ES2344472T3

ES2344472T3 - Dispositivo e instalacion para la generacion de energia regenerativa y renovable a partir de agua.

Info

Publication number: ES2344472T3
Application number: ES06829893T
Authority: ES
Inventors: Georg Hamann
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2005-12-29
Filing date: 2006-12-28
Publication date: 2010-08-27
Anticipated expiration: 2026-12-28
Also published as: SI1966486T1; EP1966486A1; ES2347356T3; ATE464475T1; DE502006006739D1; RU2008131058A; ATE470791T1; CN101351639A; ZA200805479B; EP1966486B1; WO2007079973A1; AU2006334696B2; JP2009522481A; JP2009522482A; RU2008131059A; US20080303288A1; CN101395367A; ZA200805475B; DE502006007202D1; RU2435069C2

Abstract

Dispositivo (1) para la generación de energía regenerativa y renovable a partir de agua, con un árbol de transmisión (5) que presenta una pluralidad de álabes (21, 24) que se extienden al menos parcialmente en el agua (23) que fluye por ellos y este agua (23) hace que giren, estando dispuestos los álabes (21, 24) a lo largo del árbol de transmisión (5) y desplazados entre sí, así como realizados de tipo hélice, caracterizado por que está previsto al menos un generador (3) para la generación de energía eléctrica que está unido al árbol de transmisión (5), y por que la posición angular de los álabes (21, 24) es ajustable entre sí.

Description

Dispositivo e instalación para la generación de energía regenerativa y renovable a partir de agua.

La presente invención se refiere a un dispositivo para la generación de energía regenerativa y renovable a partir de agua, según el preámbulo de la reivindicación 1.

Además, la presente invención se refiere a una instalación para la generación de energía regenerativa y renovable a partir de agua que presenta una pluralidad de dispositivos de este tipo.

Desde hace más de 100 años es aprovechada el agua para la obtención de energía. Las centrales hidroeléctricas existentes son diseñadas de acuerdo con el caudal y el desnivel. Dependiendo de estas magnitudes se emplean turbinas Pelton, Francis o Kaplan o ruedas de agua. Además son conocidas también turbinas tubulares, así como las llamadas cócleas, según el principio del "tornillo de Arquímedes".

Las formas de construcción de las ruedas de agua y turbinas de este tipo conocidas desde hace años o incluso centurias no han dado lugar hasta ahora a ningún perfeccionamiento.

El empleo de los tipos de turbinas especificados antes depende por un lado del caudal y por otro lado del desnivel o de la presión de retención. Así, por ejemplo, son empleadas turbinas Pelton en caso de grandes desniveles y gran presión en las que al mismo tiempo hay poco caudal, mientras que son empleadas las turbinas Kaplan en caso de poco desnivel y caudales medios. Sin embargo, una utilización en caso de desnivel pequeño y caudales pequeños no es posible con los tipos de turbina conocidos.

Adicionalmente, caudales diferentes o caudales que varían constituyen igualmente problemas en el caso de estos tipos de turbina que están diseñados para un rango de caudal relativamente limitado. Cuando el caudal es demasiado alto o demasiado bajo, ya no es posible el empleo de la turbina respectiva.

Los tipos de turbina que en parte existen ya desde hace tiempo han agotado su grado de eficacia y ya no son mejorables. No tiene sentido por tanto pensar en perfeccionamientos correspondientes.

No sólo por los precios considerablemente altos de los combustibles fósiles y su disponibilidad limitada ha crecido fuertemente en los últimos años la necesidad de obtención de energía a partir de energías renovables, teniendo su empleo la ventaja de que con ello no se eleva el llamado efecto invernadero.

El inconveniente de los sistemas de energía hidroeléctrica conocidos es su enorme intromisión en la naturaleza con medidas de construcción extremas y modificaciones, como muestra la nueva central hidroeléctrica recién terminada en China.

Por el documento US-PS 1,903,545, que es considerado como el estado actual de la técnica, es conocido un dispositivo para la transformación de energía cinética a partir de una corriente de agua. El dispositivo allí mostrado tiene un árbol de transmisión que presenta una pluralidad de álabes que se extienden al menos parcialmente en el agua que fluye y este agua hace que giren, estando dispuestos los álabes a lo largo del árbol de transmisión y desplazados entre sí. Al final del árbol de transmisión es sacada la energía cinética. Los álabes están así fijados allí de forma rígida y con un ángulo fijo respecto al árbol de transmisión. El grado de eficacia conseguible por este dispositivo en la transformación de la energía cinética a partir de agua que fluye es sólo pequeño.

La presente invención se propone, por tanto, el objeto de conseguir un dispositivo para la generación de energía regenerativa y renovable especialmente compatible con el medio ambiente, que sea fácil de montar y de emplear y que además presente un grado de eficacia especialmente alto, incluso en caso de diferente disponibilidad de agua.

Además también debe conseguirse una instalación que pueda ser montada correspondientemente de forma modular a partir de dispositivos de este tipo.

El dispositivo según la invención para la generación de energía regenerativa y renovable a partir de agua comprende al menos un generador para la generación de energía eléctrica y unido al generador un árbol de transmisión que presenta una pluralidad de álabes que se extienden al menos parcialmente en el agua que fluye y esta agua hace que giren. Puesto que los álabes están dispuestos a lo largo del árbol de transmisión y desplazados entre sí, se obtiene un aprovechamiento óptimo de la presión existente por el agua que fluye y resulta un número de revoluciones sorprendentemente alto del árbol de transmisión, así como un momento de giro alto.

En particular, este número de revoluciones y el momento de giro en el dispositivo según la invención es más constante que en los tipos e instalaciones de turbina convencionales.

Con el dispositivo según la invención para la generación de energía regenerativa y renovable a partir de agua se consigue una pluralidad de ventajas que entre otras son:

-: Posibilidad de aplicación fácil y simple en aguas que fluyen sin medidas de construcción previstas;

-: Posibilidad de un abastecimiento básico regional por uso cercano al lugar correspondiente para el consumidor de corriente;

-: Adaptación universal del dispositivo a las condiciones de flujo existentes y con ello la garantía de un grado de eficacia óptimo del dispositivo según la invención;

-: Generación de energía no contaminante;

-: Adaptación óptima del tamaño del dispositivo a las cantidades de energía correspondientes que haya que generar, por ejemplo un juego de montaje del tamaño de una maleta para el empleo en pastos de alta montaña y similares;

-: Posibilidad de adaptación a cualquier tipo de aguas que fluyen y diferentes condiciones de flujo;

-: Generación de energía absolutamente sin emisiones.

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Ventajosamente los álabes están realizados de tipo hélice. Las hélices tienen la misma estructura que los propulsores, pero según la definición los propulsores sirven para el accionamiento (por ejemplo de un avión o barco), mientras que las hélices son accionadas por medios que fluyen alrededor. Bajo el concepto de tipo hélice se entienden hélices que pueden presentar uno, dos o incluso más álabes.

Ventajosamente según la invención es ajustable la posición angular de los álabes entre sí. Esto conduce a una optimización del aprovechamiento del caudal que fluye, pudiendo ser diferente la posición angular de los álabes entre sí a lo largo del árbol de transmisión.

Además es ventajoso que la distancia de los álabes en la dirección longitudinal del árbol de transmisión sea ajustable y eventualmente sea diferente o no constante.

Además es ventajoso que la posición angular de la superficie de los álabes sea ajustable respecto al árbol de transmisión. Para ello la posición de la superficie de los álabes es ajustable en la presión del agua que le afecta y puede ser diferente a través de la longitud del árbol de transmisión. Por tanto, el ajuste puede realizarse por medio de control de ordenador y/o de forma mecánica, por electromotor, neumática o hidráulicamente.

En conjunto en el dispositivo según la invención es especialmente ventajoso que sea adaptable de forma óptima al "diagrama de rendimiento de las aguas" predominante, pudiendo realizarse el ajuste de los álabes ventajosamente también con un control de ordenador. En el "diagrama de rendimiento de las aguas" pueden influir los siguientes parámetros: el caudal de agua (en m^{3}/s), el desnivel, la energía de flujo y la dinámica de presión de retención.

A través de la longitud del árbol de transmisión es registrado el diagrama de rendimiento de aguas eventualmente a través de sensores adecuados y la posición de los álabes entre sí adaptada al diagrama de aguas que eventualmente cambia, con lo que se puede conseguir siempre el grado de eficacia óptimo del dispositivo según la invención.

Puesto que los álabes están montados de forma separable en el árbol de transmisión, es posible un cambio rápido de álabes individuales, cuyo motivo puede ser por ejemplo desgaste o deterioro.

En una primera forma de realización preferida, el árbol de transmisión está unido directamente al generador y acciona éste directamente. Alternativamente el árbol de transmisión puede estar unido al generador también a través de un engranaje correspondiente.

Puesto que el árbol de transmisión está montado en un marco, por ejemplo con forma rectangular, se consigue la ventaja de una estructura sencilla, compacta, fácil de transportar y fácil de instalar. En el marco puede ser colocado de forma ventajosa también el generador.

Además resulta la ventaja de que el marco está dispuesto en una zanja semicerrada o cerrada, a través de la cual el agua es conducida de forma controlada.

Puesto que el dispositivo puede estar dispuesto horizontal, oblicuo o también vertical, se consigue la ventaja de la posibilidad de aplicación universal. Por tanto, puede ser empleado en aguas que fluyan normalmente, como por ejemplo ríos o arroyos que pasan por allí, en zanjas que discurren oblicuas o incluso en cascadas en las que el agua cae vertical.

Ventajosamente el dispositivo según la invención puede estar dispuesto preferentemente en el centro entre dos cuerpos flotantes o cascos de buque, que preferentemente presentan un ancla. Con ello se consigue la gran ventaja de que el dispositivo flota en el agua, lo que permite que el dispositivo según la invención se pueda disponer sencillamente y sin otras medidas de construcción en aguas que fluyan y generar energía por el flujo de agua. Adicionalmente se consigue la gran ventaja de que el empleo del dispositivo no depende de la altura del agua y puesto que sigue la superficie del agua es posible también el empleo durante crecidas del agua. Por el anclaje adecuado es posible también que el dispositivo se adapte sin medidas adicionales a la dirección de flujo del agua que varíe bajo ciertas circunstancias.

Esto se favorece si además el dispositivo presenta ventajosamente un mecanismo de timón que se autooriente.

Además es ventajoso que el dispositivo comprenda tubos conductores o de manguera, que conduzcan el flujo de agua a los extremos exteriores de los álabes, con lo que es posible una afluencia optimizada de los álabes.

Además es ventajoso que el árbol de transmisión que soporta los álabes esté montado graduable en altura. Con ello es ajustable la profundidad de inmersión de los álabes en el agua que fluye, variando eventualmente la profundidad de inmersión de los álabes a lo largo del árbol de transmisión. La posibilidad de graduación en altura puede realizarse ventajosamente por basculación del árbol de transmisión, por ejemplo mediante brazos de basculación montados por un lado.

Como se indicó antes, con el dispositivo de generación de energía según la invención resultan velocidades de giro considerables que pueden conducir a vibraciones. Ventajosamente el árbol de transmisión está montado no sólo en sus dos extremos sino también en al menos otro lugar, por ejemplo en dos a cinco lugares entre los extremos, lo que por un lado conduce a una gran rigidez del dispositivo completo y por otro lado a un giro del árbol de transmisión con pocas vibraciones o ninguna vibración.

Ventajosamente para el apoyo del árbol de transmisión están previstos cojinetes de deslizamiento o de bolas sin aceite que no precisan mantenimiento incluso hechos de plástico o cerámica que por un lado presentan una duración larga y por otro no representan peligro de ensuciamiento del agua que fluye.

Además es ventajoso que el árbol de transmisión esté realizado como árbol con múltiples dientes y el soporte de los álabes respectivos como soporte con múltiples dientes, con lo que se consigue un sistema de montaje sencillo, eficaz y fácil de ajustar de los álabes en el árbol de transmisión con un apoyo simultáneamente estable de los álabes en el árbol de transmisión para la transmisión de fuerza al árbol de transmisión sin perturbaciones.

Las aguas que fluyen no sólo arrastran sustancias extrañas, como madera u hojas, sino que se encuentran también en su interior peces, de manera que ventajosamente está previsto en la cara frontal del dispositivo un tamiz basto, preferentemente con forma de arado puntiagudo y preferentemente con deflectores redondos flotantes con lo que se evita de forma efectiva que penetren cuerpos extraños en el dispositivo según la invención. Su protección puede elevarse aún más si además está prevista una jaula de rejilla que rodee al dispositivo.

Una realización especialmente ventajosa de los álabes resulta si cada dos álabes desplazados respectivamente 180º forman un perfil hueco común o un álabe común, que presente un espacio hueco en el que exista un líquido. El líquido no llena por completo el espacio hueco, preferentemente en esencia sólo hasta la mitad. El espacio hueco está realizado simétrico en las dos mitades de álabe. Cuando el espacio hueco se encuentra en la horizontal, hay en las dos mitades del espacio hueco esencialmente la misma cantidad de líquido. Si los álabes siguen girando, entonces el fluido se acelera bruscamente por la fuerza de la gravedad y fuerza a los álabes a seguir girando. En caso de una pluralidad de álabes de perfil hueco resulta entonces un número de revoluciones constante y un momento de giro esencialmente constante. Ventajosamente el fluido es agua, aunque puede emplearse también cualquier otro fluido adecuado.

Esta configuración es adecuada en particular sólo cuando el agua que fluye es poca porque sólo es necesaria poca energía de accionamiento para que los álabes empiecen a girar.

La presente invención tiene también por objeto una instalación para la generación de energía regenerativa y renovable a partir de agua, que se caracteriza por que presenta una pluralidad de dispositivos según una de las reivindicaciones 1 a 20 dispuestos uno tras otro y/o uno junto a otro y/o uno sobre otro.

Una instalación de este tipo puede, por tanto, tener una estructura modular y puede ser adaptada universalmente a las condiciones de uso, como por ejemplo ancho de flujo, longitud de aplicación, profundidad del agua, etc.

En una forma de realización especial, los árboles de transmisión de los dispositivos pueden estar unidos entre sí con juntas de cardán y por tanto accionar juntos un generador.

Otras peculiaridades, características y ventajas resultan de la siguiente descripción con referencia a los dibujos adjuntos. En ellos muestran:

Fig. 1, una primera forma de realización del dispositivo según la invención para la generación de energía regenerativa y renovable en una vista en perspectiva por delante, arriba a la izquierda;

Fig. 2, un alzado lateral de la primera forma de realización del dispositivo según la invención de la Fig. 1;

Fig. 3, una vista frontal de una segunda forma de realización del dispositivo según la invención;

Fig. 4, un alzado lateral esquemático de un dispositivo según la invención realizado con forma tubular;

Fig. 5, una vista parcial esquemática del árbol de transmisión con álabes del dispositivo según la invención;

Fig. 6, en una vista parcial en perspectiva, una realización de la construcción del árbol de transmisión con álabes y su apoyo;

Fig. 7, en una representación en despiece ordenado, un sector de apoyo de dos álabes sobre el árbol de transmisión;

Fig. 8, una vista frontal según el principio de una forma de realización flotante del dispositivo según la invención;

Fig. 9, la colocación de una forma de realización según la invención en un terraplén en la orilla;

Fig. 10, una forma de realización flotante del dispositivo según la invención con tamiz en forma de arado puntiagudo;

Fig. 11, otra forma de realización del dispositivo según la invención con un árbol de transmisión con montaje múltiple;

Fig. 12, en una vista frontal, otra forma de realización del dispositivo según la invención;

Fig. 13, en una vista frontal, una forma de realización del dispositivo según la invención con accionamiento de correas;

Fig. 14, en una vista en perspectiva, una forma de realización con forma tubular del dispositivo según la invención;

Fig. 15, en una vista en perspectiva, otra forma de realización del árbol de transmisión del dispositivo según la invención con álabes con perfiles huecos;

Fig. 16, la vista frontal de la forma de realización según la Fig. 15;

Fig. 17, el alzado lateral de la forma de realización de la Fig. 15;

Figs. 18a a 18c, una vista esquemática a escala ampliada de la forma de realización de los álabes con perfil hueco; y

Figs. 19a a 19c, una variante de realización de los álabes de las figuras 18a a 18c.

En la siguiente descripción los elementos iguales representados en las figuras están designados con los mismos símbolos de referencia.

En la Fig. 1 está representada una primera forma de realización de un dispositivo 1 según la invención para la generación de energía regenerativa y renovable a partir de agua en una representación del principio. Según la Fig. 1, el dispositivo 1 según la invención presenta un generador 3 que en el ejemplo de realización está unido a un árbol de transmisión 5 por medio de un engranaje 4 y una correa 6.

El árbol de transmisión 5 está dispuesto en el centro en un marco 7 que está realizado con forma rectangular y presenta dos soportes longitudinales 9 y dos travesaños 11. El marco 7 presenta además un sector adicional 12 sobre el que están montados el engranaje 4 y el generador 3.

El árbol de transmisión 5 está montado en el travesaño 11 asociado con uno de sus extremos por medio de un cojinete 13.

El marco 7, cómo se puede ver en la Fig. 1, está colocado sobre una zanja alargada 15 y el árbol de transmisión 6 se encuentra en la zona de la cara superior del canal de flujo 17 realizado en la zanja 15.

Como se puede ver además en la Fig. 1, a lo largo del árbol de transmisión 5 está dispuesta una pluralidad de hélices 19 de igual forma que propulsores. Las hélices 19 presentan, respectivamente, dos álabes 21 dispuestos desplazados 180º que son obligados a girar por el agua que fluye (véase la Fig. 2). Como ya se mencionó, las hélices 19 pueden también presentar sólo un álabe o más de dos álabes 21.

Los álabes 21 de las hélices 19 están dispuestos a lo largo del árbol de transmisión 5 y están dispuestos desplazados entre sí. En otras palabras, los álabes 21 de una hélice 19 están dispuestos desplazados un cierto ángulo ajustable respecto a los álabes 21 de la hélice 19 colindante, para conseguir una transmisión de fuerza óptima del medio que fluye.

En la Fig. 2 está representado esquemáticamente el dispositivo 1 según la invención de forma esquemática inclinado con la zanja 15, fluyendo el agua 23 desde una entrada 25, que se encuentra arriba, a través de la zanja hacia abajo hasta un desagüe 27. El flujo del agua hace girar los álabes 21 y con ello todo el árbol de transmisión 5, que accionan el generador 3 por medio de correas dentadas 6 y el engranaje 4.

En la Fig. 3 está representado esquemáticamente el dispositivo 1 según la invención en una vista frontal, en la que es visible que la superficie superior 29 del agua 23 se encuentra por debajo del árbol de transmisión 5, de manera que sólo una parte de los álabes 21 se sumerge en el agua 23.

El canal de flujo 17 está formado por un tubo con forma circular abierto por arriba.

Además en la Fig. 3 está representado esquemáticamente que el árbol de transmisión 5 puede ser desplazado en altura hacia arriba o hacia abajo, representando la posición en la Fig. 3 la posición inferior.

La Fig. 4 muestra un alzado lateral esquemático de un dispositivo 1 según la invención realizado con forma tubular. El dispositivo está dispuesto inclinado y el agua 23 fluye por un tubo 35 que está realizado con forma circular y está formado preferentemente de chapa de aluminio. Dentro del tubo 35 se encuentra el árbol de transmisión con los álabes (no representados).

Como se puede ver en la Fig. 4, el agua 23 que fluye llena completamente la sección transversal del tubo de entrada. En esta forma de realización puede fluir agua por el generador 3. Alternativamente el árbol de transmisión puede estar dispuesto unido por juntas de cardán a un generador (no representado) dispuesto por fuera.

El tubo está montado sobre soportes 36 que están dispuestos a lo largo del tubo a distancias esencialmente iguales. Por debajo de la salida del tubo 35 se encuentra un tanque de salida 37.

Según el ejemplo de realización representado en la Fig. 4 la sección transversal de entrada del tubo es atravesada completamente por agua. El dispositivo según la invención, no obstante, genera también corriente cuando la sección transversal de entrada no es atravesada completamente por agua y ajusta posteriormente o incluso nada el flujo completo de la sección transversal de tubo.

En la Fig. 5 están representadas esquemáticamente las posibilidades de ajuste óptimo de los álabes 21 de la hélice19 sobre el árbol de transmisión 5.

Ventajosamente cada álabe 21 está montado giratorio según la doble flecha 39 en un elemento de cojinete 41, de manera que la superficie 22 respectiva de cada álabe puede ser ajustada correspondientemente respecto a la corriente del agua que fluye de forma individual.

Además las hélices 19 pueden ser ajustadas entre sí en cuanto a su distancia mutua a lo largo del árbol de transmisión según la doble flecha 43. Las posibilidades representadas en la Fig. 5 son a modo de ejemplo y la disposición de las hélices 19 individuales no corresponde a su ajuste real, estando indicada por la doble flecha 45 su posibilidad de giro, como está representada por ejemplo en las figuras 1 y 2.

Con esta posibilidad de ajuste óptimo se consigue según la invención que las relaciones mecánicas de flujo a lo largo del árbol de transmisión puedan ser aprovechadas de forma óptima, existiendo además la posibilidad de emplear no sólo álabes 21 idénticos como está representado en la Fig. 5, sino también álabes diferentes con superficies de álabe diferentes que puedan conducir a una optimización del dispositivo según la invención.

En la Fig. 6 está representada una figura esquemática en perspectiva de una forma de realización de construcción del árbol de transmisión 5. El árbol de transmisión 5 presenta un árbol 40 con múltiples dientes que presenta dientes o nervios que discurren longitudinalmente como se ve claramente en la Fig. 7, en la que está representada la estructura en despiece ordenado. El elemento de cojinete 41 está realizado partido y presenta dos semicojinetes 47. Los semicojinetes 47 presentan un contorno interior dentado que al ser aplicado a los dientes del árbol 40 con múltiples dientes sirve para una sujeción con unión positiva de forma de este árbol 40 con múltiples dientes.

En un cada semicojinete 47 está insertado un casquillo receptor 48, estando los ejes de los casquillos 48 alineados entre sí, de manera que los álabes 21 están dispuestos desplazados exactamente 180 grados. Por dentro los casquillos receptores 48 presentan un perfil de múltiples dientes que se aplica con unión positiva de forma a un perfil de múltiples dientes de un gorrón 49 de cada álabe 21. Por la unión positiva de forma de múltiples dientes, los álabes 21 pueden ser tanto girados correspondientemente para ser llevados a la posición deseada y por desplazamiento de los semicojinetes 47 en torno al árbol 40 de múltiples dientes puede ser ajustado o proporcionado de forma fácil el desplazamiento de un par de álabes 21 respecto al par colindante o pares colindantes. Los medios de fijación 51 convencionales, formados por tornillos y tuercas sirven para la fijación de los semicojinetes 47 entre sí o de los casquillos receptores 48 en los semicojinetes.

En la Fig. 8 se muestra en una vista frontal otra forma de realización del dispositivo según invención para la generación de energía regenerativa y renovable a partir de agua.

A diferencia de la forma de realización según las figuras 1 y 2, el dispositivo 1 según la invención no está colocado en una zanja, sino en cuerpos de pontón o cuerpos flotantes 61 que flotan sobre la superficie del agua. El cuerpo flotante 61 presenta ventajosamente un anclaje 63, que está realizado por ejemplo en forma de cuerdas ancladas que dan libertad al cuerpo flotante 61 para alinearse en la dirección de flujo del agua que fluye.

Como se puede ver en la Fig. 8, existe también ventajosamente la posibilidad de ajustar el árbol de transmisión 5 junto con sus álabes 21 a la altura según las flechas 65.

La figura 9 muestra otra forma de realización ventajosa del presente dispositivo 1 según la invención. Éste puede estar fijado por ejemplo a un terraplén de la orilla 67 en carriles de sujeción 69 correspondientes por medio de puntales de sujeción 71 y 73 correspondientes. Los carriles de sujeción 69 están fijados por medios de fijación 70 adecuados al terraplén de la orilla 67.

Como se puede ver además en la Fig. 9, los álabes 21 están sumergidos en el agua 23 sólo hasta una cierta zona. Si la altura de la superficie 29 del agua cambia, entonces el dispositivo 1 según la invención puede ser elevado o descendido según la doble flecha 75, con lo que se consigue un modo de acción óptimo del dispositivo según la invención.

Alternativamente el dispositivo según la invención puede estar también colocado basculante en cámaras de basculación correspondientes (no representadas) que a su vez están montadas basculantes por el lateral en el terraplén de la orilla. Con ello puede ajustarse de forma fácil tanto la profundidad de inmersión de los álabes 21 en el agua 23, como también a la inversa si la profundidad de inmersión deseada es contante, todo el dispositivo puede ser reconducido a la superficie 29 del agua que exista y que eventualmente varíe.

En la Fig. 10 está representada una forma de realización similar a la de la Fig. 8. Delante del cuerpo flotante 51 está dispuesto un tamiz basto 81 que presenta preferentemente forma de arado puntiagudo. Los cuerpos extraños que llegan en la dirección de flujo (flecha 83) son evacuados lateralmente a través del tamiz basto y no llegan al espacio existente entre los dos cuerpos flotantes 61. Para mayor protección, en particular también para peces, están previstas redes 84 por debajo del cuerpo flotante 61 y eventualmente también en la parte trasera (no representada).

Para la derivación de la materia que flota en el agua están previstos además deflectores redondos 85 que flotan o que se encuentran en la zona de la superficie superior del agua o por debajo, que preferentemente pueden girar en la dirección de flujo y pueden dirigir la materia que llega a la superficie superior del agua lateralmente al dispositivo 1 según la invención.

En la Fig. 11 está representada otra forma de realización del dispositivo 1 según la invención. Es semejante al de la Fig. 1 con un marco 7, en el que se puede ver que entre los pares individuales de álabes 21 están previstas distancias correspondientes. Estas están representadas aquí como esencialmente constantes, pero también pueden presentar tamaños diferentes.

Además está previsto el apoyo del árbol de transmisión 5 en otros lugares para que haya pocas vibraciones o ninguna. Los cojinetes 87 correspondientes están unidos con los travesaños 89 al marco 7 o a los soportes longitudinales 9.

La Fig. 12 muestra otra forma de realización del dispositivo 1 según la invención en un tubo 77 semejante al de la Fig. 4, sirviendo los soportes 79 para el sostén de todo el dispositivo. El tubo 77 puede estar dispuesto, por ejemplo, horizontal y por debajo y lateralmente al tubo 77 fluye el agua 23 y constituye un paso para peces.

Si el tubo 77 está dispuesto en posición oblicua, entonces el espacio 91 por debajo del tubo 77 puede ser realizado como escala para peces.

La Fig. 13 muestra otra realización según la invención del dispositivo 1 según al invención semejante al de la Fig. 4, en la que sin embargo el generador 3 está dispuesto por debajo del tubo 35 y los soportes 79 están realizados graduables en su altura según las flechas 93.

Como correas pueden emplearse correas planas, correas trapezoidales o también correas dentadas.

En la Fig. 14 está representada en una vista en perspectiva una forma de realización con forma tubular del dispositivo según la invención semejante a la de la Fig. 12. Un marco de soporte 95 soporta tanto el árbol de transmisión 5 como el tubo 77, pudiendo encerrar los dos brazos de soporte 97 por ejemplo un ángulo de esencialmente 90
grados.

En las figuras 15 a 17 está representada una forma de realización alternativa del dispositivo según la invención. En ella, la Fig. 15 muestra una vista en perspectiva; la Fig. 16, una vista frontal y la Fig. 17, un alzado lateral. Las figuras 18a a 18c muestran, respectivamente, a escala ampliada dos álabes 24 de una hélice, que están dispuestos desplazados 180º entre sí, que juntos constituyen un perfil hueco 26 en el que está realizado un espacio hueco 28 alargado. El espacio hueco 28 alargado está obturado por fuera y presenta un líquido 30, preferiblemente agua. El líquido 30 no llena por completo el espacio hueco 28, sino esencialmente a la mitad. Si los álabes 24 de un par que constituyen el perfil hueco 26 son girados lateralmente según la flecha 32 desde la posición horizontal según la Fig. 18a, en la que el líquido 30 es distribuido en esencia uniformemente en el espacio hueco 28, el líquido 30 se mueve bruscamente debido a la fuerza de la gravedad en el espacio hueco parcial que desciende (véase la Fig. 18b), con lo que es ejercido súbitamente un momento de giro sobre el álabe 24 correspondiente. En la Fig. 18c está representado el espacio hueco 28 lleno en su lugar más profundo y sigue girando de nuevo hasta que se alcanza la posición según la Fig. 18a y así sucesivamente.

En las figuras 19a a 19c está representada una variante de la forma de realización según las figuras 15 a 18c. En los extremos frontales laterales o exteriores de los álabes 24 están previstas puntas 34 de tipo álabe que presentan una superficie de afluencia mejorada en particular en caso de que fluya poco agua.

Como se puede ver fácilmente en la disposición con forma espiral según la Fig. 15, este movimiento brusco continúa siempre y con ello hace girar al árbol de transmisión 5. Debido a la dinámica propia de este dispositivo se puede ver que debe ser alimentada sólo poca energía desde fuera del dispositivo para hacer que gire el árbol de transmisión 5. Por tanto, esta variante de realización es adecuada en particular para usos en los que fluye poca agua.

-: Posibilidad de aplicación fácil y simple en aguas que fluyen sin medidas de construcción previstas y con ello una disponibilidad especialmente rápida

-: Instalación completa de construcción modular formada por varios dispositivos individuales para la explotación óptima del agua que fluye según las condiciones que reinen en el lugar;

-: Adaptación universal y eventualmente automática del dispositivo a las condiciones de flujo existentes y con ello la garantía de un grado de eficacia óptimo del dispositivo según la invención;

-: Generación de energía no contaminante;

-: Adaptación óptima del tamaño del dispositivo a la cantidad de energía correspondiente que haya que generar, por ejemplo un juego de montaje del tamaño de una maleta para el empleo en pastos de alta montaña y similares;

-: Generación de energía absolutamente sin emisiones;

-: Según la forma de realización especialmente insonoro porque está encapsulado.

Hasta aquí ha sido descrito que el dispositivo según la invención esencialmente estacionario es adecuado para la generación de energía. Otro tipo de empleo puede, sin embargo, ser también el accionamiento de cascos de buques. Así puede ser generada energía estacionaria y almacenada en acumuladores correspondientes. Si el casco de buque debe ser movido, la energía almacenada sirve para el accionamiento de dispositivos de accionamiento de buques correspondientes. Para la recarga de los acumuladores, el casco del buque es colocado de nuevo correspondientemente en la dirección de flujo del agua.

Alternativamente pueden ser accionados simultáneamente el dispositivo para la generación de la energía y el accionamiento del buque, de manera que la energía generada se emplee directamente para el accionamiento del buque.

Claims

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1. Dispositivo (1) para la generación de energía regenerativa y renovable a partir de agua, con un árbol de transmisión (5) que presenta una pluralidad de álabes (21, 24) que se extienden al menos parcialmente en el agua (23) que fluye por ellos y este agua (23) hace que giren, estando dispuestos los álabes (21, 24) a lo largo del árbol de transmisión (5) y desplazados entre sí, así como realizados de tipo hélice, caracterizado por que está previsto al menos un generador (3) para la generación de energía eléctrica que está unido al árbol de transmisión (5), y por que la posición angular de los álabes (21, 24) es ajustable entre sí.
2. Dispositivo según la reivindicación 1, caracterizado por que la distancia entre los álabes (21, 24) es ajustable en la dirección longitudinal del árbol de transmisión (5).
3. Dispositivo según una de las reivindicaciones 1 ó 2, caracterizado por que la posición angular de la superficie (22) de los álabes es ajustable respecto al árbol de transmisión (5).
4. Dispositivo según una de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado por que el ajuste de los álabes (21, 24) se realiza por medio de control por ordenador, pudiendo realizarse el ajuste de forma mecánica, por electromotor, neumática o hidráulicamente.
5. Dispositivo según una de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado por que los álabes (21, 24) están montados de forma separable sobre el árbol de transmisión (5).
6. Dispositivo según una de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizado por que el árbol de transmisión (5) está unido directamente al generador (3).
7. Dispositivo según una de las reivindicaciones 1 a 6, caracterizado por que el árbol de transmisión (5) está montado en un marco (7).
8. Dispositivo según la reivindicación 7, caracterizado por que el marco está dispuesto en una zanja (15) semiabierta o cerrada o en un tubo (35, 77).
9. Dispositivo según una de las reivindicaciones 1 a 8, caracterizado por que está dispuesto horizontal, oblicuo o vertical.
10. Dispositivo según una de las reivindicaciones 1 a 9, caracterizado por que está dispuesto preferentemente en el centro entre dos cuerpos ascensionales o flotantes (61) que presentan preferentemente un anclaje (63).
11. Dispositivo según la reivindicación 10, caracterizado por que presenta un mecanismo de timón autoorientable.
12. Dispositivo según una de las reivindicaciones 1 a 11, caracterizado por que comprende tubos conductores o de manguera que conducen el flujo de agua a los extremos exteriores de los álabes (21, 24).
13. Dispositivo según una de las reivindicaciones 1 a 12, caracterizado por que el árbol de transmisión (5) que soporta a los álabes (21, 24) está montado graduable en altura.
14. Dispositivo según la reivindicación 13, caracterizado por que el árbol de transmisión (5) está montado basculante.
15. Dispositivo según una de las reivindicaciones 1 a 14, caracterizado por que el árbol de transmisión (5) está montado tanto en los dos extremos como en al menos otro lugar (87) entre los extremos.
16. Dispositivo según la reivindicación 15, caracterizado por que para el apoyo del árbol de transmisión (5) están previstos cojinetes de deslizamiento o de bolas exentos de mantenimiento y sin aceite, incluso de plástico o cerámica.
17. Dispositivo según una de las reivindicaciones 1 a 16, caracterizado por que el árbol de transmisión (5) está realizado como un árbol (40) de múltiples dientes y el soporte de los álabes (21, 24) respectivos como soporte (48) de múltiples dientes.
18. Dispositivo según una de las reivindicaciones 1 a 17, caracterizado por que en su cara frontal está previsto un tamiz basto (81), preferentemente con forma de arado puntiagudo y preferentemente con deflectores redondos (85) que flotan por arriba o que se encuentran en la zona de la superficie del agua y por debajo.
19. Dispositivo según una de las reivindicaciones 1 a 18, caracterizado por que está prevista además una jaula de rejilla que rodea al dispositivo.
20. Dispositivo según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado por que cada dos álabes (24) desplazados 180º forman un perfil hueco (26) común que presenta un espacio hueco (28) en el que existe un líquido (30).
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21. Dispositivo según la reivindicación 20, caracterizado por que el líquido existente en el espacio hueco (28) es agua.
22. Dispositivo según la reivindicación 20 o 21, caracterizado por que el líquido (39) llena el espacio hueco (28) esencialmente hasta la mitad.
23. Instalación para la generación de energía regenerativa y renovable a partir de agua, caracterizada por que presenta una pluralidad de dispositivos (1) dispuestos uno tras otro y/o uno junto a otro y/o uno sobre otro según una de las reivindicaciones 1 a 22.
24. Instalación según la reivindicación 23, caracterizada por que los árboles de transmisión (5) de los dispositivos (1) están unidos entre sí por juntas de cardán.