Turbina para una instalación de recogida de aguas residuales y procedimiento de limpieza del rotor de la misma.

Turbina apta para ser intercalada en una instalación de recogida de aguas residuales de un edificio o un grupo de edificios, que comprende un cuerpo de turbina

(10), un rotor provisto de un eje (25) y varias palas (20), estando el cuerpo provisto de una parte sustancialmente cilíndrica (11) cuyo eje es sustancialmente paralelo al eje (25) del rotor, y varios conductos (30) para la entrada de las aguas residuales en el cuerpo (10), cada uno de los cuales a su vez comprende una boca (32) para conectar el conducto (30) a la instalación y una boquilla (31) para conectar el conducto a la parte cilíndrica (11) del cuerpo (10), de manera que el diámetro de la boquilla es al menos tres veces menor que el diámetro de la boca. En un procedimiento de limpieza de una turbina de este tipo, un presostato mantiene cerradas un par de electroválvulas si detecta que la presión aguas arriba (línea de agua sanitaria) es menor o igual que la presión aguas abajo (interior de la turbina).

Tipo: Patente de Invención. Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: P201231320.

Solicitante: COREMI 2003, S.L.

Nacionalidad solicitante: España.

Inventor/es: RODRÍGUEZ PINTOR,Antonio.

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... > F03B13/00 (Adaptaciones de las máquinas o de los motores para una utilización particular; Combinaciones de las máquinas o de los motores con los aparatos accionados o que ellos accionan (si es el aspecto relativo a los aparatos lo que predomina, véanse los lugares apropiados para los aparatos considerados, p. ej. H02K 7/18 ); Estaciones motrices o conjuntos máquina-aparato (aspectos hidráulicos E02B; implicando nada más que máquinas o motores del tipo de desplazamiento positivo F03C))
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Turbina para una instalación de recogida de aguas residuales y procedimiento de limpieza del rotor de la misma.

Fragmento de la descripción:

Turbina para una instalación de recogida de aguas residuales y procedimiento de limpieza del rotor de la misma La presente invención se refiere a una turbina apta para ser intercalada en una instalación de recogida de aguas residuales de un edificio o un grupo de edificios, que comprende un cuerpo de turbina y un rotor provisto de un eje y varias palas; el cuerpo puede estar provisto de una parte sustancialmente cilíndrica cuyo eje es sustancialmente paralelo al eje del rotor. La invención también se refiere a un procedimiento de limpieza del rotor de una turbina de este tipo.

ESTADO DE LA TÉCNICA ANTERIOR

Es conocida la generación de energía eléctrica mediante una turbina interpuesta en un bajante de aguas residuales de un edificio. La patente US4246753 describe una turbina de este tipo, que comprende un cuerpo 12 y un rotor provisto de una pluralidad de palas 30. Las aguas residuales adquieren energía cinética en el bajante y entran en el cuerpo por un conducto de entrada 22, golpean las palas y hacen girar el rotor, y salen del cuerpo por un conducto de salida 40 hacia la alcantarilla. Los conductos de entrada y de salida son verticales, y sus diámetros son aproximadamente iguales al diámetro del bajante. La energía de rotación del rotor puede transformarse en energía eléctrica por medio de un generador 52. Una línea de agua limpia 64 puede alimentar unos inyectores 48 y 50, con el objetivo de limpiar las palas mediante un par de chorros de agua a presión.

El hecho de que esta turbina esté simplemente interpuesta en el bajante, sin estar adaptada a la naturaleza un poco irregular del flujo de aguas residuales ni al relativamente pequeño caudal del mismo, limita bastante la eficiencia energética de la turbina.

EXPLICACIÓN DE LA INVENCIÓN

Un objetivo de la invención es el de mejorar la eficiencia energética de una turbina del tipo descrito en el apartado anterior.

De acuerdo con un aspecto de la invención, la turbina comprende varios conductos para la entrada de las aguas residuales en el cuerpo, cada uno de los cuales a su vez comprende una boca para conectar el conducto a la instalación y una boquilla para conectar el conducto a la parte cilíndrica del cuerpo, de manera que el diámetro de la boquilla no es mayor que una tercera parte del diámetro de la boca, preferiblemente no mayor que una cuarta parte del diámetro de la boca (32) . De este modo se consiguen dos importantes mejoras: en la turbina entran varios chorros de agua y el agua entra a más velocidad. Además, el uso de varios conductos de entrada facilita su conexión a varios bajantes, que incluso pueden tener direcciones diferentes, y facilita asimismo la instalación de la turbina al permitir colocarla en el lugar más conveniente, que no es necesariamente donde está el bajante.

De acuerdo con otro aspecto de la invención, al menos una pala, aunque preferiblemente todas ellas, comprende una hendidura en su extremo distal, es decir, en el extremo opuesto al del buje del rotor, que es el extremo proximal de la pala. En una pala desprovista de esta hendidura, como la pala está girando, la pala entra inicialmente en contacto con el chorro de agua por su cara posterior (es decir, en contra del sentido de rotación de la pala) , con lo cual al principio el chorro de agua se opone al avance de la pala, aunque la inercia de ésta la hace seguir avanzando hasta que el chorro impacta sobre la cara anterior de la pala (a favor del sentido de rotación de la pala) . Por tanto, durante un breve período inicial el chorro de agua no sólo no acelera la pala sino que la frena. Con la hendidura esto no sucede porque en este caso, como el impacto se produce un poco más tarde y con la pala un poco más avanzada, el contacto inicial ya se produce sobre la cara anterior de la pala. La hendidura puede tener forma de “U” y puede tener una profundidad de entre una tercera y una quinta parte de la longitud de la pala.

En una realización, al menos dos conductos de entrada pueden estar dispuestos sobre la parte cilíndrica (11) del cuerpo (10) de manera tal que los puntos de intersección de los ejes de simetría de dichos conductos con dicha parte cilíndrica definen sobre la misma una dirección sustancialmente paralela al eje del rotor, es decir, los conductos de entrada pueden estar dispuestos sobre la superficie del cilindro en dirección axial, con lo cual varios chorros pueden golpear simultáneamente la misma pala (que, en su caso, puede tener varias hendiduras correspondientes) .

En otra realización, o en combinación con la realización anterior, al menos dos conductos de entrada pueden estar dispuestos sobre el cuerpo en una dirección sustancialmente perpendicular al eje del rotor, es decir, imaginando el cuerpo como un cilindro, los conductos de entrada pueden estar dispuestos en la superficie del cilindro sobre una circunferencia del mismo, con lo cual cada chorro puede golpear una pala diferente en cada momento (o por lo menos la mayor parte del tiempo) .

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El eje de la boquilla puede formar un ángulo de entre 45º y 60º con la tangente a la parte cilíndrica del cuerpo en el punto de intersección de la parte cilíndrica del cuerpo con el eje de la boquilla. Esto puede realzar el efecto ventajoso de la hendidura.

En una realización, el diámetro de la turbina puede ser de menos de 90 centímetros; así, la turbina es de instalación relativamente cómoda. Con este tamaño relativamente pequeño, es preferible que el rotor de la turbina comprenda entre 12 y 14 palas.

La turbina puede comprender un tubo para la entrada de agua limpia en el cuerpo, y también un presostato, una primera electroválvula y una segunda electroválvula dispuestos en dicho tubo, estando la segunda electroválvula aguas abajo de la primera electroválvula. Esto permite limpiar las palas de modo programado o automático.

De acuerdo con un aspecto de la invención, en un procedimiento de limpieza del rotor de esta turbina el presostato puede mantener cerradas la primera electroválvula y la segunda electroválvula si detecta que la presión aguas arriba de la primera electroválvula es menor o igual que la presión aguas abajo de la segunda electroválvula, evitando así que entre agua sucia en la instalación de agua limpia.

Para comenzar una sesión de limpieza, dicho procedimiento puede comprender las etapas de:

- abrir la primera electroválvula manteniendo cerrada la segunda;

- abrir la segunda electroválvula manteniendo abierta la primera.

Esto hace aun más difícil, por no decir imposible, que entre agua sucia en la instalación de agua limpia.

Para terminar la sesión de limpieza, dicho procedimiento puede comprender las etapas de:

- cerrar la segunda electroválvula manteniendo abierta la primera;

- cerrar la primera electroválvula manteniendo cerrada la segunda.

Análogamente, esto hace aun más difícil, por no decir imposible, que entre agua sucia en la instalación de agua limpia.

Otros objetos, ventajas y características de realizaciones de la invención se pondrán de manifiesto para el experto en la materia a partir de la descripción, o se pueden aprender con la práctica de la invención.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS

A continuación se describirán realizaciones particulares de la presente invención a título de ejemplo no limitativo, con referencia a los dibujos adjuntos, en los cuales:

la figura 1 representa una turbina con tres conductos de entrada dispuestos circunferencialmente; la figura 2 representa las palas de una turbina como la de la figura 1; la figura 3 representa una turbina con dos conductos de entrada dispuestos axialmente; y la figura 4 representa la conexión de una turbina...

 


Reivindicaciones:

1. Turbina apta para ser intercalada en una instalación de recogida de aguas residuales de un edificio o un grupo de edificios, que comprende un cuerpo de turbina (10) y un rotor provisto de un eje (25) y varias palas (20) , estando el cuerpo provisto de una parte sustancialmente cilíndrica (11) cuyo eje es sustancialmente paralelo al eje (25) del rotor, caracterizada por el hecho de que también comprende varios conductos (30) para la entrada de las aguas residuales en el cuerpo (10) , cada uno de los cuales a su vez comprende una boca (32) para conectar el conducto (30) a la instalación y una boquilla (31) para conectar el conducto a la parte cilíndrica (11) del cuerpo (10) , de manera que el diámetro de la boquilla no es mayor que una tercera parte del diámetro de la boca.

2. Turbina según la reivindicación 1, caracterizada por el hecho de que el diámetro de la boquilla (31) no es mayor que una cuarta parte del diámetro de la boca (32) .

3. Turbina según la reivindicación 1 ó 2, caracterizada por el hecho de que al menos dos conductos de entrada (30) están dispuestos sobre la parte cilíndrica (11) del cuerpo (10) de manera tal que los puntos de intersección de los ejes de simetría de dichos conductos con dicha parte cilíndrica definen sobre la misma una dirección sustancialmente paralela al eje (25) del rotor.

4. Turbina según la reivindicación 1 ó 2, caracterizada por el hecho de que al menos dos conductos de entrada (30) están dispuestos sobre el cuerpo en una dirección sustancialmente perpendicular al eje (25) del rotor.

5. Turbina según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizada por el hecho de que el eje de la boquilla (31) forma un ángulo de entre 45º y 60º con la tangente a la parte cilíndrica (11) del cuerpo (10) en el punto de intersección de dicha parte cilíndrica con el eje de la boquilla.

6. Turbina según la reivindicación 5, caracterizada por el hecho de que al menos una de las palas (20) comprende una hendidura (22) en su extremo distal.

7. Turbina según la reivindicación 6, caracterizada por el hecho de que cada pala (20) comprende al menos una de dichas hendiduras (22) .

8. Turbina según la reivindicación 6 ó 7, caracterizada por el hecho de que al menos una hendidura (22) tiene forma de “U”.

9. Turbina según cualquiera de las reivindicaciones 6 a 8, caracterizada por el hecho de que la profundidad de al menos una hendidura (22) es de entre una tercera y una quinta parte de la longitud de la pala (20) .

10. Turbina según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizada por el hecho de que el diámetro de la turbina es de menos de 90 centímetros.

11. Turbina según la reivindicación 10, caracterizada por el hecho de que el rotor comprende entre 12 y 14 palas (20) .

12. Turbina según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizada por el hecho de que comprende un tubo para la entrada de agua limpia en el cuerpo (10) , y también un presostato, una primera electroválvula y una segunda electroválvula dispuestos en dicho tubo, estando la segunda electroválvula aguas abajo de la primera electroválvula.

13. Procedimiento de limpieza del rotor de una turbina según la reivindicación 12, caracterizado por el hecho de que el presostato mantiene cerradas la primera electroválvula y la segunda electroválvula si detecta que la presión aguas arriba de la primera electroválvula es menor o igual que la presión aguas abajo de la segunda electroválvula.

14. Procedimiento según la reivindicación 13, caracterizado porque comprende las etapas de:

- abrir la primera electroválvula manteniendo cerrada la segunda;

- abrir la segunda electroválvula manteniendo abierta la primera.

15. Procedimiento según la reivindicación 14, caracterizado porque comprende las etapas de:

- cerrar la segunda electroválvula manteniendo abierta la primera;

- cerrar la primera electroválvula manteniendo cerrada la segunda.