WO2010081929A1 - Procedimiento para la generación de energía piroeléctrica - Google Patents
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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- F01K—STEAM ENGINE PLANTS; STEAM ACCUMULATORS; ENGINE PLANTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; ENGINES USING SPECIAL WORKING FLUIDS OR CYCLES
- F01K27/00—Plants for converting heat or fluid energy into mechanical energy, not otherwise provided for
Definitions
- the present invention relates to the field of electric power generation. More specifically, it is directed to a new procedure for the generation of pyroelectric energy from explosive charges.
- the pyroelectric power plant object of the invention is based on the use of the instantaneous energy produced in the explosion generated inside the device for its transformation into mechanical energy and, finally, in electrical energy.
- object of this invention to present a new process for the generation of pyroelectric energy characterized by comprising at least: a) a first stage of energy generation from the controlled detonation of at least one explosive material located in the inside of at least one explosion chamber; b) a stage of control and use of the energy generated in the previous stage; c) a final stage of transformation of energy into pyroelectric energy.
- said method may in turn comprise a stage of storage of the pressurized air generated in the detonation stage for its subsequent controlled distribution to at least one turbine for the generation of pyroelectric energy.
- the pyroelectric power generation process may in turn comprise a stage of utilizing part of the heat generated during detonation to obtain steam, which may be used for additional power generation.
- thermoelectric through the use of turbines.
- a device especially suitable for generating energy for its transformation into pyroelectric energy said device being characterized by comprising at least: a) a telescopic cylinder consisting of a lower cylindrical tube and an upper cylindrical tube, where the lower cylindrical tube, also called a barrel, houses inside it a piston or projectile strongly anchored to a rod which, in turn, is anchored to a piston housed in the upper cylindrical tube; as well as b) an explosion chamber located at the base of the lower cylindrical tube.
- Said explosion chamber is preferably composed of a metallic material, and more preferably, of steel or other materials of similar characteristics, and may in turn be coated with materials resistant to pressure, corrosion and high temperatures. Also, the explosion chamber may have various geometric shapes, with the spherical or cylindrical shape being especially preferred.
- the explosion chamber is characterized by comprising at least one ignition reagent connected to an electrical device, preferably, to an external battery, which may present, without being limiting, voltage values between 0.5 V and 400 to 1000 V, generally between 1.5 V and 12 V, and preferably between 4.5 and 48 V.
- said power supply may operate in both direct and alternating current.
- the explosion chamber may also have at least one device for releasing the exhaust gases, with their corresponding control valve, said exhaust gases being the unwanted gases generated in the explosion, as well as at least one pressure outlet valve for direct application to the piston of the lower cylindrical tube.
- the exhaust gases will be conducted to at least one filter, preferably chemical, to neutralize the contaminating compounds present therein. In this way, after passing through the filter, the gases will be returned to the atmosphere with a practically zero level of contamination.
- the explosion chamber may in turn comprise at least one atmospheric pressure outlet with its corresponding regulating valve, as well as a cooling circuit in order to control the temperature rise generated during the explosion.
- At least one compartment for the device may be located on the outside of the device.
- explosives storage A particular advantage of the invention is the possibility it offers to operate with both solid and liquid explosives, allowing the use of newly manufactured explosives or residual explosives from military or mining equipment that has expired.
- the type of explosive material that can be used as a raw material is not a limiting feature of the invention, and any type of material capable of exploding can be used.
- the explosive material used by the plant will be capable of generating a detonation pressure between 7.65 and 20.4 GPa.
- this explosive storage compartment can be connected to the explosion chamber by means of at least one valve for regulating the supply of explosives.
- this way it is possible to control the supply of explosives to the explosion chamber, preferably, mechanically and automatically, depending on the amount of energy to be generated.
- the proportions and dimensions of the device can be designed according to the power needs of the plant.
- the power generating device will be located underground, preferably at a depth of between 5 and 15,000 m, and more preferably, between 25 and 250 m below the surface level.
- the device is located outside, preferably supported on a concrete support platform.
- the above device is a device especially suitable for carrying out the process of generating energy from a controlled detonation of at least one explosive material, in alternative embodiments of the invention the process of control and use of energy generated inside at least one explosion chamber, may be carried out by alternative means to the cylinder telescopic consisting of mobile devices (piston and piston) as previously described.
- control of the pressure generated in the explosion chamber may be regulated through regulating valves located at the outlet of the explosion chamber, which will be able to regulate the passage of air to pressure, thus controlling its direct distribution to the turbines for the generation of electrical energy.
- a further object of the invention will be a pyroelectric power station characterized by comprising at least one power generation device as described above.
- said control unit may in turn comprise solenoid valves for controlling the closing and opening of the different circuits that compose it.
- it may comprise at least one distributor of the pressurized air to at least one pressure confinement device which will preferably consist of pressure storage boilers, as well as at least one distributor of the pressurized air to the turbines of the plant.
- control unit may use at least one electronic controller responsible for activating and regulating the pressure compensating valves that supply the different pressure injection conduits of the control unit.
- the plant will comprise at least one turbine and at least one transformation tower, which will generally be the only equipment in the plant located outside. However, as indicated above, the plant will be suitable for working both on the surface and buried underground.
- the plant may in turn incorporate an external water supply circuit for cooling the entire system.
- the pyroelectric power plant is capable of generating between I and 1,500 MWh, generally between 100 and 1,500 MWh of electrical energy. Therefore, in general, the energy efficiency values of the plant will be between 45% and 90% depending on the type of explosive used.
- the temperatures reached in the lower cylindrical tube or barrel, as well as in the upper cylindrical tube or air compression chamber may range between 100 0 C and 2,000 0 C, preferably between 400 0 C and 700 0 C.
- This steam may in turn be used for the additional generation of thermoelectric energy through the use of turbines.
- the value of the energy that can be recovered by kilogram of explosive material can vary between 2.3 and 4.7MJ.
- An additional advantage of the central object of the invention is the fact that it is made up of modular parts, which makes it possible for the installation of the same to be carried out at any location, although it will be especially preferred, for economic reasons, its location in abandoned mines and quarries. Also, such presentation in modular parts, will make it possible to carry out quick and effective replacements and repairs of the parts that require it.
- the plant has an itinerant character, thus being able to be used, for example, in isolated areas or in places with low energy supply;
- one of the advantages of the invention consists in the possibility of storing energy in the form of pressurized air, thus working as an energy accumulator capable of regulating the generation and contribution of electric energy, which will be distributed to the points at which it is required depending on the energy needs of each moment; • Finally, it is worth highlighting the ecological character of the invention, as it is a clean, non-polluting source of energy. It is also advantageous to offer the possibility of operating with any type of explosives, both solid and liquid, thus avoiding dependence on raw materials derived from petroleum.
- Figure 1 shows an elevational view of the device for generating energy object of the invention
- Figure 2 shows a detailed view of the interior of said device
- Figure 3 shows a representative scheme of a particular embodiment of the invention in which the power plant is located underground.
- Figure 1 represents a preferred embodiment of the invention where the device for generating energy is characterized by comprising the following elements: atmospheric pressure taking (1), explosion chamber (2), ignition reagent (3), emergency battery (4), exhaust gas release device (5), exhaust gas filter (6), pressure recuperator (7), pressure distribution device (8), pressure distributor (9) , pressure regulating valve (10), pressure injection pipes to the cylinders (11), electromechanical solenoid valve controller (12), explosive supply regulation valve (13), solid / liquid explosive storage compartment ( 14), mechanically charged explosives socket (15), electrovalve with electronic control (16), excess pressure control valve for actuation of turbines (17), safety and closing solenoid valves (18), filling control solenoid valves (19), concrete floor fixing platform (20) and cooling mechanism (21).
- atmospheric pressure taking (1) atmospheric pressure taking (1), explosion chamber (2), ignition reagent (3), emergency battery (4), exhaust gas release device (5), exhaust gas filter (6), pressure recuperator (7), pressure distribution device (8), pressure distributor (9) , pressure regulating valve (10), pressure injection pipes to the cylinders (11
- FIG. 2 a detailed view of the interior of the device object of the invention is shown in Figure 2, characterized by comprising the following elements: mechanically loading explosives (15 '), conical explosion chamber (22 ), piston or projectile anchored to rod (23), rod attached to projectile and piston (24), barrel or lower cylindrical tube (25), cooling mechanism (21 '), device for release of exhaust gases (5' ), atmospheric pressure pressure (1 '), barrel and cylinder connection (26), piston (27), segments (28), upper cylindrical tube (29), pressurization zone (30), generation circuit thermal energy (31), pressurized air extraction duct (32) and surface air expulsion duct (33).
- mechanically loading explosives (15 '), conical explosion chamber (22 ), piston or projectile anchored to rod (23), rod attached to projectile and piston (24), barrel or lower cylindrical tube (25), cooling mechanism (21 '), device for release of exhaust gases (5' ), atmospheric pressure pressure (1 '), barrel and cylinder connection (26), piston (27), segments (28), upper cylindrical tube (29), pressurization zone (30
- FIG 3 a scheme of a particular embodiment of the invention has been represented in which the power plant is located underground and is characterized by comprising the following elements: zipper-type explosive charge injectors (34), charger of load injectors (35), pressure column tandem (36), pressure air distributor to boilers (37), pressure storage boilers (38), pressure air distributor to turbines (39), turbines ( 40), electric power distribution tower (41), water tanks (42), power lines (43), cargo warehouses (44) and primer stores (45).
- the method of generating pyroelectric energy begins with the generation of about 204,000 bar of pressure from the explosion produced in the explosion chamber located in the Tandem base of pressure columns (36).
- the chemical energy generated is transformed into energy Instant mechanics capable of moving mobile devices (pistons and pistons) located inside the column tandem (36).
- mechanical energy is used to compress the air inside the columns until an individual air pressure per column of 300 to 1,500 bar is reached.
- This pressurized air is distributed to the boilers (37) where it is stored, the air pressure being stored per boiler from 2,000 to 5,000 bar.
- this pressurized air is distributed to the turbines (40), the nominal turbine pressure being 300 to 600 bar.
- the injected air pressure is transformed into constant mechanical energy, which is in turn transformed into electrical energy in the electric power distribution tower (41), generating 100 to 1500 MWh.
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Abstract
La presente invención se refiere a un procedimiento para la generación de energía piroeléctrica caracterizado por comprender, al menos: d)una primera etapa de generación de energía a partir de la detonación controlada de al menos un material explosivo situado en el interior de al menos una cámara de explosión; e)una etapa de control y aprovechamiento de la energía generada en la etapa anterior; f)una última etapa de transformación de la energía en energía piroeléctrica. Asimismo, es objeto de esta invención un dispositivo especialmente adecuado para la generación de energía a partir de al menos un material explosivo para su posterior transformación en energía piroeléctrica, así como central eléctrica caracterizada por comprender dicho dispositivo.
Description
PROCEDIMIENTO PARA LA GENERACIÓN DE ENERGÍA PIROELECTRICA
Campo técnico de la invención
La presente invención se refiere al campo de la generación de energia eléctrica. Más concretamente, se dirige a un nuevo procedimiento para la generación de energia piroeléctrica a partir de cargas explosivas.
Estado de la técnica anterior a la invención En el momento actual existen muy diversas formas y tipos de generación de energia entre las que cabe mencionar, por su importancia, la energia nuclear, la energia generada a partir de residuos fósiles, asi como la energia obtenida a partir de fuentes renovables como la energia solar, eólica, mareomotriz, hidráulica, o la energia generada a partir de biomasa .
Es objeto de esta invención presentar una nueva alternativa para la generación de energia limpia y ecológica de una manera eficaz, sencilla y económica, ofreciendo la posibilidad de operar con una gran variedad de explosivos, tanto sólidos como líquidos, como fuente de alimentación al sistema .
De este modo, la central piroeléctrica objeto de la invención se encuentra basada en el aprovechamiento de la energia instantánea producida en la explosión generada en el interior del dispositivo para su transformación en energia mecánica y, finalmente, en energia eléctrica.
En la literatura de patentes no se ha encontrado hasta el momento ninguna referencia en la que se describa la posibilidad de controlar y aprovechar la energia generada en una explosión para su transformación en electricidad, por lo que la presente invención supone una atractiva alternativa a las fuentes de energia ya conocidas en el estado de la técnica .
Descripción detallada de la invención
Es, por tanto, objeto de esta invención presentar un nuevo procedimiento para la generación de energia piroeléctrica caracterizado por comprender, al menos: a) una primera etapa de generación de energia a partir de la detonación controlada de al menos un material explosivo situado en el interior de al menos una cámara de explosión; b) una etapa de control y aprovechamiento de la energia generada en la etapa anterior; c) una última etapa de transformación de la energia en energia piroeléctrica.
Asimismo, en una realización preferida de la invención, dicho procedimiento podrá comprender a su vez una etapa de almacenamiento del aire a presión generado en la etapa de detonación para su posterior distribución controlada a al menos una turbina para la generación de energia piroeléctrica.
En una realización preferida adicional de la invención, el procedimiento de generación de energia piroeléctrica podrá a su vez comprender una etapa de aprovechamiento de parte del calor generado durante la detonación para la obtención de vapor, el cual podrá ser utilizado para la generación adicional de energia termoeléctrica mediante el uso de turbinas . Es asimismo objeto de esta invención presentar un dispositivo especialmente adecuado para la generación de energia para su transformación en energia piroeléctrica, estando dicho dispositivo caracterizado por comprender, al menos : a) un cilindro telescópico constituido por un tubo cilindrico inferior y un tubo cilindrico superior, donde el tubo cilindrico inferior, también denominado cañón, alberga en su interior un émbolo o proyectil fuertemente anclado a un vastago que, a su vez, se encuentra anclado a un pistón albergado en el tubo cilindrico superior; asi como
b) una cámara de explosión situada en la base del tubo cilindrico inferior.
Dicha cámara de explosión se encuentra compuesta, preferentemente, de un material metálico, y más preferentemente, de acero u otros materiales de similares características, pudiendo estar recubierta a su vez de materiales resistentes a la presión, corrosión y altas temperaturas. Asimismo, la cámara de explosión puede presentar diversas formas geométricas, siendo especialmente preferida la forma esférica o cilindrica.
Adicionalmente, la cámara de explosión se caracteriza por comprender al menos un reactivo de ignición conectado a un dispositivo eléctrico, preferiblemente, a una bateria externa, la cual podrá presentar, sin ser limitantes, valores de voltaje comprendidos entre 0.5 V y de 400 a 1000 V, generalmente entre 1.5 V y 12 V, y preferiblemente entre 4.5 y 48 V. Además, dicha fuente de alimentación podrá funcionar tanto en corriente continua, como en alterna.
De manera preferida, la cámara de explosión podrá presentar asimismo al menos un dispositivo para la liberación de los gases de escape, con su correspondiente válvula de control, siendo dichos gases de escape los gases no deseados generados en la explosión, asi como al menos una válvula de salida de presión para la aplicación directa al émbolo del tubo cilindrico inferior. De manera preferida, los gases escape serán conducidos a al menos un filtro, preferiblemente quimico, para neutralizar los compuestos contaminantes presentes en los mismos. De esta forma, tras su paso por el filtro, los gases serán devueltos a la atmósfera con un nivel prácticamente nulo de contaminación.
De manera adicional, la cámara de explosión podrá comprender a su vez al menos una toma de presión atmosférica con su correspondiente válvula de regulación, asi como un circuito de refrigeración con objeto de controlar el aumento de temperatura generado durante la explosión.
A su vez, en la parte externa del dispositivo, podrá encontrarse situado al menos un compartimento para el
almacenamiento de explosivos. Una ventaja particular de la invención es la posibilidad que ofrece de operar tanto con explosivos sólidos como líquidos, permitiendo emplear explosivos de nueva manufactura o bien, explosivos residuales procedentes de material militar o minero caducado. No obstante, el tipo de material explosivo que se puede emplear como materia prima no es una característica limitativa de la invención, pudiéndose emplear cualquier tipo de material con capacidad de explosionar. De manera preferida, el material explosivo empleado por la central será capaz de generar una presión de detonación comprendida entre 7.65 y 20.4 GPa.
Asimismo, este compartimento de almacenamiento de explosivos puede encontrarse conectado a la cámara de explosión mediante al menos una válvula de regulación del suministro de explosivos. De este modo, es posible controlar la alimentación de explosivos a la cámara de explosión, preferiblemente, de manera mecánica y automatizada, en función de la cantidad de energía que se desee generar. Del mismo modo, las proporciones y dimensiones del dispositivo podrán ser diseñadas en función de las necesidades energéticas de la central.
En una realización preferida de la invención, el dispositivo generador de energía se encontrará situado bajo tierra, preferiblemente, a una profundidad de entre 5 y 15.000 m, y más preferiblemente, entre 25 y 250 m bajo el nivel de la superficie. No obstante, también existe la posibilidad de que el dispositivo se encuentre situado en el exterior, preferiblemente, soportado en una plataforma de apoyo de hormigón. Si bien el dispositivo anterior se trata de un dispositivo especialmente adecuado para llevar a cabo el procedimiento de generación de energía a partir de una detonación controlada de al menos un material explosivo, en realizaciones alternativas de la invención el proceso de control y aprovechamiento de la energía generada en el interior de, al menos, una cámara de explosión, podrá llevarse a cabo por medios alternativos al cilindro
telescópico constituido por dispositivos móviles (émbolo y pistón) según ha sido descrito previamente. Asi, en una realización alternativa de la invención, el control de la presión generada en la cámara de explosión podrá regularse a través de válvulas de regulación situadas a la salida de la cámara de explosión, las cuales serán capaces de regular el paso del aire a presión, controlando asi su distribución directa a las turbinas para la generación de energia eléctrica . Será un objeto adicional de la invención una central piroeléctrica caracterizada por comprender al menos un dispositivo de generación de energia según ha sido descrito anteriormente .
De manera preferida, dicha central podrá comprender a su vez electroválvulas para el control del cierre y apertura de los distintos circuitos que la componen. Asimismo, podrá comprender al menos un distribuidor del aire a presión a al menos un dispositivo de confinamiento de presión el cual consistirá, preferiblemente, en calderines almacenadores de presión, asi como al menos un distribuidor del aire a presión a las turbinas de la central.
En una realización preferida de la invención, la central podrá emplear al menos un controlador electrónico encargado de activar y regular las válvulas compensadoras de presión que abastecen a las distintas conducciones de inyección de presión de la central.
Asimismo, de manera adicional, la central comprenderá al menos una turbina y al menos una torre de transformación, los cuales serán generalmente los únicos equipos de la central situados en el exterior. No obstante, como se ha indicado anteriormente, la central será adecuada para trabajar tanto en superficie, como enterrada bajo tierra.
Finalmente, la central podrá incorporar a su vez un circuito de alimentación de agua externa para la refrigeración de todo el sistema.
Será asimismo un objeto adicional de esta invención el uso de dicha central para la generación de energia
piroeléctrica . De esta forma, una vez el dispositivo entre en funcionamiento, la explosión generada en la cámara de explosión será capaz de liberar una presión comprendida, aproximadamente, entre 100 y 250.000 bar, generalmente, entre 60.000 y 200.000 bar, con una velocidad de detonación de entre 1 y 6.000 m/s, generalmente, entre 60 y 6000 m/s. Esta presión servirá para desplazar el émbolo o proyectil del tubo cilindrico inferior unido al vastago que termina en el pistón del tubo cilindrico superior, presurizando de este modo el aire contenido en el mismo hasta alcanzar una presión comprendida entre 300 y 3.000 bar, generalmente, entre 300 y 1.500 bar por columna o cilindro. Dicha presión, regulada a través de depósitos y calderines donde es almacenada en forma de aire comprimido hasta alcanzar valores de entre 2.000 y los 5.000 bar, llega a los distribuidores desde donde el aire es inyectado a una presión nominal de entre 300 y 600 bar a cada una de las turbinas de la central encargadas de transformar la energia mecánica en energia eléctrica. De esta forma, la central piroeléctrica es capaz de generar de entre I y 1.500 MWh, generalmente, entre 100 y 1.500 MWh de energia eléctrica. Por tanto, de manera general, los valores de rendimiento energético de la central estarán comprendidos entre un 45% y un 90% en función del tipo de explosivo empleado . Paralelamente, las temperaturas alcanzadas en el tubo cilindrico inferior o cañón, asi como en el tubo cilindrico superior o cámara de compresión de aire podrán oscilar entre 1000C y 2.0000C, preferiblemente, entre 4000C y 7000C. De esta forma, en una realización preferida de la invención, será posible aprovechar parte del calor generado durante la explosión para la obtención de vapor mediante el uso de circuitos de refrigeración por agua instalados en dichas partes del dispositivo. Este vapor podrá a su vez ser aprovechado para la generación adicional de energia termoeléctrica mediante el uso de turbinas. De manera general, el valor de la energia que es posible recuperar por
kilogramo de material explosivo puede variar entre 2,3 y 4,7MJ.
Una ventaja adicional de la central objeto de la invención es el hecho de componerse de piezas modulares, lo cual hace posible que la instalación de la misma pueda llevarse a cabo en cualquier emplazamiento, si bien será especialmente preferido, por motivos económicos, su emplazamiento en minas y canteras abandonadas. Asimismo, dicha presentación en piezas modulares, hará posible llevar a cabo rápidos y efectivos reemplazos y reparaciones de las piezas que asi lo requieran.
Otras ventajas que de manera adicional ofrece la presente invención son las que se resumen a continuación:
• En primer lugar, por las características que la definen, asi como por su gran sencillez, la central presenta un carácter itinerante, pudiéndose asi emplear, por ejemplo, en zonas aisladas o en emplazamientos de bajo suministro energético;
• Asimismo, ofrece la ventaja de ser una de las únicas fuentes energéticas disponible de manera inmediata. Ello es especialmente ventajoso en aquellos periodos en los que se dispara el consumo energético como ocurre, por ejemplo, en verano, asi como en horas punta en las que se requiera un suministro extra de energia. Asi, en comparación con otras fuentes energéticas como las centrales térmicas, las cuales requieren habitualmente al menos 4 dias para entrar en funcionamiento, la central objeto de esta invención ofrece una disponibilidad inmediata de energia, únicamente comparable a la energia hidroeléctrica;
• Adicionalmente, una de las ventajas de la invención consiste en la posibilidad que ofrece de almacenar energia en forma de aire a presión, trabajando por tanto como un acumulador energético capaz de regular la generación y aporte de energia eléctrica, la cual será distribuida a los puntos en los que sea requerida en función de las necesidades energéticas de cada momento;
• Finalmente, es de resaltar el carácter ecológico de la invención, al tratarse de una fuente de energia limpia, no contaminante. Es asimismo ventajoso la posibilidad que ofrece de operar con cualquier tipo de explosivos, tanto sólidos como líquidos, evitando asi la dependencia de materias primas derivadas del petróleo.
Breve descripción de las figuras
Con objeto de lograr una mejor comprensión de la invención, acompañando a la presente memoria se presentan una serie de figuras, con carácter no limitante, representando realizaciones particulares de la invención:
• La figura 1 muestra una vista en alzado del dispositivo para la generación de energia objeto de la invención; • La figura 2 muestra una vista en detalle del interior de dicho dispositivo;
• La figura 3 muestra un esquema representativo de una realización particular de la invención en la que la central eléctrica se encuentra situada bajo tierra.
Descripción detallada de las figuras
La figura 1 representa una realización preferida de la invención donde el dispositivo para la generación de energia se caracteriza por comprender los siguientes elementos: toma de presión a presión atmosférica (1), cámara de explosión (2), reactivo de ignición (3), bateria de emergencia (4), dispositivo para la liberación de gases de escape (5), filtro de gases de escape (6), recuperador de presión (7), dispositivo de distribución de presión (8), distribuidor de presión (9), válvula de regulación de presión (10), conducciones de inyección de presión a los cilindros (11), controlador electromecánico de electroválvulas (12), válvula de regulación del suministro de explosivos (13), compartimento de almacenamiento de explosivos sólido/liquido (14), toma de carga de explosivos de forma mecánica (15), electroválvula con regulación electrónica (16), válvula de control de la presión sobrante para el accionamiento de
turbinas (17), electroválvulas de seguridad y cierre (18), electroválvulas de control de llenado (19), plataforma de hormigón de fijación en el suelo (20) y mecanismo de refrigeración (21) . A su vez, en la figura 2 se ha representado una vista en detalle del interior del dispositivo objeto de la invención, caracterizado por comprender los siguientes elementos: toma de carga de explosivos de forma mecánica (15'), cámara de explosión cónica (22), émbolo o proyectil anclado a vastago (23), vastago unido a proyectil y a pistón (24), cañón o tubo cilindrico inferior (25), mecanismo de refrigeración (21'), dispositivo para la liberación de gases de escape (5' ) , toma de presión a presión atmosférica (1'), unión de cañón y cilindro (26), pistón (27), segmentos (28), tubo cilindrico superior (29), zona de presurización (30), circuito de generación de energia térmica (31), conducto de extracción de aire a presión (32) y conducto de expulsión de aire a superficie (33) .
Finalmente, en la figura 3 ha sido representado un esquema de una realización particular de la invención en la que la central eléctrica se encuentra situada bajo tierra y se caracteriza por comprender los siguientes elementos: inyectores de carga de explosivos tipo cremallera (34), cargador de inyectores de carga (35) , tándem de columnas de presión (36) , distribuidor de aire a presión a calderines (37), calderines de almacenamiento de presión (38), distribuidor de aire a presión a turbinas (39) , turbinas (40), torre de distribución de energia eléctrica (41), cubas de agua (42), tendido eléctrico (43), almacenes de cargas (44) y almacén de cebadores (45) .
En una realización particularmente preferida de la invención de acuerdo a la central descrita en la Figura 3, el método de generación de energia piroeléctrica comienza con la generación de unos 204.000 bar de presión a partir de la explosión producida en la cámara de explosión situada en la base del tándem de columnas de presión (36) . A continuación, la energia quimica generada es transformada en energia
mecánica instantánea capaz de desplazar los dispositivos móviles (émbolos y pistones) situados en el interior del tándem de columnas (36) . De este modo, la energia mecánica es empleada en comprimir el aire situado en el interior de las columnas hasta alcanzar una presión de aire individual por columna de 300 a 1.500 bar. Este aire a presión es distribuido a los calderines (37) donde es almacenado, siendo la presión de aire almacenada por calderin de 2.000 a 5.000 bar. Posteriormente, este aire a presión es distribuido a las turbinas (40), siendo la presión nominal por turbina de 300 a 600 bar. En ellas, la presión inyectada de aire es transformada en energia mecánica constante, la cual es a su vez transformada en energia eléctrica en la torre de distribución de energia eléctrica (41), generándose de 100 a 1500 MWh.
Claims
1. Procedimiento para la generación de energia piroeléctrica caracterizado por comprender, al menos: a) una primera etapa de generación de energia a partir de la detonación controlada de al menos un material explosivo situado en el interior de al menos una cámara de explosión; b) una etapa de control y aprovechamiento de la energia generada en la etapa anterior; c) una última etapa de transformación de la energia en energia piroeléctrica.
2. Procedimiento, de acuerdo a la reivindicación 1, caracterizado por comprender a su vez una etapa de almacenamiento del aire a presión generado en la etapa de detonación .
3. Procedimiento, de acuerdo a la reivindicación 1 o 2, caracterizado por comprender a su vez una etapa de el aprovechamiento de parte del calor generado durante la detonación para la obtención de vapor, el cual es utilizado a su vez para la generación adicional de energia termoeléctrica mediante el uso de turbinas.
4. Dispositivo para la generación de energia para su transformación en energia piroeléctrica caracterizado por comprender, al menos: a) un cilindro telescópico constituido por un tubo cilindrico inferior y un tubo cilindrico superior, donde el tubo cilindrico inferior alberga en su interior un émbolo anclado a un vastago que, a su vez, se encuentra anclado a un pistón albergado en el tubo cilindrico superior; asi como b) una cámara de explosión situada en la base del tubo cilindrico inferior.
5. Dispositivo, de acuerdo a la reivindicación 4, donde la cámara de explosión se encuentra compuesta de un material metálico .
6. Dispositivo, de acuerdo a la reivindicación 4 o 5, donde la cámara de explosión presenta forma esférica o cilindrica.
7. Dispositivo, de acuerdo a una cualquiera de las reivindicaciones 4 a 6, donde la cámara de explosión alberga en su interior al menos un reactivo de ignición.
8. Dispositivo, de acuerdo a una cualquiera de las reivindicaciones 4 a 7, donde la cámara de explosión comprende asimismo al menos un dispositivo seleccionado de un grupo que consiste en un dispositivo para la liberación de gases de escape, una válvula de salida de presión para la aplicación directa al émbolo del tubo cilindrico inferior, una toma de presión atmosférica y un circuito de refrigeración, asi como cualquiera de sus combinaciones.
9. Dispositivo, de acuerdo a una cualquiera de las reivindicaciones 4 a 8, caracterizado por comprender asimismo al menos un compartimento para el almacenamiento de explosivos .
10. Dispositivo, de acuerdo a una cualquiera de las reivindicaciones 4 a 9, caracterizado por encontrarse situado a una profundidad de ente 5 y 15.000 m desde el nivel de la superficie.
11. Central piroeléctrica caracterizada por comprender al menos un dispositivo para la generación de energia de acuerdo a una cualquiera de las reivindicaciones 4 a 10.
12. Central piroeléctrica, de acuerdo a la reivindicación 11, caracterizada por comprender de manera adicional al menos un dispositivo seleccionado de un grupo que consiste en un depósito de confinamiento de presión, un distribuidor de aire a presión, válvulas compensadoras de presión y conducciones de inyección de aire a presión, asi como cualquiera de sus combinaciones .
13. Central piroeléctrica, de acuerdo a la reivindicación 11 o 12, caracterizada por comprender de manera adicional al menos un equipo seleccionado de un grupo que consiste en una turbina, una torre de transformación, un sistema de control electrónico y un circuito de alimentación de agua externa, asi como cualquiera de sus combinaciones.
14. Uso de una central de acuerdo a una cualquiera de las reivindicaciones 11 a 13 para la generación de energia piroeléctrica.
15. Método de generación de energia piroeléctrica caracterizado por llevarse a cabo en una central de acuerdo a una cualquiera de las reivindicaciones 11 a 13, asi como por comprender las siguientes etapas: a) la alimentación de al menos un explosivo a la cámara de explosión; b) la detonación en la cámara de explosión del explosivo en contacto con al menos un reactivo de ignición generando una presión de entre 100 y 250.000 bar; c) la utilización de la presión generada en la etapa anterior para el desplazamiento del émbolo del tubo cilindrico inferior, que a su vez desplaza el pistón del tubo cilindrico superior presurizando el aire contenido en su interior hasta alcanzar una presión comprendida entre 300 y 3.000 bar; d) el almacenamiento de la presión anterior en al menos un dispositivo de confinamiento de presión en forma de aire comprimido hasta alcanzar valores de entre 2.000 y 5.000 bar; e) la inyección del aire comprimido de la etapa anterior a una presión nominal de entre 300 y 600 bar a cada una de las turbinas de la central.
16. Método, de acuerdo a la reivindicación 15, caracterizado porque comprende a su vez el aprovechamiento de parte del calor generado durante la explosión para la obtención de vapor, el cual es utilizado a su vez para la generación adicional de energia termoeléctrica mediante el uso de turbinas.
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