BRPI0714236A2

BRPI0714236A2 - dispositivo de comutaÇço para turbina subaquÁtica

Info

Publication number: BRPI0714236A2
Application number: BRPI0714236-6A
Authority: BR
Inventors: Ismo Pentikaeinen
Original assignee: Ibranova Ltd
Priority date: 2006-07-20
Filing date: 2007-07-04
Publication date: 2013-01-15
Also published as: EP1881193B1; CA2658271A1; EA200970139A1; DE602006013615D1; UA96154C2; AU2007276302B2; PL1881193T3; EP1881193A1; CN101512141B; ATE464474T1; AU2007276302A1; WO2008009553A1; NO20090117L; KR20090035528A; CN101512141A; EA014508B1; NZ574177A; JP2009543975A; ES2344599T3; US20110293405A1

Abstract

DISPOSITIVO DE COMUTAÇçO PARA TURBINA SUBAQUÁTICA. A presente invenção trata de um dispositivo hidromecânico configurado para ser disposto em água corrente (w) para gerar energia. Um primeiro conduto de entrada (1) é configurado para conduzir um primeiro fluxo de água. Um segundo conduto de entrada (2) é configurado para conduzir um segundo fluxo de água. Um dispositivo de comutação (3) é disposto imediatamente a jusante dos condutos de entrada. Uma turbina (4) é disposta a jusante do dispositivo de comutação. O dispositivo de comutação é configurado para conduzir,em ordem alternada, o primeiro fluxo e o segundo fluxo para a turbina de forma tal que o primeiro fluxo e o segundo fluxo acionem alternadamente a turbina.

Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para "DISPOSITIVO DE COMUTAÇÃO PARA TURBINA SUBAQUÁTICA".

ANTECEDENTES DA INVENÇÃO E TÉCNICA ANTERIOR

A presente invenção refere-se a um dispositivo hidromecânico configurado para ser disposto em água corrente para gerar energia de acordo com o preâmbulo da reivindicação 1.

A JP-56060866 revela uma usina hidrelétrica compreendendo um tubo e uma turbina disposta na extremidade a jusante do tubo. Na extremidade a montante há um membro do tipo funil para aumentar a velocidade do fluxo.

A JP-2QQ4068641 revela uma usina de turbina hidráulica compreendendo múltiplas turbinas sucessivas. A EP-38321 revela uma usina hidrelétrica tendo

um tubo de entrada que se divide em duas ou mais partes de tubo. As partes do tubo convergem para uma turbina comum.

A W094/20751 revela uma usina hidrelétrica tendo dois tubos paralelos. Os tubos são configurados para serem alternadamente bloqueados de modo a criar um choque hidráulico na água no respectivo tubo.

SUMÁRIO DA INVENÇÃO

O objetivo da presente invenção é proporcionar um dispositivo hidromecânico aperfeiçoado, adaptado para gerar energia. Almeja-se em especial um dispositivo hidromecânico que pode ser usado para gerar energia quando a água corrente tem uma velocidade de fluxo relativamente baixa.

Esse objetivo é alcançado por meio do dispositivo hidromecânico definido inicialmente, caracterizado pelo fato de que o dispositivo de comutação é configurado para conduzir, em ordem alternada, o primeiro fluxo e o segundo fluxo para a turbina de forma tal que o primeiro fluxo e o segundo fluxo acionem a turbina alternadamente. Por meio de tal dispositivo de comutação o fluxo com a maior energia cinética pode ser usado para operar a turbina. De tal maneira, a turbina pode, a todo momento, ser operada pelo fluxo do conduto de entrada, onde a água tem a maior energia cinética.

De acordo com uma concretização da invenção, o dispositivo de comutação é configurado para conduzir o segundo fluxo para fora do dispositivo hidromecânico quando o primeiro fluxo é conduzido para a turbina, e conduzir o primeiro fluxo para fora do dispositivo hidromecânico quando o segundo fluxo é conduzido para a turbina. De tal maneira, o fluxo que é conduzido para fora do dispositivo hidromecânico irá, durante este período de tempo, acelerar e obter uma energia cinética maior, ao passo que o fluxo conduzido para a turbina reduz sua velocidade. Por meio do dispositivo de comutação, é possível comutar do fluxo com uma velocidade relativamente baixa para o fluxo com uma velocidade relativamente alta e, dessa forma, aumentar a eficiência da turbina em comparação com uma turbina acionada apenas por um único fluxo de água. O dispositivo de comutação pode então ser configurado para conduzir o fluxo que é conduzido para fora do dispositivo hidromecânico diretamente de volta para a água corrente.

De acordo com uma concretização adicional da invenção, o dispositivo de comutação compreende pelo menos uma primeira passagem da turbina, a partir do primeiro conduto de entrada para a turbina, pelo menos uma segunda passagem da turbina, a partir do segundo conduto de entrada para a turbina, e um dispositivo de válvula, o qual é configurado de forma a, alternadamente, assumir uma primeira posição e uma segunda posição, sendo que o dispositivo de válvula na primeira posição mantém a primeira passagem da turbina aberta e a segunda passagem da turbina fechada, e, na segunda posição, mantém a primeira passagem da turbina fechada e a segunda passagem da turbina aberta. Cada uma das passagens pode ter um orifício a montante configurado em um plano comum, sendo que o dispositivo de válvula compreende um membro de válvula móvel em paralelo ao plano comum entre a primeira posição e a segunda posição. De tal forma, um dispositivo de válvula tendo um membro de válvula alternando entre duas posições pode ser obtido de uma maneira relativamente fácil.

De acordo com uma concretização adicional da invenção, o dispositivo de comutação também compreende pelo menos uma primeira passagem de saída a partir do primeiro conduto de entrada para fora do dispositivo hidromecânico, pelo menos uma segunda passagem de saída, a partir do segundo conduto de entrada para fora do dispositivo hidromecânico, sendo que o dispositivo de válvula na primeira posição mantém a primeira passagem da turbina e a segunda passagem de saída abertas e a primeira passagem de saída e a segunda passagem da turbina fechadas, e na segunda posição mantém a primeira passagem da turbina e a segunda passagem de saída fechadas e a primeira passagem de saída e a segunda passagem da turbina abertas.

De acordo com uma concretização adicional da invenção, cada uma das passagens tem um orifício a montante disposto em um plano comum, sendo que o dispositivo de válvula compreende um membro de válvula móvel em paralelo ao plano comum entre a primeira posição e a segunda posição. Os orifícios podem ser dispostos ao longo de uma trajetória circular, sendo que o membro da válvula é móvel ao longo da trajetória circular. Adicionalmente, o dispositivo de válvula compreende um membro de motor adaptado para operar o membro da válvula. Particularmente, o membro de motor pode ser adaptado para girar o membro da válvula. De acordo com uma concretização adicional da

invenção, o dispositivo de comutação compreende uma parte rotativa conectada a um conduto de entrada da turbina, o qual pode girar ao redor de um eixo geométrico juntamente com a parte rotativa a ser alinhada com um dos condutos de entrada, e tem uma extremidade a jusante conectada à turbina. De acordo com uma concretização adicional da invenção, o primeiro conduto de entrada e o segundo conduto de entrada têm um primeiro conduto de transição e um segundo conduto de transição, respectivamente, dispostos imediatamente a montante do dispositivo de comutação.

De acordo com uma concretização adicional da invenção, os condutos de entrada estendem-se substancialmente em paralelo um ao outro. De preferência, os condutos são dispostos relativamente próximos um ao outro.

De acordo com uma concretização adicional da invenção, o dispositivo hidromecânico compreende um membro de entrada adaptado para introduzir água nos condutos de entrada. O membro de entrada pode ter uma área de fluxo decrescente na direção do fluxo e, assim, coletar uma grande quantidade de água, que é conduzida para os condutos de entrada. De preferência, os condutos de entrada têm uma respectiva extremidade a montante e uma respectiva extremidade a jusante no dispositivo de comutação, sendo que o membro de entrada é disposto nas extremidades a montante dos condutos de entrada.

De acordo com uma concretização adicional da invenção, o dispositivo hidromecânico compreende pelo menos um membro intermediário configurado a jusante da extremidade a montante para introduzir água adicional no conduto de entrada. Dessa forma, o dispositivo pode compreender uma primeira válvula de entrada para abrir e fechar uma passagem para dentro do primeiro conduto de entrada a partir do membro intermediário e um segundo membro de válvula de entrada para abrir e fechar uma passagem para dentro do segundo conduto de entrada a partir do membro intermediário. De preferência, o primeiro membro da válvula de entrada é configurado para abrir a passagem quando a primeira passagem da turbina é fechada e a primeira passagem de saída é aberta. O segundo membro de válvula de entrada é preferencialmente aberto quando a segunda passagem da turbina é fechada e a segunda passagem de saída é aberta.

De acordo com uma concretização adicional da invenção a abertura dos membros de válvula é facilitada por meio dos respectivos primeiro e segundo membros de mola. Adicionalmente, o fechamento dos membros de válvula pode ser facilitado por meio de uma diferença de pressão da água fluindo através do respectivo conduto de entrada em uma posição a montante do membro intermediário e uma posição a jusante do membro intermediário.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS A presente invenção é agora explicada mais detalhadamente por meio da descrição de várias concretizações e com referência aos desenhos em anexo ao presente documento.

A Fig. 1 ilustra esquematicamente um dispositivo hidromecânico de acordo com uma concretização da invenção com um dispositivo de válvula em uma primeira posição. A Fig. 2 ilustra esquematicamente o dispositivo hidromecânico na Fig. 1 com o dispositivo de válvula em uma segunda posição.

A Fig. 3 revela esquematicamente uma vista lateral de um dispositivo de comutação do dispositivo na Fig. 1.

A Fig. 4 revela uma vista em corte ao longo das linhas A-A na Fig. 3.

A Fig. 5 revela uma vista em corte ao longo da linha B-B na Fig. 3. A Fig. 6 revela uma vista em corte através de

um membro de válvula ao longo da linha C-C na Fig. 3.

A Fig. 7 revela uma vista em corte ao longo da linha D-D na Fig. 6.

A Fig. 8 revela esquematicamente uma vista de cima de uma parte de um primeiro conduto de entrada e um segundo conduto de entrada do dispositivo hidromecânico na Fig. 1.

A Fig. 9 revela esquematicamente uma vista lateral de uma estação de válvula intermediária de acordo com uma concretização adicional.

A Fig. 10 revela esquematicamente uma vista a jusante de um dispositivo de comutação de acordo com uma concretização adicional.

A Fig. 11 revela esquematicamente uma vista em corte transversal do dispositivo de comutação ao longo da linha XI-XI na Fig. 10. DESCRIÇÃO DETALHADA DAS VÁRIAS CONCRETIZAÇÕES DA INVENÇÃO

As Figs. 1 e 2 revelam esquematicamente um dispositivo hidromecânico de acordo com a invenção. O dispositivo hidromecânico é configurado para ser disposto em água corrente para gerar energia. A água corrente w pode ser de qualquer tipo de água corrente, por exemplo, um rio, um canal de água, um lago, etc. O dispositivo hidromecânico é adaptado para ser disposto em uma água corrente w e absorver a energia de uma água corrente com várias velocidades de fluxo.

O dispositivo hidromecânico compreende um primeiro conduto de entrada 1, o qual é configurado para conduzir um primeiro fluxo de água, e um segundo conduto de entrada 2, o qual é configurado para conduzir um segundo fluxo de água. O primeiro conduto de entrada 1 e o segundo conduto de entrada 2 têm uma extremidade a jusante e uma extremidade a montante com respeito à direção de fluxo F e estendem-se em paralelo, ou substancialmente em paralelo, um ao outro. Além do mais, o primeiro conduto de entrada e o segundo conduto de entrada 2 estendem-se aproximadamente em paralelo à direção de fluxo F da água corrente w, isto é, o primeiro fluxo, o segundo fluxo e a água corrente w fluem substancialmente na mesma direção de fluxo f. De preferência, o primeiro conduto de entrada Ieo segundo conduto de entrada 2 são dispostos relativamente próximos um ao outro, por exemplo, com uma distância entre o primeiro conduto de entrada 1 e o segundo conduto de entrada 2 menor que o diâmetro d dos condutos de entrada 1, 2, vide a Fig. 8. O diâmetro d pode, por exemplo, ser de cerca de 0,2, 0,4, 0,6, 1 m ou mais. O primeiro conduto de entrada 1 e o segundo conduto de entrada 2 têm o mesmo, ou substancialmente o mesmo, diâmetro e comprimento. Os comprimentos dos condutos 1 e 2 podem variar, mas, de preferência, são longos, por exemplo 10, 50, 100, 150, 200, 300, 400, 500, 600, 800, 1000 m ou mais. Além do mais, o comprimento dos condutos 1, 2 pode, por exemplo, ser aproximadamente 5 vezes o diâmetro dos condutos io 1,2.

Além disso, o dispositivo hidromecânico compreende um dispositivo de comutação 3, o qual é disposto nas proximidades da extremidade a jusante dos condutos de entrada 1, 2 e uma turbina 4, a qual é disposta a jusante do dispositivo de comutação 3. A turbina 4 pode ser uma máquina rotativa de qualquer tipo adequado para converter a energia cinética da água em energia mecânica rotativa. A turbina 4 tem um eixo mecânico de saída 5 o qual é conectado a, ou forma, um eixo mecânico de entrada de um gerador elétrico 6 para converter a energia rotativa da turbina 4 em energia elétrica. A turbina 4 pode ser conectada a, ou incluir, uma roda volante 4' de modo a obter a rotação estável da turbina 4.

O dispositivo de comutação 3 é configurado para conduzir, em ordem alternada, o primeiro fluxo a partir do primeiro conduto de entrada 1 e o segundo fluxo do segundo conduto de entrada 2 para a turbina 4 de forma tal que o primeiro fluxo e o segundo fluxo acionem a turbina 4 alternadamente. Além disso, o dispositivo de comutação 3 é configurado para conduzir o segundo fluxo do segundo conduto de entrada 2 para fora do dispositivo hidromecânico quando o primeiro fluxo é conduzido para a turbina 4, e conduzir o primeiro fluxo do primeiro conduto de entrada 1 para fora do dispositivo hidromecânico quando o segundo fluxo é conduzido para a turbina 4. Mais especificamente, o dispositivo de comutação 3 é configurado para conduzir o fluxo que é conduzido para fora do dispositivo hidromecânico diretamente de volta para a água corrente w. Consequentemente, a cada momento, um dentre o primeiro e segundo fluxos será conduzido através da turbina 4 e o outro dentre o primeiro e segundo fluxos será conduzido de volta para a água corrente w. Um dentre primeiro e segundo fluxos será então conduzido através da turbina 4 durante o período de tempo durante o qual o outro dentre primeiro e segundo fluxos é conduzido de volta para a água corrente w. O dispositivo de comutação 3 é, de preferência, adaptado para permitir ou efetuar o ajuste da duração do período de tempo. Por exemplo, o período de tempo poderia ser da ordem de poucos segundos. Durante cada período de tempo, o fluxo sendo conduzido de volta para a água corrente w é acelerado, ao passo que a água sendo conduzida para a turbina 4 é retardada.

O dispositivo de comutação 3, esquematicamente ilustrado nas Figuras 1 e 2, compreende uma primeira passagem de turbina 11 estendendo-se a partir do primeiro conduto de entrada 1 até a turbina 4, uma segunda passagem de turbina 12 estendendo-se a partir do segundo conduto de entrada 2 até a turbina 4, uma primeira passagem de saída 21 estendendo-se a partir do primeiro conduto de entrada 1 para fora do dispositivo hidromecânico, e uma segunda passagem de saída 22 estendendo-se a partir do segundo conduto de entrada 2 para fora do dispositivo hidromecânico.

Além disso, o dispositivo de comutação 3 compreende um dispositivo de válvula 15. Nas Figs. 1 e 2, o dispositivo de válvula 15 é ilustrado por quatro membros de válvula 1112', 2Γ e 22'. O dispositivo de válvula 15 é configurado para assumir alternadamente uma primeira posição e uma segunda posição. A primeira posição é ilustrada na Fig. 1, ao passo que a segunda posição é ilustrada na Fig. 2. Na primeira posição, o dispositivo de válvula 15 mantém a primeira passagem de turbina 11 aberta, a segunda passagem de turbina 12 fechada, a primeira passagem de saída 21 fechada e a segunda passagem de saída 22 aberta. Consequentemente, na primeira posição, o primeiro fluxo do primeiro conduto de entrada 1 é conduzido através da primeira passagem da turbina 11 até a turbina 4, ao passo que o segundo fluxo do segundo conduto de entrada 2 é conduzido para fora do dispositivo hidromecânico de volta para a água corrente w. Na segunda posição, o dispositivo de válvula 15 mantém a primeira passagem da turbina 11 fechada, a segunda passagem da turbina 12 aberta, a primeira passagem de saída 21 aberta e a segunda passagem de saída 22 fechada. Consequentemente, na segunda posição o segundo fluxo do segundo conduto de entrada 2 será conduzido através da segunda passagem da turbina 12 até a turbina 4, ao passo que o primeiro fluxo do primeiro conduto de entrada 1 será conduzido para fora do dispositivo hidromecânico de volta para a água corrente w.

O dispositivo de válvula 15 e os membros de válvula 11', 12', 21', 22' revelados nas Figs. 1 e 2 podem ser de qualquer tipo adequado, por exemplo, válvulas de disco. As Figs. 3-7 revelam um dispositivo de comutação 3 com um dispositivo de válvula 15 de estrutura diferente, sendo apresentado como um exemplo de uma concretização preferida. O dispositivo de comutação 3 tem um eixo geométrico longitudinal central χ sendo substancialmente paralelo à direção de fluxo f, e compreende um alojamento 30 encerrando o dispositivo de comutação 3 e o dispositivo de válvula 15 apropriadamente. O alojamento 30 também encerra uma parte de extremidade a jusante do primeiro conduto de entrada 1 e do segundo conduto de entrada 2. O alojamento 30 se divide em uma primeira parte 31 e uma segunda parte 32 por meio de uma parede divisória 33.

Cada uma das passagens da turbina 11, 12 e das passagens de saída 21,21 tem um orifício a montante ilustrado na Fig. 4. Os orifícios a montante são dispostos em um plano comum substancialmente perpendicular à direção de fluxo. Como se pode ver nas Figs. 4 e 5, o dispositivo de comutação 3 compreende uma multiplicidade de primeiras passagens da turbina 11, primeiras passagens de saída 21, segundas passagens da turbina 12 e segundas passagens de saída 22. O dispositivo de válvula 15 compreende um membro de válvula 35 que é móvel em paralelo ao plano comum dos orifícios. 0 dispositivo de válvula 15 também compreende um membro de motor 36 adaptado para operar o membro de válvula 35. O membro de motor 36 é adaptado para girar o membro de válvula 35 ao redor do eixo geométrico longitudinal χ com um movimento alternativo. O membro de válvula 35 é projetado como um disco compreendendo passagens localizadas alternadamente 37 e elementos de parede 38.

A parte de extremidade a jusante, mencionada acima, do primeiro conduto de entrada 1 e do segundo conduto de entrada 2 forma um primeiro conduto de transição 41 do primeiro conduto de entrada 1, e um segundo conduto de transição 42 do segundo conduto de entrada 2. O primeiro conduto de transição 41 e o segundo conduto de transição 42 são, dessa forma, dispostos imediatamente a montante do dispositivo de comutação 3 e, mais especificamente, imediatamente a montante do membro de válvula 35. Os condutos de transição 41 e 42 são formados por um primeiro membro em forma de tronco de cone 33 sendo concêntrico ao eixo geométrico central longitudinal x, e por membros do tipo cunha 44 configurados no membro de válvula e afunilando-se em uma direção oposta à direção de fluxo f a partir da parede lateral a montante do membro de válvula 35.

A jusante do membro de válvula 35 e dos orifícios mencionados acima, o alojamento 30 tem um diâmetro afunilado na direção de fluxo f. As passagens de saída 21 e 22 são definidas por uma parede inferior 47 sendo substancialmente paralela ao eixo geométrico central x.

Como se pode ver na Fig. 1, o primeiro conduto de entrada 1 e o segundo conduto de entrada 2 têm um membro de entrada 50 disposto na extremidade a montante dos condutos de entrada 1 e 2. Na concretização apresentada, o membro de entrada

50 tem o formato de um funil 50 tendo uma área de fluxo afunilada na direção de fluxo f, sendo, dessa forma, adaptado para conduzir uma quantidade de água a ser introduzida nos condutos internos 1 e 2. Além disso, o dispositivo hidromecânico pode compreender um, dois, três, quatro ou mais membros intermediários 51, na forma de funis dispostos a jusante das extremidades a montante dos condutos de entrada 1, 2 para introduzir água no primeiro conduto de entrada 1 e no segundo conduto de entrada 2. O membro 50 e/ou o membro intermediário

51 pode ser ajustável, isto é, o grau da área de fluxo afunilada pode ser ajustado. Nas concretizações reveladas, os membros 50, 51 compreendem funis afunilando-se com um ângulo a para a direção de fluxo f, sendo que o ângulo a pode ser ajustado por qualquer membro de ajuste adequado (não revelado).

Além disso, o dispositivo hidromecânico compreende uma primeira válvula de entrada 61 para abrir e fechar uma passagem para dentro do primeiro conduto de entrada 1 a partir do membro intermediário 51, e uma segunda válvula de entrada 62 para abrir e fechar uma passagem para dentro do segundo conduto de entrada 2 a partir do membro intermediário 51, vide a Fig. 8. Tais membros de válvula 61, 62 podem ser dispostos em cada membro intermediário 51. A abertura dos membros de válvula 61, 62 é facilitada por meio dos respectivos primeiro e segundo membros de mola 71, 72. O fechamento dos membros de válvula 61, 62 é facilitado por meio de uma diferença de pressão da água fluindo através do respectivo conduto de entrada 1, 2 em uma posição a montante do membro intermediário 51 e a jusante do membro intermediário 51. A pressão da água fluindo através do respectivo conduto 1, 2 é transferida a um membro de cilindro 81, 82 no qual um pistão 83, 84 responde à diferença de pressão e aciona os membros de válvula 61, 62. Os membros de mola 71, 72 são dispostos nos cilindros para atuar sobre o pistão 83, 84. De preferência, a operação dos membros de válvula 61, 62 é associada à operação no dispositivo de válvula 15 de forma tal que o membro de válvula 61 do primeiro conduto 1 é fechado quando a primeira passagem de turbina 11 é aberta, e o membro de válvula 62 do segundo conduto de entrada 2 é fechado quando a passagem da turbina 12 é aberta. Além do mais, o membro de válvula 61 é aberto quando a passagem de saída 21 é aberta e o membro de válvula 62 é aberto quando a passagem de saída 22 é aberta.

A Fig. 9 revela um membro intermediário 90 de acordo com uma concretização adicional. O membro intermediário 90 é montado em um, ou em todos, os condutos de entrada, na concretização revelada, no primeiro conduto de entrada 1. O membro intermediário 90 é disposto na extremidade a montante do primeiro conduto de entrada 1. O membro intermediário 90 é conectado a um conduto a montante 1' estendendo-se através do membro intermediário 90. O membro intermediário 90 compreende um primeiro elemento de válvula 91 e um segundo elemento de válvula 92, os quais são sincronizados com a operação do dispositivo de comutação 3. Na Fig. 9, o primeiro elemento de válvula 91 está aberto e o segundo elemento de válvula 92 está fechado. A água fluindo através do conduto a montante 1' irá, dessa forma, passar através do membro intermediário 90 de volta para a água corrente. Os elementos de válvula 91 e 92 estão na posição revelada, quando o membro de válvula 21' está aberto, isto é, quando a água no primeiro conduto de entrada 1 não é conduzida para a turbina 4. Quando o membro de válvula 2 Γ está fechado e o membro de válvula 11' está aberto, isto é, quando a água corrente é conduzida para a turbina 4, o primeiro elemento de válvula 91 é fechado e o segundo elemento de válvula 92 é aberto. A água fluindo através do conduto a montante 1' será então conduzida para o primeiro conduto de entrada 1, o que irá contribuir para recuperar a velocidade da água para a turbina 4.

As Figs. 10 e 11 revelam uma concretização adicional, a qual compreende quatro condutos de entrada 101, 102, 103 e 104. O dispositivo de comutação 3 tem uma configuração que difere da configuração do dispositivo de comutação 3 nas Figs. 3 - 7. O dispositivo de comutação 3 compreende uma parte estacionária 105 e uma parte rotativa 106, a qual pode girar por meio de um membro de motor (não revelado). Cada um dos condutos de entrada 101 - 104 é conectado à parte estacionária 105 e estende-se através da parte estacionária 105. A parte rotativa 106 compreende ou está conectada a um conduto de entrada da turbina 115, que pode girar ao redor do eixo geométrico longitudinal x, juntamente com a parte rotativa 106, a ser alinhada com um dos condutos de entrada 101 - 104, isto é, uma extremidade a montante do conduto de entrada da turbina 115 que pode ser colocada em alinhamento com um dos condutos de entrada 101 - 104. O conduto de entrada da turbina 115 tem uma extremidade a jusante que é conectada à turbina 4. A parte rotativa 106 tem uma configuração que suporta o conduto de entrada da turbina 115 em alinhamento com um dos condutos de entrada 101 - 104 e ao mesmo tempo deixa os condutos de entrada 101 - 104 remanescentes abertos, de forma que a água fluindo através dos mesmos possa fluir de volta para a água corrente. Consequentemente, na posição revelada nas Figs. IOe 11, o primeiro conduto de entrada 101 é conectado à turbina 4 por meio do conduto de entrada da turbina 115, ao passo que os condutos de entrada 102 - 103 levam de volta para a água corrente. Quando a velocidade da água fluindo através do primeiro conduto 101 tiver sido reduzida a um valor determinado, a parte rotativa 106 é girada em uma distância angular de forma que o segundo conduto de entrada 102 seja alinhado com o conduto de entrada de turbina 115 e, dessa forma, conduzido para a turbina 4. A parte rotativa pode ser girada para conectar, de forma alternada e sucessiva, os condutos de entrada 101 - 104 à primeira passagem 111 e ao conduto de transição 115. Deve-se notar que o dispositivo de comutação 3 revelado nas Figs. IOell pode ser usado com outro número de condutos de entrada, por exemplo, 2, 3, 5, 6 ou mais. Os condutos de entrada 101 - 105 podem ser configurados da mesma forma que os condutos de entrada anteriormente descritos neste pedido.

A presente invenção não se limita às concretizações apresentadas, podendo variar e ser modificada dentro do escopo das reivindicações que seguem.

Claims

1. - Dispositivo hidromecânico configurado para ser disposto em água corrente (w) para gerar energia, compreendendo ao menos um primeiro conduto de entrada (1; 101- 104), configurado para conduzir um segundo fluxo de água, um dispositivo de comutação (3), disposto imediatamente a jusante dos condutos de entrada (1,2; 101- 104), e uma turbina (4), a qual é disposta a jusante do dispositivo de comutação (3), caracterizado pelo fato de que o dispositivo de comutação (3) é configurado para conduzir, em ordem alternada, o primeiro fluxo e o segundo fluxo para a turbina (4) de forma tal que o primeiro fluxo e o segundo fluxo acionam alternadamente a turbina (4).

2. - Dispositivo, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o dispositivo de comutação (3) é configurado para conduzir o segundo fluxo para fora do dispositivo quando o primeiro fluxo é conduzido para a turbina (4), e para conduzir o primeiro fluxo para fora do dispositivo hidromecânico quando o segundo fluxo é conduzido para a turbina (4).

3. - Dispositivo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 e 2, caracterizado pelo fato de que o dispositivo de comutação (3) é configurado para conduzir o fluxo que é conduzido para fora do dispositivo hidromecânico diretamente de volta para a água corrente (w).

4. - Dispositivo, de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado pelo fato de que o dispositivo de comutação (3) compreende pelo menos uma primeira passagem de turbina (11) a partir do primeiro conduto de entrada (1) para a turbina (4), pelo menos uma segunda passagem de turbina (12) a partir do segundo conduto de entrada (2) para a turbina (4), io e um dispositivo de válvula (15), o qual é configurado para assumir, alternadamente, uma primeira posição e uma segunda posição, em que o dispositivo de válvula (15) na primeira posição mantém a primeira passagem de turbina (11) aberta e a segunda passagem de turbina (12) fechada, e na segunda posição, mantém a primeira passagem de turbina (11) fechada e a segunda passagem de turbina (12) aberta.

5. - Dispositivo, de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelo fato de que cada uma das passagens (11, 12) tem um orifício a montante configurado em um plano comum e pelo fato de que o dispositivo de válvula (15) compreende um membro de válvula (35) móvel em paralelo ao plano comum entre a primeira posição e a segunda posição.

6. - Dispositivo, de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelo fato de que o dispositivo de comutação (3) adicionalmente compreende pelo menos uma primeira passagem de saída (21), a partir do primeiro conduto de entrada (1) para fora do dispositivo hidromecânico, pelo menos uma segunda passagem de saída (22) a partir do segundo conduto de entrada (2) para fora do dispositivo hidromecânico, sendo que o dispositivo de válvula (15) na primeira posição mantém a primeira passagem de turbina (11) e a segunda passagem de saída (22) abertas e a primeira passagem de saída (21) e a segunda passagem de turbina (12) fechadas, e na segunda posição, mantém a primeira passagem de turbina (11) e a segunda passagem de saída (22) fechadas e a primeira passagem de saída (21) e a segundo passagem de turbina (12) abertas.

7. - Dispositivo, de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelo fato de que cada uma das passagens (11, 12, 21, 22) tem um orifício a montante disposto em um plano comum e pelo fato de que o dispositivo de válvula (15) compreende um membro de válvula (35) móvel em paralelo ao plano comum entre a primeira posição e a segunda posição.

8. - Dispositivo, de acordo com a reivindicação 7, caracterizado pelo fato de que os orifícios são dispostos ao longo de uma trajetória circular, sendo que o membro de válvula (35) é móvel ao longo da trajetória circular.

9. - Dispositivo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 7 e 8, caracterizado pelo fato de que o dispositivo de válvula (15) compreende um membro de motor (36) configurado para operar o membro de válvula (35).

10. - Dispositivo, de acordo com as reivindicações 8 e 9, caracterizado pelo fato de que o membro de motor (36) é adaptado para girar o membro de válvula (35).

11.- Dispositivo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, caracterizado pelo fato de que o dispositivo de comutação (3) compreende uma parte rotativa (106) conectada a um conduto de entrada da turbina (115), a qual pode girar ao redor de um eixo geométrico (x) junto com a parte rotativa (106) a ser alinhada com um dos condutos de entrada (101 - 104) e tem uma extremidade a jusante conectada à turbina (4).

12. - Dispositivo, de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado pelo fato de que o primeiro conduto de entrada e o segundo conduto de entrada têm um primeiro conduto de transição (41) e um segundo conduto de transição (42), respectivamente, dispostos imediatamente a montante do dispositivo de comutação.

13. - Dispositivo, de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado pelo fato de que os condutos de entrada (1, 2; 101 - 104) estendem-se substancialmente em paralelo um ao outro.

14. - Dispositivo, de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado pelo fato de que o dispositivo hidromecânico compreende um membro de entrada (50) adaptado para introduzir água nos condutos de entrada (1, 2;101-104).

15. - Dispositivo, de acordo com a reivindicação 14, caracterizado pelo fato de que os condutos de entrada (1, 2, 101-104) têm uma respectiva extremidade a montante nas proximidades do dispositivo de comutação (3), sendo que o membro de entrada (50) é disposto na extremidade a montante dos condutos de entrada (1,2; 101 - 104).

16. - Dispositivo, de acordo com a reivindicação 15, caracterizado pelo fato de que o dispositivo hidromecânico compreende pelo menos um membro intermediário (51; 90) disposto a jusante da extremidade a montante para introduzir água a partir da água corrente em pelo menos um dos condutos de entrada (1,2 ; 101 - 104).

17. - Dispositivo, de acordo com a reivindicação 16, caracterizado pelo fato de que o dispositivo compreende um primeiro membro de válvula de entrada (61) para abrir e fechar uma passagem para dentro do primeiro conduto de entrada (1) a partir do membro intermediário (51) e um segundo membro de válvula de entrada (62) para abrir e fechar uma passagem para dentro do segundo conduto de entrada (2) a partir do membro intermediário (51).

18. - Dispositivo, de acordo com a reivindicação 17, caracterizado pelo fato de que a abertura dos membros de válvula (61, 62) é facilitada por meio dos respectivos primeiro e segundo membros de mola (71, 72).

19. - Dispositivo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 17 e 18, caracterizado pelo fato de que o fechamento dos membros de válvula (61, 62) é facilitado por meio de uma diferença de pressão da água fluindo através do respectivo conduto em uma posição a montante do membro intermediário (51) e uma posição a jusante do membro intermediário (51).