WO2016094989A1 - Turbo gerador hidrelétrico e uso do mesmo - Google Patents

Turbo gerador hidrelétrico e uso do mesmo Download PDF

Info

Publication number
WO2016094989A1
WO2016094989A1 PCT/BR2015/000198 BR2015000198W WO2016094989A1 WO 2016094989 A1 WO2016094989 A1 WO 2016094989A1 BR 2015000198 W BR2015000198 W BR 2015000198W WO 2016094989 A1 WO2016094989 A1 WO 2016094989A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
generator
turbo
hydroelectric
housing
water
Prior art date
Application number
PCT/BR2015/000198
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Geremia Silviao
Original Assignee
Higra Industrial Ltda
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from BR102014032008A external-priority patent/BR102014032008A2/pt
Priority claimed from BR102015019530-3A external-priority patent/BR102015019530B1/pt
Application filed by Higra Industrial Ltda filed Critical Higra Industrial Ltda
Publication of WO2016094989A1 publication Critical patent/WO2016094989A1/pt

Links

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03B—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS
    • F03B3/00—Machines or engines of reaction type; Parts or details peculiar thereto
    • F03B3/04—Machines or engines of reaction type; Parts or details peculiar thereto with substantially axial flow throughout rotors, e.g. propeller turbines
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03B—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS
    • F03B11/00—Parts or details not provided for in, or of interest apart from, the preceding groups, e.g. wear-protection couplings, between turbine and generator
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/20—Hydro energy
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/16—Mechanical energy storage, e.g. flywheels or pressurised fluids

Definitions

  • the present invention relates to a hydroelectric turbo generator having a turbine and an axial shaft generator, that is, with an axis in the direction of water flow, to be installed for electric power generation.
  • generating units that can be installed directly on a river current are known, such as the generating units described in BRPI0601595-6 and BRPI0805515-7 which comprise an axial axis turbine, that is, with an axis in the flow direction.
  • the turbine In both generating units, the turbine is surrounded by a tubular outer casing. River water seeps into the outer casing and passes through the turbine to cause it to rotate and thus to rotate the shaft.
  • the turbine shaft is coupled to a gearbox transmission system and drive shaft extended vertically out of the outer casing to then be coupled to an electric generator.
  • This transmission system is of complex construction and generates mechanical losses.
  • the turbine shaft is coupled to a multiplication box axially coupled to the shaft of an electric generator, being The generator is surrounded by a generator housing that prevents said generator from contacting the water.
  • the BRPI0601595-6 and BRPI0805515-7 generating units have the drawback that they need rivers with large water volume and flow velocity and at the same time deep enough to accommodate the outside casing diameter of the generating unit submerged in Water.
  • the BRPI0805515-7 generator unit may suffer from generator heating problems and generator housing sealing problems due to external water pressure.
  • the present invention aims to provide a hydroelectric turbocharger having a turbine and an axial shaft generator, that is, with an axis in the direction of water flow, which overcomes these drawbacks in the state of the art.
  • the present invention also aims to provide a suitable hydroelectric turbo generator to be installed on river streams or on new small dams with small drop heights, such as from 4m in height.
  • the present invention also aims to provide a hydroelectric turbo generator capable of being connected to a pipeline and may be installed on existing water catchment lines of dams, such as lines used for agricultural irrigation or rice planting.
  • the present invention also aims to provide a hydroelectric turbo generator capable of being installed in a pipe of a water supply network in order to recover the pressure energy existing in this pipe, replacing the use of pressure reducing valves by the turbo generator. It can also be installed in a pipeline that goes down a waterfall or spillway from an existing dam and catches water at its top.
  • the present invention proposes a hydroelectric turbocharger comprising a tubular shaped outer housing having an inlet end and an outlet end, a generator housing defining a wrapper with an inner region, said generator housing being kept centered with respect to the outer casing by means of support means in order to establish a passage region for. water flow from the inlet end to the outlet end.
  • the hydroelectric turbocharger further comprises an axle coupled to a generator within said generator housing and coupled to a turbine having a plurality of blades, said axle being rotatably arranged with respect to the generator housing.
  • the region internal to the generator housing is filled with a liquid and the generator housing has at least one equalizing filter capable of allowing a liquid exchange between the passage region and the region internal to the generator housing.
  • the liquid present inside the generator housing also dissipates the heat arising in the generator, advantageously increasing the generator's cooling capacity, which becomes of great importance for better generator performance and for maintaining the integrity of the components of the hydroelectric turbocharger.
  • the liquid present within the region of the generator housing is water, or a mixture of water and biodegradable oil, or only biodegradable oil.
  • suitable biodegradable oil for use in admixture with water alone is FR3 biodegradable vegetable oil from Cargill Incorporated.
  • the equalizer filter comprises at least one membrane having a plurality of small Holes which enable minimal liquid droplet exchange between the passage region and the region internal to the generator housing.
  • the inlet end of the outer housing has a flange shape.
  • the hydroelectric turbocharger can be installed on existing dam water catchment lines, such as the lines used for agricultural irrigation or rice planting, or it can be installed on a pipe in a water distribution network in order to recover the " energy from the pressure in this pipe by replacing the use of pressure reducing valves with the hydroelectric turbocharger, or it can be installed in a pipe running down a waterfall or spillway from an existing dam
  • the hydroelectric turbocharger can also be installed in water distribution networks, in place of pressure reducing valves or energy dissipating valves.
  • the shaft is rotatably arranged in relation to the generator housing by two radial bearings integral with the generator housing and by an axial bearing integral with the generator housing, said bearings being of the hydrodynamic sliding life type. that works suspended by the liquid present inside the generator housing.
  • the liquid present in the region within the generator housing is water, or a mixture of water and biodegradable oil, or only biodegradable oil
  • the bearings may be lubricated by water, or by the mixture of water and biodegradable oil, or only by oil. biodegradable. When using the biodegradable water-oil mixture or only biodegradable oil, better lubrication results are obtained.
  • Figure 1 shows a longitudinal cross-sectional plan view, with the exception of the shaft, generator rotor and turbine, of a hydroelectric turbocharger equipped with permanent magnet synchronous type generator.
  • Figure 2 shows a longitudinal sectional plan view, with the exception of the shaft, generator rotor and turbine, of a hydroelectric turbo generator equipped with an asynchronous squirrel cage type generator.
  • Figure 3 shows an exploded perspective view of an equalizer filter according to an embodiment of the invention.
  • FIG. 4 shows a front view of a hydroelectric turbine generator installed on a water catchment line of an existing dam.
  • Figure 5 shows a front view of a hydroelectric turbo generator installed in a pipeline from an adduction channel that captures water from a river.
  • FIG. 6 shows a front view of a hydroelectric turbocharger installed on a water supply pipe, in place of pressure reducing valves or energy dissipating valves.
  • the present invention proposes a hydroelectric turbo generator (10) comprising a tubular shaped outer casing (12) having an inlet end (122) and an outlet end (124), a generator housing (14) defining a wrapper with an inner region (Ri), said generator housing (14) being kept centered with respect to the outer housing (12) by the aid of support means in order to establish a region of passage (Rp) for passage of water from the inlet end (122) to the outlet end (124).
  • the hydroelectric turbo generator 10 further comprises a shaft (20) coupled to a generator (24, 24 ') in the inner region (Ri) to said generator housing (14), and coupled to a turbine (22) having a plurality of blades (222), said shaft (20) being rotatably arranged with respect to the generator housing (14).
  • the internal region (Ri) to the generator housing (14) is filled with a liquid and the generator housing (14) has at least one equalizing filter (16) capable of allowing a liquid exchange between the passage region (Rp) and the internal region (Ri) to the generator housing (14).
  • the liquid present in the inner region (Ri) of the generator housing (14) also dissipates the heat arising in the generator (24, 24 '), advantageously increasing the cooling capacity of the generator (24, 24 ! ). which becomes of great importance for better generator performance (24, 24 ') and for maintaining the integrity of the components of the hydroelectric turbo generator (10).
  • the liquid present in the region (Ri) to the generator housing (14) is water, or a mixture of water and biodegradable oil, or only biodegradable oil.
  • a suitable biodegradable oil for use in admixture with water alone can be FR3 biodegradable vegetable oil from Cargill Incorporated.
  • biodegradable or only biodegradable oil better results are obtained in generator cooling (24, 24 ').
  • the equalizer filter (16) comprises at least one membrane (161) having a plurality of small holes (162) which enable minimal liquid droplet exchange between the passage region (Rp) and the internal region (Ri) to the generator housing (14).
  • Each hole (162) is of sufficient diameter to allow minimal passage of water droplets and to prevent the passage of small abrasive particles or impurities.
  • the holes 162 are pierced in a plurality in the membrane 161, for example made of synthetic rubber.
  • each hole 162 has a diameter between 0.03 mm and 0.2 mm and more preferably between 0.03 mm and 0.05 mm.
  • the equalizer filter (16) comprises at least one sintered filter (163a, 163b).
  • the porosity of the sintered filter (163a, 163b) allows water to pass through and prevents the passage of abrasive particles or impurities.
  • a sintered filter 163a, 163b may be made of bronze.
  • the equalizer filter (16) combines a membrane (161) and at least one sintered filter (163a, 163b), the filtering effect on the exchange of liquid between the passage region (Rp) and the region is increased. (Ri) to the generator housing (14).
  • the infernal region (R1) of the generator housing (14) remains free of dirt, abrasive particles and impurities that could damage the bearings of the generator (24, 24 ') or disrupt the rotation of the shaft (20). ).
  • the equalizer filter (16) comprises a small hole membrane (161) followed by a first sintered filter (163a) followed by a foam layer (164) followed by a second sintered filter (163b), all of which having a disk format and being arranged in a support assembly.
  • the holder assembly comprises a tubular shaped filter body (165) in cross section! round having one end with a tab (165a) extended inwardly in the radial direction and the other end with a flange (165b) extended outwardly in the radial direction.
  • the set of The holder further comprises a disk-shaped filter cap (166) having a plurality of mid-holes (166a) in its central region, said filter cap (166) receiving a first sealing ring (167a) and having a closed side. against the flange (165b) of the filter body (165).
  • the membrane (161) is supported against the other side of the filter cap (166).
  • the support assembly further comprises a disk-shaped membrane cap (168) having a plurality of mid-holes (168a) in its central region, said membrane cap (168) being closed against the filter cap (166).
  • the filter body (165), filter cap (166) and membrane cap (168) are secured to each other by a first set of screws (169a) to form the equalizer filter support assembly (16). .
  • the filter body (165) is inserted into an opening (141) of the generator housing (14) so that the flange (165b), receiving a second sealing ring (167b), is supported against an edge ( 142) of the opening (141) of the generator housing (14).
  • the equalizer filter support assembly (16) is secured to the edge (142) of the generator housing opening (141) (14) by a second set of screws (169b).
  • the inlet end (122) of the outer housing (12) has a flange shape.
  • the hydroelectric turbocharger (10) can be installed on water collection lines (42) from existing dams (44), as shown in Figure 4, such as the lines used for agricultural irrigation. or rice plantation, or it can be installed in a pipe (52) from an adduction channel (54) that captures water from a river (56), taking advantage of natural all-round gaps, as seen in Figure 5, or it can be installed in a pipe running down a waterfall or spillway from an existing dam and capturing water at its top, according to installation ways not shown.
  • the hydroelectric turbocharger (10) can also be installed in a water supply pipe (62), in place of pressure reducing valves or power dissipating valves, as shown in Figure 6.
  • the outlet end 124 of the outer housing 12 has a flange shape.
  • a continuity piping (46) of a water catchment line (42) from an existing dam (44) can be connected to the electric turbine generator (10), as shown in Figure 4, or a discharge piping (58) for returning water to a river (56) can be connected to the electric turbine generator (10), as shown in Figure 5, or a continuity piping (64) of distribution network
  • the water supply can be connected to the turbocharger (10), as shown in Figure 6.
  • the generator (24) is of permanent magnet synchronous type, having a rotor (242) with permanent magnets (244), integral to the shaft (20) and having a stator (246) integral with the generator housing (14).
  • Permanent magnets 244 are made of material having favorable corrosion properties so as to be able to remain immersed in water / Either in the biodegradable water and oil mixture, or only in biodegradable oil. In case of use of the mixture water and biodegradable oil or only biodegradable oil, better results are obtained in the anti-corrosion process of the permanent magnets (244) of the generator (24).
  • permanent magnets 244 may be made of neodymium.
  • the stator (246) has a sealed wire-wrapped spool, such as a polypropylene-covered copper wire, or a synthetic resin-impregnated enameled wire, to improve dielectric insulation and to mechanically protect the wire from winding.
  • Permanent magnet synchronous type generator (24) produces alternating current electrical energy.
  • the rotation of shaft 20 may vary and, consequently, the alternating current energy generated may have voltage and frequency variations.
  • the hydroelectric turbo generator 10 may be connected to known external equipment for regulating the voltage and frequency of the generated electric energy, for example including a power converter.
  • the generator (24 ') is an asynchronous squirrel cage type having a squirrel cage rotor (242') integral with the shaft. (20) and having a stator (246 ') integral with the generator housing (14).
  • the stator * r (246 ') has a sealed wire-wrapped coil, such as a polypropylene-covered copper wire, or a synthetic resin-impregnated enameled wire, to improve dielectric insulation and mechanically protect it. the winding wire.
  • the asynchronous squirrel cage type generator 24 ' is connected to a conventional power grid.
  • the frequency and mains voltage impose the operating voltage of the generator (24 ').
  • the system is designed so that the rotor of squirrel cage (242 ') operates at a rotation speed slightly above synchronous speed, ie with a negative slip.
  • the reactive magnetization energy of the generator (24 ') is supplied by the mains.
  • a capacitor bank is used to correct the power factor.
  • the alternating current electricity produced in the generator (24 ') is delivered to the grid.
  • the asynchronous squirrel cage type generator 24 ' consists of an asynchronous squirrel cage type motor operating as a generator.
  • the hydroelectric turbo generator (10) equipped with asynchronous squirrel cage type generator (24 ') is best suited for use connected to a conventional power grid since the cost of manufacturing the generator (24) ') of the asynchronous type of squirrel cage is less than the manufacturing cost of the generator (24) of the synchronous type of magnet' permanent addition to the generator (24 ') of the asynchronous type of squirrel cage does not need converter power for regulating the voltage and frequency of the generated electric energy.
  • the hydroelectric turbo generator (10) equipped with a permanent magnet synchronous generator (24) is more suitable for use in isolation from a conventional power grid, since the synchronous magnet generator (24) Permanent has the ability to provide its own excitement.
  • the shaft (20) is directly coupled to the generator (24, 24 ') and directly coupled to the turbine (22) without the intervention of a gearbox or gearbox.
  • the shaft (20) is directly coupled to the generator (24, 24 ') and directly coupled to the turbine (22) without the intervention of a gearbox or gearbox.
  • the shaft (20) is rotatably arranged with respect to the generator housing (14) by two radial bearings (26) integral with the generator housing (14) and by a thrust bearing (28). to the generator housing (14), said bearings (26, 28) being of the hydrodynamic sliding type which is suspended by the liquid present in the internal region (Ri) to the generator housing (14).
  • the liquid present in the internal region (Ri) to the generator housing (14) is water, or a mixture of water and biodegradable oil, or only biodegradable oil
  • the bearings (26, 28) may be lubricated by water, or by mixture of water and biodegradable oil, or only biodegradable oil. When using the biodegradable water-oil mixture or only biodegradable oil, better lubrication results are obtained (26, 28).
  • hydroelectric turbo generator (10) One of the main advantages of the hydroelectric turbo generator (10) is that the radial (26) and axial (28) hydrodynamic slide bearing system allows the hydroelectric turbo generator (10) to work in various positions: vertical, horizontal or inclined.
  • the hydroelectric turbocharger (10) can also be installed in flooded or flooded areas, within a riverbed or even buried in the middle of a street and avenue, or without any work, only supported by a pipe. Thus, there is no aggression to the environment and has a very low impact on the fauna and flora where the hydroelectric turbines (10) will be installed.
  • the hydroelectric turbocharger (10) further comprises a diffuser (30) anterior to the turbine (22), defining a channel that stabilizes and guides the water from the passage region (Rp) for appropriate incidence against the blades (222) of the turbine (22).
  • the diffuser (30) is fixed to the generator housing (14) by a first diffuser support (302) and is fixed to the outer housing (12) by a second diffuser support (304).
  • Turbine (22) may be coupled to an extended shaft portion (20) outside the internal region (Ri) to the generator housing (14), as shown in Figures 1 and 2.
  • the shaft (20) of the hydroelectric turbocharger (10) is equipped with a mechanical seal (32) at a transition region of said axis (20) between the internal region (Ri) of the generator housing (14) and the passage region (Rp), in order to establish a seal in this transition region.
  • the support means that holds the generator housing (14) centered relative to the outer housing (12) comprises a housing support (126) extended from the outer housing (12) radially inwardly and fixed to an anterior region of the generator housing (14), and comprise the second diffuser support (304).

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Other Liquid Machine Or Engine Such As Wave Power Use (AREA)
  • Motor Or Generator Cooling System (AREA)

Abstract

A presente invenção propõe um turbo gerador hidrelétrico (10) compreendendo uma carcaça externa (12) em formato tubular tendo uma extremidade de entrada (122) e uma extremidade de saída (124), uma carcaça de gerador (14) definindo um envoltório com uma região interna (Ri), dita carcaça de gerador (14) estando mantida centrada em relação à carcaça externa (12) por auxílio de meios de suporte, de modo a estabelecer uma região de passagem (Rp) para passagem de água desde a extremidade de entrada (122) até a extremidade de saída (124). O turbo gerador hidrelétrico (10) compreende ainda um eixo (20) acoplado a um gerador (24, 24'), na região interna (Ri) à dita carcaça de gerador (14), e acoplado a uma turbina (22), tendo uma pluralidade de pás (222), dito eixo (20) estando arranjado de forma rotativa em relação à carcaça de gerador (14). De acordo com a invenção, a região interna (Ri) à carcaça de gerador (14) está preenchida com um líquido e a carcaça de gerador (14) tem ao menos um filtro equalizador (16) apto a permitir uma troca de líquido entre a região de passagem (Rp) e a região interna (Ri) à carcaça de gerador (14). Vantajosamente, o líquido presente na região interna (Ri) à carcaça de gerador (14) realiza um resfriamento no gerador (24, ' 24'), o que se torna de grande importância para um melhor desempenho do gerador (24, 24') e para a manutenção da integridade dos componentes do turbo gerador hidrelétrico (10).

Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção "TURBO GERADOR HIDRELÉTRICO E USO DO MESMO".
[001] CAMPO TÉCNICO
[002] A presente invenção refere-se a um turbo gerador hidrelétrico tendo uma turbina e um gerador de eixo axial, ou seja, com um eixo na direção de escoamento da água, a ser instalado para geração de energia elétrica.
[003] ESTADO DA TÉCNICA
[004] A geração de energia elétrica limpa é uma grande preocupação atual. Neste sentido, é corrente a busca por alternativas às grandes usinas hidrelétricas que necessitam de grandes potenciais hidráulicos e a construção de grandes barragens, que por sua vez geram grandes impactos ambientais. .
[005] Neste contexto, são conhecidas unidades geradoras que podem ser instaladas diretamente na correnteza de um rio, tal como as unidades geradoras descritas em BRPI0601595-6 e BRPI0805515-7 que compreendem uma turbina de eixo axial, ou seja, com um eixo na direção de escoamento. Em ambas as unidades geradoras, a turbina encòntra-se envolvida por uma carcaça externa tubular. A água do rio escoa por dentro da carcaça externa e passa através da turbina de modo a causar sua rotação e, portanto, a rotação do eixo.
[006] Na unidade geradora de BRPI0601595-6 o eixo da turbina, é acoplado a um sistema de transmissão com caixa multiplicadora e eixo de transmissão estendido verticalmente para fora da carcaça externa para, então, ser acoplado a um gerador èlétrico. Este sistema de transmissão é de construção complexa e gerà perdas mecânicas.
[007] Na unidade geradora de BRPÍ0805515-7 o eixo da turbina é acoplado a uma caixa de multiplicação axialmente acoplada ao eixo de um gerador elétrico, estando o gerador envolvido por uma carcaça de gerador que evita o contato do dito gerador com a água.
[008] As unidades geradoras de BRPI0601595-6 e BRPI0805515-7 têm inconveniente de necessitarem de rios com grande volume de água e velocidade de escoamento e ao mesmo tempo com profundidade suficiente para acomodar o diâmetro da carcaça externa da unidade geradora de maneira submersa na água. Além disso, a unidade geradora de BRPI0805515-7 pode sofrer com problemas de aquecimento no gerador e com problemas de vedação na carcaça de gerador devido à pressão externa da água.
[009] SUMÁRIO DA INVENÇÃO
[010] A presente invenção tem por objetivo prover um turbo gerador hidrelétrico tendo uma turbina e um gerador de eixo axial, ou seja, com um eixo na direção de escoamento da água, que supere estes inconvenientes existentes no estado da técnica. A presente invenção também tem por objetivo prover um turbo gerador hidrelétrico propício a ser instalado em correntezas de rios ou em novas pequenas barragens com pequenas alturas de queda, como, por exemplo, a partir de 4m de altura. A presente invenção também tem por objetivo prover um turbo gerador hidrelétrico capaz de ser conectado a uma tubulação, podendo ser instalado em linhas de captação de água de barragens já existentes, como as linhas utilizadas para irrigação agrícola ou plantação de arroz. A presente invenção também tem por objetivo prover um turbo gerador hidrelétrico capaz de ser instalado em uma tubulação de uma rede distribuição de água, a fim de recuperar a energia da pressão existente nesta tubulação, substituindo o uso de válvulas redutoras, de pressão pelo turbo gerador hidrelétrico, ou ainda podendo ser instalado em uma tubulação que percorre uma altura de queda de uma cachoeira ou de um vértedouro de uma barragem já existente e capta água no seu topo.
[011] Para alcançar estes objetivos, a presente invenção propõe um turbo gerador hidrelétrico compreendendo uma carcaça externa em formato tubular tendo uma extremidade de entrada e uma extremidade de saída, uma carcaça de gerador definindo um envoltório com uma região interna, dita carcaça de gerador estando mantida centrada em relação à carcaça externa por auxílio de meios de suporte, de modo a estabelecer uma região de passagem para. passagem de água desde a extremidade de entrada até a extremidade de saída. O turbo gerador hidrelétrico compreende ainda um eixo acoplado a um gerador, na região interna à dita carcaça de gerador, e acoplado a uma turbina, tendo uma pluralidade de pás, dito eixo estando arranjado de forma rotativa em relação à carcaça de gerador. De acordo com a invenção, a região interna à carcaça de gerador está preenchida com um líquido e a carcaça de gerador tem ao menos um filtro equalizador apto a permitir uma troca de líquido entre a região de passagem e a região interna à carcaça de gerador.
[012} Em condições de trabalho do turbo gerador hidrelétrico, a água entra na extremidade de entrada, passa através da região de "passagem e incide contra as pás da turbina de modo a causar sua rotação e, portanto, a rotação do eixo, gerando energia elétrica no gerador. Após cruzar pela turbina, a água sai pela extremidade de saída. Em consequência à produção de energia elétrica no gerador, existe uma geração de calor. Uma parte deste calor é dissipada pela água que cruza através da região de passagem.
[013] O líquido presente na região interna à carcaça de gerador também dissipa o calor que surge no gerador, vantajosamente aumentando a capacidade de resfriamento do gerador, o que se torna de grande importância para um melhor desempenho do gerador e para a manutenção da integridade dos componentes do turbo gerador hidrelétrico.
[014] Preferencialmente, o líquido presente na região interna à carcaça de gerador é água, ou uma mistura de água e óleo biodegradável, ou somente óleo biodegradável. Um exemplo de óleo biodegradável apropriado, tanto para ser utilizado em mistura com água como sozinho, é o óleo vegetal biodegradável FR3 da empresa Cargill Incorporated. No caso da utilização da mistura de água e óleo biodegradável ou somente óleo biodegradável são obtidos melhores resultados no resfriamento do gerador.
[015] A troca de líquido entre a região de passagem e a região interna à carcaça de gerador propiciada pelo filtro equalizador ocorre em regime de equalizaçao de pressão de líquido, ou seja, se a pressão da água na região de passagem é maior do que a pressão do líquido na região interna à carcaça de gerador, então ocorre uma mínima entrada de água da região de passagem para a região interna, e se a pressão do líquido na região interna é maior do que a pressão de água na região de passagem, então ocorre uma mínima saída de líquido da região interna para a região de passagem, até que as pressões de líquido em ambas as regiões fiquem em equilíbrio. Vantajosamente, este equilíbrio de pressões resulta em uma menor solicitação em outros pontos da carcaça de gerador onde existe vedação entre a região de passagem e a região interna. Preferencialmente, o filtro equalizador compreende ao menos uma membrana tendo uma pluralidade de pequenos Orifícios que possibilitam a mínima troca de líquido, na forma de gotículas de líquido, entre a região de passagem e a região interna à carcaça de gerador.
[016] Preferencialmente, a extremidade de entrada da carcaça externa tem um formato de flange. Este fato possibilita que o turbo gerador hidrelétrico tenha sua extremidade de entrada conectada diretamente em uma tubulação flangeada. Assim, vantajosamente, o turbo gerador hidreiétrico pode ser instalado em linhas de captação de águas de barragens já existentes, como as linhas utilizadas para irrigação agrícola ou plantação de arroz, ou pode ser instalado em uma tubulação de uma rede distribuição de água, a fim de recuperar a "energia da pressão existente nesta tubulação, substituindo o uso de válvulas redutoras de pressão pelo turbo gerador hidreiétrico, ou ainda pode ser instalado em uma tubulação que percorre uma altura de queda de uma cachoeira ou de um vertedouro de uma barragem já existente e capta água no seu topo. Vantajosamente, o turbo gerador hidreiétrico também pode ser instalado em redes de distribuição de água, em substituição a válvulas redutoras de pressão ou a válvulas dissipadoras de energia.
[017] Preferencialmente, o arranjamento do eixo de forma rotativa em relação à carcaça de gerador se dá por dois mancais radiais solidários à carcaça de gerador e por um mancai axial solidário à carcaça de gerador, ditos mancais sendo do tipo de déslizamento hidrodinâmico de vida infinita que trabalha suspenso pelo líquido presente na região interna à carcaça de gerador. Como preferencialmente o líquido presente na região interna à carcaça de gerador é água, ou uma mistura de água e óleo biodegradável, ou somente óleo biodegradável, os mancais podem sér lubrificados por água, ou pela mistura de água e óleo biodegradável, ou somente pelo óleo biodegradável. No caso da utilização da mistura de água e óleo biodegradável ou somente óleo biodegradável são obtidos melhores resultados na lubrificação dos mancais.
[018] BREVE DESCRIÇÃO DAS FIGURAS
[019] Â invenção será melhor compreendida com a descrição detalhada a seguir, que melhor será interpretada com auxílio das figuras, a saber: [020] A Figura 1 apresenta uma vista plana em corte longitudinal, à exceção do eixo, do rotor do gerador e da turbina, de um turbo gerador hidrelétrico equipado com gerador do tipo síncrono de imã permanente.
[021] A Figura 2 apresenta uma vista plana em corte longitudinal, à exceção do eixo, do rotor do gerador e da turbina, de um turbo gerador hidrelétrico equipado com gerador do tipo assíncrono de gaiola de esquilo.
[022] A Figura 3 apresenta uma vista em perspectiva explodida de um filtro equalizador de acordo com uma incorporação da invenção.
[023]' A Figura 4 apresenta uma vista frontal de um turbo gérador hidrelétrico instalado em uma linha de captação de água de uma barragem já existente.
[024] A Figura 5 apresenta uma vista frontal de um turbo gerador hidrelétrico instalado em uma tubulação proveniente de um canal de adução que capta água de um rio.
[025] Â Figura 6 apresenta uma vista frontal de um turbo gerador hidrelétrico instalado em uma tubulação de rede de distribuição de água, em substituição a válvulas redutoras de pressão ou a válvulas dissipadoras de energia.
[026] DESCRIÇÃO DETALHADA
[027] Como é possível visualizar nas Figuras 1 e 2, apresente invenção propõe um turbo gerador hidrelétrico (10) compreendendo uma carcaça externa (12) em formato tubular tendo uma extremidade de entrada (122) e uma extremidade de saída (124), uma carcaça de gerador (14) definindo um envoltório com uma região interna (Ri), dita carcaça de gerador (14) estando mantida centrada em relação à carcaça externa (12) por auxílio de meios de suporte, de modo a estabelecer uma região de passagem (Rp) para passagem de água desde a extremidade de entrada (122) até a extremidade de saída (124). O turbo gerador hidrelétrico (10) compreende ainda um eixo (20) acoplado a um gerador (24, 24'), na região interna (Ri) à dita carcaça de gerador (14), e acoplado a uma turbina (22), tendo uma pluralidade de pás (222), dito eixo (20) estando arranjado de forma rotativa em relação à carcaça de gerador (14). De acordo com a invenção, a região interna (Ri) à carcaça de gerador (14) está preenchida com um líquido e a carcaça de gerador (14) tem ao menos um filtro equalizador (16) apto a permitir uma troca de líquido entre a região de passagem (Rp) e a região interna (Ri) à carcaça de gerador (14).
[028] Em condições de trabalho do turbo gerador hidrelétrico (10), a água entra na extremidade de entrada (122), passa através da região de passagem (Rp) e incide contra as pás (222) da turbina (22) de modo a causar sua rotação e, portanto, a rotação do eixo (2-0), gerando energia elétrica no gerador (24, 24'). Após cruzar peia turbina (22), a água sai pela extremidade de saída (124). Em consequência a produção de energia elétrica no gerador (24, 24'), existe uma geração de calor. Uma parte deste calor é dissipada pela água que cruza através da região de passagem (Rp)-
[029] O líquido presente na região interna (Ri) à carcaça de gerador (14) também dissipa o calor que surge no gerador (24, 24'), vantajosamente aumentando a capacidade de resfriamento do gerador (24, 24!), o que se torna de grande importância para um melhor desempenho do gerador (24, 24') e para a manutenção da integridade dos componentes do turbo gerador hidrelétrico (10).
[030] Preferencialmente, o líquido presente na região interna (Ri) à carcaça de gerador (14) é água, ou uma mistura de água e óleo biodegradável, ou somente óleo biodegradável. Um exemplo de óleo biodegradável apropriado, tanto para ser Utilizado em mistura com água como sozinho, é o óleo vegetal biodegradável FR3 da empresa Cargill Incorporated. No caso da utilização da mistura de água e óleo biodegradável ou somente óleo biodegradável são obtidos melhores resultados no resfriamento do gerador (24, 24').
[031] A troca de líquido entre a região de passagem (Rp) e a região interna (Ri) à carcaça de gerador (14) propiciada pelo filtro equalizador (16) ocorre em regime de equalização da pressão de líquido, ou seja, se a pressão da água na região de passagem (Rp) é maior do que a pressão do líquido na região interna (Ri) à carcaça de gerador (14), então ocorre uma mínima entrada de água da região de passagem (Rp) para a região interna (Ri), e se a pressão do líquido na região interna (Ri) é maior do que a pressão de água na região de passagem (Rp), então ocorre uma mínima saída de líquido da região interna (Ri) para a região de passagem (Rp), até que as pressões de líquido em ambas as regiões (Ri, Rp) fiquem em equilíbrio. Vantajosamente, este equilíbrio de pressões resulta em uma menor solicitação em outros pontos da carcaça de gerador (14) onde existe vedação entre a região de passagem (Rp) e a região interna (Ri). No caso da utilização da mistura de água e óleo biodegradávél ou somente óleo biodegradável na reaião interna (Ri) à carcaça de gerador (14), a poluição ambiental causada pelo óleo é insignificante, uma vez que a saída de líquido da região interna (Ri) à carcaça de gerador (14) é mínima e o óleo é biodegradável. Preferencialmente, o filtro equalizador (16) compreende aò menos uma membrana (161) tendo uma pluralidade de pequenos orifícios (162) que possibilitam a mínima troca de líquido, na forma de gotículas de líquido, entre a região de passagem (Rp) e a região interna (Ri) à carcaça de gerador (14).
[032] Cada orifício (162) tem um diâmetro suficiente para permitir a passagem mínima de gotículas de água e impedir a passagem de pequenas partículas abrasivas ou impurezas. Os orifícios (162) são perfurados de forma múltipla na membrana (161), por exemplo, confeccionada em borracha sintética. Preferencialmente, cada orifício (162) tem diâmetro entre 0,03 mm e 0,2 mm e, mais preferencialmente entre 0,03 mm e 0,05 mm.
[033] Alternativamente ou adicionalmente, o filtro equalizador (16) compreende ao meínos um filtro sinterizado (163a, 163b). A porosidade do filtro sinterizado (163a, 163b) permite a passagem de água e impede a passagem de partículas abrasivas ou impurezas. Por exemplo, um filtro sinterizado (163a, 163b) pode ser confeccionado em bronze. Vantajosamente, no caso do filtro equalizador (16) combinar uma membrana (161) e ao menos um filtro sinterizado (163a, 163b) aumenta-se o efeito de filtragem na troca de líquido-entre a região de passagem (Rp) e a região interna (Ri) à carcaça de gerador (14). Assim, vantajosamente, a região inferna (Ri) à carcaça de gerador (14) permanece livre de sujeiras, partículas abrasivas e impurezas que poderiam vir a danificar os mancais do gerador (24, 24') ou a perturbar a rotação do eixo (20).
[034] Na Figura 3 pode ser visualizada uma incorporação de um filtro equalizador (16) de acordo a invenção. Neste caso, o filtro equalizador (16) compreende uma membrana (161) com pequenos orifícios (162) seguida por um primeiro filtro sinterizado (163a) seguido por uma camada de espuma (164) seguida por um segundo filtro sinterizado (163b), todos tendo um formato de disco e èstando arranjados em um conjunto de suporte. Ó conjunto de suporte compreende um corpo de filtro (165) em formato tubular de seção transversa! redonda tendo uma extremidade com uma aba (165a) estendida para dentro na direção radial e a outra extremidade com um flange (165b) estendido para fora na direção radial. Õ segundo filtro sinterizado (163b), a camada de espuma (164) e o primeiro filtro sinterizado (163a) ficam introduzidos internamente ao corpo de filtro (165) de modo que segundo filtro sinterizado (163b) esteja apoiado contra a aba (165a). O conjunto de suporté compreende ainda uma tampa de filtro (166) em formato de disco tendo uma pluralidade de médios orifícios (166a) na sua região central, dita tampa de filtro (166) recebendo um primeiro anel de vedação (167a) e estando com um lado fechado contra o flange (165b) do corpo de filtro (165). A membrana (161) é apoiada contra o outro lado da tampa de filtro (166). O conjunto de suporte compreende ainda uma tampa de membrana (168) em formato de disco tendo uma pluralidade de médios orifícios (168a) na sua região central, dita tampa de membrana (168) estando fechada contra a tampa de filtro (166). O corpo de filtro (165), a tampa de filtro (166) e a tampa de membrana (168) estão fixados entre si por um primeiro conjunto de parafusos (169a) de modo a formar o conjunto de suporte do filtro equalizador (16).
[035] O corpo de filtro (165) está introduzido em uma abertura (141) da carcaça de gerador (14) de modo que o flange (165b), recebendo um segundo anel de vedação (167b), esteja apoiado contra uma borda (142) da abertura (141) da carcaça de gerador (14). O conjunto de suporte do filtro equalizador (16) está fixado na borda (142) da abertura (141) da carcaça de gerador (14) por um segundo conjunto de parafusos (169b).
[036] Preferencialmente, a extremidade de entrada (122) da carcaça externa (12) tem um formato de flange. Este fato possibilita que o turbo gerador hidrelétrico (10) tenha sua extremidade de entrada (122) conectada diretamente em uma tubulação flangeada. Assim, vantajosamente, o turbo gerador hidrelétrico (10) pode ser instalado em linhas de captação (42) de água de barragens já existentes (44), como é possível visualizar na Figura 4, como, por exemplo, as linhas utilizadas para irrigação agrícola ou plantação de arroz, ou pode ser instalado em uma tubulação (52) proveniente de um canal de adução (54) que capta água de um rio (56), aproveitando-se de desníveis tODoaráficos naturais, como é Dossível visualizar na Figura 5, ou ainda pode ser instalado em uma tubulação que percorre uma altura de queda de uma cachoeira ou de um vertedouro de uma barragem já existente e capta água no seu topo, segundo maneiras de instalação não representadas. Vantajosamente, o turbo gerador hidrelétrico (10) também pode ser instalado em uma tubulação (62) de rede de distribuição de água, em substituição a válvulas redutoras de pressão ou a válvulas dissipadoras de energia, como é possível visualizar na Figura 6.
[037] Preferencialmente, a extremidade de saída (124) da carcaça externa (12) tem um formato de flange. Este fato possibilita que o turbo gerador hidrelétrico (10) tenha sua extremidade de saída (124) conectada diretamente em uma tubulação flángeada. Assim, vantajosamente, uma tubulação de continuidade (46) de uma linha de captação de água (42) de uma barragem já existente (44) pode ser conectada ao turbo gerador eiétrico (10), como é possível visualizar na Figura 4, ou uma tubulação de descarga (58) para devolução da água ao curso de um rio (56) pode ser conectada ao turbo gerador eiétrico (10), como é possível visualizar na Figura 5, ou ainda uma tubulação de continuidade (64) de rede de distribuição de água pode ser conectada ao turbo gerador eiétrico (10), como é possível visualizar na Figura 6.
[038] De acordo com um primeiro modo de realização da invenção, como sè pode visualizar na Figura 1, o gerador (24) é do tipo síncrono de imã permanente, tendo um rotor (242), com imãs permanentes (244), solidário ao eixo (20) e tendo um estator (246) solidário à carcaça de gerador (14). Os imãs permanentes (244) são confeccionados em material com propriedades favoráveis contra a corrosão, de modo a serem capaz de permanecer imerso em água/Ou na mistura de água e óleo biodegradável, ou somente em óleo biodegradável. No caso da utilização da mistura de água e óleo biodegradável ou somente óleo biodegradável são obtidos melhores resultados em processo anticorrosivo dos imãs permanentes (244) do gerador (24). A título de exemplo não restritivo, os imãs permanentes (244) podem ser confeccionados em neodímio. O estator (246) tem bobinado de fio encapado em material estanque, como, por exemplo, fio de cobre coberto com polipropileno, ou bobinado com fio esmaltado, impregnado com resina sintética, a fim de melhorar o isolamento dielétrico e proteger mecanicamente o fio de bobinagem.
[039] O gerador (24) do tipo síncrono de imã permanente produz energia elétríca em corrente alternada. Como a vazão de água que incide contra a turbina (22) pode. ser variável, a rotação do eixo (20) pode variar e, consequentemente, a energia em corrente alternada gerada pode ter variações de tensão e frequência. Neste caso, o turbo gerador hidrelétrico (10) pode ser conectado a equipamentos externos conhecidos para regulagem da tensão e frequência da energia elétrica gerada, por exemplo, incluindo um conversor de potência.
[040] De acordo com um segundo modo de realização da invenção, como se pôde visualizar na Figura 2, o gerador (24') é do tipo assíncrono de gaiola de esquilo tendo um rotor de gaiola de esquilo (242') solidário ao eixo (20) e tendo um estator (246') solidário à carcaça de gerador (14). O estato*r (246') tem bobinado de fio encapado em material estanque, como, por exemplo, fio de cobre coberto com polipropileno, ou bobinado com fio esmaltado, impregnado com resina sintética, á fim de melhorar o isolamento dielétrico e proteger mecanicamente o fio de bobinagem.
[041] O gerador (24') do tipo assíncrono de gaiola de esquilo é conectado a uma rede convencional de energia elétrica. A frequência e a tensão da rede impõem a tensão de operação do gerador (24'). O sistema é projetado de modo que o rotor de gaiola de esquilo (242') opere a uma velocidade de rotação ligeiramente acima da velocidade síncrona, ou seja, com um escorregamento negativo. A energia reativa de magnetização do gerador (24') é fornecida pela rede elétrica. Um banco de capacitores é utilizado para corrigir o fator de potência. A energia elétrica em corrente alternada produzida no gerador (24') é entregue à rede elétrica. Nota-se que o gerador (24') do tipo assíncrono de gaiola de esquilo consiste em um motor do tipo assíncrono de gaiola de esquilo funcionando como gerador.
[042] O turbo gerador hidrelétrico (10) equipado com gerador (24') do tipo assíncrono de gaiola de esquilo é mais indicado para ser utilizado conectado a uma rede convencional de energia elétrica, uma vez que o custo de fabricação do gerador (24') do tipo assíncrono de gaiola de esquilo é menor que o custo de fabricação do gerador (24) do tipo síncrono de imã 'permanente, além de que o gerador (24') do tipo assíncrono de gaiola de esquilo não necessita de conversor de potência para regulagem da tensão e frequência da energia elétrica gerada. Já o turbo gerador hidrelétrico (10) equipado com gerador (24) do tipo síncrono de ímã permanente é mais indicado para ser utilizado de forma isolada de uma rede convencional de energia elétrica, uma vez que o gerador (24) do tipo síncrono de imã permanente tem a capacidade de fornecer sua própria excitação.
[043] Preferencialmente, o eixo (20) está diretamente acoplado ao gerador (24, 24') e diretamente acoplado à turbina (22), sem a intervenção de uma caixa multiplicadora ou caixa de transmissão. Vantajosamente, neste caso não existem perdas mecânicas em transmissão.
[044] Preferencialmente, o arranjamento do eixo (20) de forma rotativa em relação à carcaça de gerador (14) se dá por dois mancais radiais (26) solidários à carcaça de gerador (14) e por um mancai axial (28) solidário à carcaça de gerador (14), ditos mancais (26, 28) sendo do tipo de deslizamento hidrodinâmico que trabalha suspenso pelo líquido presente na região interna (Ri) à carcaça de gerador (14). Como preferencialmente o líquido presente na região interna (Ri) à carcaça de gerador (14) é água, ou uma mistura de água e óleo biodegradável, ou somente óleo biodegradável, os mancais (26, 28) podem ser lubrificados por água, ou pela mistura de água e óleo biodegradável, ou somente pelo óleo biodegradável. No caso da utilização da mistura de água e óleo biodegradável ou somente óleo biodegradável são obtidos melhores resultados na lubrificação dos mancais (26, 28).
[045] Uma das principais vantagens do turbo gerador hidrelétrico (10) é que o sistema de mancais de deslizamento hidrodinâmicos radiais (26) e axiais (28) permite que o conjunto turbo gerador hidrelétrico (10) possa trabalhar em várias posições: vertical, horizontal ou inclinado.
[046] O turbo gerador hidrelétrico (10) também pode ser instalado em áreas alagadiças ou de inundação por cheias, dentro do leito de um rio ou até mesmo enterrado no meio de uma rua e avenida, ou ainda sem necessidade de nenhuma obra, apenas suportado por uma tubulação. Desta forma, não há agressão ao meio ambiente e causa baixíssimo impacto a fauna e flora onde os turbo geradores hidrelètricos (10) serão instalados.
[047] Preferencialmente, o turbo gerador hidrelétrico (10) compreende ainda um difusor (30) em posição anterior à turbina (22), definindo um canal que estabiliza e guia a água proveniente da região de passagem (Rp) para uma apropriada incidência contra as pás (222) da turbina (22). Na incorporação representada, o difusor (30) é fixado na carcaça de gerador (14) por um primeiro suporte de difusor (302) é fixado na carcaça externa (12) por um segundo suporte de difusor (304).
[048] A turbina (22) pode estar acoplada em uma porção do eixo (20) estendida para fora da região interna (Ri) à carcaça de gerador (14), como é possível visualizar nas Figuras 1 e 2. Neste caso, o eixo (20) do turbo gerador hidrelétrico (10) está equipado com um selo mecânico (32) em uma região de transição do dito eixo (20) entre a região interna (Ri) à carcaça de gerador (14) e a região de passagem (Rp), de modo a estabelecer uma vedação nesta região de transição.
[049] Na incorporação representada, os meios de suporte que mantêm a carcaça de gerador (14) centrada em relação à carcaça externa (12) compreendem um suporte de carcaça (126) estendido a partir da carcaça externa (12) radialmente para dentro e fixado em uma região anterior da carcaça de .gerador (14), e compreendem o segundo suporte de difusor (304).
[050] As incorporações preferenciais ou alternativas aqui descritas não têm o condão de limitar a presente invenção às formas estruturais, podendo haver variações construtivas que sejam equivalentes sem, no entanto, fugir do escopo de proteção da invenção.

Claims

REIVINDICAÇÕES
1 "TURBO GERADOR HIDRELÉTRICO" compreendendo
uma carcaça externa (12) em formato tubular tendo uma extremidade de entrada (122) e uma extremidade de saída (124), .
uma carcaça de gerador (14) definindo um envoltório com uma região interna (Ri), dita carcaça de gerador (14) estando mantida centrada em relação à carcaça externa (12) por auxílio de meios de suporte, de modo a estabelecer uma região de passagem (Rp) para passagem de água desde a extremidade de entrada (122) até a extremidade de saída (124),
um eixo (20) acoplado a um gerador (24, 24'), na região interna (Ri) à dita carcaça de gerador (14), e acoplado a uma turbina (22), tendo uma pluralidade de pás (222), dito eixo (20) estando arranjado de forma rotativa em relação à carcaça de gerador ( 4),
caracterizado pela
região interna (Ri) à carcaça de gerador (14) estar preenchida com um líquido e pela carcaça de gerador (14) ter ao menos um filtro equalizador (16) apto a permitir uma troca de líquido entre a região de passagem (Rp) e a região interna (Ri) à carcaça de gerador (14).
2. "TURBO GERADOR HIDRELÉTRICO", de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo líquido presente na região interna (Ri) à carcaça de gerador (14) ser água.
3. "TURBO GERADOR HIDRELÉTRICO", de acordo com a reivindicação , carácterizado pelo líquido presente na região interna (Ri) à carcaça de gerador (14) ser uma mistura de água e óleo biodegradável ou somente óleo biodegradável.
4. "TURBO GERADOR HIDRELÉTRICO", de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo filtro equalizador (16) compreender ao menos uma membrana (161) tendo uma pluralidade de pequenos orifícios (162).
5. "TURBO GERADOR HIDRELÉTRICO", de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado peio filtro equalizador (16) compreender ao menos um filtro sinterizado (163a, 63b).
6. "TURBO GERADOR HIDRELÉTRICO", de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado peia extremidade de entrada (122) e/ou a extremidade de saída (124) da carcaça externa (12) ter um formato de flange.
7. "TURBO GERADOR HIDRELÉTRICO", de acordo com qualquer uma dasreivindicações anteriores, caracterizado pelo gerador (24) ser do tipo síncrono de imã permanente, tendo úm rotor (242), com imãs permanentes (244), solidário ao eíxo (20) e tendo um estator (246) solidário à carcaça de gerador ( 4).
8! "TURBO GERADOR HIDRELÉTRICO", de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo gerador (24') ser do tipo assíncrono de gaiola de esquilo tendo um rotor de gaiola de esquilo (242') solidário ao eixo (20) e tendo um estator (246') solidário à carcaça de gerador (14).
9. "TURBO GERADOR HIDRELÉTRICO" de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo eixo (20) estar diretamente acoplado ao gerador (24, 24') e diretamente acoplado à turbina (22), sem a intervenção de uma caixa multiplicadora ou caixa de transmissão.
10. "TURBO GERADOR HIDRELÉTRICO", de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo arranjamento do eixo (20) de forma rotativa em relação à carcaça de gerador (14) se dar por dois mancais radiais (26) solidários à carcaça de gerador (14) e por um mancai axial (28) solidário à carcaça de gerador (14), ditos mancais (26, 28) sendo do tipo de deslizamento hidrodinâmico lubrificado pelo líquido presente na região interna (Ri) à carcaça de gerador (14).
11. "TURBO GERADOR HIDRELÉTRICO", de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado por compreender um difusor (30) em posição anterior à turbina (22), definindo um canal que estabiliza e guia a água proveniente da região de passagem (Rp) para uma apropriada incidência contra as pás (222) da turbina (22).
12. "TURBO GERADOR HIDRELÉTRICO", de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pela turbina- (22) estar acoplada em uma porção do eixo (20) estendida para fora da região interna (Ri) à carcaça de gerador (14).
13 "USO DE UM TURBO GERADOR HIDRELÉTRICO", como definido em qualquer uma das reivindicações 1 a 12, caracterizado por ser instalado em posição vertical, horizontal ou inclinada.
14. "USO DO TURBO GERADOR HIDRELÉTRICO", de acordo com a reivindicação
13. caracterizado por ser instalado em áreas alagadiças ou de inundação por cheias, dentro do leito de um rio ou enterrado no meio de uma rua ou avenida, ou ainda sem a necessidade de nenhuma obra, apenas sendo suportado por uma tubulação.
15. "USO DO TURBO GERADOR HIDRELÉTRICO", de acordo com a reivindicação .13, caracterizado por ser conectado a uma tubulação de uma linha de captação (42) de água de uma barragem já existente (44).
16 "USO DO TURBO GERADOR HIDRELÉTRICO", de acordo com a reivindicação 13, caracterizado por ser conectado a uma tubulação (52) proveniente de um canal de adução (54) que capta água de um rio (56).
17. "USO DO TURBO GERADOR HIDRELÉTRICO", de acordo com a reivindicação 13, caracterizado por ser instalado em uma tubulação que percorre uma altura de queda de uma cachoeira ou de um vertedouro de uma barragem já existente e capta -água no seu topo.
18. "USO DO TURBO GERADOR HIDRELÉTRICO", de acordo com a reivindicação 13v caracterizado por ser instalado em uma tubulação (62) de rede de distribuição de água, em substituição a válvulas redutoras de pressão ou a válvulas dissipadoras de energia.
PCT/BR2015/000198 2014-12-19 2015-12-18 Turbo gerador hidrelétrico e uso do mesmo WO2016094989A1 (pt)

Applications Claiming Priority (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
BR102014032008A BR102014032008A2 (pt) 2014-12-19 2014-12-19 turbo gerador hidrelétrico e uso do mesmo
BRBR102014032008-3 2014-12-19
BRBR102015019530-3 2015-08-13
BR102015019530-3A BR102015019530B1 (pt) 2015-08-13 2015-08-13 Turbo gerador hidrelétrico

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2016094989A1 true WO2016094989A1 (pt) 2016-06-23

Family

ID=56125478

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/BR2015/000198 WO2016094989A1 (pt) 2014-12-19 2015-12-18 Turbo gerador hidrelétrico e uso do mesmo

Country Status (2)

Country Link
CO (1) CO7560106A1 (pt)
WO (1) WO2016094989A1 (pt)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2600262A (en) * 2021-12-01 2022-04-27 Rheenergise Ltd Improvements relating to energy storage

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5659205A (en) * 1996-01-11 1997-08-19 Ebara International Corporation Hydraulic turbine power generator incorporating axial thrust equalization means
US20130043685A1 (en) * 2010-04-30 2013-02-21 Clean Current Limited Partnership Unidirectional hydro turbine with enhanced duct, blades and generator
US8636723B2 (en) * 2007-04-17 2014-01-28 George McCarthy Drainage apparatus and system

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5659205A (en) * 1996-01-11 1997-08-19 Ebara International Corporation Hydraulic turbine power generator incorporating axial thrust equalization means
US8636723B2 (en) * 2007-04-17 2014-01-28 George McCarthy Drainage apparatus and system
US20130043685A1 (en) * 2010-04-30 2013-02-21 Clean Current Limited Partnership Unidirectional hydro turbine with enhanced duct, blades and generator

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2600262A (en) * 2021-12-01 2022-04-27 Rheenergise Ltd Improvements relating to energy storage
GB2600262B (en) * 2021-12-01 2022-10-26 Rheenergise Ltd Improvements relating to energy storage

Also Published As

Publication number Publication date
CO7560106A1 (es) 2016-03-31

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101721463B1 (ko) 직접구동 영구자석 풍력발전기, 시스템 및 그 고정자
CA2926053C (en) In-pipe turbine and hydro-electric power generation system
ES2796105T3 (es) Generador eólico de accionamiento directo e imanes permanentes, sistema y estator del mismo
Nishi et al. Study on an undershot cross-flow water turbine
BRMU9001534U2 (pt) dispositivo para geração de energia hidrelétrica a fio d' água
JP2011527396A (ja) フローコンバータ
Kemp et al. Very low head turbine deployment in Canada
CN104976031A (zh) 高压外传螺旋凹槽发电系统
WO2016094989A1 (pt) Turbo gerador hidrelétrico e uso do mesmo
JP2010529348A (ja) 水力発電所
RU2508467C2 (ru) Погружная моноблочная микрогидроэлектростанция
BR102015019530A2 (pt) turbo gerador hidrelétrico e uso do mesmo
KR101348416B1 (ko) 모듈형 수직축 조류발전기
BRPI1105123A2 (pt) Aperfeiçoamentos em turbo gerador de energia elétrica
ES2865282T3 (es) Dispositivo turbogenerador para la producción de energía eléctrica, y procedimientos de operación e instalación asociados
KR101092123B1 (ko) 상하수도관의 수압을 이용한 전기 발전장치
JP6464492B2 (ja) 小水力発電用水車
JP2019527029A (ja) 発電機の回転子を冷却するための方法
KR101638147B1 (ko) 수차를 이용한 발전기
JP2016079892A (ja) クロスフロー型発電装置
RU2572255C1 (ru) Бесплотинная русловая микрогидроэлектростанция
JP3172190U (ja) 水力発電施設および水力発電装置
JP2012241702A (ja) 水中発電装置
JPS6375365A (ja) 水車
TWM524883U (zh) 水位差發電裝置

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 15868734

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 15868734

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1