PT2483554E

PT2483554E - Turbina helicoidal oca afunilada para transdução de energia

Info

Publication number: PT2483554E
Application number: PT107734055T
Authority: PT
Inventors: Aharon Eyal; Carmi Raz
Original assignee: Re 10 Ltd
Priority date: 2009-09-29
Filing date: 2010-09-21
Publication date: 2014-05-22
Also published as: EP2483554A2; DK2483554T3; WO2011039750A4; WO2011039750A2; RU132140U1; WO2011039750A3; IL201222A; US20120242088A1; EP2483554B1; ES2463118T3; IL201222A0; CN202926518U

Description

ΕΡ2483554Β1

DESCRIÇÃO

TURBINA HELICOIDAL OCA AFUNILADA PARA TRANSDUÇÃO DE ENERGIA CAMPO DA INVENÇÃO A presente invenção, em algumas suas formas de realização, refere-se a uma turbina sem hélice, e mais particularmente, mas não exclusivamente, a um dispositivo para converter fluxo linear em movimento rotativo, com o potencial para produção de electricidade.

ANTECEDENTES DA INVENÇÃO

Dois dos maiores desafios que humanidade enfrenta estão interrelacionados. Fontes de energia com base em carbono tradicionais como petróleo e carvão estão a esgotar-se. Adicionalmente, ameaças ecológicas com base em uso humano de tais fontes de energia são consideradas serem potencialmente prejudiciais a vida em Terra. Como tal um objectivo principal de muitos estados nacionais é encontrar fontes de energia que providenciem necessidades humanas enquanto não contribuem significativamente para dióxido de carbono atmosférico ou outros "gases de estufa".

As duas fontes mais obrigatórias para energia renovável são solar e vento. Ambas fornecem numa base diária bem em excesso dos requisitos para actividade humana. Dito isto, a capacidade de economicamente e tecnicamente explorar energia solar e eólica não é trivial. Enquanto muito esforço tem sido dirigido para desenvolver capacidade eléctrica solar e eólica, à data, ambos métodos para fazer electricidade permanecem marginais na sua contribuição para maioria de redes eléctricas. 1 ΕΡ2483554Β1

Parques eólicos têm-se espalhado por todo o mundo, com muitos com base em planícies abertas ou em regiões oceânicas de vento forte. Projectos de energia de gigawatt estão a ser desenvolvidos. A maioria de turbinas incluem hélices - geralmente três em número - que podem rodar em resposta a ventos predominantes. Os hélices rotativos conduzem uma caixa de engrenagens e gerador eléctrico para produção de electricidade.

Patente US Número 4,2 97,07 6 a Donham, et al. descreve uma turbina eólica melhorada em que as partes de ponta das pás são variáveis em passo e são ciclicamente variadas em passo para controlar a guinada do rotor e para aliviar momentos de flexão nas pás e são colectivamente variadas em passo para aliviar momentos de flexão nas pás e para maximizar a saída de energia da turbina numa velocidade de rotor constante selecionada. A patente US Número 4.362.470 a Locastro et al. descreve uma turbina eólica que tem um eixo rotativo sobre um eixo, e uma pluralidade de pás montadas no eixo e dispostas para serem rodadas por vento e assim rodar o eixo. A patente US Número 5.256.034 a Sultzbaugh descreve um mecanismo de hélice de passo variável que inclui uma pluralidade de pás em forma de perfil aerodinâmico em três braços de pá espaçados. O documento US 20080145230 a Harman, et al. descreve um perfil de superfície para ventoinhas de fluxo axiais e rotores usados em ambientes que requerem alta saída em conjunção com tamanho de ventoinha constrangido. O documento WO 2009/051793 descreve uma estrutura 2 ΕΡ2483554Β1 sujeita a tensão que compreende um membro em que a tensão é imposta em que a tensão dentro do membro é distribuída e em que a configuração de pelo menos uma parte substancial do membro tem curvatura que conforma a uma curva logarítmica para fazer com que a tensão seja distribuída substancialmente regularmente. A patente US Número 5,642,984 a Gorlov descreve uma unidade de turbina helicoidal capaz de fornecer rotação unidirecional de alta velocidade sob um fluxo de fluido de cabeça ultra baixa multidireccional. A unidade compreende uma fila de módulos ou unidades de turbina helicoidais dispostos, verticalmente ou horizontalmente, para explorar, por exemplo, energia hidráulica ou eólica. Cada módulo ou unidade de turbina compreende uma pluralidade de pás helicoidais que têm um perfil aerodinâmico. Os módulos para energia eólica podem ser montados para eixos rotativos suportados por estruturas leves ancoradas por cabos ao chão. A turbina helicoidal pode também fornecer propulsão de navio utilizando a energia de ondas de oceano. A patente US Número 7.132.760 a Becker descreve um dispositivo de turbina eólica de pá híbrido formado de pelo menos um par de pás de perfil aerodinâmico exteriores direitas, e um par de pás de asa helicoidais interiores, como suportado para rotação dentro de uma estrutura de gaiola protectora de segurança, que turbina eólica pode ser montada na vertical, horizontal, ou outras posições operacionais alinhadas. A patente US Número 4.708.592 a Krolick et al. descreve uma estrutura colapsável que compreende uma folha helicoidal não rígida apoiada por membros leves de acordo com um ou vários métodos. 3 ΕΡ2483554Β1 0 documento US 20090160194 a Clark descreve uma pá para uso numa turbina eólica, com a pá que tem um eixo longitudinal para estender radialmente exteriormente de um centro de rotação da pá na turbina eólica. A pá tem um lado frontal com uma superfície frontal para orientar numa direcção de barlavento e um lado traseiro com uma superfície traseira para orientar numa direção de sotavento. A patente US Número 5.425.619 a Aylor descreve uma turbina de energia de fluido tem um rotor de fluxo radial em que pás conduzidas por fluido estão perifericamente distribuídas sobre um eixo horizontal e em que portas de saída inclinadas auxiliares são fornecidas para libertação de altas pressões de fluido para governar velocidade de turbina como em ventos de tempestade fortes. A patente US Número 4.082.479 a Rangi et al descreve um spoiler de sobrevelocidade para turbinas eólicas de eixo vertical do tipo que tem pás de perfil aerodinâmico curvadas ou direitas fixas a um eixo vertical formado por uma charneira de elemento de spoiler em forma de pá plana relativamente fina montada no bordo de fuga, bordo de ataque, ou numa posição central de uma parte da secção de perfil aerodinâmico. A patente US Número 5.632.599 a Townsend ensina uma turbina de energia eólica que tem pás conduzidas por ar perifericamente distribuídas sobre um eixo rotacional horizontal que forma uma região interior em que pressões de ar surgidas por vento introduzido aí são libertadas através dos espaços entre as pás. A patente US Número 4.500.257 a Sullivan descreve um sistema de spoiler aerodinâmico para turbina eólica de eixo 4 ΕΡ2483554Β1 vertical inclui spoilers nas pás inicialmente armazenadas perto do eixo de rotor para minimizar arrastamento. A patente US Número 4.715.782 a Shimmel descreve um dispositivo de controlo de velocidade hidráulico para limitar a velocidade de um rotor de turbina eólica controlando o desdobramento de dispositivos de travagem de rotor inclui quatro elementos fluidicamente interligados: um ou mais cilindros de fluido, uma válvula de escape, um acumulador, e uma válvula verificadora. A patente US Número 5.531.567 a Hulls ensina turbina eólica vertical de tipo Darrieus com pás tensionadas, juntamente com vários mecanismos para tensionar as pás. A patente US Número 5.167.483 revela um dispositivo de conversão de energia com área de secção transversal decrescente.

SUMÁRIO DA INVENÇÃO É assim um objecto da instante invenção descrever métodos e dispositivos para eficiência melhorada em converter energia de fluxo linear em energia rotativa. Especificamente, a invenção inclui estruturas e métodos que permitem uma turbina mais eficiente, uma que falta hélices e de preferência dirige fluxo através do corpo de turbina oca afunilada para realizar altas eficiências de conversão de energia.

De acordo com a invenção é fornecido elemento de conversão de fluido para converter um fluxo de fluido em rotação, o elemento de conversão de fluido que compreende pelo menos duas condutas tubulares abertas enroladas à volta de um eixo de rotação, em que pelo menos uma de ditas 5 ΕΡ2483554Β1 condutas tubulares é helicoidalmente enrolada à volta de dito eixo de rotação e cada de ditas condutas compreende uma câmara que tem um respectivo orificio de entrada e um respectivo orificio de saída. A área de secção transversal do orifício de entrada de pelo menos uma de ditas condutas tubulares é maior de que a área de secção transversal do orifício de saída da conduta. A velocidade de rotação do elemento de conversão de fluido à volta do eixo de rotação é ajustável. Isto pode ser feito perturbando fluxo de fluido ou abrindo uma cavidade na câmara do elemento de conversão de fluido ou modificando a área de pelo menos um dos orifício de entrada ou saída ou mudando o ângulo de hélice da conduta tubular helicoidalmente enrolada.

Em algumas formas de realização, o diâmetro de pelo menos uma das condutas tubulares varia ao longo do seu comprimento.

Em algumas formas de realização, o fluido é de pelo menos um de vento e água.

Em algumas formas de realização, uma máquina inclui o elemento de conversão de fluido, e ainda compreende um transdutor de energia que é responsivo à rotação do elemento de conversão de fluido.

Num aspeto da máquina, o transdutor de energia é selecionado do grupo que consiste em geradores, compressores, bombas, gripagens, ascensores, brocas, agitadores, e misturadores.

Em algumas formas de realização, pelo menos uma de 6 ΕΡ2483554Β1 condutas tubulares é feita de um material seleccionado do grupo que consiste num metal, fibras, madeira, material polimérico, vidro, tecido, ligas e as suas combinações.

Em conformidade com outro aspecto da invenção, é fornecido um método para converter energia associada com fluxo de fluido em electricidade, que compreende: fornecer um elemento de conversão de fluido que compreende pelo menos duas condutas tubulares abertas enroladas à volta de um eixo de rotação, em que pelo menos uma das condutas tubulares é helicoidalmente enrolada à volta do eixo e cada das condutas compreende um respectivo orifício de entrada e um respectivo orifício de saída; expor o elemento de conversão de fluido a um fluxo de fluido, em que rotação do elemento de conversão de fluido é induzida; converter a rotação em electricidade; e ajustar uma velocidade de rotação do elemento de conversão de fluido.

Num aspecto do método, o fluido é de pelo menos um de vento e água. A menos que seja definido de outro modo, todos termos técnicos e/ou científicos usados no presente documento podem ter o mesmo significado como comummente compreendido por um de perícia normal na tecnologia a que invenção pertence. Embora métodos e materiais similares ou equivalentes aos descritos no presente documento possam ser usados na prática ou teste de formas de realização da invenção, materiais e/ ou métodos exemplares são infradescritos. Em caso de conflito, a memória descritiva de patente, que inclui definições, vai controlar. Aliás, os materiais, métodos, e exemplos são ilustrativos apenas e não se destinam a ser necessariamente limitantes. 7 ΕΡ2483554Β1

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

Algumas formas de realização da invenção são no presente documento descritas, a titulo de exemplo apenas, com referência aos desenhos que acompanham. Com referência especifica agora aos desenhos em pormenor, é salientado que os particulares mostrados são a titulo de exemplo e para fins de discussão ilustrativa de formas de realização da invenção. Neste sentido, a descrição tirada com os desenhos torna aparente aos peritos na tecnologia como formas de realização da invenção podem ser praticadas. Nas várias formas de realização reveladas no presente documento, elementos iguais têm números de referência iguais que diferem por múltiplos de 100.

Nos desenhos:

As FI6S. IA a 1C são vistas esquemáticas de um único "elemento de conversão de fluido" de três mangueiras, enfatizando os aspectos únicos da invenção; as FIGS. 2A e 2B são vistas esquemáticas de um único elemento de conversão de fluido de três mangueiras, com um ênfase nos aspectos interiores das mangueiras; a FIG. 3 é uma vista esquemática de um elemento de conversão de fluido de duas mangueiras, a versão mais pequena da presente invenção; a FIG. 4 é uma vista lateral esquemática do elemento de conversão de fluido da FIG 3; a FIG. 5 é uma vista esquemática de um elemento de conversão de fluido de três mangueiras numa possível 8 ΕΡ2483554Β1 configuração para uso na presente invenção; a FIG. 6 é uma vista esquemática de um elemento de conversão de fluido usado como uma turbina eólica, com ilustração de um gerador; a FIG. 7 é uma vista esquemática de um elemento de conversão de fluido usado para uma turbina hidráulica, com ilustração de um gerador; a FIG. 8 é uma vista esquemática de um parque eólico com base em múltiplas turbinas eólicas com base em elemento de conversão de fluido; e a FIG. 9 é um fluxograma de um método associado com a presente invenção.

DESCRIÇÃO PORMENORIZADA

Na seguinte descrição, numerosos pormenores específicos são apresentados para fornecer uma compreensão completa da presente invenção. Vai ser aparente, contudo, a um perito na tecnologia que a presente invenção pode ser praticada sem esses pormenores específicos. Noutros casos, lógica de controlo e circuitos bem conhecidos não têm sido mostrados em pormenor para não desnecessariamente obscurecer a presente invenção. A presente invenção, em algumas das suas formas de realização, refere-se a uma turbina sem hélice e, mais particularmente, mas não exclusivamente, a um sistema helicoidal para eficientemente converter energia eólica ou hidráulica para electricidade.

Certos termos são agora definidos para facilitar 9 ΕΡ2483554Β1 melhor compreensão da presente invenção. "Turbina", "estator", "rotor", "gerador", "vento", "força linear" e "onda" ou "onda de água" podem ter o seu significado geralmente usado como compreendido nos campos de motores e geração eléctrica.

Os termos "elemento de conversão de fluido ", "conduta tubular aberta" e "mangueira" têm definições que são especificas à instante invenção. Dispositivo ou elemento de conversão de fluido geralmente se refere a uma pluralidade de mangueiras sólidas ou condutas tubulares abertas que são associadas entre si à volta de um eixo, em que pelo menos uma conduta tubular aberta está numa estrutura helicoidal com um diâmetro afunilado ao longo do seu comprimento. Mangueira ou conduta tubular aberta pode referir-se a um único elemento helicoidal oco, em que a hélice tem um diâmetro não constante ao longo do seu comprimento, o seu orifício de entrada que é substancialmente maior de que o seu orifício de saída, e em que o seu orifício de salda encara numa direcção diferente de que do seu orifício de entrada. Uma conduta tubular aberta é uma estrutura rígida, pode ser de quaisquer dimensões relevantes - com base em aplicação específica - e é geralmente usada em múltiplos, isto é um único elemento de conversão de fluido é geralmente composto de duas ou mais mangueiras, em que cada mangueira é uma estrutura sólida, cada que tem uma área de superfície de orifício de entrada significativamente maior de que a área de superfície do orifício de saída de mangueira. Mangueiras de elemento de conversão de fluido são enroladas à volta de si, formando assim duplas-, triplas-, etc. hélices de mangueiras numa única mangueira. Para o fim da presente invenção, um elemento de conversão de fluido ou conduta tubular aberta representa uma turbina, cujo todo corpo roda em resposta a energia de fluxo linear, 10 ΕΡ2483554Β1 geralmente realizada de fluxo de vento ou água na entrada e fora da saída. A parede de fundo de cada mangueira é geralmente construída para que a força linear que choca na mangueira, geralmente água ou ar, seja dirigida para a parede de fundo e permita transferência linear de energia de força linear para rotação da pluralidade de mangueiras num único elemento de conversão de fluido. "Câmara" refere-se a um espaço entre uma entrada e uma saída de uma conduta tubular aberta. Uma câmara é geralmente oca em natureza, com uma superfície única, contínua que rodeia todos lados da câmara, de entrada a saída. Uma câmara é geralmente afunilada ao longo do seu comprimento. "Transdutor de energia" pode referir-se a um elemento ou dispositivo que pode transferir uma forma de energia para outra forma. Um exemplo não limitante iria ser um gerador que converte movimento de fluxo de fluido em energia eléctrica.

Os termos "compreende", "que compreende", "inclui", "que inclui", "que tem" e os seus conjugados significam "incluindo mas não limitado a". 0 termo "que consiste em meios" incluindo e limitado a" .

Para fins de melhor compreensão algumas formas de realização da presente invenção, como ilustrado nas Figuras 1-9 dos desenhos, referência é primeiro feita à construção e operação de uma turbina de elemento de conversão de fluido de corpo-completamente helicoidal como ilustrado nas FIGS. IA 1C. Sem estar ligada por qualquer teoria particular, a seguinte discussão é oferecida para facilitar 11 ΕΡ2483554Β1 compreensão da invenção. Antes de explicar pelo menos uma forma de realização da invenção em pormenor, deve ser compreendido que a invenção não está necessariamente limitada na sua aplicação aos pormenores de construção e a disposição dos componentes e/ou métodos apresentados na seguinte descrição e/ou ilustrados nos desenhos e/ou os Exemplos. A invenção é capaz de outras formas de realização ou de ser praticada ou realizada em várias maneiras.

Primeira Forma de Realização

Em relação agora aos desenhos, a FIG. IA ilustra um elemento de conversão de fluido 100 de acordo com a presente invenção. O elemento de conversão de fluido 100 inclui três condutas tubulares abertas 110, todas helicoidais e enroladas à volta de si, ao longo de um eixo rotacional 160. Caracteristicas do elemento de conversão de fluido 100 incluem o seu comprimento (definido de entrada 130 a saída 140) que é maior de que o seu diâmetro, embora outras formas de realização possam parecer de maneira diferente. O elemento de conversão de fluido 100 inclui três condutas tubulares abertas 110, cada que é um elemento helicoidal oco que define uma câmara 120 com uma entrada 130 e uma saída 140 e uma parede de fundo 150 que é curvada em relação ao comprimento do elemento de conversão de fluido 100. A entrada 130 e saída 140 estão sempre viradas em diferentes direcções entre si como mostrado na FIG. IA. A entrada 130 tem uma área de superfície de secção transversal que é significativamente maior de que a da saída 140, levando assim a uma estrutura de hélice afunilada sobre o comprimento 105 de cada conduta tubular aberta 110 associada com o elemento de conversão de fluido 100. O elemento de conversão de fluido 100 é feito de materiais rígidos ou mecanicamente fortes incluindo mas não limitado a metais, polímeros, cerâmicas, ligas, tecidos, e 12 ΕΡ2483554Β1 compostos. 0 comprimento específico do elemento de conversão de fluido 100 e o tamanho de entrada 130 e saída 140 de conduta tubular aberta 110 dependem da aplicação específica e a energia a ser gerada através de fluxo linear através do elemento de conversão de fluido 100. Elementos de conversão de fluido podem ser pequenos tanto em centímetros em comprimento quanto vários metros em comprimento para geração de electricidade de alta potência de vento ou ondas de água. Enquanto as condutas abertas tubulares 110 mostradas na FIG. IA parecem equivalentes em tamanho, é compreendido que as individuais condutas tubulares abertas 110 podem ser de diferentes tamanhos e características. Condutas tubulares abertas 110 são geralmente produzidas juntas durante produção de elemento de conversão de fluido 100, embora as condutas tubulares abertas 110 pudessem ser feitas separadamente e potencialmente de diferentes materiais. A FIG. 1B mostra a mesma disposição de condutas tubulares abertas 110 como mostrado na FIG.1A, mas sem a vista de corte. O elemento de conversão de fluido 100 na FIG. 1B é um único elemento de conversão de fluido de três condutas tubulares abertas 110.

Referência é agora feita à Fig. 1C é uma vista de corte de um elemento de conversão de fluido de turbina 102 em que uma única conduta tubular aberta 110 de um elemento de conversão de fluido de três mangueiras é mostrada na sua relação a um eixo rotacional 160. Entrada 130 da conduta tubular aberta 110 permitem entrada de ar ou água, com a associada força que roda as condutas tubulares abertas 110 do elemento de conversão de fluido de turbina 100. Ar e água movem-se ao longo do corpo do elemento de conversão de fluido de turbina 102 e saem em saída 140. Energia associada com o vento ou água é transferida ao corpo do elemento de conversão de fluido de turbina 100 e assim faz com que a conduta tubular aberta 110 rode à volta do seu 13 ΕΡ2483554Β1 eixo helicoidal 160. Como vai ser infradescrito, a rotação do elemento de conversão de fluido 100 permite geração de electricidade ou energia mecânica através de um apropriado sistema gerador. É notado que o elemento de conversão de fluido 100 mostrado na FIG. 1C é para fins de explicação apenas e um elemento de conversão de fluido com uma única conduta tubular aberta 110 não iria geralmente ser usada em prática. Múltiplas mangueiras (FIG. 1B, 110) são dispostas a volta de si como mostrado e água, ar, ou outra força linear permite rotação das mangueiras em quer uma direcção no sentido dos ponteiros de um relógio quer no sentido inverso ao dos ponteiros de um relógio, com a água, ar, ou outra força linear que entra através de uma entrada 130 e que sai através de uma saída 140.

As FIGS. 2A e 2B mostram uma vista lateral esquemática do elemento de conversão de fluido de três mangueira 200 mostrado previamente na FIG.1A. As mangueiras 210 são enroladas à volta de si numa disposição helicoidal tripla. As hélices são maiores nos orifícios de entrada 230 de que nos orifícios de saída 240. Enquanto em maioria de aplicações, duas ou mais mangueiras 210 usadas numa única turbina vão ser do mesmo tamanho geral e feitas do mesmo material, isto não tem que ser o caso. Mangueiras 210 num único elemento de conversão de fluido 200 podem ser fabricadas de diferentes materiais e podem ter diferentes dimensões. É compreendido que fabrico de elemento de conversão de fluido 200 em combinação com uma turbina pode incluir produção separada de mangueiras 210 com subsequente união por quaisquer meios ou alternativamente fabrico de turbina de elemento de conversão de fluido com as mangueiras 210 produzidas numa maneira unida. Este último método é preferido. As mangueiras 210 necessariamente quer rodam, à volta de um eixo rotacional 260 comum que não move quer podem reter elementos que permitem que mangueiras 210 14 ΕΡ2483554Β1 rodem. Uma característica crítica da presente invenção, como mostrado na FIG. 2A é o afunilamento ao longo do comprimento (de amplo orifício de entrada 230 a estreito orifício de saída 240) das mangueiras 210, criando assim uma força maior para rotação da turbina de elemento de conversão de fluido 200, enquanto as mangueiras 210 se tornam mais pequenas através do comprimento do elemento de conversão de fluido 200. O orifício de entrada 230 e orifício de salda 240 enfrentam direcções diferentes, que permite em combinação com a forma afunilada-pressão a ser aplicada a uma parede de fundo 250 de cada mangueira 210, que acelera a rotação da turbina 201 sobre rotação de turbinas com base em hélice padrão.

Segunda Forma de Realização

Atenção é agora chamada às FIG. 3 e FIG. 4 que mostram vistas esquemáticas de uma forma de realização da presente invenção. Nesta forma de realização, um elemento de conversão de fluido 300 que tem duas condutas tubulares abertas 310 tem múltiplas voltas helicoidais 370 sobre o curso do seu eixo rotacional 360. Aumentando o número de voltas 370 permite que o elemento de conversão de fluido 300 vire mais rapidamente. O elemento de conversão de fluido 300 pode ter uma ou mais voltas 370, o número actual que é determinado pelo tamanho e aplicação para uso do elemento de conversão de fluido 300 para geração de electricidade ou outra aplicação. Esta forma de realização representa o elemento de conversão de fluido 300 mais pequeno de acordo com a instante invenção, nomeadamente um que tem duas condutas tubulares abertas 310. As condutas tubulares abertas 310 rodam à volta de um eixo 360 comum e adoptam uma forma helicoidal, com orifício de entrada 330 maior de que orifício de saída 440 (ver a FIG. 4). 15 ΕΡ2483554Β1

Terceira Forma de Realização

Atenção é chamada à FIG. 5, que mostra uma turbina eólica 501, que constitui um exemplo de uma máquina que usa o elemento de conversão de fluido de acordo com a presente invenção. Um elemento de conversão de fluido 500 que tem três mangueiras 510 é fixo a um suporte 575 e uma base 580 que permitem plantar e elevação do elemento de conversão de fluido 500 para receber força exterior óptima, geralmente de vento (não mostrado). O elemento de conversão de fluido 500 pode rodar em qualquer direcção e pode mover para permitir entrada óptima de ar/vento em entrada 530. Ar que passa através de entrada 530 continua através da câmara oca (não visível) da mangueira 510, para permitir transferência eficiente de energia eólica para causar rotação do elemento de conversão de fluido 500 antes de saída de ar através da saída (não visível). A FIG. 6 mostra alguns dos trabalhos interiores da turbina eólica 501 representada na FIG. 5 e para consistência com outros desenhos renumerados 601. Um gerador eléctrico 690 e os seus componentes associados (como caixa de Engrenagens, eixos, etc.) é associado com a turbina eólica 601 para produção de corrente eléctrica CA como uma função de fluxo de vento através de mangueiras 610 associadas com o elemento de conversão de fluido 600.

Quarta Forma de Realização

Atenção é chamada à FIG. 7 que mostra uma vista esquemática de uma turbina hidráulica 701, que constitui outro exemplo de uma máquina com um elemento de conversão de fluido elemento de conversão de fluido 700 que tem três 16 ΕΡ2483554Β1 condutas tubulares abertas 710 usadas para geração de electricidade de água corrente. Há regiões no inundo, o Golfo de México por exemplo, onde correntes forte e bem descritas fluem durante muito do ano. O elemento de conversão de fluido 700 com um suporte 775 e base 780 é posicionado para permitir fluxo de água através das entradas 730 das condutas tubulares abertas 710 dispostas numa maneira helicoidal à volta de um eixo rotacional 760. A água sai através de saídas (não mostrado nesta vista) após distribuir uma parte significativa da sua energia relacionada com fluxo ao elemento de conversão de fluido 700 para produção de electricidade através do gerador 790 associado com o elemento de conversão de fluido 700.

Quinta Forma de Realização

Atenção é chamada à FIG. 8 que mostra uma forma de realização esquemática de um parque eólico 805, que constitui outro exemplo de uma máquina para a produção de electricidade de corrente alterna através de uma multiplicidade de turbinas com base no elemento rotativo como descrito na presente invenção. O parque eólico 805 contém uma pluralidade de turbinas eólicas 801, cada turbina que inclui um elemento de conversão de fluido 800, que inclui uma pluralidade de mangueiras 810, que têm características helicoidais como previamente descrito. Cada turbina 801 responde a vento de fluxo (não mostrado) por rotação das mangueiras 810, e produção de electricidade por equipamento gerador associado (não mostrado). Dito equipamento gerador pode ser associado com cada turbina eólica 801; alternativamente, um gerador pode ser associado com uma pluralidade de turbinas eólicas 801 com base em elemento de conversão de fluido 800. As mangueiras 810 podem ter uma ou mais rotações à volta de um eixo 860, e a entrada 830 de cada elemento de conversão de fluido 800 é 17 ΕΡ2483554Β1 maior de que cada saída associada (não mostrado nesta vista), esta diferença que é uma característica chave em derivar maior binário rotacional do fluxo de vento através de cada elemento de conversão de fluido 800.

Sexta Forma de Realização

Atenção é chamada à FIG. 9 que mostra um fluxoqrama para um método associado com a presente invenção. O método permite eficiente conversão de enerqia associada com um fluxo linear em electricidade. A primeira etapa envolve fornecer um elemento de conversão de fluido que compreende uma pluralidade de mangueiras de câmara abertas ao longo de um eixo rotacional, em que pelo menos uma mangueira adopta uma estrutura helicoidal. A seguinte etapa envolve expor o elemento de conversão de fluido a um fluxo linear pelo que as mangueiras rodam à volta do eixo rotacional. Finalmente, um converte a rotação em electricidade para distribuição a uma rede ou outro elemento eléctrico. É esperado que durante a vida de uma patente que amadurece deste pedido muitas turbinas relevantes vão ser desenvolvidas e o âmbito do termo da patente destina-se a incluir todas tais novas tecnologias a priori. É apreciado que certas características da invenção, que são, por clareza, descritas no contexto de formas de realização separadas, podem também ser fornecidas em combinação numa única forma de realização. Pelo contrário, várias características da invenção, que são, por brevidade, descritas no contexto de uma única forma de realização, podem também ser fornecidas separadamente ou em qualquer adequada subcombinação ou como adequado em qualquer outra forma de realização da invenção descrita da invenção. Algumas características descritas no contexto de várias 18 ΕΡ2483554Β1 formas de realização não são para serem consideradas características essenciais dessas formas de realização, a não ser que a forma de realização esteja inoperacional sem todos elementos.

Embora a invenção tenha sido descrita em conjunção com as suas formas de realização específicas, é evidente que muitas alternativas, modificações e variações vão ser aparentes aos peritos na tecnologia. Consequentemente destina-se a abranger todas tais alternativas, modificações e variações que caem dentro do âmbito das reivindicações em anexo. 19 ΕΡ2483554Β1

REFERÊNCIAS CITADAS NA DESCRIÇÃO

Esta lista de referências citadas pelo requerente é apenas para a conveniência do leitor. A mesma não faz parte do documento de Patente Europeia. Embora tenha sido tomado muito cuidado na compilação das referências, não se poderão excluir erros e omissões e o IEP nao assume qualquer responsabilidade neste sentido.

Documentos de Patente citados na descrição • US 4297076 A, Donham [0005] • US 4362470 A, Locastro [0006] • US 5256034 A, Sultzbaugh [0007] • US 20080145230 A, Harman [0008] • WO 2009051793 A [0009] • US 5642984 A, Gorlov [0010] • US 7132760 B, Becker [0011] • US 4708592 A, Krolick [0012] • US 20090160194 A, Clark [0013] • US 5425619 A, Aylor [0014] • US 4082479 A, Rangi [0015] • US 5632599 A, Townsend [0016] • US 4500257 A, Sullivan [0017] • US 4715782 A, Shimmel [0018] • US 5531567 A, Hulls [0019] • US 5167483 A [0020]

Lisboa, 9 de Maio de 2014 20

Claims

ΕΡ2483554Β1 REIVINDICAÇÕES 1. Um elemento de conversão de fluido (100) para converter energia de fluxo de energia em energia rotativa, o elemento de conversão de fluido que compreende pelo menos duas condutas tubulares abertas (110) enroladas à volta de um eixo de rotação (160) , em que pelo menos uma de ditas condutas tubulares é helicoidalmente enrolada à volta de dito eixo de rotação e cada de ditas condutas compreende uma câmara (120) que tem um respectivo orifício de entrada (130) e um respectivo orifício de saída (140); em que a área de secção transversal do orifício de entrada de pelo menos uma de ditas condutas tubulares é maior de que a área de secção transversal do orifício de saída de dita conduta; e em que a velocidade de rotação de dito elemento de conversão de fluido é ajustável por pelo menos um de: perturbar fluxo de fluido; abrir uma cavidade em dita câmara; modificar a área de pelo menos um de ditos orifícios de entrada ou saída; e mudar o ângulo de hélice de dita conduta tubular helicoidalmente enrolada.
2. Um elemento de conversão de fluido (100) de acordo com a reivindicação 1 em que a velocidade de rotação de dito elemento de conversão de fluido é ajustável perturbando fluxo de fluido. 1 ΕΡ2483554Β1
3. Um elemento de conversão de fluido (100) de acordo com a reivindicação 1 em que a velocidade de rotação de dito elemento de conversão de fluido é ajustável abrindo cavidade em dita câmara.
4. Um elemento de conversão de fluido (100) de acordo com a reivindicação 1 em que a velocidade de rotação de dito elemento de conversão de fluido é ajustável modificando a área de pelo menos um de ditos orifícios de entrada ou saída.
5. Um elemento de conversão de fluido (100) de acordo com a reivindicação 1 em que a velocidade de rotação de dito elemento de conversão de fluido é ajustável mudando o ângulo de hélice de dita conduta tubular helicoidalmente enrolada.
6. O elemento de conversão de fluido de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 5, em que o diâmetro de pelo menos uma ditas condutas tubulares varia ao longo do seu comprimento.
7. O elemento de conversão de fluido de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 5, em que dito fluido é de pelo menos um de vento e água.
8. Uma máquina (601, 701) que inclui o elemento de conversão de fluido (600, 700) de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 5, dita máquina que ainda compreende um tradutor de energia (690, 790) que é responsivo à rotação do elemento de conversão de fluido.
9. A máquina de acordo com a reivindicação 8, em que dito transdutor de energia é seleccionado do grupo que consiste 2 ΕΡ2483554Β1 em geradores, compressores, bombas, gripagens, ascensores, brocas, agitadores, e misturadores.
10. O elemento de conversão de fluido de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 5, em que pelo menos uma de ditas condutas tubulares é feita de um material seleccionado do grupo que consiste num metal, fibras, madeira, material polimérico, vidro, tecido, ligas e as suas combinações.
11. Um método para converter energia associada com fluxo de fluido em electricidade, que compreende: a. fornecer um elemento de conversão de fluido (100) que compreende pelo menos duas condutas tubulares abertas (110) enroladas à volta de um eixo de rotação (160), em que pelo menos uma de ditas condutas tubulares é helicoidalmente enrolada à volta de dito eixo de rotação e cada de ditas condutas compreende um respectivo orifício de entrada (130) e um respectivo orifício de saída (140) em que a área de secção transversal do orifício de entrada de pelo menos uma de ditas condutas tubulares é maior de que a área de secção transversal do orifício de saída de dita conduta; b. expor dito elemento de conversão de fluido a um fluxo de fluido, ao que rotação do elemento de conversão de fluido é induzido; e c. converter dita rotação em electricidade; d. ajustar a velocidade de rotação do elemento de conversão de fluido à volta da acção por pelo menos uma de 3 ΕΡ2483554Β1 perturbar fluxo de fluido; abrir uma cavidade em dita câmara; modificar a área de pelo menos um de ditos orifícios de entrada e saída; e mudar o ângulo de hélice de dita conduta tubular helicoidalmente enrolada.
12. 0 método de acordo com a reivindicação 11, em que dito fluido é pelo menos um de vento é água. Lisboa, 9 de Maio de 2014 4