FUENTE, QUE APROVECHA LA DIFERENCIA DE DENSIDAD DE LOS FLUIDOS, PARA LA PRODUCCIÓN DE ENERGÍA RENOVABLE.

La fuente de energía renovable para la producción de energía mecánica o eléctrica,

comprende un conducto (2), sumergido en un fluido (1) o agua, cuya sección de salida (3) está al nivel de la superficie del agua, y la entrada (7) a una cota inferior. Que incluye un sistema (5) que introduce un fluido (4) o aire en el interior del conducto (2). Ascendiendo un caudal, por el empuje de Arquímedes, cuya energía aprovechamos mediante una turbina (7) y un generador eléctrico (8). El caudal de agua que sale por la sección (3) es direccionado a la zona del agua exterior al conducto (2) para volver a repetir el ciclo. Puede incluir una estructura de conductos de aire (12), con toma fija u orientable (11), para producir una depresión en la salida (3) al aprovechar la velocidad de los móviles o el viento. Fuentes con un fluido e intercambio térmico.

Fuente, que aprovecha la diferencia de densidad de los fluidos, para la producción de energía renovable.

La invención que se presenta es una nueva fuente de energía renovable, es decir, que no produce contaminación y por tanto, al sustituir a otras fuentes contaminantes evita el Calentamiento de la Tierra y el Cambio Climático. Y al ser inagotable cumple también la otra condición de las energías renovables en cuanto a la consecución de un Desarrollo Sostenible.

El objeto de la invención es conseguir una fuente de energía mecánica o eléctrica, fundamentalmente esta última, mediante un aparato o fuente de energía renovable que puede instalarse fija o sobre un móvil o vehículo, de forma que sustituya en parte o totalmente a otras fuentes tales como las contaminantes, las no inagotables o las que tienen una menor rentabilidad.

La mayor parte de las energías renovables tienen su origen en la energía solar, ya sea directamente tal como: la energía solar térmica y la foto voltaica o indirectamente como: la energía eólica (la energía solar produce diferentes temperaturas y fuerzas ascensionales por evaporación, etc. que dan lugar al viento) o la energía hidráulica (la evaporación da lugar a las nubes y lluvias que luego caen sobre lugares a una cotas altas, por lo que fluyen a cotas más bajas) o la biomasa y biocarburantes, (energía que contienen las plantas generada por fotosíntesis, en la que interviene el sol), o las que tienen su origen en el gradiente de temperaturas en el mar. El conjunto de estas Energías renovables que tienen su origen en el sol suponen del orden del 99% de las energías renovables. Otras energías renovables tienen su origen en la energía existente en el interior de la Tierra, tal como la geotérmica. Y por último existe la energía de las mareas que tienen su origen en la existencia de los tres campos: la atracción entre la tierra y el sol; la atracción entre la tierra y la luna y la gravedad de la tierra.

La nueva energía renovable que se presenta está basada en la diferencia de densidades de al menos, dos fluidos, Los fluidos normalmente, si no actúan otros efectos, están depositados por capas de diferente densidad, tal como el agua del mar y el aire. Si introducimos un fluido (o cuerpo) de menor densidad en el seno de otro fluido de mayor densidad, se ve sometido a una fuerza que lo expulsa, y su lugar es rellenado por el fluido de mayor densidad, para restituir el equilibrio. Como la fuerza de atracción entre los fluidos y la tierra depende de la masa de ambos (y la masa de los fluidos de la densidad) y de la distancia entre ellos (según la ley de la gravitación universal), esto da lugar a la distribución de los fluidos en capas según su densidad y a distinta distancia de la tierra. En la nueva energía renovable introducimos en el interior de un conducto lleno de un fluido, otro fluido de menor densidad, de forma continua, y aprovechamos la fuerza de impulsión que se produce para expulsar al fluido de menor densidad.

La invención se basa en el aprovechamiento energético de la fuerza ascensional que se produce en cuerpo interior a un conducto o tubo (el cuerpo o volumen de control es la mezcla de fluidos que hay en el interior del tubo), vertical, o inclinado, sumergido en agua, y rodeado exteriormente por ella, cuya sección de salida está situada aproximadamente al nivel de la superficie del agua y la de entrada a una cota inferior. Al que introducimos aire a presión en el interior del tubo. De esta forma se produce un empuje en el interior del tubo debido al Empuje de Arquímedes o hidrostático de Bernouilli, debido a la diferencia de densidad entre la columna de agua exterior al conducto o tubo y la columna de mezcla de aire y agua que hay dentro del tubo. Esta fuerza ascensional introduce un caudal de agua por la parte inferior del tubo, cuya sección se ve sometida a una presión de valor: gh(ρ₁-ρ_m) (Siendo: ρ₁= densidad del agua ρ_m = densidad de la mezcla de fluidos, aire y agua, que hay en el interior del conducto, g = aceleración de la gravedad y h = altura o desnivel que hay entre la entrada del aire en el conducto y la sección superior, o de mayor cota del conducto.). Esta fuerza o energía la podemos aprovechar mediante una turbina. El agua que sale por la parte superior la direccionamos para que vuelva a la zona exterior al tubo y de esta manera pueda volver a iniciar el ciclo. Podemos, además, aumentar el caudal de salida por la parte superior, y por tanto una entrada mayor de caudal de agua por la parte inferior, al producir una depresión en la sección de salida, conseguida al aprovechar la velocidad de los móviles, los vehículos o el viento. Si conectamos el eje de la turbina con un generador eléctrico, producimos energía eléctrica. Los bornes del generador se conectarán a los conductos de transporte eléctrico que conducirán la electricidad a las zonas de consumo.

A continuación se muestran figuras para la explicación de su funcionamiento y ejemplos, los cuales no pretenden ser limitativos de su alcance.

- Figura 1: Fuente de Energía Renovable sin turbina.

- Figura 2: Fuente de Energía Renovable con la turbina y alternador situados después de la entrada de aire y de la salida del conducto.

- Figura 3: Fuente de Energía Renovable con la turbina y generador eléctrico situados antes de la entrada de aire.

- Figura 4: Fuente de Energía Renovable con el conducto inclinado y en forma de difusor.

- Figura 5: Fuente de Energía Renovable con pieza para direccionar el agua al recipiente o depósito.

- Figura 6: Fuente de Energía Renovable con venturi para producir una depresión a la salida del conducto.

- Figura 7: Fuente de Energía Renovable con venturi y cerramiento del depósito.

- Figura 8: Fuente de Energía Renovable que incluye un sistema que aprovecha la velocidad del móvil, donde va instalada, para comprimir el aire que entra en la Fuente.

- Figura 9: Fuente de Energía Renovable con sistema para aprovechar la velocidad del viento y producir una depresión, mediante venturi, en la salida del conducto.

- Figura 10: Fuente de Energía Renovable con el eje de la turbina acoplado a un eje que actúa de motor de un móvil.

- Figura 11: Central eléctrica de gran potencia constituida por muchas Fuentes de Energía Renovable.

- Figura 12: Fuente de Energía Renovable que utiliza un solo fluido con cambios de estado producidos mediante intercambiadores térmicos.

- Figura 13: Fuente de Energía Renovable que utiliza un solo fluido a diferentes temperaturas producidas por intercambiadores térmicos.

- Figura 14: Fuente de Energía Renovable que utiliza un solo fluido a diferentes temperaturas, tal como agua, a la que se le añade una entrada de aire a presión.

La figura 1 muestra un primer ejemplo, sin turbina, para la explicación general del funcionamiento. Si en un fluido como el (1) de la figura 1 introducimos un conducto (2) cuya sección superior (3) quede al ras de la superficie del fluido (1). E introducimos un caudal de otro fluido (4) de menor densidad mediante un sistema o aparato (5) que lo comprima e introduzca desde la salida (6) del fluido de menor densidad (4) a una presión suficiente para vencer la presión debida a la altura h, ver figura 1, entre la salida (6) del fluido (4) y la superficie (3) del fluido (1). Al salir el fluido (4) al seno del fluido (1), dentro del conducto, el conjunto de la mezcla del aire y el agua, interior al tubo, se ven sometidos a una fuerza ascensional que es debida al empuje de Arquímedes menos su propio peso (mezcla de aire y agua). Debido a esta fuerza ascensional saldrá un caudal de agua por la sección superior o de salida (3) del conducto (2) y entrará un caudal de agua por la sección de entrada (7), fundamentalmente debida a la presión en la entrada indicada anteriormente. Si se hace la experiencia, se ve que parte del agua del centro del tubo que sale por la sección superior (3) vuelve a caer en el interior del conducto por lo que habrá que direccionar el caudal a la salida (3) hacia el agua exterior y que rodea al conducto, Además no debemos direccionarla dentro del agua, ya que nos interesa que el fluido de menor densidad se separe. Si escojo dos fluidos que respeten el medio ambiente como el aire (4) y el agua (1). (También se podría escoger un fluido en sus dos estados líquido y gaseoso pues bastaría...

1. Una Fuente, que aprovecha la diferencia de densidad de dos fluidos, uno líquido de mayor densidad (1) y otro gaseoso de menor densidad (4), para la producción de Energía Renovable, que comprende un conducto (2), sin limitación del tamaño de su sección e interiormente libre de obstáculos para la entrada de los fluidos a su interior, sumergido en el fluido de mayor densidad (1) y con sus paredes externas en contacto con el líquido (1) aproximadamente desde el punto de entrada (6) de introducción de gas (4) en su interior, dicho conducto (2) presenta una sección de salida (3) aproximadamente paralela a la superficie libre del líquido y una sección de entrada (7) que está a una cota inferior a la de salida (3), de forma que existe un desnivel o distancia vertical entre la sección de entrada (7) y la sección de salida (3); incluye un sistema (5), mecánico o térmico, que introduce un caudal de gas a presión (4) de forma continua en el interior del conducto (2), que inicialmente está ocupado por el fluido de mayor densidad (1); el punto de entrada (6) del fluido gaseoso (4) al conducto (2) presenta forma de difusor acabado en placa perforada con orificios para la salida del fluido en estado gaseoso y para reducir el tamaño de las burbujas; los orificios van dispuestos simétricamente con respecto su eje central de simetría y forman, al menos los ejes de simetría de los orificios más alejados del centro, un ángulo de conicidad con el eje central, a fin de abarcar o barrer toda la sección del conducto (2); e incluye una turbina (8), que va unida al conducto (2) mediante tubo para aprovechar directamente el flujo o caudal ascendente producido por el empuje, lo que da lugar a un caudal de entrada del fluido de mayor densidad (1) a través de la sección de entrada (7) del conducto (2); el fluido de mayor densidad (1) que sale por la sección (3) es direccionado a la zona externa del conducto (2) mediante una turbina, o curvando o inclinando el conducto (2) respecto a un eje vertical o bien incluyendo una pieza (10) exterior al conducto (2).

2. Según reivindicación 1, caracterizada porque la sección de salida (3) del conducto (2) está situada aproximadamente al nivel de la superficie del fluido de mayor densidad (1).

3. Según reivindicaciones 2 caracterizada porque el fluido de mayor densidad (1), es agua, y el de menor densidad (4) es aire.

4. Según reivindicación 3, caracterizada porque el tramo de conducto (2) que va desde la salida del aire (6) a la superficie del agua o sección de salida (3) es en forma de difusor, formado por una sola superficie de sección cónica divergente desde su sección de entrada hasta su sección de salida, con la sección de salida (6) de gas aproximadamente concéntrica con este conducto de forma cónica (2) que tiene su sección de salida (3) situada aproximadamente al nivel de la superficie del líquido (1).

5. Según reivindicación 1, 2, 3 y 4 caracterizada porque se instalan varias fuentes de energía en un mismo recipiente.

6. Según reivindicaciones: 1, 2, 3 y 4 caracterizada porque la fuente de energía renovable va instalada sobre una estructura flotante (22).

7. Según reivindicaciones: 1, 2, 3 y 4 caracterizada porque la fuente de energía renovable va instalada sobre un móvil.

8. Según reivindicación 7, caracterizada porque incluye un aparato, o sistema, para producir una depresión en la sección de salida (3) del conducto (2), mediante una toma de aire (11), que tiene una forma convergente a fin de aumentar la velocidad del aire que circula por su interior, y llega al conducto (12) que está en comunicación con la salida (3); y que incluye una salida del aire (13) de forma divergente para disminuir la velocidad del aire que circula por su interior, y aumentar la presión hasta la presión externa.

9. Según reivindicaciones 7 y 8, caracterizada porque el sistema de compresión va encerrado en una caja o depósito de aire (17); y que incluye una toma (15), cuya sección de entrada es aproximadamente perpendicular al sentido de la marcha, y el aire que circula por su interior es posteriormente conducido a un difusor (16), para transformar la velocidad en presión, que lo conduce al depósito (17).

10. Según reivindicación 7, caracterizada porque durante la marcha del móvil se sustituye el sistema de compresión (5) por la compresión producida por la velocidad que lleva el móvil; y que incluye una toma (15), un difusor (16) y un depósito (17) a fin de transformar la velocidad relativa del móvil en aumento de presión del aire.

11. Según reivindicación 1, caracterizada porque incluye un aparato, o sistema, para producir una depresión en la sección de salida (3) del conducto (2), mediante una toma de aire (11), cuya sección de entrada es aproximadamente perpendicular al sentido de la marcha, y que tiene una forma convergente a fin de aumentar la velocidad del aire que circula por su interior, y llega al conducto (12) que está en comunicación con la salida (3); y que incluye una salida del aire (13) de forma divergente para disminuir la velocidad del aire que circula por su interior, y aumentar la presión hasta la presión externa. Y que incluye rodamientos en la unión entre el conducto (12) y la toma de entrada (11) de manera que pueda girar; y que incluye una veleta con timón (18) para su orientación en la dirección del viento.

12. Según reivindicación 1, caracterizada porque el eje de la turbina (8) va acoplado al eje de un generador eléctrico (9) para la producción de energía eléctrica.

13. Según reivindicaciones 7, caracterizada porque el eje de la turbina (8) se acopla directamente o mediante caja de cambios al sistema motriz del móvil.

14. Según reivindicaciones 1, caracterizada porque se instalan varias fuentes de energía, y que cada fuente incluye un generador eléctrico; y cuyas salidas del generador se conectan, a la misma diferencia de potencial, a la red eléctrica para la producción de energía eléctrica.