ES2567063T3 - Molino de agua subterráneo - Google Patents

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ES2567063T3 ES12702854.6T ES12702854T ES2567063T3 ES 2567063 T3 ES2567063 T3 ES 2567063T3 ES 12702854 T ES12702854 T ES 12702854T ES 2567063 T3 ES2567063 T3 ES 2567063T3
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Abstract

Un molino de aguas residuales (12, 12', 12'') para generar energía eléctrica a partir de un flujo de aguas residuales (14, 14', 14'') que pasa por un conducto de aguas residuales subterráneo (50, 50', 50''), definiendo dicho flujo de aguas residuales (14, 14', 14'') una superficie libre (16, 16', 16'') y una dirección del flujo dentro de dicho conducto de aguas residuales, comprendiendo dicho molino de aguas residuales (12, 12', 12''): una rueda hidráulica (22, 22', 22'') para ser accionada por dicho flujo de aguas residuales (14, 14', 14'') en una configuración de impulsión por abajo, un árbol (28, 28', 28'') para definir un eje geométrico rotativo para dicha rueda hidráulica (22, 22', 22''), estando dicho eje geométrico rotativo situado por encima de dicha superficie libre (16, 16', 16'') y orientado transversalmente con respecto a dicha dirección del flujo en dicha configuración de impulsión por abajo, un soporte de la rueda (26, 26', 26'') para soportar de forma rotativa dicha rueda hidráulica (22, 22', 22'') en dicha configuración de impulsión por abajo y en una posición fija con respecto a dicho conducto de aguas residuales subterráneo (50, 50', 50''), estando dicho soporte de la rueda (26, 26', 26'') adaptado para situar dicha rueda hidráulica (22, 22', 22'') de manera que dicho eje geométrico rotativo esté situado por debajo de la parte superior de dicho conducto de aguas residuales (48, 48', 48'') y más próximo a la parte superior de dicho conducto de aguas residuales (48, 48', 48'') que a la parte inferior de dicho conducto de aguas residuales (50, 50', 50''), y un generador eléctrico (34, 34', 34'') operativamente conectado con dicha rueda hidráulica (22, 22', 22'') y dicho árbol (28, 28', 28'') para ser accionado por dicha rueda hidráulica (22, 22', 22'') y producir energía eléctrica, en el que dicha rueda hidráulica (22, 22', 22'') comprende una paleta (52, 52', 52'', 52''', 68, 68', 68'', 68''') para ser empujada por dicho flujo de aguas residuales (14, 14', 14'') para accionar dicha rueda hidráulica (22, 22', 22''), dicha paleta (52, 52', 52'', 52''', 68, 68', 68'', 68''') se extiende en dirección radial con respecto a dicho eje geométrico rotativo, y dicha rueda hidráulica (22, 22', 22'') comprende un soporte de paleta (54, 54', 54'') que interconecta dicha paleta (52, 52', 52'', 52''', 68, 68', 68'', 68''') y dicho árbol (28, 28', 28'') para soportar dicha paleta (52, 52', 52'', 52''', 68, 68', 68'', 68'''), dicha paleta (52, 52', 52'', 52''', 68, 68' 68'', 68''') define una porción de paleta cuando se observa en una dirección perpendicular a dicha dirección radial y dicho eje geométrico de rotación, y dicho perfil de paleta presenta un borde distal curvado (70, 70', 70'', 70''') correspondiente a la porción de fondo del corte en sección transversal de dicho conducto de aguas residuales (50, 50', 50'').

Description

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DESCRIPCION
Molino de agua subterraneo
La invencion se refiere a un molino de agua para generar energfa electrica a partir de un flujo de aguas residuales que pasan por un conducto de aguas residuales subterraneo.
Es conocido el sistema de generar electricidad por medio de un flujo de agua generado por la fuerza gravitatoria que actua sobre el agua. Generalmente, se construyen grandes estructuras con la finalidad espedfica de generar potencia hidroelectrica, por ejemplo estaciones de potencia hidroelectrica convencionales o producida por el agua del no, lo que requiere el funcionamiento de grandes presas, y estaciones maremotrices, lo que requieren estructuras de soporte complicadas en o sobre el agua. Estas tecnicas, para generar un flujo de agua y / o situar una estacion en un flujo, requieren grandes y costosas instalaciones, en particular si la generacion de la electricidad tiene que ser eficiente.
En muchos entornos urbanos existen instalaciones que generan un flujo de agua, en particular de aguas residuales, bajo la forma de conductos de aguas residuales subterraneos, por ejemplo colectores para aguas fluviales y alcantarillas. Es conocido el sistema de generar energfa electrica a partir de aguas residuales por conductos subterraneos, por ejemplo, veanse los documentos BE 1017699A6, uS 2007/0182159A1 y US 2005/0248161A1. De acuerdo con las ensenanzas de los documentos BE 1017699A6 y US 2007/0182159A1, las estructuras de agua de molino estan alojadas dentro de un registro del sistema de conductos de aguas residuales con el fin de hacer posible que la rueda hidraulica este elevada con respecto al nivel del agua dentro del conducto de aguas residuales subterraneo en cuanto las estructuras de subida y bajada sirven para situar el eje geometrico rotativo de la rueda hidraulica por encima de la superficie libre de las aguas residuales. A partir del documento US 2005/0248161A1 es conocido un molino de aguas residuales en el que la rueda hidraulica esta alojada dentro de un alojamiento separado por encima del conducto de aguas residuales, y la rueda hidraulica, en consecuencia, solo se extiende parcialmente por dentro del conducto de aguas residuales hasta una posicion por encima de la superficie de fondo del conducto de aguas residuales, en consecuencia, cuando haya un nivel de agua bajo en el conducto de aguas residuales, la rueda hidraulica no es agitada por las aguas residuales y el molino de aguas residuales, en consecuencia, no produce electricidad. Sin embargo, las tecnicas conocidas no convierten eficientemente un flujo de aguas residuales en energfa electrica. Es, por tanto, un objeto de la presente invencion generar de manera eficiente y fiable energfa electrica a partir del flujo de aguas residuales en un entorno urbano. Es un objeto adicional proporcionar un molino de agua de bajo coste que pueda ser integrado en sistemas de aguas residuales subterraneos convencionales. A partir del documento US 4,488,055 es conocida una estructura de agua de molino de acuerdo con cuya estructura un tubo para fluidos que ocupa el entero tubo esta provista de un alojamiento separado sobre la parte superior del tubo y presenta unas palas de helice que se extienden por el interior del fluido que fluye por el tubo para fluidos. La tecnica conocida en el documento US 4,488,055 no esta concebida para su uso en conductos de aguas residuales, y esta estructura, en cuanto tal, depende del completo llenado del tubo por el fluido en cuanto las paletas de la rueda de paletas solo se extienden hasta una posicion ligeramente por debajo de la lmea central del tubo.
El objeto expuesto, de acuerdo con un primer aspecto de la presente invencion, se satisface mediante un molino de aguas residuales para generar energfa electrica a partir de un flujo de aguas residuales que pasan por un conducto de aguas residuales subterraneo, definiendo el flujo de aguas residuales una superficie libre y una direccion del flujo en el interior del conducto de aguas residuales, comprendiendo el molino de aguas residuales: una rueda hidraulica para ser accionada por el flujo de aguas residuales en una configuracion de impulsion por abajo, un soporte de la rueda para soportar de forma rotativa la rueda hidraulica en la configuracion de impulsion por abajo y en una posicion fija con respecto al conducto de aguas residuales subterraneo, y un generador electrico conectado de forma operativa con la rueda hidraulica y el arbol para ser accionado por la rueda hidraulica para producir energfa electrica. El flujo de aguas residuales puede pasar perpendicularmente con respecto al eje geometrico rotativo en la configuracion de impulsion por abajo.
El objeto expuesto se obtiene, de acuerdo con una definicion alternativa del primer aspecto de la presente invencion, mediante un molino de aguas residuales para generar energfa electrica a partir de un flujo de aguas residuales que pasa por un conducto de aguas residuales subterraneo, definiendo el flujo de aguas residuales una superficie libre y una direccion del flujo por dentro del conducto de aguas residuales, comprendiendo el molino de aguas residuales: una rueda hidraulica para ser accionada por el flujo de aguas residuales en una configuracion de impulsion por abajo, un arbol para definir un eje geometrico rotativo para la rueda hidraulica, estando el eje geometrico rotativo situado por encima de la superficie libre y orientado transversalmente con respecto a la direccion del flujo en la configuracion de impulsion por abajo, un soporte de rueda para soportar de forma rotativa la rueda hidraulica en la configuracion de impulsion por abajo y en una posicion fija con respecto al conducto de aguas residuales subterraneo, y un generador electrico conectado de forma operativa con la rueda y con el arbol para ser accionado por la rueda hidraulica para producir energfa electrica. El eje geometrico rotativo puede ser perpendicular a la direccion del flujo.
Las aguas residuales pueden ser agua que haya resultado afectada negativamente por la actividad humana o que afecte negativamente a la actividad humana. Puede ser de alcantarillado, agua que corra por las areas urbanas, o una combinacion de estas. El alcantarillado se entiende aqrn que abarca las aguas residuales procedentes de una
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comunidad. Las aguas residuales pueden ser o bien en solucion o suspension, las fuentes del alcantarillado pueden ser domesticas, municipales y / o industrials. El conducto de aguas residuales se entiende aqu que abarca una estructura que conduce las aguas residuales en un colector sanitario, un colector para aguas fluviales o una combinacion de los mismos. Las aguas residuales pueden ser tambien agua de refrigeracion, por ejemplo procedente de una planta de energfa electrica, y el agua de refrigeracion puede provenir, por ejemplo, de una planta generadora, y el agua de refrigeracion puede ser un agua recirculante, por ejemplo el flujo de los desechos puede ser arrastrado por calor y retroalimentados a la planta generadora
Subterraneo debe entenderse en la presente memoria con el significado de que el propio conducto de aguas residuales esta situado por bajo el nivel del suelo y que es una estructura superpuesta, por ejemplo puede ser un tubo enterrado o un tunel de abrigo subterraneo. Una posible fuente de energfa para el molino de aguas residuales es agua accionada de manera gravitatoria. La direccion del flujo se puede definir como un flujo descendente, por ejemplo provocado por una pendiente de unas pocas decenas de grado en un sistema de alcantarillado, por un flujo arrastrado mecanicamente, por ejemplo provocado por bombas mecanicas o una combinacion de los mismos. Que las aguas residuales tengan una superficie libre significa que el conducto de aguas residuales no esta completamente lleno de aguas residuales, sino que hay un volumen de aire o de gas por encima de las aguas residuales.
La posicion fija de la rueda hidraulica con respecto al conducto de aguas residuales subterraneo significa que el eje geometrico rotativo alrededor del cual la rueda hidraulica puede rotar es fijo con respecto al conducto de aguas residuales. Que el generador electrico esta conectado de forma operativa con la rueda hidraulica y con el arbol significa que, cuando la rueda hidraulica rota, el generador electrico produce energfa electrica.
La posicion fija de la rueda hidraulica con respecto al conducto de aguas residuales subterraneo, hace posible que la rueda hidraulica tenga un diametro mayor que las dimensiones interiores del conducto de aguas residuales y de una via de paso conectada con el conducto de aguas residuales, si la rueda esta montada en la conjuncion del conducto de aguas residuales y la via de paso. El diametro mayor, a su vez, tiene el efecto de una mejora de la eficiencia del molino de agua.
El conducto de aguas residuales subterraneo puede definir una superficie interior y el soporte de la rueda comprende un medio de sujecion para fijar el soporte de la rueda a la superficie interior. El conducto de aguas residuales subterraneo puede definir una superficie interior que comprenda una porcion lateral situada entre el fondo y la parte superior del conducto de aguas residuales subterraneo, y el medio de sujecion puede ser adaptado para asegurar el soporte de la rueda a la porcion lateral. El medio de sujecion puede ser adaptado para asegurar el soporte de la rueda a una estructura de hormigon y / o de plastico. El medio de sujecion tiene la ventaja de que el molino de aguas residuales puede ser instalado en un conducto de aguas residuales ya existente y en funcionamiento en un entorno urbano.
La rueda hidraulica puede comprender una paleta para ser empujada por el flujo de aguas residuales para accionar la rueda hidraulica. La paleta puede ser orientada en direccion radial con respecto al eje geometrico rotativo. Esta orientacion significa que la paleta esencialmente irradia hacia el exterior desde el eje geometrico rotativo, esto es, que esta encarada perpendicularmente hacia fuera a lo largo del radio de la rueda hidraulica. Esto tiene la ventaja de que la rueda hidraulica funcione eficientemente tambien en niveles elevados de aguas residuales en el conducto de aguas residuales.
La rueda hidraulica puede comprender un soporte de paleta que interconecte la paleta y el arbol para soportar la paleta. La paleta puede ser fijada de manera liberable al soporte de paleta. Esto permite que las paletas sean fijadas a la rueda hidraulica in situ, lo que significa que la rueda hidraulica puede tener un diametro efectivo que sea mayor que las dimensiones interiores de las vfas de paso o aberturas a traves de las cuales puede ser transportada o desplazada antes de ser instalada. La hoja de paleta fijada de manera liberable permite tambien que la paleta sea sustituida si se ha danado o gastado a causa de los desechos, como por ejemplo pequenas rocas y ramas rotas, de las aguas residuales. El soporte de pala puede estar compuesto por una pluralidad de elementos mas pequenos para hacer posible un ensamblaje in situ de la porcion central. Esto hace posible que la rueda hidraulica tenga un diametro efectivo mayor que las dimensiones interiores de las vfas de paso o aberturas a traves de las cuales deba ser transportada o desplazada antes de ser instalada.
El soporte de paleta puede ser cilmdrico y el eje geometrico de simetna del cilindro puede ser colineal con el eje geometrico rotativo. El cilindro puede ser un cilindro circular. Esta forma del soporte de paleta es favorable cuando los niveles de las aguas residuales sean tan elevados que lleguen al soporte de paleta. El soporte de paleta puede tener una primera extension maxima perpendicular al eje geometrico rotativo y una segunda extension maxima paralela al eje geometrico rotativo, y la primera extension maxima ser mayor que la segunda extension maxima. Con esta limitacion de la dimension del soporte de paleta ello sera un obstaculo menor para el flujo de las aguas residuales, haciendo posible que fluyan mas alla de la rueda hidraulica por cada uno de los lados del soporte de paleta en el caso de que el nivel de las aguas residuales alcance esa altura. Al mismo tiempo, la limitacion de las dimensiones permitira un mayor radio de la rueda hidraulica como conjunto, incrementando asf el par producido y la eficiencia de la rueda hidraulica. La primera extension maxima puede ser mayor que la segunda extension maxima
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por un factor de 1 o superior a los rangos de 2 a 20, 3 a 10, 4 a 9, 5 a 8, 6 a 7, 2 a 3, 3 a 4, 4 a 5, 5 a 6, 6 a 7, 7 a 8, 8 a 9, 9 a 10 y 10 a 20.
El soporte de paleta puede ser un cuerpo hueco y hermetico. De esta manera, el soporte de paleta desvfa las aguas residuales para que fluyan por sus lados, donde actue sobre las paletas. Asf mismo, los desechos de las aguas residuales no quedaran capturados por el soporte de paleta. La naturaleza hueca permite un soporte de paleta de peso ligero que puede ser arrastrado por pasos estrechos por debajo del suelo para la instalacion en un conducto de aguas residuales antiguo.
La rueda hidraulica puede comprender el arbol, la rueda hidraulica puede ser fijada al arbol, el soporte de la rueda soporta de forma rotativa el arbol, y el generador electrico puede ser conectado de manera operativa con la rueda hidraulica por medio del arbol. Esto hace posible la presencia de un generador electrico exterior al generador electrico. Como alternativa, el soporte de la rueda puede comprender el arbol, el arbol puede ser fijado al soporte de la rueda, el arbol puede soportar de forma rotativa la rueda hidraulica, y el generador electrico puede ser un generador de cubo fijado a la rueda hidraulica y al arbol. El generador electrico puede ser situado dentro del soporte de paleta. Es especialmente ventajoso si el soporte de paleta es un cuerpo hueco y hermetico.
La paleta puede ser curvada para definir un lado convexo y un lado concavo opuesto al lado convexo. La seccion transversal de la paleta perpendicular a la direccion radial puede corresponder a un arco de un drculo. El lado concavo puede estar encarado hacia el flujo de las aguas residuales cuando la rueda hidraulica sea accionada por las aguas residuales. Se ha mostrado que esta geometna es particularmente favorable cuando el conducto de aguas residuales presenta una seccion transversal circular.
La paleta puede tener un punto proximal situado en el soporte de paleta y un punto distal situado en el extremo mas exterior de la paleta a partir del eje geometrico rotativo, y la seccion transversal de la paleta perpendicular a la direccion radial puede tener aproximadamente la misma curvatura en todos los puntos entre el punto proximal y distal. Esto tiene la ventaja de que la rueda hidraulica pueda ser eficiente en un rango de diferentes niveles de las aguas residuales. La seccion transversal de la paleta paralela a la direccion radial puede tener una curvatura que sea de aproximadamente cero. Esto tiene la ventaja de que se reduce el riesgo de que los desechos sean capturados por la paleta.
La paleta puede extenderse desde el soporte de paleta en una direccion que defina un angulo con respecto a la direccion radial. Esto puede tener una ventaja si el nivel de las aguas residuales es constante. En particular, si la paleta esta dispuesta para confluirtangencialmente con la superficie libre de las aguas residuales.
La paleta puede definir una porcion de una superficie cilmdrica, y la paleta se puede extender en paralelo con el eje geometrico de simetna de la superficie cilmdrica. La paleta puede comprender una porcion estrecha y una porcion ancha, la porcion estrecha puede estar situada mas cerca del eje geometrico rotativo que la porcion ancha, la porcion estrecha puede tener una tercera extension maxima paralela al eje geometrico rotativo, la porcion ancha puede tener una cuarta extension maxima paralela al eje geometrico rotativo, y la tercera extension maxima puede ser mas pequena que la cuarta extension maxima. Con esta geometna, la paleta es eficiente en un rango de niveles superior de las aguas residuales.
La paleta puede definir un perfil de paleta cuando se observa en direccion perpendicular a la direccion radial y al eje geometrico de rotacion, y el perfil de paleta puede presentar un borde distal curvado. El borde distal se debe entender aqrn como un borde que interconecta dos bordes laterales sobre los lados opuestos de la paleta y el punto mas alejado sobre la paleta desde el eje geometrico rotativo este situado sobre el borde distal. El borde distal curvado reduce el riesgo de que los desechos sean capturados entre la paleta y el conducto de aguas residuales, lo que impedina que la rueda hidraulica girara y provocana que el molino de aguas residuales dejara de funcionar. El borde distal curvado puede corresponder a una porcion de un cfrculo, o el borde distal curvado puede definir una protuberancia redondeada. Como alternativa o adicionalmente, la paleta puede definir un perfil de paleta cuando se observe en una direccion perpendicular a la direccion radial y al eje geometrico de rotacion, y el perfil de paleta puede presentar un borde distal curvado correspondiente a la porcion de fondo de un corte en seccion transversal del conducto de aguas residuales. Esto facilita la eficiencia de la rueda hidraulica.
La rueda hidraulica puede comprender una pluralidad de paletas adicionales similares a la paleta ya descrita
El soporte de la rueda puede ser adaptado para situar la rueda hidraulica de manera que el eje geometrico rotativo quede situado por encima del conducto superior de las aguas residuales en la configuracion de impulsion por abajo. Esto tiene la ventaja de que el molino de agua funcionara de manera eficiente tambien cuando la superficie libre de las aguas residuales este proxima a la parte superior del conducto de aguas residuales. El soporte de la rueda puede ser adaptado para situar la rueda hidraulica de manera que el eje geometrico rotativo este situado por debajo de la parte superior del conducto de aguas residuales y mas cerca de la parte superior del conducto de aguas residuales que respecto al fondo del conducto de aguas residuales. Esta posicion es ventajosa en los niveles tfpicos de las aguas residuales para la mayona de los tipos y dimensiones de los conductos de aguas residuales mas habituales. El conducto de aguas residuales puede definir una primera altura correspondiente a la dimension vertical interior media del conducto de aguas residuales, el soporte de la rueda puede ser adaptado para situar la rueda
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hidraulica de manera que el eje geometrico rotativo este situado a una segunda altura con respecto al fondo del conducto de aguas residuales, y la relacion de la segunda altura respecto de la primera altura puede ser de 1 o mas de los rangos de 0,5 a 0,6, 0,6 a 0,7, 07 a 08, 0,8 a 0,9, y 0,9 a 1,0, y / o en uno o mas de los rangos de 0,7 a 0,8, 06 a 0,9 y 0,5 a 1.
El generador puede ser situado en una primera elevacion desde el fondo de aguas residuales y el eje geometrico rotativo puede ser situado en una segunda elevacion a partir del fondo del conducto de aguas residuales, y las primera y segunda elevaciones pueden ser aproximadamente iguales o la primera elevacion puede ser mayor que la segunda elevacion. Como alternativa, el generador puede ser situado por encima del eje geometrico rotativo. Como alternativa o adicionalmente, el generador puede ser situado por encima de la parte superior del conducto de aguas residuales. Esto tiene la ventaja de que se reduce el riesgo de que las aguas residuales lleguen hasta el generador electrico.
El conducto de aguas residuales subterraneo puede ser conectado con una via de paso subterranea, y el molino de aguas residuales puede tambien comprender: un tabique estanco para sellar la via de paso subterranea respecto del conducto de aguas residuales para impedir que las aguas residuales fluyan por el interior de la via de paso subterranea, definiendo el tabique estanco una abertura que permite que el arbol de la rueda pase a traves del tabique estanco, y el generador electrico esta adaptado para quedar situado sobre el lado del tabique opuesto al lado sobre el cual se situe la rueda hidraulica. El generador electrico puede ser fijado a y soportado por el tabique. El molino de aguas residuales puede tambien comprender: una junta estanca para impedir que las aguas residuales del flujo de aguas residuales fluya entre el tabique estanco y el arbol de la rueda.
Una primera porcion del soporte de la rueda puede ser fijada al tabique estanco, y una segunda porcion del soporte de la rueda puede ser adaptada para quedar fijada a y soportada por el conducto de aguas residuales sobre el lado opuesto de las aguas residuales respecto del tabique estanco.
El molino de aguas residuales puede tambien comprender: una puerta fijada al conducto de aguas residuales para cerrar el conducto de aguas residuales para reducir o detener el flujo de las aguas residuales que pasan por la rueda hidraulica. La puerta puede ser situada corriente arriba de la rueda hidraulica con respecto al flujo de las aguas residuales. El molino de aguas residuales puede tambien comprender: un conducto de derivacion que conecte con el conducto de aguas residuales en un primer punto corriente arriba de la rueda hidraulica y en un segundo punto corriente abajo de la rueda hidraulica, para hacer posible que el flujo de agua residuales circunvale la rueda hidraulica. La puerta puede estar situada corriente abajo del primer punto con respecto al flujo de aguas residuales.
El molino de aguas residuales puede tambien comprender: una pantalla para ser insertada corriente arriba de la rueda hidraulica con respecto al flujo de aguas residuales, y un accionador de la pantalla para desplazar la pantalla entre una posicion retrafda y una posicion insertada, desviando la pantalla al menos parte del flujo de aguas residuales respecto de la rueda hidraulica en la posicion insertada, y desviandose menos o nada de las aguas residuales respecto de la rueda hidraulica en la posicion retrafda en comparacion con la posicion insertada.
La pantalla puede comprender: una envuelta que defina un espacio interior para alojar una porcion o la totalidad de la rueda hidraulica en la posicion insertada, y el accionador de la pantalla puede comprender: un rail de grna para soportar la envuelta con respecto al conducto de aguas residuales y para hacer posible que la envuelta se desplace entre las posiciones retrafda e insertada. El molino de aguas residuales puede comprender: una envuelta superior que defina un primer arco de un cilindro con un primer espacio interior para alojar un arco correspondiente de la rueda hidraulica, y la pantalla puede comprender: una envuelta inferior que defina un primer arco de un cilindro con una segunda superficie interior para alojar un arco correspondiente de la rueda hidraulica, estando la envuelta superior adaptada para alojar una porcion de la totalidad de la envuelta inferior, o estando la envuelta inferior adaptada para alojar una porcion de o la totalidad de la envuelta superior, y el accionador de la pantalla puede comprender: un soporte rotativo para conectar de forma rotativa la envuelta inferior con el arbol para hacer posible que la envuelta inferior rote entre las posiciones retrafda e insertada. Las envueltas superior e inferior pueden ser adaptadas para cubrir completamente la rueda hidraulica con la envuelta inferior en la posicion insertada de la pantalla.
Tanto el primer aspecto de la presente invencion como la definicion alternativa de la presente invencion pueden comprender cualquier rasgo caractenstico unico descrito anteriormente o cualquier combinacion de trabajo de cualquier numero de los rasgos caractensticos descritos con anterioridad.
El objeto expuesto, de acuerdo con un segundo aspecto de la presente invencion, se satisface mediante un procedimiento para generar energfa electrica a partir de un flujo de aguas residuales que pasa por un conducto de aguas residuales subterraneo de una estructura de alcantarilla subterranea, definiendo el flujo de aguas residuales una superficie libre y una direccion del flujo dentro del conducto de aguas residuales, comprendiendo el procedimiento: la provision de una rueda hidraulica para ser accionada por el flujo de aguas residuales en una configuracion de impulsion por abajo, la provision de un arbol para definir un eje geometrico rotativo para la rueda hidraulica, el posicionamiento del eje geometrico rotativo por encima de la superficie libre, la orientacion del arbol transversalmente respecto de la direccion del flujo, la provision de un soporte de la rueda para soportar de manera rotativa la rueda hidraulica en una posicion fija con respecto al conducto de aguas residuales subterraneo, la fijacion
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del soporte de la rueda a la estructura de alcantarilla subterranea para soportar la rueda hidraulica en la configuracion de impulsion por abajo, la provision de un generador electrico para producir ene^a electrica y la conexion de forma operativa del generador con la rueda hidraulica para accionar el generador electrico mediante la rueda hidraulica. La rueda hidraulica, el arbol, el soporte de la rueda y el generador electrico pueden constituir un molino de aguas residuales, y el molino de aguas residuales puede tambien comprender cualquiera de las caractensticas de acuerdo con el primer aspecto de la presente invencion o con la definicion alternativa del primer aspecto de la presente invencion.
Breve descripcion de los dibujos
A continuacion se representan multiples formas de realizacion de los diferentes aspectos de la presente invencion, en los que:
La FIG. 1A ilustra una forma de realizacion preferente del molino de aguas residuales situado en una alcantarilla subterranea vista desde el lado con respecto al flujo de aguas residuales,
la FIG. 1B ilustra el molino de aguas residuales de la FIG. 1A visto en la direccion del flujo de aguas residuales,
la FIG. 2A ilustra una forma de realizacion alternativa del molino de aguas residuales situado en una alcantarilla subterranea vista desde el lado con respecto al flujo de aguas residuales,
la FIG. 2B ilustra el molino de aguas residuales de la FIG. 2A visto en la direccion del flujo de aguas residuales,
la FIG. 3A ilustra una forma de realizacion alternativa del molino de aguas residuales situado en una alcantarilla subterranea vista desde el lado con respecto al flujo de aguas residuales,
la FIG. 3B ilustra el molino de aguas residuales de la FIG. 3A visto en la direccion del flujo de aguas residuales,
las FIGS. 4A - C ilustran una forma de realizacion preferente de una paleta,
las FIGS. 5A - C ilustran una porcion de una primera forma de realizacion alternativa de una paleta,
las FIGS. 6A - C ilustran una porcion de una segunda forma de realizacion alternativa de una paleta,
las FIGS. 7A - C ilustran una porcion de una tercera forma de realizacion de una paleta,
las FIGS. 8A - B ilustran una forma de realizacion alternativa del molino de aguas residuales con una puerta para cerrar el flujo de aguas residuales,
las FIGS. 9A - B ilustran una pantalla deslizable para proteger la rueda hidraulica, las FIGS. 10A - B ilustran una pantalla rotativa para proteger la rueda hidraulica, y
la FIG. 11 ilustra un grafico que muestra en rendimiento del molino de aguas residuales de acuerdo con la forma de realizacion preferente de la presente invencion.
Descripcion detallada
Las FIGS. 1A - B ilustran una forma de realizacion preferente de un molino de aguas residuales 12 dispuesto en una alcantarilla 10 subterranea. Las aguas residuales 14 pasan por el fondo 50 del conducto de agua residuales 18 en la direccion indicada por las flechas rectas. El conducto de aguas residuales 18 es un tubo de hormigon con una seccion transversal circular y esta orientado para definir una pendiente de unas pocas decimas de un porcentaje. El conducto de aguas residuales 18 esta unido en uno de sus lados por un registro o via de paso orientado esencialmente en vertical 20. El molino de aguas residuales 18 esta situado en la union entre el conducto de aguas residuales 18 y el registro 20. Las aguas residuales 14 presentan una superficie libre 16 dentro del conducto de aguas residuales 18, lo que significa que el conducto de aguas residuales 18 no esta completamente lleno hasta la parte superior 48. El molino de aguas residuales 12 presenta un tabique estanco 90 que cierra el registro 20 respecto del conducto de aguas residuales 18 de manera que se impida que las aguas residuales 14 fluyan por el interior del registro 20 si la superficie libre 16 alcanza la altura por encima del suelo 82 del registro 20.
El molino de aguas residuales 12 presenta una rueda hidraulica 22 centrada sobre y ngidamente fijada a un arbol de la rueda 28 que define un eje geometrico rotativo 24. El arbol de la rueda 28 es soportado en forma rotativa por un soporte de la rueda 26. El soporte de la rueda 26 encaja con el arbol de la rueda 28 por ambos extremos del arbol de la rueda 28 mediante un conjunto de cojinetes de bolas que proporciona un soporte rotativo de baja friccion de la rueda hidraulica 22. El soporte de la rueda 26 presenta sobre un lado del arbol de la rueda 28 un medio de sujecion 44 bajo la forma de unos obturadores de expansion que estan insertados en unos agujeros de la porcion lateral 46
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del conducto de aguas residuales 18 y unos tornillos que encajan con los obturadores de expansion. Sobre el otro lado del arbol de la rueda 28 el soporte de la rueda 26 esta fijado al tabique estanco 90, el cual a su vez esta fijado al registro 20. El soporte de la rueda 26 situa la rueda hidraulica 22 de manera que el eje geometrico rotativo 24 este por debajo de la parte superior 48 del conducto de aguas residuales 18 y mas proximo a la parte superior 48 que el fondo 50 del conducto de aguas residuales 18.
La rueda hidraulica 22 presenta ocho paletas 52 separadas a intervalos regulares y que se extienden radialmente hacia fuera a partir del eje geometrico rotativo 24. Las paletas 52 han sido fijadas al soporte 54 de paleta por unos medios de sujecion de paleta bajo la forma de pernos y tuercas y que permite un montaje in situ esto es en la union entre el registro 20 y el conducto de aguas residuales 18. La extension maxima de la rueda hidraulica 22 perpendicular al eje geometrico rotativo 24 es mayor que los diametros interiores del conducto de aguas residuales 18 y del registro 20, lo que es posible debido a la fijacion in situ de las paletas 52. La extension maxima de la rueda hidraulica 22 esta eficazmente definida por las paletas 52. El soporte de paleta 54 esta conformado como un cilindro con un diametro por encima de una relacion de longitud de 6,6.
El arbol de la rueda 28 pasa a traves de una abertura del tabique estanco 90 y una junta estanca impide que las aguas residuales se fuguen por entre el arbol de la rueda y el tabique estanco 90. El molino de aguas residuales 12 presenta un generador 34 fijado a y soportado por el tabique estanco 90 y conectado al arbol de la rueda 28. El arbol de la rueda 28 entra en el generador 34, el cual presenta una caja de engranajes automatica para transformar la velocidad rotacional del arbol de la rueda 28 en una velocidad rotacional optima para el generador 34. Asf, el generador electrico 34 produce energfa electrica cuando la rueda hidraulica 22 es accionada por el flujo de aguas residuales 14. La rotacion de la rueda hidraulica 22, cuando es accionada por el flujo de las aguas residuales 14, se indica mediante una flecha curvada. El generador electrico 34 esta adaptado a un adaptador de red 40 que transforma la energfa electrica producida por el generador electrico 34 en una forma apropiada para ser suministrada a la red 42.
Las FIGs 2A - B ilustran una forma de realizacion alternativa del molino de aguas residuales 12' situado en una alcantarilla 10' subterranea. Las aguas residuales 14' pasan por el fondo 50' del conducto de aguas residuales 18' en la direccion indicada por las flechas rectas. El conducto de aguas residuales 18' es un tubo de hormigon con una seccion transversal circular y esta orientado para definir una pendiente de unas pocas decimas de un porcentaje. El conducto de aguas residuales esta conectado por un registro orientado esencialmente en vertical 20' en su parte superior 48. El molino de aguas residuales 18' esta situado en la union entre el conducto de aguas residuales 18' y el registro 20'. Las aguas residuales 14 presentan una superficie libre 16' dentro del conducto de aguas residuales 18', lo que significa que el conducto de aguas residuales 18' no esta completamente lleno hasta la parte superior 48'.
El molino de aguas residuales 12' presenta una rueda hidraulica 22' centrada sobre y ngidamente fijada a un arbol de la rueda 28' que define el eje geometrico rotativo 24'. El arbol de la rueda 28' es soportado de forma rotativa por un soporte de la rueda 26'. El soporte de la rueda 26' encaja con el arbol de la rueda 28' en ambos extremos del arbol de la rueda 28' mediante un conjunto de cojinetes de bolas que proporciona un soporte rotativo de baja friccion de la rueda hidraulica 22'. El soporte de la rueda 26' comprende ademas unos medios de sujecion 44' bajo la forma de unos obturadores de expansion que estan insertados en unos agujeros en las porciones laterales 46' del conducto de aguas residuales 18' y unos tornillos que encajan con los obturadores de expansion. El soporte de la rueda 26' situa la rueda hidraulica 22' de manera que el eje geometrico rotativo 24' este por debajo de la parte superior 48' del conducto de aguas residuales 18' y situado mas proximo a la parte superior 48' que el fondo 50' del conducto de aguas residuales 18'.
La rueda hidraulica 22' presenta ocho paletas 52 separadas a intervalos regulares y que se extienden radialmente hacia fuera respecto del eje geometrico rotativo 24'. Las paletas 52 han sido fijadas a un soporte de paleta 54' por unos medios de sujecion en forma de pernos y tuercas que permiten un montaje in situ, esto es, en la union entre el registro 20' y el conducto de aguas residuales 18'. La extension maxima de la rueda hidraulica 22' perpendicular al eje geometrico rotativo 24' es mayor que los diametros interiores del conducto de aguas residuales 18' y del registro 20', lo que es posible debido a la fijacion in situ de las paletas 52. La extension maxima de la rueda hidraulica 22' se define eficazmente por las paletas 22'. El soporte de paleta 54' tiene forma de un cilindro con un diametro por encima de la relacion de longitud de 6,6.
El arbol de la rueda 28' esta acoplado a un arbol del generador 30' por medio de un engranaje conico 32'. El arbol del generador 30', a su vez, esta acoplado a un generador electrico 34' que es soportado por un soporte del generador 36'. El soporte del generador 36' incluye un obturador de expansion y unas disposiciones de tornillo que ngidamente fijan al generador electrico 34' a la pared del registro 20'. De esta manera, el generador electrico 34' produce energfa electrica cuando la rueda hidraulica 22' es accionada por el flujo de las aguas residuales 14'. La rotacion de la rueda hidraulica 22' cuando es accionada por el flujo de las aguas residuales 14', se indica mediante una flecha curvada. El generador electrico 34' esta acoplado a un adaptador de red 40' que transforma la energfa electrica producida por el generador electrico 34' en una forma apropiada para ser suministrada a la red 42'.
Las FIGs. 3A - B ilustran una forma de realizacion alternativa del molino de aguas residuales 12'' situado en una alcantarilla 10'' subterranea. Las aguas residuales 14'' pasan por el fondo 50'' del conducto de aguas residuales 18'' en la direccion indicada por las flechas rectas. El conducto de aguas residuales 18'' es un tubo de hormigon con una
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seccion transversal circular y esta orientado para definir una pendiente de unas pocas decenas de un porcentaje. El conducto de aguas residuales esta unido por una v^a de paso subterranea orientada sustancialmente en horizontal 80''. El molino de aguas residuales 18'' esta situado en la union entre el conducto de aguas residuales 18'' y la via de paso 80''. La via de paso 80'' esta en angulo recto con el conducto de aguas residuales 18'' y presenta una seccion transversal circular. El suelo 82'' de la via de paso 80'' esta situado por encima del fondo 50'' del conducto de aguas residuales 18''. Las aguas residuales 14'' presentan una superficie libre 16'' dentro del conducto de aguas residuales 18'' , lo que significa que el conducto de aguas residuales 18'' no esta completamente lleno hasta la parte superior 48''.
El molino de aguas residuales 12'' presenta una rueda hidraulica 22” centrada sobre un arbol de la rueda 28” que define el eje geometrico rotativo 24”. La rueda hidraulica 22” es soportada de forma rotativa por el arbol 28”. El arbol de la rueda 28” esta ngidamente fijado a un soporte de la rueda 26” por sus dos extremos. La rueda hidraulica 22” presenta un cojinete de bolas centrado sobre el arbol de la rueda 28” que proporciona un soporte rotativo de baja friccion de la rueda hidraulica 22”. El soporte de la rueda 26” comprende ademas unos medios de sujecion 44” bajo la forma de unos obturadores de expansion que estan insertados dentro de unos agujeros practicados en el suelo 82” de la via de paso 80” a ambos lados del conducto de aguas residuales 18”. El soporte de la rueda 26 situa la rueda hidraulica 22” de manera que el eje geometrico rotativo 24” este por debajo de la parte superior 48” del conducto de aguas residuales 18” y situado mas proximo a la parte superior 48” que el fondo 50” del conducto de aguas residuales 18”.
La rueda hidraulica 22” presenta ocho paletas 52 separadas a intervalos regulares y que se extienden radialmente hacia fuera desde el eje geometrico rotativo 24”. Las paletas 52 estan fijadas a un soporte de paleta 54”. El soporte de paleta 54” esta compuesto por cinco subunidades. Una subunidad es un centro cilindrico y las otras cuatro subunidades son sectores circulares identicos. Cada sector circular presenta dos paletas 52 y se conecta con el centro cilindrico de manera que el soporte de paleta 54” cuando se dispone de forma conjunta es cilindrico con un diametro por encima de una relacion de longitud de 6,6. La extension maxima de la rueda hidraulica 22” perpendicular al eje geometrico rotativo 24” es mayor que los diametros interiores del conducto de aguas residuales 18” y de la via de paso subterranea 80”, lo que es posible debido a la fijacion in situ de las paletas 52. La extension maxima de la rueda hidraulica 22” se define por las paletas 52.
El molino de aguas residuales 12” presenta un generador de cubo electrico cubierto por el soporte de paleta 54” y acoplado al arbol 30” y a la rueda hidraulica 22”. El generador de buje electrico produce energfa electrica cuando la rueda hidraulica 22” es accionada por el flujo de las aguas residuales 14”. La rotacion de la rueda hidraulica 22”, cuando es accionada por el flujo de aguas residuales 14”, se indica mediante una flecha curvada. El generador de cubo electrico esta acoplado a un adaptador de red 40” por medio de un acoplamiento electrico 38” bajo la forma de un cable que discurre a lo largo del arbol de la rueda 28” y continua a lo largo de la pared de la via de paso 80” hasta el adaptador de red 40”. El adaptador de red 40”, que esta fijado a la pared de la via de paso 80” transforma la energfa electrica producida por el generador electrico 34” en una forma apropiada para ser suministrada a la red 42''.
Las FIGS. 4A - C ilustran las paletas 52 de las FIGS. 1A - B, 2A - B y 3A - B con mayor detalle. La FIG. 5A ilustra la paleta 52 vista en la direccion radial con respecto a los ejes geometricos rotativos segun se definen en relacion con las FIGS. 1A - B, 2A - B y 3A - B. La paleta 52 presenta un lado convexo 58 y un lado concavo 60 y esta cortada a partir de un cuerpo cilmdrico que presenta un grosor de pared uniforme. La FIG. 5B ilustra el perfil 68 de la paleta 52 en su posicion mas baja posible y cuando se observa desde la direccion del flujo, esto es, cuando se observa en una direccion correspondiente a una vista en direccion perpendicular al eje geometrico rotativo y en direccion radial a lo largo de la cual se extiende la paleta segun se define en relacion con las FIGS. 1A - B, 2A - B y 3A - B. El perfil 68 de la paleta 52 presenta un borde distal curvado 70 que se corresponde con una porcion de un cfrculo. Una vista en perspectiva de la paleta 52 se muestra en la FIG. 5c. El flujo de las aguas residuales 14 se muestra como una flecha en la FIG. 5C y la paleta 52 esta orientada de manera que el lado concavo 60 este encarado hacia el flujo de las aguas residuales 14. La paleta presenta una porcion estrecha 84 y una porcion ancha 86, y la porcion estrecha 84 esta situada mas proxima al eje geometrico rotativo que la porcion ancha 86. La porcion ancha 86 esta unida a la porcion estrecha por una porcion de transicion 92. La porcion estrecha 84 presenta una extension maxima paralela al eje geometrico rotativo que es mas pequena que la extension maxima correspondiente de la porcion ancha y mayor que la extension minima correspondiente de la porcion de transicion 92.
Las FIGS. 5A - C ilustran una porcion de una paleta alternativa 52' vista desde las mismas tres direcciones de las FIGS. 4A - C. La paleta 52' presenta un lado convexo 58', y un lado concavo 60' y esta cortada a partir de un cuerpo cilmdrico que presenta un grosor de pared uniforme. El perfil 68' de la paleta 52' presenta un borde distal curvado 70' que corresponde al perfil interior 78' de un corte en seccion transversal de una porcion de fondo 76' del conducto de aguas residuales segun se describe en relacion con las FIGS. 1A - B, 2A - B y 3A - B. El flujo de las aguas residuales se muestra como una flecha en la FIG. 5C y la paleta 52' esta orientada de forma que el lado concavo 60' este encarado hacia el flujo de las aguas residuales 14'. La paleta presenta una porcion estrecha 82' y una porcion ancha 86' y la porcion estrecha 84' esta situada mas proxima al eje geometrico rotativo que la porcion ancha 86'. La porcion estrecha 84' presenta una extension maxima paralela al eje geometrico rotativo que es mas pequena que la correspondiente extension maxima de la porcion ancha.
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Las FIGS. 6A - C ilustran una porcion de una paleta alternativa 52'' vista desde las mismas tres direcciones de las FIGS. 4A - C. La paleta 52'' presenta un lado convexo 58'' y un lado concavo 60'' y esta cortada a partir de un cuerpo cilmdrico que presenta un grosor de pared uniforme. El perfil 68'' de la paleta 52'' presenta un borde distal curvado 70'' que corresponde a un arco o una porcion de un drculo. El flujo de las aguas residuales 14'' se muestra como una flecha en la FIG. 6C y la paleta 52'' esta orientada de manera que el lado concavo 60'' este encarado hacia el flujo de las aguas residuales 14''.
Las FIGS. 7A - C ilustran una porcion de otra paleta alternativa 52''' vista desde las mismas tres direcciones de las FIGS. 4A - C. La paleta 52''' presenta un lado convexo 58''' y un lado concavo 60''' y esta cortada a partir de un cuerpo cilmdrico que presenta un grosor de pared uniforme. El perfil 68''' de la paleta 52''' presenta un borde distal curvado 70''' que define una protuberancia redondeada 88. El flujo de las aguas residuales 14'' se muestra como una flecha en la FIG. 7C y la paleta 52''' esta orientada de manera que el lado concavo 60''' este encarado hacia el flujo de las aguas residuales 14'''.
Las FIGS. 8A - B ilustran una forma de realizacion alternativa del molino de aguas residuales con una puerta 92 para cerrar el flujo de aguas residuales 14 e impedir que alcance la rueda hidraulica 22. La primera puerta 92 esta instalada en el conducto de aguas residuales 18 en un punto corriente arriba desde la rueda hidraulica 22. El
conducto de aguas residuales 18 esta conectado a un registro 20 en el que esta situado el molino de aguas
residuales. Un conducto de derivacion 90 conecta el conducto de aguas residuales 18 en un primer punto corriente arriba de la rueda hidraulica 22 y en un segundo punto corriente abajo de la rueda hidraulica 22. Una segunda
puerta 94 esta instalada en el conducto de derivacion 90 en el primer punto y una tercera puerta 96 esta instalada
corriente abajo de la rueda hidraulica 22 y corriente arriba del segundo punto. Las tres puertas son puertas deslizantes verticales del mismo tipo y cada una presenta dos rafles de grna situados opuestos 98 que permiten que la hoja de la puerta 100 se deslice verticalmente. La hoja de la puerta 100 presenta una porcion inferior curvada adaptandose a la curvatura del fondo de los conductos en los cuales estan montadas, proporcionando asf un sello estanco cuando se cierran.
En las FIGS. 8A - B los diferentes flujos de aguas residuales se indican mediante flechas. Cuando la primera puerta 92 y la tercera puerta 96 se abren, la segunda puerta se cierra, como se muestra en la FIG. 8A, el flujo de aguas residuales alcanza la rueda hidraulica 22. Cuando la primera puerta 92 y la tercera puerta 96 se cierran, y la segunda puerta se abre, como se muestra en la FIG. 8B, el flujo de aguas residuales no alcanza la rueda hidraulica 22, lo cual permite que la rueda hidraulica sea atendida o reparada libre de las aguas residuales.
Las FIGS. 9A - B ilustran una pantalla deslizable para proteger la rueda hidraulica 22. La pantalla presenta una envuelta 104 que define un espacio interior que puede alojar la rueda hidraulica 22. La envuelta 104 esta situada por encima de la rueda hidraulica 22 y es soportada por unos rafles de grna situados opuestos 102 fijados a la estructura 108 del conducto de aguas residuales, lo que permite que la envuelta 104 se deslice verticalmente entre una posicion retrafda, como se muestra en la FIG. 9A, y una posicion insertada, como se muestra en la FIG. 9B. La envuelta 104 presenta una ranura 106 dentro de la cual pasa el arbol 28 cuando se desplaza de la posicion retrafda a la posicion insertada. En la posicion retrafda el flujo de aguas residuales 14, que se indica por las flechas, alcanza la rueda hidraulica 22, mientras que en la posicion insertada la envuelta 104 desvfa el flujo de aguas residuales 14 de la rueda hidraulica 22.
Las FIGS. 10A - B ilustran una pantalla rotable para proteger la rueda hidraulica 22. La pantalla presenta una envuelta superior 110 y una envuelta inferior 112. La envuelta superior 110 define un arco de aproximadamente 180 grados de un cilindro que define un espacio interior que aloja un correspondiente arco de la rueda hidraulica 22. La envuelta inferior 110 define un arco de aproximadamente 185 grados de un cilindro que define un espacio interior que aloja un correspondiente arco de la rueda hidraulica 22. La envuelta superior 110 esta ngidamente fijada a la estructura del conducto de aguas residuales y la envuelta inferior 112 presenta una porcion en saliente 114 que esta conectada de forma rotativa con el arbol 28. La conexion rotativa con el arbol permite que la envuelta inferior 112 rote entre una posicion retrafda, como se muestra en la FIG. 10A, y una posicion insertada, como se muestra en la FIG. 10B. La envuelta superior 110 recibe la envuelta inferior 112 en la posicion retrafda. En la posicion retrafda, el flujo de aguas residuales 14, que se indica mediante flechas, alcanza la rueda hidraulica 22, mientras que en la posicion insertada la envuelta 104 desvfa el flujo de aguas residuales 14 de la rueda hidraulica 22.
La FIG. 11 muestra un grafico que ilustra un rendimiento tfpico de un molino de aguas residuales de acuerdo con una forma de realizacion preferente de la presente invencion. La abscisa representa el numero de revoluciones por minuto en unidades de segundos redprocos (s'1), la primera curva 120 representa la potencia electrica de salida del molino de aguas residuales en las unidades de vatios (W), el momento de la segunda curva 122 sobre el arbol en unidades de metros Newton (Nm), y la tercera curva 124 representa la velocidad rotativa del arbol en unidades de radianes por segundo (rad/s).
Estimaciones de la salida de potencia electrica potencial han sido efectuadas respecto del molino de aguas residuales segun lo descrito en relacion con las FIGS. 1A - B, con las correspondientes dimensiones relativas de los componentes del molino de aguas residuales y del conducto de aguas residuales. En una primera estimacion, el conducto de aguas residuales supuso que presentaba un diametro interior de 800 mm. Con una profundidad de las aguas residuales de 400 mm en el centro del conducto de aguas residuales y en un material tfpico y una pendiente
del conducto de aguas residuales, la potencia electrica de salida es comparable a la de un pequeno molino de viento. En una primera estimacion, se supuso que el conducto de aguas residuales tema un diametro interior de 3000 mm. Con una profundidad de las aguas residuales de 1500 mm en el centro del conducto de aguas residuales y un material tfpico y una pendiente del conducto de aguas residuales, la potencia electrica de salida es comparable 5 a la de un molino de viento considerable. Sin embargo, la total cantidad de energfa producida puede ser significativamente mayor para los molinos de aguas residuales, dado que el nivel de agua definido en las estimaciones puede ser tipicamente de aproximadamente de un 75 a un 80% del tiempo, mientras que las turbinas eolicas tipicamente trabajan a un nivel optimo de aproximadamente un 30% del tiempo.
Se preve que el molino de aguas residuales provocara que la presion se reduzca por encima de la rueda hidraulica, 10 lo cual puede funcionar para impedir que el nivel del agua alcance la parte superior del conducto de aguas residuales si el molino de aguas residuales esta situado por debajo de un registro o elemento similar que permita que el aire entre en el conducto de aguas residuales.
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Claims (12)

  1. 5
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    REIVINDICACIONES
    1. - Un molino de aguas residuales (12, 12', 12'') para generar energfa electrica a partir de un flujo de aguas residuales (14, 14', 14'') que pasa por un conducto de aguas residuales subterraneo (50, 50', 50''), definiendo dicho flujo de aguas residuales (14, 14', 14'') una superficie libre (16, 16', 16'') y una direccion del flujo dentro de dicho conducto de aguas residuales, comprendiendo dicho molino de aguas residuales (12, 12', 12''):
    una rueda hidraulica (22, 22', 22'') para ser accionada por dicho flujo de aguas residuales (14, 14', 14'') en una configuracion de impulsion por abajo,
    un arbol (28, 28', 28'') para definir un eje geometrico rotativo para dicha rueda hidraulica (22, 22', 22''), estando dicho eje geometrico rotativo situado por encima de dicha superficie libre (16, 16', 16'') y orientado transversalmente con respecto a dicha direccion del flujo en dicha configuracion de impulsion por abajo,
    un soporte de la rueda (26, 26', 26'') para soportar de forma rotativa dicha rueda hidraulica (22, 22', 22'') en dicha configuracion de impulsion por abajo y en una posicion fija con respecto a dicho conducto de aguas residuales subterraneo (50, 50', 50''), estando dicho soporte de la rueda (26, 26', 26'') adaptado para situar dicha rueda hidraulica (22, 22', 22'') de manera que dicho eje geometrico rotativo este situado por debajo de la parte superior de dicho conducto de aguas residuales (48, 48', 48'') y mas proximo a la parte superior de dicho conducto de aguas residuales (48, 48', 48'') que a la parte inferior de dicho conducto de aguas residuales (50, 50', 50''), y
    un generador electrico (34, 34', 34'') operativamente conectado con dicha rueda hidraulica (22, 22', 22'') y dicho arbol (28, 28', 28'') para ser accionado por dicha rueda hidraulica (22, 22', 22'') y producir energfa electrica,
    en el que dicha rueda hidraulica (22, 22', 22'') comprende una paleta (52, 52', 52'', 52''', 68, 68', 68'', 68''') para ser empujada por dicho flujo de aguas residuales (14, 14', 14'') para accionar dicha rueda hidraulica (22, 22', 22''), dicha paleta (52, 52', 52'', 52''', 68, 68', 68'', 68''') se extiende en direccion radial con respecto a dicho eje geometrico rotativo, y dicha rueda hidraulica (22, 22', 22'') comprende un soporte de paleta (54, 54', 54'') que interconecta dicha paleta (52, 52', 52'', 52''', 68, 68', 68'', 68''') y dicho arbol (28, 28', 28'') para soportar dicha paleta (52, 52', 52'', 52''', 68, 68', 68'', 68'''), dicha paleta (52, 52', 52'', 52''', 68, 68' 68'', 68''') define una porcion de paleta cuando se observa en una direccion perpendicular a dicha direccion radial y dicho eje geometrico de rotacion, y dicho perfil de paleta presenta un borde distal curvado (70, 70', 70'', 70''') correspondiente a la porcion de fondo del corte en seccion transversal de dicho conducto de aguas residuales (50, 50', 50'')
  2. 2. - El molino de aguas residuales (12, 12', 12'') de acuerdo con la reivindicacion 1, en el que dicho eje geometrico rotativo es perpendicular a dicha direccion del flujo.
  3. 3. - El molino de aguas residuales (12, 12', 12'') de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 2, en el que dicho soporte de paleta (54, 54', 54'') presenta una primera extension maxima perpendicular a dicho eje geometrico rotativo y una segunda extension maxima paralela a dicho eje geometrico rotativo, y dicha primera extension maxima es mayor que dicha segunda extension maxima.
  4. 4. - El molino de aguas residuales (12, 12', 12'') de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, en el que dicha rueda hidraulica (22, 22', 22'') comprende dicho arbol (28, 28' 28''), dicha rueda hidraulica (22, 22', 22'') esta fijada a dicho arbol (28, 28', 28''), dicho soporte de la rueda (26, 26', 26'') soporta de forma rotativa dicho arbol (28, 28', 28'') y dicho generador electrico (34, 34', 34'') esta operativamente conectado con dicha rueda hidraulica (22, 22', 22'') por medio de dicho arbol (28, 28', 28'').
  5. 5. - El molino de aguas residuales (12, 12', 12'') de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, en el que dicha paleta (52, 52', 52'', 52''', 68, 68', 68'', 68''') esta curvada para definir un lado convexo y un lado concavo opuesto a dicho lado convexo, y dicha paleta (52, 52', 52'', 52''', 68, 68', 68'', 68''') define una porcion de una superficie cilmdrica y dicha paleta (52, 52', 52'', 52''', 68, 68', 68'', 68''') se extiende en paralelo con el eje geometrico de simetna de la superficie cilmdrica.
  6. 6. - El molino de aguas residuales (12, 12', 12'') de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, en el que dicha paleta (52, 52', 52'', 52''', 68, 68', 68'', 68'''), comprende una porcion estrecha y una porcion ancha estando dicha porcion estrecha situada mas cerca de dicho eje geometrico rotativo que dicha porcion ancha, dicha porcion estrecha presenta una tercera extension maxima paralela a dicho eje geometrico rotativo, dicha porcion ancha presenta una cuarta extension maxima paralela a dicho eje geometrico rotativo, y dicha tercera extension maxima es mas pequena que dicha cuarta extension maxima.
  7. 7. - El molino de aguas residuales (12, 12', 12'') de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, en el que dicha paleta (52, 52', 52'', 52''', 68, 68', 68'', 68''') define un perfil de paleta cuando se observa en una direccion perpendicular a dicha direccion radial y dicho eje geometrico rotativo, y dicho perfil de paleta presenta un borde distal curvado.
    10
    15
    20
    25
    30
    35
    40
    45
    50
  8. 8. - El molino de aguas residuales (12, 12', 12'') de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7, en el que dicho soporte de la rueda (26, 26', 26'') esta adaptado para posicionar dicha rueda hidraulica (22, 22', 22'') de manera que dicho eje geometrico rotativo este situado por debajo de la parte superior de dicho conducto de aguas residuales (50, 50', 50') y mas cerca de la parte superior de dicho conducto de aguas residuales (50, 50' 50'') que la parte inferior de dicho conducto de aguas residuales (50, 50', 50'').
  9. 9. - El molino de aguas residuales (12, 12', 12'') de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8, en el que dicho generador (34, 34', 34'') esta situado en una primera elevacion respecto de la parte inferior de dicho conducto de aguas residuales (50, 50', 50'') y dicho eje geometrico rotativo esta situado en una segunda elevacion respecto dela parte inferior de dicho conducto de aguas residuales (50, 50', 50''), y dichas primera y segunda elevaciones son aproximadamente iguales o dicha primera elevacion es mayor que dicha segunda elevacion.
  10. 10. - El molino de aguas residuales (12, 12', 12'') de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 9, en el que dicho conducto de aguas residuales (50, 50', 50'') esta conectado con una via de paso subterranea, y dicho molino de aguas residuales (12, 12', 12'') comprende ademas:
    un tabique estanco para sellar dicha via de paso subterranea respecto de dicho conducto de aguas residuales (50, 50', 50'') para impedir que las aguas residuales (14, 14', 14'') fluyan por dentro de dicha via de paso subterranea, definiendo dicho tabique estanco una abertura que permita que dicho arbol de la rueda (28, 28', 28'') pase a traves de dicho tabique estanco, y estando dicho generador electrico (34, 34', 34'') adaptado para quedar situado sobre el lado de dicho tabique opuesto al lado sobre el cual esta situada dicha rueda hidraulica (22, 22', 22'').
  11. 11. - Un procedimiento para generar energfa electrica a partir de un flujo de aguas residuales (14, 14', 14'') que pasa por un conducto de aguas residuales (50, 50', 50'') de una estructura de alcantarilla subterranea, definiendo dicho flujo de aguas residuales (14, 14', 14'') una superficie libre (16, 16', 16'') y una direccion del flujo dentro de dicho conducto de aguas residuales, comprendiendo dicho procedimiento:
    la provision de una rueda hidraulica (22, 22', 22'') para ser accionada por dicho flujo de aguas residuales (14, 14', 14'') en una configuracion de impulsion por abajo,
    la provision de un arbol (28, 28', 28'') para definir un eje geometrico rotativo para dicha rueda hidraulica (22, 22', 22''),
    el posicionamiento de dicho arbol (28, 28', 28'') por encima de dicha superficie libre (16, 16', 16''),
    la orientacion de dicho arbol (28, 28', 28'') transversalmente con respecto a dicha direccion del flujo,
    la provision de un soporte de la rueda (26, 26', 26'') para soportar de forma rotativa dicha rueda hidraulica (22, 22', 22'') en una posicion fija con respecto a dicho conducto de aguas residuales subterraneo (50, 50', 50''), estando dicho soporte de la rueda (26, 26', 26'') adaptado para posicionar dicha rueda hidraulica (22, 22', 22'') de manera que dicho eje geometrico rotativo este situado por debajo de la parte superior de dicho conducto de aguas residuales (48, 48', 48'') y mas cerca de la parte superior de dicho conducto de aguas residuales (48, 48', 48'') que la parte inferior de dicho conducto de aguas residuales (50, 50', 50''), en el que dicha rueda hidraulica (22, 22', 22'') comprende una paleta (52, 52', 52'', 52''', 68, 68', 68'', 68''') para ser empujada por dicho flujo de aguas residuales (14, 14' 14'') para accionar dicha rueda hidraulica (22, 22', 22''), dicha paleta (52, 52', 52'', 52''', 68, 68', 68'', 68''') se extiende en direccion radial con respecto a dicho eje geometrico rotativo, y dicha rueda hidraulica (22, 22', 22'') comprende un soporte de paleta (54, 54', 54'') que interconecta dicha paleta (52, 52', 52'', 52''', 68, 68', 68'', 68''') y dicha arbol (28, 28', 28'') para soportar dicha paleta (52, 52', 52'', 52''', 68, 68', 68'', 68'''), dicha paleta (52, 52', 52'', 52''', 68, 68', 68'', 68''') define un perfil de paleta cuando se observa en direccion perpendicular a dicha direccion radial y dicho eje geometrico rotativo, y dicho perfil de paleta presenta un borde distal curvado (70, 70', 70'', 70''') correspondiente a la porcion de fondo del corte en seccion transversal de dicho conducto de aguas residuales (50, 50' 50''),
    la fijacion de dicho soporte de la rueda (26, 26', 26'') a dicha estructura de alcantarilla subterranea para soportar dicha rueda hidraulica (22, 22', 22'') en dicha configuracion de impulsion por abajo, y
    la provision de un generador electrico (34, 34', 34'') para producir energfa electrica, que conecta de forma operativa dicho generador (34, 34', 34'') con dicha rueda hidraulica (22, 22', 22'') para accionar dicho generador electrico (34, 34', 34'') por dicha rueda hidraulica (22, 22', 22'').
  12. 12. - El procedimiento de acuerdo con la reivindicacion 11, en el que dicha rueda hidraulica (22, 22', 22''), dicho arbol (28, 28'', 28''), dicho soporte de la rueda (26, 26', 26''), y dicho generador electrico (34, 34', 34'') constituyen un molino de aguas residuales (12, 12', 12''), y dicho molino de aguas residuales (12, 12', 12'') comprende ademas cualquiera de las caractensticas de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 10.
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