Sistema para establecer una corriente de fluido mediante succión en una corriente de agua.

El sistema se basa en establecer una corriente de fluido inducida en un tubo Secundario (6) mediante la succión creada por la circulación, en el interior de un tubo Primario (1), de parte de una corriente de agua (2) existente en una masa de agua (3), que puede corresponder a un mar, río, o creada artificialmente. El tubo Primario (1), abierto por ambos extremos, considerado como tubo principal, se encuentra en disposición longitudinal a la corriente de agua (2), de manera que sobre ese tubo primario (1) se conecta un tubo secundario (6) en disposición vertical, en cuyo extremo superior incorpora un cuarto de máquinas (7) para una turbina u otro elemento susceptible de ser accionado por la fuerza del succionado que se ejerce sobre un fluido que se hace pasar por esa máquina y cuyo succionado se produce en el tubo secundario (6) en su acoplamiento sobre el tubo primario (1).

Sistema para establecer una corriente de fluido mediante succión en una corriente de agua.

Objeto de la invención

La presente invención se refiere a un sistema cuya finalidad es establecer una corriente de un fluido, de manera que la creación o establecimiento de esa corriente de fluido, que puede ser agua o aire, sea capaz de realizar un trabajo mediante una turbina, o cualquier otra máquina, alimentada por la depresión o succión generada por otra corriente de agua existente en una masa de agua de forma natural o artificialmente establecida.

Antecedentes de la invención

Como es sabido, actualmente se tiende cada vez más a la utilización de las energías renovables, principalmente las referidas a las eólicas, solares y otras, como es el caso de la utilización del potencial energético de las corrientes de agua, sean marinas o de otra procedencia.

Cabe destacar, de todos conocidas, las virtudes de las corrientes marinas que, a diferencia de otras renovables, no están sometidas a los avatares climáticos para su uso continuo, estando disponibles las 24 horas, todos los días del año.

El funcionamiento de las solares, en el mejor de los casos, sólo es posible en las horas diurnas y las eólicas tienen que estar situadas en lugares estratégicos para ser utilizadas, con previsiones que pueden o no cumplirse.

Evidentemente esas corrientes marinas podrían utilizarse para mover en su seno, por ejemplo, turbinas y maquinarias destinadas a desarrollar un trabajo, aunque sus instalaciones, mantenimiento y el transporte a la superficie de la energía eléctrica producida, requieren soluciones difíciles y costosas de llevar a cabo. Por ello la presente invención trata de soslayar las dificultades que entrañan su utilización directa en lugares un tanto hostiles por donde discurren, elevando hacia la superficie de la masa de agua parte de su potencial energético, reduciendo en gran medida los costes de producción de energía eléctrica.

Descripción de la invención

El sistema que se preconiza, permite establecer o crear una corriente de fluido inducida por la succión, de una corriente de agua existente en una masa de agua, como puede ser un mar, río, embalse, etc.. o formada artificialmente por el hombre.

La invención consiste en disponer en esa corriente de agua un tubo horizontal y en sentido longitudinal respecto del curso de la corriente de agua, tubo que será abierto por ambos extremos y que en adelante se denominará "tubo primario", cuya finalidad es la de captar parte del caudal de esa corriente de agua, captación que se realiza de forma eficaz en base a que el tubo en su boca de entrada presenta una configuración a modo de embudo, que además lleva consigo una aceleración de la circulación del agua en el interior del tubo.

Además, y para conseguir aún una mayor velocidad en la corriente del agua, se ha previsto que en un punto de la longitud del tubo primario se establezca un estrechamiento que, como es evidente, reducirá la presión, cuyo resultado es la obtención del efecto Venturi.

Pues bien, sobre ese tubo primario se conecta un tubo vertical denominado "tubo secundario", de manera que la unión simple entre ambos tubos puede estar realizada en correspondencia con el punto de estrechamiento del tubo primario, o bien con anterioridad, en sentido de la corriente del agua, en cuyo caso el tubo secundario penetrará hacia el centro del tubo primario, adoptando aquel una configuración en "L", cuyo tramo inferior queda orientado longitudinalmente en el sentido de la corriente y con su salida al inicio del propio estrechamiento.

En este tubo secundario se producirá, por el efecto Venturi anteriormente reseñado, un succionado que puede utilizarse para proporcionar velocidad a un fluido, ya sea aire o agua, o una mezcla de ambos, que se introduce a través del extremo superior del tubo, de manera que si ese fluido se aplica a una turbina, podrá llevar a cabo el accionamiento de la misma y producir, por ejemplo, electricidad.

La turbina quedará situada en un cuarto de máquinas establecido precisamente en el extremo superior del tubo vertical, y cuyo cuarto de máquinas puede estar situado por encima del nivel de la masa de agua en la que está establecida la corriente de agua, o bien sumergida en el interior de dicha masa de agua, o incluso formar parte del propio tubo primario, aunque preferentemente el cuarto de máquinas está previsto que se instale en tierra firme, es decir fuera del nivel superior de la masa de agua, o sobre la superficie de ésta, en cuyo caso dicho cuarto de máquinas podrá sustentarse en una torre fijada al lecho o fondo de la masa de agua, similar a lo que existe para los pozos petrolíferos, o bien sobre una plataforma flotante, debidamente anclada.

La boca de entrada correspondiente al tubo primario estará dotada de un enrejado que evita que cuerpos voluminosos puedan introducirse en el circuito, así como el tubo secundario que irá protegido igualmente en su entrada, con el mismo fin.

En cuanto al conexionado entre el tubo secundario respecto del tubo primario, aunque la posición más idónea es la de perpendicularidad entre ambos, sin embargo esa unión puede realizarse a 0º, a 90º a 180º ó a 270º, de manera que en las posiciones de conexión a 90º y a 270º, el tubo secundario discurriría paralelamente al lecho o fondo, adaptándose en lo posible a su configuración y acercándose a la pared de la costa para iniciar su ascenso hacia la superficie, en el caso de que la corriente de agua sea una corriente marina.

Por su parte, la conexión en el punto correspondiente a 180º significa la posibilidad de que el tubo secundario constituya un soporte o medio de sustentación, introduciéndose en el lecho marino y acercándose a la costa, incluso soterrado, conexión que resultaría la ideal, más ecológica, evitando de esta forma la posibilidad de que la navegación pueda verse afectada.

Por otro lado se ha previsto una composición de dos tubos secundario. Un primer tubo, con un estrechamiento en su mediación al que va unido un segundo tubo. El primero con entrada de agua en su parte superior, obtenida por debajo del nivel de la masa de agua, y verticalmente unida la inferior al tubo primario. El segundo tubo secundario está conectado a una máquina o turbina, situada en el cuarto de máquinas, por encima del nivel de la masa de agua, que es alimentada por aire atmosférico. La succión del aire contenido en este segundo tubo se realiza por el efecto Venturi del primer tubo secundario, cuya corriente es, a su vez, establecida por succión del tubo primario de la corriente principal, como consecuencia del efecto Venturi. La mezcla aire/agua favorece el succionado que alimenta la máquina o turbina neumática. Del mismo modo es susceptible de que otra turbina (en este caso hidráulica) esté instalada a su vez en un extremo del primer tubo secundario, actuando ambas de forma alternativa o a un mismo tiempo.

En otra variante de realización, en el caso de succionar por el tubo secundario sólo aire atmosférico, la corriente obtenida es favorecida por la mezcla con agua pulverizada, procedente de un tubo de reducido diámetro, o inyector, en conexión con la masa de agua, situado en proximidad en el extremo inferior del mismo, o en su mediación, es decir con anterioridad a su conexión al tubo primario.

En otra variante de realización, el tubo secundario situado verticalmente, presenta varias derivaciones conectadas todas ellas directamente al tubo primario, ampliando de esta manera los puntos de succión y aumentando con ello la potencia de aspiración.

Asimismo se ha previsto como variante de realización la incorporación en el tubo secundario de una pequeña turbina helicoidal para favorecer y aumentar la velocidad de la circulación del fluido en dicho tubo secundario.

Por último decir que, en corrientes de agua con velocidad de circulación, u otras características propias, que permitan generar una succión aceptable por arrastre o rebufo, similar a la producida por el efecto Venturi, puede prescindirse del tubo primario, introduciendo el tubo secundario directamente en la corriente de agua, que tendría una configuración en "L", estando dirigida longitudinalmente su parte inferior a favor de la corriente.

Descripción de los dibujos

Para complementar la descripción que seguidamente se va a realizar y con objeto de ayudar a una mejor comprensión de las características del invento, de acuerdo con...

1. Sistema para establecer una corriente de fluido mediante succión en una comente de agua, siendo aplicable en un flujo o corriente de agua perteneciente, por ejemplo, a una masa de agua marina, a un río o incluso creada artificialmente, se caracteriza porque en correspondencia y longitudinalmente a la corriente de agua (2), establecida en una masa de agua (3), se dispone un tubo horizontal denominado tubo primario (1), abierto por ambos extremos y a través del cual pasa parte del caudal de esa corriente de agua (2), con la particularidad de que sobre dicho tubo primario (1) va conectado un tubo secundario y vertical (6), en cuyo extremo superior se ha previsto un cuarto de máquinas (7) en el que se establece una turbina (19) o similar como elemento que se pretende accionar mediante la fuerza que por succionado ejerce un fluido pasante por dicha turbina o similar.

2. Sistema para establecer una corriente de fluido mediante succión en una corriente de agua, según reivindicación 1, caracterizado porque el tubo primario (1) presenta su extremo de entrada (4) en forma de embudo para recoger parte del caudal de la circulación de agua (2) y aumentar la velocidad de dicha agua en el interior de tal tubo primario (1), con la consiguiente disminución de presión y producción de succionado en el tubo secundario (6).

3. Sistema para establecer una corriente de fluido mediante succión en una corriente de agua, según reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el tubo primario (1) presenta en un tramo de su longitud un estrechamiento (5) que produce un aumento de velocidad y correspondiente disminución de presión en ese punto o tramo de estrechamiento (5).

4. Sistema para establecer una corriente de fluido mediante succión en una corriente de agua, según reivindicaciones anteriores, caracterizado porque opcionalmente el tubo secundario (6) queda reducido a una longitud mínima y, junto al cuarto de máquinas (7), al que va incorporada una turbina (19), está conectado directamente sobre el tramo de estrechamiento (5) del tubo primario (1) creando por succión una corriente de agua.

5. Sistema para establecer una corriente de fluido mediante succión en una corriente de agua, según reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque el tubo secundario (6) va conectado con anterioridad al tramo de estrechamiento (5) del tubo primario (1), presentando el extremo inferior del tubo secundario (6) en su introducción en el tubo primario (1), un tramo horizontal en "L" (6'), cuyo extremo de salida, orientado en el sentido de la circulación de la corriente de agua (2) queda situado en el inicio del tramo de estrechamiento (5) del tubo primario (1).

6. Sistema para establecer una corriente de fluido mediante succión en una corriente de agua, según reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el tubo secundario (6) presenta su extremo superior por encima del nivel (10) de la masa de agua (3), situándose el cuarto de máquinas (7), con la turbina (19), por encima de dicho nivel (10) dando lugar a una corriente de aire por la aspiración creada en el tubo secundario (6).

7. Sistema para establecer una corriente de fluido mediante succión en una corriente de agua, según reivindicaciones 1 a 5, caracterizado porque el cuarto de máquinas (7), con la turbina (19), queda situado inmerso en la masa de agua (3) de la que se alimenta la corriente establecida en el tubo secundario (6).

8. Sistema para establecer una corriente de fluido mediante succión en una corriente de agua, según reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el flujo de la corriente de fluido que se aplica y es succionada en el tubo secundario (6), es una mezcla de aire y agua, introduciéndose el agua a través del extremo superior del tubo secundario (6) por inmersión de ese extremo en la masa de agua (3), mientras que el aire se introduce a través de un conducto auxiliar (11) conectado en un estrechamiento (9) del tubo secundario (6) inmerso en el agua.

9. Sistema para establecer una corriente de fluido mediante succión en una corriente de agua, según reivindicaciones 1 a 7, caracterizado porque el tubo secundario (6) presenta con anterioridad al extremo de conexión al tubo primario (1), un orificio (12) para entrada de agua pulverizada que se mezcla con aire que se introduce a través del extremo superior del tubo secundario (6), produciéndose una mezcla de aire y agua en el flujo de fluido a través del tubo secundario (6).

10. Sistema para establecer una corriente de fluido mediante succión en una corriente de agua, según reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el tubo secundario (6) presenta una pluralidad de derivaciones (13) conectadas de forma independiente al tubo primario (1), para potenciar el succionado del fluido a través del tubo secundario (6).

11. Sistema para establecer una corriente de fluido mediante succión en una corriente de agua, según reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el tubo secundario (6) con el cuarto de máquinas (7), provisto de una turbina (19), u otra máquina capaz de realizar un trabajo, y que se encuentra inmerso en la masa de agua (3), incorpora una turbina (14).

12. Sistema para establecer una corriente de fluido mediante succión en una corriente de agua, según reivindicaciones anteriores, caracterizado porque se incluye un pequeño tubo (15) con su extremo inferior inmerso por debajo del nivel (10) de la masa de agua (3), que alimenta de agua el circuito de la corriente del tubo secundario (6), a través de la turbina (19), habiendo realizado un trabajo. El movimiento rotatorio de la turbina (19) se obtiene por succión de la corriente del tubo secundario (6), establecida por el efecto Venturi del tubo primario (1).

13. Sistema para establecer una corriente de fluido mediante succión en una corriente de agua, según reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el tubo primario (1) es susceptible de estar apoyado directamente sobre el fondo (16) de la masa de agua en la que está establecida la corriente de agua (2), a través de correspondientes apoyos (17).

14. Sistema para establecer una corriente de fluido mediante succión en una corriente de agua, según reivindicación 13, caracterizado porque el tubo secundario (6) es susceptible de quedar adosado a una pared (18) y apoyado, a través de su tramo horizontal (6') de conexión al tubo primario (1), sobre el propio fondo (16).

15. Sistema para establecer una corriente de fluido mediante succión en una corriente de agua, según reivindicaciones 13 y 14, caracterizado porque el tubo secundario (6), además del tramo horizontal (6'), se prolonga en un tramo (6'') perpendicular al anterior, para conexión al tubo primario (1), constituyendo el tramo en "L" (6') intermedio entre el propio tubo secundario (6) y su tramo extremo de conexión (6''), un medio de apoyo directo sobre el fondo (16) o en cualquier caso apoyo por soterramiento de ese tramo (6') en el fondo.

16. Sistema para establecer una corriente de fluido mediante succión en una corriente de agua, según reivindicaciones anteriores, caracterizado porque se prescinde del tubo Primario (1), realizándose la función de succión en el tubo (6), por arrastre o rebufo de la corriente existente en la masa de agua que rodea su tramo inferior (6').