TURBINA CÓNICA ACCIONADA POR CORRIENTES DE AGUA MARINAS O FLUVIALES.

Turbina cónica accionada por corrientes de agua marinas o fluviales.

Constituida por un cono con hélices solidarias en espiral cuyos ángulos de ataque forman diferentes ángulos decreciendo los espirales de las hélices en la medida en que aumentan sus ángulos de ataque hasta terminar rasantes al cono. La tapa del cono se configura en un tronco de cono y en el extremo del mismo se ubica un cilindro

, que actúa como flotador. Un embrague se sitúa entre la tapa del cono y el multiplicador de revoluciones, siendo accionado por un muelle situado en el vértice del cono y acoplado al eje de la turbina. Un volante de inercia se acopla al embrague mediante un casete. Entre el eje de la turbina y el eje del anclaje se sitúa un muelle que hace las veces de sinemblock. Se dota a la turbina de un multiplicador de revoluciones.

Tipo: Patente de Invención. Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: P201100818.

Solicitante: C.B. HERMANOS CHAVES CAMIRUAGA.

Nacionalidad solicitante: España.

Inventor/es: CHAVES CAMIRUAGA,Francisco, CHAVES CAMIRUAGA,Rosana, CHAVES CAMIRUAGA,Isaac, CHAVES CAMIRUAGA,Mª Luisa.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • SECCION F — MECANICA; ILUMINACION; CALEFACCION;... > MAQUINAS O MOTORES DE LIQUIDOS; MOTORES DE VIENTO,... > MAQUINAS O MOTORES DE LIQUIDOS (máquinas o motores... > Otras máquinas o motores > F03B17/06 (utilizando un flujo de líquido, p. ej. del tipo de aletas oscilantes)
  • SECCION F — MECANICA; ILUMINACION; CALEFACCION;... > MAQUINAS O MOTORES DE LIQUIDOS; MOTORES DE VIENTO,... > MAQUINAS O MOTORES DE LIQUIDOS (máquinas o motores... > Máquinas o motores del tipo reacción; Partes constitutivas... > F03B3/04 (con un flujo esencialmente axial a través de los rotores, p. ej. turbopropulsores)
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TURBINA CÓNICA ACCIONADA POR CORRIENTES DE AGUA MARINAS O FLUVIALES.

Fragmento de la descripción:

Turbina cónica accionada por corrientes de agua marinas o fluviales

La presente invención se refiere a una turbina cónica accionada por corrientes de aguas marinas o fluviales de más rendimiento que las turbinas

conocidas, preservando la seguridad del alternador y confiriendo propiedades ecológicas de la turbina.

La configuración de las hélices (12) se somete a un desarrollo industrial con objeto de forzar la zona de evacuación de la energía no aprovechable por la periferia de la turbina, para hacerla ecológica, quedando un cono (9) con hélices en espiral (12) configuradas con la finalidad de alcanzar la mayor eficiencia aerodinámica posible en un medio acuático, el cual por su densidad y variadas velocidades de la corriente no produce tantas revoluciones en la hélice como el viento, y en caso de reducirse excesivamente el ángulo de ataque se produce el efecto pare o choque, impidiendo que la fuerza de la corriente se trasforme en rotación. Es por ello por lo que los ángulos de ataque de las hélices solidarias en espiral (12) , en relación con el diámetro de la superficie del cono y en el sentido de la hélice, comenzando desde la base de éste, configuran el siguiente formato: En el primer octavo de vuelta el ángulo de ataque es de 15°, en el segundo octavo de vuelta es de 25°, en el tercero de 35° y en el cuarto octavo de vuelta de 45°, de una forma gradual disminuyendo la superficie de barrido de los espirales de las hélices en la medida en que aumentan sus ángulos de ataque en la misma orientación de las hélices, hasta terminar rasantes al cono, e igual para el otro medio giro. Esta configuración de las hélices confiere el máximo rendimiento en potencia y revoluciones a la

turbina objeto de invención, al igual que fuerza a disipar por su perímetro parte de la energía no aprovechada por la turbina, creando un aro energético que impide que la fauna penetre en la zona de actuación de la turbina, y resultando por consiguiente una turbina ecológica, ya que al desplazar agua hacia fuera ahuyenta así la fauna que pueda acercarse. En otras configuraciones este factor ecológico queda devaluado. Porque la evacuación de la energía no aprovechable puede disiparse por las zonas de actuación de la turbina que quedan libres de hélices.

Además las hélices (12) se configuran en forma de espiral en dos medios giros en torno a la superficie del cono de una forma continuada, para evitar las turbulencias, abarcando su superficie de barrido entre dos tercios y tres cuartos del total del barrido de la turbina, ya que la otra parte del barrido de la turbina lo ocupa la base del cono (9) . Esta configuración tiene por objeto aprovechar al máximo el efecto Venturi y con ello superar el límite del 59% del aprovechamiento de la energía cinética, al sumarse a ésta la energía potencial que el cono (9) provoca con la retención del fluido, obteniéndose así en torno al 76% de la energía total recibida.

La tapa (10) del cono de la turbina se configura en un tronco de cono cuya base arranca de un círculo menor que la base del cono de la turbina, con el fin de facilitar el efecto Venturi, consistente en que al quedar un vacío que tira del fluido en la dirección de la corriente, aumentan así las fuerzas sobre la turbina en la zona donde las hélices tienen mayor barrido, y por lo tanto mayor potencia. En el extremo de este tronco de cono se ubica un cilindro (11) , destinado a dotar a la turbina de flotabilidad para adecuarla a la densidad del fluido, con el fin de que se oriente de forma paralela a la corriente sin que ninguna fuerza modifique esta posición, y poder obtener así su máximo rendimiento. Se dota además a la turbina de un embrague (8) con el fin de asegurar el alternador (6) frente a eventuales corrientes excesivas no previstas, situándose dicho embrague (8) entre la tapa del cono (10) y el multiplicador de revoluciones (7) y siendo accionado por un muelle (5) situado en el vértice del cono (9) sobre el eje (4) , habiendo sido calculado este muelle (5) para resistir una presión cercana al máximo de la potencia del alternador (6) , de tal manera que cuando la fuerza de la corriente es excesiva empuja el cono (9) con una presión suficiente para que el muelle (5) se contraiga y consecuentemente se deslice el cono (9) junto con su tapa (10) por el eje (4) en la dirección de la corriente, provocando el desembrague y quedando por tanto la turbina desconectada del multiplicador de revoluciones (7) y del alternador (6) . Una vez que la fuerza de la corriente cede a la presión prevista, el muelle (5) se recupera y vuelve a embragar, conectando el cono (9) y su tapa (10) con el multiplicador de revoluciones (7) y el alternador (6) . Como se puede desprender esta configuración dota a la turbina de más seguridad y eficacia. El volante de inercia se sitúa a la altura del embrague y conectado a éste mediante un casete. Con ello se modulan los giros del multiplicador de revoluciones en las corrientes que no son constantes. Se dota a la turbina de un muelle (3) que hace las veces de sinemblock entre el eje (4) de la turbina y el eje del anclaje (2) , con el fin de que amortigüe las vibraciones que pudieran sobrevenir como consecuencia del giro de la turbina y sus desequilibrios, obligando a que dichas vibraciones se transmitan en la zona del vértice y no en la base de la turbina, ya que de hacerlo sobre la base de la turbina, ésta perdería más eficacia que si lo hace sobre el vértice, al

igual que amortigua los golpes de martillo que se puedan producir como consecuencia del embrague y desembrague de la turbina, aumentando así el rendimiento global de ésta. Dicho muelle amortiguador (3) se sitúa en medio del enganche de la turbina con el anclaje (1 y 2) a través de la prolongación tubular de su eje (4) con el que articula mediante junta homocinética con el resto del tubo axial, llegando éste hasta el anclaje, normalmente una losa de hormigón armado (1) donde queda sujeto.

Por no encontrarse en estos momentos un alternador de rendimiento adecuado a las bajas revoluciones de la turbina se dota a ésta de un multiplicador de revoluciones (7) , pudiendo ser éste eliminado cuando se encuentre en el mercado un alternador que no precise de dicho multiplicador de revoluciones.

Breve descripción de los dibujos Para comprender mejor la invención descrita se acompaña a manera de ejemplo no limitativo un juego de dibujos Figura 1. Vista en alzado de la turbina.

Figura 2. Vista en planta superior

Figura 3. Vista en planta inferior

Figura 4. Esquema de orientación y funcionamiento en la turbina en los cambios de dirección de las corrientes.

Figura 5. Desarrollo de los ángulos de ataque de las hélices en relación al diámetro de la base del cono de forma progresiva en el sentido de las mismas sobre la superficie del cono.

La numeración de las figuras corresponde a:

1. Losa de hormigón

2. Eje de anclaje

3. Muelle que hace las veces de sinemblock

4. Eje de la turbina

5. Muelle de embrague

6. Alternador

7. Multiplicador de revoluciones

8. Embrague

9. Cono

10.Tapa en tronco de cono

11. Cilindro

12. Hélice en espiral

13. División correspondiente a un octavo de giro 14.Ángulo de 15° 15.Ángulo de 25° 16.Ángulo de 35°

17. Ángulo de 45°

Descripción de una forma de realización preferente Como se puede desprender de la observación de los dibujos y de la descripción de la invención, ésta se constituye a partir de una turbina que presenta en su exterior un cono (9) con hélices en espiral (12) cuyos ángulos de ataque, en relación con el diámetro de la superficie del cono, comenzando desde la base de éste en el sentido de la hélice,...

 


Reivindicaciones:

1. Turbina cónica accionada por corrientes de agua marinas o fluviales, constituida por un cono (9) con hélices solidarias en espiral (12) caracterizada porque sus ángulos de ataque en relación con el diámetro de la superficie del cono y en el mismo sentido de la hélice, comenzando desde la base de éste, configuran el siguiente formato: En el primer octavo de vuelta el ángulo de ataque es de 15°, en el segundo octavo de vuelta es de 25°, en el tercero de 35° y en el cuarto octavo de vuelta de 45°, de una forma gradual, disminuyendo la superficie de barrido de los espirales de las hélices en la medida en que aumentan sus ángulos de ataque, hasta terminar rasantes al cono, e igual para el otro medio giro, configurándose además las espirales de las hélices (12) en dos medios giros en torno a la superficie del cono de una forma continuada, abarcando su superficie de barrido entre dos tercios y tres cuartos del total de la superficie de barrido de la turbina, ocupando el otro tercio o el otro cuarto del total del barrido de la turbina la base del cono (9) .

2. Turbina cónica accionada por corrientes de agua marinas o fluviales, según reivindicación 1, caracterizada por que la tapa (10) del cono (9) de la turbina se configura en un tronco de cono cuya base arranca de un círculo menor que la base del cono (9) de la turbina y porque en el extremo de este tronco de cono se ubica un cilindro (11) , que actúa como flotador.

3. Turbina cónica accionada por corrientes de agua marinas o fluviales, según reivindicaciones 1 y 2, caracterizada por que se sitúa un embrague (8) entre la tapa (10) y el multiplicador de revoluciones (7) , siendo accionado por un muelle (5) situado en el vértice del cono (9) y acoplado al eje (4) , habiendo sido calculado este muelle (5) para resistir una presión cercana al máximo de la

potencia del alternador (6) , de tal manera que cuando la fuerza de la corriente es excesiva empuja el cono (9) con una presión suficiente para que el muelle

(5) se contraiga y consecuentemente se deslice el cono (9) junto con su tapa

(10) por el eje (4) en la dirección de la corriente, provocando el desembrague y

quedando la turbina desconectada del multiplicador de revoluciones (7) . Una vez que la fuerza de la corriente cede a la presión prevista, el muelle (5) se recupera y vuelve a embragar, conectando el cono (9) y su tapa (10) con el multiplicador de revoluciones (7) y el alternador (6) y porque el volante de inercia se sitúa a la altura del embrague y acoplado a éste mediante un casete.

4. Turbina cónica accionada por corrientes de agua marinas o fluviales, según reivindicaciones 1 a 3, caracterizada por que se sitúa entre el eje (4) de la turbina y el eje del anclaje (2) un muelle (3) que hace las veces de sinemblock, situándose dicho muelle amortiguador (3) en medio del enganche de la turbina con el anclaje (1 y 2) a través de la prolongación tubular de su eje (4) con el que articula mediante junta homocinética con el resto del tubo axial, llegando éste hasta el anclaje (1 y 2) , normalmente una losa de hormigón armado (1) .

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FIG 1

FIG 2

FIG 3

FIG 4

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FIG 5