WO2010040874A1 - Rotor de palas para aprovechamiento energético de canales de riego - Google Patents

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WO2010040874A1
WO2010040874A1 PCT/ES2009/000492 ES2009000492W WO2010040874A1 WO 2010040874 A1 WO2010040874 A1 WO 2010040874A1 ES 2009000492 W ES2009000492 W ES 2009000492W WO 2010040874 A1 WO2010040874 A1 WO 2010040874A1
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Fermín CARABALLO SÁNCHEZ
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Caraballo Sanchez Fermin
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/20—Hydro energy

Definitions

  • the present invention relates to a rotor installed transversely in irrigation channels and flush with its surface, composed of an axis in which a series of concave blades of the same length and that are moved pushed by the force of the water passing through are inserted through the channel being able to create energy with this movement as the axis is connected by one of its ends to a generator.
  • Hydraulic energy is called that which is obtained from the use of kinetic and potential energies of the current of rivers, waterfalls or tides. Its environmental impact is minimal. It is usually called green energy. It has the quality of being renewable, because the primary source is not exhausted when exploited and is clean since it does not produce in its exploitation polluting substances of any kind. Energy drives economic growth and access to energy is vital if we are to mitigate poverty.
  • Document ES2006585 describes an apparatus anchored at the bottom of the water courses with a front mouth where water enters and inside the drawer moves the blades of a rotor creating Energy.
  • Document P0149018 narrates an apparatus that rotates by moving blades that have been incorporated while the axis of said apparatus is perpendicular to the water flow.
  • the pallets are hollow and fill or empty with water depending on where they are at all times.
  • a hydraulic pump included in the hollow shaft makes the water circuit through them.
  • Document ES483979 proposes a floating frame in whose interior there is a chain between two pulleys where vanes are mounted so that when the water strikes them they move and this moves a multiplier mechanism passing to a generator.
  • the document P0463461 describes a roller of vanes installed in the mouth of a estuary taking advantage of the movement of ebb and flow of the tides.
  • the document ES2006585 an apparatus anchored at the bottom of the water course and inside it rotors and vanes are installed that moves the current but a lot of water flow is wasted by collecting only a very small percentage that is the water that goes at ground level.
  • the rotor and vanes must be of very small dimensions as they are inside a low capacity drawer.
  • a hydroelectric plant of a dam is not described but with the same source, which is water, to create energy without impacting the environment.
  • the present invention is constituted from the following elements: A shaft of stainless steel or similar material, of appropriate thickness to the dimensions of the rotor, of length greater than that of the irrigation channel to which it will lend its function, Supported by two bearings installed on supports attached to the sides of the irrigation canal, which raise the shaft above the water level, an electric power generator is installed at one end.
  • a shaft of stainless steel or similar material of appropriate thickness to the dimensions of the rotor, of length greater than that of the irrigation channel to which it will lend its function
  • In all the length of the mentioned axis are welded by one of its edges at least three plates of the same material, to which some supports are screwed in variable number according to the width of the irrigation channel.
  • each set of plates that start from each of the plates welded to the shaft a concave blade, joined to the plates by means of screws, oriented its concavity towards the water stream of the irrigation channel, of width equal to the width of the irrigation channel, with sufficient tolerance so that in its movement it does not rub with East.
  • the concave area of these blades are provided with reinforcement ribs.
  • Each of the plates that are attached to each of the supports installed in the same plane, in the plates welded to the shaft, are joined together by at least one ring, also made of stainless steel or similar material, which give it rigidity to the set, existing as many rings as planes of plates holding the blades.
  • the operation of the rotor begins when the water flow of the irrigation channel exerts pressure on the blades that are introduced into the channel, at that time there can be an elevation of the level of water immediately arterial to the rotor, which is contained by the wedges avoiding its wedges lost.
  • the pressure of the water exerted on the blades makes them move by rotating the shaft that in turn moves the electric power generator installed at its end.
  • a preferred embodiment of the proposed invention is constituted from the following elements:
  • the concave zone of these blades (9) are provided with three reinforcement ribs (10) each.
  • Each of the eight plates (8) that are attached to each of the eight supports (7) installed in the same plane, in the eight plates (6) welded to the shaft (1), are joined together by two rings ( 11) each set of plates that start from the shaft (1), also made of stainless steel or similar material, which give the whole rigidity.

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Abstract

Constituido por soportado por dos cojinetes instalados en unos soportes sujetos en los laterales del canal de riego, con unas pletinas que soportas otras y que a su vez soportas las palas cóncavas. Incorpora unos anillos de refuerzo que une las pletinas de las palas. En la base interior del canal de riego se encuentra una base de cierre. En cada uno de los cantos de los laterales del canal de riego, partiendo desde el soporte de los cojinetes, se encuentran sendas cuñas de hormigón o material similar, orientados sus vértices en sentido contrario a la corriente de agua.

Description

ROTOR DE PALAS PARA APROVECHAMIENTO ENERGÉTICO DE CANALES DE RIEGO
La presente invención se refiere a un rotor instalado transversalmente en canales de riego y a ras de su superficie, compuesto de un eje en el que se insertan una serie de palas cóncavas de las misma longitud y que se mueven empujadas por Ia fuerza del agua que transita por el canal consiguiéndose con este movimiento crear energía al estar el eje conectado por uno de sus extremos a un generador.
Se denomina energía hidráulica a aquella que se obtiene del aprovechamiento de energías cinética y potencial de Ia corriente de ríos, salto de agua o mareas. Su impacto ambiental es mínimo. Por Io general suele llamarse energía verde. Tiene Ia cualidad de ser renovable, pues no se agota Ia fuente primaria al explotarla y es limpia ya que no produce en su explotación sustancias contaminantes de ningún tipo. La energía impulsa el crecimiento económico y el acceso a Ia energía es vital si hemos de mitigar Ia pobreza.
Pero Ia mayor parte del uso energético causa daño al medio ambiente, pero se vislumbran maneras positivas en el horizonte: las fuentes renovables de energía limpia
Se encuadra dentro del sector de las energías y, dentro de éste de energías renovables y limpias.
Así, se conocen los antiguos molinos en pequeños cursos de agua que producían cascadas y un pequeño embalse que mediante un simple mecanismo movía las ruedas del molino. El documento ES2006585 describe un aparato anclado en el fondo de los cursos de agua con una boca frontal por donde entra el agua y dentro del cajón mueve las aspas de un rotor creando energía. El documento P0149018 narra un aparato que gira moviendo unas palas que lleva incorporadas estando el eje de dicho aparato perpendicular a Ia corriente del agua. Las paletas son huecas y se llenan o vacían de agua dependiendo del lugar donde se encuentren en cada momento. Una bomba hidráulica incluido en el eje hueco efectúa el circuito de agua por estas. El documento ES483979 propone un bastidor flotante en cuyo interior se disponen una cadena entre dos poleas en donde van montadas unas paletas de forma que al incidir el agua en ellas las hace moverse y esto mueve un mecanismo multiplicador pasando a un generador. El documento P0463461 describe un rodillo de paletas instalados en Ia boca de una ría aprovechando el movimiento de flujo y reflujo de las mareas.
Lo que se conoce en el estado de Ia técnica presenta estos inconvenientes:
- Los antiguos molinos eran utilizados en pequeños cursos de los ríos y generan muy poca energía
El documento ES2006585 un aparato anclado en el fondo del curso del agua y dentro de él se instalan rotores y paletas que mueve Ia corriente pero se desperdicia mucha cantidad de caudal de agua al recoger sólo un tanto por ciento muy pequeño que es el agua que va a ras del suelo. Además el rotor y las paletas deben ser de muy pocas dimensiones al estar en el interior de un cajón de poca capacidad.
- El documento P0149018 narra un rotor con unas palas pero el eje se encuentra perpendicular a Ia corriente de agua con Io cual el movimiento es muy dificultoso de originar. Además nos habla de Ia introducción de agua en las palas que se encuentran huecas. Las palas huecas poca fuerza pueden hacer contra Ia corriente que terminarían rompiéndolas en un breve espacio de tiempo.
- El documento P0463461 propone aprovechar los flujos y reflujos de las mareas con Io que hay que esperar al flujo y reflujo para elaborar movimiento y con éste, energía.
Frente a estos inconvenientes Ia invención que aquí se propone presenta las siguientes ventajas:
- No se trata de extraer agua sino de que ésta sea Ia fuente de energía moviendo el eje y las palas y a su vez moviendo un mecanismo multiplicador que desemboca en un generador de energía.
- No se encuentra en el fondo del agua sino en toda Ia anchura del canal de agua con Io cual aprovecha toda Ia fuerza que ésta ejecuta en su movimiento. El eje es transversal a Ia corriente del canal aprovechando toda Ia fuerza del caudal y las palas no son huecas sino macizas con Io que se asegura que el movimiento se va a efectuar y, por otra parte, que las palas van a perdurar con el tiempo. - No hay que esperar al flujo ni al reflujo de las mareas puesto que el movimiento Io efectúan las corrientes de los canales de riego.
- Se trata de energía limpia y renovable. No se describe una central hidroeléctrica de una presa sino con Ia misma fuente, que es el agua, crear energía sin ¡mpactar el medioambiente.
Todos estos elementos conjugados dan lugar a un resultado final en el que se aportan características diferenciadoras significativas frente al estado de Ia técnica actual.
Así, Ia presente invención se constituye a partir de los siguientes elementos: Un eje de acero inoxidable o material similar, de grosor apropiado a las dimensiones del rotor, de longitud mayor que Ia del canal de riego a Ia que va a prestar su función, soportado por dos cojinetes instalados en unos soportes sujetos en los laterales del canal de riego, que elevan el eje por encima del nivel del agua, en uno de sus extremos está instalado un generador de energía eléctrica. En toda Ia longitud del mencionado eje se encuentran soldadas por uno de sus cantos al menos tres pletinas del mismo material, a las que están atornillados unos soportes en número variable según Ia anchura del canal de riego. A estos soportes están unidas solidariamente unas segundas pletinas en cuyos extremos opuestos soportan, cada juego de pletinas que parten de cada una de las pletinas soldadas al eje, una pala cóncava, unida a las pletinas mediante tornillería, orientada su concavidad hacia Ia corriente de agua del canal de riego, de anchura igual a Ia anchura del canal de riego, con tolerancia suficiente para que en su movimiento no roce con este. La zona cóncava de estas palas están provistas de unos nervios de refuerzo. Cada una de las pletinas que están unidas a cada uno de los soportes instalados en el mismo plano, en las pletinas soldadas al eje, están unidas entre si por a al menos un anillo, también de acero inoxidable o material similar, que Ie dan rigidez al conjunto, existiendo tantos anillos como planos de pletinas sujetadoras de las palas.
En Ia base interior del canal de riego, fabricada en hormigón o material similar, se encuentra una base de cierre con curvatura igual a Ia circunferencia formada por el movimiento de las palas, con tolerancia suficiente para que estas no Ia rocen.
En cada uno de los cantos de los laterales del canal de riego y para evitar el desbordamiento y desperdicio de agua ocasionado por Ia retención de esta que pudiera ocasionar las palas, partiendo desde el soporte de los cojinetes, se encuentran sendas cuñas de hormigón o material similar, orientados sus vértices en sentido contrario a Ia corriente de agua.
El funcionamiento del rotor comienza cuando Ia corriente del agua del canal de riego ejerce presión sobre las palas que están introducida en el canal, en ese momento puede producirse una elevación del nivel del agua inmediatamente arterial al rotor, que es contenida por las cuñas evitando su pérdida. La presión del agua ejercida sobre las palas, hace que estas se muevan haciendo girar el eje que a su vez mueve el generador de energía eléctrica instalado en su extremo.
En una realización diferente Los dos extremos del eje motriz incorporan dos guías de acero reforzado ancladas a Ia base de hormigón para elevar el mecanismo en caso de mantenimiento o avería. Para una mejor comprensión de esta memoria descriptiva se acompañan unos dibujos que a modo de ejemplo no limitativo, describen una realización preferida de Ia invención: Figura 1.- Vista de alzado frontal
Figura 2.- Vista de alzado lateral
En dichas figuras se destacan los siguientes elementos numerados; 1.- Eje
2.- Canal de riego 3.- Cojinetes
4.- Soporte de los cojinetes 5.- Generador eléctrico 6.- Pletinas soldadas al eje
7.- Soportes de las pletinas sujetadoras de las palas 8.- Pletinas sujetadoras de las palas
9.- Palas
10.- Nervios de refuerzos de las palas 11.- Anillos de refuerzo 12.- Base de cierre 13.- Cuñas de hormigón
Una realización preferida de Ia invención propuesta, se constituye a partir de los siguientes elementos: Un eje (1 ) de acero inoxidable o material similar, de grosor apropiado a las dimensiones del rotor, de longitud mayor que
Ia del canal de riego (2) a Ia que va a prestar su función, soportado por dos cojinetes (3) instalados en unos soportes (4) sujetos en los laterales del canal de riego (2), que elevan el eje (1 ) por encima del nivel del agua, en uno de sus extremos está instalado un generador de energía eléctrica (5). En toda Ia longitud del mencionado eje se encuentran soldadas por uno de sus cantos ocho pletinas (6) del mismo material, a las que están atornillados ocho soportes (7) en cada una de ellas, a los que están unidas solidariamente unas segundas ocho pletinas (8) en cuyos extremos opuestos soportan, cada juego de pletinas (8) que parten de cada una de las pletinas (6) soldadas al eje (1), una pala cóncava (9), unida a las pletinas (8) mediante tornillería, orientada su concavidad hacia Ia corriente de agua del canal de riego, de anchura igual a Ia anchura del canal de riego (2), con tolerancia suficiente para que en su movimiento no roce con este. La zona cóncava de estas palas (9) están provistas de tres nervios de refuerzo (10) cada una. Cada una de las ocho pletinas (8) que están unidas a cada uno de los ocho soportes (7) instalados en el mismo plano, en las ocho pletinas (6) soldadas al eje (1 ), están unidas entre si por dos anillos (11 ) cada juego de pletinas que parten del eje (1 ), también de acero inoxidable o material similar, que Ie dan rigidez al conjunto.
En Ia base interior del canal de riego (1 ), fabricada en hormigón o material similar, se encuentra una base de cierre (12) con curvatura igual a Ia circunferencia formada por el movimiento de las palas (9), con tolerancia suficiente para que estas no Ia rocen.
En cada uno de los cantos de los laterales del canal de riego (2) y para evitar el desbordamiento y desperdicio de agua ocasionado por Ia retención de esta que pudiera ocasionar las palas (9), partiendo desde el soporte de los cojinetes, se encuentran sendas cuñas de hormigón (13) o material similar, orientados sus vértices en sentido contrario a Ia corriente de agua.

Claims

REIVINDICACIONES
1.- Rotor de palas para aprovechamiento energético de canales de riego constituido a partir de un eje (1 ) de acero inoxidable o material similar, de grosor apropiado a las dimensiones del rotor, caracterizado porque su longitud es mayor que Ia del canal de riego (2) a Ia que va a prestar su función, soportado por dos cojinetes (3) instalados en unos soportes (4) sujetos en los laterales del canal de riego (2), que elevan el eje (1 ) por encima del nivel del agua, en uno de sus extremos está instalado un generador de energía eléctrica (5). En toda Ia longitud del mencionado eje se encuentran soldadas por uno de sus cantos al menos tres pletinas (6) del mismo material, a las que están atornillados unos soportes (7) en número variable según Ia anchura del canal de riego (2). A estos soportes (7) están unidas solidariamente unas segundas pletinas (8) en cuyos extremos opuestos soportan, cada juego de pletinas (8) que parten de cada una de las pletinas (6) soldadas al eje (1 ), una pala cóncava (9), unida a las pletinas (8) mediante tornillería, orientada su concavidad hacia Ia corriente de agua del canal de riego, de anchura igual a Ia anchura del canal de riego (2), con tolerancia suficiente para que en su movimiento no roce con este. La zona cóncava de estas palas (9) están provistas de unos nervios de refuerzo (10). Cada una de las pletinas (8) que están unidas a cada uno de los soportes (7) instalados en el mismo plano, en las pletinas (6) soldadas al eje (1 ), están unidas entre si por a al menos un anillo (11 ), también de acero inoxidable o material similar, que Ie dan rigidez al conjunto, existiendo tantos anillos como planos de pletinas (8) sujetadoras de las palas (9). En Ia base interior del canal de riego (1 ), fabricada en hormigón o material similar, se encuentra una base de cierre (12) con curvatura igual a Ia circunferencia formada por el movimiento de las palas (9), con tolerancia suficiente para que estas no Ia rocen. En cada uno de los cantos de los laterales del canal de riego (2) y para evitar el desbordamiento y desperdicio de agua ocasionado por Ia retención de esta que pudiera ocasionar las palas (9), partiendo desde el soporte de los cojinetes, se encuentran sendas cuñas de hormigón (13) o material similar, orientados sus vértices en sentido contrario a Ia corriente de agua.
2.- Rotor de palas para aprovechamiento energético de canales de riego según reivindicación 1 , los dos extremos del eje motriz incorporan dos guías de acero reforzado ancladas a Ia base de hormigón para elevar el mecanismo en caso de mantenimiento o avería.
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