Generador de energía mecánica por medio de un circuito hidráulico.

Generador de energía mecánica y/o eléctrica por medio de un circuito hidráulico que se sirve de la ayuda de un equipo de bombeo sin utilización de electricidad como por ejemplo un sencillo dispositivo de ariete hidráulico.



Dicho dispositivo de bombeo presenta un tubo de elevación (20) de agua que descarga la misma en unos recipientes (200, 200') unidos mediante un eje giratorio a una noria o alternativamente una cadena (201) que mueve una rueda dentada (202, 202'). El eje (210', 210) de la noria o rueda dentada (202) se acopla a un generador eléctrico o alternativamente a un dispositivo que utilice la energía mecánica ω generada en dicho eje. El agua derramada por los recipientes sirve para alimentar (1) de nuevo al dispositivo de bombeo en circuito abierto o cerrado.

Tipo: Patente de Invención. Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: P201000358.

Solicitante: FERNÁNDEZ DEL RÍO, José Manuel.

Nacionalidad solicitante: España.

Inventor/es: FERNÁNDEZ DEL RÍO,José Manuel.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • F03B7/00 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). › Ruedas hidráulicas.
  • F04B43/00 F […] › F04 MAQUINAS DE LIQUIDOS DE DESPLAZAMIENTO POSITIVO; BOMBAS PARA LIQUIDOS O PARA FLUIDOS COMPRESIBLES.F04B MAQUINAS DE DESPLAZAMIENTO POSITIVO PARA LIQUIDOS; BOMBAS (máquinas para líquidos o bombas, de tipo pistón rotativo u oscilante F04C; bombas de desplazamiento no positivo F04D; bombeo de fluido por contacto directo con otro fluido o por utilización de la inercia del fluido para bombear F04F). › Máquinas, bombas o instalaciones de bombeo con órganos de trabajo flexibles (bombas o instalaciones de bombeo especialmente adaptadas para fluidos compresibles F04B 45/00).
Generador de energía mecánica por medio de un circuito hidráulico.

Fragmento de la descripción:

Generador de energía mecánica por medio de un circuito hidráulico.

OBJETO DE LA INVENCIÓN

Generador de energía mecánica y/o eléctrica por medio de un circuito hidráulico cerrado incorporando un sencillo dispositivo de ariete hidráulico

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN

Es ampliamente conocido el aprovechamiento de la energía cinética del agua para su uso en la generación de energía mecánica, como en el caso de los molinos tradicionales en los que su maquinaria es movida por el eje de una noria exterior; o, para la generación de energía eléctrica (fuentes de energía de origen hidroeléctrico) como es el caso del agua embalsada que se hace descender por unas tuberías al final de las cuales se encuentran unas turbinas hidráulicas acopladas a generadores de energía eléctrica.

El ariete hidráulico o bomba de ariete fue inventado por Joseph-Michel Montgolfier en 1796. Se trata de una bomba hidráulica cíclica que utiliza la energía cinética de un golpe de ariete en un fluido de alimentación para elevar una parte de ese fluido a un nivel superior incluso por encima del nivel de la superficie del volumen de fluido del que se extrae la alimentación, y sin necesidad del aporte de otra energía exterior. A partir de su invención, el ariete hidráulico tuvo una amplia difusión

por todo el mundo, para más tarde caer en desuso, siendo sustituido por otros avances técnicos como los basados en la bomba centrífuga. En la actualidad asistimos a un renacer del interés acerca del ariete hidráulico, debido a su accesibilidad, eficiencia, y ecología, en un contexto mundial en el que se buscan aplicaciones de dispositivos que funcionen de una manera ecológica sin emisiones de gases contaminantes.

Los dispositivos de ariete hidráulico suelen emplear un depósito de amortiguación o presurización estanco que contiene aire comprimido. Por tanto, estos depósitos de amortiguación o presurización deben estar sellados.

DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN

El objeto de la presente invención es un mecanismo de generación de energía mecánica y/o eléctrica en el que existe un elemento tipo cadena cerrada, fijado o engranado al menos a una rueda giratoria, que tiene fijados a lo largo de su longitud, y través de un eje giratorio, una serie de recipientes, de tal forma que se descarga agua, proveniente de un dispositivo de bombeo que no utiliza energía eléctrica, en el/los recipientes que van pasando por la parte superior del mecanismo, punto de carga, produciendo el desplazamiento hacia la parte inferior del mecanismo de los recipientes llenados (por la acción de la gravedad) , los cuales arrastran dicho elemento tipo cadena que, a su vez, hace rotar la rueda o ruedas a las que está fijado o engranado. El eje de al menos una de las ruedas anteriores se puede

acoplar a un mecanismo que aproveche la fuerza mecánica del movimiento angular de dicha rueda. Asimismo, se puede acoplar al menos el eje de una de estas ruedas al eje de un alternador eléctrico para la generación de electricidad.

Los recipientes, al llegar a la parte inferior del

mecanismo, descargan su contenido de agua en la parte

inferior del mecanismo. Esta agua descar gada es

conducida al citado dispositivo de bombeo sin energía

eléctrica. Constituyendo en este caso un circuito

cerrado.

También se puede descargar el agua sobre un río o balsa de agua donde se encuentra la toma de agua del dispositivo de bombeo sin energía eléctrica. Siendo en este caso un circuito abierto.

Los recipientes, una vez sin agua, siguen su recorrido hasta el punto más alto del mecanismo, o punto de carga.

Como dispositivo de bombeo y descarga del agua en la zona de carga del mecanismo sin utilización de energía eléctrica, se puede utilizar un ariete hidráulico convencional y su tubo de elevación, o un ariete hidráulico también objeto de la presente invención que supera los inconvenientes presentes en el ariete hidráulico tradicional descrito anteriormente, incorporándose de manera ecológica y eficientemente en este mecanismo de generación de energía eléctrica. El dispositivo ariete hidráulico objeto de la presente patente comprende esencialmente: un tubo de alimentación en cuyo extremo aguas abajo se sitúa una válvula de retención extrema; una válvula de retención intermedia situada en un tubo que sobresale en dirección ascendente desde un punto intermedio de dicho tubo de alimentación; un deposito de presurización situado por encima de dicha válvula de retención intermedia que contiene en su interior elementos deforrnables sueltos; y, un tubo de elevación de agua cuya torna esta situada entre dicha válvula de retención intermedia y dicho depósito de presurización. Los componentes de este ariete hidráulico son piezas de fontanería de uso común de manera que estos componentes están diseñados para soportar muchos

años de servicio, por lo que el mantenimiento de este

dispositivo se reduce a una limpieza periódica, y en

caso de romperse algún elemento, su sustitución es

sencilla.

Resulta así, un ariete muy fácil de ajustar mediante la elección de diferentes contrapesos y amplitudes de carrera. Los elementos deforrnables sueltos depositados dentro del depósito de presurización sirven para mantener el colchón de aire de modo permanente sin riesgo de fugas y mantenimiento y revisiones continuas o cercanas en el tiempo.

A la hora de realizar la instalación en el río, embalse

o circuito cerrado descrito anteriormente, hay que tener en especial consideración que lo que realiza el trabajo es la masa de agua acelerándose en el tubo de alimentación adquiriendo energía cinética. El ariete hidráulico sólo es un mecanismo que genera golpes. El mecanismo se encarga de hacer que automáticamente se repitan los ciclos de apertura y cierre brusco. Las sobrepresiones resultantes del golpe de ariete se liberarán con una entrada neta de agua en la cámara de amortiguación a través de la válvula de retención intermedia.

El ariete hidráulico siempre tiene una ligera pérdida de agua, por tanto, habrá que utilizar parte de la energía eléctrica O mecánica generada para bombear esa agua perdida en el ariete hidráulica de vuelta al circuito.

De esta forma, se pueden colocar generadores de electricidad de diverso tamaño en diferentes lugares y en lugares más o menos difíciles de acceder, mediante el uso de diversos arietes hidráulicos y tubos de elevación que son especialmente adecuados para su aplicación en lugares remotos donde no hay acceso a energía eléctrica o motores eléctricos.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS

Se incluyen las siguientes figuras con el fin de facilitar la comprensión de la invención:

Figura 1: esquema de funcionamiento de un mecanismo cerrado para producir energía mecánica y/o eléctrica mediante recipientes de agua situados en una cadena cerrada, alimentados por el agua descargada por el conducto de elevación de un ariete hidráulico.

Figura 2: esquema de funcionamiento de un mecanismo abierto para producir energía mecánica y/o eléctrica mediante recipientes de agua situados en una cadena cerrada, alimentados por el agua descargada por el conducto de elevación de un ariete hidráulico.

Figura 3: esquema de funcionamiento de un mecanismo cerrado para producir energía mecánica mediante una noria.

Figura 4: esquema de funcionamiento de una mecanismo abierto para producir energía mecánica mediante una noria.

Figura 5: vista de un corte según un plano axial de los elementos constitutivos del ariete hidráulico objeto de la presente invención.

REALIZACIÓN PREFERENTE DE LA INVENCIÓN

A continuación se detalla el funcionamiento de una realización preferente de la invención, que habrá de entenderse en sentido amplio y no limitativo, para ello, se comienza con una descripción detallada del funcionamiento de un dispositivo que incorpora un ariete hidráulico clásico conocido en el estado de la técnica.

En las figuras 1 y 2, se observa un ariete hidráulico que, a través de su conducto de elevación (20) , descarga el agua elevada en una zona de carga (A) sobre unos recipientes (200) que están unidos mediante un eje giratorio a una cadena (201) , estando esta cadena (201) engranada a un piñón o rueda dentada inferior (202) y a dos ruedas superiores (203, 204) . El eje (210) del piñón inferior (202) puede estar acoplado al eje de un

alternador (no representado) para la generación de energía eléctrica, o a un mecanismo que emplee la energía mecánica del movimiento angular (ro) de dicho eje (210) ....

 


Reivindicaciones:

l. Generador de energía mecánica (co) por un circuito hidráulico, caracterizado por unos recipientes (200, 200') que reciben una descarga de agua en una zona de carga (A) elevada procedente de un tubo de elevación (20) de un dispositivo de bombeo; dichos recipientes estando unidos mediante un eje giratorio a un elemento que se desplaza por el peso de la gravedad de dichos recipientes (200, 200') llenos de agua; dicho elemento estando acoplado, al menos, a una rueda (202, 202') con un eje (210) .

2. Generador de energía mecánica (co) por un circuito hidráulico según la reivindicación 1, caracterizado porque dicho eje (21 O) está acoplado al eje de un alternador eléctrico.

3. Generador de energía mecánica (co) por un circuito hidráulico, según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque dicho elemento desplazado por los recipientes (200) es una cadena

(201) , y dicha rueda (202) es una rueda dentada.

4. Generador de energía mecánica (co) por un circuito hidráulico, según cualquiera de las reivindicaciones 1 y 2, caracterizado porque dicho elemento desplazado por los recipientes (200') es la superficie exterior de una noria (202') , y dicha rueda es el cuerpo de la noria misma.

5. Generador de energía mecánica (ro) por un circuito hidráulico, según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque los recipientes

(200, 200') descargan su contenido de agua en la parte inferior de la rueda (202, 202') sobre una masa cuasi-infinita de agua donde se encuentra una toma de agua del tubo de alimentación (1) de dicho dispositivo de bombeo de agua.

6. Generador de energía mecánica (ro) por un circuito hidráulico, según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque el agua de alimentación de dicho dispositivo de bombeo es prácticamente el contenido descargado por los recipientes (200' 200') .

7. Generador de energía mecánica (ro) por un circuito hidráulico, según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque dicho dispositivo de bombeo es del tipo que no utiliza energía eléctrica.

8. Dispositivo ariete hidráulico, utilizado como

dispositivo de bombeo en el generador de energía mecánica (ro) de las reivindicaciones anteriores, del tipo que comprende: un tubo de alimentación (1) en cuyo extremo aguas abajo se sitúa una válvula de retención extrema (8) ; una válvula de retención intermedia (8') situada en un tubo que sobresale en dirección ascendente desde un punto intermedio de dicho tubo de alimentación ( 1) ; un deposito de presurización (25) situado por encima de dicha

válvula de retención intermedia (8') ; y, un tubo de elevación de agua (20) cuya toma esta situada entre dicha válvula de retención intermedia (8' ) y dicho depósito de presurización (25) , caracterizado porque dicho depósito de presurización (25) contiene en su interior elementos deformables sueltos (23) .


 

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