ES2296441B1 - Maquina hidraulica para accionar un generador electrico, a utilizar en un sistema de obtencion de energia electrica a partir de un fluido en movimiento. - Google Patents

Abstract

Máquina hidráulica para accionar un generador eléctrico, a utilizar en un sistema de obtención de energía eléctrica a partir de un fluido en movimiento.

Diseñada especialmente para obtener energía eléctrica a partir de corrientes marinas o del movimiento de las olas, que incluso podría emplearse en zonas de rompientes. Comprende un tambor que puede girar alrededor del eje E por media de una serie de paletas P_{i} que tienen una determinada curvatura, las cuales son impulsadas por el fluido en movimiento, Dicho tambor está instalado en la zona de sección critica de una tobera convergente-divergente, de sección rectangular. La turbina mueve el rotor de un generador preferentemente no estanco. Conviene usar multiplicadores de velocidad. Se instala sumergido o semiflotante y convenientemente anclado. Los distintos elementos están construidos o recubiertos de un material antiadherente y con protección frente la corrosión.

Description

Máquina hidráulica para accionar un generador eléctrico, a utilizar en un sistema de obtención de energía eléctrica a partir de un fluido en movimiento.

En las figuras 2 y 3 se representan unas máquinas hidráulicas adecuadas para accionar un generador eléctrico, que pueden emplearse situándolas parcial o totalmente sumergidas en el seno de un fluido en movimiento, como puede ser el caso de una masa de agua, tanto en corrientes marinas como fluviales, e incluso podrían emplearse en zonas de rompientes.

Si el sistema se utiliza para obtener energía a partir de las olas, la forma de la tobera será la representada en las fig. 1 y 2. Se situará anclado y semiflotante (mediante un sistema de anclaje y flotación adecuado) de forma que la abertura de entrada tenga una altura de un tamaño adecuado a la altura habitual de las olas en el lugar de su instalación. Sería ideal para mares en los que no hay mareas, tales como el Mediterráneo, ya que al no variar apenas el nivel del mar siempre estaría en la posición adecuada. En el caso de ubicarlo en zonas de mareas, debería tener un sistema especial de anclaje que permita la variación de la altura de flotación para que ésta sea siempre la adecuada.

Si el sistema se utiliza para obtener energía a partir de las corrientes de agua, deberá ir sumergido en el seno de las mismas, y la forma debería ser como la de la fig. 3. Irá convenientemente anclado. En la fig. 5 se representa un posible sistema de sujeción al fondo marino.

Tanto en un caso como en el otro, consta de un tambor que puede girar alrededor del eje E por medio de una serie de paletas P_{i}; que tienen una determinada curvatura, como se indica en las figuras. La corriente del fluido (agua en caso de tratarse de olas o de corrientes marinas o fluviales) empuja las paletas P_{i} haciendo girar el tambor alrededor del eje de transmisión E. El número de paletas puede variar, así como la curvatura y forma específica de cada una.

El tambor estará situado en la sección critica de una tobera convergente-divergente del tipo de las indicadas en las figuras, de modo que la boca de la parte convergente por la que entra el fluido en movimiento esté a una distancia bastante grande de la sección critica de la misma. Esto tiene un doble objetivo:

1.

Aumentar la velocidad del fluido por efecto ventral, ya que cuanto más disminuya la sección tanto más aumentará la velocidad del fluido.

2.

Canalizar hacia la sección critica una gran cantidad de fluido. La masa de agua canalizada, para un tamaño dado del tambor, será tanto mayor cuanto mayor sea la sección de la boca de entrada, y ésta aumenta al aumentar la distancia entre la entrada de la tobera convergente y la sección critica.

La sección critica de la tobera, donde está instalado el tambor, es rectangular, como se puede apreciar en las fig. 2 y 3.

La parte divergente de salida de la tobera puede ser de una longitud y ángulo de abertura diferentes que la convergente de entrada.

La figura 6 es un diagrama de bloques en el que: A representa la tobera convergente-divergente con el tambor giratorio en su sección critica; B representa un sistema de engranajes multiplicador, que conviene intercalar con objeto de aumentar la velocidad de giro del eje; G es el generador eléctrico, y T representa el transformador y demás elementos eléctricos y electrónicos a utilizar para convertir la tensión obtenida en alterna de un valor adecuado para su transporte a través de los cables submarinos y de ellos a la red terrestre. El conjunto formado por B, G y T se representa en la fig. 5 por D.

La figura 4 representa el ejemplo más simplificado posible de un sistema de engranajes multiplicador, que va unido al tambor por medio del eje 1 y al rotor del generador eléctrico mediante el eje 2. De este modo el rotor del generador girará a una velocidad mayor que la de giro del tambor. La cantidad por la que se multiplica la velocidad de rotación dependerá del número de ruedas dentadas intercaladas y del número de dientes de cada una de ellas, tal como se describe en la solicitud de patente nº P 200402957.

En cuanto al generador, aunque en principio podría utilizarse cualquier modelo convenientemente aislado, proponemos utilizar uno diseñado específicamente para funcionar con corrientes marinas y sumergido en agua de mar, preferiblemente uno que no necesite ser estanco. Ejemplos de generadores adecuados para las condiciones en que tienen que trabajar, son los que se proponen en las patentes solicitadas anteriormente por los autores.

El material de que estén construidos los diversos elementos tiene que ser resistente, tener propiedades antiadherentes y anticorrosivas (o ir revestido por otro que las tenga).

Es conveniente colocar en las bocas de las toberas unas rejillas para evitar la entrada de sustancias extrañas que puedan bloquear o entorpecer el giro de los tambores.

Claims (10)

1. Máquina hidráulica para accionar un generador eléctrico, a utilizar en un sistema de obtención de energía eléctrica a partir de un fluido en movimiento, caracterizada por comprender un tambor que gira sobre un eje E horizontal por medio de una serie de paletas P_{i} radiales con una determinada curvatura cóncava, instalado en la zona de sección critica de una tobera convergente-divergente de sección rectangular, paletas que son impulsadas por el fluido de modo que éste vaya orientado básicamente hacia el eje de rotación.

2. Máquina hidráulica para accionar un generador eléctrico, a utilizar en un sistema de obtención de energía eléctrica a partir de un fluido en movimiento, según la reivindicación 1, caracterizada porque la tobera tiene la parte superior de la zona de entrada convergente y orientada de modo que el agua vaya dirigida principalmente hacia la mitad inferior del tambor, y la parte superior de la zona de salida divergente.

3. Máquina hidráulica para accionar un generador eléctrico, a utilizar en un sistema de obtención de energía eléctrica a partir de un fluido en movimiento, según reivindicaciones anteriores, caracterizada porque la tobera tiene la parte inferior plana.

4. Máquina hidráulica para accionar un generador eléctrico, a utilizar en un sistema de obtención de energía eléctrica a partir de un fluido en movimiento, según reivindicaciones 1ª y 2ª, caracterizada porque la tobera tiene la parte inferior inclinada de modo que converge hacia el tambor en la zona de la entrada y diverge a la salida.

5. Máquina hidráulica para accionar un generador eléctrico, a utilizar en un sistema de obtención de energía eléctrica a partir de un fluido en movimiento, según reivindicaciones anteriores, caracterizada por hacer girar al rotor de un generador, siendo el generador preferentemente de un tipo tal que no necesite ser estanco.

6. Máquina hidráulica para accionar un generador eléctrico, a utilizar en un sistema de obtención de energía eléctrica a partir de un fluido en movimiento, según reivindicaciones anteriores, caracterizada por incorporar multiplicadores de velocidad conectados al eje del tambor.

7. Máquina hidráulica para accionar un generador eléctrico, a utilizar en un sistema de obtención de energía eléctrica a partir de un fluido en movimiento, según reivindicaciones anteriores, caracterizada porque las toberas incorporan unas rejillas en sus bocas para evitar la entrada de sustancias extrañas que puedan bloquear o entorpecer el giro de los tambores.

8. Máquina hidráulica para accionar un generador eléctrico, a utilizar en un sistema de obtención de energía eléctrica a partir de un fluido en movimiento, según reivindicaciones anteriores, caracterizada porque sus diversos elementos están construidos de un material resistente, preferentemente con propiedades antiadherentes y de protección frente a la corrosión.

9. Máquina hidráulica para accionar un generador eléctrico, a utilizar en un sistema de obtención de energía eléctrica a partir de un fluido en movimiento, según reivindicaciones 1 a 7, caracterizada porque sus diversos elementos van revestidos de un material con propiedades antiadherentes y de protección frente a la corrosión.

10. Máquina hidráulica para accionar un generador eléctrico, a utilizar en un sistema de obtención de energía eléctrica a partir de un fluido en movimiento, según reivindicaciones anteriores, caracterizada por instalarse convenientemente anclada y preferentemente de una de las siguientes maneras: a) semiflotante; b) sumergido en el seno de la masa de agua en movimiento.