Sistema hidráulico de recirculación de aguas profundas sin aporte energético externo.

1. Sistema hidráulico de recirculación de aguas profundas sin aporte energético externo,

del tipo de sistema de bombeo de líquidos a nivel superior con autonomía optimizada, en la que se aprovecha la energía potencial de agua embalsada a una determinada altura para producir energía mecánica directamente utilizable en la elevación del flujo de agua a una cota por encima, incluso, de la de descarga, que ha sido adaptado para elevar aguas desde gran profundidad, como por ejemplo en pozos o minas inundados, caracterizado por estar constituido por una combinación de turbina hidráulica tipo Pelton (1) y bomba centrífuga (2) mediante trasmisión mecánica de eje múltiple (3) entre los correspondientes rodetes, en la que, aprovechando la propia infraestructura de la explotación, como los pozos, chimeneas, galerías o laderas, o construyendo infraestructuras específicas, la turbina se sitúa en una cota inferior determinada por una altura "H" de un punto de desagüe (4) de un volumen del agua profunda, utilizado como fuente de energía potencial, cuyo chorro incide sobre las palas o cucharas de la turbina conducido en caída libre a través de una tubería o galería de presión (5) que termina en número "N" válvulas de aguja o inyectores, desde donde sale hacia un cauce, pozo o deposito inferior (6), y la bomba se sitúa sumergida en un punto del volumen del agua profunda situado en una cota superior del punto de desagüe anterior, utilizada para la evacuación hacia fuera del pozo o de la mina del agua del nivel superior de drenaje (7), de tal forma que el accionamiento de revolución del rodete de la turbina como consecuencia del chorro de agua a presión que cae desde el punto de desagüe superior, se transmite a través del eje múltiple al rodete de la bomba centrifuga, provocando la succión del agua de la zona de drenaje, desde donde es canalizada hacia el exterior, bien a un cauce fluvial o hasta una instalación accesoria, como un depósito de superficie (8).

2. Sistema hidráulico de recirculación de aguas profundas sin aporte energético externo, según reivindicación 1, caracterizado porque la turbina hidráulica (1) se sitúa entre 200-300 m por debajo de la bomba centrífuga (2), la cual se sitúa en un punto por encima del nivel de drenaje de entre 30-50 m de la cota 0 de la superficie exterior.

3. Sistema hidráulico de recirculación de aguas profundas sin aporte energético externo, según reivindicaciones 1 y 2, caracterizado porque el eje múltiple (3) de transmisión entre rodetes del conjunto turbina-bomba está constituido por un eje horizontal de uno o varios tramos desde el rodete de la turbina, conectado mediante un sistema de piñones a 900 (9) con un eje vertical de uno o varios tramos hasta el rodete de la bomba centrífuga, estando empalmados los sucesivos tramos mediante juntas tipo Cardán (10), y quedando protegidos en toda su longitud en el interior de un tubo desmontable en partes (11), perfectamente estanco.

4. Sistema hidráulico de recirculación de aguas profundas sin aporte energético externo, según reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque la optimización del rendimiento de la bomba centrífuga a las diferentes condiciones de operación, que es función de la velocidad de giro angular "ω" del rodete de la turbina transferida al rodete de la bomba mediante los ejes múltiples de transmisión, se consigue variando el número "N" de inyectores de agua sobre la turbina, conforme a las siguientes relaciones: ω = Vjet / R ; Vjet = N / R; donde "R" es el radio de la turbina Pelton y "Vjet" es la velocidad de salida del fluido del inyector.

5. Sistema hidráulico de recirculación de aguas profundas sin aporte energético externo, según reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque la optimización del rendimiento de la bomba centrífuga a las diferentes condiciones de operación, que es función de la velocidad de giro angular "ω" del rodete de la turbina transferida al rodete de la bomba mediante los ejes múltiples de transmisión, se consigue variando la altura neta "H" de descarga del agua a alta presión, conforme a las siguientes relaciones: ω = Vjet / R; Vjet = Cv {raz,2gH}; donde "R" es el radio de la turbina Pelton, "Vjet" es la velocidad de salida del fluido del inyector, "g" es la aceleración de la gravedad, "H" es la altura neta y "Cv" es el denominado coeficiente de velocidad, cuyo valor se encuentra en el intervalo 0,96 - 0,99.

6. Sistema hidráulico de recirculación de aguas profundas sin aporte energético externo, según reivindicaciones 1 a 5, caracterizado por disponer un depósito de servicio (12) instalado a nivel de la bomba en la infraestructura de la explotación para la recogida, mediante una tubería de enlace (12) con válvula de apertura-cierre desde el conducto de evacuación hacia el exterior, de parte del caudal de agua drenada, desde el que se tira una segunda tubería o galería de presión (13) hasta un grupo turbina hidráulica-generador (14) de producción de energía eléctrica, que descarga el agua hacia el cauce, pozo o deposito inferior (6).

7. Sistema hidráulico de recirculación de aguas profundas sin aporte energético externo, según reivindicaciones 1 a 5, caracterizado porque el depósito de superficie (8) de recogida del agua extraída es un conducto en forma de silo con un conducto de descarga inferior con válvula de apertura-cierre (15) y grupo de turbina-generador (16) de producción de electricidad.

Tipo: Modelo de Utilidad. Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: U201830721.

Solicitante: UDIMA Universidad a Distancia de Madrid.

Nacionalidad solicitante: España.

Inventor/es: DIAZ MARTIN,RICARDO, GAYA GONZALEZ,LORENZO, BATUECAS FERNÁNDEZ,Esperanza, MAYOR DEL RÍO,Carlos.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • E03B3/06 SECCION E — CONSTRUCCIONES FIJAS.E03 SUMINISTROS DE AGUA; EVACUACION DE AGUAS.E03B INSTALACIONES O PROCEDIMIENTOS PARA OBTENER, RECOGER O DISTRIBUIR AGUA (perforación de pozos, obtención de fluidos en general por medio de pozos profundos E21B; sistemas de canalización en general F17D). › E03B 3/00 Procedimientos o instalaciones para obtener o recoger agua potable o agua corriente (tratamiento del agua C02F). › a partir de agua subterránea.
  • F03B1/00 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). › Motores del tipo acción, es decir, turbinas con chorros de líquidos a gran velocidad que chocan con rotores de álabes o con dispositivos similares, p. ej. ruedas Pelton; Partes constitutivas o detalles particulares de las mismas.
  • F03B17/02 F03B […] › F03B 17/00 Otras máquinas o motores. › que utilizan el empuje hidrostático.
  • F04D13/04 F […] › F04 MAQUINAS DE LIQUIDOS DE DESPLAZAMIENTO POSITIVO; BOMBAS PARA LIQUIDOS O PARA FLUIDOS COMPRESIBLES.F04D BOMBAS DE DESPLAZAMIENTO NO POSITIVO (bombas de inyección de combustible para motores F02M; bombas iónicas H01J 41/12; bombas electrodinámicas H02K 44/02). › F04D 13/00 Instalaciones o sistemas de bombeo (su control F04D 15/00; bombeo simultáneo de líquidos y de fluidos compresibles F04D 31/00). › estando la bomba accionada por un fluido.

PDF original: ES-1215064_U.pdf

 

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