INTRODUÇÃO

[0001] Refere-se o presente pedido de patente de invenção de um inédito “SISTEMA DE REAPROVEITAMENTO DA ENERGIA MECÂNICA DE ESCADAS ROLANTES E CONGÊNERES PARA MICROGERAÇÃO DE ENERGIA ELÉTRICA” - trata de um sistema que utiliza o excedente, total ou parcial, da força mecânica do motor elétrico que alimenta todo o mecanismo móvel de uma escada rolante, ou congênere, para transforma-la em energia elétrica, pela conexão de um gerador eólico de velocidade fixa a tomada de força de força na referida escada rolante, preferencialmente, mas não necessariamente o eixo do motor elétrico por meio de acoplamentos mecânicos, polias e correias ou engrenagens.

CAMPO DE APLICAÇÃO

[0002] O campo de aplicação da invenção é o segmento de reaproveitamento de energia com a utilização de escadas e esteiras rolantes, os quais são equipamentos, que apresentam alto grau de carregamento, utilizados no transporte de pessoas ou cargas a curtas distâncias.

[0003] As escadas rolantes (com inclinação de 30 ^s a 35 ^s ) são muito utilizadas em shoppings centers, lojas de departamentos, hipermercados etc., ao passo que as esteiras rolantes, horizontais, são normalmente empregadas em locais com grandes corredores, como, por exemplo, aeroportos e hipermercados.

CONVENCIMENTO

[0004] O conceito e o mecanismo de funcionamento de uma escada e de uma esteira rolante são muito parecidos. Geralmente, as do tipo comercial, utilizam um motor elétrico de 100 hp para acionar todo o mecanismo móvel do equipamento, que, basicamente, consiste de um par de correntes ligando todos os degraus, a qual circula entre engrenagens de tração e engrenagens de retorno, além do mecanismo do acionamento dos corrimãos, estes com velocidade sincronizada com a escada.

[0005] Via de regra, o motor supracitado é dimensionado para entregar uma força até 30% superior à que é exigida para o funcionamento normal do equipamento, com a carga máxima, como se fosse uma reserva energética. Entretanto, essa força mecânica excedente disponibilizada pelo motor elétrico, além de consumir energia, é totalmente desperdiçada e sem nenhum aproveitamento. [0006] Um aerogerador ou um sistema de geração de energia eólica é constituído, em regra, pela torre metálica, nacele, rotor, gerador elétrico e pás, leme, sistema de yaw (orienta a direção em que a nacele deve permanecer apontada com relação ao vento, sistema de frenagem para casos de emergência, sistema de arrefecimento e sistema de pitch (encarregado de controlar o ângulo de ataque das pás). Os geradores elétricos utilizados nos aerogeradores são de grande eficiência, pois utilizam potentes ímãs de neodímio, que geram quantidades significativas de energia elétrica, embora essa geração dependa totalmente do regime dos ventos, sua constância, sua força, sua velocidade e outros fatores atmosféricos que limitam significativamente a geração de energia elétrica.

ESTADO DA TÉCNICA

[0007] O atual estado da técnica antecipa alguns documentos de patentes com novas tecnologias que versam sobre reaproveitamento de energia em escadas rolantes, como o BR 102016028632-8 intitulado “SISTEMA DE GERAÇÃO DE ENERGIA EM ELEVADORES E ESCADAS ROLANTES” - configura um sistema que emprega geradores de energia específicos, que convertem a energia mecânica gerada na movimentação de elevadores e escadas rolantes, e acumula essas energias em baterias (Off Grid) ou injeta diretamente na rede elétrica para a geração de créditos (Grid Tie). O aproveitamento de energia se dá pela aplicação de blocos de imãs permanentes nas paredes fixas com lâminas estatoras e bobinas de cobre ou alumínio, não importando a forma que se adaptarão nos elevadores ou escadas rolantes.

[0008] O documento de anterioridade acima utiliza um princípio de reaproveitamento de energia que utiliza o próprio peso do sistema como alavanca de peso e não a força mecânica no eixo do motor elétrico ou dos outros pontos móveis da escada rolante.

OBJETIVOS DA INVENÇÃO

[0009] É objetivo da presente invenção propor um sistema de reaproveitamento de energia capaz de utilizar a energia mecânica excedente do motor elétrico de escadas rolantes e congêneres, para utilização como fonte secundária de produção de energia elétrica e sua injeção na rede do próprio local;

[0010] É objetivo da presente invenção propor um sistema de reaproveitamento de energia eficiente e de grande simplicidade construtiva / implantação;

[0011] É objetivo da presente invenção propor um sistema de reaproveitamento de energia que por utilizar um gerador eólico de velocidade fixa, com rotor horizontal ou vertical, que além da grande eficiência possibilita a conexão direta ao motor elétrico da escada rolante ou congênere, ou outros pontos móveis do equipamento, por meio de acoplamentos mecânicos, polias e correias ou engrenagens;

[0012] É objetivo da presente invenção propor um sistema de reaproveitamento de energia cujo funcionamento do gerador elétrico do aerogerador não interfira na rotação que o motor da escada rolante ou congênere necessita para mover os degraus;

[0013] É objetivo da presente invenção propor um sistema de reaproveitamento de energia que na eventualidade do gerador elétrico do aerogerador apresentar algum mau funcionamento, ou se houver corte de energia não haverá nenhuma consequência no mecanismo da escada rolante ou congênere;

[0014] É objetivo da presente invenção propor um sistema de reaproveitamento de energia que na eventualidade da escada rolante ou congênere apresentar algum mau funcionamento, ou se houver queda de energia o gerador elétrico do aerogerador simplesmente deixará de funcionar;

[0015] É objetivo da presente invenção propor um sistema de reaproveitamento de energia de ótima relação custo x benefício, dispensando o uso de baterias estacionárias de alto custo e de duração limitada, que requerem substituição periódica.

SUMÁRIO DA INVENÇÃO

[0016] “SISTEMA DE REAPROVEITAMENTO DA ENERGIA MECÂNICA DE ESCADAS ROLANTES E CONGÊNERES PARA MICROGERAÇÃO DE ENERGIA ELÉTRICA” - compreende um gerador eólico de velocidade fixa cujo eixo do rotor é ligado ao eixo do motor elétrico da escada rolante ou esteira rolante ou a outros pontos móveis do equipamento, como, por exemplo, na engrenagem de tração, no acionamento do corrimão e na engrenagem de retorno, quer seja por meio de acoplamentos mecânicos, polias e correias e engrenagens.

DESCRIÇÃO DAS FIGURAS

[0017] Na sequência são apresentadas as figuras para melhor explicar o pedido de patente de forma ilustrativa e não limitativa:

Figura 1 : Vista em perspectiva parcial de uma escada rolante ilustrando esquematicamente o sistema de reaproveitamento da energia mecânica de escadas rolantes e congêneres para microgeração de energia elétrica, com detalhe da conexão do eixo do motor elétrico e o eixo rotor do gerador eólico de velocidade fixa por meio de acoplamento mecânico;

Figura 2: Vista em perspectiva parcial de uma escada rolante ilustrando esquematicamente o sistema de reaproveitamento da energia mecânica de escadas rolantes e congêneres para microgeração de energia elétrica, com detalhe da conexão do eixo do motor elétrico e o eixo do rotor gerador eólico de velocidade fixa por meio de polias e correias;

Figura 3: Vista em perspectiva parcial de uma escada rolante ilustrando esquematicamente o sistema de reaproveitamento da energia mecânica de escadas rolantes e congêneres para microgeração de energia elétrica, com detalhe da conexão do eixo do motor elétrico e o eixo do rotor gerador eólico de velocidade fixa por meio de engrenagens;

Figura 4: Vista em corte lateral de uma escada rolante ilustrando esquematicamente os possíveis pontos de conexão do sistema de reaproveitamento da energia mecânica de escadas rolantes e congêneres para microgeração de energia elétrica;

Figura 5: Diagrama esquemático do sistema on grid do sistema de reaproveitamento da energia mecânica de escadas rolantes e congêneres para microgeração de energia elétrica.

DESCRIÇÃO DETALHADA DA INVENÇÃO

[0018] “SISTEMA DE REAPROVEITAMENTO DA ENERGIA MECÂNICA DE ESCADAS ROLANTES E CONGÊNERES PARA MICROGERAÇÃO DE ENERGIA ELÉTRICA”, objeto desta solicitação de patente de invenção trata de um sistema que utiliza um gerador eólico de velocidade fixa (3), de forma alinhada, com o motor elétrico (1 ), ou outras tomadas de força, de escadas (2) rolantes e congêneres, com o objetivo de aproveitar a sua força excedente e transforma-la em energia elétrica para aproveitamento no próprio estabelecimento onde o equipamento está instalado ou distribuir para a rede pública (15), em caso de sobra, pelo sistema on grid.

[0019] Mais particularmente, a invenção reivindica um sistema que utiliza, de forma simultânea, um motor elétrico (1 ) que aciona uma escada (2) ou esteira rolante (não demonstrada) e um gerador eólico de velocidade fixa (3), conectados por meio de um acoplamento (4) mecânico comum que une, de forma alinhada, o eixo (5) do motor elétrico (1 ) com o eixo (6) do rotor (não demonstrado) do gerador eólico de velocidade fixa (3). O acoplamento (4) mecânico, disponibilizado no mercado, pode ser de aço, material flexível ou qualquer outro conhecido. Desse modo, o gerador eólico de velocidade fixa (3) sempre conectado ao motor elétrico (1 ) cuja força mecânica excedente irá gerar energia elétrica continuamente pode ser direcionada na rede do próprio estabelecimento, onde se encontra a escada (2) ou esteira rolante (não demonstrada) pelo sistema on grid. Conforme o número de rotações do motor elétrico (1 ) e do gerador eólico de velocidade fixa (3), mais especificamente se as rotações forem diferentes o acoplamento (4) mecânico poder ser substituído por outros acoplamentos como polias (7, 7’) e correias (8). Em uma forma de viabilização da invenção, se um motor elétrico (1 ) trabalhar com 1.200 rpm e o gerador eólico de velocidade fixa (3) trabalhar com 300 rpm, haverá necessidade de se utilizar pelo menos duas polias (7, 7’) e uma correia (8) para reduzir as rpm do motor elétrico (1 ) para as 300 rpm que o gerador eólico de velocidade fixa (3) necessita. Nesse caso, utiliza-se uma polia (7) de 200 mm de diâmetro no eixo (5) do motor elétrico (1 ), polia motora, e uma polia (7’) de 800 mm de diâmetro no o eixo (6) do rotor do gerador eólico de velocidade fixa (3), polia impulsionada ou movida, interligadas por uma (ou mais) correias (8), de modo que o gerador eólico de velocidade fixa (3) receberá exatamente as 300 rpm que necessita para o seu funcionamento normal, configurando assim um redutor de velocidade para transformar uma velocidade mais alta (1.200 rpm) em uma velocidade mais baixa (300 rpm) sem que haja alteração na rotação do motor elétrico (1 ) da escada (2) rolante ou congênere. Dependendo da necessidade poderão ser utilizadas duas ou mais correias (8), que serão movidas simultaneamente, com a mesma velocidade, através de polia dupla, tripla, quádrupla, etc. O mesmo artificio poderá ser viabilizado por engrenagens (9). Além do eixo (5) do motor elétrico (1 ), o eixo (6) do rotor do gerador eólico de velocidade fixa (3) poderá ser conectado a outras tomadas de força da escada (2) rolante ou congênere como na engrenagem de tração (10), no acionamento do corrimão (11 ) e na engrenagem de retorno (12), quer seja por meio de acoplamentos (4) mecânicos, polias (7) e correias (8) e engrenagens (9). O sistema on grid é utilizado porque o gerador eólico de velocidade fixa (3) que é ligado ao motor elétrico (1 ), ou outra tomada de força, da escada (2) rolante ou congênere para produzir energia em corrente contínua, que para utilização no local/ estabelecimento necessita ser transformada em corrente alternada (AC). Para tanto essa corrente CC passa por um controlador (13) e daí segue para um inversor (14) que a transforma em corrente alternada (AC) 127v ou 220v, injetando-a na rede do próprio estabelecimento. Se o consumo local for maior do que o gerador eólico de velocidade fixa (3), o estabelecimento consome a energia produzida e retira o restante da rede pública (15). Se a produção do gerador eólico de velocidade fixa (3) for maior do que o consumo local, o excedente entra na rede pública (15) e o medidor de energia (16) bidirecional registra a quantidade de energia elétrica injetada na rede para posterior compensação.