apropriado também pode ser gerado devido ao movimento para a frente e para trás ou para cima e para baixo regular de um navio ou de um automóvel.
[0009] Em uma modalidade preferida, o primeiro e/ou o segundo rotor(es) têm uma abertura na extremidade de entrada ou de saída do aparelho de rotor que é arranjada para o fluxo axial de fluido. Desse modo, a abertura é perpendicular ao eixo de rotação do aparelho de rotor e as pás são de preferência formadas para receber ou expelir o fluido que flui em uma direção geralmente axial, opcionalmente em uma direção apenas axial. O passo helicoidal maior na extremidade de entrada e de saída e desse modo recebe principalmente ou apenas o fluxo axial, o que aumenta a eficiência.
[00010] De preferência, o primeiro e o segundo rotores têm aberturas em suas extremidades opostas que não são arranjadas para o fluxo axial apenas, mas podem ser de preferência adaptados para receber ou expelir o fluido que flui com um componente radial ao seu movimento. O componente de fluxo radial é útil, uma vez que as duas extremidades opostas têm um passo pequeno para a pá de rotor e, portanto, a transferência de fluxo entre os dois rotores é a mais eficaz quando o fluxo tem um componente radial e também um componente axial.
[00011] Uma modalidade preferida não permite o fluxo de fluido através de uma ou outra abertura do rotor quando o fluxo de fluido tem somente um componente radial e nenhum componente axial.
[00012] De preferência, o primeiro e o segundo rotores têm extremidades opostas que são do mesmo diâmetro. O primeiro rotor e/ou o segundo rotor podem ser um rotor cilíndrico que tem uma pá formada por uma hélice cilíndrica. No entanto, em modalidades preferidas o primeiro rotor e/ou o segundo rotor têm uma pá ou pás formadas por uma superfície que se estende entre hélices cônicas interna e externa, em que cada uma das hélices cônicas tem um passo que diminui à medida que o raio da hélice aumenta. Os rotores podem ter características tal como discutido a seguir com relação ao quarto aspecto da invenção, por exemplo, com relação ao formato e à forma das hélices cônicas, ao número de pás, à borda externa e à superfície periférica interna, às características do gerador, e assim por diante. Na modalidade preferida onde o primeiro rotor e o segundo rotor compreendem uma pá ou pás formadas entre hélices cônicas, os dois rotores têm extremidades de diâmetro grande opostas uma à outra e são do mesmo diâmetro.
[00013] O primeiro e o segundo rotores têm extremidades opostas uma à outra de maneira tal que o fluido flui de um rotor ao outro. De preferência, as extremidades opostas são diretamente opostas, isto é, com uma abertura mínima entre os dois rotores. Isto acarreta o melhor uso do componente radial do fluxo que sai de um rotor e entra no outro. No entanto, em aplicações de turbina de maré, para reduzir o perigo à vida aquática, a abertura entre os dois rotores pode ser aumentada de modo a reduzir o efeito de retalhamento entre os rotores. Então a vida aquática pode passar incólume através do dispositivo ao ser carregada longitudinalmente pelo fluxo turbilhonante.
[00014] De preferência, o primeiro rotor e o segundo rotor têm uma pá ou pás de mesmo formato formadas por hélices cônicas similares. Isto assegura uma bidirecionalidade máxima, uma vez que um fluxo de fluido idêntico pode entrar no aparelho de rotor de dois estágios a partir de uma ou outra extremidade com a mesma tomada de energia resultante.
[00015] O aparelho de rotor pode compreender um invólucro em torno do primeiro e do segundo rotores. O invólucro suporta de preferência os rotores para a rotação em torno do eixo de rotação. O invólucro do rotor pode ser projetado para desempenhar várias funções. Por exemplo, o invólucro do rotor pode ser projetado puramente para abrigar os rotores e prover suporte por meio de rolamentos mecânicos, rolamentos magnéticos ou qualquer outro tipo de sistema de rolamento ativo ou passivo que permite que os rotores girem livremente com pouco atrito. Um arranjo de vedação, tal como vedações de rebordo, vedações de labirinto, ou algum outro tipo de arranjo de vedação, também pode estar no lugar para impedir que o fluxo de líquido atinja os rolamentos ou os componentes elétricos no invólucro do rotor. Ou uma parte do fluxo de líquido pode ser dirigida para os rolamentos e os trocadores de calor de componentes elétricos e ser usada como refrigerante em aplicações que requerem o mesmo.
[00016] O invólucro também pode incluir partes do gerador, sistemas de controle e algo do gênero. Qualquer forma apropriada de invólucro pode ser usada. Em uma modalidade preferida, o invólucro do rotor tem uma seção de entrada e uma seção de saída. O invólucro do rotor pode ser usado para realçar o desempenho dos rotores. A geometria da entrada do invólucro do rotor pode ser projetada para aumentar a velocidade linear do fluxo de líquido à medida que ele entra na entrada do rotor através do uso de uma seção convergente ou alguma outra geometria. Uma vez que a energia disponível do fluxo de líquido é proporcional ao cubo da velocidade do fluxo de líquido, isto provê um meio eficaz para aumentar a quantidade de energia disponível. A saída do invólucro do rotor também pode ser projetada para desacelerar o fluxo de líquido de uma maneira controlada através do uso de uma seção divergente ou uma geometria de saída especialmente projetada de modo que as perdas viscosas e de turbulência sejam minimizadas e o fluido seja retornado suavemente ao volume principal do fluxo de fluido com uma perturbação mínima.
[00017] Visto de um segundo aspecto, a invenção apresenta um método que compreende o uso de um aparelho de rotor de dois estágios tal como descrito acima para a produção da energia cinética rotacional a partir do fluxo de um fluido. De preferência, o método compreende o uso do aparelho de rotor de dois estágios para produzir energia a partir de um fluxo de maré, e com mais preferência o uso do rotor para produzir energia elétrica a partir do fluxo da maré.
[00018] Visto de um terceiro aspecto, a invenção apresenta um método de fabricação de um aparelho de rotor de dois estágios, o qual compreende: a montagem de um primeiro rotor para a rotação em torno de um eixo de rotação, em que o primeiro rotor tem pelo menos uma pá helicoidal com um passo que diminui em uma direção ao longo do eixo de rotação; e a montagem de um segundo rotor para a rotação em torno do mesmo eixo de rotação em uma direção de rotação oposta, em que o segundo rotor tem pelo menos uma pá helicoidal com um passo que aumenta na mesma direção ao longo do eixo de rotação.
[00019] O método pode incluir a provisão de características do aparelho de rotor tal como discutido acima com relação ao primeiro aspecto. O formato e a forma do rotor podem ser selecionados tal como discutida a seguir com relação ao método do sexto aspecto.
[00020] Visto de um quarto aspecto, a invenção apresenta um rotor que compreende pelo menos uma pá arranjada para girar em torno de um eixo de rotação, em que a pá é formada por uma superfície que se estende entre hélices cônicas interna e externa, em que cada uma das hélices cônicas tem um passo que diminui à medida que o raio da hélice aumenta.
[00021] No presente contexto, uma hélice cônica é uma curva tridimensional formada em uma superfície de um corpo geralmente cônico. A superfície do corpo geralmente cônico pode ser forma cônica, frustocônica ou qualquer outro formato formado como uma superfície de rotação que tem um raio geralmente crescente ou decrescente. Desse modo, a superfície não é limitada especificamente a um cone de lado reto, mas, ao invés disto, pode ser de preferência um cone ou um frustocone de lados convexos, tal como um formato de cone de zona ou nariz de ogiva ou, alternativamente, o cone pode ser um cone ou um frustocone de lados côncavos. O que é importante para o rotor da invenção é que cada hélice cônica seja formada com um raio que aumente ao longo de um eixo do rotor e de um passo que diminua à medida que o raio aumenta. As hélices cônicas interna e externa têm de preferência a mesma diminuição no passo, embora sejam possíveis aplicações em que uma diminuição diferente no passo para as hélices cônicas interna e externa pode ser usada.
[00022] Os termos "internas" e "externas"são aqui usados para se referir às partes do rotor que estão a um raio menor ou maior em relação ao eixo de rotação do rotor.
[00023] O rotor é para extrair a energia cinética de um fluxo de fluido líquido ou um sistema de fluxos de fluidos líquidos ao converter a energia cinética no fluxo de fluido líquido em uma força ou um torque de rotação, permitindo desse modo a conversão adiante em uma forma mais conveniente de energia, tal como a energia elétrica. De preferência, o rotor é para a geração de eletricidade a partir de fluxos de maré.
[00024] Pode haver um rebordo externo localizado em torno da borda externa da pá e que corresponde à superfície sobre a qual a hélice cônica externa é formada. Pode haver uma superfície periférica interna localizada em torno da borda interna da pá e que corresponde à superfície sobre a qual a hélice cônica interna é formada. O rotor inclui desse modo de preferência superfícies internas e externas que incluem as pás, as quais podem ser as superfícies geralmente cônicas internas e externas de rotação que correspondem às trajetórias das hélices cônicas. Internamente, o rotor tem desse modo uma ou mais passagens de fluxo formadas entre as superfícies dianteira e traseira da pá, o rebordo externo e a superfície interna. As passagens de fluxo contêm eficazmente o fluido que flui e impedem que a energia seja perdida devido às perdas de extremidade.
[00025] Para permitir a rotação da pá, a pá pode ser montada no rebordo externo e/ou na superfície periférica interna, a qual deve ser então montada para o movimento de rotação, por exemplo, por meio de rolamentos e um eixo mecânico fixo. Em modalidades preferidas, a pá é montada no rebordo externo e na superfície interna e se estende entre os mesmos. Isto assegura um fluxo de fluido encerrado e minimiza as perdas de extremidade. Alternativamente, poderia ser possível que a pá fosse montada em apenas um dentre o rebordo externo e a superfície interna, com o outro dentre o rebordo externo ou a superfície interna permanecendo fixo. Este último arranjo pode causar perdas maiores, mas poderia simplificar a fabricação do rotor.
[00026] Em uma modalidade preferida, o rotor tem uma abertura em uma extremidade de diâmetro pequeno do rotor que é arranjada para o fluxo axial de fluido. Desse modo, a abertura é perpendicular ao eixo de rotação do rotor e as pás são de preferência formadas de modo a receber ou expelir o fluido que flui em uma direção geralmente axial. De preferência, o rotor tem uma abertura na extremidade de diâmetro grande que também é perpendicular ao eixo de rotação do rotor. No entanto, na modalidade preferida as pás na extremidade de diâmetro grande não são arranjadas para o fluxo axial apenas, mas podem ser de preferência adaptadas para receber ou expelir o fluido que flui com um componente radial ao seu movimento. Uma modalidade preferida não permite o fluxo de fluido através de uma ou outra abertura do rotor quando o fluxo fluido tem somente um componente radial e nenhum componente axial.
[00027] As hélices cônicas interna e externa começam de preferência na mesma posição longitudinal ao longo do eixo de rotação do rotor antes de se estender ao longo da direção do eixo de rotação do rotor. De preferência, as hélices cônicas interna e externa também se estendem mais ou menos pelo mesmo comprimento axial ao longo da direção do eixo de rotação do rotor. Com esse arranjo, quando um rebordo externo do rotor está presente, ele encerra naturalmente uma abertura que requer um componente axial do fluxo para que o fluido flua através da abertura.
[00028] A hélice cônica pode ser de qualquer formato apropriado que permita uma curva tridimensional com um raio crescente e um passo decrescente tal como descrito acima. Uma opção preferida é o uso de uma espiral de Arquimedes com um aumento linear no raio, que pode ser usada para produzir um rotor com um formato simples baseado em um frustocone de lado reto. No entanto, a hélice cônica poderia ser alternativamente baseada em Euler, em Fibonacci, hiperbólica, em Lituus, logarítmica, em Theodorus ou em qualquer outra espiral conhecida que tenha o raio r variável como uma função da coordenada polar θ, mas que também tem uma terceira variável, o comprimento l, que também varia como função da coordenada polar θ. Algumas curvas e/ou o uso de aumento do raio não linear irão resultar em hélices cônicas baseadas em formatos cônicos com lados convexos ou côncavos, tal como discutido acima.
[00029] As hélices cônicas interna e externa podem ser baseada na mesma forma de espiral ou curva, com raios iniciais e finais diferentes. Alternativamente, formas diferentes de curva ou espiral poderiam ser usadas para as hélices cônicas interna e externa para produzir um formato mais complexo para a pá.
[00030] Embora uma única pá possa ser usada, é vantajoso usar múltiplas pás. Isto cria múltiplas passagens de fluxo e também permite que o rotor seja balanceado com facilidade. A escolha de duas, três ou mais pás de rotor pode depender de um equilíbrio entre a resistência do rotor, a facilidade de fabricação e a energia perdida devido ao atrito. Na presente modalidade, três pás de rotor são a escolha preferida, uma vez que ela oferece uma construção forte e balanceada de três pontos com uma perda mínima devido ao atrito.
[00031] A pá ou pás são de preferência formadas como superfícies geradas por linhas retas entre pontos nas hélices cônicas interna e externa à mesma distância longitudinal ao longo da direção do eixo de rotação do rotor. Desse modo, a superfície da pá pode conectar o par de hélices cônicas na direção radial. Alternativamente, as pás podem ser formadas como superfícies geradas por curvas entre pontos nas hélices cônicas interna e externa à mesma distância longitudinal ao longo da direção do eixo de rotação do rotor. Com este arranjo, as superfícies das pás podem, por exemplo, ser côncavas quando vistas da extremidade de diâmetro grande do rotor.
[00032] Ambas as hélices cônicas interna e externa podem aumentar no raio à mesma razão, de maneira tal que as superfícies cônicas sejam geralmente paralelas. No entanto, pode ser vantajoso ajustar o desempenho do rotor ao ter uma razão de aumento diferente no diâmetro para as hélices cônicas interna e externa. A hélice cônica interna pode aumentar no raio a uma razão mais lenta do que o aumento no raio da hélice cônica externa, a fim de reduzir ou restringir as forças da reação hidrodinâmica e as forças de torção produzidas pelo rotor. Alternativamente, o raio da hélice cônica interna pode aumentar a uma razão mais rápida do que o raio da hélice cônica externa a fim de aumentar as forças da reação hidrodinâmica e as forças de torção.
[00033] Os parâmetros discutidos acima, incluindo o raio da hélice cônica, o passo das hélices cônicas e o aumento relativo no raio das hélices cônicas interna e externa, são de preferência variados linearmente ao longo do comprimento do rotor. No entanto, variações não lineares do raio, do passo e do raio relativo também podem ser possíveis.
[00034] Em uma modalidade preferida, o rotor inclui um invólucro posicionado em torno do rebordo externo. O invólucro pode incluir o rotor e rolamentos ou de suporte ou eixos mecânicos que permitem a rotação do rotor. O invólucro pode incluir uma entrada convergente e/ou uma saída divergente para condicionar o fluxo de fluido antes que ele entre no rotor.
[00035] O rotor pode ser provido com um ou mais geradores para converter o movimento de rotação do rotor em energia elétrica. O rebordo rotativo externo do rotor pode ser arranjado de modo a agir como o rotor no gerador elétrico em que uma parte de um invólucro estacionário é o estator. Alternativamente, a superfície periférica interna pode ser arranjada de modo a agir como o rotor em que as partes estacionárias ao longo do eixo de rotação do rotor provêm o estator. Com esses arranjos, o rotor e o estator formam um conjunto de gerador elétrico que é dirigido pelo fluxo de líquido e converte diretamente o movimento do rotor em energia elétrica sem a necessidade de transferir a força de rotação a um dispositivo adicional. Ímãs permanentes ou eletroímãs podem ser montados no rebordo externo do rotor e no interior do invólucro do rotor para essa finalidade. O estator e o rotor formados podem ser configurados de qualquer maneira apropriada para produzir corrente alternada (C.A.) ou corrente contínua (C.C.) de uma maneira eficiente. Componentes eletrônicos e condicionamento de sinais podem ser incorporados no invólucro do rotor ou em outra parte de modo facilitar a conexão a uma rede elétrica ou a uma instalação de armazenagem tal como uma instalação de bateria.
[00036] No entanto, o uso de ímãs não é considerado ideal para aplicações a baixa velocidade. Em aplicações de baixa velocidade do fluxo é mais eficiente ter um rotor de diâmetro grande que possa capturar níveis elevados de torque do fluxo de fluido de baixa velocidade. Isto resulta em uma velocidade relativamente baixa de rotação do rotor. Um grande número de ímãs deve ser necessário para gerar diretamente a frequência correta para a conexão direta a uma grade elétrica típica. Se um número menor de ímãs for usado, então um equipamento eletrônico adicional deve ser requerido para condicionar o sinal elétrico para combinar com a grade elétrica.
[00037] Portanto, é preferível usar múltiplos geradores, de baixo torque, alta velocidade, e alta eficiência, tais como geradores assíncronos, que são úteis em aplicações de velocidade variável e frequência constante. Os níveis elevados de torque e a baixa velocidade de rotação são vantajosos para esse tipo de gerador. Os geradores assíncronos podem gerar uma energia que pode então ser alimentada diretamente na grade à frequência correta.
[00038] Uma vez que o rotor neste caso pode ser um rotor com rebordos internos e externos periféricos rotativos, grandes áreas de superfície ficam disponíveis para a conexão a múltiplos geradores de alta velocidade e baixo torque. As modalidades preferidas requerem, portanto, o uso desses geradores, ao invés de um único gerador conectado a um eixo mecânico de rotação central. Vários geradores podem ser colocados em torno da periferia do rebordo externo rotativo a fim de extrair a energia máxima e/ou ser colocados no espaço central interno do rotor e extrais energia da superfície periférica interna rotativa. A conexão entre o gerador e a um ou outro rebordo pode ser feita com uma engrenagem simples ou ao usar uma roda de rodízio.
[00039] Uma vez que o rebordo externo e a superfície periférica interna nas modalidades preferidas irão ter um diâmetro que varia ao longo do comprimento do rotor, então múltiplos geradores podem ser arranjados para serem conectados ao rebordo externo ou à superfície periférica interna a diâmetros diferentes para rodar desse modo a velocidades de rotação diferentes em relação à velocidade de rotação do rotor.
[00040] Em uma modalidade preferida, o rebordo externo e/ou a superfície periférica interna tem uma superfície geralmente cônica, e múltiplos geradores podem ser montados de maneira móvel paralelos a uma superfície cônica a fim de permitir a variação da velocidade de rotação de entrada aos geradores pelo movimento ao longo da superfície do cone. Esse arranjo opera de uma maneira similar a alguns dispositivos de transmissão continuamente variáveis. Os geradores podem ser movidos ao longo da superfície por motores de carcaça e escalonados apropriados. Os geradores podem ser montados, por exemplo, na superfície interna do cone interno do rotor, ou na superfície externa do rebordo externo do rotor.
[00041] Em um arranjo alternativo, múltiplos geradores podem ser montados em uma superfície escalonada da superfície periférica interna ou do rebordo externo, isto é, uma superfície que compreende múltiplos cilindros empilhados de diâmetros diferentes. Com esse arranjo pode haver múltiplos anéis de geradores montados em uma superfície escalonada a diâmetros diferentes. Um ou mais anéis de geradores podem ser de preferência acoplados ou desacoplados a velocidades de rotação diferentes a fim de gerar eletricidade de maneira eficiente para as velocidades diferentes.
[00042] Ao habilitar a conexão de velocidade variável para o rotor desta maneira, uma velocidade relativamente constante do gerador dentro da faixa variável dos geradores pode ser obtida através de uma gama de fluxos de fluido.
[00043] Em uma modalidade particularmente preferida, um primeiro rotor tal como descrito acima é provido em combinação com um segundo rotor tal como descrito acima, com as extremidades de diâmetro grande do primeiro e do segundo rotores opostas uma à outra, de maneira tal que o fluido deixa a extremidade de diâmetro grande de um rotor e então entra na extremidade de diâmetro grande do outro rotor. Com esse arranjo, os rotores são montados para a rotação em torno de um único eixo e são de preferência arranjados e montados para a contrarrotação, isto é, de maneira tal que o primeiro rotor gira na direção oposta em torno do eixo em relação ao segundo rotor. Nesse caso, os rotores podem ter pás que são formadas de hélices cônicas que giram no mesmo sentido à medida que o raio aumenta, isto é, ambos o primeiro e o segundo rotores têm pás que são formadas no sentido horário à medida que aumenta o raio da hélice cônica ou, alternativamente, ambos os rotores têm pás no sentido anti-horário. Outras características possíveis de um arranjo de rotor de dois estágios preferido são discutidas a seguir.
[00044] Visto de um quinto aspecto, a invenção apresenta um método que compreende o uso de um rotor tal como descrito acima para a produção de energia cinética rotacional a partir do fluxo de um fluido. De preferência, o método compreende o uso do rotor para produzir energia a partir de um fluxo de maré, e com mais preferência o uso do rotor para produzir energia elétrica a partir do fluxo de maré, por exemplo, em um gerador.
[00045] Visto de um sexto aspecto, a invenção apresenta um método de fabricação de um rotor que compreende pelo menos uma pá arranjada para girar em torno de um eixo de rotação, em que o método compreende: a definição de uma hélice cônica interna e uma hélice cônica externa, em que cada uma das hélices cônicas tem um passo que diminui à medida que o raio da hélice aumenta; e a formação da(s) pá(s) como uma superfície que se eestende entre as hélices cônicas interna e externa.
[00046] O método pode incluir a provisão de características do rotor e das hélices cônicas tal como discutido acima, incluindo uma ou mais dentre um rebordo externo, uma superfície periférica interna, um eixo mecânico, uma posição de partida e o comprimento da hélice cônica, o formato da hélice cônica, a mudança do raio da hélice cônica, a mudança relativa do raio das hélices cônicas interna e externa, a mudança do passo da hélice cônica, o número de pás, o invólucro, os geradores, o segundo rotor, e assim por diante. Em modalidades preferidas, o método compreende a seleção das características do rotor com base nas características desejadas do desempenho do rotor. Por exemplo, o método pode compreender a seleção da taxa de mudança de um raio de uma hélice cônica ou de ambas as hélices cônicas com base em uma saída da força de torção desejada para uma condição de fluxo predeterminada. A condição de fluxo predeterminada pode, por exemplo, ser o fluxo de maré médio em um local de instalação pretendido, e a força de torção desejada pode ser combinada com o torque de entrada ideal para o dispositivo de saída pretendido, que pode ser um gerador ou múltiplos geradores. Similarmente, o método pode compreender a seleção da mudança relativa do raio das hélices cônicas interna e externa ou a seleção da mudança em um passo de uma hélice cônica ou de ambas as hélices cônicas com base em uma saída de força de torção desejada para uma condição de fluxo predeterminada.
[00047] O uso de múltiplos geradores de baixo torque, alta velocidade e alta eficiência montados no rotor com uma superfície que tem um diâmetro que varia ao longo do comprimento do rotor, em que os geradores múltiplos são arranjados para serem conectados à superfície a diâmetros diferentes para rodar desse modo a velocidades de rotação diferentes em relação à velocidade de rotação do rotor é considerado como novo e inventivo em seu próprio direito e, portanto, vista de um aspecto adicional, a invenção apresenta um rotor para a geração de energia elétrica a partir de um fluxo de fluido, em que o rotor compreende uma superfície que tem um diâmetro que varia ao longo do comprimento do rotor, em que múltiplos geradores são montados para receber a força de rotação do movimento da superfície a diâmetros variados do mesmo. A superfície pode ser uma superfície geralmente cônica ou uma superfície escalonada, tal como descrito acima. O termo geralmente cônico presta-se a fazer referência não somente aos cones retos perfeitos, mas também aos cones truncados, aos cones convexos e aos cones côncavos tal como discutido acima. Os geradores podem ser geradores de baixo torque, alta velocidade e alta eficiência, tais como geradores assíncronos tal como discutido acima. Vários geradores podem ser colocados em torno da periferia de um rebordo externo rotativo a fim de extrair a energia máxima e/ou ser colocados em um espaço central interno do rotor e extrair energia do rebordo interno rotativo. A conexão entre o gerador e um ou outro rebordo pode ser feita com uma engrenagem simples ou ao usar uma roda de rodízio ou algum outro meio. O rotor pode ter características tal como discutido acima com relação ao rotor e ao aparelho de rotor de dois estágios. Em uma modalidade particularmente, preferida os geradores podem ser montados de maneira móvel paralelos à superfície geralmente cônica a fim de permitir a variação da velocidade de rotação de entrada para os geradores pelo movimento ao longo da superfície do cone tal como discutido acima.
[00048] A invenção também engloba o uso do rotor descrito acima para a produção de eletricidade a partir de fluxos de fluido.
[00049] Determinadas modalidades preferidas da invenção serão descritas agora apenas a título de exemplo e com referência aos desenhos anexos, nos quais: as Figuras 1A e 1B mostram uma modalidade de um rotor em uma vista lateral e uma vista de extremidade, as Figuras 2A e 2B mostram o rotor da Figura 1 com o rebordo periférico externo parcialmente destacado de modo que ficam visíveis mais detalhes do desenho do rotor, as Figuras 3A e 3B são vistas em perspectiva do rotor das Figuras 1 e 2 com o rebordo externo parcial e completamente omitido, as Figuras 4A e 4B mostram uma modalidade alternativa de um rotor em que o raio cônico interno da hélice aumenta a uma razão menor do que o raio da hélice cônica externa, as Figuras 5A e 5B mostram uma alternativa adicional onde o raio da hélice cônica interna aumente a uma razão maior do que o raio da hélice cônica externa, as Figuras 6A e 6B mostram uma modalidade alternativa onde o passo helicoidal é diminuído a uma razão menor do que o rotor das Figuras 1 e 2, as Figuras 7A e 7B mostram uma modalidade alternativa em que o passo helicoidal é diminuído a uma razão maior do que o rotor das Figuras 1 e 2, as Figuras 8A e 8B ilustram uma modalidade de um arranjo de dois estágios do aparelho de rotor em uma vista lateral e uma vista de extremidade com o rebordo externo parcialmente omitido, as Figuras 9A e 9B são vistas em perspectiva do aparelho de rotor de dois estágios da Figura 8 com o rebordo externo parcial e completamente omitido, a Figura 10 mostra um aparelho de rotor de dois estágios instalado em um invólucro com geradores na superfície externa do rotor, a Figura 11 mostra um aparelho de rotor de dois estágios instalado em um invólucro com geradores em uma superfície cônica interna do rotor, a Figura 12 mostra um arranjo alternativo com geradores em uma superfície interna escalonada do rotor, a Figura 13 ilustra um arranjo com um par de aparelhos de rotor de dois estágios instalados em uma estrutura do tipo de torre para o uso no leito do mar, a Figura 14 é um gráfico que mostra a variação nas forças de torção geradas por um aparelho de rotor de dois estágios quando a relação entre o raio mínimo do e o raio máximo Do da hélice cônica é mudada, a Figura 15 é um gráfico que mostra a variação nas forças de torção geradas por um aparelho de rotor de dois estágios com modificação na razão à qual aumenta o raio da hélice cônica interna em comparação ao raio da hélice cônica externa, e a Figura 16 é um gráfico que mostra a variação nas forças de torção geradas por um aparelho de rotor de dois estágios quando a taxa de diminuição do passo helicoidal é ajustada ao alterar a taxa de aumento da frequência helicoidal.
[00050] As Figuras 1A e 1B ilustram uma modalidade de um rotor que inclui uma rebordo periférico externo 1, as pás 2 e a superfície periférica interna 3. O rotor pode ser usado para colocar o fluxo de um líquido em movimento de rotação, o qual pode então ser usado para gerar eletricidade. Por exemplo, em uma modalidade preferida o rotor é usado em uma turbina para gerar eletricidade a partir de fluxos de maré. As pás 2 se estendem entre a superfície periférica interna 3 e o rebordo externo 1 e desse modo formam passagens de fluxo encerradas. Nesta modalidade a espiral subjacente que forma o formato das pás 2 é baseada em uma espiral de Arquimedes em que há um aumento linear no raio r com a coordenada polar θ. O rotor resultante, portanto, tem o formato de um frusto de um cone. Tal como observado a seguir, outros tipos de curva podem ser usados. Três pás de rotor 2 podem ser vistas dentro do rotor e também a superfície periférica interna 3. O eixo longitudinal do rotor 4 é mostrado por uma linha central. Por todas as figuras, o diâmetro externo máximo do rotor é denotado por Do e o diâmetro externo mínimo por do. O comprimento do rotor é denotado por L e o comprimento local l é medido a partir da extremidade do rotor que tem o diâmetro externo mínimo do.
[00051] As Figuras 2A e 2B ilustram o rotor das Figuras 1A e 1B com o rebordo periférico exterior 1 parcialmente oculto para maior clareza. O rebordo periférico interno 3 também é realçado. As três pás de rotor 2 têm um formato formado por um par de hélices cônicas. A hélice cônica externa 5 é uma hélice formada na superfície interna do rebordo externo 1 e forma um raio externo variável da pá 2. A hélice cônica interna 6 é uma hélice formada na parte externa do cone interno 3 e forma um raio interno variável ri da pá. Ambas as hélices têm um raio crescente e um passo helicoidal decrescente ao longo do eixo longitudinal 4. As pás 2 têm um passo helicoidal decrescente resultante de uma frequência helicoidal crescente. O par de hélices cônicas 5 e 6 é gerado em uma direção no sentido horário e tem raios iniciais diferentes que aumentam a uma razão igual para formar um par de hélices cônicas paralelas.
[00052] As Figuras 3A e 3B mostram vistas em perspectiva do rotor das Figuras 1 e 2 em que podem ser vistos mais detalhes do formato das pás 2.
[00053] As Figuras 4A e 4B mostram uma variação do rotor. Nessa modalidade o par de hélices cônicas 5 e 6 é gerado em uma direção no sentido horário e formam o formatos das pás 2 na maneira discutida acima. No entanto, o raio ri da hélice cônica interna 6 aumenta a uma razão menor do que o raio ro da hélice cônica externa 5 para formar desse modo um par de hélices cônicas não paralelas que são espaçadas ainda mais uma da outra na extremidade de diâmetro grande do rotor do que na extremidade de diâmetro pequeno do rotor.
[00054] As Figuras 5A e 5B mostram uma variação adicional em que o raio ri da hélice cônica interna 6 aumenta a uma razão maior do que o raio ro da hélice cônica externa 5, formando desse modo um par de hélices cônicas não paralelas que são espaçadas ainda mais uma da outra na extremidade de diâmetro grande do rotor do que na extremidade de diâmetro pequeno do rotor.
[00055] As Figuras 6A e 6B mostram uma variação adicional que tem cones interno e externo paralelos tal como nas Figuras 1 e 2, mas em que o passo helicoidal diminui a uma razão mais lenta do que as modalidades previamente descritas. Isto resulta em uma taxa de aumento mais lenta da frequência helicoidal. As Figuras 7A e 7B mostram a variante oposta em que o passo helicoidal diminui a uma razão maior, o que resulta em uma taxa de aumento mais rápida da frequência helicoidal.
[00056] As Figuras 8A, 8B, 9A e 9B mostram um par de rotores em um aparelho de rotor de dois estágios que pode funcionar como uma turbina de maré. As Figuras 8A e 8B são vistas laterais e de extremidade com o rebordo externo 1 parcialmente omitido. As Figuras 9A e 9B são vistas em perspectiva do mesmo par de rotores com o rebordo externo 1 parcial e completamente omitido. Tal como pode ser visto a partir da Figura 8A, os dois rotores são montados de extremidade a extremidade em um eixo de rotação comum 4. Em uso, os rotores giram em sentidos contrários tal como descrito acima. Os rotores mostrados nas figuras são similares aos rotores ilustrados nas Figuras 1, 2 e 3 aqui, mas deve ser apreciado que o aparelho de rotor de dois estágios poderia compreender qualquer par de rotores com o formato de pá helicoidal requerido, tal como qualquer uma das modalidades e das variações alternativas dos rotores aqui descritas.
[00057] A Figura 10 mostra uma modalidade de um aparelho de rotor de dois estágios que pode funcionar como uma turbina de maré com um par de rotores de contrarrotação 7, 8 instalados em um invólucro 9 ao longo de um eixo longitudinal comum 4. O invólucro 9 é mostrado em seção transversal e os rotores 7, 8 são mostrados em seção transversal parcial. Os rotores 7 e 8 giram em torno de um eixo fixo comum 11 que é preso ao invólucro 9 e suportado pelos rolamentos 10. Para assegurar que o fluxo passe somente através dos rotores 7, 8, as vedações de labirinto 15 são colocadas em uma ou outra extremidade dos rotores 7, 8 entre uma superfície interna do invólucro 9 e a superfície externa dos rebordos 1 de cada rotor 7, 8. Nessa modalidade, as duas extremidades do invólucro 9 têm uma geometria convergente/divergente 6 projetada para aumentar/diminuir a velocidade do fluido e realçar o desempenho do aparelho de rotor de dois estágios.
[00058] O aparelho de rotor de dois estágios é usado para acomodar um fluxo unidirecional e também um fluxo reversível ou cíclico pela combinação de dois dos rotores. O rotor do primeiro estágio recebe o fluxo de fluido líquido que está se aproximando que possui um componente longitudinal e extrai uma proporção de energia cinética ao converter a mesma em força ou torque de rotação, o que faz com que o rotor do primeiro estágio gire. O rotor do segundo estágio tem uma geometria construída da mesma maneira que o rotor do primeiro estágio e gira em torno do mesmo eixo longitudinal que o rotor, mas é girado em 180° em relação ao rotor do primeiro estágio. Portanto, ele gira na direção oposta em torno do eixo. O fluxo de líquido sai do rotor do primeiro estágio a um ângulo determinado pelo passo helicoidal na saída do rotor e é recebido então pelo rotor do segundo estágio, em que a entrada para o rotor do segundo estágio fica a um ângulo e um passo helicoidal similares. Nesse estágio o fluido possui um componente longitudinal e radial. O rotor do segundo estágio extrai uma proporção adicional de energia cinética do fluxo de líquido. Quando o fluido sai do rotor do segundo estágio, ele possui idealmente um componente longitudinal somente e pode ser retornado ao fluxo principal com uma interferência mínima.
[00059] Na modalidade da Figura 10, o invólucro 9 é projetado para prover uma área de montagem para múltiplos geradores de baixo torque, alta velocidade e alta eficiência 13 colocados fora dos rotores 7, 8. Os geradores 13 são impelidos pelo movimento do rebordo rotativo externo 1 dos rotores 7, 8 pela engrenagem apropriada.
[00060] A Figura 11 mostra uma seção transversal de uma modalidade alternativa de um aparelho de rotor de dois estágios instalado em um invólucro 9. Na modalidade mostrada na Figura 11, ao contrário do arranjo da Figura 10, os geradores 13 são colocados dentro do cone interno em vez de fora do cone externo. Os blocos de montagem fixos 12 são unidos ao eixo mecânico fixo 11 dentro dos rotores 7 e 8. Estes provêm uma área de montagem para os múltiplos geradores de baixo torque, alta velocidade e alta eficiência 13. Os geradores 13 são impelidos pela superfície interna do cone interno 3 dos rotores 7, 8 pela engrenagem apropriada.
[00061] Tal como mencionado, na presente modalidade onde a espiral subjacente é baseada em uma espiral de Arquimedes em que há um aumento linear no raio r com a coordenada polar θ, o próprio rotor forma um formato similar ao frusto de um cone. Uma característica desse formato é que a velocidade linear do rebordo 3 varia ao longo da eixo longitudinal 4 devido a um raio externo variável. Uma vez que os geradores 13 nesta modalidade são montados em um bloco 12 com uma superfície paralela à superfície interna do cone interno 3, os geradores 13 podem ser movidos ao longo da superfície por motores de carcaça e escalonados apropriados 14. Os geradores 13 podem ser presos a um conjunto de carcaça móvel comum ou ser movidos separadamente ao longo da superfície do frusto pelos motores escalonados ativados por um equipamento de monitoramento com fio ou sem fio e/ou uma CPU de modo que o aparelho de rotor de dois estágios possa responder às mudanças na velocidade de rotação dos rotores 7, 8 e ajustar a posição longitudinal dos geradores ao longo do frusto. Isto permite que os geradores 13 sejam movidos dentro dos rotores 7, 8 para responder às mudanças na velocidade de rotação dos rotores 7, 8. Desta maneira, uma velocidade relativamente constante do gerador dentro da faixa variável de geradores 13 pode ser atingida através de uma gama de fluxos de fluidos. Para um fluxo de fluido de baixa velocidade, o ponto de conexão do gerador pode ser feito na extremidade de velocidade linear mais alta, e esta é a extremidade de diâmetro maior do rotor. Para fluxos de fluidos de velocidade mais alta, o ponto de conexão do gerador pode ser reposicionado na extremidade de velocidade linear mais baixa, e esta é a extremidade de diâmetro menor do rotor. Isto apresenta uma vantagem significativa, uma vez que, uma caixa de engrenagens complicada não é requerida, o que representa uma economia significativa no custo e na complexidade.
[00062] A Figura 12 mostra uma seção transversal de uma modalidade alternativa de um aparelho de rotor de dois estágios instalado em um invólucro 9. Na modalidade mostrada na Figura 12, ao contrário do arranjo da Figura 10, os geradores 13 são montados em uma estrutura de motor fixo 16 em vez de fora do cone externo. As estruturas de motor fixo 12 são unidas ao eixo fixo 11 dentro dos rotores 7 e 8. Isto provê uma área de montagem para os múltiplos geradores de baixo torque, alta velocidade e alta eficiência 13. Os geradores 13 são impelidos pela superfície de rotação interna do cone interno 3 dos rotores 7, 8 pela engrenagem apropriada.
[00063] Tal como mencionado, na presente modalidade em que a espiral subjacente é baseada em uma espiral de Arquimedes onde há um aumento linear no raio r com a coordenada polar θ, o próprio rotor forma um formato similar ao frusto de um cone. Uma característica desse formato é que a velocidade linear do rebordo 3 varia ao longo do eixo longitudinal 4 devido a um raio externo variável. Uma vez que os geradores 13 nessa modalidade são montados em uma estrutura de motor fixo 16, os geradores 13 podem ser instalados como anéis de geradores que podem ser acoplados ou desacoplados tal como necessário em locais diferentes ao longo do eixo longitudinal 4. Os anéis de geradores 13 podem ser acoplados ou desacoplados pelos motores escalonados ativados por um equipamento de monitoramento com fio ou sem fio e/ou por uma CPU de modo que o aparelho de rotor de dois estágios possa responder às mudanças na velocidade de rotação dos rotores 7, 8 e ajustar o número de anéis de geradores 13 em uso a qualquer momento.
[00064] Isto permite que os anéis de geradores 13 sejam acoplados e desacoplados de modo seletivo dentro dos rotores 7, 8 de modo a responder às mudanças na velocidade de rotação dos rotores 7, 8. Desta maneira, uma saída relativamente constante do gerador dentro da faixa variável dos anéis de geradores 13 pode ser obtida através de uma gama de fluxos de fluidos. Além disso, a operação dos anéis de geradores 13 fora de sua faixa de operação pode ser controlada e é claro que todos os geradores podem ser desconectados se a turbina de dois estágios ficar sobrecarregada em fluxos fluidos singulares.
[00065] De modo geral, para um fluxo de fluido de baixa velocidade, os anéis de geradores 13 podem ser acoplados na extremidade de velocidade linear mais alta, e esta é a extremidade de diâmetro maior do rotor. Para fluxos de fluidos de uma velocidade mais elevada, os anéis de geradores podem ser acoplados na extremidade de velocidade linear mais baixa, e esta é a extremidade de diâmetro menor do rotor. O acoplamento de múltiplos anéis também é possível, por exemplo, o acoplamento de dois ou mais anéis de geradores na extremidade de velocidade linear mais baixa ou dois ou mais anéis de geradores na extremidade de velocidade linear mais alta. Isto apresenta uma vantagem significativa em relação à Figura 11, uma vez que um dispositivo de posicionamento complicado não é requerido, o que representa uma economia significativa no custo e na complexidade. Na Figura 12 também são mostrados os compartimentos lacrados 17 que podem incorporar a engrenagem de controle para que os geradores ou os dispositivos de flutuação permitam a recuperação segura da turbina de dois estágios para a superfície para o reparo e a manutenção.
[00066] O aparelho de rotor de dois estágios pode ser eficazmente aplicado a direções de fluxo de fluido líquido horizontais e também verticais e àquelas no meio ao variar a orientação da entrada e da saída e a orientação dos rotores. Em aplicações de turbina de maré, o invólucro do rotor também funciona de modo a dirigir o fluxo de líquido para o rotor para corrigir os pequenos desvios do fluxo transversal. Para desvios maiores do fluxo transversal, o invólucro do rotor pode ter um sistema de esterçamento e suspensão e incluir aletas, engrenagem e dispositivos de controle de flutuação a fim de que ajuste a sua posição dentro de um campo de fluxo a fim de otimizar o desempenho ou para a superfície para finalidades de manutenção se estiver submerso em uma corrente de líquido. O sistema de esterçamento e suspensão propicia uma certa capacidade de autoajuste com respeito às mudanças na direção do fluxo.
[00067] É possível ter um aparelho de rotor de dois estágios adicional arranjado ou instalado em série no invólucro do rotor. No entanto, a quantidade de energia que resta no fluxo de líquido que sai da primeira turbina de dois estágios deve ser menor do que aquela contida no fluxo de líquido original. Portanto, parece que é mais econômico ter múltiplos aparelhos de rotor de dois estágios em paralelo.
[00068] Em operação, em particular em aplicações de turbina de maré, o aparelho de rotor de dois estágios pode ser suportado sobre um piso, por exemplo, o leito do mar, ou pode ser suspenso em um fluxo de líquido por meio de um arranjo de amarração ou de ancoragem ao leito do mar ou uma jangada flutuante. Ou pode ser assentado em uma torre instalada no leito do mar de modo que possa ser recuperado do mar para a manutenção por um navio na superfície ou por um arranjo extensor telescópico na torre. Ou pode ser configurado como sendo neutralmente flutuante de modo que seja assentado suspenso no fluxo de fluido, ao modificar a flutuação da unidade, o arranjo da turbina de dois estágios pode ser elevado para a superfície ou ser abaixado ao leito do mar. Ou o arranjo inteiro da turbina pode ser configurado de modo que somente uma parte menor do arranjo tenha que ser recuperada para a manutenção. Neste caso apenas uma subunidade do arranjo que contém o rotor e componentes elétricos pode ser separada da estrutura instalada principal, deixando a estrutura instalada principal no lugar. Isto provê uma operação de manutenção mais simples.
[00069] A Figura 13 mostra uma possível utilização do aparelho de rotor de dois estágios como uma turbina de maré. Os rotores 7.8 em dois invólucros 9 tal como mostrado nas Figuras 10, 11 ou 12 são instalados em uma estrutura de torre que pode ser instalada no leito do mar. Os invólucros múltiplos do rotor podem ser alinhados com a direção de fluxo principal para permitir a operação eficaz em um fluxo reversível ou cíclico tal como um sistema de corrente de maré. Uma vez que o aparelho de rotor de dois estágios tem uma capacidade de operação eficiente com o fluxo em uma ou outra direção, não é necessária a provisão de um mecanismo para a rotação da torre quando o fluxo de maré muda de direção.
[00070] Um arranjo alternativo (não mostrado) deve ser a montagem do aparelho de rotor de dois estágios em um invólucro dentro de uma tubulação onde o fluido flui. O fluxo de fluido em uma ou outra direção deve ser convertido eficientemente em movimento de rotação e, de acordo com a modalidade preferida do rotor, convertido em energia elétrica por geradores. A tubulação pode ser instalada dentro dos canais de uma represa ou de uma estação de energia hidráulica ou de uma barragem de maré. Alternativamente, se puder ficar dentro de um sistema de corrente de líquido encerrado que consiste em dois reservatórios de líquido conectados de maneira tal que a transferência do líquido de um reservatório ao outro é permitida. Um fluxo de líquido pode ser induzido entre os dois reservatórios como uma consequência das forças naturais ou artificiais aplicadas externamente. Tal força externa pode ser experimentada se for instalado transversal ou longitudinalmente a bordo de um navio ou algum outro objeto móvel tal como um trem ou um automóvel criando movimento transversal e/ou longitudinal.
[00071] Desse modo, os rotores tal como aqui descrito são utilizados nas modalidades preferidas em um aparelho de rotor de dois estágios instalado em um invólucro do rotor. Quando o aparelho de rotor de dois estágios é submetido a uma variedade de cenários de fluxos de fluidos líquidos, tais como fluxos de maré, os rotores extraem a energia cinética do fluxo de fluido líquido e convertem a mesma em uma força ou um torque de rotação que faz com que o par de rotores especialmente formados gire.
[00072] Na modalidade de fluxo de maré preferida, o torque é aplicado para impelir geradores elétricos tal como indicado acima. Alternativamente, o torque pode ser usado para impelir uma bomba, um compressor ou qualquer outro dispositivo que requer que uma força ou torque de rotação seja aplicado.
[00073] A geometria dos rotores facilita a conversão da energia cinética no fluxo de fluido líquido em força ou torque de rotação. A geometria dos rotores é baseada no par de hélices cônicas 5, 6 que têm um aumento no raio r com uma coordenada polar θ ao longo do eixo longitudinal 4, em que cada hélice 5, 6 possui um raio inicial diferente. O par de hélices cônicas 5, 6 também tem um passo que diminui com a coordenada polar θ à medida que o raio aumenta. O passo helicoidal decrescente provê uma frequência helicoidal crescente. Esse tipo de hélice cônica pode ser definido como uma espiral tridimensional que tem o raio r variável como uma função da coordenada polar θ, mas também tem uma terceira variável, o comprimento l, que também varia como a função da coordenada polar θ.
[00074] O par de hélices cônicas pode ser gerado no sentido horário ou no sentido anti-horário e, tal como mostrado nas Figuras 6A a 7B, a taxa de diminuição do passo helicoidal resulta em um aumento na frequência helicoidal pode ser variada para obter uma diminuição ideal do passo helicoidal por unidade de comprimento. Outras variáveis que têm um efeito direto na energia extraída são os raios iniciais e finais do par de hélices cônicas (e desse modo os diâmetros internos e externos mínimos e máximos do rotor) e o comprimento total do rotor. Estes também podem ser otimizados para uma determinada situação de fluxo. Por exemplo, em uma aplicação de encanamento, o espaço pode ser limitado e restrito aos diâmetros existentes do encanamento, portanto, um rotor que tem diâmetros externos mínimo e máximo relativamente pequenos pode ser preferido, por exemplo, diâmetros de 1 m e 2 m, respectivamente. Neste caso, um rotor mais longo pode ser vantajoso, o que permite então espaço para estender o par de hélices cônicas para otimizar a saída de energia. Em uma aplicação de turbina de maré, o espaço pode não ser um problema e diâmetros grandes, por exemplo, de 10 m e 20 m, respectivamente, podem ser utilizados para realçar bastante a saída de energia. Um rotor mais curto pode então ser usado para reduzir os custos de instalação e de área útil de cobertura.
[00075] As superfícies da pá de rotor do rotor são formadas quando as pás do par de hélices cônicas são conectadas uma na outra na direção radial. Nos rotores mostrados nas figuras, três pás de rotor idênticas 2 estão presentes. Alternativamente, pode haver menos pás ou pás de rotor mais idênticas 2 espaçadas igualmente em torno do rotor. As pás de rotor 2 se estendem entre a superfície periférica interna 3 e o rebordo externo 1 e são fixadas à superfície periférica interna 3 ou ao rebordo externo 1 para a rotação com os mesmos.
[00076] Uma força de reação hidrodinâmica é criada em uma superfície sólida quando um corpo de fluido que flui sobre a superfície sólida experimenta uma mudança do momentum. A força hidrodinâmica do líquido que age no corpo de fluido em uma direção particular é igual à taxa de mudança do momentum do corpo de fluido nessa direção tal como ditado pela segunda lei de Newton. De acordo com a terceira lei de Newton, uma força d reação hidrodinâmica igual e oposta age na superfície sólida, delimitando o corpo de fluido. Os exemplos de tais forças de reação hidrodinâmica são aqueles encontrados quando um jato de água atinge uma parede, ou a força sentida em um sistema de tubulação quando o fluido é forçado a fazer uma curvatura ou a força sentida em um corpo sólido quando colocado em um fluido que flui, forçando o fluido a fluir em torno do mesmo.
[00077] Nos rotores aqui descritos, uma superfície sólida que delimita o corpo de fluido que flui é formada pelas pás dianteira e traseira de um par de pás de rotor e pelos rebordos interno e externo do rotor. À medida que o corpo de fluido flui através do rotor especialmente formado e suas passagens de fluxo complicadas, ele é forçado constantemente a mudar a direção devido ao formato das pás e ao passo helicoidal decrescente da entrada à saída que resultam em uma frequência helicoidal crescente, desse modo resultando uma taxa de mudança contínua do momentum. Essa taxa de mudança do momentum resulta necessariamente em uma força de reação hidrodinâmica que age nas superfícies sólidas do rotor. Devido ao fato que a hélice cônica tem uma determinada direção geométrica, e esta é no sentido horário ou no sentido anti-horário, a força de reação hidrodinâmica age na direção oposta e, uma vez que o centro da força de reação hidrodinâmica é deslocado a uma distância radial do eixo longitudinal, uma força de torção é gerada, a qual age em torno do eixo longitudinal do rotor e tende a girar o rotor.
[00078] A espiral matemática subjacente da hélice cônica pode ser baseada em Arquimedes, Euler, Fibonacci, hiperbólica, Lituus, logarítmica, Theodorus ou qualquer outra espiral conhecida que tem o raio r variável como uma função da coordenada polar θ, mas também tem uma terceira variável, o comprimento l, que também varia como uma função da coordenada polar θ. Devido às razões discutidas acima, é aparente que uma espiral subjacente que possui uma mudança mais rápida no raio interno e externo r com a coordenada polar θ deve induzir uma taxa de mudança mais rápida do momentum que resulta necessariamente em uma força de reação hidrodinâmica aumentada. Isto é o mesmo que comparar uma curvatura rasa com uma curvatura aguda. É bem sabido que a força sentida em um sistema da tubulação é aumentada quando o fluido é forçado a girar na mais aguda das duas curvaturas.
[00079] Nas modalidades descritas acima, para fins de simplificação, a espiral subjacente é baseada em uma espiral de Arquimedes quando há um aumento linear no raio r com a coordenada polar θ. No entanto, é igualmente praticável construir o rotor por meio de um aumento não linear nos raios interno e externo r com a coordenada polar θ através do uso de uma espiral matemática subjacente diferente tal como de Arquimedes, Euler, Fibonacci, hiperbólica, Lituus, logarítmica, Theodorus ou qualquer outra espiral bem conhecida que tem o raio r variável como uma função da coordenada polar θ, mas também tem uma terceira variável, o comprimento l, que também varia como uma função da coordenada polar θ. O uso de uma espiral de Arquimedes com aumento linear nos raios r com a coordenada polar θ provê uma hélice cônica formada em torno de um frustocone de lado reto tal como mostrado nas figuras. Por outro lado, um aumento não linear nos raios interno e externo r com a coordenada polar θ deve prover um formato diferente, por exemplo, as superfícies cônicas externa e interna podem ser curvadas.
[00080] Nas modalidades preferidas aqui ilustradas, o par de hélices cônicas é escolhido para que tenha um aumento linear nos raios r com a coordenada polar θ ao longo do eixo longitudinal, em que cada uma delas possui um raio inicial diferente. Em algumas modalidades, tal como nas Figuras 4A a 5B, o raio crescente de uma ou outra hélice cônica pode aumentar a razões maiores ou menores de modo a formar um par de hélices cônicas não paralelas. Em outras modalidades, tal como nas Figuras 1A a 3B, eles podem aumentar à mesma razão de modo a formar um par de hélices cônicas paralelas. Simultaneamente, o passo helicoidal também é diminuído por meio da variação de I como uma função de θ continuamente ou em etapas distintas ao longo do eixo longitudinal 4. A taxa de diminuição do passo helicoidal ou a taxa de aumento da frequência helicoidal nas modalidades das figuras são lineares. Alternativamente, elas podem ser não lineares.
[00081] O formato da hélice, o aumento do raio e a diminuição do passo combinam para prover a força de reação hidrodinâmica total no rotor e desse modo no torque e na saída de energia. Esses parâmetros podem ser otimizados para maximizar a extração de energia de um determinado fluxo de fluido ou para limitar a extração de energia de um determinado fluxo de fluido caso isso seja requerido. O conjunto de equações a seguir considera as forças de reação hidrodinâmica e os torques gerados.
Figure img0001
[00082] Tal como indicado na equação [1], o fluxo de massa °m no rotor é constante. As forças de reação hidrodinâmica Fx, Fy e Fz são necessariamente produzidas devido ao passo helicoidal continuamente decrescente ou, em outras palavras, devido a uma mudança contínua na direção do fluxo de fluido e desse modo uma mudança nos componentes da velocidade u, v e w do fluido entre os componentes da velocidade na primeira e na segunda seções transversais arbitrárias no rotor, em que a primeira e a segunda seções transversais arbitrárias ficam a distâncias diferentes ao longo do comprimento do rotor. Isto resulta em uma taxa de mudança do momentum e das forças de reação hidrodinâmica tal como expresso pelas Equações [2.1] a [2.3]. Observando a regra da mão direita, os torques Tx, Ty e Tz em torno dos eixos x, y e z do rotor são produzidos pelo produto transversal fora de equilíbrio dos componentes da força hidrodinâmica e das distâncias relevantes x, y e z do eixo longitudinal em torno do qual eles agem tal como mostrado pelas Equações [3.1] a [3.3].
[00083] De acordo com esse conjunto de equações, pode ser compreendido que uma mudança na taxa da diminuição do passo helicoidal irá resultar em um aumento ou uma diminuição nas forças de torção e na saída de energia. Uma diminuição na força de torção é obtida por uma taxa mais lenta da diminuição do passo helicoidal e um aumento na força de torção é obtido por uma taxa mais rápida da diminuição do passo helicoidal.
[00084] A distância do eixo longitudinal em que as forças de reação hidrodinâmica age continuamente é aumentada ou diminuída pela mudança no raio do par de hélices cônicas. Para cada passagem de fluxo complicada, resulta um conjunto separado de forças de torção, em que a força de torção total em torno do eixo longitudinal do rotor é a soma de todas as forças de torção que agem em torno do eixo longitudinal do rotor.
[00085] No caso em que os raios crescentes do par de hélices cônicas aumentam à mesma taxa para formar um par de hélices cônicas paralelas, isto resulta em um aumento igual na distância do eixo longitudinal em que as forças de reação hidrodinâmica agem e desse modo uma ampliação da força de torção e da saída de energia tal como determinado pelas Equações [3.1] a 3.3]. Neste caso, as áreas secionais transversais na primeira e na segunda seções transversais arbitrárias no rotor aumentam a uma taxa constante e, uma vez que o fluxo de massa é constante, as diferenças da velocidade e desse modo as forças de reação hidrodinâmica produzidas são constantes. A ampliação da força de torção e da saída de energia só é dependente da razão na qual o raio do par de hélices cônicas aumenta.
[00086] Onde o raio do par de hélices cônicas aumenta a razões maiores ou menores de modo a formar um par de hélices cônicas não paralelas, isto tem o efeito de mudar a razão na qual as áreas secionais transversais na primeira e na segunda seções transversais arbitrárias no rotor aumenta. Quando a hélice cônica interna aumenta no raio a uma razão mais lenta do que o aumento no raio da hélice cônica externa, as áreas secionais transversais arbitrárias aumentam a uma razão mais rápida. Isto tem o efeito de reduzir as mudanças nos componentes da velocidade e, uma vez que o fluxo de massa é constante, as forças de reação hidrodinâmica produzidas são mais baixas. Quando o raio da hélice cônica interna aumenta a uma razão mais rápida do que o raio da hélice cônica externa, as áreas secionais transversais arbitrárias aumentam a uma razão mais lenta. Isto tem o efeito de aumentar as mudanças nos componentes da velocidade e, uma vez que o fluxo de massa é constante, as forças de reação hidrodinâmica produzidas são maiores. Desse modo, através da manipulação dos parâmetros do rotor, é possível manipular a saída de energia extraída e otimizar ou restringir a mesma tal como necessário.
[00087] Além disso, a conexão entre o par de hélices cônicas não é limitada a ser reta. A conexão pode ser curvada, por exemplo, uma superfície côncava pode ser usada para aumentar a área de superfície ao longo da superfície da pá de rotor especialmente formada a fim de espalhar as forças hidrodinâmicas resultantes sobre uma área maior e reduzir as tensões internas. Similarmente, o par de hélices cônicas é em geral alinhado axialmente para fins de simplificação, mas pode ser ligeiramente desalinhado a fim de mudar as características de superfície das hélices cônicas de uma maneira vantajosa.
[00088] Tal como discutido acima, vários parâmetros do rotor e o formato da pá podem ser variados dependendo da finalidade do rotor e das condições de operação às quais será exposto, tal como a vazão e assim por diante. As Figuras 14 a 16 ilustram como as mudanças nesses parâmetros afetam o desempenho do rotor.
[00089] A Figura 14 é um gráfico que ilustra o efeito da variação da relação entre o diâmetro máximo externo Do rotor e o diâmetro externo mínimo do. Neste caso, os raios do par de hélices cônicas são aumentados à mesma razão de modo a formar um par de hélices cônicas paralelas. O diâmetro crescente resulta em um aumento na distância do eixo longitudinal em que as forças de reação hidrodinâmica agem e desse modo provê uma ampliação da força de torção. A ampliação da força de torção é dependente da razão na qual os raios do par de hélices cônicas aumentam.
[00090] Como uma linha base, a Figura 14 usa um arranjo sem nenhuma mudança no diâmetro, isto é, onde a relação dos raios máximo e mínimo [Do/do] é igual a um. Este é um rotor em que os raios do par de hélices cônicas não aumentam, isto é, este é um rotor baseado em uma hélice cilíndrica e não em uma hélice cônica. Os rotores aqui descritos, que são baseados nas pás formadas por hélices cônicas, têm uma relação de mais de um, e isto provê uma multiplicação do torque e um aumento na eficiência tal como mostrado na figura.
[00091] Em algumas das variantes discutidas acima, as hélices cônicas internas e externas são formadas em superfícies cônicas não paralelas. A Figura 15 é um gráfico que ilustra o efeito do aumento ou da diminuição dos raios relativos do par de hélices cônicas para formar um par de hélices cônicas não paralelas. Quando a hélice cônica interna aumenta no raio a uma razão mais lenta do que o aumento no raio da hélice cônica externa (isto é, [Δri/L]/[Δro/L] < 1), as áreas secionais transversais arbitrárias à primeira e segunda distâncias longitudinais ao longo do rotor aumentam a uma razão mais rápida. Isto tem o efeito de reduzir as mudanças nos componentes da velocidade e, uma vez que o fluxo de massa é constante, as forças de reação hidrodinâmica e as forças de torção produzidas são mais baixas. Quando o raio da hélice cônica interna aumenta a uma razão mais rápida do que o raio da hélice cônica externa (isto é, [Δri/L]/[Δro/L] > 1), as áreas secionais transversais arbitrárias dentro do rotor aumentam a uma razão mais lenta. Isto tem o efeito de aumentar as mudanças nos componentes da velocidade e, uma vez que o fluxo de massa é constante, as forças de reação hidrodinâmica e as forças de torção produzidas são maiores. O ponto em que [Δri/L]/[Δro/L] = 1 é um rotor no qual os raios do par de hélices cônicas aumentam à mesma razão de modo a formar um par de hélices cônicas paralelas.
[00092] Outras variantes discutidas acima envolvem o uso de mudanças diferentes no passo para o passo decrescente das hélices cônicas. A Figura 16 é um gráfico que ilustra o efeito das mudanças na taxa de diminuição do passo helicoidal que resulta em uma mudança na taxa de aumento da frequência helicoidal Δf.Tal como mostrado na figura, uma mudança desta natureza irá resultar em um aumento ou uma diminuição nas forças e desse modo na saída de força de torção. Uma diminuição na força de torção é obtida por uma taxa mais lenta da diminuição do passo helicoidal ou uma taxa de aumento mais lenta da frequência helicoidal e de um aumento na força de torção é obtido por uma taxa mais rápida da diminuição do passo helicoidal ou por uma taxa de aumento mais rápida na frequência helicoidal. Na Figura 16, o rotor etiquetado com Δf = 0,1 é baseado no rotor apresentado nas Figuras 1A a 3B. Em comparação, o rotor etiquetado com Δf = 0,05 é baseado no rotor apresentado nas Figuras 6A e 6B, ao passo que o rotor etiquetado com Δf = 0,25 é baseado no rotor apresentado nas Figuras 7A e 7B.
[00093] Em resumo, as modalidades preferidas aqui descritas provêm um aparelho de rotor de dois estágios de baixa complexidade compacto que é ideal para a geração de eletricidade a partir do fluxo de maré. O aparelho de rotor de dois estágios pode, no entanto, ser eficazmente aplicado a qualquer sistema de fluxo de líquido que pode ter características de corrente de líquido simples, reversíveis ou cíclicas. O desenho dos rotores e das pás pode ser ajustado a uma aplicação particular através da variação dos parâmetros tal como descrito acima. Os parâmetros não são limitados aos valores e às combinações de valores aqui apresentados. Ao invés disto, os parâmetros podem ser variados sozinhos ou em combinação tal como necessário para se obter as características de desempenho desejadas. Essas características asseguram que o aparelho de rotor de dois estágios possa operar eficientemente sob condições e cenários significativamente variados encontrados em fluxos de fluidos líquidos.

Claims (16)

1. Aparelho de rotor para extrair a energia de fluxos de fluido unidirecionais ou bidirecionais, caracterizado pelo fato de que o aparelho de rotor compreende um primeiro rotor montado para a rotação em torno de um eixo de rotação em uma primeira direção de rotação, em que o primeiro rotor tem pelo menos uma pá helicoidal com um passo que diminui em uma direção ao longo do eixo de rotação; e um segundo rotor montado para a rotação em torno do mesmo eixo de rotação em uma direção de rotação oposta e que tem pelo menos uma pá helicoidal com um passo que aumenta na mesma direção ao longo do eixo de rotação, em que o fluido que sai do primeiro rotor é passado para o segundo rotor.
2. Aparelho de rotor, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o aparelho de rotor é um aparelho de rotor para extrair a energia dos fluxos de maré.
3. Aparelho de rotor, de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizado pelo fato de que o primeiro e/ou o segundo rotor(es) têm uma abertura na extremidade de entrada ou de saída do aparelho de rotor que é arranjada para receber ou expelir o fluido que flui em uma direção geralmente axial.
4. Aparelho de rotor, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, caracterizado pelo fato de que o primeiro e o segundo rotores têm aberturas em suas extremidades opostas que são adaptadas para receber ou expelir o fluido que flui com um componente radial e também um componente axial.
5. Aparelho de rotor, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que o primeiro e o segundo rotores têm extremidades opostas que são do mesmo diâmetro.
6. Aparelho de rotor, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que o primeiro rotor e/ou o segundo rotor têm uma pá ou pás formadas por uma superfície que se estende entre as hélices cônicas interna e externa, em que cada uma das hélices cônicas tem um passo que diminui à medida que o raio da hélice aumenta.
7. Aparelho de rotor, de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelo fato de que os dois rotores tem extremidades de diâmetro grande opostas uma à outra e são do mesmo diâmetro.
8. Aparelho de rotor, de acordo com a reivindicação 6 ou 7, caracterizado pelo fato de que o primeiro rotor e o segundo rotor têm uma pá ou pás do mesmo formato formadas por hélices cônicas similares.
9. Aparelho de rotor, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que compreende um invólucro sobre o primeiro e o segundo rotores, em que o invólucro é para suportar os rotores para a rotação em torno do eixo de rotação.
10. Aparelho de rotor, de acordo com a reivindicação 9, caracterizado pelo fato de que o invólucro do rotor tem uma seção de entrada e uma seção de saída, em que a geometria da entrada do invólucro do rotor é projetada para aumentar a velocidade linear do fluxo de líquido à medida que ele ingressa na entrada do rotor, e a saída do invólucro do rotor é projetada para desacelerar o fluxo de líquido de uma maneira controlada.
11. Gerador caracterizado pelo fato de que compreende o aparelho de rotor como definido em qualquer reivindicação anterior.
12. Método, caracterizado pelo fato de que compreende o uso de um aparelho de rotor ou um gerador de como definido em qualquer reivindicação anterior, para a produção de energia cinética rotacional a partir do fluxo de um fluido.
13. Método, de acordo com a reivindicação 12, caracterizado pelo fato de que compreende o uso do aparelho de rotor de dois estágios para produzir energia a partir de um fluxo de maré.
14. Método de fabricação de um aparelho de rotor de dois estágios, caracterizado pelo fato de que compreende: a montagem de um primeiro rotor para a rotação em torno de um eixo de rotação, em que o primeiro rotor tem pelo menos uma pá helicoidal com um passo que diminui em uma direção ao longo do eixo de rotação; e a montagem de um segundo rotor para a rotação em torno do mesmo eixo de rotação em uma direção de rotação oposta, em que o segundo rotor tem pelo menos uma pá helicoidal com um passo que aumenta na mesma direção ao longo do eixo de rotação.
15. Método, de acordo com a reivindicação 14, caracterizado pelo fato de que compreende a provisão de características de um aparelho de rotor de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 10.
16. Aparelho de rotor, caracterizado pelo fato de que é substancialmente tal como descrito acima com referência às Figuras 1A a 3B, Figuras 4A e 4B, Figuras 5A e 5B, Figuras 6A e 6B, Figuras 7A e 7B, Figuras 8A a 9B, Figura 10, Figura 11 ou Figura 12.
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Families Citing this family (31)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102012012925A1 (de) * 2012-06-28 2014-01-02 Toni Hübler Wasserkraftschnecke mit integriertem Ringgenerator
WO2014035358A1 (ru) * 2012-08-27 2014-03-06 Товариство 3 Обмежемою Вiдповiдальнicтю "Антанта Eко" Система преобразования энергии текучих сред
JP5809126B2 (ja) * 2012-10-24 2015-11-10 タカノ株式会社 マイクロ水力発電機
US9217332B2 (en) * 2012-11-05 2015-12-22 Mohammad Ismail Abbassi Shakibapour Uni-directional axial turbine blade assembly
KR101518378B1 (ko) * 2014-06-10 2015-05-07 진흥구 무단변속장치
ES2574132B1 (es) * 2014-11-14 2017-03-24 Rafael APARICIO SÁNCHEZ Turbina para aprovechamiento de la energía de las olas del mar
JP6103449B2 (ja) * 2015-03-04 2017-03-29 悠一 桐生 潮流発電パネルと係留索
CA2893119A1 (en) * 2015-03-16 2016-09-16 Peter K. O'hagan Improved wind turbine suitable for mounting without a wind turbine tower
CN104747238B (zh) * 2015-03-19 2016-08-17 华南理工大学 一种空间曲线微槽结构导流的空气动力马达
US10197038B2 (en) * 2015-09-18 2019-02-05 Charles B. Culpepper Helical longitudinal blade turbine system including a funnel throat valve comprising a plurality of semi-circular valve plates
US9759179B2 (en) * 2015-09-18 2017-09-12 Charles B. Culpepper Hydroelectric generator system including helical longitudinal blades forming an open bore and aligned with a current direction
WO2017088011A1 (en) * 2015-11-23 2017-06-01 Helberg Holdings Pty Ltd Hydroelectric installation
JP6126287B1 (ja) * 2016-09-29 2017-05-10 株式会社ドリームバード 垂直軸型螺旋タービン
EP3551875B1 (en) * 2016-12-09 2021-09-22 Kinetic NRG Technologies Pty Ltd A hydrokinetic power generator
US20180171981A1 (en) * 2016-12-18 2018-06-21 Hush Turb Ltd. Integrated modular wind turbine
EP3613980A4 (en) * 2017-04-19 2020-12-23 Dreambird Inc. VERTICAL SHAFT TURBINE
UA123088C2 (uk) * 2017-08-07 2021-02-17 Владлен Анатолійович Снісар Турбіна та спосіб її обертання
JP6598264B2 (ja) * 2018-03-29 2019-10-30 株式会社エイワット 水力発電用タービン及び水力発電装置
US20200049124A1 (en) * 2018-08-09 2020-02-13 Matthew Wayne Harker Harker oceanic power station
ES2931325T3 (es) 2019-03-13 2022-12-28 Natel Energy Inc Turbina hidráulica
CN110397545B (zh) * 2019-07-08 2021-05-18 武汉大学 一种螺旋叶对旋式双转轮水轮机
CN110318928A (zh) * 2019-07-09 2019-10-11 宝鸡市林山环保科技推广有限公司 一种涡轮水轮机
US10738755B1 (en) * 2019-10-24 2020-08-11 On Hoter-Ishay Hydrostatic pressure turbines and turbine runners therefor
NL2024653B1 (nl) * 2020-01-13 2021-09-07 Ephebe B V Systeem voor het opwekken van elektrische energie uit een waterstroming in een waterreservoir, en civiele constructie.
BR102020007224B1 (pt) * 2020-04-10 2021-10-26 Mauricio Otaviano De Queiroz Unidade coletora de energia de corrente
IT202100016355A1 (it) * 2021-06-22 2022-12-22 Zero3 S R L Girante per turbine eoliche
GB2616384B (en) 2021-07-22 2024-04-03 The Fish Friendly Hydropower Company Ltd Hydroelectric turbine
KR102682310B1 (ko) * 2022-01-04 2024-07-04 김병진 변형가변나선 실린더 및 이를 이용한 프로펠러와 노즐
US20240093677A1 (en) * 2022-09-21 2024-03-21 Phillip Galinsky Energy generating device
WO2025050072A1 (en) * 2023-09-01 2025-03-06 Natel Energy Holdings, Inc. Hydraulic turbine runner
CN119122723B (zh) * 2024-09-25 2025-06-06 四川智天宫科技有限责任公司 一种螺旋式水轮机及导流组件

Family Cites Families (31)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US587814A (en) * 1897-08-10 Current water-motor
US622474A (en) * 1899-04-04 Fluid-actuated or fluid-forcing device
SE377829B (pt) 1974-09-16 1975-07-28 Karlstad Mekaniska Ab
US4526321A (en) 1981-05-12 1985-07-02 Gerni A/S Apparatus for cleaning surfaces
IN164969B (pt) * 1984-11-07 1989-07-15 Warren Neville Tyson
DE59406124D1 (de) 1993-10-30 1998-07-09 Honeywell Ag Rückspülbare Filtereinrichtung
US5527159A (en) * 1993-11-10 1996-06-18 The United States Of America As Represented By The Administrator Of The National Aeronautics And Space Administration Rotary blood pump
GB9407695D0 (en) 1994-04-19 1994-06-15 Burns David J Electrical power generating apparatus and an electrical vehicle including such apparatus
JPH09224885A (ja) 1996-02-23 1997-09-02 Eiichi Ikeda 打部を有する真空掃除機の先端ノズル
US5997242A (en) * 1996-12-02 1999-12-07 Alden Research Laboratory, Inc. Hydraulic turbine
DE19828171A1 (de) 1998-06-24 1999-12-30 Mecana Umwelttechnik Ag Reiche Verfahren und Vorrichtung zum Filtrieren von Flüssigkeit
US6247892B1 (en) * 1999-07-26 2001-06-19 Impsa International Inc. Continuous flow rotary pump
US6595743B1 (en) * 1999-07-26 2003-07-22 Impsa International Inc. Hydraulic seal for rotary pumps
AU5317799A (en) * 1999-07-26 2001-02-13 Impsa International, Inc. Continuous flow rotary pump
CA2380623A1 (en) * 1999-07-29 2001-02-08 Jonathan B. Rosefsky Ribbon drive propulsion system and method
US6527520B2 (en) * 1999-07-29 2003-03-04 Jonathan B. Rosefsky Ribbon drive pumping with centrifugal contaminant removal
GB2369694B (en) * 2000-11-29 2002-10-16 Sun Microsystems Inc Efficient memory modification tracking
CN2640574Y (zh) 2003-03-25 2004-09-15 卢普伦 自动调压反冲洗过滤器
KR20070087546A (ko) 2004-07-21 2007-08-28 아미애드 필트레이션 시스템즈(1997) 엘티디. 여과기 청소 헤드
CA2481820C (en) * 2004-09-17 2009-09-01 Clean Current Power Systems Incorporated Flow enhancement for underwater turbine generator
GB0426256D0 (en) 2004-11-30 2004-12-29 Bowie Malcolm M Apparatus for the generation of power from a flowing fluid
ATE515303T1 (de) 2005-11-14 2011-07-15 Odis Irrigation Equipment Ltd Methode zur filterreinigung und filtrationssystem mit reinigungseinrichtungen
TW200839101A (en) * 2006-11-27 2008-10-01 Nidec Corp Series axial flow fan
GB0710318D0 (en) * 2007-05-30 2007-07-11 Isis Innovation Water turbine
CN101918700B (zh) * 2007-11-16 2013-06-19 自然能技术有限公司 发电机
TW201024531A (en) * 2008-08-22 2010-07-01 Natural Power Concepts Inc Apparatus for generating electricity from flowing fluid using generally prolate turbine
CN101474770A (zh) 2009-01-17 2009-07-08 杨君德 反推式对转刷水下除污装置
CN201357010Y (zh) 2009-02-05 2009-12-09 上海松岩机电设备成套有限公司 全自动清洗过滤器
CN201461213U (zh) * 2009-05-08 2010-05-12 单运秋 螺旋式水轮机
EP2498924A2 (en) 2009-11-12 2012-09-19 Filter Safe Ltd. Filter proximity nozzle
DE102009060763A1 (de) 2009-12-30 2011-07-07 Habek, Nenad, Dr., 86154 Geometrische Anordnung von Teilen eines Energiewandlers

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