CAMPO TÉCNICO DA INVENÇÃO

[1] Trata a presente invenção de aperfeiçoamentos introduzidos em módulos estruturais para arranjo de usinas elétricas modulares onde, notadamente, ditosmódulos estruturaiscompreendempiataformasprovidas de meios de interconexão mecânica para a montagem de umconjunto de colunas/travessasideaiizadas que configuram uma estrutura passível de recebercanópias, também, afixadas mecanicamente através de porcas e parafusos configurando módulosdistintos, quais sejam: i) módulode subestaçãoeii) módulode casa de força, arranjados, de modo, a compor variados modelos de usinas elétricas modularesgarantindo, assim, redução do custo de fabricação da usina, melhoria na logística de transporte facilitado peiosmóduios estruturais distintos eflexibiiidade na linha de produtos pelos variados arranjos obtidos através da montagem entre os módulos estruturais.

HISTÓRICO DA INVENÇÃO

[2] Geradores ou usinas elétricas modulares apresentam grande utilização no fornecimento de energia eiétrica quando do desamparo pelas distribuidoras convencionais, principalmente, em locais remotos, hospitais, parques de diversão, industrias, estabelecimentos comerciais diversos, áreas em tempos de conflito, shopping centers, etc.

[3] De uma forma gerai, ditos geradores modulares podem ser apresentados em canópias e contêineres ISO onde são instalados motores, casas de força com grupos de geradores, tanques de combustível, equipamentos que compõe o sistema de refrigeração ou arrefecimento, subestação elevadora, colunas elétricas individuais de cada grupo gerador, barramento em baixa tensão, entre outros equipamentos e dispositivos que viabilizam o fornecimento de energia eiétrica.

[4] A estrutura dos contêineres é do tipo monobloco, particularmente compreendida por uma plataforma de dimensões variadas onde é instalado o piso interno e um par de longarinas laterais para a montagem dos postes, por sua vez, dotados de dispositivos de cantos, batentes e outros dispositivos que viabilizam a montagem dos painéis laterais, posterior e superior, bem como, as portas.

{5] Apesar da composição das atuais usinas modulares em contêineres configurarem modelos dedimensões reduzidas e alta capacidade de geração de energia elétrica que permite aplicações em projetos rápidos e de baixo custo de instalação, as características estruturais dos contêineres monoblocos dificultam a logística para a montagem da usina modular tornando o processo mais custoso.

[6] Outro inconveniente dos atuais modelos reside no fato da configuração monobloco das usinas modulares inviabilizar a composição de novos arranjos de usinas modulares, restringindo a modelos convencionais que podem afetar no fornecimento adequado de energia elétrica.

[7] A requerente, atuante na área de produção de usinas elétricas modulares, é depositante do documento de no.BR202013029267-8 que trata deusina elétrica modular dotada de sistema de transformador de alta tensão para conexão direta em sistema de distribuição de energia integrados em contêineres ou similares, sendo que dita usina elétrica modular é fornecida em contêiner do tipo marítimo ISO de 20 ou 40 pés provido de controle de ruídos e configurado por um conjunto de unidades integradas entre si e passíveis de gerar energia em média tensão para a alimentação de sistema de distribuição de energia local, sendo que ditas unidades são definidas como: i) unidades geradoras; unidade de arrefecimento; unidade de distribuição e transformador; na porção interna da base do contêiner são instalados tanques embutidos compreendidos por parede dupla para a contenção de óleo/água contaminados, enquanto que na cabine que compõe a unidade de arrefecimento são previstas entradas de ar que auxiliam na refrigeração e pelo menos um par de ventiladores; ditas unidades geradores podem apresentar quatro ou dois geradores, os quais, por sua vez, são movidos por motores automotivos a gás, diesel ou biodiesel, sendo que cada gerador é acoplado numa tubulação de escape dos gases que é instalado na parede superior do contêiner.

[8] Ainda que dito modelo de usina elétrica modular apresente inúmeras vantagens como dispensar outros equipamentos auxiliares para a conexão com o sistema de distribuição de energia e operacionalidade otimizada das unidades, a estrutura onde são integradas as unidades é única impossibilitando a composição de novos arranjos de usinas modulares.

ANÁLISE DO ESTADO DA TÉCNICA

[9] Em pesquisa realizada em bancos de dados especializados foram encontrados documentos referentes a usinas elétricas modulares, tal como, o documento de ns. BR102012021603-5que trata demicro usina termoelétrica modular móvel e processo para geração de energia elétrica compacta constituída por módulos desmontáveis e acopláveis, e móvel capaz de ser instalada tanto em zonas urbanas como em zonas rurais, marítimas, industriais e residenciais devido a sua facilidade de mobilidade.

[10] O documento de ns. PI 0605454-4 revelaum gerador móvel composto por duas células compreendido por corpo principal, constituído a partir de um container que acondiciona internamente uma plataforma sobre a qual são posicionados dois motores dotados de sistema de injeção eletrônica alimentados por diesel, biodiesel puro ou misturado com diesel acondicionado em um reservatório de combustível disposto na secção traseira, enquanto a secção dianteira detém inferiormente uma caixa de força sobre a qual verifica-se um painel de controle, sendo que o dito contêiner provido, em suas secções laterais e secção dianteira, de portas.

[11] Como se observa, apesar dos documentos supracitados pesquisados apresentarem usinas elétricas modulares, as características construtivas do objeto ora requerido é distinta das características apresentadas nos documentos, garantindo, assim, que o mesmo atenda aos requisitos legais de patenteabilidade.

OBJETIVOS DA INVENÇÃO

[12] Diante dos problemas citados no estado da técnica, resta claro que ainda havia, até o momento, a necessidade de se desenvolver ummódulo estrutural que viabilizasse a montagem de diversificados arranjos de usinas elétricas modulares.

[13] Mencionados módulos estruturais compreendem plataformas providas de meios de interconexão para a montagem de conjunto de colunas e travessas de forma a compor uma armação estrutural para a montagem decanópias, também, afixadas mecanicamente através de porcas e parafusos configurando módulo de subestação e módulo de força.

(14] Ditos meios de interconexão, basicamente, compreendem áreas e abas projetantes providas de perfurações para a montagem mecânica de parafusos de fixação, porcas ou outro elemento adequado de fixação.

[15] Tanto o módulo de subestação como o módulo de casa de força são fabricados individualmente, bem como, o módulo de casa de força prevê quadro de distribuição de içamento que facilita a logística quando da montagem da usina elétrica modular.

[16] Uma das principais vantagens da presente invenção reside no fato dos meios de interconexão mecânica promoverem mais flexibilidade na linha de montagem das usinas modulares, as quais podem ser arranjadas de forma pratica permitindo a composição de usinas com dois grupo geradores formada por um módulo de subestação e controle e um modulo de força ou usina modular compreendida de quatro grupos de geradores formada por um módulo de subestação e controle e dois módulos de força, entre outros arranjos.

[17] Outra vantagem reside no fato dos dimensionais reduzidos de cada modulo facilitarem e reduzirem o custo de fabricação da usina modular.

[18] Outra vantagem reside no fato da usina modular poder ser transportadaem partes através do deslocamento dos módulos distintos cujo peso reduzido minimiza o tamanho de guindaste necessário de retira-los do caminhão e instala-los em campo.

[19] A título de exemplo uma usina modular montada apresenta peso em torno de 30T necessitando o uso de guindaste maior de 30T para move-la, enquanto que cada módulo solto que compõe uma usina modular pode ser movido por um caminhão 'muncIS comum, o qual é bem mais económico para locação.

DESCRIÇÃO DAS FIGURAS

[20] A complementar a presente descrição de modo a obter uma melhor compreensão das características do presente invento e de acordo com uma preferencial realização prática do mesmo, acompanha a descrição, em anexo, um conjunto de desenhos, onde, de maneira exemplificada, embora não limitativa, se representou seu funcionamento: A Figura 1 representa uma vista em perspectiva de um arranjo com módulos de força e subestação;

As Figuras 2, 2 A, 2B, 2C e 2D representam detalhes Ά', 'Β', 'C, 'D' e Έ' indicados na figura anterior;

As Figuras 3 e 3A ilustram as vistas lateral e superior do arranjo ilustrado na figura 1;

A Figura 4 revela uma vista em perspectiva da plataforma do módulo de força com respectivas colunas e travessas explodidas;

As Figuras 5, 5A e 5B mostram as vistas superior e cortes transversal A.A e longitudinal B.B da plataforma que compõe o módulo de força; e

As Figuras6, 6A e 6B representam vistas em perspectiva e laterais de um arranjo de módulos estruturais para a obtenção de um modelode usina modular montada.

DESCRIÇÃO DA INVENÇÃO

[21] Com referência aos desenhos ilustrados, a presente patente de invenção se refere a "APERFEIÇOAMENTOS INTRODUZIDOS EM MÓDULOS ESTRUTURAIS PARA ARRANJO DE USINAS ELÉTRICAS MODULARES", mais precisamente trata-se de módulos estruturais (10) para a composição de arranjo de usinas elétricas modulares (US) do tipo utilizada para fornecimento de energia em áreas diversas, tais como, comunidades rurais isoladas, mineradoras, plataformas de petróleo, hospitais, industrias, entre outros locais.

[22] Segundo a presente invenção, ditos módulos estruturais (10) compreendem módulo de subestação (20) e módulo de casa de força (30), basicamente formados por plataformas (20A) e (30A) dotadas de longarinas (20b)/(30b) e travessas (20c)/(30c) idealizadas para a montagem de chapas de contenção (20d)/(30d), sendo que tanto a plataforma (20), quanto a plataforma (30), apresentam meios de interconexão (MT) formados por áreas (40) e abas projetantes (41) providas de perfurações (42) para a montagem mecânica de parafusos de fixação (50), porcas (51) ou outro elemento adequado que viabilizem a conexão entre as plataformas (20)/(30) e montagem de colunas (60), travessas (70) e quadro de içamento (80) de forma a compor armação estrutural (AR) passível de receber as canópias (CP), portas articuláveis (PT1) e basculantes (PT2) e outras estruturas mecânicas configurando áreas espaciais (AR) idealizadas para a montagem de equipamentos diversos (não ilustrados), tais como, grupogeradores, tanques de combustível e contenção de líquidos, motores, barramentos, entre outros.

[23] Numa versão construtiva preferencial, o módulo de subestação (20)compõe uma base de sustentação do painel de comando (PC) cujas longarinas (20b) e travessas (20c) são revestidas por chapas (20d), as quais, por sua vez, são fixadas através de soldas.

[24] Já o módulo de casa de força (30) compreende plataforma (30A) cujas longarinas (30b) apresentam numa das extremidades livres prolongamentos (30e) providos meios de interconexão (MT) formados áreas (40) com perfurações (42) para a montagem mecânica de parafusos de fixação (50) e porcas (51), bem como, próximo a superior de ambas ditas longarinas (30b) são previstas abas projetantes (30f), também, dotadas de meios de interconexão (MT). Nas faces superiores das chapas de contenção (30d) são instaladas guias longitudinais (30g), formadas por perfis em 1'.

[25] Dita plataforma (30) recebe, nas áreas (40), as porções de conexão (61) das colunas (60), as quais, por sua vez, apresentam seção transversal em 'C e em cuja face plana são previstas as ditas áreas (40) para a montagem dos parafusos (50), preferencialmente ASTM 325 e porca (51) sextavada pesada ASTM A194.

[26] Nas áreas (40) das extremidades livres superiores(62) de cada coluna (60) são montadas,mecânica e transversaimente,travessas (70) cujo perfil apresenta seção em 'U' onde, por sua vez, são instaladas extremidades livres de barras (81) do dito quadro de distribuição de içamento(80).

[27] As barras (81) do quadro (80) sustentam uma trave (82) em cujas porções extremas e face plana são instaladas alças (83) para acoplamento de ganchos (não ilustrados) e elevação do módulo (30).

[28] Assim, os meios de interconexão (MT) dos módulos (20) e (30), formados por montagem mecânica de parafusos (50) e porcas (51), permitem o arranjo de usinas modulares compostas (10), tais como, por exemplo, um arranjo formado por dois grupos geradores (ver figuras 6, 6A e 6B) obtido por um módulo de subestação e controle (20) com um modulo de força (30) ou quatro grupos geradores formada por um modulo de subestação e controle (20)associado a doismódulos de força (30).

[29] É certo que quando o presente invento for colocado em pratica, poderão ser introduzidas modificações no que se refere a certos detalhes de construção e forma, sem que isso implique afastar-se dos princípios fundamentais que estão claramente substanciados no quadro reivindicatório, ficando assim entendido que a terminologia empregada não teve a finalidade de limitação.