ES2551756B1

ES2551756B1 - Turbina hidráulica de interposición

Info

Publication number: ES2551756B1
Application number: ES201400434A
Authority: ES
Inventors: Antonia Sempere Navarro
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2014-05-21
Filing date: 2014-05-21
Publication date: 2016-03-29
Anticipated expiration: 2034-05-21
Also published as: ES2551756A1

Abstract

Turbina hidráulica de interposición con alto nivel de rendimiento, para ser instalada en serie o interpuesta en una tubería hidráulica y que, mediante la incorporación de un generador eléctrico (7), produce energía eléctrica a partir de la energía hidráulica inherente a una tubería hidráulica. Su óptimo rendimiento energético es debido a características tales como, la existencia en el interior de la voluta (1), de una canalización dispuesta en espiral (3), que proporciona una homogénea distribución del fluido por la totalidad del perímetro del rodete (4), y la singular geometría que caracteriza al citado rodete (4), con el cuerpo en forma de semihiperboloide y los álabes (5), con forma de paraboloide hiperbólico. Así los álabes (5), del rodete (4), son impulsados por la fuerza del fluido, haciendo girar un eje (6), solidario a un generador eléctrico (7) y transformado la energía mecánica del eje (6) en energía eléctrica.

Description

TURBINA HIDRÁULICA DE INTERPOSICIÓN

OBJETO DE LA INVENCION

La presente invención, de acuerdo como se expresa en el enunciado de esta memoria descriptiva, hace referencia a una turbina hidráulica que está específicamente diseñada para su instalación en serie, o interpuesta en el recorrido de una tubería de suministro hidráulico y que mediante la incorporación de un generador eléctrico, es capaz de producir energía eléctrica.

Por la acción conjunta de una serie de componentes, que quedaran descritos convenientemente, la turbina hidráulica objeto de la presente invención, transfonna la energía hidráulica inherente a una tuberia a presión a través de la cual circula un fluido en energía eléctrica

Así, la referenciada turbina hidráulica está integrada por varios componentes, tales como dos medios cuerpos con una cavidad en su interior con fonna de espiral, Wl rodete con álabes, el cual, recibe el flujo hidráulico; un eje que gira solidario a la propela y un difusor cónico, que facilita la salida del fluido a través de la tobera de salida. El conjunto formado por el eje central, el rodete y el difusor componen el rotor de la turbina. De igual modo, la turbina objeto de la presente invención, dispone de dos toberas, una de entrada, por donde el fluido hidráulico procedente de cualquier canalización de swninistro entra en la turbina, y una tobera de salida, por donde es devuelto el fluido a la canalización. En el extremo del eje opuesto al difusor podrá ser acoplado un generador eléctrico.

Las distintas piezas que componen la turbina, podrán ser fabricadas en diferentes metales así como en materiales polímeros.

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S: El singulár diseño del rodete, que posee una singular geometría que Jo caracteriza, con el cuerpo en forma de semi hiperboloide distinto a la de cualquier otra turbina existente en el estado de la técnica, y de sus álabes, con forma de paraboloide hiperl:x)lico, unido a la especial configuración de la cavidad interior de la voluta en forma de espiral, proporcionan un elevado rendimiento en el proceso de transformación de energía hidráulica en energía mecánica

10: Otra característica destacada de la turbina objeto de la presente invención, es la capacidad de funcionar con un alto nivel de rendimiento, en el caso particular de ser instalada en serie o interpuesta en cualquier punto de una tubería hidráulica, trabajando con diferencial de presión. Además, también obtiene un alto rendimiento siendo instalada aJ término de una tubería y reaJizando la descarga de fluido a presión atmosférica, tal y como encontramos instaladas las turbinas hidráulicas ya existentes.

15: CAMPO DE APLICACION

El campo de aplicación de la presente invención es el de la indusuia productora de energias limpias o a1terativas.

ANTECEDENTES DE LA INVENCION

20 2S: Existen en el mercado diversos tipos de turbinas hidráulicas, siempre adaptadas a condiciones hidráulicas muy específicas y concretas. Algunas son utilizadas para generar energía mecánica y otras para la producción de energía eléctrica con la incorporación al conjunto de un generador eléctrico. Las turbinas hidráulicas existentes están específicamente diseñadas para trabajar con descarga o salida de fluido a presión atmosférica, y no funcionan correctamente cuando son intercaladas en una tubería hidráulica, puesto que a la descarga o salida del fluido, existe una presión superior a la atmosférica.

30

Con la finalidad de resolver los inconvenientes que han sido planteados en los párrafos anteriores, ha sido ideada la turbina hidráulica objeto de la presente invención, es decir, que transforma la energía hidráulica procedente de una canalización con fluido a presión, en energía eléctrica obteniendo un mayor rendimiento energético, pudiendo ser instalada de fonna sencilla y en circunstancias hasta ahora no contempladas. Así, la turbina hidráulica obedece a la siguiente dinámica de firncionamiento:

El fluido con una determinada presión procedente de la tubería de suministro, es

introducido en el interior de la voluta (1), a través de una tobera de entrada (2). El

flujo descrito, discurre por una canalización dispuesta en espiral (3), alojada en el interior de la voluta (1). Esta canalización tiene por finalidad homogeneizar el paso

del fluido desde toda la espiral hacia la totalidad del perimetro del rodete (4), que

posee una singular geometría que lo caracteriza, con el cuerpo en fonna de semi

hiperboloide. El flujo que desagua en el rodete (4), que posee una singular geometría

que lo caracteriza, con el cuerpo en fonna de semi hiperboloide. impulsa los álabes

(5), con forma de paraboloide hiperbólico de ésta, que giran por efecto de la fuerza del propio fluido. El rodete (4), gira solidariamente el eje (6), que es el encargado de

transmitir la energía mecánica generada por el fluido al generador eléctrico (7), el cual, transforma la energía mecánica en eléctrica El fluido es conducido hacia la

lobem de salida (9), mediante un difusor cónico opeional (8), situado en la parte

central delantera del rodete (4) y formando uno de los extremos del rotor. Las roscas

(11) de la tobera de entrada y de la tobera de salida (9), pueden ser sustituidas por un

dispositivo de acoplamiento con bridas.

Es entonces objeto de la presente invención, proveer una turbina que tiene por fmalidad la generación de energía eléctrica, mediante la incorporación de un generador eléctrico (7).

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ES 2 551 756 Al

Así, mediante una serie de procesos inducidos, junto con la incorporación de una serie de piezas y elementos, taJes como una voluta (1), con canalización interior en espiral (3), un rodete (4), que posee una singular geometria que lo caracteriza, con el cuerpo en foona de semi hiperboloide con álabes (5) con fonna de paraboloide hiperbólico, un difusor cónico opcional (8), que pennite facilitar la evacuación del fluido a través de la tobera de salida (9), un eje (6), con sus respectivos rodamientos (10), conectado a un generador eléctrico (7), la turbina proveída es capaz de transfonnar la energía hidráulica inherente a IDla canalización a presión en energía eléctrica.

DESCRIPCiÓN DE LAS FIGURAS

Para complementar la descripción que se está realizando y con objeto de facilitar la comprensión de las características de la invención, se acompaña a la presente memoria descriptiva un juego de dibujos, en los que con carácter ilustrativo, y no limitativo, se ha representado lo siguiente:

-: La figura 1 muestra una vista en sección longitudinal de la turbina hidráulica objeto de la presente invención.

-: La figura 2 muestra una vista isométrica y con sección transversal de la turbina hidráulica objeto de la presente invención.

-: La figura 3 representa una vista isométrica del rodete con sus álabes objeto de la presente invención.

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Como puede observarse en las figuras referenciadas, la turbina hidráulica consta de una toberd de entrada (2), roscada (11), por donde es introducido el fluido a presión 5

procedente de cualquier tipo de canalización hidráulica. El flujo es conducido hacia la voluta (1), cuya canalización interior en espiral (3). lo distribuye uniformemente

por todo el perímetro del rodete (4), que posee una singular geometría que lo

caracteriza, con el cuel]X) en fonna de semi hiperboloide con álabes (5) con fonna de

paraboloide hiperbólico. El flujo hidráulico a presión impulsa los álabes (5), 10 provocando un giro del rodete (4), que es transmitido solidariamente al eje (6),

rotando sobre sus correspondientes rodamientos (10), Y unido JX>r un lado al rodete

(4), y por el otro lado al generador eléctrico (7). El flujo es devuelto a la

canalización a presión mediante la tobera de salida (9), guiado por un difusor

cónico opcional (8). El citado difusor cónico (8), sería situado en la parte central 15 delantera del rodete (4). Las roscas (11), de las toberas son susceptibles de ser

sustituidas por un dispositivo de acoplamiento mediante bridas.

Descrita suficientemente la naturaleza de la invención, así como la manera de realizarse en la práctica, debe hacerse constar que las disposiciones anterionnente 20 indicadas y representadas en los dibujos adjWltOS son susceptibles de modificaciones de detalle en cuanto no alteren el principio fundamental.

Claims

REIVINDICACIONES

l.-TURBINA HIDRÁULICA DE INTERPOSICIÓN, esencialmente caracterizada porque

consta de las sib'Uientes partes o elementos: Una voluta (1), con canalización interior en

espiral (3); una tobera de entrada del fluido (2), y otra de salida (9), ambos roscadas (1 1); Un

rodete (4) que IX'see una singular geometria que lo caracteriza, con el cuerpo en fonna de semi hiperooloide~ con álabes (5) con fonna de paraboloide hiperbólico, que incorpora un difusor cónico opcional (8), en su parte anterior. También incorpora un eje (6), con sus rodamientos (10), y un generador eléctrico (7) situado en el extremo opuesto.