WO2011110706A1 - Renewable-energy-production source that utilizes the difference in density of fluids - Google Patents

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WO2011110706A1 PCT/ES2011/000065 ES2011000065W WO2011110706A1 WO 2011110706 A1 WO2011110706 A1 WO 2011110706A1 ES 2011000065 W ES2011000065 W ES 2011000065W WO 2011110706 A1 WO2011110706 A1 WO 2011110706A1
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Julián ROSENDE BARTUREN
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Abstract

The renewable energy source for the production of mechanical or electrical energy comprises a conduit (2), immersed in a fluid (1) or water, the outlet section (3) of which is at the level of the surface of the water, with the inlet (7) at a lower level. The invention includes a system (5) that introduces a fluid (4) or air into the conduit (2). A flow rises, by means of Archimedes' thrust, the energy of which is utilized by means of a turbine (7) and an electrical generator (8). The flow of water exiting via the section (3) is directed to the zone of the water outside the conduit (2) for another repeat of the cycle. The invention may include a structure of air conduits (12), with a fixed or orientable take-off (11), for producing reduced pressure in the outlet (3), utilizing the speed of moving objects or the wind. Sources with a fluid and heat exchange.

Description

FUENTE, QUE APROVECHA LA DIFERENCIA DE DENSIDAD DE LOS FLUIDOS, PARA LA PRODUCCIÓN DE ENERGÍA RENOVABLE  SOURCE, THAT TAKES ADVANTAGE OF THE FLUID DENSITY DIFFERENCE, FOR RENEWABLE ENERGY PRODUCTION
La invención que se presenta es una nueva fuente de energía renovable, es decir, que no produce contaminación y por tanto, al sustituir a otras fuentes contaminantes evita el Calentamiento de la Tierra y el Cambio Climático. Y al ser inagotable cumple también la otra condición de las energías renovables en cuanto a la consecución de un Desarrollo Sostenible.  The invention presented is a new source of renewable energy, that is, it does not produce pollution and therefore, by replacing other polluting sources it prevents the Warming of the Earth and Climate Change. And being inexhaustible also meets the other condition of renewable energy in terms of achieving Sustainable Development.
El objeto de la invención es conseguir una fuente de energía mecánica o eléctrica, fundamentalmente esta última, mediante un aparato o fuente de energía renovable que puede instalarse fija o sobre un móvil o vehículo, de forma que sustituya en parte o totalmente a otras fuentes tales como las contaminantes, las no inagotables o las que tienen una menor rentabilidad.  The object of the invention is to achieve a mechanical or electrical energy source, fundamentally the latter, by means of a renewable energy apparatus or source that can be fixedly installed or on a mobile or vehicle, so that it partially or totally replaces other sources such such as pollutants, non-inexhaustible ones or those with lower profitability.
La mayor parte de las energías renovables tienen su origen en la energía solar, ya sea directamente tal como: la energía solar térmica y la fotovoltaica o indirectamente como: la energía eólica (la energía solar produce diferentes temperaturas y fuerzas ascensionales por evaporación, etc. que dan lugar al viento) o la energía hidráulica (la evaporación da lugar a las nubes y lluvias que luego caen sobre lugares a una cotas altas, por lo que fluyen a cotas más bajas) o la biomasa y biocarburantes, (energía que contienen las plantas generada por fotosíntesis, en la que interviene el sol), o las que tienen su origen en el gradiente de temperaturas en el mar. El conjunto de estas Energías renovables que tienen su origen en el sol suponen del orden del 99% de las energías renovables. Otras energías renovables tienen su origen en la energía existente en el interior de la Tierra, tal como la geotérmica. Y por último existe la energía de las mareas que tienen su origen en la existencia de los tres campos: la atracción entre la tierra y el sol; la atracción entre la tierra y la luna y la gravedad de la tierra.  Most of the renewable energies have their origin in solar energy, either directly such as: thermal and photovoltaic solar energy or indirectly as: wind energy (solar energy produces different temperatures and ascending forces by evaporation, etc. that give rise to wind) or hydraulic energy (evaporation gives rise to clouds and rains that then fall on places at high levels, so they flow at lower levels) or biomass and biofuels, (energy contained in plants generated by photosynthesis, in which the sun intervenes), or those that have their origin in the temperature gradient in the sea. All these renewable energies that have their origin in the sun represent about 99% of renewable energies. Other renewable energies have their origin in the energy existing inside the Earth, such as geothermal. And finally there is the energy of the tides that have their origin in the existence of the three fields: the attraction between the earth and the sun; the attraction between the earth and the moon and the gravity of the earth.
La nueva energía renovable que se presenta está basada en la diferencia de densidades de al menos, dos fluidos, Los fluidos normalmente, si no actúan otros efectos, están depositados por capas de diferente densidad, tal como el agua del mar y el aire. Si introducimos un fluido (o cuerpo) de menor densidad en el seno de otro fluido de mayor densidad, se ve sometido a una fuerza que lo expulsa, y su lugar es rellenado por el fluido de mayor densidad, para restituir el equilibrio. Como la fuerza de atracción entre los fluidos y la tierra depende de la masa de ambos (y la masa de los fluidos de la densidad) y de la distancia entre ellos (según la ley de la gravitación universal), esto da lugar a la distribución de los fluidos en capas según su densidad y a distinta distancia de la tierra. En la nueva energía renovable introducimos en el interior de un conducto lleno de un fluido, otro fluido de menor densidad, de forma continua, y aprovechamos la fuerza de impulsión que se produce para expulsar al fluido de menor densidad. The new renewable energy that is presented is based on the difference in densities of at least two fluids. Fluids normally, if other effects do not act, are deposited by layers of different density, such as seawater and air. If we introduce a fluid (or body) of lower density into another fluid of higher density, it is subjected to a force that expels it, and its place is filled by the fluid of higher density, to restore balance. As the force of attraction between the fluids and the earth depends on the mass of both (and the mass of the fluids of the density) and the distance between them (according to the law of universal gravitation), this results in the distribution of fluids in layers according to their density and different distance from the earth. In the new renewable energy we introduce into a conduit filled with a fluid, another fluid of lower density, continuously, and take advantage of the driving force that is produced to expel the fluid of lower density.
La invención se basa en el aprovechamiento energético de la fuerza ascensional que se produce en cuerpo interior a un conducto o tubo (el cuerpo o volumen de control es la mezcla de fluidos que hay en el interior del tubo) , vertical, o inclinado, sumergido en agua, y rodeado exteriormente por ella, cuya sección de salida está situada aproximadamente al nivel de la superficie del agua y la de entrada a una cota inferior. Al que introducimos aire a presión en el interior del tubo. De esta forma se produce un empuje en el interior del tubo debido al Empuje de Arquímedes o hidrostático de Bernouilli, debido a la diferencia de densidad entre la columna de agua exterior al conducto o tubo y la columna de mezcla de aire y agua que hay dentro del tubo. Esta fuerza ascensional introduce un caudal de agua por la parte inferior del tubo, cuya sección se ve sometida a una presión de valor: gh(pi_ pm) (Siendo: pi= densidad del agua pm = densidad de la mezcla de fluidos, aire y agua, que hay en el interior del conducto, g = aceleración de la gravedad y h = altura o desnivel que hay entre la entrada del aire en el conducto y la sección superior, o de mayor cota del conducto.). Esta fuerza o energía la podemos aprovechar mediante una turbina. El agua que sale por la parte superior la direccionamos para que vuelva a la zona exterior al tubo y de esta manera pueda volver a iniciar el ciclo. Podemos, además, aumentar el caudal de salida por la parte superior, y por tanto una entrada mayor de caudal de agua por la parte inferior, al producir una depresión en la sección de salida, conseguida al aprovechar la velocidad de los móviles, los vehículos o el viento. Si conectamos el eje de la turbina con un generador eléctrico, producimos energía eléctrica. Los bornes del generador se conectarán a los conductos de transporte eléctrico que conducirán la electricidad a las zonas de consumo. The invention is based on the energy use of the ascending force that is produced in the inner body of a conduit or tube (the control body or volume is the mixture of fluids inside the tube), vertical, or inclined, submerged in water, and surrounded externally by it, whose exit section is located approximately at the level of the surface of the water and that of entrance to a lower level. To which we introduce pressurized air inside the tube. In this way there is a thrust inside the tube due to the Archimedes or Hydrostatic Push of Bernouilli, due to the difference in density between the water column outside the conduit or tube and the air and water mixing column inside of the tube. This ascending force introduces a flow of water through the bottom of the tube, whose section is subjected to a pressure of value: gh (pi_ p m ) (Being: pi = density of water p m = density of the mixture of fluids, air and water, which is inside the duct, g = acceleration of gravity and h = height or unevenness between the air inlet in the duct and the upper section, or higher duct elevation.). We can use this force or energy through a turbine. The water that comes out from the top we direct it so that it returns to the area outside the tube and in this way it can start the cycle again. We can also increase the flow of output from the top, and therefore a greater entry of water flow from the bottom, by producing a depression in the output section, achieved by taking advantage of the speed of mobile phones, vehicles or the wind If we connect the turbine shaft with an electric generator, we produce electric power. The generator terminals will be connected to the electrical transport conduits that will conduct electricity to the consumption areas.
A continuación se muestran figuras para la explicación de su funcionamiento y ejemplos, los cuales no pretenden ser limitativos de su alcance.  Below are figures for the explanation of its operation and examples, which are not intended to be limiting of its scope.
- Figura 1 : Fuente de Energía Renovable sin turbina  - Figure 1: Renewable Energy Source without turbine
- Figura 2: Fuente de Energía Renovable con la turbina y alternador situados después de la entrada de aire y de la salida del conducto. - Figura 3: Fuente de Energía Renovable con la turbina y generador eléctrico situados antes de la entrada de aire. - Figure 2: Renewable Energy Source with the turbine and alternator located after the air inlet and the duct outlet. - Figure 3: Renewable Energy Source with the turbine and electric generator located before the air inlet.
- Figura 4: Fuente de Energía Renovable con el conducto inclinado y en forma de difusor.  - Figure 4: Renewable Energy Source with the inclined and diffuser shaped duct.
- Figura 5: Fuente de Energía Renovable con pieza para direccionar el agua al recipiente o depósito.  - Figure 5: Renewable Energy Source with part to direct water to the container or reservoir.
- Figura 6: Fuente de Energía Renovable con venturi para producir una depresión a la salida del conducto.  - Figure 6: Renewable Energy Source with venturi to produce a depression at the exit of the duct.
- Figura 7: Fuente de Energía Renovable con venturi y cerramiento del depósito.  - Figure 7: Renewable Energy Source with venturi and tank enclosure.
- Figura 8: Fuente de Energía Renovable que incluye un sistema que aprovecha la velocidad del móvil, donde va instalada, para comprimir el aire que entra en la Fuente.  - Figure 8: Renewable Energy Source that includes a system that takes advantage of the mobile speed, where it is installed, to compress the air entering the Source.
- Figura 9: Fuente de Energía Renovable con sistema para aprovechar la velocidad del viento y producir una depresión, mediante venturi, en la salida del conducto.  - Figure 9: Renewable Energy Source with system to take advantage of wind speed and produce a depression, through venturi, at the exit of the duct.
- Figura 10: Fuente de Energía Renovable con el eje de la turbina acoplado a un eje que actúa de motor de un móvil.  - Figure 10: Renewable Energy Source with the turbine shaft coupled to an axis that acts as a motor for a mobile.
- Figura 11 : Central eléctrica de gran potencia constituida por muchas Fuentes de Energía Renovable.  - Figure 11: Large power plant constituted by many Renewable Energy Sources.
- Figura 12: Fuente de Energía Renovable que utiliza un solo fluido con cambios de estado producidos mediante intercambiadores térmicos.  - Figure 12: Renewable Energy Source that uses a single fluid with changes in state produced by heat exchangers.
- Figura 13: Fuente de Energía Renovable que utiliza un solo fluido a diferentes temperaturas producidas por intercambiadores térmicos.  - Figure 13: Renewable Energy Source that uses a single fluid at different temperatures produced by heat exchangers.
- Figura 14: Fuente de Energía Renovable que utiliza un solo fluido a diferentes temperaturas, tal como agua, a la que se le añade una entrada de aire a presión.  - Figure 14: Renewable Energy Source that uses a single fluid at different temperatures, such as water, to which a pressurized air inlet is added.
La figura 1 muestra un primer ejemplo, sin turbina, para la explicación general del funcionamiento. Si en un fluido como el (1) de la figura 1 introducimos un conducto (2) cuya sección superior (3) quede al ras de la superficie del fluido (1). E introducimos un caudal de otro fluido (4) de menor densidad mediante un sistema o aparato (5) que lo comprima e introduzca desde la salida (6) del fluido de menor densidad (4) a una presión suficiente para vencer la presión debida a la altura h, ver figura 1 , entre la salida (6) del fluido (4) y la superficie (3) del fluido (1). Al salir el fluido (4) al seno del fluido (1), dentro del conducto, el conjunto de la mezcla del aire y el agua , interior al tubo, se ven sometidos a una fuerza ascensional que es debida al empuje de Arquímedes menos su propio peso (mezcla de aire y agua). Debido a esta fuerza ascensional saldrá un caudal de agua por la sección superior o de salida (3) del conducto (2) y entrará un caudal de agua por la sección de entrada (7), fundamentalmente debida a la presión en la entrada indicada anteriormente.. Si se hace la experiencia, se ve que parte del agua del centro del tubo que sale por la sección superior (3) vuelve a caer en el interior del conducto por lo que habrá que direccionar el caudal a la salida (3) hacia el agua exterior y que rodea al conducto, Además no debemos direccionarla dentro del agua, ya que nos interesa que el fluido de menor densidad se separe. Si escojo dos fluidos que respeten el medio ambiente como el aire (4) y el agua (1). (También se podría escoger un fluido en sus dos estados líquido y gaseoso pues bastaría calentar el fluido dentro del conducto, y cerrar el conjunto, pero escogemos aire y agua por ser más ecológicos) Si, por ejemplo, tomamos una distancia h (ver figura 1 ) de 3 metros dará lugar a una presión de 3 metros de columna de agua o de 3.000 milímetros de columna de agua o 3.000 Kg./ m . Por tanto el compresor (5) tendrá que comprimir el aire con una relación de compresión del orden de 1 ,3 ya que tiene que pasar de la presión atmosférica de aproximadamente 10.000 Kg./ m2 a 13.000 Kg./ m2 (10.000 más 3.000). (Si la altura a vencer es muy pequeña se puede utilizar un ventilador) En el conducto de salida del aire y cercano a la salida (6) se instala una válvula antirretorno (19), ver figura 2, para evitar que la tubería se llene de agua. Figure 1 shows a first example, without a turbine, for the general explanation of operation. If in a fluid such as (1) of Figure 1 we introduce a conduit (2) whose upper section (3) is flush with the surface of the fluid (1). And we introduce a flow of another fluid (4) of lower density by means of a system or apparatus (5) that compresses it and introduces from the outlet (6) of the fluid of lower density (4) at a sufficient pressure to overcome the pressure due to the height h, see figure 1, between the outlet (6) of the fluid (4) and the surface (3) of the fluid (1). When the fluid (4) exits into the fluid (1), inside the duct, the whole mixture of the air and water, inside the tube, are subjected to an ascending force that is due to the thrust of Archimedes minus its own weight (mixture of air and water). Due to this ascending force, a water flow will flow through the upper or outlet section (3) of the duct (2) and a water flow will enter through the inlet section (7), mainly due to the pressure at the input indicated above. .. If the experience is done, it is seen that part of the water in the center of the tube that flows through the upper section (3) falls back inside the duct, so the flow to the outlet (3) will have to be directed towards the outside water and that surrounds the conduit, In addition we should not direct it into the water, since we are interested in the fluid of lower density separating. If I choose two fluids that respect the environment such as air (4) and water (1). (You could also choose a fluid in its two liquid and gaseous states because it would be enough to heat the fluid inside the duct, and close the assembly, but choose air and water for being more ecological) If, for example, we take a distance h (see figure 1) 3 meters will result in a pressure of 3 meters of water column or 3,000 millimeters of water column or 3,000 kg / m. Therefore the compressor (5) will have to compress the air with a compression ratio of the order of 1, 3 since it has to go from the atmospheric pressure of approximately 10,000 Kg./ m 2 to 13,000 Kg./ m 2 (10,000 more 3,000). (If the height to be overcome is very small, a fan can be used) In the air outlet duct and near the outlet (6) a non-return valve (19) is installed, see figure 2, to prevent the pipe from filling of water.
La fuerza ascensional debida al Empuje, da lugar a que fluya o salga un caudal de mezcla de aire y agua por la sección circular superior (3), Si instalamos una turbina (8) (ver figura 2) obtenemos una determinada potencia en su eje. Si queremos producir energía eléctrica conectamos un generador eléctrico (9) al eje de la turbina. En este caso no es necesario direccionar el caudal de salida del agua. Este diseño, con la turbina a continuación de la salida (3), ver figura 2, de agua tiene la ventaja de estar por encima de la superficie y fuera del agua. Pero tiene el inconveniente de que el fluido de entrada a la turbina es mezcla de aire y agua del orden de al 50 % o más de aire, por lo que la turbina, por exceso de aire, puede que no trabaje adecuadamente.  The ascending force due to the Pushing, results in the flow or flow of a mixture of air and water through the upper circular section (3). If we install a turbine (8) (see figure 2) we obtain a certain power in its axis . If we want to produce electricity, we connect an electric generator (9) to the turbine shaft. In this case it is not necessary to address the water flow rate. This design, with the turbine following the outlet (3), see figure 2, of water has the advantage of being above the surface and out of the water. But it has the disadvantage that the turbine inlet fluid is a mixture of air and water of the order of 50% or more of air, so that the turbine, due to excess air, may not work properly.
A fin de conseguir una distribución más uniforme de velocidades, y que las velocidades del aire y agua a la salida sean iguales o parecidas, es decir, a la entrada de la turbina, la forma de la salida (5) del aire comprimido la realizo en forma de difusor acabado en placa perforada para la salida del aire. Ver figura 2, el detalle ampliado de la salida (6), con rotura, para apreciar la sección de la placa perforada. Los orificios van dispuestos simétricamente con respecto a su eje central de simetría y forman, al menos los ejes de simetría de los orificios más alejados del centro, un ángulo de conicidad con el eje central, a fin de abarcar o barrer toda la sección del conducto. In order to achieve a more uniform distribution of speeds, and that the velocities of the air and water at the exit are equal or similar, that is, at the entrance of the turbine, the shape of the outlet (5) of the compressed air is made in diffuser shape perforated plate finish for air outlet. See figure 2, the enlarged detail of the outlet (6), with breakage, to appreciate the section of the perforated plate. The holes are arranged symmetrically with respect to their central axis of symmetry and form, at least the symmetry axes of the holes farthest from the center, an angle of conicity with the central axis, in order to cover or sweep the entire section of the duct .
La potencia disponible, o que podemos aprovechar vendrá dada por:  The available power, or that we can take advantage of, will be given by:
Potencia disponible: Pa = g h (p - pit) ce - Δρρ cm + Apc ca + Apea ca - Wc/ T|c. Siendo g = aceleración de la gravedad; h = altura o diferencia de cotas entre la salida de aire y la superficie del agua (ver figura 1); p1 = densidad del agua; p¡t = densidad de la mezcla de aire y agua que hay en el interior del conducto o tubo; ce = caudal de entrada de agua por la sección de entrada (7); Δρρ = pérdidas de carga debidas a: pérdidas de fricción; pérdidas en la toma de entrada del agua; y pérdidas debidas a la mezcla de fluidos aire y agua; cm = caudal de mezcla que sale por la sección de salida (3); Δρ0 = presión debida a la velocidad del aire comprimido y a su presión, que a medida que sube se va expandiendo. Esta energía la suministra el compresor; ca = caudal de aire; Apea = presión debida a ia velocidad relativa del aire, burbujas, con respecto al agua, en el interior del conducto, producida por el Empuje de Arquímedes o hidrostá- tico, al tener diferente densidad el aire (burbujas) y el agua ; Wc = potencia a suministrar por el compresor; η0 = rendimiento del compresor. Available power: P a = gh (p - p it ) c e - Δρ ρ c m + Ap c c a + Ap ea c a - W c / T | C. Being g = acceleration of gravity; h = height or difference in dimensions between the air outlet and the water surface (see figure 1); p1 = water density; p t = density of the mixture of air and water inside the duct or tube; c e = water inlet flow through the inlet section (7); Δρ ρ = pressure losses due to: friction losses; losses in the intake of water; and losses due to the mixture of air and water fluids; c m = mixing flow rate that flows through the outlet section (3); Δρ 0 = pressure due to the speed of the compressed air and its pressure, which increases as it rises. This energy is supplied by the compressor; c a = air flow; Ap ea = pressure due to the relative velocity of the air, bubbles, with respect to the water, inside the duct, produced by the Archimedes or hydrostatic thrust, as the air (bubbles) and water have different density; Wc = power to be supplied by the compressor; η 0 = compressor performance.
Por otra parte Wc = (p-¡gh + ΔρΜ) ca. Siendo Δρ∞ = pérdidas de carga o de presión del aire comprimido (4) en su recorrido hasta la salida (6) y pérdidas a la salida. On the other hand Wc = (p-¡gh + Δρ Μ ) c a . Being Δρ ∞ = pressure or pressure losses of compressed air (4) on its way to the exit (6) and losses at the exit.
En los términos de la fórmula anterior el factor más importante en cuanto a la energía que podemos aprovechar es el debido al empuje hidrostático: g h (p^ - pit) ce, debido a este empuje entrará agua por la parte inferior del tubo (7). Este empuje es debido a la diferencia de densidades del agua, exterior al tubo, y la mezcla de aire y agua que hay en el interior del tubo. Por el principio de Arquímedes sabemos que al introducir un cuerpo dentro del agua se crea un empuje igual al volumen del agua desalojada. Para saber la fuerza ascensional total hay que restarle su peso, es decir: Fa = E - P = V g ( - pit). Siendo V igual al volumen desalojado. Por lo que, trata de restablecer el equilibrio desplazando una cantidad de agua igual a la desalojada por el cuerpo. Si el V lo cambio por un caudal continuo, como en este caso, que estoy entrando en el tubo de forma continua un caudal de aire, me estará introduciendo un caudal de agua igual por la parte inferior, siempre que la velocidad del agua y del aire, en el interior del tubo fuesen iguales, o al menos sus velocidades sean iguales a la salida (3). Este es el modelo al que voy a tratar de acercarme para desarrollar otro diseño. Por tanto si consigo que el aire y el agua tengan una misma velocidad en la salida (3), y por tanto, el caudal de entrada de agua será igual al caudal de entrada de aire. Es decir, c = ce = c a = cm/2. Sustituyendo en la fórmula se obtiene: In the terms of the previous formula the most important factor in terms of the energy that we can take advantage of is that due to the hydrostatic thrust: gh (p ^ - p it ) c e , due to this thrust water will enter through the bottom of the tube ( 7). This thrust is due to the difference in water densities, outside the tube, and the mixture of air and water inside the tube. From the Archimedes principle we know that when a body is introduced into the water, a thrust equal to the volume of the water dislodged is created. To know the total ascensional force, its weight must be subtracted, that is: Fa = E - P = V g (- p it ). V being equal to the volume dislodged. Therefore, try to restore balance by displacing an amount of water equal to that dislodged by the body. If I change it to V a continuous flow, as in this case, that I am entering the tube continuously an air flow, I will be introducing an equal water flow from the bottom, provided that the speed of water and air, inside the tube were equal, or at least their speeds were equal to the output (3). This is the model I will try to approach to develop another design. Therefore, if I get the air and water to have the same speed at the outlet (3), and therefore, the water inlet flow will be equal to the air inlet flow. That is, c = c e = c a = c m / 2. Substituting in the formula you get:
Potencia aprovechada: Pd = g h (p-¡ - pit) c - Δρρ 2c + Apc c + Apea c - Wc/ T]c. Siendo c = caudal de entrada de agua o caudal de entrada de aire. Power harnessed: P d = gh (p-¡- p it ) c - Δρ ρ 2c + Ap c c + Ap ea c - W c / T] c . Being c = water inlet flow or air inlet flow.
Para que la velocidad del aire y del agua a la salida sean iguales, los términos: Apc ca; y Apea ca, han de ser lo menor posibles o transferir parte de su energía cinética al agua a fin de uniformar las velocidades de ambos fluidos y que su velocidad final en la salida sea la misma. El primer término Apc es debido a la velocidad del aire comprimido y a su presión, que a medida que sube se va expandiendo. Esta energía la suministra el compresor; por tanto nos interesa que sea lo mínima posible. Por diseño, tomamos una presión suficiente para poder introducir el aire en el conducto, es decir la presión mínima suficiente para vencer la columna de agua de altura h (ver figura 1), entre salida de aire (6) y superficie de agua (3), y las pérdidas de carga a la salida. Y el segundo término es debido al empuje hidrostático, al tener diferentes densidades el aire (burbujas) y el agua en el interior del tubo. Debido a ello el aire tiene una velocidad relativa con respecto al agua . Ya que la mezcla de aire y agua que hay dentro del tubo tiene una velocidad debida a la fuerza ascensional que queremos aprovechar, y la de las burbujas de aire que, además están sometidas a otra fuerza ascensional debida a la diferente densidad del agua y el aire que hay dentro del conducto (2). Esta velocidad es pequeña frente a la que queremos aprovechar (diferencia de densidades entre fuera y dentro del tubo) siempre que las burbujas sean de un diámetro menor a un milímetro. Esto es debido al rozamiento viscoso que se opone a su ascensión en el seno del agua. Y que existen fórmulas experimentales para determinar la velocidad máxima alcanzable por las esferas o burbujas en el seno de fluidos viscosos. Por tanto, interesa reducir el tamaño de las burbujas de aire, mezclando aire y agua mediante el conducto difusor (2), ver figuras 4 y 5, o mediante una salida de aire (6) en forma de difusor con muchos orificios dispuestos simétricamente con respecto al eje. En las figuras 6 y 7 se puede ver la salida de aire (6) en forma de difusor. En la figura 2 se muestra el detalle ampliado de la salida (6), con rotura, para apreciar la sección de la placa perforada. Los orificios van dispuestos simétricamente con respecto a su eje central de simetría y forman, al menos los ejes de simetría de los orificios más alejados del centro, un ángulo de conicidad con el eje central, a fin de abarcar o barrer toda la sección del conducto. For the air and water velocity at the exit to be equal, the terms: Ap c c a ; and Ap ea c a , they must be as small as possible or transfer part of their kinetic energy to the water in order to standardize the speeds of both fluids and that their final velocity at the exit is the same. The first term Apc is due to the speed of the compressed air and its pressure, which increases as it rises. This energy is supplied by the compressor; therefore we are interested in it being as minimal as possible. By design, we take sufficient pressure to be able to introduce the air into the duct, that is, the minimum pressure sufficient to overcome the water column of height h (see figure 1), between air outlet (6) and water surface (3 ), and loss of load on departure. And the second term is due to hydrostatic thrust, as the air (bubbles) and water inside the tube have different densities. Because of this, the air has a relative velocity with respect to water. Since the mixture of air and water inside the tube has a speed due to the ascensional force that we want to take advantage of, and that of the air bubbles that, in addition, are subjected to another ascensional force due to the different density of water and air inside the duct (2). This speed is small compared to what we want to take advantage of (difference in densities between outside and inside the tube) as long as the bubbles are smaller than one millimeter in diameter. This is due to the viscous friction that opposes its rise in the water. And that there are experimental formulas to determine the maximum speed attainable by the spheres or bubbles within viscous fluids. Therefore, it is interesting to reduce the size of the air bubbles, mixing air and water through the diffuser duct (2), see figures 4 and 5, or through an air outlet (6) in the form of a diffuser with many holes arranged symmetrically with respect to the axis. In figures 6 and 7 you can see the air outlet (6) in the form of a diffuser. Figure 2 shows the enlarged detail of the outlet (6), with breakage, to appreciate the section of the perforated plate. The holes are arranged symmetrically with respect to their central axis of symmetry and form, at least the symmetry axes of the holes farthest from the center, an angle of conicity with the central axis, in order to cover or sweep the entire section of the duct .
Aunque estos efectos sean pequeños, podemos aprovecharlos de forma que el aire transfiera su energía cinética al agua de forma que a la salida tengan la misma velocidad. Esto lo podemos conseguir mediante un difusor, es decir, sustituyendo el conducto (2) por un difusor. Y que la conicidad del chorro de salida del agua coincida aproximadamente con la conicidad del difusor. Para conseguirlo, variamos o adaptamos el diámetro interior del tubo de salida de aire. Pues, a mayor diámetro interior se obtiene un mayor ángulo de conicidad del chorro de salida.. En las figuras 4 y 5 se muestran dos diseños en los que el tubo o conducto (2) se ha transformado en difusor, lo que permite evitar pérdidas de carga por la mezcla del agua y el aire e uniformar velocidades de ambos fluidos y aproximarse la velocidades de ambos a la salida, y por tanto, también sus caudales. Podemos además apreciar, en dichas figuras, que el compresor (5) o sistema de compresión ha sido sustituido por dos compresores en serie. Esto es debido a que en el momento de arranque necesita superar la presión de una columna de agua de altura h, es decir, p^h, y una vez que pasa del régimen transitorio al estacionario o permanente, la presión de columna tendrá que superar será de: pmgh Siendo pm = la densidad de la mezcla que hay en el interior del conducto, tubo o difusor. Si la mezcla está compuesta por la mitad de aire y la mitad de agua, la densidad será, ( i + p2)/2. Siendo p-i = densidad del agua y p2 = densidad del aire. Por lo que tendrá que vencer una presión de ( τ + p2)gh/2 que es del orden de la mitad de la inicial a vencer, ya que la densidad del agua es muy superior a la del aire comprimido. Es decir, que los compresores son prácticamente ¡guales, con el mismo caudal y una relación de compresión también aproximadamente igual y que será la mitad de la que tendría un solo compresor, si solamente se instalara él. Al arrancar funcionarán los dos compresores y cuando finalice el régimen transitorio y comience el estacionario, uno de ellos se desconectará, por ejemplo mediante un temporizado!", o con algún medidor de una de las características del régimen estacionario o permanente. Although these effects are small, we can take advantage of them so that the air transfers its kinetic energy to the water so that at the exit they have the same speed. This can be achieved by means of a diffuser, that is, by replacing the conduit (2) with a diffuser. And that the conicity of the water outlet jet coincides approximately with the conicity of the diffuser. To achieve this, we vary or adapt the inner diameter of the air outlet pipe. Well , the larger the inner diameter, the greater the conicity angle of the outlet jet is obtained. Figures 4 and 5 show two designs in which the tube or conduit (2) has been transformed into a diffuser, which allows to avoid losses of load by the mixture of the water and the air and to uniformar speeds of both fluids and to approach the speeds of both to the exit, and therefore, also his flows. We can also appreciate, in these figures, that the compressor (5) or compression system has been replaced by two compressors in series. This is because at the time of starting you need to exceed the pressure of a water column of height h, that is, p ^ h, and once it passes from the transient to the permanent or permanent regime, the column pressure will have to exceed will be: p m gh Being p m = the density of the mixture inside the duct, tube or diffuser. If the mixture is composed of half air and half water, the density will be, (i + p 2 ) / 2. Being pi = water density and p 2 = air density. So you will have to overcome a pressure of (τ + p 2 ) gh / 2 that is of the order of half of the initial to overcome, since the density of water is much higher than that of compressed air. That is, that the compressors are practically the same, with the same flow rate and a compression ratio also approximately equal and that it will be half of what a single compressor would have, if only it were installed. When starting the two compressors will work and when the transitory regime ends and the stationary one begins, one of them will be disconnected, for example by means of a timed! ", or with any meter of one of the characteristics of the steady or permanent regime.
En la figura 4el conducto se ha inclinado para direccionar el agua hacia la zona exterior al tubo y de esta manera pueda volver a iniciar el ciclo. En la figura 5 se muestra una pieza (10) para direccionar el agua que sale por (3) hacia la zona que rodea al conducto. Ambos casos dan lugar a fuentes o cascadas que pueden aprovecharse para ser incluidas en plazas, parques, jardines, etc.  In figure 4 the duct has been inclined to direct the water towards the area outside the tube and in this way it can start the cycle again. Figure 5 shows a piece (10) to direct the water that flows through (3) towards the area around the duct. Both cases give rise to fountains or waterfalls that can be used to be included in squares, parks, gardens, etc.
Si suponemos que la energía que aprovechamos en la turbina es la debida al empuje menos las pérdidas de carga: g h (p-¡ - pit) ce - Δρρ cm (En realidad será algo más si aprovechamos una parte de la debida a los términos: Apc ca; y Apea ca), podemos calcular la velocidad del fluido de entrada a la turbina que será: If we assume that the energy we use in the turbine is due to the thrust minus the load losses: gh (p-¡- p it ) c e - Δρ ρ c m (Actually it will be something else if we take advantage of a part of the due to the terms: Ap c c a ; and Ap ea c a), we can calculate the speed of the turbine inlet fluid that will be:
(½ v2 ρ ce = g h ( ! - p¡t) ce - Δρρ cm. Si considero que se consiguen las características del diseño c = ce = c a = cm/2; sustituyendo en la fórmula, queda: (½ v 2 ρ c e = gh ( ! - p¡ t ) c e - Δρ ρ c m. If I consider that the design characteristics are achieved c = c e = c a = c m / 2; replacing in the formula , remains:
(½ pu c = g h (pi - p¡t) c - Δρρ 2c Siendo v = velocidad del agua a la entrada (7) y h ,ver figura 1 , la distancia o altura entre la salida de aire (6) y la superficie del agua (3). (Tener en cuenta que el fluido en el cálculo de Δρρ es mezcla de aire y agua al 50%). Por tanto, pjt = ( i+P2 )/2 (½ pu c = gh (pi - p¡ t ) c - Δρ ρ 2c Where v = water velocity at the inlet (7) and h, see figure 1, the distance or height between the air outlet (6) and the water surface (3). (Note that the fluid in the calculation of Δρ ρ is 50% air and water mixture.) Therefore, p jt = (i + P2) / 2
Luego, v = ((gh (pi - p2) - 4Δρρ )/ p^0,5 Las pérdidas de carga las podemos obtener de tablas pero dependen de la velocidad al cuadrado, así como de otros parámetros. Como no conocemos la velocidad la podemos obtener en una primera aproximación de la fórmula v = (gh (ρτ - p2)/ pi)0,5. Es decir, no teniendo en cuenta las pérdidas de carga. Una vez obtenida la velocidad del fluido v , calculamos las pérdidas de carga y volvemos a calcular la velocidad mediante la fórmula completa, incluyendo las pérdidas de carga.: Then, v = ((gh (pi - p 2 ) - 4Δρ ρ ) / p ^ 0.5 The load losses can be obtained from tables but depend on the squared speed, as well as other parameters. velocity can be obtained in a first approximation of the formula v = (gh (ρτ - p 2 ) / pi) 0.5 , that is, not taking into account the load losses Once the velocity of the fluid v is obtained, we calculate the load losses and we calculate the speed again using the complete formula, including the load losses .:
v = ((gh (ΡΊ - p2) - 4Δρρ )/ pi)0,5 Y si se quiere más precisión podemos volver a repetir el proceso. v = ((gh (Ρ Ί - p 2 ) - 4Δρ ρ ) / pi) 0.5 And if you want more precision we can repeat the process again.
Una vez hallada esta velocidad se le puede añadir un pequeño incremento debido a los términos Apc ca y Δρθ3 ca. Once this speed is found, a small increase can be added due to the terms Ap c c a and Δρ θ3 c a.
Y la potencia aprovechada será :  And the power harnessed will be:
Pp = (½ v2pic) r|t r\g - Wc/ nc. . Siendo nt= rendimiento de la turbina; y η9= rendimiento del generador. Pp = (½ v 2 pic) r | t r \ g - W c / n c. . Being n t = turbine efficiency; and η 9 = generator performance.
Esta nueva fuente de energía renovable puede instalarse de diferentes formas: en un recipiente que contenga el agua tal como un depósito o un estanque, y los diferentes elementos que lo componen irán unidos o apoyados sobre estructuras (20) que pueden ir apoyadas o empotradas, soldadas, atornilladas, etc., al recipiente. También puede instalarse en el mar, un lago, un río, etc., sobre estructura flotante. This new renewable energy source can be installed in different ways: in a container that contains water such as a reservoir or a pond, and the different elements that compose it will be attached or supported on structures (20) that can be supported or recessed, welded, screwed, etc., to the container. It can also be installed in the sea, a lake, a river, etc., on a floating structure.
Además podemos instalarlo sobre un móvil o vehículo y en este caso podemos aprovechar la velocidad de la marcha para crear una depresión en la salida (3) del conducto (2), y por tanto, conseguir un mayor caudal de salida y en consecuencia una mayor potencia disponible o aprovechable.  In addition we can install it on a mobile or vehicle and in this case we can take advantage of the speed of the march to create a depression in the exit (3) of the duct (2), and therefore, achieve a greater output flow and consequently a greater available or usable power.
Podemos también, aprovechar la velocidad del viento, sobre fuentes fijas, para crear una depresión en la salida (3) del conducto (2), y por tanto, conseguir un mayor caudal de salida y en consecuencia una mayor potencia disponible o aprovechable.  We can also take advantage of the wind speed, on fixed sources, to create a depression in the outlet (3) of the duct (2), and therefore, achieve a greater output flow and consequently a greater available or usable power.
Para la instalación y diseño del aparato o sistema para producir una depresión a la salida (3) del conducto (2) y también de la nueva fuente de energía renovable completa, hay que tener en cuenta en qué tipo de móvil se va a instalar. Así por ejemplo, en un coche eléctrico, la fuente deberá ser de poco peso y ocupar un espacio reducido y que tenga algún dispositivo o encerramiento para evitar que el agua (1 ) con el movimiento, pendientes, aceleraciones, frenada, curvas, etc., rebose.  For the installation and design of the apparatus or system to produce a depression at the exit (3) of the duct (2) and also of the new complete renewable energy source, it is necessary to take into account in which type of mobile it is going to be installed. For example, in an electric car, the source must be of little weight and occupy a small space and have some device or enclosure to prevent water (1) with movement, slopes, accelerations, braking, curves, etc. overflow
A continuación se muestran ejemplos que deberán tomarse con carácter amplio y nunca en forma limitativa. Below are examples that should be taken broadly and never in a limiting way.
En la figura 6 se muestra una nueva fuente de energía renovable como las descritas anteriormente y que además incluye el aparato o sistema para producir una depresión a la salida (3) en la parte superior del conducto (2). El aparato está basado en que las presiones a la entrada (11) y a la salida (13) del aire, que están a presión atmosférica, presión que actúa sobre el agua exterior al conducto (2), sean superiores a la presión que hay a la salida (3) y que actúa sobre la mezcla de agua y aire interior al tubo. Para ello la velocidad del aire por el interior del conducto (12) es superior a la de entrada. Esta mayor velocidad se consigue a costa de disminuir la presión del aire. Ya que: P = Pa + Pd, siendo Pa la presión que tiene el aire y Pd la debida a la velocidad, o presión dinámica, y que solamente se pone de manifiesto en la dirección de dicha velocidad. Al producirse una depresión igual a (P- Pd) aumenta el caudal de mezcla de aire y agua, por la salida (3) Figure 6 shows a new renewable energy source as described above and also includes the apparatus or system to produce a depression at the outlet (3) in the upper part of the duct (2). The apparatus is based on the fact that the pressures at the inlet (11) and at the outlet (13) of the air, which are at atmospheric pressure, pressure acting on the water outside the duct (2), are higher than the pressure at the outlet (3) and acting on the mixture of water and air inside the tube. For this, the air velocity inside the duct (12) is higher than the inlet. This higher speed is achieved at the cost of lowering the air pressure. As: P = P + P d where P is the pressure that the air and Pd due to the speed, or dynamic pressure, and only revealed in the direction of said velocity. When a depression equal to (P-P d ) increases the flow of air and water mixture, through the outlet (3)
En dicha figura 6, se muestra la fuente completa, sobre un recipiente (14). En la parte superior se muestra el aparato para conseguir una depresión en la salida (3), que consta de una toma de entrada (1 1 ) convergente, un conducto (12) con abertura encima de la salida de agua (3) para que pueda actuar la depresión, y una salida (13) divergente del aire. In said figure 6, the complete source is shown, on a container (14). In the upper part the device is shown to achieve a depression at the exit (3), consisting of a convergent inlet (1 1), a duct (12) with opening above the water outlet (3) so that depression can act, and a divergent outlet (13) of the air.
En la figura 7, se muestra un aparato similar al de la figura 6, que además incluye un cerramiento (25), con abertura en la parte superior para la salida del aire que puede incorporar un filtro para recuperar el agua arrastrada por el aire. Esta pieza es prolongación del recipiente (14) para evitar perder agua en ios movimientos bruscos. Y un filtro (26) para evitar la salida del agua.  In figure 7, an apparatus similar to that of figure 6 is shown, which also includes an enclosure (25), with opening in the upper part for the air outlet that a filter can incorporate to recover the water carried by the air. This piece is an extension of the container (14) to avoid losing water in sudden movements. And a filter (26) to prevent water leakage.
La depresión que se produce en el conducto de aire (12) viene dada por:  The depression that occurs in the air duct (12) is given by:
Pdd = ½ (ve 2 - vc 2) p2. Siendo: pdd = presión que será negativa con respecto a la de entrada o atmosférica, o depresión; ve = velocidad del aire a la entrada (1 1 ); vc = velocidad del aire en el interior del conducto (12). Esta depresión provoca, que salga un mayor caudal de mezcla de aire y agua por la sección de salida (3). Es decir, provocará un aumento de velocidad de mezcla en la salida (3) que multiplicada por la sección nos dará el caudal. Este incremento de velocidad lo podemos obtener, igualando la depresión producida por el aire, más las pérdidas de carga, a la presión producida por el incremento de velocidad, es decir: ½ (ve 2 - vc 2) ρ2 - Δρ = Δν2 pm /2. Siendo Δν = Incremento de la velocidad de mezcla de aire y agua en la salida; pm = densidad de la mezcla de aire y agua a la salida (3). Por lo que el incremento de velocidad, Δν = (((ve 2 - vc 2) p2 - Ap)lpm)0,5 Si la mezcla es de ½ de aire y ½ de agua, la fórmula queda: Δν = (((ve 2 - vc 2) 2p2 - Δρ) / (p1+ p2))0,5. En este caso las pérdidas de carga las obtenemos directamente pues dependen de ve y vc que son conocidas. Por tanto el caudal a la salida se incrementa en: Sm Δν. Siendo Sm la sección de salida (3) . Por tanto el caudal de agua por la sección de entrada (7) se incrementará en: Sm Avl Se. Pdd = ½ (v e 2 - v c 2 ) p 2 . Being: p dd = pressure that will be negative with respect to the input or atmospheric, or depression; v e = air velocity at the entrance (1 1); v c = air velocity inside the duct (12). This depression causes a greater flow of air and water mixture to flow through the outlet section (3). That is, it will cause an increase in mixing speed at the outlet (3) that multiplied by the section will give us the flow rate. We can obtain this speed increase, equalizing the depression produced by the air, plus the pressure losses, to the pressure produced by the speed increase, that is: ½ (v e 2 - v c 2 ) ρ 2 - Δρ = Δν 2 p m / 2. Being Δν = Increase in the speed of mixing air and water at the outlet; p m = density of the mixture of air and water at the outlet (3). So the speed increase, Δν = (((v e 2 - v c 2 ) p 2 - Ap) lp m ) 0.5 If the mixture is ½ of air and ½ of water, the formula is: Δν = (((v e 2 - v c 2 ) 2p 2 - Δρ) / (p 1+ p 2 )) 0.5 . In this case the load losses are obtained directly because they depend on v and y v c that are known. Therefore the flow at the outlet is increased by: S m Δν. Being Sm the output section (3). Therefore the water flow through the inlet section (7) will be increased by: S m Avl Se.
En las figuras 6 y 7 se muestra al sistema de compresión encerrado en una caja o depósito de aire (17) y con una toma (15) en la dirección del viento, es decir, cuya sección de entrada es aproximadamente perpendicular al sentido de la marcha, que conduce el aire a un difusor (16) y de aquí al depósito (17). De esta forma transformamos la velocidad en presión, que se aprovecha por el compresor.  Figures 6 and 7 show the compression system enclosed in an air box or tank (17) and with a socket (15) in the wind direction, that is, whose inlet section is approximately perpendicular to the direction of the March, which conducts the air to a diffuser (16) and from here to the tank (17). In this way we transform the speed into pressure, which is used by the compressor.
En la figura 8 se muestra la nueva fuente de energía renovable en la que durante la marcha se sustituye el sistema de compresión por la compresión producida por la velocidad que lleva el móvil que transformamos en presión mediante una toma (15) un difusor (16) y un depósito (17). Incluye también el sistema de compresión constituido por los dos compresores para cuando el móvil está parado. Este sistema está indicado para altas velocidades y sin grandes cambios, como por ejemplo las de los trenes de alta velocidad. Figure 8 shows the new renewable energy source in which during the march the compression system is replaced by the compression produced by the speed of the mobile that we transform into pressure by means of a socket (15) a diffuser (16) and a deposit (17). It also includes the compression system consisting of the two compressors for when the mobile is stopped. This system is indicated for high speeds and without major changes, such as those of high speed trains.
En la figura 9 se muestra la nueva fuente de energía renovable con una toma (11 ), para la creación de la depresión a la salida (3) orientable con la dirección del viento mediante una veleta timón (18). La unión entre toma (1 1) y conducto se realiza con rodamientos (21) para evitar la fricción. La fuente de Energía renovable va instalada sobre balsa (22). Ver figura 9  Figure 9 shows the new renewable energy source with an outlet (11), for the creation of the depression at the exit (3) adjustable with the direction of the wind by means of a rudder vane (18). The connection between socket (1 1) and conduit is made with bearings (21) to avoid friction. The renewable energy source is installed on a raft (22). See figure 9
En los móviles podemos utilizar directamente el par motor de la turbina y eliminar el motor eléctrico, ver figura 10. Acoplando el eje al sistema motriz, mediante caja de engranajes (23), directamente o mediante caja de cambios. El acelerador podría variar las revoluciones del compresor.  In the mobiles we can directly use the turbine torque and eliminate the electric motor, see figure 10. By coupling the shaft to the drive system, by means of a gearbox (23), directly or by means of a gearbox. The accelerator could vary the revolutions of the compressor.
Si queremos construir una central eléctrica de gran potencia, lo podemos realizar instalando muchas fuentes de energía sobre uno o varios estanques de agua y conectar las salidas de los generadores eléctricos de dichas fuentes a la red eléctrica. En la figura 11 se muestra un ejemplo en que las conexiones se han realizado a la misma diferencia de potencial para posteriormente ser transformada. El (25) representa una fuente, el 14 el recipiente o estanque y el (26) las conducciones eléctricas.  If we want to build a large power plant, we can do it by installing many energy sources on one or several water tanks and connecting the outputs of the electric generators of these sources to the power grid. An example is shown in Figure 11 in which the connections have been made at the same potential difference to later be transformed. The (25) represents a source, the 14 the container or pond and the (26) the electrical conduits.
Los fluidos disminuyen de densidad al calentarse y disminuyen mucho más si hay un cambio de estado de líquido a gas. A continuación se muestran ejemplos que pertenecen a dos grupos. En el primer grupo, en vez de utilizar dos fluidos diferentes, como hasta ahora, utilizamos un mismo fluido en sus dos estados de líquido y gaseoso. En el segundo grupo utilizamos un mismo fluido a dos temperaturas diferentes.  The fluids decrease in density when heated and decrease much more if there is a change of state from liquid to gas. Below are examples that belong to two groups. In the first group, instead of using two different fluids, as before, we use the same fluid in its two states of liquid and gas. In the second group we use the same fluid at two different temperatures.
En la figura 12 se muestra un ejemplo con un mismo fluido con cambio de estado. Esta fuente está pensada para que el calentamiento se realice con el fluido caliente producido por colectores solares, por lo que interesa utilizar un fluido ecológico con bajo punto de ebullición. Ya que de esta manera los colectores solares a utilizar serán de bajo precio. Al ser baja su temperatura de trabajo.  An example with the same fluid with state change is shown in Figure 12. This source is designed so that the heating is carried out with the hot fluid produced by solar collectors, so it is interesting to use an ecological fluid with a low boiling point. Since in this way the solar collectors to be used will be of low price. Being low working temperature.
Comparando con los casos anteriores, en el caso de la figura 12, el compresor o sistema de compresión se ha sustituido por un depósito (17) del fluido. El fluido de este depósito se calienta mediante el intercambiador de calor (28) que produce el cambio de estado de líquido a gas. Este depósito incluye una válvula con nivel para que entre el fluido en estado líquido (1) del recipiente (14) e incluye un regulador de caudal (31) de salida, para que el fluido en forma de gas fluya hacia la salida (6) de entrada al conducto (2). Dentro del conducto (2) se incluye un intercambiador térmico para calentar la mezcla de estados del fluido que hay en el interior del conducto (2). De forma que la diferencia de temperaturas entre el estado líquido (1) y el estado gaseoso (2) sea pequeña. A fin de que el gas no ceda su calor y pase a líquido. El conducto (2) incluye un aislamiento térmico (27) para evitar la conducción térmica del interior al exterior del conducto (2). El fluido que sale por la sección de salida (3) es enfriado mediante un enfriador o intercambiador térmico (30), a fin de que todo el fluido pase al estado líquido. El fluido es direccionado mediante la pieza (10) a la zona líquida exterior al conducto (2). El recipiente queda totalmente cerrado al ir unido a la pieza (10). En el estado inicial el recipiente solo tiene fluido en estado líquido, y en la parte superior, a partir de la cota de la sección de salida (3), está lleno de aire. Se incluyen válvulas de tres vías (33), (34) y (35) para los intercambiadores, actuadas por presostato (33) y (35) y mediante sonda de temperatura (34). Comparing with the previous cases, in the case of figure 12, the compressor or compression system has been replaced by a reservoir (17) of the fluid. The fluid in this tank is heated by the heat exchanger (28) that causes the change of state from liquid to gas. This reservoir includes a valve with level for fluid to enter the liquid (1) from the container (14) and includes an outlet flow regulator (31), so that the gas-like fluid flows to the outlet (6) from duct entrance (2). Inside the duct (2) a heat exchanger is included to heat the mixture of fluid states inside the duct (2). So that the temperature difference between the liquid state (1) and the gaseous state (2) is small. So that the gas does not give up its heat and passes into liquid. The conduit (2) includes a thermal insulation (27) to prevent thermal conduction from the inside to the outside of the conduit (2). The fluid that flows through the outlet section (3) is cooled by a cooler or heat exchanger (30), so that all the fluid enters the liquid state. The fluid is directed by the piece (10) to the liquid area outside the conduit (2). The container is completely closed when attached to the piece (10). In the initial state the container only has fluid in a liquid state, and at the top, from the height of the outlet section (3), it is filled with air. Three-way valves (33), (34) and (35) are included for the exchangers, operated by pressure switch (33) and (35) and by temperature probe (34).
En las figuras 13 y 14 se muestra una fuente con un fluido con dos temperaturas diferentes. El fluido interior al conducto (2), con una mayor temperatura, para lo que incluye un intercambiador de calor (36) y el fluido exterior al conducto (2), que está a una menor temperatura, para lo que incluye un enfriador (37), o intercambiador térmico. El conducto (2) va rodeado de un aislamiento térmico (27) para evitar la conducción térmica desde el interior del conducto (2) al exterior. Se incluyen dos válvulas de tres vías (37) y (38) con sonda para controlar las temperaturas. En la figura 13, la turbina se instala antes de la entrada (7). Y a la salida se instala una pieza (10) para direccionar el fluido que sale por la sección de salida (3). En la figura 14, la turbina se instala a continuación de la sección de salida (3). Este sistema es de una gran simplicidad y tiene la ventaja de que la turbina no va sumergida, lo que facilita el mantenimiento. Este segundo grupo de ejemplos, en que se utiliza un mismo fluido con diferentes temperaturas y sin cambio de estado tiene un rendimiento inferior a los otros ejemplos de esta invención, ya que aunque se utilice un fluido de un alto coeficiente de dilatación, la diferencia entre las densidades, fuera y dentro del conducto (2) es menor que en los otros ejemplos; Aunque tiene la ventaja de su gran sencillez.  A source with a fluid with two different temperatures is shown in Figures 13 and 14. The fluid inside the duct (2), with a higher temperature, for which it includes a heat exchanger (36) and the fluid outside the duct (2), which is at a lower temperature, for which it includes a cooler (37 ), or heat exchanger. The conduit (2) is surrounded by thermal insulation (27) to prevent thermal conduction from inside the conduit (2) to the outside. Two three-way valves (37) and (38) with probe to control temperatures are included. In figure 13, the turbine is installed before the entrance (7). And at the outlet a piece (10) is installed to direct the fluid that flows out of the outlet section (3). In figure 14, the turbine is installed next to the output section (3). This system is very simple and has the advantage that the turbine is not submerged, which facilitates maintenance. This second group of examples, in which the same fluid with different temperatures and without change of state is used has a lower performance than the other examples of this invention, since although a fluid with a high expansion coefficient is used, the difference between the densities, outside and inside the duct (2) is lower than in the other examples; Although it has the advantage of its great simplicity.
Los términos en que queda redactada esta Memoria son ciertos y fiel reflejo del objeto que se describe, debiéndose tomar con carácter amplio y nunca en forma limitativa. El solicitante se reserva el derecho de obtención de los oportunos certificados de adición complementarios por las mejoras o perfeccionamientos que en lo sucesivo pudiera aconsejar la práctica. The terms in which this Report is written are true and a true reflection of the object described, and should be taken broadly and never in a limited way. The applicant reserves the right to obtain the appropriate complementary addition certificates for the improvements or improvements that the practice may advise from now on.

Claims

REIVINDICACIONES
1. Una Fuente, que aprovecha la diferencia de densidad de dos fluidos, para la producción de Energía Renovable, que comprende un conducto (2), sumergido en el fluido de mayor densidad (1), con una sección de salida (3) y una sección de entrada (7) que está a una cota inferior a la de salida (3), de forma que existe un desnivel o distancia vertical entre la sección de entrada (7) y la sección de salida (3). Que incluye un sistema (5) que introduce un caudal del fluido de menor densidad (4) que la del fluido de mayor densidad (1) en el interior del conducto (2) que inicialmente está ocupado por el fluido de mayor densidad (1), e incluye una turbina (8) para aprovechar, fundamentalmente el flujo o caudal ascendente, producido por el empuje debido a la diferencia de densidades entre el fluido de mayor densidad (1) que rodea exteriormente al conducto (2) y la densidad del fluido del interior del conducto (2) que está constituido por una mezcla del fluido de mayor densidad (1) y el fluido de menor densidad (4). Lo que da lugar a un caudal de entrada del fluido de mayor densidad (1) a través de la sección de entrada (7) del conducto (2).  1. A Source, which takes advantage of the density difference of two fluids, for the production of Renewable Energy, which comprises a conduit (2), submerged in the higher density fluid (1), with an outlet section (3) and an input section (7) that is at a lower level than the output (3), so that there is a vertical slope or distance between the input section (7) and the output section (3). That includes a system (5) that introduces a flow of the fluid of lower density (4) than that of the fluid of higher density (1) inside the duct (2) that is initially occupied by the fluid of higher density (1) , and includes a turbine (8) to take advantage of, essentially the upward flow or flow, produced by the thrust due to the difference in densities between the higher density fluid (1) that surrounds the conduit (2) externally and the fluid density inside the duct (2) which is constituted by a mixture of the highest density fluid (1) and the lowest density fluid (4). Which results in a fluid inlet flow of higher density (1) through the inlet section (7) of the conduit (2).
2. Según reivindicación 1 , caracterizada porque la sección de salida (3) del conducto (2) está situada aproximadamente al nivel de la superficie del fluido de mayor densidad (1).  2. According to claim 1, characterized in that the outlet section (3) of the conduit (2) is located approximately at the level of the surface of the highest density fluid (1).
3. Según reivindicaciones 2 caracterizada porque el fluido de mayor densidad (1) es agua, y el de menor densidad (4) es aire.  3. According to claims 2 characterized in that the fluid with the highest density (1) is water, and the one with the lowest density (4) is air.
4. Según reivindicación 3, caracterizada porque el conducto (2) es de sección circular y la introducción del caudal de aire (4) se realiza mediante, al menos, un compresor (5) o ventilador.  4. According to claim 3, characterized in that the duct (2) is of circular section and the introduction of the air flow (4) is carried out by means of at least one compressor (5) or fan.
5. Según reivindicación 4, caracterizada porque el tramo de conducto (2) que va desde la salida del aire (6) a la superficie del agua o sección de salida (3) es en forma de difusor (2).  5. According to claim 4, characterized in that the section of duct (2) that goes from the air outlet (6) to the surface of the water or outlet section (3) is in the form of a diffuser (2).
6. Según reivindicaciones: 4 y 5, caracterizada porque el agua que sale por la sección (3) es direccionada a la zona externa del conducto (2). Curvando o inclinando, para ello, el conducto (2) con respecto a un eje vertical o incluyendo una pieza exterior al conducto (10).  6. According to claims: 4 and 5, characterized in that the water leaving the section (3) is directed to the external area of the duct (2). By bending or tilting, for this, the conduit (2) with respect to a vertical axis or including a piece outside the conduit (10).
7. Según reivindicaciones: 1 ,2,3,4, 5 y 6, caracterizada porque el sistema de compresión del aire se realiza por al menos por 2 compresores (5) que se pondrán ambos en marcha para arrancar y que uno de ellos se desconectará una vez que se alcancen las condiciones del régimen estacionario del caudal que circula por el interior del conducto (2). 7. According to claims: 1, 2,3,4, 5 and 6, characterized in that the air compression system is carried out by at least 2 compressors (5) which will be placed both are running to start and that one of them will be disconnected once the conditions of the steady state of the flow that circulates inside the duct (2) are reached.
8. Según reivindicaciones. 1 ,2,3,4,5, 6 y 7 caracterizada porque la salida (6) del conducto de introducción del aire (4) es en forma de difusor acabado en placa perforada con orificios para la salida del aire. Los orificios van dispuestos simétricamente con respecto su eje central de simetría y forman, al menos los ejes de simetría de los orificios más alejados del centro, un ángulo de conicidad con el eje central, a fin de abarcar o barrer toda la sección del conducto (2), sea en su forma de tubo o de difusor.  8. According to claims. 1, 2,3,4,5, 6 and 7 characterized in that the outlet (6) of the air introduction duct (4) is in the form of a diffuser finished in perforated plate with holes for the air outlet. The holes are arranged symmetrically with respect to their central axis of symmetry and form, at least the symmetry axes of the holes farthest from the center, an angle of conicity with the central axis, in order to cover or sweep the entire section of the duct ( 2), either in its tube or diffuser form.
9. Según reivindicaciones: 1 , 2, 3, 4, 5, 6, 7 y 8 caracterizada porque se instala en un recipiente que contiene el agua, tal como un tanque, depósito o estanque donde van acoplados los diferentes elementos que componen la fuente de energía renovable.  9. According to claims: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7 and 8 characterized in that it is installed in a container that contains the water, such as a tank, tank or pond where the different elements that make up the source are coupled of renewable energy.
10. Según reivindicación 9, caracterizada porque se instalan varias fuentes de energía en un mismo recipiente.  10. According to claim 9, characterized in that several energy sources are installed in the same container.
11. Según reivindicaciones: 1 , 2, 3, 4, 5, 6, 7 y 8 caracterizada porque la fuente de energía renovable va instalada sobre una estructura flotante (22).  11. According to claims: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7 and 8 characterized in that the renewable energy source is installed on a floating structure (22).
12. Según reivindicaciones: 1 , 2, 3, 4, 5, 6, 7 y8 caracterizada porque la fuente de energía renovable va instalada sobre un móvil. 12. According to claims: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7 and 8 characterized in that the renewable energy source is installed on a mobile.
13. Según reivindicación 12, caracterizada porque incluye un aparato, o sistema, para producir una depresión en la sección de salida (3) del conducto (2), mediante una toma de aire (1 ), que tiene una forma convergente a fin de aumentar la velocidad del aire que circula por su interior, y llega al conducto (12) que está en comunicación con la salida (3). Y que incluye una salida del aire (13) de forma divergente para disminuir la velocidad del aire que circula por su interior, y aumentar la presión hasta la presión externa.  13. According to claim 12, characterized in that it includes an apparatus, or system, to produce a depression in the outlet section (3) of the duct (2), by means of an air intake (1), which has a convergent shape in order to increase the speed of the air that circulates inside, and reaches the duct (12) that is in communication with the outlet (3). And that includes an outlet of the air (13) divergently to decrease the speed of the air circulating inside it, and increase the pressure to the external pressure.
14. Según reivindicaciones 12 y 13, caracterizada porque el sistema de compresión va encerrado en una caja o depósito de aire (17). Y que incluye una toma (15), cuya sección de entrada es aproximadamente perpendicular al sentido de la marcha, y el aire que circula por su interior es posteriormente conducido a un difusor (16), para transformar la velocidad en presión, que lo conduce al depósito (17).  14. According to claims 12 and 13, characterized in that the compression system is enclosed in an air box or reservoir (17). And that includes an outlet (15), whose inlet section is approximately perpendicular to the direction of travel, and the air that circulates inside it is subsequently conducted to a diffuser (16), to transform the speed into pressure, which drives it to the deposit (17).
15. Según reivindicación 12, caracterizada porque durante la marcha del móvil se sustituye el sistema de compresión (5) por la compresión producida por la velocidad que lleva el móvil. Y que incluye una toma (15), un difusor (16) y un depósito (17) a fin de transformar la velocidad relativa del móvil en aumento de presión del aire. 15. According to claim 12, characterized in that the compression system (5) is replaced during compression of the mobile by the compression produced by the speed that the mobile carries. And that includes a socket (15), a diffuser (16) and a tank (17) in order to transform the relative speed of the mobile into increased air pressure.
16. Según reivindicaciones 9, 10 y 11 , caracterizada porque incluye un aparato, o sistema, para producir una depresión en la sección de salida (3) del conducto (2), mediante una toma de aire (11 ), cuya sección de entrada es aproximadamente perpendicular al sentido de la marcha, y que tiene una forma convergente a fin de aumentar la velocidad del aire que circula por su interior, y llega al conducto (12) que está en comunicación con la salida (3). Y que incluye una salida del aire (13) de forma divergente para disminuir la velocidad del aire que circula por su interior, y aumentar la presión hasta la presión externa. Y que incluye rodamientos en la unión entre el conducto (12) y la toma de entrada (1 1) de manera que pueda girar. . Y que incluye una veleta con timón (18) para su orientación en la dirección del viento.  16. According to claims 9, 10 and 11, characterized in that it includes an apparatus, or system, to produce a depression in the outlet section (3) of the duct (2), by means of an air intake (11), whose inlet section It is approximately perpendicular to the direction of travel, and it has a convergent shape in order to increase the speed of the air that circulates inside, and reaches the duct (12) that is in communication with the outlet (3). And that includes an outlet of the air (13) divergently to decrease the speed of the air circulating inside it, and increase the pressure to the external pressure. And that includes bearings in the joint between the conduit (12) and the inlet socket (1 1) so that it can rotate. . And that includes a weather vane with rudder (18) for orientation in the wind direction.
17. Según reivindicaciones: 1 , 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9,10, 11 ,12, 13,14,15, y 16 caracterizada porque el eje de la turbina (8) va acoplado al eje de un generador eléctrico (9) para la producción de energía eléctrica.  17. According to claims: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9,10, 11, 12, 13,14,15, and 16 characterized in that the turbine shaft (8) is coupled to the shaft of an electric generator (9) for the production of electric power.
18. Según reivindicaciones 12 y 13, caracterizada porque el eje de la turbina (8) se acopla directamente o mediante caja de cambios al sistema motriz del móvil.  18. According to claims 12 and 13, characterized in that the turbine shaft (8) is coupled directly or by means of a gearbox to the motive system of the mobile.
19. Según reivindicaciones 9 y 10, caracterizada porque se instalan varias fuentes de energía, y que cada fuente incluye un generador eléctrico. Y cuyas salidas del generador se conectan a la red eléctrica para la producción de energía eléctrica. 19. According to claims 9 and 10, characterized in that several energy sources are installed, and that each source includes an electric generator. And whose generator outputs are connected to the electricity grid for the production of electrical energy.
20. Una fuente de energía renovable, que consta de un recipiente cerrado (10) y (14), que aprovecha la diferencia de densidad entre el estado líquido y el estado gaseoso de un mismo fluido, que comprende un conducto (2), sumergido en el fluido en estado líquido (1), con una sección de salida (3) del conducto (2) que está situada aproximadamente al nivel de la superficie del fluido y una sección de entrada (7) que está a una cota inferior a la de salida (3), de forma que existe un desnivel o distancia vertical entre la sección de entrada (7) y la sección de salida20. A renewable energy source, consisting of a closed container (10) and (14), which takes advantage of the difference in density between the liquid state and the gaseous state of the same fluid, comprising a submerged conduit (2) in the fluid in the liquid state (1), with an outlet section (3) of the conduit (2) that is located approximately at the level of the fluid surface and an inlet section (7) that is at a lower level than the output (3), so that there is a vertical slope or distance between the input section (7) and the output section
(3) . Que incluye un sistema (5) que introduce un caudal del fluido en forma de gas(3) . That includes a system (5) that introduces a fluid flow in the form of gas
(4) en el interior del conducto (2) que inicialmente está ocupado por el fluido en estado líquido (1). Que incluye una turbina (8) para aprovechar, fundamentalmente el flujo o caudal ascendente, producido por el empuje debido a la diferencia de densidades entre el fluido en estado líquido (1) que rodea exteriormente al conducto (2) y la densidad del fluido del interior del conducto (2) que está constituido por una mezcla del fluido en estado líquido (1 ) y el fluido (4) en estado gaseoso. Lo que da lugar a un caudal de entrada del fluido de mayor densidad (1 ) en estado líquido a través de la sección de entrada (7) del conducto (2). Que incluye un aislamiento térmico (27) que rodea al conducto (2) y tres intercambiadores de calor, uno (28) para calentar el fluido del depósito (17) y producir la ebullición del fluido, otro (29) para calentar el fluido interior al conducto (2) y un tercero (30) para enfriar y transformar a líquido la mezcla de líquido y gas que sale por la sección (3) de salida. Y que incluye una pieza (10) que direcciona el fluido que sale por la sección (3) a la zona externa del conducto (2). Pieza (10) que con el recipiente (14) forman el cerramiento de la fuente. (4) inside the duct (2) that is initially occupied by the fluid in the liquid state (1). That includes a turbine (8) to take advantage of, essentially the upward flow or flow, produced by the thrust due to the difference in densities between the fluid in the liquid state (1) that surrounds the duct (2) externally and the fluid density of the inside the duct (2) that is constituted by a mixture of the fluid in the liquid state (1) and the fluid (4) in the gaseous state. This results in a fluid inlet flow of higher density (1) in a liquid state through the inlet section (7) of the duct (2). It includes a thermal insulation (27) surrounding the duct (2) and three heat exchangers, one (28) to heat the fluid in the tank (17) and produce the boiling of the fluid, another (29) to heat the internal fluid to the conduit (2) and a third (30) to cool and transform the mixture of liquid and gas leaving the outlet section (3) into a liquid. And that includes a piece (10) that directs the fluid that flows out of section (3) to the outer zone of the duct (2). Piece (10) that with the container (14) form the closing of the fountain.
21 . Una fuente de energía renovable, que consta de un recipiente o estanque abierto (14), que aprovecha la diferencia de densidad de un mismo fluido a diferentes temperaturas, que comprende un conducto (2), sumergido en el fluido a menor temperatura y mayor densidad (1 ), con una sección de salida (3) del conducto (2) que está situada aproximadamente al nivel de la superficie del fluido y una sección de entrada (7) que está a una cota inferior a la de salida (3), de forma que existe un desnivel o distancia vertical entre la sección de entrada (7) y la sección de salida (3). Que incluye una turbina (8) para aprovechar el flujo o caudal ascendente, producido por el empuje debido a la diferencia de densidades entre el fluido a menor temperatura que rodea exteriormente al conducto (2) y la del fluido del interior del conducto (2) que está a mayor temperatura. Lo que da lugar a un caudal de entrada del fluido que está a menor temperatura (1 ) a través de la sección dé entrada (7) del conducto (2). Que incluye un aislamiento térmico (27) que rodea al conducto (2) y dos intercambiadores de calor, uno (36) para calentar el fluido que está en el interior del conducto (2) y otro (37) que enfría el fluido exterior al conducto. Y que incluye una pieza (10) que direcciona el fluido que sale por la sección (3) a la zona externa del conducto (2).  twenty-one . A renewable energy source, consisting of an open container or pond (14), which takes advantage of the difference in density of the same fluid at different temperatures, comprising a conduit (2), submerged in the fluid at a lower temperature and higher density (1), with an outlet section (3) of the conduit (2) that is located approximately at the level of the fluid surface and an inlet section (7) that is at a lower level than the outlet (3), so that there is a vertical slope or distance between the input section (7) and the output section (3). That includes a turbine (8) to take advantage of the upward flow or flow, produced by the thrust due to the difference in densities between the lower temperature fluid that surrounds the duct outside (2) and the fluid inside the duct (2) which is at a higher temperature This results in a fluid inlet flow that is at a lower temperature (1) through the inlet section (7) of the duct (2). It includes a thermal insulation (27) surrounding the duct (2) and two heat exchangers, one (36) to heat the fluid inside the duct (2) and another (37) that cools the outside fluid to the conduit. And that includes a piece (10) that directs the fluid that flows out of section (3) to the outer zone of the duct (2).
22. Una fuente de energía renovable, que consta de un recipiente o estanque abierto (14), que aprovecha la diferencia de densidad de un mismo fluido a diferentes temperaturas, que comprende un conducto (2), sumergido en el fluido a menor temperatura y mayor densidad (1 ), con una sección de salida (3) del conducto (2) que está situada aproximadamente al nivel de la superficie del fluido y una sección de entrada (7) que está a una cota inferior a la de salida (3), de forma que existe un desnivel o distancia vertical entre la sección de entrada (7) y la sección de salida (3). Que incluye una turbina (8), situada a continuación de la sección de salida (3) del conducto (2), para aprovechar, el flujo o caudal ascendente, producido por el empuje debido a la diferencia de densidades entre el fluido a menor temperatura que rodea exteriormente al conducto (2) y la del fluido del interior del conducto (2) que está a mayor temperatura. Lo que da lugar a un caudal de entrada del fluido que está a menor temperatura (1) a través de la sección de entrada (7) del conducto (2). Que incluye un aislamiento térmico (27) que rodea al conducto (2) y dos intercambiadores de calor, uno (36) para calentar el fluido que está en el interior del conducto (2) y otro (37) que enfría el fluido exterior al conducto. 22. A renewable energy source, consisting of an open container or pond (14), which takes advantage of the difference in density of the same fluid at different temperatures, comprising a conduit (2), submerged in the fluid at a lower temperature and higher density (1), with an outlet section (3) of the duct (2) that is located approximately at the level of the fluid surface and an inlet section (7) that is at a lower level than the outlet (3 ), so that there is a vertical slope or distance between the input section (7) and the output section (3). Which includes a turbine (8), located after the outlet section (3) of the duct (2), to take advantage of, the upward flow or flow, produced by the thrust due to the difference in densities between the lower temperature fluid that surrounds the duct (2) externally and that of the fluid in the inside the duct (2) that is at a higher temperature. This results in a fluid inlet flow that is at a lower temperature (1) through the inlet section (7) of the duct (2). It includes a thermal insulation (27) surrounding the duct (2) and two heat exchangers, one (36) to heat the fluid inside the duct (2) and another (37) that cools the outside fluid to the conduit.
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