ES3022308B2 - Plataforma undimotriz - Google Patents

Description

[0001] DESCRIPCIÓN

[0003] Plataforma undimotriz

[0005] Sector de la técnica

[0007] La presente invención pertenece al sector del equipamiento para la extracción de energías renovables, concretamente las dedicadas al aprovechamiento de los recursos energéticos potenciales existentes en las olas del mar y en el agua del mar.

[0009] El objeto principal de la presente invención es un dispositivo undimotriz que transforma el movimiento de las olas en trabajo mecánico, este trabajo mecánico es utilizado para generar energía eléctrica tanto continua como alterna y con esta, desalar agua de mar y descomponerla con la finalidad de obtener hidrógeno.

[0011] Antecedentes de la invención

[0013] El calor del sol calienta la atmosfera y genera movimientos en las masas de aire, estas por rozamiento en la superficie marina generan olas, las olas son masas de agua en movimiento, un torbellino horizontal que se traslada a relativa velocidad, con una gran masa y por lo tanto con un gran potencial energético y que además genera diferencias de altura en la superficie del mar, este potencial energético es susceptible de ser captado y transformado en trabajo mecánico, el género de dispositivos que transforman esta energía potencial en trabajo mecánico de denominan olamotrices o undimotrices.

[0015] Existen varios factores que hay que tener en cuenta y lo que es más importante, han de aunarse en un mismo dispositivo para que pueda tener las capacidades suficientes para ser operativamente competitivo y estas son:

[0017] Ha de ser flotante; los dispositivos situados en la costa requieren de zonas específicas, permisos y licencias especiales, una gran inversión, pocas posibilidades de expansión, impacto visual y medioambiental; lo mismo ocurre con los dispositivos fijados al fondo marino mediante torretas o columnas, mientras que los flotantes son situados mediante un simple anclado, no requieren licencias de obras, menor inversión, menor impacto medioambiental.

[0019] Ha de ser trasladable; un dispositivo undimotriz que permita su traslado con facilidad es una ventaja operativa importante, tanto para poder cubrir necesidades en distintas zonas como para la realización de mantenimientos. Si tiene la capacidad de navegación autónoma mejor.

[0021] Un sistema de anclaje eficiente: para los dispositivos flotantes es muy importante que su sistema de anclaje sea eficiente y no interfiera en la operatividad del dispositivo, teniendo en cuenta que tanto el viento como las corrientes marinas generan lo que se denomina como deriva y que no es más que fuerzas que actúan sobre la estructura del dispositivo y que se trasladan en forma de tensión sobre el sistema de anclaje que comprometen tanto la funcionalidad como la seguridad de los equipos.

[0023] La flotabilidad como fuerza principal no es más que la aplicación del principio de Arquímedes, lo que ocurre es que el agua no está en reposo por lo que se genera un movimiento ascendente y descendente en el objeto flotante, el aprovechamiento de esta fuerza variable por el movimiento de las olas es el principio fundamental de la mayoría de los dispositivos undimotrices, las fórmulas aplicadas para la captación influirán en la eficiencia, a mayor agua desalojada mayor fuerza, así que si todo el dispositivo es un flotador y se consigue captar el movimiento de este de forma omnidireccional y continua la eficiencia será máxima; a ello debe aplicarse en la mayor medida posible el aumento de fuerza que pueda conseguirse mediante la fuerza de la aplicación de momento; claro está, existen otros factores que han de tenerse en cuenta como el rozamiento del agua y la hidrodinámica o resistencias en el fluido, por tanto las formas de estos elementos flotantes son un factor importante a tener en cuenta.

[0025] La flotabilidad ejerce una fuerza ascendente, pero en el caso de las olas no es la única fuerza actuante, las olas son una masa de agua que se traslada de forma horizontal en turbulencia circular, como un rollo de heno moviéndose horizontalmente uno tras otro, la flotabilidad sube y baja al paso de estas olas turbulentas por su diferencial de altura, pero no aprovecha esa masa que se mueve horizontalmente con gran poder energético, es más, el choque de esas masa de agua sobre la estructura genera derivas, el aprovechamiento de esta fuerza es importante para conseguir una óptima captación de la energía de las olas y un mayor rendimiento energético.

[0026] El momento o torque es sumamente importante, ya que puede multiplicar la fuerza captada para su transformación en trabajo mecánico, tener en cuenta este factor aumentará en mucho la eficiencia de un dispositivo undimotriz.

[0028] Otro punto y el más importante es la transformación de la energía aportada por las capacidades de captación del dispositivo en trabajo mecánico, uno de los aspectos más importantes es la continuidad, que en todo momento exista transformación en trabajo mecánico, evitando perdidas de rearmado, como compresión de muelles, levantamiento de masas, o intermitencias que restan funcionalidad a los equipos. La omnidireccionalidad, el aprovechamiento de cualquier movimiento, vega de cualquier dirección es un factor prioritario dado que la máxima captación y transformación de la energía es la finalidad del equipo. E sistema capaz de convertir el movimiento ascendente /descendente del mar, el movimiento de la masa de las olas y el momento aplicable, todo ello de forma omnidireccional, en el giro de un eje de forma continua es fundamental y marcará la diferencia.

[0030] La concepción del dispositivo no solo ha de estar destinado a convertir el movimiento de las olas en electricidad dado que la electricidad no es la única posibilidad energética en el mar, lo es también y está destinado a ser el futuro de la movilidad, el hidrógeno, producir hidrógeno en el mar en un dispositivo flotante y trasladable tiene algunas ventajas importantes, la producción allí donde sea necesaria, mayor seguridad por su aislamiento, contar con el agua necesaria, ni obras, ni licencias, ni impacto ecológico ni visual de la costa, etc. La producción de hidrógeno a partir de las energías renovables o hidrógeno verde está luchando por acercarse en costos de producción a los combustibles fósiles, la mayor eficiencia, el ahorro en energía o equipos en cada paso de la cadena está poco a poco acercándolos, los controles de la temperatura de trabajo en algunos electrizadores requieren de un equipo eléctrico de control de refrigeración del agua que además de su valor, consumen energía.

[0032] Existen innumerables dispositivos para la captación de energía de tipo undimotriz, los cuales al parecer tienen semejanza entre sí dado que la mayoría contienen elementos comunes que son nombrados como, flotadores, cables, poleas, masa, anclas, etc... y es que, necesariamente estos elementos están presentes y son característicos en los entornos marinos y son tendentes a "confusión", sin embargo, todos estos dispositivos aunque con elementos comunes, son diferentes en cuanto a la concepción de la transformación de la energía, su eficiencia técnica y rendimiento, costos, practicidad, etc.

[0034] Con la finalidad de ser lo más clarificador posible, a continuación, se ofrece una exposición de los tipos de dispositivos existentes del segmento denominado undimotriz o olamotriz: Básicamente tenemos dos grupos de dispositivos:

[0035] A.-Los instalados en la costaque se dividen en:

[0036] 1.- Los que captan la energía mediante flotadores que son movidos por las olas ejemplo: (sistema SDE).

[0037] 2.- Los que producen energía mediante turbinas o hélices por las que pasa el agua, ejemplo: (TAPCHAN Tapered Channel Wave Power Device).

[0038] 3.- Los que, mediante cámaras de aire, el cual es bombeado por el subir y bajar de las olas ejemplo: (Oscillatin Water Columm OWC.).

[0039] Estos dispositivos instalados en la costa tienen el problema de requerir una ubicación concreta, no son móviles, requieren de una alta infraestructura e inversión, gran impacto visual y ecológico, aunque funcionan, no son en su mayoría eficientes en la captación de energía con respecto a la inversión realizada.

[0040] B.-Los instalados en el mar, estos se dividen en:

[0041] 1.- Los fijados al fondo mediante torretas y que captan la energía básicamente de la misma forma que los instalados en tierra, ejemplo (Searacer, Archimedes Wave Swinhg).

[0042] 2.- Los que son anclados (flotantes y transportables) y que actúan por el diferencial en la altura de las olas, tanto en dispositivos flotantes como sumergidos o parcialmente sumergidos, que captan la energía de muy diferentes formas: por el movimiento de flotadores, mediante hidráulicos, cuerdas, barras, etc., tanto en posicionamiento horizontal como la máquina de Pelamis, Salter Duck, como verticales ejemplo: (Power Buoy).

[0043] La invención objeto de la presente solicitud, está encuadrado entre losdispositivos flotantes y transportables.

[0044] Entre los dispositivos conocidos, se hace referencia a las siguientes patentes:

[0045] FR 2935158 A1 (HILDEBRAND GEORGES)Planta Flotante Trípode de Péndulo Inerte (CFTPI), este sistema utilizando unos flotadores colocados de forma triangular para crear un desequilibrio constante del puente donde existe una masa que se desplaza por ese desequilibrio de forma centrífuga la cual es convertida en trabajo mecánico y este a un generador, por tanto, aunque esta masa que se mueve en desequilibrio y tiene un sistema de aumento de momento por desplazamiento de la masa, la producción de todo este aparataje está limitada a esta masa en movimiento, no utiliza la fuerza de flotación de sus flotadores más que para crear un desequilibrio de la masa actuante ayudado por una masa de agua cautiva que ayuda a la escora. Este dispositivo se ancla al fondo oceánico mediante tres anclas en Y, dos en proa y una en popa, por lo que no permite al dispositivo girarse con el viento limitando su funcionamiento a una dirección concreta de oleaje, además de que este sistema de anclaje al estar situado por encima del cardán, limitará el movimiento de la proa y la popa; una masa está unida mediante cardan con el puente para permitir su movimiento oscilatorio, esta masa no tiene más función que la de dar estabilidad e impedir el vuelco no formando parte del sistema de captación de energía. La coincidencia de este dispositivo con la invención objeto de la presente solicitud, no en más que la cierta apariencia y los elementos comunes a todos los sistemas flotantes; Este dispositivo es muy limitado en cuanto a la producción de energía con respecto a la gran infraestructura que conlleva y nada tiene en coincidencia técnica, ni en forma ni en soluciones con el dispositivo objeto de la presente solicitud.

[0046] WO 2011140196 A2 (COWEN SCOTT), se trata de una boya flotante unida al fondo mediante una masa que es su anclaje, un cable une la masa con un cabrestante, cuando la ola hace subir la boya, el cable que está unido a la masa de anclaje, hace girar el cabrestante y este hace girar una masa tipo volante de inercia, conectado al generador produce electricidad (solo en el movimiento de tracción o de subida, dejando la constancia de producción al giro del volante de inercia) ya que la energía producida por el cable de tracción también debe aportar fuerza a un muelle recuperador que reinicia el ciclo enrollando el cable cuando la boya desciende. Por tanto, no es de ciclo continuo sino de pulsaciones atenuadas por el volante de inercia, esta invención, aunque si tiene la capacidad de producir electricidad, esta será en corriente continua y en pulsaciones, aunque pueda ser una solución para un hogar junto al mar siempre con el uso de baterías y transformador de corriente. Este sistema en absoluto tiene parecido ni en concepción ni en funcionalidad con el dispositivo objeto de la presente solicitud más que la de todos los dispositivos flotantes, además, el inventor de esta patente no ha tenido en cuenta que la fuerza de las olas y el viento, arrastrarán en deriva la boya en la horizontal con respecto a la masa de anclaje estirando el cable sin posibilidad de ser recuperado por el muelle mientras persista el oleaje, simplemente su funcionalidad es limitada.

[0048] GB 2261262 A (MOMENY BAHRAM)este curioso dispositivo, pertenece más a los fijados al fondo que a los flotantes, ya que aunque presenta la opción de flotante para profundidad, necesita de la sujeción e inmovilización de la estructura central para funcionar, básicamente es un sistema tipo columpio donde dos flotadores suben y bajan con las olas, moviéndose sobre un eje central constituido por engranajes que a su vez mueven otros engranajes proveyendo al sistema un movimiento unidireccional, que se transmite a un muelle que sirve de almacén de energía, este a una caja de cambios que a su vez está conectada a un generador. Su limitación está en el muelle, otra limitación se encuentra en la forma de anclaje, este sistema necesita de mantener inmóvil el chasis central anclándolo por varios puntos lo que hace que el dispositivo no pueda atender los cambios de dirección del viento y en consecuencia de las olas, limitando su funcionalidad, solo atiende a un movimiento de proa a popa, no tiene funcionalidad unidireccional ni puede girarse según el viento, aun así, es un buen dispositivo aunque nada tiene que ver con el que se presenta en la presente solicitud, más allá de los elementos comunes a todos los dispositivos marinos.

[0050] US 2012063262 A1 (IMRAN MIR)se trata de un sistema de boya para monitorear buzos y objetos submarinos que incluye un rudimentario sistema de generación de energía, este sistema se trata de una masa colgante por un cable que está unido al centro del generador, según la descripción que no es precisa, cuando al ola sube la boya tira de la masa y está por efecto de su masa tira del cable que la une a los imanes del centro del generador, generando un movimiento que a su vez produce interferencia del campo magnético del generador creando electricidad de tipo continua, a pequeña escala y que almacena en baterías básicamente para el consumo de los equipos montados en el dispositivo aunque pueda ser derivado a tierra o a una embarcación. Este sistema nada tiene en común con el dispositivo objeto de la presente solicitud, ni en las soluciones ni en las formas de conseguirlo, otra vez notamos que las únicas coincidencias son los elementos comunes en todos los dispositivos flotantes, (boya, masa, cable) pero que nada tienen en común en cuanto a concepción con el dispositivo objeto de la presente solicitud, este dispositivo de Imram Mir, genera electricidad por pequeñas variaciones del campo magnético, a una escala mínima, básicamente para el autoconsumo.

[0052] KR 101754862B B1 (UNIV ULSAN FOUND FOR IND COOP)este dispositivo no pertenece al tipo flotantes y trasladables ya que necesita ser fijado al fondo por medio de una plataforma que sostiene el conjunto, una ola genera solo un movimiento de subida del flotador el cual tira de un cable que mueve el sistema de poleas y embragues para dar torque a un generador, para ello utiliza un cable y una masa de recuperación para mantener una continuidad. La elevación de la masa resta potencia al equipo, el contener una sola boya permite solo un ciclo por ola, requiere zonas de poca profundidad, está más cerca de un sistema SDE de instalación en costa y su coincidencia con el dispositivo objeto de la presente solicitud no es más que los elementos comunes en un entorno marino, requiere de una costosa infraestructura fijada al fondo marino además de no ser trasladable, es un sistema totalmente diferente a el objeto de la presente solicitud.

[0054] EP 3059441 A1 ( KIMURA MITSUTERU)se trata de una concepción muy parecida a US 2012063262 A1 (IMRAN MIR) con algunas especificidades, se trata de una masa unida por un cable bien a dos masas secundarias o directamente al fondo pasando por una polea central que se encuentra en el flotador o entre flotadores, los flotadores al subir por la acción de la ola, tira del cable y este hace girar en un sentido una cadena que se encuentra unida al generador, este elemento no parece contemplar un movimiento continuo dado que solo funciona en la subida y la masa funciona solo para recuperar el cable, o sea, tiene un aprovechamiento por pulsos, no continuo, el sistema de anclado simplemente no funciona, dado que conecta el ancla a un lado de las masas secundarias, todo el elemento por la acción del viento y las corrientes tirarán del cable del ancla plegando el sistema de masas secundarias. Este dispositivo no funciona de forma continua, la fuerza está limitada al peso de la masa, es una concepción pobre en producción y en capacidad operativa.

[0056] Como podemos observar existen muy variados dispositivos para la captación de energía mediante las olas, pero existe una razón por la que no están presentes de forma masiva como lo están las eólicas y las fotovoltaicas, y la razón es la eficiencia en cuanto al costo/producción, sin embargo, la potencialidad energética de la masa de agua en movimiento con respecto al aire y al sol es mucho mayor y la captación de esta energía de una forma eficiente ha de dar resultados satisfactorios y competitivos si se atiende a la realidad del ambiente marino.

[0058] Explicación de la invención

[0060] Las ventajas principales de esta invención se resumen como sigue:

[0062] - Alto nivel de torque lo que se traduce en una alta eficiencia en la producción de hidrógeno y electricidad de forma limpia y autónoma.

[0063] - Transformación del movimiento de las olas a trabajo mecánico de forma continua. - Funciona de forma omnidireccional.

[0064] - Se activa a cualquier nivel de olas.

[0065] - Consigue dos ciclos de movimiento con una misma ola.

[0066] - Sistema de anclaje que no interfiere en el funcionamiento y eficacia del dispositivo. - Se mantiene siempre en posición óptima con respecto a las olas.

[0067] - Puede ser autopropulsado.

[0068] - Independientemente de la escora, siempre existen dos fuerzas aplicadas al eje en un mismo momento.

[0069] - No requiere de sistema de recuperación del ciclo.

[0070] - Capacidad de dirigir las fuerzas reactivas o derivadas de forma controlada y progresiva según requerimientos por medio del uso de cascos inundados.

[0071] - Control activo de las revoluciones de trabajo que aporta capacidad de producir corriente continua o alterna directamente.

[0072] - Capacidad de producir Hidrógeno mediante la descomposición del agua de mar de forma autónoma, limpia y constante.

[0073] La Plataforma Undimotriz, es un dispositivo productor de electricidad e hidrógeno, que consigue transformar la energía contenida en las olas en trabajo mecánico con gran eficiencia mediante un sistema único de aprovechamiento del potencial energético contenido en las olas, haciéndolo de forma continua y con la aplicación de un elevado valor de momento torque, de forma omnidireccional siendo un dispositivo undimotriz perteneciente a la clase de flotantes y trasladables.

[0075] Esta novedad se trata de una plataforma flotante y anclable, esta plataforma que se encuentra en continuo movimiento de proa a popa y de babor a estribor y viceversa y/o combinado, en todo momento aplica fuerza para su transformación en trabajo mecánico independientemente del nivel del oleaje, de su dirección o regularidad, ello se consigue por la acción de un chasis con dos cascos adheridos (sin que su número sea limitativo), estos novedosos cascos uno situado en proa y otro situado en popa, comprenden en tres secciones, la parte del casco que comprende la obra muerta (parte fuera del agua) y que denominamos reactiva por ser la que aporta la fuerza de movimiento tanto por desnivel vertical como por el movimiento horizontal de traslación de la ola; tiene forma ligeramente redondeada de babor hasta estribor, y va desde el agua (nivel de flotación) hacia la amura formando la proa de cada casco de menos a más en forma de álabe con el fin de que no solamente actúe su flotabilidad sino también la física de la ola que es una masa en movimiento con turbulencia en movimiento horizontal y por tanto, no solamente actuará la fuerza de la flotabilidad sino también la acción de las moléculas de agua que componen la ola al chocar contra el casco en forma de álabe, derivando la fuerza y empujando el caco hacia arriba aumentando el momento del movimiento ascendente del casco; estos cascos el de proa y el de popa, a su vez, contienen dos sentinas con forma de cono paraboloide elíptico uno situado a babor y otro a estribor, dos sentinas en cada uno de los cascos, el de proa y el de popa. Esta forma paraboloide elíptica permite un mejor movimiento, reduciendo las resistencias ejercidas por la masa de agua, tanto en movimiento ascendente/descendente como las resistencias del casco contra las corrientes y/o las olas tanto cuando el dispositivo se encuentre en movimiento o traslado como cuando se encuentre anclado, disminuyendo las fuerzas sobre el anclaje; estos conos para una mayor comprensión, están denominados con la letra A,B en el casco de proa y C,D en el casco de popa (dibujo1); estos conos se encuentran sumergidos у a su vez, están conformados por dos secciones, una sección inferior flotante con la capacidad de soportar la flotabilidad de toda la plataforma y una superior inundada que va desde la sección flotante inferior hasta el nivel de flotación donde comienza la sección reactiva, esta sección inundada es una novedad y su funcionalidad es el mantener la plataforma pegada a la superficie del mar aumentando en gran medida el potencial torque del dispositivo ya que cuando una ola levanta la proa por ejemplo, las fuerzas se transmiten al eje del generador haciéndolo girar, pero la resistencia del generador genera una perdida en forma de una fuerza contraria que llamamos fuerza R que levanta el casco de popa en cierta medida, el casco inundado elimina esta pérdida ya que el casco inundado varia su peso con el cambio de estado, mientras que bajo el agua su peso es aproximadamente de 0,030 T/m3, cuando la fuerza R actúa e intenta levantar el casco contrario al que se eleva por efecto de la ola, la parte del casco inundado que emerge del estado líquido del mar al gaseoso de la atmosfera pasa a pesar aproximadamente 1,150 T/m3, este peso anula la fuerza R y aumenta la eficiencia del dispositivo con un aumento considerable del momento torque al eje del generador, además, la fuerza de este casco inundable es regulable mediante dos tubos que van desde este casco inundado hasta la cubierta de la plataforma, uno desde la parte inferior del techo del casco inundado por donde se inyecta o se deja salir aire y otra desde el fondo del casco inundable por donde se inyecta o se deja salir agua, con ello se varia tanto el peso del casco inundado como el nivel de flotación.

[0077] Otro elemento muy importante y que ha pasado desapercibido quizás por desconocimiento de la realidad del medio marino a otros inventores de elementos undimotrices flotantes, es la incidencia del viento y las corrientes sobre las estructuras y su anclaje conocida como deriva, así como la importancia de tener control sobre estas fuerzas que pueden incidir mucho en la funcionalidad y seguridad de los equipos, la Plataforma Undimotriz objeto de esta solicitud, contiene un exclusivo sistema de anclaje que denominamos Conector de Bulones Amortiguados el cual permite la seguridad del anclado de la plataforma sin que las fuerzas del viento y las mareas junto a la tensión del anclaje interfieran en la funcionalidad y rendimiento del sistema mediante una pieza novedosa que une la estructura flotante por su centro de gravedad con el ancla o las anclas en una derivada de 45° y un tubo que se profundiza en el agua y que en su extremo inferior se encuentra adherido un contenedor hermético que contiene un electrolizador para la producción de hidrógeno, se trata de una pieza articulada mediante bulones, esta pieza sirve de unión entre la estructura flotante por su parte superior, el ancla o anclas en su parte intermedia y con una inclinación de 45° y el tubo que soporta el electrolizador por su parte inferior, esta pieza elimina la incidencia de las fuerzas del viento y las mareas sobre el funcionamiento del dispositivo ya que estas no afectan de ninguna forma el libre movimiento de la estructura flotante, la inclinación del punto de anclaje en 45° realiza una derivación de fuerzas tendente a cero; por otro lado, el movimiento del mar, el choque de las olas y el viento pueden ejercer fuerzas sobre la plataforma en su plano horizontal, estos giros, a babor o estribor de la plataforma ejercen una fuerza de torsión de gran torque sobre los bulones por la resistencia ejercida por el ancla, lo cual ocasionan un desgaste de los bulones por su gran momento sobre el sistema de anclaje, con la finalidad de evitar esto, la pieza superior del sistema de anclaje contiene unos muelles colocados de forma horizontal con topes sobre el chasis con ellos se consigue una amortiguación de la torsión a la vez que obliga a la proa a seguir la línea del anclaje de una forma suave, controlada y sin golpes sobre el sistema de anclaje.

[0079] En este momento tenemos una plataforma flotante en continuo movimiento sobre el mar, que actúa de forma omnidireccional y con dos ciclos de movimiento por cada ola ya que independientemente de la dirección de estas siempre actuarán dos veces sobre la plataforma, la novedosa forma y configuración de su casco permite tanto el aprovechamiento de las fuerzas de flotabilidad como la del movimiento horizontal de las olas manteniendo el casco firme a los variantes niveles de flotación siendo estos regulables y ello sin que las fuerzas del viento, mareas y anclaje afecten significativamente ni a su funcionamiento ni a su integridad, sigamos ahora con el aprovechamiento en trabajo mecánico de toda esta energía de forma eficaz para la producción de electricidad e Hidrógeno.

[0081] La Plataforma Undimotriz, utiliza una novedosa fórmula para la captación de la energía contenida en las olas y su transformación en trabajo mecánico donde los cascos, el chasis y toda la obra muerta se mueven circulando cautivos entre cables fijos e inmóviles mediante un rail de cadenas.

[0082] Cuatro cables (4)(dibujo 1) (sin que su número sea limitativo) son fijados en la parte inferior del tubo que cuelga desde la parte inferior del conector de bulones amortiguados, junto al anclaje del contenedor hermético que contiene el electrolizador, estos cables pasan por cada uno de los conos paraboloide elíptico y para mejor comprensión toman su denominación, el cable que pasa por el cono A pasa a denominarse cable A y así con el resto, estos cables siempre se colocarán en pares, 2, 4, 6, etc. en este caso 4, cable A, B, C y D; cada uno de los cuatro cables pasa por uno de los conos hacia la cubierta o parte superior del chasis guiado por rondanas situadas en los cascos, estos cables se unen en pares cruzados, A con C y B con D, a cadenas mediante planches, por tanto, los cables hacen un circuito cerrado inmovilizado y cruzado (dibujo 4, 5) por el que circula la plataforma que queda rodeada por estos cables inmóviles por estar fijados al tubo colgante por su parte inferior y entre pares mediante cadenas por su parte superior, el movimiento de la plataforma hace que la posición relativa de esta con respecto a un punto determinado de los cables varíe y lo hace en cualquier movimiento y de forma constante, aunque sea mínimo el movimiento.

[0084] La toma fuerza que es otra novedad de la presente invención, está formada por un eje fijado al chasis bien de forma horizontal como vertical, mediante soporte con rodamientos en el que están montados en este caso y sin que su número sea limitativo, dos pares de coronas dentadas cautivas en riel de cadenas, las coronas par AC y las coronas par BD denominadas así por estar engranadas a las cadenas unidas a los cables ya denominados por los cascos cónicos por los que pasan A, B, C, D; estas coronas están unidas al eje de fuerza mediante embragues de un solo sentido, estos pares de coronas se encuentran enganchadas y cautivas en el riel de cadena de tal forma que a una corona la cadena pasa por un lado y la otra cadena (su par) pasa por el otro lado de la otra corona, (ejemplo una por encima y la otra por debajo cuando el eje es horizontal) o (por la izquierda a una y por la derecha a su par cuando el eje es vertical) (dibujo 4), esto se realiza con la ayuda de piñones guía; de esta misma forma se instalan las coronas del otro par; al estar las cadenas inmovilizadas con respecto a la plataforma, el movimiento de toda la plataforma hará correr las coronas por el riel de cadenas, siempre habrán dos coronas aplicando fuerza al eje, una por par, si por ejemplo se levanta la proa, la corona correrá hacia la popa de la cadena en los pares AC y BD (dibujo 8, 501), las coronas que aportarán fuerza al eje serán la corona A del par AC y la corona B del par BD, mientras que las coronas C y D están desengranadas, si se levanta la popa ( dibujo 8, 502), lo mismo en sentido inverso, la tomafuerza correrá hacia la proa de la cadena y aportarán fuerza al eje las coronas C y D mientras que las coronas A y B estarán desengranadas, si el movimiento es lateral, se levanta babor (dibujo 8, 503) aportaran fuerza al eje, las coronas B y C y las coronas A y D estarán desembragadas y si se levanta lateralmente por estribor (dibujo 8, 504), aportarán fuerza al eje A y D y estarán desembragadas las coronas B y C, de este modo cualquier movimiento del mar es transmitido a las coronas que, aunque se trate de un mínimo movimiento, olas de 50 centímetros, por ejemplo, mantendrán un movimiento de las coronas por el riel de cadena por lo que el movimiento es continuo y la fuerza que las coronas aplicarán al eje es el resultado de las toneladas aplicadas por la flotabilidad de la sección del casco reactivo más la fuerza ascendente aplicada por la masa de la ola al chocar con la proa alábica del casco, más el momento aplicado por la distancia entre la parte exterior de los cascos y el centro de gravedad que es donde se encuentra la toma fuerza con los dos pares de coronas, como se puede apreciar, un dispositivo de gran entidad por ejemplo 20m de eslora, aportará decenas y hasta centenas de toneladas de fuerza al eje. En este caso las cadenas pueden ser sustituidas por riel de cremallera colocados y unidos a los cables de forma idéntica a las cadenas por los que ruedan las coronas.

[0086] La Plataforma Undimotriz contiene una variante y también novedad, alternativa a la tomafuerza por coronas dentadas cautivas en riel de cadenas o cremallera, todo está dispuesto de la misma forma, pero las cadenas, las coronas y los piñones guía son sustituidos por cabrestantes que están dentados lateralmente, que al igual que las coronas están montados en pares pero a diferencia de las coronas, son cabrestantes que por uno de sus lados tienen dientes en posición perpendicular al cuerpo del cabrestante y en toda su circunferencia en uno de sus laterales, la pareja está montada en el eje de forma que los dientes de cada cabrestante queden enfrentados, pero no engranados, estas parejas de cabrestantes están unidas por uno o más piñones libres colocados de forma perpendicular de tal forma que si un cabrestante gira a la derecha obliga a su pareja a girar hacia la izquierda por el engranaje de los dientes laterales de los cabrestantes con el piñón colocado perpendicularmente entre los cabrestantes de la pareja, (dibujo 7) estos cabrestantes están unidos al eje mediante embragues de un solo sentido, los cables AC y BD forman pareja y están enrollados cada uno con su pareja de cabrestantes que toman la misma nomenclatura AC - BD, los cables A, B, C, D siguen estando fijados a la base del tubo que cuelga del conector de bulones amortiguados y por lo tanto inmovilizados, en este caso el movimiento de la plataforma por razón de las olas hará que un cabrestante se desenrolle por la fuerza ascendente provocada por la ola mientras su pareja se enrolla en su cable por la acción del piñón perpendicular colocado entre la pareja de cabrestantes, ejemplo, si proa se levanta ( dibujo 9, 505), se desenrollarán los cabrestantes A de la pareja AB y B de la pareja BD aportando fuerza al eje mientras que sus parejas de cabrestantes C y D se enrollarán en sus respectivos cables, si se levanta popa (dibujo 9, 506) se desenrollarán y aportarán fuerza al eje los cabrestantes C y D y se enrollarán A y B, si se levanta estribor (dibujo 9, 508) se desenrollarán A y D y se enrollarán B y C y si se levanta babor (dibujo 9, 507) se desenrollarán B y C y se enrollarán A y D; como podemos observar, tenemos también una aportación de fuerza de forma continua, puesto que siempre habrá movimiento por muy pequeñas que sean las olas y la fuerza aplicada al eje de fuerza en este caso es la misma que en el sistema de coronas, en el sistema de corona la estructura corre por un riel de cadena a un lado y al otro y lo mismo ocurre con este sistema de parejas de cabrestantes unidos por piñón perpendicular, corre por el cable fijo enrollándose y desenrollándose en él; el movimiento es continuo y la fuerza que los cabrestantes aplicarán al eje es el resultado de las toneladas aplicadas por la flotabilidad del casco más la fuerza ascendente aplicada por la masa de la ola al chocar con el casco, más el momento aplicado por la distancia entre los cascos y el centro de gravedad que es donde se encuentra la toma fuerza con los dos pares de cabrestantes.

[0088] Estos sistemas de captación y transformación de energía en la que todo movimiento de una plataforma y de manera omnidireccional es captada y transformada en trabajo mecánico de forma continua mediante una plataforma móvil cautiva entre cables fijos por donde esta plataforma se mueve y que mediante parejas de cabrestantes unidos por piñones perpendiculares que se enrollan y desenrollan en los cables, o por parejas de coronas dentadas que circulan por riel de cadenas o cremallera, ambas son novedad, de alta eficiencia y no existe en ningún otro dispositivo undimotriz.

[0090] Por otro lado, las olas aportan la fuerza al eje de fuerza mediante cualquiera de las dos novedosas opciones propuestas, coronas cautivas en riel de cadenas o cremallera, o parejas de cabrestantes con dientes perpendiculares y unidos por piñones colocados perpendicularmente a los cabrestantes, esta fuerza aplicada al eje es medianamente regular lo que si la ola es más grande la plataforma recorrerá más distancia y durará más la acción de fuerza en cada sentido, si las olas son más pequeñas la acción de fuerza durará menos, pero como es indistinto que parte de la plataforma se levante aunque dure menos, la fuerza al eje es constante. La frecuencia de las olas determina las revoluciones del eje, la frecuencia está determinada por las olas por minuto que actúen; cada zona marítima tiene su frecuencia media, es media porque fluctuará dependiendo de la climatología, la media en mar abierto u océano está entre las 8 y las 12 olas por minuto, esta sería la media de la frecuencia independientemente del tamaño medio de las olas, La Plataforma Undimotriz realiza dos movimientos con la misma ola, por ejemplo si entra por proa la misma ola levantará proa y luego popa y si entra por babor la misma ola levantará babor y luego estribor y así por cualquier lado que la ola llegue por lo que la frecuencia de las olas en la zona se duplica en el eje de fuerza, entonces si la frecuencia es de 10 olas por minuto por ejemplo, el eje de fuerza tendrá 20 revoluciones por minuto si el diámetro de las coronas o cabrestantes están 1:1 con el recorrido, dado que mayor diámetro de la corona mayor torque y menos revoluciones o viceversa, de cualquier forma con un inmenso torque, pero estas revoluciones no son estables en todo momento, lo cual es un problema en la funcionalidad de un generador, sobre todo si es de corriente alterna y se pretende conectar a la red de forma directa. Estos generadores suelen trabajar entre las 400 y las 1.500 revoluciones por minuto con una tolerancia de alrededor del 10%, está claro que se hace necesaria una multiplicación de revoluciones, esto es sencillo, pero es un problema poder mantener un control constante de las revoluciones para que el eje final (el conectado al generador) esté siempre en las revoluciones adecuadas a los requerimientos del generador; para solucionar este problema la Plataforma Undimotriz aporta otra novedosa solución, el Variador Seco a Baja Frecuencia de Piñones con Control Electromagnético, (dibujo 6) novedad en tecnología undimotriz. En el eje de fuerza se instalan una serie de piñones de mayor a menor con diferencia de pocos dientes, (optimo variación de un diente), paralelo al eje de fuerza se posiciona mediante dos bases con rodamientos otro eje que llamaremos de salida, con la misma cantidad de piñones y exactamente iguales a los instalados en el eje de fuerza, pero colocados en sentido inverso, de menor a mayor, de esta forma, serán iguales los piñones centrales enfrentados pero variarán según se alejen del centro, el piñón mayor del eje de fuerza estará enfrentado con el piñón menor del eje de salida, estos ejes y sus piñones están separados, no engranados, los une una cadena, cuando la cadena se encuentra en los piñones centrales, las revoluciones del eje de salida serán los mismos que los del eje de fuerza, pero esto variará si la cadena se encuentra a un lado o al otro del centro, aumentando las revoluciones a medida que la cadena se instale en piñones mayores del eje de fuerza por lo tanto menores en el eje de salida y disminuirá si se instala en ejes menores del eje de fuerza y mayores en el eje de salida, podrán ponerse el número de piñones necesarios para cubrir las posible fluctuaciones de la frecuencia del oleaje aunque esta variación casi nunca es mayor al 30%. El cambio de la cadena en las piñoneras lo lleva a cabo un carro sincrónico, que se mueve entre dos cilindros guía por la acción de un tornillo sinfín accionado por un motor eléctrico, este tornillo sinfín girará a un lado o al otro y moverá el carro sincrónico y la cadena a un lado o al otro de la piñonera según sean los requerimientos; hacia el piñón mayor de eje de fuerza para aumentar las revoluciones y hacia el piñón menor del eje de fuerza para disminuir las revoluciones. El motor que hace girar el tornillo sinfín en un sentido y el otro está controlado por un sensor magnético de revoluciones situado en el eje final después de la caja multiplicadora, este eje final ya se encuentra en las revoluciones requeridas por el generador y es al que este está conectado, el sensor magnético lee constantemente estas revoluciones y traslada esta información a un programa que según el margen programado de revoluciones óptimas determinará la posición del carro sincrónico mediante la conexión en un sentido o en otro del motor eléctrico que mueve el tornillo sin fin y por lo tanto el carro sincrónico, siempre está haciendo de forma constante correcciones si existen fluctuaciones que sobrepasen el margen del generador, un segundo sensor, situado en las piñoneras, está encargado de determinar la posición del carro sincrónico en cada momento para así cuando se realicen los cambios de piñones el carro sincrónico se detenga justo en la posición adecuada al engranaje; este sensor óptico puede ser sustituido por una barra de interruptores situados en cada posición de la piñonera.

[0092] En este punto, tenemos un generador trabajando adecuadamente tanto alterno como continuo, que puede trasladar a tierra esta energía a través de un cable que va al fondo marino junto a la cadena de anclaje y de ahí hasta tierra. Si se desea dividir la energía entre producir electricidad para la red y producir hidrógeno se utilizará un transformador de corriente o un inversor, si solo se desea exclusivamente la producción de hidrógeno, puede instalarse un generador o dinamo de corriente continua.

[0094] Producción de hidrógeno, la Plataforma Undimotriz tiene la capacidad de producir hidrógeno mediante electrólisis de manera autónoma y continua de una forma ecológica, limpia, sostenible y segura. Las materias primas para producir hidrógeno por hidrólisis son la electricidad y H20, la electricidad la produce el dispositivo y el agua rodea al dispositivo, lo que es salada y/o impura, en primer lugar, el agua de mar previamente filtrada pasa a una desaladora, la capacidad de la desaladora ha de ser >9 L/h por cada 50kw que se inyecten al electrolizador, tanto el agua pura como la electricidad bajan por conductos a través del tubo que cuelga del conector triple de bulones hasta el electrolizador instalado en el contenedor hermético situado en la parte inferior de este tubo colgante, el producto del electrolizador, el Oxígeno y el Hidrógeno suben por conductos a través del tubo colgante, el oxígeno es aportado a la atmosfera si no se desea envasar, y el hidrógeno pasa a un tanque de media presión desde el cual, es bombeado por una bomba de gases que funciona con aire comprimido hasta depósitos de alta presión, los cuales son recogidos o su contenido trasvasado. Si la localización lo permite, el hidrógeno también puede ser llevado a tierra mediante conducto especial de la misma forma que la electricidad mediante conducto especial. Son dos las razones técnicas que nos llevan a ubicar el electrolizador bajo el agua en un contenedor hermético, por un lado, el electrolizador es un elemento de gran masa, el colocarlo en el centro de gravedad de la plataforma en un punto bajo el agua nos aporta estabilidad y equilibrio al conjunto y por el otro y más importante, permite la eliminación del equipo de refrigeración de agua ya que al estar ubicado bajo el agua con una temperatura constante, permite una mejor difusión del calor mediante unas válvulas de temperatura que harán pasar el agua por difusores externos hasta su temperatura adecuada evitando así la instalación de un equipo de control de refrigeración teniendo en cuenta también la reducción de riesgos por explosión.

[0095] La Plataforma Undimotriz, por su configuración, la forma de sus cascos y sentinas tiene ciertas capacidades hidrodinámicas que le permiten navegar de forma autopropulsada y segura, incluso puede elevar su nivel de flotación y reducir rozamientos eliminando agua de los cascos inundados, por lo que la adición de motores en popa le permitirían moverse por sí mismo para labores de descarga, reparaciones, reubicaciones etc.

[0096] Breve descripción de los dibujos

[0097] Para complementar la descripción que se está realizando y con objeto de ayudar a una mejor comprensión de las características de la invención, se acompaña como parte integrante de dicha descripción, un juego de dibujos en donde con carácter ilustrativo y no limitativo, se ha representado lo siguiente:

[0098] Dibujo 1.- Representa una vista general del dispositivo en configuración de eje vertical, una vista lateral y otra de la parte superior, donde se encuentran representadas e identificables todas las partes del dispositivo.

[0099] Dibujo 2.- Representa una secuencia para la mejor comprensión del movimiento y funcionalidad en la captación del movimiento producido por las olas y conversión en trabajo mecánico.

[0100] Dibujo 3.- Representa una vista general del elemento Conector de Bulones amortiguados, con sus respectivas piezas y una vista superior del sistema de amortiguación.

[0101] Dibujo 4.- Representa una vista lateral en eje vertical y vista superior del elemento de tomafuerza por corona dentada cautivas en riel de cadena, el dibujo corresponde a una pareja de coronas dentadas cautivas en riel de cadena donde se pueden apreciar sus partes y una visión lateral de los dos pares instalados en eje vertical.

[0102] Dibujo 5.- Representa una visión sobre el movimiento de las coronas dentadas cautivas en riel de cadenas.

[0103] Dibujo 6.- Representa una visión frontal y superior del elemento denominado Variador Seco a Baja Frecuencia de Piñones con Control Electromagnético.

[0104] Dibujo 7.- Representa el sistema de tomafuerza por cabrestantes dentados con piñones perpendiculares montado en eje horizontal.

[0105] Dibujo 8.- Representa el movimiento omnidireccional de la plataforma cautiva entre cables fijos utilizando el sistema de pares de coronas dentadas cautivas en riel de cadenas.

[0106] Dibujo 9.- Representa el movimiento omnidireccional de la plataforma cautiva entre cables fijos utilizando el sistema de cabrestantes dentados perpendicularmente unidos por piñones libres colocados perpendicularmente y que se enrollan y desenrollan en el cable fijo omnidireccionalmente.

[0107] Realización preferente de la invención

[0109] Comenzamos con un chasis, este chasis conformará el puente de la plataforma (31), a este chasis, se unirán dos cascos, uno en proa y otro en popa (dibujo 1) (14, 15,17) dejando una separación entre ellos, cada uno de los cascos el de proa y el de popa se dividen en tres secciones, una superior reactiva que conforma la obra muerta (17), esta sección se encuentra justo sobre el nivel de flotación (16), su proa se conforma de menos a más desde el agua hacia arriba con forma de álabe con la finalidad de que la masa en movimiento de la ola, al chocar con la proa y al ser un frontal ancho desde babor a estribor que ofrece una alta resistencia a las olas, produzca una derivada de fuerza que levanta la proa con lo que se convierte en una fuerza complementaria a la de flotación que actúa por el diferencial de altura en el mar; cada casco, tanto el de proa como el de popa a su vez contienen dos sentinas profundas en forma de cono paraboloide elíptico, los cuales constituyen las otras dos secciones del casco, la parte inferior de esta parte del casco en forma de cono paraboloide elíptico está encargada de la flotabilidad de todo el dispositivo (14) la tercera sección e intermedia que se encuentra entre la sección del casco inferior (14) y el superior (17) es un casco inundado (15), encargado de que el nivel de flotación no baje, esta sección limita por su parte superior con el nivel de flotación (16) su función es aumentar el torque anulando perdidas por levantamientos ocasionados por la resistencia del generador, pudiéndose regular tanto el torque como el nivel de flotación a través de esta sección inundada dado que en esta sección se instalan dos tubos, uno que va desde la parte inferior del techo o tapa de la sección inundada hasta la parte superior de la cubierta (37), este tubo sirve para inyectar o dejar salir aire y otro tubo que va desde el fondo del casco inundado hasta la parte superior de la cubierta (38) el cual está destinado inyectar o dejar salir agua, con ello se regula tanto el peso como el nivel de flotación que es el punto donde el peso comienza a actuar; estos conos paraboloide elípticos están distinguidos con las letras A, B, para el casco de proa y C, D para el casco de popa (dibujo 1) para mejor comprensión en lo sucesivo.

[0111] En el centro de gravedad del chasis, se instala el Conector de Bulones Amortiguados, (dibujo 3) este es un elemento novedad y resuelve tanto por su forma y funcionalidad como por su ubicación los problemas del anclaje, es el encargado de conectar el chasis (31) con el cable de anclaje (32) y un tubo colgante hacia bajo del nivel de flotación (6), el Conector de Bulones Amortiguados está conformado por varias piezas, la pieza superior es la que une este elemento con el chasis, esta pieza (dibujo 3) (125) se instala a través del chasis de arriba hacia abajo, consta de un cilindro que pasa a través de un agujero en el chasis (31) con un tope circular de mayor diámetro que no pasa por el agujero del chasis solapándose a este a modo de plato que queda sujeto al chasis por un aro que se atornilla al chasis (132) permitiéndole giro horizontal, pero evitando movimiento vertical, sobre este plato en una continuación ascendente del cilindro, contiene unas solapas que se abren en 15° (129) donde se engastan muelles o amortiguadores (130), el otro extremo de estos muelles o amortiguadores se engastan a unas piezas unidas al chasis (129) de tal forma que el movimiento en el plano horizontal de la primera pieza del conector por bulones se amortigua; la parte inferior de esta pieza, la que queda por debajo del chasis es un cilindro hueco con recortes ondulados que forman solapas en sus extremos, estas solapas se encuentran en dirección proa /popa y dos agujeros hechos de forma perpendicular en dirección proa /popa; una segunda pieza es la intermedia (126), se trata de un cilindro de diámetro inferior al diámetro interior de la pieza superior, que también tiene dos agujeros en su parte superior, esta pieza se introduce por dentro de la pieza superior y se sostiene a esta por medio de un grueso bulón (124), esta pieza intermedia en el otro extremo “el inferior” es repujada haciéndole un borde que sirve de tope para otra pieza que fue previamente introducida por la parte superior de esta pieza intermedia y se encuentra fijada al extremo inferior de la pieza intermedia (127), se trata de una lámina doblada con las mismas solapas y diámetro que la pieza superior pero esta vez situadas de babor/estribor con agujeros en el mismo sentido; la siguiente pieza, la inferior o pieza aleta, se trata de un cilindro con una o dos gruesas planchas, según se use un ancla o dos, fuertemente unidas a este cilindro (121), este cilindro es del mismo diámetro que la pieza intermedia y tiene dos agujeros en la parte superior en dirección babor/estribor, esta pieza se introduce en las solapas inferiores de la pieza intermedia (127) y se fijan mediante un grueso bulón (123); las planchas adherida a este cilindro, tiene forma de un triángulo Isósceles, un lado vertical que se encuentra unido al cilindro, una base horizontal y un lado a 45° hasta la parte superior de la pieza, con un corte vertical a dos tercios de la línea horizontal, contiene un orificio por donde se asegura el ancla principal (32) hacia proa, y si se usa, otra plancha igual hacia popa para el ancla secundaria de popa, este cilindro con la plancha por su lado inferior contiene dos agujeros en sentido proa/popa; la siguiente pieza en instalar es el tubo colgante (6), se trata de un tubo del mismo diámetro que la pieza superior, el cilindro de la pieza aleta entra por la parte superior de este tubo colgante, que también tiene solapas en sentido proa/popa con agujeros uniéndose a la pieza aleta mediante un grueso bulón (122); el tubo colgante (dibujo 1 (6), es un tubo con una longitud de aproximadamente el 60% la eslora del chasis (31), “sin que esta medida sea una limitación” este tubo a su vez, en su interior alberga tres tubos con tomas hacia el exterior, uno para agua en sentido bajada (9) otro para el Oxígeno en sentido subida (8) y otro para el hidrógeno en sentido subida (10), también el tubo colgante alberga un grueso cable para la bajada de la electricidad (7), en el extremo inferior del tubo colgante mediante tornillos se instala un contenedor hermético (1) y dentro de este se instala el electrolizador (2), sobre el punto de conexión del contenedor hermético en el tubo colgante se instalan cuatro puntos de fijación (3), estos se instalan enfrentados a los conos de los cascos, así el de proa estribor enfrentado al cono A le denominaremos A, al enfrentado al cono B proa babor B, al enfrentado al cono popa babor C y al enfrentado popa estribor D, a estos puntos de fijación fijaremos unos cables (4). estos cables tomarán la misma nomenclatura que sus respectivos puntos de fijación y los conos a los que se encuentran enfrentados ( A, B, C, D) cada uno de los cables pasa por sus respectivos conos y son reenviados a cubierta a través de poleas (5) hasta alinearlos con sus respectivos puntos de la tomafuerza (21), cada cable quedará enfrentado con su cable pareja, serán parejas los cables que se encuentren en la misma línea diametralmente de los 360° así serán pareja A con C y B con D. estas parejas se forman de esta manera dado que de esta forma son antagónicos, siempre que el cono A sube en la misma proporción el cono C baja y lo mismo sucede con la pareja BD.

[0113] Otra novedad de la presente invención es la Tomafuerza por Coronas Dentadas Cautivas en Railes de Cadenas o Cremallera, los cables pareja AC y BD se encuentran en cubierta, fijados y enfrentados (dibujo 4 (4)), tomamos una pareja para la explicación AC, el cable A se encuentra enfrentado con cable C, tanto el cable A como el cable C se unen a unos planches (215), a estos planches se fija una cadena tanto en el planché del cable A como por el planché del cable C, para mejor comprensión estas cadenas toman la misma nomenclatura que sus respectivos cables, cadena A (212) y cadena C (214); un eje de fuerza fijado al chasis (18), al que se fijan dos parejas de coronas dentadas (210) montadas sobre piñones con embrague de un solo sentido CSk (211), las coronas se montan en parejas, corona A para la cadena A y corona C para la cadena C, la cadena A (212) se monta por la parte superior de la corona A ayudada por dos piñones guía (213) y la cadena C (214) se monta por la parte de debajo de la corona C también ayudada por piñones guía. La cadena A sigue y se conecta al planché de C y la cadena C sigue y se conecta al planché de A, por lo tanto, las cadenas A y C junto con los cables A y C se encuentran inmovilizados al tubo colgante (6), exactamente igual se procede con la pareja BD; será la plataforma ante cualquier movimiento y en cualquier dirección la que circulé por estos railes de cadenas, es indistinto el movimiento, siempre habrá dos coronas aplicando fuerza al eje de fuerza (18).

[0115] El eje de fuerza girará con un inmenso torque pero solo al doble de las revoluciones que la frecuencia de las olas en cada momento si el diámetro de las coronas instaladas corresponden en 1:1 con el movimiento, lo cual lo hace inestable en un cierto porcentaje y este porcentaje puede ser superior a lo admitido por el generador instalado por lo que se hace necesario establecer un control de las revoluciones; en el eje de fuerza instalamos otra novedad de esta invención, un Variador Seco a Baja Frecuencia de Piñones con Control Electromagnético cuya misión es la de mantener las revoluciones estables en un eje secundario de salida (dibujo 6 ); sobre dos soportes (40) fijados al chasis (31) mediante rodamientos se sitúan dos ejes, el eje de fuerza (18) que viene desde las parejas de coronas dentadas o de los cabrestantes, y un eje de salida (44), estos ejes están montados en paralelo; en cada uno de los ejes y entre los soportes con rodamientos (40) se monta una línea de piñones de diferentes tamaños y colocados de mayor a menor en el eje de fuerza (41) y otra línea de piñones exactamente igual pero montada de menor a mayor en el eje de salida (42),"también pueden montarse al contrario, primero el piñón pequeño en el eje de fuerza enfrentado al piñón mayor del eje de salida, de tal forma que frente al piñón mayor del eje de fuerza se encuentra el piñón menor del eje de salida y viceversa siendo los piñones centrales iguales. Ambas piñoneras se encuentran unidas por una cadena (49), esta cadena va cambiando de piñones según se desee aumentar o disminuir las revoluciones mediante un carro sincrónico (50), este carro sincrónico está montado sobre dos barras cilíndricas (48) y este carro sincrónico se mueve por el giro de un tornillo sinfín (51) a un lado y al otro de las piñoneras, este tornillo sinfín gira por la acción de un motor eléctrico (58), el carro sincrónico mantiene la cadena cautiva mediante piñones libres (52) y topes laterales (59) uno de los piñones libres, el inferior en el borde de ataque de la piñonera de salida está montado en una ranura que a la vez guía la cadena (53) y amortiguado por un muelle (54) con la misión de evitar que la cadena sufra tensiones en los cambios de piñoneras. El Variador Seco a Baja Frecuencia de Piñones con Control Electromagnético al trabajar a bajas revoluciones no requiere de circulación de aceite solo basta con un engrase periódico. El control del carro sincrónico se realiza mediante un sensor magnético (56) colocado en el eje final (47) que ya gira a las vueltas requeridas por el generador eléctrico, esta sonda envía constantemente la información a una centralita cuyo programa: si las revoluciones están justo en los límites requeridos dará electricidad al motor para que mueva el carro sincrónico un paso adelante o un paso atrás según se requiera más o menos revoluciones, la parada del carro sincrónico se realiza por corte eléctrico ordenado mediante un interruptor óptico o tipo contactor (55). El eje de salida (44) a igual, mayor o menor revoluciones que el eje de fuerza (18) pasa a una caja multiplicadora (45) que multiplicará las revoluciones acercándolo a los requerimientos del generador eléctrico instalado, un volante de inercia para mantener el torque y las revoluciones puntuales, pasando su ajuste a la labor del Variador Seco a Baja Frecuencia de Piñones con Control Electromagnético.

[0117] Se puede instalar un generador productor de corriente alterna o continua con inversor cuando se pretende inyectar electricidad a la red, en este caso puede optarse por inyectar la totalidad de la electricidad a la red o inyectar una parte a la red y otra parte dedicarla a la producción de hidrógeno. La electricidad se envía a la costa mediante un cable submarino (13) que baja unido a la cadena de anclaje hasta el fondo marino y desde ahí a la costa.

[0119] Cuando se pretende la producción de hidrógeno es conveniente la generación directa de corriente continua, la electricidad tras pasar por un cuadro de conexión desconexión y elementos de seguridad, fusibles, controladores de potencia etc., baja mediante un cable (figura 1 (7)) a través del tubo colgante (6) hasta el electrolizador ubicado en el contenedor hermético; una desaladora (25) por osmosis inversa se instala fijada al chasis, esta desaladora ha de tener la capacidad de producir >9 litros de agua pura a la hora por cada 50kw/h aportados al electrizador, el agua desalada pasa a un depósito (26) el depósito tiene dos boyas con interruptor, una pone en marcha la desaladora cuando el agua llega a la mitad del depósito y la apaga cuando se llena; la segunda bolla marca el fondo del depósito, esta boya desconecta la electricidad al electrolizador y activa el aviso de alarma de incidencia que será enviada a la central de control en tierra; tanto el agua desalada como la remanente excedente de la electrólisis proveniente de los depósitos de decantación bajan hasta el electrolizador por un conducto a través del tubo colgante, la temperatura de esta agua es controlada aprovechando la trasferencia de temperatura con el agua del mar que se encuentra a temperatura constante, mediante válvulas de temperatura que se abren y se cierran dejando pasar el agua entrante al electrolizador por difusores de temperatura previo a su entrada al electrolizador, ahorrando así el uso de un controlador eléctrico de temperatura usado en las instalaciones normalizadas de producción de hidrógeno.

[0121] El electrolizador (2) está conectado a dos tubos de salida uno para el oxígeno (8) y otro para el hidrógeno (10), el conducto del oxígeno va directamente hasta la parte superior donde es disuelto en el ambiente (20), El hidrógeno producido por el electrolizador sube por un conducto (10) a través del tubo colgante (6) hasta un depósito deshumidificador (24) situado en la parte alta de la plataforma donde se separa el hidrógeno del vapor de agua purificándolo, desde ahí un compresor de gases (28) que funciona con aire y por lo tanto también instalamos un compresor de aire (27) para dar servicio al compresor de gases (28), el compresor de gases de alta presión comprime el hidrógeno en tanques especiales los cuales son retirados y sustituidos por un barco de acopio; el hidrógeno también puede ser enviado a tierra mediante conductos especiales a la presión de salida del electrolizador, en este caso no se instalan compresores ni tanques de alta presión.

[0123] Toda la maquinaria instalada sobre la cubierta se resguarda mediante una cabina aislante.

[0124] Otra realización preferente se trata de una variante para la tomafuerza, el dispositivo es exactamente igual que en la realización anterior a excepción de que los cables (4) fijados a el tubo colgante, dispuestos y reenviados como en la realización anterior no se conectan a planches y cadenas y no se utilizan coronas cautivas en rieles de cadenas, los cables A B C D (dibujo 1) también en parejas cruzadas AC y BD son enrollados en cabrestantes (dibujo 6 (62)), estos cabrestantes son una solución novedosa para absorber cualquier movimiento omnidireccional de la plataforma; dispuestos en parejas AC y BD, por tener enrollados los cables parejas AC y BD. Estos cabrestantes se encuentran montados en el eje de fuerza con rodillos CSk (18) por parejas y sobre bases con rodamientos (65) fijadas al chasis, los cabrestantes tienen una corona dentada montada de forma transversal por uno de los laterales (63) (64), estas coronas dentadas se encuentran enfrentadas en cada pareja, estas parejas de cabrestantes se encuentran unidas por uno o más piñones libres (61), colocados de forma transversal a los cabrestantes de modo que engrana en las coronas dentadas de los cabrestantes de la pareja, de tal forma que si un cabrestante gira hacia la derecha su pareja gira hacia la izquierda y viceversa, los cabrestantes están unidos al eje de fuerza (18) mediante embragues de un solo sentido (60) de tal modo que al levantarse una parte de la plataforma, su movimiento ascendente forzará a los cabrestantes a desenrollarse del cable y este a través del piñón o piñones transversales obliga al cabrestante pareja a enrollarse en su cable, recuérdese que el cable se encuentra inmovilizado en la base del tubo colgante (6), la plataforma se moverá por el cable (4) desenrollando y enrollando cable de un lado y el otro manteniendo siempre un cabrestante de cada pareja ejerciendo fuerza sobre el eje de fuerza, sea cual sea el movimiento de la plataforma, este sistema no existe en ningún otro dispositivo undimotriz.

[0126] La aplicación industrial de La Plataforma Undimotriz es la de la producción de corriente continua y/o alterna y la producción de hidrógeno.

Claims (7)

1. REIVINDICACIONES

1. Plataforma undimotriz anclable y trasladable, formada por un chasis (31) con cascos (14, 15, 17) que se mueve de forma omnidireccional y continua, de doble ciclo, para la transformación del movimiento de las olas en trabajo mecánico y producir con este trabajo mecánico electricidad mediante un generador (23) e hidrógeno a partir de agua de mar mediante una desaladora de osmosis inversa (25) descomponiendo esta agua desalada en hidrógeno y oxígeno mediante un electrolizador (2) que opera dentro de un contenedor hermético sumergido (1) unido a un tubo colgante (6) y este a su vez unido por su parte superior a el punto de anclaje (12), caracterizado porque comprende:

- Cascos instalados en un chasis (31) los cuales están divididos en tres secciones, una superior (17) de obra muerta del casco, reactiva, encargada de generar la fuerza de movimiento que actúa tanto por flotabilidad en el diferencial de altura de las olas como captando el movimiento horizontal de las olas mediante forma alábica que parte desde el nivel de flotación formando la amura y desde babor a estribor; una sección intermedia (15) la cual se encuentra inundada para mantener el nivel de flotación constante y eliminar de forma gradual los levantamientos del casco por fuerzas de resistencia y contiene tubos para la inyección o extracción de agua o aire para controlar el peso y el nivel de flotación, y una sección inferior (14) que proporciona la flotabilidad a todo el dispositivo, conformando las dos últimas secciones una forma cónica paraboloide elíptica.

- Un sistema especial de anclaje y unión de secciones situado en el centro de gravedad del chasis (12) y constituido por tres tubos y tres puntos de unión mediante bulones dos en sentido proa/popa y uno en sentido babor/estribor, el tubo superior contiene muelles o amortiguadores para suavizar el movimiento en el plano horizontal, en el tubo inferior contiene aletas hacia proa y popa en forma de triángulo isósceles con un lado a 45° las cuales constituyen los puntos de anclaje, eliminando la influencia de las derivas y tenciones del anclaje sobre el libre movimiento de la plataforma.

- Una plataforma flotante que se mueve cautiva entre cables fijos e inmóviles (4) con respecto a la plataforma, estos cables se encuentran fijados al extremo inferior y alrededor de su circunferencia (3) a un tubo colgante (6), estos cables también están unidos e inmovilizados por el otro extremo entre sí por parejas, cada cable se encuentra unido al cable que le es diametralmente contrario enfrentado en los 360°, esta unión superior se realiza mediante planches (215) y cadenas (29).

- Un sistema de transformación del movimiento omnidireccional de la plataforma en trabajo mecánico, mediante pares de coronas dentadas (210) cautivas en un riel de cadenas (212,214) unidas a un eje de fuerza (18) mediante embragues de un solo sentido (211), pasando estas cadenas por lados opuestos en cada corona de cada par, las cadenas son guiadas hacia la circunferencia de las coronas mediante piñones de rodamiento libre (213), estas coronas dispuestas en pares y fijadas a la plataforma mediante base con rodamientos y el eje (18), estas coronas se mueven por el movimiento de la plataforma engranadas a través de un riel de cadenas formado por cadenas que están inmóviles por estar unidas mediante planches (215) a los cables fijos (4), el movimiento de las coronas se activa ante cualquier movimiento omnidireccional de la plataforma que hará que las coronas dentadas se muevan a través del riel de cadenas y convierta ese movimiento en trabajo mecánico por la fuerza continua que trasmite en todo momento una u otra corona de cada pareja al eje de fuerza, haciendo girar al eje siempre en un mismo sentido ejerciendo un movimiento del eje de forma continua.

- Un sistema de transformación tomafuerza del movimiento omnidireccional de la plataforma en trabajo mecánico, mediante cabrestantes dispuestos en parejas, estos cabrestantes cuentan con una corona de dientes de engranaje en toda su circunferencia colocados por uno de sus laterales de forma transversal (63), estas coronas instaladas de forma que sus engranajes laterales en cada pareja se encuentren enfrentados (63) (64), los engranajes de cada cabrestante se unen al de su pareja mediante piñones libres (61) colocados transversalmente a la posición de los cabrestantes, estos piñones libres obligan a que cada cabrestante gire en sentido contrario a su pareja, a estos cabrestantes se enrollan los cables (4) fijados al tubo colgante (6) de forma que cada cabrestante contenga el cable contrario diametralmente en los 360° al de su pareja, el movimiento de la plataforma moverá estos cabrestantes por estar unidos a ella mediante soporte con rodamientos (65) y al estar los cables (4) fijados en el tubo colgante (3) los cabrestantes en su movimiento se enrollarán y desenrollarán en estos cables de forma continua transmitiendo el movimiento de este giro al eje de fuerza.

- Un sistema de control de las revoluciones mediante dos ejes paralelos uno denominado de fuerza (18) por traer el movimiento que viene de la tomafuerza y el otro es el de salida (44) por continuar con el movimiento, ambos ejes con piñones montados de mayor a menor en un eje (41) y de menor a mayor en el otro (42), estos ejes con piñones están enfrentados pero no engranados y colocados de tal forma que el piñón mayor del eje de fuerza esté enfrentado al piñón menor del eje de salida por un lado y el piñón menor del eje de fuerza con el piñón mayor del eje de salida por el otro, siendo iguales los piñones centrales, estas dos piñoneras están unidas por una cadena(49), la cadena se desplaza por las piñoneras por la acción de un carro sincrónico (50) que se desplaza a través de cilindros guía (48) por la acción de un tornillo sinfín (51) accionado por un motor eléctrico (58) el cual está controlado por la información de revoluciones aportada por un sensor magnético de revoluciones (56) a un programa que determina las revoluciones óptimas (57) y activa el motor eléctrico para desplazar la cadena según se requiera aumentar o disminuir las revoluciones, la parada en el punto exacto de engranaje se consigue mediante un sensor óptico o por interruptores de posición (55).

- Un electrolizador (2) situado bajo el agua en un contenedor hermético (1) colocado en el extremo inferior de un tubo que cuelga (6) unido al sistema de anclaje (12) con difusores de calor (39) para el control de la temperatura del agua que alimenta el electrolizador.

2. Dispositivo undimotriz según la reivindicación 1 caracterizado por tener una plataforma de movimiento omnidireccional y continuo de doble ciclo, que se mueve cautiva entre cables fijos (4) e inmóviles con respecto a la plataforma, esta plataforma se mueve por contener cascos de flotación, cada casco se encuentra dividido en tres secciones, una superior de obra muerta (17), reactiva por su flotabilidad a los desniveles del oleaje y por su forma de álabe a el movimiento horizontal de las olas: cada casco contiene dos sentinas en forma cónica paraboloide elípticas, estas sentinas conforman las otras dos secciones del casco, cada sentina contiene una sección intermedia (15) unida por la parte superior a la sección reactiva donde se sitúa el nivel de flotación (16), esta sección es un casco inundado a modo de depósito de agua, contiene dos tuberías que bajan a través de la cubierta del casco reactivo (17) hasta la sección del casco inundado (15), una tubería llega hasta la parte inferior del techo del casco inundado (37) y otra hasta el fondo del casco inundado (38) con la función de llenar el casco inyectando agua o vaciarlo inyectando aire regulándose así tanto el peso de casco inundado como el nivel de flotación; y una tercera sección unida por su parte superior al casco inundado, esta sección (14) es la encargada de la flotabilidad de toda la estructura.

3. Dispositivo undimotriz según reivindicación 1 caracterizado por tener un sistema de anclaje y unión de secciones situado en el centro de gravedad del chasis (12), denominado Conector de

Bulones Amortiguados, es el encargado de conectar el chasis (31) con el cable o cables de anclaje (32) y un tubo colgante hacia bajo del nivel de flotación (6), el Conector de Bulones Amortiguados está conformado por varias piezas, la pieza superior es la que une este elemento con el chasis, esta pieza (125) se instala a través del chasis, consta de un cilindro que pasa a través de un agujero en el chasis con un tope circular de mayor diámetro que no pasa por el agujero del chasis solapándose a este a modo de plato, sobre este plato en una continuación ascendente del cilindro, contiene unas solapas que se abren en 15° (129) donde se engastan muelles o amortiguadores (130), el otro extremo de estos muelles o amortiguadores se engastan a unas piezas unidas al chasis (129) de tal forma que el movimiento en el plano horizontal de la primera pieza del conector por bulones se amortigua, la parte inferior de esta pieza es un cilindro hueco con recortes ondulados que forman solapas en sus extremos, estas solapas se encuentran en dirección proa /popa y dos agujeros hechos de forma perpendicular en dirección proa /popa; una segunda pieza es la intermedia (126), se trata de un cilindro de diámetro inferior al diámetro interior de la pieza superior, que también tiene dos agujeros en su parte superior, esta pieza se introduce por dentro de la pieza superior y se sostiene a esta por medio de un grueso bulón (124), esta pieza intermedia en el otro extremo “el inferior” es repujada haciéndole un borde que sirve de tope para otra pieza que fue previamente introducida por la parte superior de esta pieza intermedia y se encuentra fijada al extremo inferior de la pieza intermedia (127), se trata de una lámina doblada con las mismas solapas y diámetro que la pieza superior pero esta vez situadas de babor/estribor con agujeros en el mismo sentido; la siguiente pieza inferior o pieza aleta, se trata de un cilindro con una o dos gruesas planchas, según se use un ancla o dos, fuertemente unidas a este cilindro (121), este cilindro es del mismo diámetro que la pieza intermedia y tiene dos agujeros en la parte superior en dirección babor/estribor, esta pieza se introduce en las solapas inferiores de la pieza intermedia (127) y se fijan mediante un grueso bulón (123); las planchas adherida a este cilindro, tiene forma de un triángulo Isósceles, un lado vertical que se encuentra unido al cilindro, una base horizontal y un lado a 45° hasta la parte superior de la pieza, contiene un orificio por donde se asegura el ancla principal (32) hacia proa, y si se usa, otra plancha igual hacia popa para el ancla secundaria de popa, este cilindro con la o las planchas, por su lado inferior contiene dos agujeros en sentido proa/popa donde se unirá el tubo colgante (6).

4. Dispositivo undimotriz según reivindicación 1 caracterizado por tener un tubo colgante (6) que por su parte superior se encuentra unido al sistema de anclaje (12) y en su extremo inferior se encuentra unido un contenedor hermético (1) que alberga un electrolizador (2) y difusores de temperatura del agua de alimentación del electrolizador situados en el exterior del contenedor (39), este tubo contiene en su base justo por encima del anclaje del contenedor hermético y en todo el perímetro de su circunferencia una serie de puntos de anclaje colocados de forma que estos puntos de anclaje (3) se encuentren enfrentados diametralmente en los 360°, coincidiendo en la línea con la sección inferior de los cascos, a estos puntos de anclaje se fijan los cables (4) los cuales pasan por el exterior de las sentinas cónicas de los cascos hasta la parte superior del chasis donde cada cable se une a su pareja a través de planches y cadenas, la pareja es el cable que parte desde el punto de anclaje contrario en los 360° desde los puntos de anclaje de la base del tubo colgante; en el interior de este tubo colgante se encuentran tres conductos, uno de circulación bajada encargado de suministrar agua al electrolizador y dos en sentido ascendente uno para el oxígeno y otro para el hidrógeno, también por el interior de este tubo colgante pasa un cable que suministra electricidad al electrolizador.

5. Dispositivo undimotriz según reivindicación 1 caracterizado por tener un sistema de conversión del movimiento de la plataforma por la acción de las olas en trabajo mecánico de una forma continua y omnidireccional consistente en parejas de coronas dentadas con embrague (210) montadas sobre un eje vertical o horizontal fijado a la plataforma mediante base con rodamientos, estas parejas de coronas dentadas se encuentran cautivas en un riel formado por dos cadenas (212) (214), las cuales se encuentran unidas en sus extremos mediante planches (215) a los

cables (4) que y opuestos entre sí en los 360° están fijados a el tubo colgante (6), estas coronas se encuentran engranadas al riel de cadenas de forma que una corona por guiado mediante piñones libres (213) tiene la cadena engranada, por un lado y su corona pareja por tiene la corona engranada, por el contrario, de esta forma todo movimiento de las coronas siempre hará girar al eje en un mismo sentido, colocándose tantas parejas de coronas como parejas de cables se hayan instalado, así cualquier movimiento de forma omnidireccional de la plataforma hará mover estas coronas a través del riel y cadenas, y lograr su conversión de forma continua en trabajo mecánico (501) (502) (503) (504).

6. Dispositivo undimotriz según reivindicación 1 caracterizado por tener un sistema de conversión del movimiento de la plataforma por la acción de las olas en trabajo mecánico de una forma continua y omnidireccional consistente en cabrestantes instalados en parejas mediante embragues sobre un eje fijado mediante base (65) con rodamientos a la plataforma, cada cabrestante tiene la peculiaridad de tener una corona de dientes de engranaje colocados por uno de sus laterales de forma perpendicular en su circunferencia (63) (64), las parejas de cabrestantes se instalan de forma que estas coronas de dientes se encuentren enfrentadas y engranadas ambas a piñones libres colocados perpendicularmente a los cabrestantes (61) obligando a la pareja de cabrestantes a girar sentido contrario, cada pareja de cabrestantes tienen enrollados los cables (4) que opuestos entre sí en los 360° están fijados a el tubo colgante (6), cada cabrestante un cable opuesto al de su pareja, esto hace que si una parte de la plataforma se levanta, las parejas de cabrestantes se muevan en sentido contrario desenrollándose en el cable un cabrestante y obligando a su pareja a enrollarse en el suyo trasladando cualquier movimiento de la plataforma al eje en un movimiento continuo (505) (506) (507) (508).

7. Dispositivo undimotriz según reivindicación 1 caracterizado por tener un sistema de control de las revoluciones mediante un variador seco a baja frecuencia de piñones con control magnético, que consta de dos ejes paralelos uno de fuerza (18) y otro de salida (44), ambos ejes cuentan con una línea de piñones colocados de mayor a menor en un eje (41) y de menor a mayor en el paralelo (42), siendo los piñones centrales iguales en ambos ejes, las líneas de piñones de ambos ejes no se encuentran engranadas entre sí, los une una cadena (49) que siempre está engranada en un piñón del eje de fuerza y el piñón enfrentado en el eje de salida, estos ejes giran a una frecuencia de bajas revoluciones sin baño de aceite, la cadena que une ambas piñoneras circula por los piñones cambiando la relación de revoluciones en el eje de salida por la acción de un carro sincrónico (50) el cual tiene cautiva la cadena mediante piñones libres (52) y canales guía en su sección de tracción (59) y canal guía en su sección sin tracción (53) que contiene además una ranura con un muelle (54) que cede en el momento de los cambios de piñón para aliviar el esfuerzo sobre la cadena, este carro sincrónico guía la cadena por las piñoneras, este carro sincrónico se mueve a través de ejes guía circulares (48) impulsado por un tornillo sinfín (51), el carro sincrónico a través del tornillo sinfín es accionado por un motor eléctrico (58) el cual se encuentra controlado por un sensor magnético de revoluciones que envía los datos de giro del eje constantemente a un programa que según los requerimientos preestablecidos de óptimas revoluciones para el generador, activará el motor eléctrico que moverá el tornillo sin fin a un lado o a otro moviendo el carro sincrónico y la cadena hasta la relación de piñones óptima para los requerimientos del generador, la parada del carro en su posición exacta se consigue mediante interruptores ópticos o de contacto.