ES2551756A1

ES2551756A1 - Turbina hidráulica de interposición

Info

Publication number: ES2551756A1
Application number: ES201400434A
Authority: ES
Inventors: Antonia Sempere Navarro
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2014-05-21
Filing date: 2014-05-21
Publication date: 2015-11-23
Anticipated expiration: 2034-05-21
Also published as: ES2551756B1

Abstract

Turbina hidráulica de interposición con alto nivel de rendimiento, para ser instalada en serie o interpuesta en una tubería hidráulica y que, mediante la incorporación de un generador eléctrico (7), produce energía eléctrica a partir de la energía hidráulica inherente a una tubería hidráulica. Su óptimo rendimiento energético es debido a características tales como, la existencia en el interior de la voluta (1), de una canalización dispuesta en espiral (3), que proporciona una homogénea distribución del fluido por la totalidad del perímetro del rodete (4), y la singular geometría que caracteriza al citado rodete (4), con el cuerpo en forma de semihiperboloide y los álabes (5), con forma de paraboloide hiperbólico. Así los álabes (5), del rodete (4), son impulsados por la fuerza del fluido, haciendo girar un eje (6), solidario a un generador eléctrico (7) y transformado la energía mecánica del eje (6) en energía eléctrica.

Description

TURBINA HIDRÁULICA DE INTERPOSICIÓN OBJETO DE LA INVENCION

La presente invención, de acuerdo como se expresa en el enunciado de esta memoria descriptiva, hace referencia a una turbina hidráulica que está específicamente diseñada para su instalación en serie, o interpuesta en el recorrido de una tubería de suministro hidráulico y que mediante la incorporación de un generador eléctrico, es capaz de producir energía eléctrica.

Por la acción conjunta de una serie de componentes, que quedaran descritos convenientemente, la turbina hidráulica objeto de la presente invención, transforma la energía hidráulica inherente a una tubería a presión a través de la cual circula un fluido en energía eléctrica.

Así, la referenciada turbina hidráulica está integrada por varios componentes, tales como dos medios cuerpos con una cavidad en su interior con forma de espiral, un rodete con álabes, el cual, recibe el flujo hidráulico; un eje que gira solidario a la propela y un difusor cónico, que facilita la salida del fluido a través de la tobera de salida. El conjunto formado por el eje central, el rodete y el difusor componen el rotor de la turbina. De igual modo, la turbina objeto de la presente invención, dispone de dos toberas, una de entrada, por donde el fluido hidráulico procedente de cualquier canalización de suministro entra en la turbina, y una tobera de salida, por donde es devuelto el fluido a la canalización. En el extremo del eje opuesto al difusor podrá ser acoplado un generador eléctrico.

Las distintas piezas que componen la turbina, podrán ser fabricadas en diferentes metales así como en materiales polímeros.

El singular diseño del rodete, que posee una singular geometría que lo caracteriza, con el cuerpo en fonna de semi hiperboloide distinto a la de cualquier otra turbina existente en el estado de la técnica, y de sus álabes, con fonna de paraboloide hiperbólico, unido a la especial configuración de la cavidad interior de la voluta en fonna de espiral, proporcionan un elevado rendimiento en el proceso de transfonnación de energía hidráulica en energía mecánica

Otra característica destacada de la turbina objeto de la presente invención, es la capacidad de funcionar con un alto nivel de rendimiento, en el caso particular de ser instalada en serie o interpuesta en cualquier punto de una tubería hidráulica, trabajando con diferencial de presión. Además, también obtiene un alto rendimiento siendo instalada al ténnino de una tubería y realizando la descarga de fluido a presión atmosférica, tal y como encontramos instaladas las turbinas hidráulicas ya existentes.

CAMPO DE APLICACION

El campo de aplicación de la presente invención es el de la industria productora de energías limpias o alterativas.

ANTECEDENTES DE LA INVENCION

Existen en el mercado diversos tipos de turbinas hidráulicas, siempre adaptadas a condiciones hidráulicas muy específicas y concretas. Algunas son utilizadas para generar energía mecánica y otras para la producción de energía eléctrica con la incorporación al conjunto de un generador eléctrico. Las turbinas hidráulicas existentes están específicamente diseñadas para trabajar con descarga

o salida de fluido a presión atmosférica, y no funcionan correctamente cuando son intercaladas en una tubería hidráulica, puesto que a la descarga o salida del fluido, existe una presión superior a la atmosférica.

N

Con la finalidad de resolver los inconvenientes que han sido planteados en los párrafos anteriores, ha sido ideada la turbina hidráulica objeto de la presente invención, es decir, que transforma la energía hidráulica procedente de una canalización con fluido a presión, en energía eléctrica obteniendo un mayor rendimiento energético, pudiendo ser instalada de forma sencilla y en circunstancias hasta ahora no contempladas. Así, la turbina hidráulica obedece a la siguiente dinámica de funcionamiento:

El fluido con una determinada presión procedente de la tubería de suministro, es introducido en el interior de la voluta (1), a través de una tobera de entrada (2). El flujo descrito, discurre por una canalización dispuesta en espiral (3), alojada en el interior de la voluta (1). Esta canalización tiene por finalidad homogeneizar el paso del fluido desde toda la espiral hacia la totalidad del perímetro del rodete (4), que posee una singular geometría que lo caracteriza, con el cuerpo en forma de semi hiperboloide. El flujo que desagua en el rodete (4), que posee una singular geometría que lo caracteriza, con el cuerpo en forma de semi hiperboloide, impulsa los álabes (5), con forma de paraboloide hiperbólico de ésta, que giran por efecto de la fuerza del propio fluido. El rodete (4), gira solidariamente el eje (6), que es el encargado de transmitir la energía mecánica generada por el fluido al generador eléctrico (7), el cual, transforma la energía mecánica en eléctrica El fluido es conducido hacia la tobera de salida (9), mediante un difusor cónico opcional (8), situado en la parte central delantera del rodete (4) Y formando uno de los extremos del rotor. Las roscas

(11) de la tobera de entrada y de la tobera de salida (9), pueden ser sustituidas por un dispositivo de acoplamiento con bridas.

Es entonces objeto de la presente invención, proveer una turbina que tiene por finalidad la generación de energía eléctrica, mediante la incorporación de un generador eléctrico (7).

Así, mediante una serie de procesos inducidos, junto con la incorporación de una serie de piezas y elementos, tales como una voluta (l), con canalización interior en espiral (3), un rodete (4), que posee una singular geometría que lo caracteriza, con el cuerpo en forma de semi hiperboloide con álabes (5) con forma de paraboloide hiperbólico, un difusor cónico opcional (8), que permite facilitar la evacuación del fluido a través de la tobera de salida (9), un eje (6), con sus respectivos rodamientos (10), conectado a un generador eléctrico (7), la turbina proveída es capaz de transformar la energía hidráulica inherente a una canalización a presión en energía eléctrica.

DESCRIPCIÓN DE LAS FIGURAS

Para complementar la descripción que se está realizando y con objeto de facilitar la comprensión de las características de la invención, se acompaña a la presente memoria descriptiva un juego de dibujos, en los que con carácter ilustrativo, y no limitativo, se ha representado lo siguiente:

-: La figura 1 muestra una vista en sección longitudinal de la turbina hidráulica objeto de la presente invención.

-: La figura 2 muestra una vista isométrica y con sección transversal de la turbina hidráulica objeto de la presente invención.

-: La figura 3 representa una vista isométrica del rodete con sus álabes objeto de la presente invención.

A

Como puede observarse en las figuras referenciadas, la turbina hidráulica consta de una tobera de entrada (2), roscada (11), por donde es introducido el fluido a presión procedente de cualquier tipo de canalización hidráulica. El flujo es conducido hacia la voluta (1), cuya canalización interior en espiral (3), lo distribuye uniformemente por todo el perímetro del rodete (4), que posee una singular geometría que lo caracteriza, con el cuerpo en forma de semi hiperboloide con álabes (5) con forma de paraboloide hiperbólico. El flujo hidráulico a presión impulsa los álabes (5), provocando un giro del rodete (4), que es transmitido solidariamente al eje (6), rotando sobre sus correspondientes rodamientos (10), y unido por un lado al rodete (4), y por el otro lado al generador eléctrico (7). El flujo es devuelto a la canalización a presión mediante la tobera de salida (9), guiado por un difusor cónico opcional (8). El citado difusor cónico (8), seria situado en la parte central delantera del rodete (4). Las roscas (11), de las toberas son susceptibles de ser sustituidas por un dispositivo de acoplamiento mediante bridas.

Descrita suficientemente la naturaleza de la invención, así como la manera de realizarse en la práctica, debe hacerse constar que las disposiciones anteriormente indicadas y representadas en los dibujos adjuntos son susceptibles de modificaciones de detalle en cuanto no alteren el principio fundamental.

Claims

REIVINDICACIONES

l.-TURBINA HIDRÁULICA DE INTERPOSICIÓN, esencialmente caracterizada porque consta de las siguientes partes o elementos: Una voluta (1), con canalización interior en

S espiral (3); una tobera de entrada del fluido (2), y otra de salida (9), ambas roscadas (11); Un rodete (4) que posee una singular geometría que lo caracteriza, con el cuerpo en forma de semi hiperboloide, con álabes (5) con forma de paraboloide hiperbólico, que incorpora un difusor cónico opcional (8), en su parte anterior. También incorpora un eje (6), con sus rodamientos (10), Y un generador eléctrico (7) situado en el extremo opuesto.