Trata-se de um gerador hidrocinético de energia mecânica constituído por uma turbina com pás móveis, que utiliza fluxo de água de rios. O objeto do presente pedido de patente consiste na forma construtiva do gerador e sua disposição sobre uma balsa flutuante.

Existem diversos equipamentos geradores de energia, do tipo roda d'água, que faz uso da correfitéza da água de rios e riachos, para conversão desta energia hidrocinética em energia mecânica. A maioria destas rodas d'água é disposta na vertical, tangenciando a superfície do rio; a extremidade das pás dessas rodas toca a superfície da água, fazendo com que a correnteza do rio ou riacho arraste cada pá e gire a roda transformando a energia hidrocinética em energia mecânica. São conhecidos também disposições construtivas de sistemas que fazem o uso de rodas ou turbinas dispostas na horizontal submersa um pouco abaixo da superfície do rio ou riacho. O documento de pedido de patente MU8702740-2 descreve um desses sistemas de aproveitamento da energia hidráulica em nível, de rios de pequena vazão ou de desvio de vazão desejada de rios caudalosos, por meio de turbina horizontal submersa, disposta logo abaixo do nível mínimo do rio. Transforma a energia hidrocinética em energia mecânica transmitida por um eixo vertical perpendicular ao plano da turbina. Este sistema necessita de um desvio de correnteza do rio ou riacho, para evitar que a energia mecânica gerada por meio da rotação da pá posicionada de um lado da turbina, e que girará por ação da correnteza, não seja anulada pela resistência da pá oposta, dispostas do outro lado da turbina que irá se movimentar contra a correnteza. O presente pedido de patente descreve um gerador hidrocinético de energia mecânica, montada numa balsa, flutuante em rio ou riacho, com um eixo central disposto perpendicular à superfície do rio, caracterizada por sua configuração construtiva, onde as pás da turbina estão acopladas ao eixo central e são móveis; dispõe de mecanismo que realiza, perpendicular à superfície do rio, movimento alternativo das pás. Enquanto uma pá está submersa no rio, a pá oposta está fora d'água. A pá submersa é arrastada pela correnteza do rio, fazendo girar a turbina, enquanto que a pá oposta, fora d'água não oferece resistência ao movimento rotativo da turbina. O mecanismo de movimentação das pás é compreendido por uma carne fixa na balsa e pelos braços das pás. Cada pá, em rotação, de realiza a rotação do eixo central que, por sua vez faz rodar uma polia, ou volante, fixado na extremidade superior do dito eixo central, transformando a energia hidrocinética em energia mecânica.

Esta configuração de turbina para um gerador hidrocinético de energia mecânica confere vantagens quanto a sua utilização, não necessitando de desvio do leito do rio, ou qualquer modificação referente à correnteza dos rios para seu funcionamento. Não interfere no meio ambiente. Instalado sobre uma balsa flutuante, tem seu funcionamento continuo independente da variação do nível do rio em períodos de chuva. Possibilita o aproveitamento energético pulverizado ao longo dos rios através de micro usinas hidroelétricas.

A descrição que se segue e as figuras associadas, dados a título de exemplo e ilustração, farão compreender melhor o objeto do presente pedido de patente.

A figura 1 é uma vista frontal do gerador hidrocinético de energia mecânica e mostra a balsa(1), as pás(2); o eixo central(3) e a polia(4) ou volante. A figura 2 mostra uma vista isométrica do gerador hidrocinético de energia mecânica.

A figura 3 mostra uma vista frontal do gerador disposto na superfície do rio, com uma pá(2) imersa na água e a pá(22) oposta fora d'água.

A figura 4 mostra uma vista superior do gerador hidrocinético de energia mecânica, disposto na superfície do rio.

A figura 5 mostra, em vista frontal, detalhes da região central do gerador hidrocinético de energia mecânica.

Em alusão às figuras acima mencionadas para efeitos de compreensão do gerador hidrocinético de energia mecânica, o objeto do presente pedido de patente é montado sobre uma balsa(1). A balsa(1) é ancorada nas margens do rio com auxílio de cabos flexíveis e ganchos(9). O gerador é compreendido por um conjunto de pás(2) radiais, pelo menos duas pás(2 e 22), ligadas a um eixo central(3), vertical, perpendicular à superfície do rio. O conjunto de pás(2) transforma a energia hidrocinética, promovida pela rotação das pás(2) em energia mecânica transmitida pelo eixo central(3) à uma polia(4), ou volante, que é fixada ao dito eixo central(3).

Conforme pode ser observado nas figuras 1 a 5, o gerador hidrocinético de energia mecânica é constituído por um eixo central(3), disposto perpendicular à superfície do rio e em cuja região mediana do eixo central(3) é disposto um suporte(5) fixo ao eixo central(3). Os suportes(5) possuem, na periferia, mancais(51) onde são presas as pás(2) radiais. Em cada mancal(51) é articulado um braço(6) de sustentação de cada uma das pás(2). Um trecho do comprimento do braço(6) de sustentação tem a forma de uma barra cilíndrica que atua como eixo fixo(61) sobre o qual gira livremente uma luva(62) deslizante. O braço(6) se prolonga por meio de conexão(7) conhecida, tipo flange ou similar, formando a haste(21 ) da pá(2) e a haste(23) da pá(22). Em plano perpendicular ao eixo central(3), há uma came(8) fixada na estrutura(1 1 ) do gerador hidrocinético. A came(8) possui perfil excêntrico em relação ao eixo(3) central e não está acoplada ao dito eixo(3). A rotação das pás(2) faz com que a luva(62) deslizante de cada pá role tangenciando o perfil da came(8). A excentricidade da carne possibilita a imersão de cada pá(2) e retirada d'água de cada pá(22). O gerador hidrocinético de energia mecânica é preso a uma balsa(1 ) por braços estruturais(1 1 ). Outras vigas(12) estruturais são utilizadas nas extremidades da balsa(1 ) para manter a estrutura da balsa(1 ).

O funcionamento da turbina, ou gerador hidrocinético de energia mecânica, é dado pelo giro das pás(2), pela ação da correnteza do rio, a luva(62) deslizante rola apoiada no came(8) contornando-o desde seu lado(81 ) com menor comprimento, para seu lado(82) com maior comprimento, conforme representado na figura 5, realizando a articulação dos braços(6) e elevando as pás(2) para fora da superfície da água. As pás(2) atuam apenas no sentido da correnteza do rio, eliminando a resistência destas pás(2) quando estiverem no lado oposto, no sentido contra a correnteza do rio, pois neste último lado, as pás(2) se encontrarão erguidas sobre e fora da superfície do rio, não oferecendo resistência à rotação do eixo central(3). Para minimização das perdas por atritos e desgaste de cada um dos braços(6) e do came(8), pelo fato do braço(6) ser empurrado contra o perfil da came(8), durante a rotação das pás(2), é disposta uma luva(62) deslizante, de material com alta dureza superficial. Desta forma, com o movimento de rotação das pás(2), pela força da correnteza do rio, o conjunto que realiza rotação, que é formado pelas pás(2), braço(6) de sustentação, o suporte(5) e o eixo central(3), irá girar, e o braço(6), com o auxílio da luva(61) deslizante, irá se movimentar, deslizando com movimento tangencial sobre a aresta do came(8), elevando-se para fora da superfície da água do rio, no lado(82) do came(8), lado com maior comprimento, e retornando à sua posição horizontal, abaixo da superfície do rio, no lado(81) do came(8), lado com menor comprimento. Este mecanismo disposto num rio com certa correnteza, garante a movimentação de rotação contínua das pás(2), rotacionando todo o conjunto que é formado pelas pás(2), braço(6) de sustentação, o suporte(5) e o eixo central(3), sendo esta rotação transferida para a polia(4) ou volante, que está fixada na extremidade superior do eixo central(3), podendo, este movimento de rotação ser aproveitado para acionar um gerador elétrico, bombas de irrigação e outros fins.