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

Mejoras a la patente principal P201000275 por "Fuente que aprovecha la diferencia de densidad de los fluidos;

para la producción de energía renovable".

Los primeros perfeccionamientos se refieren a la forma de introducir el aire en el conducto: de forma continua y con burbujas de diámetro reducido. En la forma continua se utilizan dispositivos para reducir el diámetro de las burbujas y con ello disminuir la velocidad relativa de las burbujas con respecto al agua. Se muestran diferentes formas de realización práctica con mejoras como incluir un ventilador, con transmisión desde el eje de la turbina, que amplifica el flujo que entra por la toma (11), debido a la velocidad relativa del aire con respecto a la fuente y que, al pasar por un estrechamiento causado por la pieza (10), produce una depresión. Se muestra su uso como fuente de energía en embarcaciones.

MEJORAS A LA PATENTE PRINCIPAL P201000275 POR "FUENTE, QUE APROVECHA LA DIFERENCIA DE DENSIDAD DE LOS FLUIDOS, PARA LA PRODUCCiÓN DE ENERGíA RENOVABLE"

Sector técnico de la invención La presente invención se refiere, según se expresa en el enunciado de esta memoria descriptiva, a una serie de perfeccionamientos introducidos en la patente principal P201000275 relativa a una fuente, que aprovecha la diferencia de densidad de los fluidos, para la producción de energía renovable.

Antecedentes de la invención La citada patente principal describe una fuente para la producción de energía mecánica o eléctrica que comprende un conducto sumergido en un fluido, generalmente agua, cuya sección de salida está aproximadamente al mismo nivel que la superficie libre del agua y su entrada a una cota inferior. El sistema incluye asimismo un elemento que introduce un fluido de menor densidad, generalmente aire, en el interior de este conducto, lo que provoca la disminución de la densidad del fluido en el interior de conducto, produciendo el ascenso de dicho fluido (mezcla aire-agua) hacia la superficie. El ascenso es debido al empuje hidrostático que ejerce el agua exterior al conducto (mayor densidad) desde la sección inferior del conducto al fluido que se encuentra en su interior (mezcla aire-agua) de menor densidad. Así como también al empuje de Arquímedes de las burbujas de aire, en el seno del agua, que hay en el interior del conducto y cuyo empuje transmiten en parte al agua. La energía de este caudal inducido es la que se aprovecha.

Descripción de la invención El primer perfeccionamiento se refiere a la forma de introducir el fluido de menor densidad, generalmente aire, en el conducto.

La introducción de aire se realiza mediante flujo continuo, esta es la manera que se describe en la patente principal con la dirección de salida del flujo orientada aproximadamente en la dirección del conducto, Con esta orientación se aprovecha la energía cinética de salida del chorro y se evitan choques entre burbujas al tener un gran espacio libre por delante. En la patente principal se buscó una distribución uniforme del flujo situando la entrada de aire en el centro del conducto o utilizando entradas de aire situadas simétricamente lo que evita choques entre burbujas. Así como distribución uniforme de burbujas por tamaño y cota ya que las burbujas a medida que ascienden se expansionan al estar sometidas a una presión inferior. El evitar choques entre burbujas es fundamental pues da lugar a que se fusionen creando burbujas de mayor tamaño que atraen a las de menor tamaño para fusionarse con ellas, y así sucesivamente. La velocidad relativa de las burbujas con respecto al agua aumenta al aumentar el diámetro de la burbuja. Y la potencia o energía de esta velocidad relativa prácticamente se pierde pues es energía no transmitida al empuje del agua. Y tampoco a los álabes de la turbina si ésta está situada antes de la entrada de aire al conducto, pues el aire no pasa por la turbina. En la presente invención, como perfeccionamiento en la introducción del fluido de menor densidad, interesa conseguir una burbuja muy pequeña, es decir, de diámetro muy reducido, ya que de esta forma no puede vencer las fuerzas que se oponen a su avance y queda prácticamente atrapada en el seno del agua y por tanto se consigue que el empuje de cada burbuja sea transmitido al agua. En la práctica lo que interesa es conseguir una velocidad relativa de las burbujas de aire pequeña comparada con la velocidad del agua, pues de esta forma la energía, o potencia debida al empuje de las burbujas de aire, no aprovechada es mínima, ya que la velocidad relativa de las burbujas de aire con respecto al agua depende del tamaño del diámetro de la burbuja. Pues hacer nula esta velocidad relativa del aire con respecto al agua, para que las burbujas queden atrapadas, es prácticamente imposible. Interesa que la burbuja sea pequeña desde que entra en el conducto por lo que se debe instalar una salida múltiple con varios o muchos orificios de diámetro reducido o una malla con hueco de luz reducida. Y además, si se quiere evitar burbujas de mayor tamaño debidas al crecimiento de las burbujas al avanzar a lo largo del conducto por expansión de las burbujas, choques entre ellas y fusiones por la atracción entre burbujas de diferentes tamaños, es necesario instalar al menos una malla o filtro, en dirección perpendicular al flujo del fluido para la reducción hasta un cierto diámetro de las burbujas de aire. Instalar mallas en el conducto da lugar a grandes pérdidas de carga, mayores cuanto menor es la sección libre de la malla. Sin embargo, colocada en la entrada del aire, las pérdidas de carga se reducen considerablemente, ya que son proporcionales a la densidad del fluido y en la entrada el fluido es el aire y en el conducto es agua con burbujas de aire. Por lo que lo ideal es instalar solamente un dispositivo a la entrada para reducir el tamaño de las burbujas e incluir todas las características que evitan que posteriormente se formen burbujas de mayor tamaño, como entrada de aire orientada en la dirección del conducto y situada en su centro, distribución uniforme y simétrica de los orificios o huecos de entrada de aire al tubo, a fin de evitar el tener que instalar mallas en el conducto. Se puede introducir aire dentro del conducto mediante un sistema térmico que permite la introducción del aire aumentando su presión debido al calentamiento térmico de dicho aire (con adición de calor ayudada por ventilación) , o con compresión mecánica tal como bombeo, compresor turbocompresor (compresor rotativo acoplado a la turbina) , ventilador, viento ... acoplables en cualquier espacio con agua. El agua que sale del conducto impulsada se puede introducir en un depósito situado a la altura de salida de la misma y de esta forma conseguir una energía potencial (debido a la altura) , que podemos aprovechar en su descenso y mover otra turbina. El segundo perfeccionamiento se refiere a la introducción del aire (o fluido de menor densidad) en continuo en el conducto de forma perpendicular al eje de simetría de dicho conducto. En la patente principal el aire se introduce por la parte inferior del conducto mientras que ahora se puede introducir lateralmente, por una cota ligeramente superior. Al realizar la entrada del aire de esta forma, la trayectoria que siguen las burbujas de aire es en zigzag, aumentando su recorrido y por tanto el número de choques con el agua. Debido al aumento del número de choques la energía del aire se transmite al agua, aumentando la velocidad de ésta hasta que las velocidades del agua y del aire sean aproximadamente iguales. En este sistema se producen choques de las burbujas sobre las paredes del conducto que al rebote dan lugar a choques entre ellas fusionándose y iniciando el proceso en cadena de formación de mayores burbujas, por lo que al menos se debe incluir una malla o filtro para interrumpir el proceso en cadena de formación de burbujas mayores y para uniformar y reducir el tamaño de las burbujas. El tercer perfeccionamiento consiste en la introducción de al menos, una malla o filtro, en dirección perpendicular al flujo del fluido. Esta malla o filtro tiene por finalidad evitar que se produzcan burbujas de aire de un diámetro superior a un valor determinado, así como conseguir una mezcla del aire (burbujas) yagua uniforme. El aire lo introducimos en el conducto con una presión determinada y a medida que va ascendiendo se va expansionando de manera que las burbujas van aumentando de tamaño, es decir, incrementando su diámetro. Si establecemos en cada burbuja que: Empuje de Arquímedes -peso de la burbuja =rozamiento viscoso o de resistencia al avance y desarrollamos la fórmula, se llega a la conclusión de que la velocidad relativa del aire respecto del agua es función del

diámetro de la burbuja, y que cuanto menor sea el diámetro, menor será la veloci

dad relativa del aire con respecto al agua. Si la velocidad relativa es prácticamente nula quiere decir que la fuerza o presión del empuje de las burbujas del aire se ha transmitido al agua. Existe bibliografía en la que se muestra mediante fórmulas que la velocidad de las burbujas (en este caso de aire) en el seno de fluidos (en este caso de agua) depende, además del diámetro de la burbuja, de que el régimen sea laminar o turbulento. Para régimen laminar la velocidad de las burbujas es muy inferior ya que las fuer

lOzas que se oponen al avance de las burbujas son de mayor magnitud que en el régimen turbulento. Por tanto se puede perfeccionar al transformar el régimen turbulento en régimen laminar mediante mallas u otro tipo de directrices o rectificadores de flujo. Lo anterior y los filtros dan lugar a pérdidas de carga, a fin de disminuir estas pérdidas...

1. Mejoras a la patente principal p201000275 por "Fuente, que aprovecha la diferencia de densidad de los fluidos, para la producción de energía renovable" caracterizada porque la introducción del aire o fluido de menor densidad en el conducto (2) se realiza mediante flujo continuo que incluye un dispositivo colocado en la entrada del aire para la reducción del diámetro de las burbujas directamente en dicho punto. 2 Mejoras a la patente principal p201000275 según reivindicación 1 caracterizada porque el dispositivo colocado en la entrada de aire es una malla. 3 Mejoras a la patente principal p201000275 según reivindicación 1 caracterizada porque el dispositivo colocado en la entrada de aire es una entrada múltiple compuesta por varias entradas todas aproximadamente al mismo nivel o cota y de manera que la dirección de las entradas forme un pequeño ángulo de conicidad con el eje de simetría del conducto (2) a fin de abarcar o barrer, con el flujo de salida de aire, la sección de dicho conducto (2) .

4. Mejoras a la patente principal p201000275 según reivindicación 2 caracterizada porque la entrada de aire es divergente con forma de difusor de manera que la sección mayor es la de la entrada del aire al conducto (2) .

5. Mejoras a la patente principal p201000275 según reivindicación 1 caracterizada porque la introducción del aire o fluido de menor densidad en el conducto (2) se realiza de forma perpendicular al eje de simetría de dicho conducto (2) y porque incluye en el conducto (2) al menos una malla o filtro, en dirección perpendicular al flujo del fluido para la reducción hasta un cierto diámetro, las burbujas de aire.

6. Mejoras a la patente principal p201000275 según reivindicación 1 caracterizada porque se introduce en el conducto (2) al menos una malla o filtro, en dirección perpendicular al flujo del fluido para la reducción hasta un cierto diámetro, las burbujas de aire.

7. Mejoras a la patente principal p201000275 según reivindicación 1 caracterizada porque se colocarán varias mallas o rectificadores de flujo en el conducto (2) para transformar el régimen turbulento del flujo que circula por el interior del conducto (2) en laminar.

8. Mejoras a la patente principal p201000275 según reivindicación 1 caracterizada porque se instalarán varios conductos (2) , cada uno con su entrada de aire, por cada turbina.

9. Mejoras a la patente principal p201000275 según reivindicación 1 caracterizada porque la turbina se sitúa antes de la entrada del aire y las revoluciones del eje de la turbina se transmiten mediante correas o cadenas (44) al eje de un ventilador

(43) que produce una corriente de aire en el interior de un conducto (2) que está en comunicación con la salida (3) del conducto (2) y que incluye un estrechamiento producido por una pieza (10) para producir una reducción de la presión en las inmediaciones de la salida (3) y que además puede tener la función de conducir o direccionar el flujo de caudal de salida (3) .

10. Mejoras a la patente principal p201000275 según reivindicación 9 caracterizada porque se instala un compresor rotativo acoplado al eje de la turbina.

11. Mejoras a la patente principal p201000275 según reivindicación 9 caracterizada porque se instala un alternador tras la turbina para la producción de energía eléctrica.

12. Mejoras a la patente principal p201000275 según reivindicación 9 caracterizada porque se instala un intercambiador de calor que aprovecha la energía calorífica de la refrigeración del compresor para calentar el agua y/o el aire que entra en el conducto (2) .

13. Mejoras a la patente principal p201000275 según reivindicación 9 caracterizada porque se acopla la hélice de una embarcación al eje de la turbina para mover dicha embarcación.

14. Mejoras a la patente principal p201000275 según reivindicación 9 caracterizada porque se instala dentro de una embarcación, cuya propulsión sea por chorro hidráulico, la fuente de energía renovable de la invención, sustituyendo al motor y la bomba que se utilizan normalmente para la propulsión de embarcaciones por la mezcla de agua y aire que sale de la fuente.

15. Mejoras en la patente principal P201000275 según reivindicación 14 caracterizada porque incluye varios conductos con sus entradas de aire, y con al menos uno que toma el agua directamente del medio líquido de navegación y cede el agua directamente al medio líquido de navegación.

16. Mejoras en la patente principal P201000275 según reivindicación 9 caracterizada porque incluye una toma (11) convergente que capta el flujo de aire con una

velocidad relativa del aire exterior con respecto a la fuente, bien debida al viento o a la velocidad de la fuente 17 Mejoras a la patente principal P201000275 según reivindicación 1 caracterizada porque se utiliza un sistema térmico para introducir el aire dentro del conducto (2)

donde dicho sistema incluye, al menos, un intercambiador de calor, un ventilador y

válvulas antirretorno instaladas en la conducción del aire a calentar.