PT2035691E - Aparelho e método para regulação da energia potencial numa coluna de fluido localizada no interior de uma tubagem - Google Patents

Description

ΕΡ 2 035 691/ΡΤ

DESCRIÇÃO "Aparelho e método para regulação da energia potencial numa coluna de fluido localizada no interior de uma tubagem" 0 presente invento refere-se a um aparelho e um método para regulação da energia potencial numa coluna de fluido localizada no interior de uma tubagem. Mais particularmente, refere-se à integração de um aparelho que inclui um meio de accionamento numa porção da tubagem, estando o meio de accionamento disposto para influenciar o movimento da coluna de fluido no interior da tubagem.

Deste modo, o aparelho está disposto para produzir uma pressão diferencial entre porções da coluna de fluido localizadas a montante e a jusante do aparelho. A pressão diferencial pode ser positiva ou negativa.

Naqueles casos em que a pressão diferencial é positiva, o mesmo é dizer que a pressão do fluido a jusante do aparelho é maior do que a pressão do fluido a montante do aparelho, o fluido será alimentado com energia proveniente do aparelho. Isto poderá ser conseguido por meio de qualquer dispositivo de bombagem de um tipo conhecido per se.

Naqueles casos em que a dita pressão diferencial é negativa, o mesmo é dizer que a pressão do fluido a jusante do aparelho é menor do que a pressão do fluido a montante do aparelho, o aparelho será alimentado com energia proveniente do fluido. No último caso o aparelho poderia ser ligado a uma carga, tal como, mas não limitado a, um gerador para a produção de corrente eléctrica.

Deste modo, o presente invento refere-se a um aparelho, o qual está disposto, entre outras coisas, não só para fornecer energia a uma coluna de fluido que se move no interior de uma tubagem mas também para ser alimentado com energia proveniente de uma coluna de fluido que se move no interior de uma tubagem.

Neste documento o termo "coluna de fluido" significa um fluido que preenche a área da secção transversal interna do 2 ΕΡ 2 035 691/ΡΤ tubo. De preferência, o fluido é incompressivel e pode ser, por exemplo, mas não estar limitado a, água ou outros líquidos. O fluido também poderia ser um gás.

No que se segue, entre outras coisas será discutida uma redução de pressão, isto é a produção de uma pressão diferencial negativa num escoamento de líquido e depois em particular um escoamento de água. No entanto, será entendido que o aparelho de acordo com o presente invento poderia ser utilizado para reduzir a pressão de um número muito grande de outros fluidos que se escoam numa tubagem. Um exemplo de um tal fluido é um fluido que é produzido na indústria petrolífera, o fluido que flui desde uma formação subterrânea até uma instalação, por exemplo numa superfície do mar.

Em sistemas de tubagens nos quais a pressão do fluido é indesejavelmente elevada, é conhecida a colocação de uma ou mais válvulas redutoras de pressão para se poder reduzir a pressão para o nível desejado. Alternativamente ou em adição à dita válvula redutora de pressão também é costume proporcionar uma ou mais, assim chamadas, bacia(s) de igualação de pressão para se realizar a dita redução de pressão desejada. A indústria de abastecimento de água para o consumo de água é um exemplo em que muitas vezes é imperativa a utilização de meios de redução de pressão na forma de uma ou mais válvula(s) redutoras de pressão e/ou bacia(s) de igualação de pressão para assegurar que o pressão da água na rede de tubagens não exceda um nível predeterminado. A partir da patente americana US 4,390,331 é conhecida uma, assim chamada, bomba de lóbulos, a qual está disposta para ser utilizada como um dispositivo de bombagem ou como um gerador accionado por fluido. O documento DE 540 192 C descreve outro tipo de aparelho que compreende duas rodas de pás que estão mutuamente acopladas uma à outra por meio de roda dentada e que cada uma compreende um número de pás giratórias. 3 ΕΡ 2 035 691/ΡΤ

Em DE 199 57 141 AI é descrita uma instalação de energia eólica que compreende rotores verticais de três pás e uma estrutura de superfície de entrada lateral com difusores.

Existem várias desvantagens relacionadas com a arte anterior mencionada acima.

As bacias de igualação de pressão podem ser constituídas por bacias abertas, vasos ou recipientes, que normalmente são relativamente grandes. Deste modo, para proporcionar tais bacias de igualação de pressão no minimo são necessários recursos.

As válvulas redutoras de pressão são consideravelmente menos exigente em termos recursos para proporcionarem uma bacia de igualação de pressão. No entanto, existe uma desvantagem ambiental relacionada com o facto de não ser possível utilizar a energia que um escoamento de fluido perde numa válvula redutora de pressão.

Para se poder utilizar a energia presente, por exemplo, num escoamento de água, sabe-se que algumas redes de água colocaram uma ou mais turbinas de água conhecidas per se no escoamento de água. Desse modo foi possível utilizar uma parte da energia na água para a produção de energia eléctrica, por exemplo. No entanto, para uma tal turbina de água funcionar de forma ideal não pode haver nenhuma contrapressão a jusante da turbina de água. Deste modo, uma tal turbina de água exige que a água flua, por exemplo, para uma bacia aberta.

As bombas de lóbulos do tipo descrito no documento US 4,390,331, por exemplo, têm desvantagens relacionadas com o escoamento de fluido que sofre uma mudança de direcção substancial através do aparelho à medida que o fluido é forçado a escoar-se no "lado de fora" dos impulsores (entre as palhetas e o revestimento da câmara de bomba) e não entre os impulsores. Esta mudança de direcção também implica que a câmara de bomba fique exposta à erosão de quaisquer partículas, que possam ser arrastadas com a coluna de fluido. Em adição, as palhetas ou "lóbulos" dos impulsores ocupam uma 4 ΕΡ 2 035 691/ΡΤ proporção considerável (41%) do volume no interior da câmara de bomba.

No conjunto as desvantagens substanciais mencionadas acima fazem com que uma bomba de lóbulos do tipo que é descrito, por exemplo, no documento US 4,390,331 e que é utilizada como um motor, apresente uma eficiência relativamente baixa, sendo ao mesmo tempo propensa a erosão. O invento tem por seu objecto remediar ou reduzir pelo menos uma das desvantagens da arte anterior. O objecto é alcançado através de caracteristicas, que são especificadas na descrição abaixo e nas reivindicações que se seguem.

Num aspecto do presente invento é proporcionado um aparelho para utilização no controlo de uma pressão diferencial entre uma coluna de fluido a montante e a jusante do aparelho, incluindo o aparelho pelo menos dois impulsores, qualquer um compreendendo um veio rotativo provido de uma pluralidade de palhetas ou pás em forma de placa, estando os impulsores dispostos num alojamento que constitui uma porção da tubagem, comunicando os ditos veios com uma carga controlável e/ou uma fonte de energia, o aparelho está disposto para receber a coluna de fluido entre os veios dos impulsores e por o eixo central dos ditos veios estar substancialmente no mesmo plano que as porções de parede do alojamento a montante e a jusante dos impulsores, pelo que a velocidade da coluna de fluido através do aparelho corresponde substancialmente à velocidade da coluna de fluido imediatamente a montante e/ou a jusante dos impulsores do aparelho e por os impulsores do aparelho estarem dispostos para proporcionar uma barreira rotativa para a coluna de fluido por pelo menos uma das pás de cada um dos impulsores estar em contacto substancialmente vedante com uma primeira porção da superfície de revestimento interno do alojamento e por uma porção de pelo menos outra das pás de cada um dos impulsores de uma maneira vedante se sobrepor e encostar contra uma porção de pelo menos uma pá correspondente do impulsor adjacente, sendo a dita barreira influenciada pela dita carga controlável e/ou fonte de energia para 5 ΕΡ 2 035 691/ΡΤ proporcionar qualquer pressão diferencial predeterminada entre a coluna de fluido a montante e a jusante do aparelho.

Numa concretização preferida o meio de accionamento está disposto para ser controlado entre: a transmissão de energia cinética proveniente da coluna de fluido para uma carga; a transmissão de energia proveniente de uma fonte de energia para a coluna de fluido; e impedir o movimento de pelo menos uma porção da coluna de fluido no interior da tubagem. A carga poderia ser, por exemplo, mas não estar limitada a, um gerador conhecido per se para a produção de energia eléctrica.

De preferência, a carga poderia ser controlada no que diz respeito à redução de pressão desejada na coluna de fluido e/ou transmissão de energia desejada proveniente da coluna de fluido para a carga. A carga poderia também ser controlada no que diz respeito a outros parâmetros de controlo, tal como o nível de líquido numa bacia de água ou caudal da coluna de fluido.

Numa concretização pelo menos uma das pás de cada um dos impulsores está num contacto substancialmente vedante com uma primeira porção da superfície de revestimento interno do alojamento e pelo menos outra das pás de cada um dos impulsores encontra-se em contacto com uma pá correspondente do impulsor adjacente, de modo que os dois impulsores possam proporcionar uma barreira ao movimento de uma porção da coluna de fluido que exerce uma pressão sobre os dois impulsores. Se o meio de accionamento do aparelho, por exemplo impulsores, for retido ou impedido de rodar, pode proporcionar uma barreira ao movimento de pelo menos uma porção da coluna de fluido. Deste modo, o aparelho de acordo com o presente invento também poderia ser utilizado como uma válvula de corte ou como uma válvula de estrangulamento.

Numa concretização o aparelho está ainda provido de um componente divisor alongado, que se encontra colocado em pelo menos uma porção do aparelho. Numa concretização preferida o eixo longitudinal do componente divisor é substancialmente 6 ΕΡ 2 035 691/ΡΤ paralelo a um eixo que se prolonga entre a porção de entrada e porção de saída do aparelho.

Numa concretização o componente divisor está ainda provido de pelo menos um componente de controlo de coluna de fluido ou uma aba, que se encontra articulada com uma porção do componente divisor para controlar a distribuição da coluna de fluido entre os dois impulsores. Quando o eixo longitudinal do componente de controlo de coluna de fluido está disposto coaxialmente com o eixo longitudinal do componente divisor, a coluna de fluido pode ser distribuída substancialmente de um modo uniforme entre os dois impulsores. Quando o eixo longitudinal do componente de controlo de coluna de fluido está disposto num ângulo em relação ao eixo central do componente divisor, a coluna de fluido será distribuída desigualmente entre os dois impulsores. Numa posição na qual o componente de controlo de coluna de fluido se prolonga a partir de uma porção do componente divisor para uma porção da superfície de revestimento do alojamento, a maior parte da coluna de fluido será transportada só para um dos dois impulsores. Isto é particularmente útil quando a coluna de fluido se move de maneira relativamente lenta através do aparelho. Ao restringir a coluna de fluido de uma tal maneira que a sua parte principal passe apenas uma palheta, a velocidade da coluna de fluido e consequentemente a velocidade de rotação da palheta será aumentada. A capacidade de direccionar a coluna de fluido afastando-a de um dos dois impulsores também se revelou ser útil em relação à manutenção do aparelho. A posição do componente de controlo de coluna de fluido em relação à posição do componente divisor está disposta para ser controlada manualmente ou automaticamente por meio de um dispositivo de controlo conhecido per se.

Num segundo aspecto do presente invento é proporcionado um método para controlar uma pressão diferencial numa coluna de fluido localizada no interior de um tubagem (13), em que o método inclui as etapas de: 7 ΕΡ 2 035 691/ΡΤ integrar na tubagem um aparelho que inclui pelo menos dois impulsores, qualquer um compreendendo um veio rotativo provido de uma pluralidade de palhetas ou pás em forma de placa, estando os impulsores dispostos num alojamento que constitui uma porção da tubagem, comunicando os ditos veios com uma carga controlável e/ou fonte de energia e estando o eixo central dos ditos veios substancialmente no mesmo plano que as porções de parede do alojamento a montante e a jusante dos impulsores, pelo que a velocidade da coluna de fluido através do aparelho corresponde substancialmente à velocidade da coluna de fluido imediatamente a montante e/ou a jusante dos impulsores do aparelho e por os impulsores do aparelho estarem dispostos para proporcionar uma barreira rotativa para a coluna de fluido em que pelo menos uma das pás de cada um dos impulsores está em contacto substancialmente vedante com uma primeira porção da superfície de revestimento interno do alojamento e por uma porção de pelo menos outra das pás de cada um dos impulsores de uma maneira vedante se sobrepor e encostar contra uma porção de pelo menos uma pá correspondente do impulsor adjacente, sendo a dita barreira influenciada pela dita carga controlável e/ou fonte de energia para proporcionar qualquer pressão diferencial predeterminada entre a coluna de fluido a montante e a jusante do aparelho; e controlar a rotação dos ditos impulsores através da carga controlável e/ou fonte de energia que comunica com os veios dos impulsores para proporcionar qualquer pressão diferencial predeterminada entre as pressões da coluna de fluido a montante e a jusante do aparelho. A carga e a fonte de energia estão de preferência localizadas fora do aparelho, mas em concretizações alternativas a carga e/ou a fonte de energia poderiam estar dentro do aparelho.

Nos casos em que o objecto principal consiste em proporcionar uma redução de pressão, por exemplo, numa rede de distribuição de água, uma bomba de lóbulos conhecida per se, do tipo descrito, por exemplo, no documento US 4,390,331 poderia proporcionar resultados relativamente satisfatórios. 8 ΕΡ 2 035 691/ΡΤ A bomba de lóbulos também poderia ser ligada a uma carga, tal como, por exemplo, um gerador, mas então com uma eficiência significativamente mais fraca relativamente ao aparelho de acordo com o presente invento.

No entanto, nos casos em que o objecto principal é o de se alcançar a maior eficiência possível a partir da energia extraída da coluna de fluido e/ou o objecto é proporcionar uma válvula de corte, um aparelho de acordo com a descrição que se segue, surpreendentemente revelou possuir vantagens substanciais sobre a dita bomba de lóbulos.

No que se segue é descrito um exemplo não limitativo de uma concretização preferida que é visualizada nos desenhos em anexo, nos quais: a Fig. 1 mostra uma vista em perspectiva de um aparelho de acordo com o presente invento formado por dois impulsores dispostos no interior de um alojamento; a Fig. 2 mostra, numa escala maior, uma vista de cima do aparelho da Fig. 1; a Fig. 3 mostra, numa escala maior, uma vista do aparelho da Fig. 1, visto no sentido de uma porção de entrada ou de saída; a Fig. 4 mostra um aparelho que corresponde ao da Fig. 1, mas o aparelho está provido ainda de um componente divisor disposto entre os dois impulsores do aparelho; a Fig. 5 mostra, numa escala maior, o aparelho da Fig. 4, visto de cima, mas o componente divisor encontra-se ainda provido de um componente de controlo de coluna de fluido em forma de uma aba que se encontra numa primeira posição; a Fig. 6 mostra o aparelho da Fig. 5, mas a aba foi movida para uma segunda posição; a Fig. 7 mostra, numa escala menor, um desenho de princípio de uma porção de um sistema de abastecimento de água numa vista lateral, estando dispostos dois aparelhos de 9 ΕΡ 2 035 691/ΡΤ acordo com ο presente invento em porções da tubagem do sistema de abastecimento de água; e a Fig. 8 mostra o sistema de abastecimento de água da Fig. 7, visto a partir de cima.

As Figs. 1 a 6 mostram um aparelho 1 que é formado por dois impulsores 2 que estão encerrados num alojamento de bomba 4. Qualquer um dos dois impulsores 2 é formado por um veio central 6 a partir do qual se prolongam dezasseis pás de impulsor 8. Para maior clareza a porção superior do alojamento de bomba 4 foi removido. No entanto, será entendido que a porção de revestimento do alojamento de bomba 4 é estanque a fluidos quando em utilização e que o aparelho 1 está ligado, em cada porção de extremidade 10, 10', a alguma forma de dispositivo de transporte de fluido, tal como uma tubagem (não mostrado).

Nas suas porções de extremidade superior e inferior as pás de impulsor 8 estão fixas a um componente anelar 9 que auxilia, entre outras coisas, a manter o espaçamento entre as palhetas.

Um perito compreenderá que a rotação dos dois impulsores 2 mostrados nas Figs. 1 a 3 deve realizar-se sincronizadamente em sentidos opostos, isto é no sentido horário e anti-horário, a qual é controlada por meio de meios conhecidos per se. O eixo longitudinal do veio central 6 está disposto substancialmente de modo perpendicular a um eixo longitudinal de uma coluna de fluido (não mostrado) localizada pelo menos a montante dos impulsores 2 do aparelho 1.

Quando uma coluna de fluido substancialmente incompressivel se move através do aparelho 1, os impulsores 2 irão rodar proporcionalmente ao movimento da coluna de fluido. Isto é devido ao contacto vedante entre um número de pás de impulsor 8 e o alojamento de bomba 4 e ao contacto vedante entre duas pás de impulsor 8 que se encostam uma à outra. Isto pode ser melhor observado na Fig. 2. 10 ΕΡ 2 035 691/ΡΤ

Nas Figs. 4 a 6 é mostrada uma concretização alternativa do aparelho 1 mostrado nas Figs. 1 a 3. Na Fig. 4 o aparelho está ainda provido de um componente divisor alongado 30. O componente divisor 30 está provido de uma porção bicôncava. A porção bicôncava está adaptada de modo complementar ao diâmetro dos impulsores 2, de modo que as porções de extremidade das pás de impulsor 8 possam ser movidas em contacto substancialmente vedante com o componente divisor 30 .

Com a concretização mostrada do componente divisor 30 e o número mostrado de pás de impulsor 8 existem sempre duas pás de impulsor 8 de cada palheta 2 em contacto com o componente divisor 30. Através de outra concepção do componente divisor 30 um número de pás de impulsor 8 diferente de dois, por exemplo, uma ou três ou mais, poderia estar em contacto com o componente divisor 30.

Será entendido que numa concretização alternativa (não mostrada) as pás de impulsor 8 poderiam ter uma pequena folga com o componente divisor 30 e possivelmente com o revestimento do alojamento 4. A última solução é vantajosa em relação ao desgaste, mas não conseguiu proporcionar uma vedação igualmente boa entre os impulsores 2 e componente divisor 30 e possivelmente o revestimento do alojamento 4. 0 componente divisor 30 está fixo a pelo menos uma porção do revestimento do alojamento 4. O componente divisor 30 proporciona pelo menos duas propriedades que poderiam ser vantajosas em relação ao aparelho 1 mostrado nas Figs. 1 a 3.

Uma das ditas duas vantagens refere-se à vedação entre as pás de impulsor 8 e componente divisor 30. A vedação é realizada da mesma maneira que a vedação entre as pás de impulsor 8 e a porção de revestimento do alojamento 4. A outra das ditas duas vantagens refere-se ao facto do componente divisor 30 eliminar a necessidade dos impulsores 2 rodarem de modo síncrono ou a velocidade igual. 11 ΕΡ 2 035 691/ΡΤ

Na Fig. 5 é mostrado o aparelho da Fig. 4, visto a partir de cima, mas com um componente de controlo de coluna de fluido 32 em forma de uma aba articulada com uma porção de extremidade do componente divisor 30. 0 componente de controlo de coluna de fluido 32 está disposto para ser ajustado entre uma posição como a mostrada na Fig. 5 e uma posição mostrada na Fig. 6. Será entendido que numa concretização preferida o componente de controlo de coluna de fluido 32 poderia ser rodado para encostar também na superfície de revestimento do aparelho oposta à mostrada na dita figura. Também será entendido que o componente de controlo de coluna de fluido 32 poderia ser colocado em qualquer posição entre as ditas posições extremas.

Nas Figs. 5 e 6 o sentido de escoamento da coluna de fluido é de preferência a partir do topo para o fundo dos desenhos.

Ao ligar uma carga 19, 21 (ver Fig. 8) a pelo menos um dos dois veios 6 dos impulsores 2 no aparelho mostrado nas Figs. 1 a 3, os impulsores 2 irão funcionar como um "travão" sobre o movimento da coluna de fluido. Parte da energia cinética que é transmitida a partir da coluna de fluido para a carga 19, 21 pode ser utilizada, num caso em que a carga 19, 21 seja formada por um gerador, para a produção de energia eléctrica. Ao mesmo tempo poderia ser proporcionada uma pressão diferencial negativa através do aparelho 1.

Na concretização mostrada nas Figs. 4 a 6, uma carga 19, 21 terá de ser ligada aos veios 6 de ambos os impulsores 2, uma vez que estes são rodados de forma independente um do outro. No entanto, um perito compreenderá que poderia ser ligado um mecanismo de sincronização (não mostrado) a uma porção dos impulsores 2, por exemplo aos veios 6, de modo que uma carga 19, 21 tenha de ser ligada apenas a um dos veios 6 dos dois impulsores 2.

Além disso, a rotação dos impulsores 2 irá proporcionar movimento da coluna de fluido. Quando a coluna de fluido é formada por um fluido substancialmente incompressível, o movimento será proporcional à rotação dos impulsores 2. A 12

ΕΡ 2 035 691/PT rotação dos impulsores 2 no aparelho mostrado nas Figs. 1 a 3 é proporcionada por meio de uma força aplicada a pelo menos um dos veios 6 a partir de um meio de accionamento, não mostrado, tal como um motor. Deste modo, a coluna de fluido poderia ser selectivamente movimentada no sentido desejado através do aparelho 1 controlando o sentido de rotação dos impulsores 2. Um perito compreenderá que pela rotação correspondente dos impulsores 2 do aparelho 1 mostrado nas Figs. 4 a 6, terá de ser aplicada uma força a ambos os veios. No entanto, poderia ser ligado um mecanismo de sincronização (não ilustrado), por exemplo, aos veios 6, de modo que a dita força fosse aplicada a apenas um dos dois veios 6 mostrados.

Numa concretização (não mostrada) o aparelho 1 está provido de um dispositivo de sincronização entre os veios 6 dos impulsores 2, os quais são influenciados pela posição do componente de controlo de coluna de fluido 32 no aparelho 1. Deste modo, os veios poderiam ser sincronizados/ligados em termos de força quando o componente de controlo de fluido 32 está na posição intermédia como mostrado na Fig. 5. Quando o componente de controlo de fluido 32 é girado ao longo de um ângulo predeterminado a partir da dita posição intermédia, o dispositivo de sincronização está disposto para desengatar a interligação dos veios 6. Por exemplo, um dispositivo de sincronização poderia desengatar o veio esquerdo 6 mostrado na Fig. 6 do veio direito 6, de modo que uma força só actue sobre o veio direito 6.

Se os veios 6 dos impulsores 2 são impedidos de rodar, o movimento de uma coluna de fluido incompressivel cessará pelo menos a montante do aparelho 1. A possibilidade de se produzir selectivamente a rotação dos impulsores 2, em ambos os sentidos horário e anti-horário, também tem o efeito colateral positivo de tornar mais fácil a remoção de eventuais corpos estranhos que possam ficar entalados no aparelho 1 através de um movimento de vaivém da coluna de fluido. Um tal movimento é obtido efectuando uma rotação alternativa no sentido horário e anti-horário de cada um dos impulsores 2. 13 ΕΡ 2 035 691/ΡΤ É feita referência às Figs. 7 e 8. As figuras são apenas desenhos de principio, que não mostram os componentes individuais à escala e que são feitas apenas para ilustrar as caracteristicas principais de um aspecto do invento.

Nos desenhos o número de referência 12 indica um sistema de abastecimento de água que inclui uma tubagem 13 que está ligado numa primeira porção de extremidade a uma fonte de água potável 15 e que está ligado pela sua segunda porção de extremidade a uma rede de tubagens de distribuição 17. A fonte de água potável 15 pode ser, por exemplo, uma estação de tratamento de água conhecida per se.

Na tubagem 13 estão dispostos dois aparelhos idênticos 1 em forma de dispositivos de bombagem. Os dispositivos de bombagem 1 estão afastados tanto no plano horizontal como no plano vertical. A finalidade do dispositivo de bombagem 1 é reduzir a pressão, que surge como uma consequência da diferença de elevação entre a fonte de água potável 15 e a rede de tubagens de distribuição 17 que se situa mais abaixo. Sem os dispositivos de bombagem 1 a pressão na rede de tubagens de distribuição 17 poderia tornar-se demasiado elevada. A proporção da energia que a coluna de fluido ou escoamento de água tem na entrada para qualquer um dos dispositivos de bombagem 1 é consumida para accionar os dispositivos de bombagem 1. Deste modo, os dispositivos de bombagem 1 provocam uma perda de energia do escoamento de água, conduzindo por sua vez a menor pressão a jusante de qualquer uma das bombas 1. A quantidade de energia extraída em qualquer uma das bombas 1 poderia ser controlada, por exemplo, por um travão centrífugo (não mostrado) conhecido per se.

Por meio das bombas 1 a pressão na rede de tubagens de distribuição 17 poderia por conseguinte ser ajustada para o nível desejado. 14 ΕΡ 2 035 691/ΡΤ

Para se poder utilizar a energia extraida do escoamento de água na tubagem 13 por meio dos dispositivos de bombagem 1, estes estão cada um ligado a um gerador de energia eléctrica respectivo 19, 21 de um tipo conhecido per se.

Deste modo, as bombas 1 irão funcionar não só como uma "válvula redutora de pressão" mas também como uma fonte de energia para um gerador de energia eléctrica no qual a diferença entre a pressão disponível como uma consequência de uma diferença de elevação entre a fonte de água potável 15 e a rede de distribuição 17 e a pressão desejada ou necessária na rede de tubagens de distribuição 17 é utilizada para a produção de energia. Será entendido que os dispositivos de bombagem 1 poderiam também ser alimentados com energia proveniente de uma fonte de energia externa (não mostrada) e, deste modo, produzindo uma pressão diferencial positiva na coluna de fluido, bombear possivelmente a água para cima em direcção à fonte de água potável 15. 0 dispositivo de bombagem 1 poderia também funcionar como uma válvula de corte ao impedir o meio de accionamento 2 da bomba de rodar de modo a que pelo menos uma porção da coluna de fluido seja impedida de se mover no interior da tubagem 13.

Embora as bombas 1 sejam mostradas para serem colocadas em série, um perito compreenderá que as bombas 1 também poderiam ser colocadas em paralelo e que qualquer número de bombas poderia ser disposto conforme necessário e de acordo com a redução de pressão pretendida. Nos casos em que a pressão na rede de tubagens de distribuição 17 não é crítica, a quantidade de energia extraída por meio dos dispositivos de bombagem 1 poderia ser controlada no que diz respeito à exigência de energia.

Um perito também compreenderá que a tubagem 13 poderia estar vantajosamente provido de uma, assim chamada, "linha de derivação" (não mostrada) a qual poderia conduzir o escoamento de água, por meio de dispositivos de válvula por exemplo, a passar qualquer uma das bombas 1, de modo que o escoamento de água pudesse ser mantido quando da manutenção de uma ou ambas as bomba (s) 1. 15 ΕΡ 2 035 691/ΡΤ

Por conseguinte ο aparelho de acordo com o presente invento poderia surpreendentemente ser utilizado não só como um dispositivo de redução de pressão mas também como uma válvula de corte além de poder ser utilizado como uma bomba e como uma fonte de energia para um gerador para a produção de corrente eléctrica.

Como as bombas 1 são muito fáceis de colocar em ambos os sistemas de escoamento de fluidos novos e já existentes e como partes substanciais da energia extraída do escoamento de água por meio das bombas poderiam ser utilizadas para energia eléctrica, o presente invento representa um recurso importante e um ganho ambiental sobre a arte anterior, na qual são utilizadas dispendiosas bacias de igualação de pressão ou válvulas redutoras de pressão para ajustar a pressão de uma coluna de fluido até um nível desejado ou pretendido. Deste modo, a utilização de energia, que poderia ser extraída a partir de um escoamento de fluido por meio do presente invento, representa a utilização de energia, que actualmente é desperdiçada.

Lisboa, 2013-03-27

Claims (10)

1. ΕΡ 2 035 691/ΡΤ 1/3 REIVINDICAÇÕES 1 - Aparelho (1) para utilização no controlo de uma pressão diferencial entre uma coluna de fluido a montante e a jusante do aparelho (1), incluindo o aparelho (1) pelo menos dois impulsores (2), qualquer um compreendendo um veio rotativo (6) provido de uma pluralidade de palhetas ou pás em forma de placa (8), estando os impulsores (2) dispostos num alojamento (4) que pode ser ligado a uma tubagem (13), comunicando os ditos veios (6) com uma carga controlável (19, 21) e/ou uma fonte de energia, em que o aparelho (1) está disposto para receber a coluna de fluido entre os veios (6) dos impulsores (2) e estando o eixo central dos ditos veios (6) substancialmente no mesmo plano que as porções de parede do alojamento (4) a montante e a jusante dos impulsores (2), pelo que a velocidade da coluna de fluido através do aparelho (1) corresponde substancialmente à velocidade da coluna de fluido imediatamente a montante e/ou a jusante dos impulsores (2) do aparelho, caracterizado por os impulsores (2) do aparelho (1) estarem dispostos para proporcionar uma barreira rotativa para a coluna de fluido por pelo menos uma das palhetas ou pás (8) de cada um dos impulsores estar em contacto substancialmente vedante com uma primeira porção da superfície de revestimento interno do alojamento (4) e por uma porção de pelo menos outra das palhetas ou pás (8) de cada um dos impulsores (2) de uma maneira vedante se sobrepor e encostar contra uma porção de pelo menos uma pá ou palheta correspondente do impulsor adjacente (2) ou por pelo menos uma das palhetas ou pás (8) de cada um dos impulsores (2) estar constantemente em contacto substancialmente vedante com um componente divisor alongado (30) que está disposto numa porção do aparelho (1), proporcionando o dito componente divisor (30) uma divisória entre os impulsores (2), sendo a dita barreira influenciada pela dita carga controlável (19, 21) e/ou fonte de energia para proporcionar qualquer pressão diferencial predeterminada entre a coluna de fluido a montante e a jusante do aparelho (1).
2. 2 - Aparelho de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por o eixo longitudinal do componente divisor (30) ser substancialmente paralelo a um eixo que se prolonga entre a porção de entrada e porção de saída do aparelho (1). ΕΡ 2 035 691/ΡΤ 2/3
3. 3 - Aparelho de acordo com a reivindicação 2, caracterizado por pelo menos uma porção do componente divisor (30) estar provida de uma forma bicôncava.
4. 4 - Aparelho de acordo com qualquer uma das reivindicações 2 a 3, caracterizado por o componente divisor (30) estar ainda provido de pelo menos um componente de controlo de coluna de fluido (32) disposto de modo articulado numa porção do componente divisor (30) para controlar a distribuição da coluna de fluido entre os dois impulsores (2) .
5. 5 - Aparelho de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado por a carga controlável (19, 21) ser um gerador para produzir energia eléctrica.
6. 6 - Método para controlar uma pressão diferencial numa coluna de fluido localizada no interior de uma tubagem (13), caracterizado por o método incluir as etapas de: integrar na tubagem (13) um aparelho (1) de acordo com a reivindicação 1, e controlar a rotação dos ditos impulsores (2) através da carga controlável (19, 21) e/ou fonte de energia que comunica com os veios (6) dos impulsores (2) para proporcionar qualquer pressão diferencial predeterminada entre as pressões da coluna de fluido a montante e a jusante do aparelho (1).
7. 7 - Método de acordo com a reivindicação 6, caracterizado por a carga controlável (19, 21) ser um gerador para produzir energia eléctrica.
8. 8 - Método de acordo com a reivindicação 6 ou 7, caracterizado por o método compreender ainda a inclusão de um componente divisor (30) no aparelho (1) para proporcionar uma divisória entre os impulsores (2).
9. 9 - Método de acordo com a reivindicação 8, caracterizado por o método compreender ainda a distribuição ΕΡ 2 035 691/ΡΤ 3/3 de fluido entre os impulsores (2) por meio do componente divisor (30) e um componente de controlo de fluido (32).
10. 10 - Método de acordo com qualquer das reivindicações 6 a 9, que compreende as etapas de: integrar o aparelho numa tubagem que se prolonga entre uma formação petrolífera subterrânea e uma instalação petrolífera; conduzir um fluido petrolífero através da tubagem da formação subterrânea para a instalação, e controlar a rotação dos impulsores para reduzir a pressão na tubagem entre a formação subterrânea e a instalação. Lisboa, 2013-03-27