ES2323115A1 - Aparato de generacion de energia electrica. - Google Patents
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Abstract
Aparato de generación de energía eléctrica. Incluye una cámara de presión (1) dotada de una hélice (2) que mediante un eje (3) engrana con un motor (4) para provocar la impulsión de un fluido en su salida (8) que, mediante una conducción de sección decreciente (10) conecta con un inyector de presión (12) que está aplicado en la entrada (16a) de una turbina (15) que engrana con dos alternadores (27). El inyector de presión (12) está dotado de una cámara de expansión (13) que desemboca en tramo (14) cuya sección de salida es inferior a la de entrada de dicho inyector de presión (12), para impulsar el fluido sobre la turbina con una fuerza elevada generando los alternadores (27) una energía eléctrica superior a la consumida por el motor (4). La salida (16b) de la turbina (15) se conecta con la cámara de presión mediante una conducción de retorno (28).
Description
Aparato de generación de energía eléctrica.
La presente invención, tal y como se expresa en
el enunciado de esta memoria descriptiva, se refiere a un aparato
de generación de energía eléctrica que tiene por objeto consumir
menos energía que la que es capaz de producir.
El aparato de la invención es totalmente
novedoso y en la actualidad no se conocen técnicas capaces de
alcanzar estos resultados.
La invención es aplicable en cualquier sistema
en el que se requiera el empleo de energía eléctrica para su
funcionamiento.
En el estado de la técnica son conocidas
distintas patentes en las que se describen diferentes aparatos, que
en teoría, su consumo es inferior al de la energía que
producen.
En la actualidad no se conoce la existencia de
ningún aparato que haya conseguido estos objetivos, por lo que es
un problema aún sin resolver, que la presente invención trata de
solventar.
Para conseguir los objetivos y resolver los
inconvenientes anteriormente indicados, la invención ha
desarrollado un nuevo aparato de generación de energía eléctrica
que se caracteriza porque comprende una cámara de presión en cuyo
interior se monta una hélice de bronce manganeso, engarzada a un
eje y conexionada a un motor eléctrico de gran potencia, de forma
que en su salida se produce la impulsión de un fluido que, de la
forma que será descrita, se aplica a una turbina a partir de la que
se genera una mayor cantidad de energía que la que consume el
motor para realizar la impulsión del fluido. Para ello la salida de
la cámara de presión está conectada, mediante una conducción de
sección decreciente, a un inyector de presión que se aplica en la
entrada de la turbina, la cual engrana con al menos un alternador.
Al efectuarse esta conexión mediante una conducción de sección
decreciente, la salida de la cámara de presión es de mayor sección
que la de la entrada del inyector de presión. Además el inyector de
presión está dotado de una cámara de expansión, que tiene una
sección igual a la de la salida de la cámara de presión, y que
desemboca en un tramo de sección en disminución que tiene un
diámetro de salida inferior al de la entrada de dicho inyector, de
manera que en la cámara de expansión se produce una succión y
mediante el tramo de menor sección se provoca una impulsión del
fluido sobre la turbina con una fuerza elevada, superior a la
impulsión que provoca el motor, de manera que el alternador genera
una energía eléctrica superior a la consumida por el motor. La
salida de la turbina está conectada a la entrada de la cámara de
presión mediante una conducción de retorno para cerrar el circuito
de fluido.
La turbina la forma una carcasa de
bronce-aluminio en cuyo interior comprende una
pluralidad de cucharas que están engastadas en un volante del que
sobresalen, el cual, a su vez, está unido al eje de la turbina.
Las cucharas comprenden un perfil en "U",
que se engasta al volante, y del que emerge una porción curvada
decreciente hacia la parte posterior, y en cuya parte frontal
incorpora un entrante cóncavo, y todo ello alojado en una carcasa
constituida por un cuerpo anular curvado que está dotado de la
salida y la entrada de fluido y que es obturado por dos tapas
laterales, de manera que el fluido impulsado por el inyector
impacta con una gran presión y velocidad sobre la parte curvada de
las cucharas, de forma que es capaz de generar rotaciones de la
turbina del orden de las
5000 rpm.
5000 rpm.
En la realización preferente de la invención se
prevé que los extremos del eje de la turbina engranen con sendos
alternadores para producir una mayor cantidad de energía
eléctrica.
La carcasa de la turbina comprende dos tapas en
las que se aloja un rodamiento que soportan el eje de la turbina,
y en cuyos extremos se incluyen unos engranajes helicoidales que
engranan con unos engranajes de los alternadores
La invención prevé la incorporación de medios
acumuladores de la energía que se produce, que además puede
determinar el medio de alimentación del motor, de manera que la
energía sobrante se almacene en los medios acumuladores, pero
también prevé la posibilidad de derivar la energía sobrante hacia
los aparatos o sistemas que requieran alimentación eléctrica,
previamente acondicionada a las necesidades de cada uno de
ellos.
La sección de la salida de la turbina es igual a
la sección de la entrada de la cámara de presión lo que facilita
el retorno del fluido.
Respecto al fluido cabe señalar que llena
totalmente el circuito descrito y está constituido por un líquido
anticongelante y aceite lubricante de motores, todo ello en una
proporción en la que el anticongelante es un 10% mayor que el del
aceite.
Mediante la configuración descrita se consigue
que el fluido impulsado por la hélice adquiera una gran velocidad
que proporciona una fuerza muy elevada de impulsión de las cucharas
de la turbina, lo que provoca el giro del volante a altas
revoluciones generando una mayor cantidad de energía que la que
requiere el funcionamiento del motor que impulsa la hélice de la
cámara de presión.
A continuación para facilitar una mejor
comprensión de esta memoria descriptiva y formando parte integrante
de la misma, se acompañan una serie de figuras en las que con
carácter ilustrativo y no limitativo se ha presentado el objeto de
la invención.
Figura 1.- Muestra una vista en perspectiva de
un posible ejemplo de realización del aparato de la invención con
todos los elementos que lo componen montados.
Figura 2.- Muestra una vista en explosión de los
elementos que componen la cámara de presión y de su unión con el
motor que mueve la hélice en ella contenida.
Figura 3.- Muestra una vista seccionada de la
cámara de presión montada sobre el motor.
Figura 4.- Muestra diferentes vistas de la
hélice, incluida en la cámara de presión.
Figura 5.- Muestra una vista en explosión de la
turbina y de su acoplamiento con los alternadores que producen la
energía a partir del giro de la misma.
Figura 6.- Muestra una vista según una sección
vertical de la turbina montada.
Figura 7.- Muestra una vista en perspectiva de
la configuración de las cucharas que se engastan sobre el volante
motor.
Figura 8.- Muestra una sección longitudinal de
la cuchara de la figura anterior.
Figura 9.- Muestra una sección longitudinal del
inyector de presión mediante el cual se conecta la conducción a la
turbina.
A continuación se realiza una descripción de la
invención basada en las figuras anteriormente comentadas.
El aparato de la invención comprende una cámara
de presión 1 en cuyo interior se aloja una hélice 2 de bronce
manganeso, que mediante un eje 3 se actúa mediante un motor 4 para
provocar la impulsión de un fluido, tal y como será explicado con
posterioridad.
La cámara de presión 1 es obturada mediante una
tapa 5 que incorpora una válvula de seguridad 6 y un sensor de
temperatura 7 para evitar que la válvula de presión funcione fuera
de los márgenes de presión y temperatura establecidos.
Además, la cámara de presión 1 es obturada
mediante una tapa inferior 2a en la que se aloja un rodamiento 30
que posibilita el correcto giro del eje 3.
La cámara de presión comprende una salida 8 y
una entrada o retorno 9 del fluido que se impulsa mediante el motor
4, de manera que dicha salida 8 está conectada a un inyector de
presión 12 mediante una conducción de presión de sección decreciente
10.
La referencia 11 indica un medio de anclaje de
la cámara de presión 1 para efectuar su fijación en un bastidor (no
representado) y cuya configuración no afecta a la invención.
La sección decreciente de la conducción 10, en
el ejemplo de realización se materializa mediante cuatro tramos
10a-10b de secciones 64, 54, 42 y 35 mm hasta
aplicarse al inyector de presión 12. La salida 8 presenta una
sección de 64 mm igual a la del primer tramo 10a de la conducción
10.
De esta manera, al actuarse el motor y
producirse el giro de la hélice 2, se obtiene la impulsión del
fluido incluido en la cámara de presión por el conducto 10 que al
irse estrechando progresivamente aumenta su velocidad hasta que
llega al inyector de presión 12. La hélice 2 tiene un borde de
ataque de 0,5 décimas y un borde de salida de 18 mm, de manera que
la penetración en la masa del fluido se produce de forma muy
dinámica mientras que el borde de salida impulsa el fluido a la
conducción de presión 10 por la succión que provoca el inyector. El
motor es trifásico de 380 w, 60 Hz y de una potencia de 4,8 KW y que
gira a una velocidad de 3.450 rpm que se transmiten a la hélice 2 la
cual gira a la misma velocidad.
El inyector de presión 12 comprende una cámara
de expansión 13 cuya sección máxima es igual a la de la salida 8
de la cámara de presión 1 (64 mm), y que desemboca en un tramo 14
de sección en disminución de forma que la sección de salida es de
15 mm inferior a la de la entrada de dicho inyector. Esta
configuración provoca que el fluido que circula a través del
conducto 10 forme espirales en su interior, lo que produce una
expansión al liberarse dentro de la cavidad de expansión 13,
creándose una succión cuya única vía de escape es la salida del
tramo 14 de 15 mm de sección, produciéndose de este modo una
tremenda fuerza de empuje que se aplica a la turbina 15.
La turbina 15 está constituida por una carcasa
que comprende un cuerpo anular curvado 16 que está dotado de una
entrada 16a y una salida 16b del fluido, así como de un anclaje 31
para su fijación en cualquier superficie y que es obturado por dos
tapas laterales 17 de forma que definen una cámara en cuyo interior
se aloja un volante 18 en el que están engastadas unas cucharas 19,
para lo que éstas comprenden un perfil en "U" 20 en el que
soporta un perfil curvado decreciente hacia la parte posterior que
frontalmente presenta un entrante cóncavo 21, de manera que el
fluido que sale a través del tramo 14 se aplica con una tremenda
fuerza de empuje sobre las concavidades 21 que constituyen la
cuchara 19, lo que provoca la rotación del volante 18 a una
velocidad de rotación superior a las 5000 rpm.
Para facilitar el giro del volante 18, las tapas
laterales 17 están dotadas de una ranura circular 22 de
alojamiento de un rodamiento 23 a través del cual discurre el eje
24 de la turbina 15 que atraviesa las tapas laterales 17 y el
volante 18, éste último fijado al eje 24.
Los extremos del eje 24 incorporan dos
engranajes helicoidales 25 que engranan con correspondientes
engranajes 26 con un alternador 27. En este punto cabe señalar que
los engranajes helicoidales 25 incorporan veinticinco dientes en
tanto que los engranajes helicoidales 26 de los alternadores 27
están constituidos por ochenta y tres dientes para conseguir un
mayor rendimiento de dichos alternadores 27, de manera que la
fuerza de rotación de la turbina experimenta una menor oposición al
ejercer su fuerza motriz sobre los mecanismos de los alternadores.
Obviamente el número de dientes puede variar según las necesidades
requeridas.
La carcasa de la turbina 15 es de
bronce-aluminio pulido al igual que el volante 18 y
las cucharas 19, para que tanto dicho volante 18 como las cucharas
19 posean un peso específico que permite que su rotación confiera
fuerza al eje 24 que engarza con los engranajes helicoidales
26.
Además la turbina 15 se conecta con la entrada 9
de la cámara de presión 1 mediante un conducto de retorno 28,
cerrando de esta forma el circuito del fluido. El diámetro de la
conducción de retorno 28 es de 64 mm, es decir igual al de la
salida 8 de la cámara de presión 1, y en consecuencia igual al de
su entrada 9, todo ello para facilitar la circulación del fluido
según ha sido descrito.
Para conseguir la funcionalidad anteriormente
comentada, todo el circuito, constituido por la cámara de presión
1, turbina 15, y conducciones 10 y 28, se encuentra lleno del
fluido que está constituido por un líquido anticongelante y aceite
lubricante de motores, en una proporción de 1 1 de aceite por 10 de
anticongelante. De esta forma se consigue que las partículas de
aceite, al no diluirse con el líquido anticongelante, mantengan su
propia masa, evitando que el fluido aumente de volumen como
consecuencia de la enorme presión que se produce al batir la hélice
2. Además las partículas de este aceite crean mayor peso y por lo
tanto más potencia de empuje y, al mismo tiempo, lubrican de forma
continuada todos los elementos interiores del circuito lo que
repercute en una mayor duración del mismo.
En el ejemplo de realización se prevé que los
alternadores eléctricos sean de 7,5 kw cada uno, sumando pues un
total de 15 kw a una velocidad de rotación de 1500 rpm.
Por consiguiente si la turbina genera una
velocidad de 5000 rpm con un peso de más de 40 kg puede impulsar
sin grandes dificultades a los alternadores 27 para que giren a
1500 rpm, obteniendo así un consumo del motor eléctrico de 4,8 kw
con lo que la energía sobrante es igual a 10,2 kw, que es el
resultado de restar los 15 kw, generados por los alternadores 27,
del consumo del motor eléctrico. El inyector de presión es pieza
clave para que la velocidad de la turbina alcance las velocidades
comentadas.
Además la invención prevé la incorporación de
medios acumuladores para proporcionar la energía necesaria al
motor 4 de manera que cuando la presión generada por el giro de las
hélices 2 es suficiente para mover la turbina 15 a la velocidad de
producción, los dos alternadores recargan los medios acumuladores y
la energía sobrante la manda a un transformador que a su vez enlaza
con el cuadro eléctrico con conexión trifásicas y monofásicas de 220
y 380 voltios, desde donde se inicia el consumo de la energía
eléctrica sobrante.
En los momentos en que no existe consumo
eléctrico, la turbina va cargando los acumuladores de forma que su
energía se irá consumiendo durante las horas de mayor actividad,
pudiéndose de esta forma aumentar considerablemente la producción
de energía eléctrica.
El motor eléctrico 4 se alimenta con la energía
primaria de la red o con un generador mecánico, de forma que una
vez que alcanza la velocidad de producción eléctrica, se alimenta a
través de los acumuladores o directamente desde los alternadores,
desconectando las fuentes iniciales.
Para ello la invención prevé la incorporación de
un variador de velocidad (no representado) que permite que el motor
inicie de forma paulatina la rotación de la hélice 2 hasta
conseguir la potencia y velocidad requerida. Para ello el variador
de velocidad es de 380 w a 500 w trifásico, de 0,37 KW a 15 KW.
Como el motor consume 4,8 KW y los dos generadores producen 15 KW,
si se deduce el consumo de la producción se obtiene un resultado
positivo de
10,2 KW de energía eléctrica que puede ser conectada a la red o bien ser consumida en el mismo lugar de origen.
10,2 KW de energía eléctrica que puede ser conectada a la red o bien ser consumida en el mismo lugar de origen.
Claims (9)
1. Aparato de generación de energía eléctrica,
caracterizado porque comprende una cámara de presión (1) en
la que mediante un motor (4) engarzado a un eje (3) con una hélice
(2) que produce en su salida (8) la impulsión de un fluido que,
mediante una conducción de sección decreciente (10), conecta con un
inyector de presión (12) que está previsto en la entrada (16a) de
una turbina (15) que engrana con al menos un alternador (27),
siendo, por tanto, la salida (8) de la cámara de presión (1) de
mayor sección que la de la entrada del inyector de presión (12), el
cual está dotado de una cámara de expansión (13), de sección igual
a la de la salida (8) de la cámara de presión (1), y que desemboca
en un tramo (14) de sección en disminución, cuya sección de salida
es inferior a la de la entrada de dicho inyector de presión (12),
para que la turbina (15) gire a gran velocidad al impulsar a
presión (12) el fluido sobre la turbina (15) con una fuerza
elevada, generando el al menos alternador (27) una energía
eléctrica superior a la consumida por el motor (4); y estando la
salida (16a) de la turbina (15) conectada a la entrada (9) de la
cámara de presión (1) mediante una conducción de retorno (28) para
cerrar el circuito del fluido.
2. Aparato de generación de energía eléctrica,
según reivindicación 1, caracterizado porque la turbina (15)
comprende una carcasa que incluye una pluralidad de cucharas (19)
engastadas en un volante (17), del que sobresalen, estando dicho
volante unido al eje (24) de la turbina (15).
3. Aparato de generación de energía eléctrica,
según reivindicación 2, caracterizado porque las cucharas
(19) comprenden un perfil en "U" (20) del que emerge un perfil
curvado decreciente hacia la parte posterior en cuya parte frontal
incorpora un entrante cóncavo (21).
4. Aparato de generación de energía eléctrica,
según reivindicación 1, caracterizado porque los extremos
del eje (24) de la turbina (15) engranan con sendos alternadores
(27) para producir una mayor cantidad de energía eléctrica.
5. Aparato de generación de energía eléctrica,
según reivindicación 2, caracterizado porque la carcasa está
dotada de unas tapas (17) que alojan un rodamiento (23) que
soportan el eje (24) de la turbina (15), en cuyos extremos se
incluyen unos engranajes helicoidales (25) que engranan con unos
engranajes (26) de los alternadores (27).
6. Aparato de generación de energía eléctrica,
según reivindicación 1 ó 4, caracterizado porque comprende
medios acumuladores de la energía producida, que selectivamente
realizan la alimentación del motor.
7. Aparato de generación de energía eléctrica,
según reivindicación 1, caracterizado porque la sección de
salida (16b) de la turbina (15) es igual a la sección de entrada
(8) de la cámara de presión (1), para facilitar el retorno del
fluido.
8. Aparato de generación de energía eléctrica,
según reivindicación 1, caracterizado porque el fluido al
menos comprende líquido anticongelante y aceite lubricante de
motores.
9. Aparato de generación de energía eléctrica,
según reivindicación 8, caracterizado porque la proporción
de líquido anticongelante en el fluido es un 10% mayor que la del
aceite.
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|---|---|---|---|
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|---|---|---|---|
| ES200703120A ES2323115B1 (es) | 2007-11-26 | 2007-11-26 | Aparato de generacion de energia electrica. |
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|---|---|---|---|
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| EC2A | Search report published |
Date of ref document: 20090706 Kind code of ref document: A1 |
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| FG2A | Definitive protection |
Ref document number: 2323115B1 Country of ref document: ES |
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| FD2A | Announcement of lapse in spain |
Effective date: 20180912 |