Dispositivo turbogenerador para la generación de energía en la recarga de acuíferos y procedimiento asociado al mismo.

Dispositivo turbogenerador para la generación de energía en la recarga de acuíferos que comprende al menos un tubo cilíndrico (1) abierto en sus extremos que comprende en su interior:



al menos una turbina hidráulica (2),

al menos una válvula (6) que se encuentra acoplada a uno de los extremos de dicho, al menos un, tubo cilíndrico (1) y que permite la apertura/cierre de flujo de fluido a través de dicho, al menos un, tubo cilíndrico (1), en el que dicha al menos una válvula (6) puede ser operada por un usuario a partir de medios de operación controlables desde el exterior respecto a la ubicación de dicho dispositivo,

caracterizado porque el dispositivo turbogenerador está sumergido en el acuífero mismo, en el que la al menos una turbina hidráulica (2) se encuentra acoplada a al menos un motor (3) asíncrono sumergible, y en el que dicho dispositivo turbogenerador comprende adicionalmente al menos una cámara cilíndrica (4) envolvente a, al menos un, tubo cilíndrico (1), en el que dicha, al menos una, cámara cilíndrica (4) comprende una pluralidad de aberturas (5), a través de las cuales circula el fluido del acuífero.

Tipo: Patente Europea. Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: E11382256.

Solicitante: PERGA INGENIEROS S.L.

Nacionalidad solicitante: España.

Inventor/es: PEREZ MARTINEZ, JOSE MARIA, PEREZ GARCIA,Jose Miguel, PEREZ GARCIA,Mario.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • F03B11/00 SECCION F — MECANICA; ILUMINACION; CALEFACCION; ARMAMENTO; VOLADURA.F03 MAQUINAS O MOTORES DE LIQUIDOS; MOTORES DE VIENTO, DE RESORTES, O DE PESOS; PRODUCCION DE ENERGIA MECANICA O DE EMPUJE PROPULSIVO O POR REACCION, NO PREVISTA EN OTRO LUGAR.F03B MAQUINAS O MOTORES DE LIQUIDOS (máquinas o motores de líquidos y fluidos compresibles F01; motores de líquidos, de desplazamiento positivo F03C; máquinas de líquidos de desplazamiento positivo F04). › Partes constitutivas o detalles no cubiertos por, o con un interés distinto que, los grupos F03B 1/00 - F03B 9/00 (control F03B 15/00).
  • F03B13/00 F03B […] › 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).
  • F03B13/06 F03B […] › F03B 13/00 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). › Centrales o conjuntos máquinas-aparato del tipo de acumulación de agua (turbinas caracterizadas por tener medios que les permiten funcionar alternativamente como bombas F03B 3/10).
  • F03B13/10 F03B 13/00 […] › Unidades sumergidas que incorporan generadores o motores eléctricos.
  • F03B15/04 F03B […] › F03B 15/00 Control (control en general G05). › en las turbinas (rotores con álabes ajustables F03B 3/06, F03B 3/14; álabes directrices ajustables F03B 3/18; especialmente adaptados a las turbinas con chorros de líquido a gran velocidad que chocan con rotores con álabes o similares F03B 15/20).
  • F03B17/06 F03B […] › F03B 17/00 Otras máquinas o motores. › utilizando un flujo de líquido, p. ej. del tipo de aletas oscilantes.

PDF original: ES-2527017_T3.pdf

 

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Fragmento de la descripción:

Dispositivo turbogenerador para la generación de energía en la recarga de acuíferos y procedimiento asociado al mismo Campo técnico de la invención La invención, tal como expresa el título de la presente memoria descriptiva, se refiere a un dispositivo turbogenerador para la generación de energía en la recarga de acuíferos, así como el procedimiento asociado al mismo, aportando notables ventajas y características de novedad, frente a otros dispositivos, mecanismos y sistemas semejantes actualmente conocidos en el mercado.

Más en particular, el objeto de la invención se centra en un procedimiento para la generación de energía en la recarga de acuíferos, así como el dispositivo turbogenerador asociado al mismo de manera que permite generar energía al realizar la recarga de un acuífero mediante un procedimiento sencillo y de fácil operación y automatización, disponiendo adicionalmente de un dispositivo altamente fiable, que comprende elementos simples y de mantenimiento sencillo.

El campo de aplicación de la presente invención se enmarca dentro del sector técnico de la industria dedicada a la recarga artificial de acuíferos y la hidrogeología.

Antecedentes de la invención En la actualidad, y como referencia al estado de la técnica, cabe señalar que, si bien existen en el mercado múltiples dispositivos turbogeneradores del tipo descrito en la presente memoria, por parte del solicitante se desconoce la existencia de ninguna otra invención que presente las características técnicas, estructurales y constitutivas de la que se propone en la presente memoria.

El funcionamiento de una máquina hidráulica que tiene como finalidad bombear o turbinar un fluido, es de sobra conocido;

- el procedimiento de bombeo tiene como finalidad incrementar la presión de un líquido añadiendo energía al sistema hidráulico, para mover el fluido de una zona de menor presión o altitud a otra de mayor presión o altitud, -por el contrario el procedimiento de aplicación de una turbina a un fluido se refiere al flujo, a través de la máquina hidráulica, de un fluido en forma continua y el fluido entrega su energía a través de un rodete con paletas o álabes.

Son conocidas diversas solicitudes referidas a dispositivos turbogeneradores hidráulicos, tales como la solicitud de patente de número de publicación WO-2009141644-A2, la cual divulga un dispositivo turbogenerador que comprende una carcasa exterior cilíndrica donde en su interior se describe una turbina acoplada a un generador eléctrico, de modo que permita generar energía eléctrica debido al movimiento rotacional de la turbina acoplada a dicho generador; pero cuando se entra en el caso de la recarga artificial de acuíferos, se observan inconvenientes tales como la complejidad de no introducir aire en el propio acuífero, de modo que incremente la presión y puedan existir fugas o roturas en el propio dispositivo, así como la dificultad de poder controlar el dispositivo desde el exterior debido a la profundidad a la que puede encontrarse el dispositivo en cuestión.

Y de manera similar a la solicitud anteriormente mencionada, la solicitud CN-101530832 divulga un dispositivo turbogenerador de energía luminosa para pequeñas instalaciones, el cual comprende un pequeño tamaño tal y como es deseable en los dispositivos de recarga de acuíferos, pero que precisa de los mismos inconvenientes descritos anteriormente, en la línea de ser capaz de evitar sobrepresiones y de disponer de un fácil control exterior.

La solicitud de patente de número de publicación WO-2009113656 divulga también un dispositivo turbogenerador enfocado a instalaciones domésticas, el cual comprende una carcasa cilíndrica y en su interior se encuentra una turbina hidráulica, la cual se encuentra acoplada, exteriormente a la carcasa, un motor generador de energía eléctrica, donde dicha solicitud de patente tiene las mismas desventajas anteriormente citadas y referidas a la recarga artificial de acuíferos.

Se observa, por tanto, que existen varios inconvenientes referidos principalmente al uso de este tipo de dispositivos turbogeneradores para la recarga artificial de acuíferos, ya que el enfoque principal de los antecedentes mencionados se refieren a máquinas de pequeño tamaño que no son capaces de evitar la existencia de sobrepresiones en una aplicación tan concreta como la recarga de acuíferos, así como la incapacidad de disponer de un sistema de control de dicho dispositivo que permita al usuario controlarlo, estando dicho dispositivo generalmente situado en una gran profundidad.

Finalmente la solicitud de patente US2009/0121481A1 se refiere al uso de fluido de acuíferos en conexión con aplicaciones domésticas o industriales, en la que la energía cinética del fluido devuelto se convierte en energía 2 10

eléctrica. Por otro lado la solicitud de patente US 583950A se refiere a un aparato y procedimiento para proporcionar potencia eléctrica a circuitos eléctricos localizados en un pozo.

Descripción de la invención El procedimiento para la generación de energía en la recarga de acuíferos, así como el dispositivo turbogenerador asociado al mismo que la invención propone resuelve de forma plenamente satisfactoria la problemática anteriormente expuesta, de manera que simplifica la capacidad de control del dispositivo turbogenerador desde el exterior por un usuario, además evita la aparición de burbujas de aire en el acuífero gracias a los elementos que lo componen, así como permitir tanto la recarga como la extracción de fluido existente en el propio acuífero; y todo ello con un dispositivo altamente fiable, que comprende elementos simples y de mantenimiento sencillo.

De manera concreta el dispositivo turbogenerador para la generación de energía en la recarga de acuíferos que la invención preconiza consiste en un dispositivo turbogenerador que comprende al menos un tubo cilíndrico abierto en sus extremos que comprende en su interior:

al menos una turbina hidráulica acoplada a al menos un motor asíncrono sumergible, y en el que adicionalmente al menos una válvula se encuentra acoplada a uno de los extremos de dicho, al menos un, tubo cilíndrico que permite la apertura/cierre de flujo de fluido a través de dicho, al menos un, tubo cilíndrico, y en el que dicha, al menos una, válvula puede ser operada por un usuario a partir de medios de operación controlables desde el exterior de dicho dispositivo.

Se observa por tanto que el dispositivo se encuentra sumergido en el propio acuífero, y que dicha, al menos una, válvula se encuentra en uno de los extremos del dispositivo permitiendo la salida de fluido para la correcta recarga, de modo que la válvula evite la entrada brusca de fluido en el acuífero, la cual podría ocasionar la inclusión de burbujas de aire y provocar una sobrepresión en el propio acuífero.

Las burbujas que pueden introducirse en el acuífero se producen generalmente al introducir fluido desde grandes alturas, ya que el fluido impacta contra el fondo, donde se encuentra el dispositivo turbogenerador, y producen turbulencias que generan burbujas de aire, con el gran inconveniente de poder introducirse en el acuífero e incrementar la presión interna de éste hasta poder reventar el dispositivo turbogenerador introducido.

Al disponer de al menos una turbina hidráulica acoplada a al menos un motor asíncrono sumergible, el flujo de fluido a través de ella genera electricidad aprovechable para diversos usos de carácter similar o diferente; y en el caso de precisar de una extracción de fluido del propio acuífero, dicho, al menos un, motor asíncrono sumergible suministrará energía eléctrica a dicha, al menos una, turbina hidráulica de modo que se comporte como una bomba impulsora de fluido.

Como se ha descrito, dicho, al menos un, motor asíncrono es de carácter sumergible, pudiendo entrar en contacto con el fluido y simplificando la construcción de todo el dispositivo turbogenerador.

Adicionalmente se observa cómo dicha, al menos una, válvula comprende medios de operación controlables desde el exterior, y por tanto puede ser operada desde el exterior por un operario, sin necesitar de disponer de mecanismos complejos de regulación y pudiendo ser totalmente automatizable.

Dicha válvula podrá estar conectada a un medidor de presión de forma que en todo momento se conozca la presión existente en el interior del tubo y se permita o bloquee el flujo de fluido hacia el interior del acuífero.

En este sentido la invención contempla la posibilidad de que dicha, al menos una, válvula sea neumática y comprenda un volumen hinchable/deshinchable de gas acoplado a un tubo, en la que dichos medios de operación comprenden un... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

1. Dispositivo turbogenerador para la generación de energía en la recarga de acuíferos que comprende al menos un tubo cilíndrico (1) abierto en sus extremos que comprende en su interior:

al menos una turbina hidráulica (2) , al menos una válvula (6) que se encuentra acoplada a uno de los extremos de dicho, al menos un, tubo cilíndrico (1) y que permite la apertura/cierre de flujo de fluido a través de dicho, al menos un, tubo cilíndrico (1) , en el que dicha al menos una válvula (6) puede ser operada por un usuario a partir de medios de operación controlables desde el exterior respecto a la ubicación de dicho dispositivo, caracterizado porque el dispositivo turbogenerador está sumergido en el acuífero mismo, en el que la al menos una turbina hidráulica (2) se encuentra acoplada a al menos un motor (3) asíncrono sumergible, y en el que dicho dispositivo turbogenerador comprende adicionalmente al menos una cámara cilíndrica (4) envolvente a, al menos un, tubo cilíndrico (1) , en el que dicha, al menos una, cámara cilíndrica (4) comprende una pluralidad de aberturas (5) , a través de las cuales circula el fluido del acuífero.

2. Dispositivo turbogenerador según la reivindicación anterior, caracterizado porque dicha, al menos una, válvula (6) es neumática y comprende un volumen (7) hinchable/deshinchable de gas acoplado a al menos un tubo (8) , en el que dichos medios de operación comprenden al menos un depósito de gas acoplado a dicho tubo (8) , y en el que dichos medios de operación se encuentran exteriormente respecto de dicho dispositivo sin producir pérdidas de carga de importancia al operar dicha, al menos una, válvula (6) .

3. Dispositivo turbogenerador según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el diámetro de dicho, al menos un, tubo cilíndrico (1) está comprendido entre 200 y 600 mm.

4. Dispositivo turbogenerador según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque dicho, al menos un, motor (3) asíncrono comprende exteriormente una pluralidad de aletas de refrigeración.

5. Dispositivo turbogenerador según la reivindicación 2, caracterizado porque dicho dispositivo turbogenerador es reversible para recargar y extraer fluido de acuíferos, de tal manera que el gas puede ser introducido o extraído regulando los medios de operación.

6. Procedimiento de generación de energía en la recarga de acuíferos caracterizado porque precisa de al menos un dispositivo turbogenerador que comprende al menos un tubo cilíndrico (1) abierto en sus extremos que comprende en su interior:

al menos una turbina hidráulica (2) acoplada a al menos un motor (1) asíncrono sumergible, al menos una válvula (6) acoplada a uno de los extremos de dicho, al menos un, tubo cilíndrico (1) y que comprende medios de operación exteriores a dicho, al menos un, tubo cilíndrico (1) , y porque el procedimiento permite:

a) el flujo de un fluido hacia el interior del acuífero mediante la operación de dichos medios de operación asociados a dicha, al menos una, válvula (6) , en el que dicho flujo de fluido genera energía eléctrica debido al movimiento de dicha, al menos una, turbina hidráulica (2) acoplada a dicho, al menos un, motor (3) asíncrono, b) el flujo del fluido hacia el interior de dicho, al menos un, tubo cilíndrico (1) evitando el flujo del fluido hacia el interior del acuífero mediante el bloqueo de dichos medios de operación exteriores acoplados a dicha, al menos una, válvula (6) , y c) el flujo del fluido hacia el exterior del acuífero mediante la operación de dichos medios de operación asociados a dicha, al menos una, válvula (6) , permitiendo la entrada del fluido en dicho, al menos un, dispositivo turbogenerador, y la operación de dicho, al menos un, motor (3) asíncrono acoplado a dicha, al menos una, turbina hidráulica (2) y que actúa a modo de bomba impulsora del fluido.

7. Procedimiento de generación de energía en la recarga de acuíferos, según la reivindicación 6, caracterizado porque en el caso de precisar de una extracción de fluido del propio acuífero, dicho, al menos un, motor (3)

asíncrono sumergible suministrará energía eléctrica a dicha, al menos una, turbina hidráulica (2) , de modo que se comporte como una bomba impulsora de fluido.


 

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