ES2397408B1 - Fuente, que aprovecha la diferencia de densidad de los fluidos, para la producción de energía renovable, mejorada. - Google Patents

Abstract

Mejoras a la patente principal P201000275 por ?Fuente que aprovecha la diferencia de densidad de los fluidos; para la producción de energía renovable?.#Los primeros perfeccionamientos se refieren a la forma de introducir el aire en el conducto: de forma continua y con burbujas de diámetro reducido. En la forma continua se utilizan dispositivos para reducir el diámetro de las burbujas y con ello disminuir la velocidad relativa de las burbujas con respecto al agua. Se muestran diferentes formas de realización práctica con mejoras como incluir un ventilador, con transmisión desde el eje de la turbina, que amplifica el flujo que entra por la toma (11), debido a la velocidad relativa del aire con respecto a la fuente y que, al pasar por un estrechamiento causado por la pieza (10), produce una depresión. Se muestra su uso como fuente de energía en embarcaciones.

Description

MEJORAS A LA PATENTE PRINCIPAL P201000275 POR " FUENTE, QUE APROVECHA LA DIFERENCIA DE DENSIDAD DE LOS FLUIDOS, PARA LA PRODUCCiÓN DE ENERGiA RENOVABLE"

Sector técnico de la invención La presente invención se refiere, según se expresa en el enunciado de esta memo ria descriptiva, a una serie de perfeccionamientos introducidos en la patente princi pal P201000275 relativa a una fuente, que aprovecha la diferencia de densidad de los fluidos, para la producción de energía renovable. Antecedentes de la invención La citada patente principal describe una fuente para la producción de energía me cánica o eléctrica que comprende un conducto sumergido en un fluido, generalmen te agua, cuya sección de salida está aproximadamente al mismo nivel que la superfieie libre del agua y su entrada a una cota inferior. El sistema incluye asimismo un elemento que introduce un fluido de menor densidad, generalmente aire, en el in terior de este conducto, lo que provoca la disminución de la densidad del fluido en el interior de conducto, produciendo el ascenso de dicho fluido (mezcla aire-agua) hacia la superficie. El ascenso es debido al empuje hidrostático que ejerce el agua exterior al conducto (mayor densidad) desde la sección inferior del conducto al flui do que se encuentra en su interior (mezcla aire-agua) de menor densidad. Así como también al empuje de Arquímedes de las burbujas de aire, en el seno del agua, que hay en el interior del conducto y cuyo empuje transmiten en parte al agua. La ener gía de este caudal inducido es la que se aprovecha. Descripción de la invención El primer perfeccionamiento se refiere a la forma de introducir el fluido de menor densidad, generalmente aire, en el conducto.

La introducción de aire se realiza mediante flujo continuo, esta es la manera que se describe en la patente principal con la dirección de salida del flujo orientada aproximadamente en la dirección del conducto, Con esta orientación se aprovecha la energía cinética de salida del chorro y se evitan choques entre burbujas al tener un gran espacio libre por delante. En la patente principal se buscó una distribución uni fonne del flujo situando la entrada de aire en el centro del conducto o utilizando en tradas de aire situadas simétricamente lo que evita choques entre burbujas. Así como distribución uniforme de burbujas por tamaño y cota ya que las burbujas a

medida que ascienden se expansionan al estar sometidas a una presión inferior. El evitar choques entre burbujas es fundamental pues da lugar a que se fusionen creando burbujas de mayor tamaño que atraen a las de menor tamaño para fusionarse con ellas. y así sucesivamente. La velocidad relativa de las burbujas con respecto al agua aumenta al aumentar el diámetro de la burbuja. Y la potencia o energía de esta velocidad relativa prácticamente se pierde pues es energía no transmitida al empuje del agua. Y tampoco a los álabes de la turbina si ésta está situada antes de la entrada de aire al conducto, pues el aire no pasa por la turbina. En la presente invención, como perfeccionamiento en la introducción del fluido de menor densidad, interesa conseguir una burbuja muy pequeña, es decir, de diámetro muy reducido, ya que de esta forma no puede vencer las fuerzas que se oponen a su avance y queda prácticamente atrapada en el seno del agua y por tanto se consigue que el empuje de cada burbuja sea transmitido al agua. En la práctica lo que interesa es conseguir una velocidad relativa de las burbujas de aire pequeña comparada con la velocidad del agua, pues de esta fonna la energía, o potencia debida al empuje de las burbujas de aire, no aprovechada es mínima, ya que la velocidad relativa de las burbujas de aire con respecto al agua depende del tamaño del diámetro de la burbuja. Pues hacer nula esta velocidad relativa del aire con respecto al agua, para que las burbujas queden atrapadas, es prácticamente imposible. Interesa que la burbuja sea pequeña desde que entra en el conducto por lo que se debe instalar una salida múltiple con varios o muchos orificios de diámetro reducido o una malla con hueco de luz reducida. Y además, si se quiere evitar burbujas de mayor tamaño debidas al crecimiento de las burbujas al avanzar a lo largo del conducto por expansión de las burbujas, choques entre ellas y fusiones por la atracción entre burbujas de diferentes tamaños, es necesario instalar al menos una malla o filtro, en dirección perpendicular al flujo del fluido para la reducción hasta un cierto diámetro de las burbujas de aire. Instalar mallas en el conducto da lugar a grandes pérdidas de carga, mayores cuanto menor es la sección libre de la malla. Sin embargo, colocada en la entrada del aire, las pérdidas de carga se reducen considerablemente, ya que son proporcionales a la densidad del fluido y en la entrada el fluido es el aire y en el conducto es agua con burbujas de aire. Por lo que lo ideal es instalar solamente un dispositivo a la entrada para reducir el tamaño de las burbujas e incluir todas las características que evitan que posteriormente se fonnen burbujas de mayor tamarío, como entrada de aire orientada en la dirección del conducto y situada

en su centro, distribución uniforme y simétrica de los orificios o huecos de enlrada de aire al tubo, a fin de evitar el tener que instalar mallas en el conducto. Se puede introducir aire dentro del conducto mediante un sistema térmico que permite la introducción del aire aumentando su presión debido al calentamiento térmico de dicho aire (con adición de calor ayudada por ventilación), o con compresión mecánica tal como bombeo, compresor turbocompresor (compresor rotativo acoplado a la turbina), ventilador, viento ... acoptables en cualquier espacio con agua. El agua que sale del conducto impulsada se puede introducir en un depósito situado a la altura de salida de la misma y de esta forma conseguir una energía potencial (debido a la altura), que podemos aprovechar en su descenso y mover otra turbina. El segundo perfeccionamiento se refiere a la introducción del aire (o fluido de menor densidad) en continuo en el conducto de forma perpendicular al eje de simetría de dicho conducto. En la patente principal el aire se introduce por la parte inferior del conducto mientras que ahora se puede introducir lateralmente, por una cota ligeramente superior. Al realizar la entrada del aire de esta forma, la trayectoria que siguen las burbujas de aire es en zigzag, aumentando su recorrido y por tanto el numero de choques con el agua. Debido al aumento del numero de choques la energía del aire se transmite al agua, aumentando la velocidad de ésta hasta que las velocidades del agua y del aire sean aproximadamente iguales. En este sistema se producen choques de las burbujas sobre las paredes del conducto que al rebote dan lugar a choques entre ellas fusionándose y iniciando el proceso en cadena de formación de mayores burbujas, por lo que al menos se debe incluir una malla o filtro para interrumpir el proceso en cadena de formación de burbujas mayores y para uniformar y reducir el tamaño de las burbujas. El tercer perfeccionamiento consiste en la introducción de al menos, una malla o filtro, en dirección perpendicular al flujo del fluido. Esta malla o filtro tiene por finalidad evitar que se produzcan burbujas de aire de un diámetro superior a un valor determinado, así como conseguir una mezcla del aire (burbujas) yagua uniforme. El aire lo introducimos en el conducto con una presión determinada y a medida que va ascendiendo se va expansionando de manera que las burbujas van aumentando de tamaño, es decir, incrementando su diámetro. Si establecemos en cada burbuja que: Empuje de Arquímedes -peso de la burbuja = rozamiento viscoso o de resistencia al avance y desarrollamos la fórmula, se llega a la conclusión de que la velocidad relativa del aire respecto del agua es función del

diámetro de la burbuja, y que cuanto menor sea el diámetro, menor será la velocidad relativa del aire con respecto al agua. Si la velocidad relativa es prácticamente nula quiere decir que la fuerza o presión del empuje de las burbujas del aire se ha transmitido al agua. Existe bibliografía en la que se muestra mediante fórmulas que la velocidad de las burbujas (en este caso de aire) en el seno de fluidos (en este caso de agua) depende, además del diámetro de la burbuja, de que el régimen sea laminar o turbulento. Para régimen laminar la velocidad de las burbujas es muy inferior ya que las fuerzas que se oponen al avance de las burbujas son de mayor magnitud que en el régimen turbulento. Por tanto se puede perfecCionar al transformar el régimen turbulento en régimen laminar mediante mallas u otro tipo de directrices o rectificadores de flujo. Lo anterior y los filtros dan lugar a pérdidas de carga, a fin de disminuir estas pérdidas se puede perfeccionar utilizando varios conductos, con una entrada de aire por cada conducto, por cada turbina. El fin es el de conseguir unos conductos de menor longitud (altura) para una misma potencia (mayor anchura) y por tanto de menor velocidad de flujo y por consiguiente de menores pérdidas de carga. Si se realiza el desarrollo matemático completo para la obtención de la velocidad relativa de la burbuja con respecto al agua, se observa que rápidamente se aproxima a la velocidad limite que puede alcanzar. Por lo que para su cálculo se puede utilizar el de su velocidad límite o máxima, es decir, aquélla que se alcanza cuando su aceleración es nula ("La Física tiene la Respuesta" de J. Aguilar y F. Senet. Valencia, 1962.). Con estas fórmulas obtenemos la velocidad relativa debida a la 21 Potencia. La velocidad relativa total de la burbuja depende de la 21 y la 31 Potencia. Al obtener los valores de la velocidad relativa de las burbujas mediante estas formulas se comprueba que si reducimos el tamaño del diámetro de la burbuja suficientemente, esta velocidad relativa de la burbuja comparada con la velocidad del agua es prácticamente despreciable y, por tanto, conseguimos alcanzar aproximadamente las condiciones de diseño Utilizando el desarrollo de las fórmulas arriba indicadas, para régimen turbulento y teniendo en cuenta solamente el empuje de Arquímedes, se obtiene:

4/3 nr p,g -4/3 nr P29 -Y:t k¡2n P2 VL = O Vl = Velocidad límite, de aproximadamente el mismo valor que la velocidad relativa

V,

r = radio de la burbuja de aire P1 = densidad del agua P2 = densidad del aire de la burbuja k = Coeficiente de forma = 0,4 para esferas Despejando VL, queda: Vl = «8 r (p, -p,) g)/3Kp,)O,5 Que para las condiciones de aire yagua utilizadas, es aproximadamente igual a : V, = «8 r g)/3K)O,5 En el ejemplo que se desarrolla más adelante, las burbujas están sometidas al empuje de Arquímedes y al debido a la diferencia de presión, Potencias P2f y P3f, que aproximadamente es 1,2 veces el de Arquímedes, por tanto: V, = (1,2 (8 r g)/3K)O ,5 Para un diámetro de burbuja de 3mm, la velocidad relativa será de: V, = (1,2 (8 X 0,005 X 9,88)/(3 X 0,4))0,5 = 0,344 m/seg . Que supone una potencia no aprovechada de: Potencia no aprovechada = (0,344/ 6,94) (213) = 0,0371 = 3,71 % Siendo: 6,94 = velocidad del agua con burbujas de aire en m/seg 213 = proporción de P2f y P3f frente a PH+P~P3f Por tanto, se consigue que las pérdidas debidas a la velocidad relativa de las burbujas con respecto al agua sean muy pequeñas, pero por otra parte las pérdidas de carga al instalar una malla con estas medidas, aproximadamente 3mm de luz o hueco, da lugar a que el área libre no sea muy grande, y como consecuencia unas grandes pérdidas de carga. A no ser que se utilicen hilos de malla muy finos de material muy resistente y formatos de mallas también muy resistentes que aumenten el área libre de la malla. Por otra parte la resistencia que deben tener depende también del proyecto pues alturas grandes del conducto dan lugar a altas velocidades de flujo, asi como depresiones a la salida.

Si la malla se instala en la entrada de aire las pérdidas de carga son del orden de cientos de veces menores que si se instala en un punto intermedio del conducto por lo que se coloca una malla en la entrada del aire para la reducción del diámetro de las burbujas de aire y producir el efecto anteriormente indicado directamente en dicho punto. O colocar una entrada múltiple de aire para reducir el tamaño de las burbujas que realice el mismo efecto que la malla, es decir, que esté compuesto por varias ó muchas entradas, todas a la misma cota o nivel y con distribución uniforme

o simétrica, tales como placas perforadas, o salidas formadas por pequeños tubos

o toberas de distintos materiales tales como metal o plástico y fabricadas por con

formación en prensa o moldeado plástico. Éstas entradas de aire con tubos o tobe-

S

ras tienen la ventaja, frente a las mallas instaladas en la sección de entrada del aire

constituidas por un solo tubo, que la dirección de los flujos de cada salida pueden

orientarse, tal como se estableció en la patente Principal, de manera que la direc

ción de las salidas forme una pequeña conicidad con el eje de simetría del conducto

a fin de abarcar o barrer toda la sección de dicho conduclo. Siendo la distribución

10

de las salidas uniforme y todas aproximadamente al mismo nivel para evitar que las

burbujas choquen entre ellas y se fonnen otras mayores. Es muy importante que

con la orientación de las salidas se consiga que el flujo abarque toda la sección del

conducto, ya que permite conseguir una mayor proporción de aire con respecto al

agua en el interior del conducto, en la zona comprendida desde la entrada del aire

1 S

hasta su salida. Ya que si hay zonas, en una misma sección perpendicular al eje del

conducto, a las que no llega el aire, en esas zonas solo habrá agua y por tanto exis

tirá una menor proporción de aire. A mayor proporción de aire, en la zona compren

dida desde la entrada del aire hasta su salida, se consigue una mayor potencia de

flujo y por tanto, una mayor potencia eléctrica aprovechable, ya que como se puede

20

observar, mas adelante en las fórmulas, PH, P2f Y P 3f aumentan su valor y p ..f dis

minuye. Para conseguir un efecto similar con mallas, la entrada de aire ha de ser

divergente, en forma de difusor, siendo la sección de mayor área, en la que se ins

tala la malla, la de entrada de aire al conducto.

A continuación se desarrollan fórmulas para el supuesto de introducción continua

25

de aire en el interior del conducto.

En la memoria de la patente principal se indica la fórmula siguiente para calcular la

potencia aprovechable o potencia eléctrica producida menos la consumida:

Pp = (% v'p,e) ~,~, -W,I ~,

Siendo:

30

Pp = potencia aprovechada;

v = velocidad del agua;

p1 = densidad del agua;

c = caudal (caudal de agua = caudal de aire);

T] t =rendimiento de la turbina;

35

T]g= rendimiento del generador;

Wc = potencia a suministrar por el compresor:

llc = rendimiento del compresor (incluyendo el del motor).

Sin embargo, existe otra forma más simple de obtener la potencia aprovechable o

5

potencia eléctrica producida menos la consumida que se desarrolla a continuación.

Al introducir aire comprimido, de forma continua, en el conducto se produce un flujo

de agua con burbujas de aire cuya potencia viene dada por:

pf = (P1f+ P2f+ P3f P4f)

Siendo:

10

PI = Potencia de flujo

El resto de potencias que componen la potencia de flujo total se analizan una por

una más adelante.

Para el cálculo de la potencia eléctrica aprovechable, potencia eléctrica generada

menos potencia eléctrica consumida se utiliza la fórmula:

1 S

Pea = (P1I + P2f + P3f -P,u) (%P) 111110-Wc 'TIc Tlm

Siendo:

Pea = Potencia eléctrica aprovechable

(%P) = Pérdidas de potencia de flujo por pérdidas de carga

Wc = potencia a suministrar por el compresor;

20

TI c = rendimiento del compresor

Tlm=rendimiento del motor eléctrico del compresor

Tlt = rendimiento de la turbina;

Tlg= rendimiento del generador;

La primera potencia, Pu , que interviene en la formación de la potencia de flujo, o

25

energia generada es la debida al caudal generado o inducido al introducir aire de

ntro del conducto de forma continua, debido a las diferencias de densidad dentro y

fuera del conducto. Esta potencia se calcula por diferencia de presión del agua en

tre los puntos de entrada (del aire) y de salida (aire 6 agua) del conducto (también

se puede calcular por diferencia de presión en el punto de entrada de aire al con

30

ducto , diferencia entre columna de aire con agua en el interior del conducto y co

lumna de agua en el exterior ambas de altura h).

P,, =[Plh -P2h] eh

Siendo:

p" =Presión del agua en la entrada del aire del conducto

35

P2h = Presión del agua a la salida del conducto

•

Desarrollando la fónnula y despreciando la densidad del aire frente a la del ag ua se

obtiene:

P" = gh [Ph -xPhl eh

s

Siendo:

P1f = Potencia de caudal de agua debida a la presión hidrostática que se genera por

la diferencia de densidades en el inlerior y el exterior del conducto.

9 = aceleración debida a la fuerza de la gravedad;

h = distancia entre la entrada del aire y la superficie libre del agua;

10

Ph= densidad del agua;

CtI = caudal de agua

x = tanto por uno de agua en el interior del conduclo

1-x = tanto por uno de aire en el interior del conducto

La segunda potencia Pzr o energía generada es la debida a que las burbujas o es

15

teras de aire que hemos introducido en el conducto están sometidas al empuje de

Arquímedes debido a que su densidad es inferior a la del agua.

Cada burbuja está sometida a una fuerza de ascensión:

Fa = Empuje de Arquímedes -Peso;

Fa =9 PhVoI_g Pa VeA. =9 VeA. (Ph -Palo

20

Siendo:

Vol = Volumen de la burbuja o esfera.

Pa =densidad del aire

Si sumamos todas las fuerzas debidas a todas las burbujas interiores al conducto la

fuerza total será:

25

F,,=EgV• . (Ph-p,)= 9 (Ph-p,) EV.= g(ph-p,)hS(1-x)

Siendo:

h = altura del conducto desde la entrada del aire a la salida del mismo;

S = el área de la sección transversal del conducto.

Esta fuerza da lugar a una presión: FaJS = gh (Ph -p,) (1-x)

30

Por tanto, la potencia de flujo o energía por unidad de tiempo que podemos aprove

char debida a esta fuerza será:

P~ = 9 h (Ph-Pa) (1-x) C,

Si se desprecia la densidad del aire frente a la del agua queda

P~ =9 h Ph (1-x) Ca.

35

Siendo:

Ph= densidad del agua;

P. = densidad del aire; 1-x;: tanto por uno de aire en el interior del conducto; Ca = caudal de aire La tercera potencia Pu que podemos aprovechar es la debida a la diferencia de presión del aire entre su entrada en el conducto y su salida del conducto. A la en trada el aire tiene una presión correspondiente a la columna de mezcla de aire y agua que tiene que superar. Se considera salida hacia arriba para aprovechar la energía cinética del chorro de aire). Por tanto la presión a la entrada que el aire tendrá que vencer será: p = gh(x p,+ (1-x) P.) por encima de la presión atmosférica. A la salida del conducto la presión es la atmosférica. Por tanto, la potencia de flujo o energía por unidad de tiempo que podemos aprovechar de la potencia suministrada por el compresor al aire será: P3I = (g h (x p,+ (1-x) p,» c. La cuarta Dotencia p.f a considerar en la formación de la potencia total de flujo, es una potencia negativa y es la necesaria para subir la mezcla de agua con burbujas de aire la altura necesaria h desde la entrada del aire a la salida del agua con bur bujas de aire. La potencia negativa de flujo es (considerando despreciable el peso del aire frente al del agua): P.,=xhg p"C"

Siendo: g = aceleración debida a la gravedad; h = distancia entre la entrada del aire y la superficie libre del agua;

Ptt = densidad del agua; Pa= densidad del aire; "" = caudal de agua

x = tanto por uno de agua en el interior del conducto Una vez obtenida la potencia de flujo Pf, obtenemos la potencia eléctrica aprove chable Pea mediante la fórmula antes descrita:

Pea =(P1f + P2f + P,,-P 4') (%P) 'l. T]g -Wc ¡'le T] m A continuación se aplican las fórmulas a un ejemplo, en que:

h= 3,5 m

~I= 0,93; ~,= 0,93; ~,= 0,8; ~m= 0,93.

Los rendimientos los podemos considerar altos ya que tanto el compresor como la turbina I/an a funcionar, en el movimiento permanente, siempre en un mismo punto de la curva de funcionamiento. Hay que tener en cuenta que el aire, o mejor las burbujas de aire, se van expansio nando a medida que ascienden. Pasan de la presión a la entrada a la presión at mosférica, por lo que el caudal en volumen de aire a la salida es superior al de la entrada. La expansión se puede considerar que se ajusta a una transformación poli trópica de n = 1,4 En los cálculos: Se puede poner C2a en función de C,a. ya que el aire (burbujas), se expansiona me diante una transformación politrópica py'l =cte.(para el aire n = 1,4}. Por la ecuación de la continuidad: Pla Vla Sla = P2a V2a S2a. Siendo: Cl• = Caudal de entrada de aire C~= Caudal de salida de aire

P. = densidad del aire en el punto 1 ó 2

V. =velocidad del aire en el punto 1 ó 2

S. = sección del conducto en el punto 1 6 2 Sustituyendo: Pl. ela = P2a e2a, queda: C2a = Pla Cla/p2a .

)111."

Como: P18 I P2a = (pla I P2a , (por ser transformación politrópica n=1 ,4)sustituyendo queda: C2a = (Pu l P2I}1I1... Ct • A continuación se aplican las fórmulas anteriores a la obtención de la Pea, potencia eléctrica aprovechable, del ejemplo.

Cálculo Para: H = 3,5 m. t• = 60% Y eh =40% , es decir, una proporción a la entrada de 40% de agua por 60% de aire

"

Presión de aire a la entrada del conducto: igual al de una columna de aire yagua de altura h y con las proporciones de aire yagua a la entrada.

Perdidas (de carga, etc.) = 7 %

Sección del conducto = 1 m2 Cálculo de la proporción de aire-agua en el inlerior del conducto: El caudal de salida del aire es: C2a =(P1a I P2a )111.4 C1a Por definición: P,a = 9 h (OAp1h + 0,6 P2ma) + Plext = 9 h (OAp1h + 0,6 P2ma) + presión atmosférica, y P2a =presión atmosférica. Si lo aplico a las condiciones del ejemplo h =3,5 metros, y desprecio el término 0,6 P2ma frente a Plh (del orden de más de 300 veces menor), y considero: Plext = P2ext = Presión atmosférica =10330 X 9,88 =102.060 Newtonl m2

p" = (0,4 9 h p" )+ P". = (0,4 X 9,88 X 3,5 X 998) + 102.060 = 13.666 + 102.060 =

115.726N/ m' p" 1 po. . (p,,1 po.)'11.4 = (115.726 1 102.060)°,71 = (1,133) °,71 = 1,0933

Proporción aire-agua Entra:

Agua: 0,4

Aire: 0,6

Sale: Agua: 0,4 Aire: 0,6 X 1,0933 = 0,6559

Media en el interior del conducto

Agua: 0,4 Aire: = (0,6 + 0,6559) 12 = 0,6279

Porcentajes de aire yagua en el interior del conducto

Agua: 0,41 (0,4+ 0,6279) = 0,4/ 1,0279 = 0,3891= 38,91 %

Aire: 0,6279/ 1,0279 = 0,6108= 61 ,08 % Potencia 1 P" = [P'h -p,.,] Ch= gh (Ph-°,3891 Ph)Ch= 0,6109 gh PhCh = 0,6109 X 9,88 X 3,5 X

988Ch= = 20,871 Ch

La Dotencia 2

P" =0,61 08 g P'h h (C, •• C,,)/2 = 0,6108 9 P'h h (C" + 1 ,0933C,.)/2 = 0,6108 9 p" h (l ,046C,.) = 0,6388 9 p" h C" = O,6388X 9,88 X 988 X 3,5 C,. =

21.824 C" = = 21 .824 X 1,5 X Ch= 32.736 Ch P~ = 32.736 Ch

Potencia 3

P2f =[p,. C,.-P2a C.,J ;:: [PI' -P28 (p,.1 P211 )"1 ,4 ] e,. =

= {O,4g h p" + Po'" -(p,,,, l ,0933)IC,. = {O,4 gh pw 0,0933 Po",1C" = 0,4 X 9,88 X 3,5 X 988 -0,0933 X 102.060 = (13.666 -9,522) C,. = 4.144 C" P" = 4.144 C" = 4.144 X (0,6/0,4) X Ch= 4.144 X 1,5 Ch= 6.216 Ch

La potencia 4.

p .. = h 9 Ph Ch.3,5 X 9,66 X 988 X Ch=34.165 Ch p .. = 34.165Ch

Potencia suministrada por el compresor WC Que ha de suministrar una potencia de flujo y pérdidas. Potencia de flujo P5f = 9 h (O,4plh ..0,6 P2"...), desprecio el ténnino 0,6 P2ma. frenle al O,4Plh

P51 =(0,49 h p" ) C"

P5e =Wc/TlcT'lm

Siendo:

TIc=Rendimiento del compresor Tlm = Rendimiento del motor eléctrico que mueve al compresor

Wc = (P51) + Llp~) C"

Considero pérdidas del 3% Wc = (P51) + Llp~) C" = (O,4g h p,,) 1,03 C" = 0,4 X 9,88 X 3,5 X 988 X 1,03 X C" = 14.075C,, = 14.075Xl ,5XCh=21 .112Ch = 21 .112 Ch

Cálculo de la velocidad y el caudal

1Y2h' Ph12) Ch= (P,,+ P~+ P,,-p .. ) (%P) = (20.871 Ch+ 6.216 Ch+ 32.736 Ch

34.165 Ch) 0,93 = 25.658 X ChX 0,93 = 23.861 Ch V2h' = 23.861 X 2 / 988 = 48,3 V2h = (48,30)°·'= 6,94 m/seg.

Si considero una sección del conducto (2) de 1 m', el caudal será de: Ch =(6,94m/seg .) (1 m') =6,94 m'/seg.

Potencia eléctrica aprovechable

Utilizando la ecuación anterior: Pea = (P,,+ P~+ P,,-P,,) (%P) ~t~,-Wc I~,~m Pea = (Ptf+ P~+ P,,-P,,) 0,93 ~t~,-WcI~, ~m= (20.871 Ch+ 6.216 Ch+ 32.736 Ch -34.165 Ch) X 0,93 X 0,93 X 0,93 -21 .112 ChI (0,8 X 0,93)= = 25.658 ChX 0,93 X 0,93 X 0,93 -21 .112 Ct/ 0,8 X 0,93)== (20.638 -28.376 ) Ch = -7.738 Ch Pea = -7.738 Ch y la potencia aprovechable en Kw: Pea = -7.738 Ch = -7.736 X 6,94 = -53.701 w = -53,7 Kw. Esta potencia la podemos aumentar de diferentes maneras:

•

Aumentando la proporción de aire en el interior del conducto, y la altura h. Así paM ra una proporción de entrada de aire de 64%, una entrada de agua del 36%, y una altura h de 10 m, se obtiene una Pea, potencia eléctrica aprovechable de 961 ,5 Kw (positiva)

•

Creando una depresión a la salida, por ejemplo mediante un venturi que produje se una depresi6n correspondiente a una velocidad del sonido (para una velocidad de entrada en la toma del ventura del orden de 10 m/seg), se obtendría una poten cia, para 3,5m de h, del orden de 1.200 kW

•

Sustituyendo el sistema de compresión mecánica por un sistema térmico para in troducción de aire. Para una altura de 3,5 m se obtendría una Pea de 128 Kw, y pa ra una altura h de 10m se obtendría una Pea de 725 kw. A continuación se mues tran los cálculos para una altura de 3,5 m. Potencia eléctrica aprovechable sustituyendo el sistema de compresión mecánica por un sistema ténmico para introducción de aire (ver figura 13) Si sustituimos el sistema mecánico de compresión (con motor eléctrico) por un sis tema térmico, aumentamos considerablemente la Pea, potencia eléctrica aprove chable, ya que el sistema térmico para introducción de aire no consume práctica mente electricidad, pues la energía suministrada para aumentar la presión del aire se realiza mediante fuente de calor, tal como colectores solares. Si consideramos que se pierde un 10 % de la potencia total (Por ventilador, bombas para circulación del fluido térmico, etc). La Pea, potencia eléctrica aprovechable será: (para 3,5 m de h)

Pea = 0,9 (P,,+ P~+ P,,-P,,) 0,93 ~,~, = 0,9 (20.871 e, + 6.216 e,+ 32.736 e,34,165 Ch) X 0,93 X 0,93 X 0,93) =0,9 X 25.658 eh x 0,93 X 0,93 X 0,93 =0,9 X

20.638 Ch = 18.574 e h =18.574 x 6,94 = 128.903 w =128,9 Kw. Pea = 128,9 Kw. Descripción de las figuras Para completar la descripción que se está realizando y con objeto de ayudar a una mejor comprensión de la invención. se acamparía un juego de dibujos donde con carácter ilustrativo y no limitativo, se ha representado lo sigUiente: Figura 1: Fuente de energía con dos entradas de aire: flujo continuo e intermitente Figura 2: Fuente de energía con entrada lateral de flujo continuo Figura 3: Fuente de energía con membranas intercaladas y turbina dentro del agua, de entrada radial y salida axial Figura 4: Fuente de energía con membranas intercaladas, turbina dentro del agua y generador fuera Figura 5: Fuente de energía con membranas intercaladas y turbina y generador fuera del agua Figura 6: Fuente de energía para muy altas potencias con turbina Pelton en la parte superior Figura 7: Fuente de energía con membranas intercaladas y con la salida del conducto por debajo de la superficie del agua Figura 8: Fuente de energía con membranas intercaladas y turbina dentro del agua Figura 9: Fuente de energía múltiple con varias turbinas Figura 10: Fuente de energía con ventilador conectado a la turbina Figura 11 : Fuente de energia aplicada a la propulsión de un barco Figura 12: Fuente de energía aplicada a la propulsión de un barco e instalada en el interior del casco. Se representan las fuerzas que se producen en los codos del

conducto. Figura 13: Fuente de energía con sistema térmico para la introducción de aire. Figura 14: Fuente de energía con toma para el aprovechamiento del viento. Figura 15:Alzado y planta de la pieza (10) de la figura 15 o de la 11 . Figura 16: Entrada múltiple de aire con orificios en placa Figura 17: Entrada múltiple de aire con malla Figura 18: Entrada múltiple de aire con pequeños tubos o toberas

Las referencias que aparecen en las figuras corresponden a los siguientes elemen

tos:

(1)

Agua

(2)

Conducto dentro del agua

(3)

Salida del conducto

(5)

Compresor

(6)

Entrada de aire (6-1) Entrada de aire de flujo discontinuo (6-2) Entrada de aire de flujo continuo

(7)

Entrada de agua al conducto (directamente o a través de la turbina)

(8)

Turbina

(9)

Generador eléctrico

(10) Pieza para direccionar el agua

(11)

Toma de aire

(12)

Conducto de aire

(13) Salida divergente de aire

(14)

Recipiente o depósito aéreo

(40)

Membranas

(41)

DesagOe

(42)

Dispositivo de llenado automático por nivel de flotador

(43)

Eje de un ventilador

(44)

Correas o cadenas

(45)

Hélices del dispositivo para embarcación

(46)

Intercambiador térmico

(47)

Ventilador

(48)

Válvula antireetomo

(49)

Válvula antireetomo de control de mariposa

(50) Fuente auxiliar de energía calorífica

(51) Depósito de almacenamiento de fluido térmico

(52)

Fuente adicional de energía térmica renovable

(53)

Cierre de control de flujo de aire

(54)

Timón para orientación de toma

(55)

Pieza con cojinete para el giro de la toma de aire

(56) Orificios

(57) Pequeños tubos o toberas por los que sale el aire

Realización preferente de la invención

A continuación se muestran diferentes formas de realizaciones prácticas.

5

En la figura 1 se muestra la fuente de producción de energía con dos entradas de

aire, una de flujo continuo (6-2) y otra de flujo intennitenle (6-1). Para el ejemplo de

la descripción, con una fuente de altura h igual a 3 metros, sería apropiado utilizar

un depósito aéreo por su menor coste (ej.: depósito prefabricado de hormigón, cha

pa ondulada, poliéster, etc), su facilidad de mantenimiento, su facilidad de desa

lO

gUe, etc.

En la figura 2, la turbina (8) que se muestra es con entrada radial y salida axial. La

pieza dibujada para direccionar el agua (10) es de forma cilindrico-tubular.

En la figura 3 se muestra una turbina (8), situada antes de la entrada (6) de aire, de

tipo de hélice, con entrada radial y salida axial. Al trabajar la fuente en unas condi

15

ciones fijas de caudal y altura, no necesita regulación ni en los álabes del distribui

dor ni en los de la hélice. El generador queda sumergido por lo que es estanco.

También podría utilizarse un generador periférico tipo Harza, a fin de que la turbi

na tenga una menor longitud externa, ya que se elimina el eje de transmisión al ir el

generador instalado en la periferia del rodete. Como se puede apreciar, el depósito

20

es aéreo. Se incluyen mallas o filtros (40) para reducir el tamaño de las burbujas de

aire.

En la figura 4 se muestra una turbina (8), situada antes de la entrada (6) de aire al

conducto (2), de tipo de hélice con entrada y salida axiales. Al trabajar la fuente en

unas condiciones fijas, de caudal y altura, no necesita regulación ni en el distribui·

25

dor ni en la hélice. El depósito aéreo facilita que el generador eléctrico se instale ex

terior al depósito. En las figuras no se muestran multiplicadores de velocidad en la

unión entre el eje de la turbina y el generador al suponer que el número de pares de

polos del generador son suficientes. La turbina (8) va instalada en dos carcasas

unidas. En una va instalada la hélice y en la otra el distribuidor. Incluye un desagüe

30

(41) Y un dispositivo de llenado automático por nivel de flotador (42). Se incluyen

membranas o mallas o filtros (40) para reducir el tamaño de las burbujas de aire.

En la figura 5 se muestra una turbina (8), situada antes de la entrada (6) de aire al

conducto (2). Es de tipo de hélice con entrada radial y salida axial con carcasa de

caracol como cerramiento del distribuidor . También podría representar una turbina

35

Francis (o una centrifuga aunque en general éstas son para mayores saltos o altu

ras), la diferencia es que su representación sería mas estrecha, ocupando menos

espacio, ya que el rotor de la turbina Francis es interior y va rodeado por la carcasa

en forma de caracol que encierra al distribuidor y en la turbina de hélice la hélice es

5 exterior. Al trabajar la fuente en unas condiciones fijas, de caudal y altura, no necesita regulación ni en el distribuidor ni en la hélice. El depósito aéreo facilita que tanlo la turbina (a) como el generador eléctrico se inslalen exteriores al depósito. Se ha instalado una sola turbina aunque podrían instalarse varias a fin de tener una mayor flexibilidad en la elección del tipo de turbina.

lOEn la figura 6 se muestran varias turbinas de tipo Pelton (8), situadas después de la entrada (6) de aire al conducto (2) y de la salida del mismo. El aire comprimido es suministrado por un grupo de presión que, al menos, incluirá un compresor. Para bajas presiones y grandes caudales están indicados los compresores axiales o radiales, para muy bajas presiones o alturas los llamados soplantes que están en el 15 intermedio entre ventiladores (en éstos, la presión dinámica llega a ser, en algunos casos, de la misma magnitud que la presión estática) y compresores. En este caso, como las turbinas Pelton son para grandes saltos y bajos caudales son también indicados otros tipos de compresores. Como puede apreciarse incluye una pieza o ramal, para cada turbina Pelton, para direccionar la mezcla de fluidos, aire yagua,

20 hacia cada turbina (a). Se incluyen varias mallas o filtros (40) para uniformar la velocidad de la mezcla de agua con burbujas de aire. En los ejemplos mostrados hasta ahora en las figuras la salida (3) está al mismo nivel que la superficie libre del liquido y según el ejemplo puede incluir una pieza a continuación para que conduzca el flujo de los fluidos y lo direccione hacia la turbi

25 na o hacia el recipiente o depósito de agua. Existe también la posibilidad de que la salida (3) del conducto (2) la situemos a un nivel inferior al de la superficie libre del fluido de mayor densidad o agua. En la figura 7, se muestra una fuente con la salida (3) del conducto (2) situada a una cota inferior al de la superficie libre del agua. Este ejemplo está pensado para

30 recipientes de grandes dimensiones tales como pantanos, mar, etc. Ya que un depósito de pequeñas dimensiones se llenaría de aire y se reduciría el rendimiento de la fuente al disminuirse la diferencia entre las densidades exterior e interior al conducto (2). La altura aprovechada (h) es la misma que se obtiene al situar la salida

(3) del conducto (2) al ras de la superficie libre del agua. Aunque su inconveniente 35 reside en que hay que utilizar un compresor de mayor potencia ya que la altura de

,.

agua a vencer es mayor, pues además de tener que superar la altura correspon

diente al conducto (2), hay además que vencer la altura de agua hasta la superficie

libre dellíquido.

S

En la figura 8, se muestra una fuente en la que la salida (3) del conducto (2) está si

tuada al ras de la superficie libre del agua. E incluye estructura de conductos para

producir una corriente de aire que al mismo tiempo que aprovecha la dirección del

viento para producir una depresión, conduce el agua con dirección hacia el depósi

to. También podría incluirse una pieza para direccionar el agua hacia el depósito.

10

En el caso de que se incluyan varias turbinas, tal como el ejemplo de la figura 9, es

necesario incluir piezas (10) para direccionar el agua hacia el depósito y evitar que

entre el agua por las salidas (3) de los conductos (2). La depresión que se produce

en el estrechamiento depende de la velocidad del viento. Esta depresión nos permi

te ahorrar energía producida por el compresor. Necesitamos tener un caudal de aire

15

constante aunque varíe la presión, que fluctúa al variar la depresión. Una forma de

realización práctica es utilizar un depósito de aire a presión con regulación a la sali

da que mantenga constante el caudal de diseño aunque varíe la presión.

En la figura 10 se muestra un sistema que sustituye en parte al compresor.

En la figura 10 se muestra que las revoluciones del eje de la turbina se transmiten

20

mediante correas o cadenas (44) al eje de un ventilador (43) que produce una co

rriente de aire en el interior de un conducto (12) que está en comunicación con la

salida (3) del conducto (2) y que incluye un estrechamiento producido por la pieza

(10) para producir una reducción de la presión en las inmediaciones de la salida (3)

y que además tiene la función de conducir o direccionar el flujo de caudal que sale

25

por (3) yasi evitar que se llene de agua con burbujas de aire el conducto (12). La

pieza (10), también puede ser sustituida por dos piezas, una para producir el estre

chamiento y otra para direccionar el flujo. Cuanto mayor sea la depresión en la sali

da (3) o en sus inmediaciones, mayor será la potencia del compresor que pode

mos sustituir y mayor el incremento de caudal de agua con burbujas de aire que se

30

produce. Para ello, también se incluye una toma (11) convergente que capta el flujo

de aire con una velocidad relativa del aire exterior con respecto a la fuente. bien

debida al viento o a la velocidad de la fuente. En esta toma convergente se produce

una primera depresión, o reducción de la presión estática, y si escogemos un venti

lador (43) de un gran caudal y una presión estática mínima necesaria para vencer

35

pérdidas de carga, la depresión alcanzada al final de la pieza (10) será máxima. En

el ejemplo del cálculo desarrollado para obtener la energía eléctrica aprovechada (generada menos consumida) hay que afladir, a los Kw obtenidos anteriormente, la potencia aprovechada por esta mejora. Esta potencia depende de muchos factores, tales como: área de la sección de entrada de la toma; velocidad y frecuencia del viento; caudal del ventilador; relación entre las áreas de las secciones de la entrada y salida de la toma, y del estrechamiento; rendimiento del ventilador, compresor y generador eléctrico; pérdidas de carga; y velocidad de la Fuente, en el caso de instalarse sobre un móvil. Este sistema unido a otros, tal como el de instalar un compresor rolativo acoplado al eje de la turbina (que es otra forma de sustituir parte de la potencia del compresor que va acoplado a un motor eléctrico) nos permiten utilizar un compresor de menor potencia para una misma cantidad de energía eléctrica aprovechada (producida -consumida). Otra forma consiste en utilizar un sistema para aprovechar la energía calorífica de la refrigeración del compresor para calentar el agua que entra a través de (7) en el conducto (2), y que conste de un intercambiador de calor de gran sección para evitar las pérdidas de carga. También podemos calentar el aire antes de que entre (6). La fuente de energía renovable produce un caudal cuya potencia es aprovechable. Este caudal se puede utilizar mediante una turbina a fin de tener potencia mecánica en un eje de giro, y si le acoplamos un generador eléctrico obtenemos energía eléctrica. Si tenemos energía mecánica en un eje, podemos acoplarlo a una hélice para mover una embarcación. Otra forma de aprovechar la potencia del caudal es mediante una embarcación con la fuente de energía renovable de la invención instalada en su inlerior, sustituyendo al motor y la bomba que se utilizan normalmente para la propulsión de embarcaciones por chorro hidráulico. En este caso el chorro es de mezcla de agua y aire. Cuando el barco está parado, la fuente puede producir energía eléctrica para ser consumida o almacenada. En marcha se aprovechará directamente la potenCia de caudal a fin de obtener un mayor rendimiento. Para ello, la fuente incluirá varios conductos (2), cada uno con su entrada de aire (6), y con al menos uno que tome o pueda tomar el agua directamente, sin pasar por la turbina, del mar, río, etc. Y por el que pueda salir el chorro directamente al mar, río, etc., sin pasar por turbinas, venturis o piezas que direccionen el flujo hacia el depósito. La fuente incluirá un depósito de aire comprimida que suministrará aire a todas las entradas de aire (6) de cada conduelo (2).

En las figuras 11 y 12 se muestra otra manera de aprovechar la potencia de este

caudal directamente, es decir, sin hélice y sin turbina, y por tanto con su ahorro de cosles, y que aprovecha los empujes en los cambios de dirección del conducto (2), así como los de la conducción de aire, y la propulsión del chorro originado por la fuente de energía renovable. En la figura 11 se muestra la fuente de energía renovable unida a la embarcación y en la figura 12 situada en el interior de la embarcación. Ambas con codos y toma a la entrada que dan lugar a fuerzas de empuje sobre la embarcación. En la figura 12 se muestra esquemáticamente las direcciones de las componentes de la descomposición de las fuerzas. Se puede apreciar que las componentes horizontales son en la dirección del avance de la embarcación. En la figura 12 se muestra un sistema con dos hélices (45), una que toma la energía del movimiento del barco y la transmite a la otra hélice a fin de producir una depresión en el interior del conducto (2) y sustituir en parte al compresor. El balance del proceso es rentable para altos rendimientos de las hélices. En la figura 13 se muestra una fuente de energía renovable con sistema térmico para introducir el aire. Es decir, que se ha sustituido el sistema de compresión mecánica por un sistema térmico que comprende un intercambiador de calor (46), con

válvulas antirretomo (48) y (49) a la entrada y la salida del aire, y que calienta el aire que entra al intercambiador de calor (46), ayudado por un ventilador (47) que introduce el aire en el interior del intercambiador (46), de manera que el aire se calienta a volumen constante de forma aproximadamente proporcional a su aumento de temperatura, aumentando, por tanto su presión. El calor puede ser suministrado por una fuente adicional de energía renovable (52) tal como un campo de colectores solares, energía geotérmica, etc. El intercambiador (46) es de haces de tubos por donde circula el aire que es introducido en el interior del intercambiador mediante el ventilador 47, y que incluye placas deflectoras perpendiculares a los haces de tubos para conseguir un mejor intercambio térmico entre el aire que circula por el interior de los tubos y el aceite térmico que circula por el exterior. El aire es introducido por el ventilador en el interior del intercambiador y su temperatura y presión van aumentando en su recorrido a través del intercambiador, de forma que en la salida su presión es superior a la de la columna de agua con burbujas de aire que está situada sobre la salida, al vencer esta presión el flujo de aire entra en el interior del conducto (2).

La ventaja fundamental de sustituir el sistema de compresión mecánico con motor eléctrico por un sistema térmico para introducirle aire es que conseguimos aumentar la Pea, potencia eléctrica aprovechable, de fonna considerable ya que eliminamos el consumo eléctrico del compresor (al eliminar el motor eléctrico que lo mueve y su correspondiente consumo de electricidad) En la figura 14 se muestra una fuente de energía renovable que aprovecha la velo cidad del viento para provocar una depresión en la salida (3), o sus inmediaciones, y con ello aumentar la potencia conseguida. El aire entra por la toma (11) orientable mediante pieza con cojinete (55) y timón (54). Se incluye una pieza con cierre varia ble (53) para regular el flujo de aire cuando aumenta la velocidad del viento. En la figura 15 se muestra el alzado y la planla de la pieza (10) de la figura 14 o de la 10. La pieza tiene reducción de la sección en dos dimensiones a fin de mejorar la transmisión de la depresión, o reducción de la presión del flujo de aire, al flujo de agua con burbujas de aire que asciende por el conducto (2). Ya que aumenta el pe rímetro de la sección de salida, de la pieza 10, que rodea al flujo de agua con bur bujas de aire que sale a través de ella. En las figuras 16, 17 Y 18 se muestran entradas de aire (6) con diferentes dispositi vos para la reducción del tamaño de las burbujas de aire. En la figura 16 se muestra una entrada de aire con un dispositivo constituido por una placa con orificios (56),por los que sale el aire para entrar en el conducto (2), similar a la mostrada en la Patente Principal, con muchos orificios de pequeño diá metro para reducir el tamaño de las burbujas. Los conductos producidos por los ori ficios en la chapa tienen solo tres orientaciones. En el centro en dirección paralela al conducto y en Jos laterales con conicidad para abarcar toda la sección del conducto. En la figura 17 se muestra una entrada similar a la de la figura 16 en la que se ha sustituido la chapa con orificios por una malla.(40) En la figura 18 se muestra una entrada similar a la de la figura 16 en la que se susti tuye la chapa con orificios por una base troncoc6nica con orificios que conducen a pequenos tubos (57) o toberas de salida. En las figuras 16 y 18 el número de orificios o tubos representados es solamente una muestra, que por claridad de las figuras solamente se ha representado un nú mero reducido de ellos.

Podrán ser variables las formas y dimensiones y todo aquello de carácter secundario que no modifique esencialmente los fundamentos del sistema descrito.

Claims (14)

1. REIVINDICACIONES

   1. Mejoras a la patente principal p201000275 por "Fuente, que aprovecha la diferencia de densidad de los fluidos, para la producción de energía renovable~ caracterizada porque la introducción del aire o fluido de menor densidad en el conducto

   (2) se realiza mediante flujo continuo que incluye un dispositivo colocado en la entrada del aire para la reducción del diámetro de las burbujas directamente en dicho punlo. 2 Mejoras a la patente principal p201000275 según reivindicación 1 caracterizada porque el dispositivo colocado en la entrada de aire es una malla. 3 Mejoras a la patente principal p201000275 según reivindicación 1 caracterizada porque el dispositivo colocado en la entrada de aire es una entrada múltiple compuesta por varias entradas todas aproximadamente al mismo nivelo cota y de manera que la dirección de las entradas forme un pequeño ángulo de conicidad con el

   eje de simetría del conducto (2) a fin de abarcar o barrer, con el flujo de salida de aire, la sección de dicho conducto (2).

2. 4.

   Mejoras a la patente principal p201000275 según reivindicación 2 caracterizada porque la entrada de aire es divergente con forma de difusor de manera que la sección mayor es la de la entrada del aire al conducto (2).

3. 5.

   Mejoras a la patente principal p201000275 según reivindicación 1 caracterizada porque la introducción del aire o fluido de menor densidad en el conducto (2) se realiza de forma perpendicular al eje de simetría de dicho conducto (2) y porque incluye en el conducto (2) al menos una malla o filtro, en dirección perpendicular al flujo del fluido para la reducción hasta un cierto diámetro, las burbujas de aire.

4. 6.

   Mejoras a la patente principal p201000275 según reivindicación 1 caracterizada porque se introduce en el conducto (2) al menos una malla o filtro, en dirección perpendicular al flujo del fluido para la reducción hasta un cierto diámetro, las burbujas de aire.

5. 7.

   Mejoras a la patente principal p201000275 según reivindicación 1 caracterizada porque se colocarán varias mallas o rectificadores de flujo en el conducto (2) para transformar el régimen turbulento del flujo que circula por el interior del conducto (2) en laminar.

6. 8.

   Mejoras a la patente principal p201 000275 según reivindicación 1 caracterizada porque se instalarán varios conductos (2), cada uno con su entrada de aire, por cada turbina.

7. 9.

   Mejoras a la patente principal p201000275 según reivindicación 1 caracterizada porque la turbina se sitúa antes de la entrada del aire y las revoluciones del eje de la turbina se transmiten mediante correas o cadenas (44) al eje de un ventilador

   (43) que produce una corriente de aire en el interior de un conducto (2) que está en comunicación con la salida (3) del conducto (2) y que incluye un estrechamiento producido por una pieza (10) para producir una reducción de la presión en las inmediaciones de la salida (3) y que además puede tener la función de conducir o direccionar el flujo de caudal de salida (3).

8. 10.

   Mejoras a la patente principal p201000275 según reivindicación 9 caracterizada porque se instala un compresor rotativo acoplado al eje de la turbina.

9. 11.

   Mejoras a la patente principal p201000275 según reivindicación g caracterizada porque se instala un alternador tras la turbina para la producción de energía eléctrica.

10. 12.

    Mejoras a la patente principal p201000275 según reivindicación g caracterizada porque se instala un intercambiador de calor que aprovecha la energía calorífica de la refrigeración del compresor para calentar el agua y/o el aire que entra en el conducto (2).

11. 13.

    Mejoras a la patente principal p201000275 según reivindicación 9 caracterizada porque se acopla la hélice de una embarcación al eje de la turbina para mover dicha embarcación.

12. 14.

    Mejoras a la patente principal p201000275 según reivindicación 9 caracterizada porque se instala dentro de una embarcación, cuya propulsión sea por chorro hidráulico. la fuente de energía renovable de la invención, sustituyendo al motor y la bomba que se utilizan normalmente para la propulsión de embarcaciones por la mezcla de agua y aire que sale de la fuente.

13. 15.

    Mejoras en la patente principal P201000275 según reivindicación 14 caracterizada porque incluye varios conductos con sus entradas de aire, y con al menos uno que toma el agua directamente del medio líquido de navegación y cede el agua directamente al medio líquido de navegación.

14. 16.

    Mejoras en la patente principal P201000275 según reivindicación 9 caracterizada porque incluye una toma (11) convergente que capta el flujo de aire con una

    velocidad relativa del aire exterior con respecto a la fuente, bien debida al viento o a

    la velocidad de la fuente

    17 Mejoras a la patente principal P201000275 según reivindicación 1 caracterizada

    porque se utiliza un sistema térmico para introducir el aire dentro del conducto (2)

    donde dicho sistema incluye, al menos, un intercambiador de calor, un ventilador y

    válvulas antirretomo instaladas en la conducción del aire a calentar.