ES2588403T3 - Aparato de bomba o turbina sin peligro para los peces - Google Patents

Aparato de bomba o turbina sin peligro para los peces Download PDF

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Abstract

Aparato de bomba o de turbina (1) que comprende un alojamiento tubular (2) con una abertura de entrada (3) y una abertura de salida (4), y un rotor accionable con forma de tornillo (5) con un cubo (6) que lleva al menos una pala (7); donde el rotor está alineado con un estátor (8) que está conectado a la pared interna del alojamiento tubular (2) mediante palas de guía (9), donde las palas de guía comprenden un extremo inclinado (10) que forma un ángulo de entrada Y con el eje rotacional X, y un segundo extremo (11) dirigido hacia la abertura de salida (4) que es paralelo al eje rotacional, caracterizado por el hecho de que el extremo inclinado (10) de las palas de guía (9) se inclina en un ángulo con el eje rotacional que es menor de 45°; donde cada una de las palas del rotor comprende un borde lateral (14) que siempre está en un ángulo de al menos 30° con una superficie perpendicular al eje rotacional; donde las palas del rotor se inclinan hacia la entrada en una dirección desde el cubo (6) hacia un borde externo (12) que sigue la pared interna del alojamiento tubular (2), mientras que los extremos inclinados (10) de las palas de guía (9) del estátor se inclinan en la dirección opuesta.

Description

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Aparato de bomba o turbina sin peligro para los peces
[0001] La presente invencion se refiere a un aparato de bomba o turbina que comprende un alojamiento tubular donde se situa un rotor con un rotor o propulsor accionable con forma de tornillo.
[0002] Las bombas de flujo axial, tambien conocidas como bombas de husillo o bombas helicoidales, son frecuentemente usadas con estaciones de bombeo de polder.
Sin embargo, tales bombas son nocivas para los peces.
[0003] NL 1034150 propone el uso de una bomba con un propulsor que comprende una carcasa cilfndrica que se acopla de forma sellada a la superficie interna del alojamiento tubular.
Se ha descubierto que el uso de un propulsor con tal carcasa cilfndrica reduce en gran medida la eficiencia de las bombas.
[0004] EP 733 805 A1 divulga un ejemplo de propulsor o bomba helicoidal en un alojamiento tubular segun el preambulo de la reivindicacion 1.
[0005] Es un objeto de la invencion el proporcionar un aparato de bomba o de turbina sin peligro para los peces, que se pueda usar como una bomba con una eficiencia comparable a las bombas de polder habituales sin disposiciones especiales para la proteccion de los peces y/o que se pueda usar como una turbina de cabezal bajo para generar electricidad.
[0006] El objeto de la invencion se consigue con una bomba o turbina segun la reivindicacion 1.
[0007] Sorprendentemente, se ha descubierto que, con tal aparato, se pueden obtener indices de supervivencia superiores al 97 %, a la vez que se puede obtener una eficiencia de bombeo del mismo nivel que con las bombas de polder habituales sin disposiciones especiales para evitar el peligro para los peces.
[0008] El extremo inclinado de las palas de gufa puede por ejemplo inclinarse en un angulo inferior a 30° o menos.
[0009] El angulo de entrada tiene un efecto material sobre la eficiencia practica de la bomba y puede, por ejemplo, ser de menos de 45°.
[0010] En una forma de realizacion posible, el borde inclinado de la pala de gufa puede ser de tal modo que tiene una esquina redondeada cerca del punto en el que se acerca a la pared interna del alojamiento tubular.
De esta manera, se puede evitar que los peces se atasquen en la parte que se estrecha donde se unen el borde inclinado y el borde interior del alojamiento tubular.
[0011] Para proporcionar un espacio suficiente para que pasen los peces, el rotor comprende preferiblemente dos palas como maximo.
El numero de palas de gufa preferiblemente no supera las ocho.
Para crear una distancia suficiente entre las palas del estator y las palas del rotor, la distancia axial entre el punto central del cubo del rotor y el punto central del borde inclinado de cada pala de gufa es preferiblemente mayor que la mitad del diametro del rotor.
[0012] Las palas del rotor comprenden un borde externo que discurre junto con la pared interna del alojamiento tubular, por ejemplo a lo largo de un cuarto a un tercio de la circunferencia o mas.
En este caso, el borde puede estrecharse hasta formar un pico puntiagudo en uno de sus extremos, donde la pala tiene un borde lateral entre el pico y el cubo, que esta curvado de tal manera que al menos en la mayorfa de puntos del borde lateral el angulo entre la tangente y la lfnea que conecta el punto con el eje de rotor es al menos de 45°. Ademas, los bordes laterales siempre estan por debajo de un angulo de al menos 30° con una superficie perpendicular al eje rotacional.
[0013] El cubo puede, por ejemplo, tener una forma que se estrecha progresivamente, mientras que el estator comprende un cuerpo sustancialmente cilfndrico, donde los extremos opuestos del rotor y el estator tienen el mismo diametro.
El estator puede tener un diametro mayor que el diametro mas grande del cubo que se estrecha progresivamente, donde el extremo del cuerpo de estator cilfndrico dirigido hacia el rotor se estrecha hasta un diametro correspondiente al diametro del extremo del cubo dirigido hacia el estator.
[0014] El diametro del alojamiento tubular alrededor del rotor puede entonces tener un diametro menor que alrededor del estator, donde el diametro del alojamiento tubular alrededor del extremo afilado del cuerpo del estator cilfndrico cambia gradualmente.
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Esto permite obtener un diseno hidraulicamente optimizado que permite altas eficiencias de la bomba.
[0015] El aparato segun la invencion se puede usar como una bomba para bombear aguas superficiales, por ejemplo como una bomba de polder.
Tal bomba se puede designar como una bomba de flujo axial o como una bomba de flujo semiaxial, donde la direccion de flujo media forma un angulo dentro del rango de -45° a 45° de forma relativa al eje rotacional del propulsor.
[0016] En otra forma de realizacion, el aparato tambien puede usarse como una turbina para generar electricidad, donde el rotor se acopla a un generador, despues de lo cual se conduce un flujo de agua a lo largo del rotor para accionarlo.
Tambien es posible usar el aparato de forma alternada como una bomba o como una turbina, segun sea necesario.
[0017] La invencion sera dilucidada en referencia a las figuras, en las cuales:
Figura 1: Muestra una vista en perspectiva de una bomba segun la presente invencion;
Figura 2: Muestra esquematicamente una vista desde abajo de una bomba segun la invencion;
Figura 3: Muestra esquematicamente una vista lateral de una bomba segun la invencion.
[0018] La Figura 1 muestra una bomba 1 con un alojamiento 2 que es transparente en el dibujo, alojamiento que tiene una abertura de entrada 3, una abertura de salida 4 y un rotor o propulsor accionable 5 con forma de tornillo, que se puede accionar para que gire alrededor de un eje rotacional X.
El rotor 5 comprende un soporte de cubo conico 6 que lleva dos palas 7.
El rotor 5 esta alineado con un estator 8, que esta conectado a la pared interna del alojamiento tubular 2 mediante seis palas de gufa radiales 9.
Cada pala de gufa 9 tiene un extremo inclinado 10 orientado hacia la abertura de entrada 3 que forma un angulo de entrada Y con el eje rotacional X, y un segundo extremo 11 orientado hacia la abertura de salida 4, que discurre en paralelo con el eje rotacional X.
[0019] La Figura 2 muestra una vista frontal esquematica de la bomba 1.
Las dos palas 7 del rotor comprenden un borde externo 12, que abarca alrededor de un cuarto de la circunferencia de la pared interna del alojamiento tubular en la forma de realizacion mostrada.
En el primer extremo del borde externo 12, la pala 7 muestra un pico 13.
Un primer borde lateral 14 discurre desde el pico puntiagudo 13 hacia el cubo 6.
Este primer borde lateral 14 esta curvado de tal manera que, en cada punto de este borde lateral 14, el angulo a entre la tangente y una lfnea radial entre el punto en cuestion y el eje de rotor X es siempre de 45° o mas.
El otro extremo del borde externo 12 de la pala posee un punto romo 15.
El punto romo 15 esta conectado al cubo 6 a traves de un segundo borde lateral 16.
Sobre la parte mas grande, el segundo borde lateral 16 muestra aproximadamente la misma curvatura que el primer borde lateral 14.
Ademas, las palas 7 del rotor 5 tienen una forma que hace que el angulo b entre el primer borde lateral 14 y una superficie V perpendicular al eje del rotor sea siempre mayor de 30°, como se muestra esquematicamente en la Figura 3.
[0020] La Figura 3 tambien muestra que el extremo inclinado 10 de las palas de gufa 9 se inclina segun un angulo c que es menor de 30°, en esta forma de realizacion especffica de aproximadamente 28°.
Ademas, la distancia axial d entre el punto central 17 del borde inclinado 10 y el punto central 18 del cubo del rotor 6 es mayor que la mitad del diametro D del rotor 5.
[0021] El extremo inclinado 10 de cada pala de gufa 9 muestra una esquina redondeada 19 cerca del punto en el que se acerca a la pared interna del alojamiento tubular.
[0022] El cubo 6 del rotor 5 es conico.
El estator 8 comprende un cuerpo sustancialmente cilfndrico con un diametro que es mayor que el diametro mas grande del cubo 6.
El extremo 21 del cuerpo cilfndrico del estator 8 dirigido hacia el rotor 5 se estrecha de manera que los extremos opuestos del cubo 6 y el estator 8 tienen un diametro coincidente.
[0023] El alojamiento tubular 2 comprende una primera parte tubular 22 con un diametro constante alrededor del estator 8, y una segunda parte tubular 23 alrededor del rotor 5 y el extremo que se estrecha 21 del estator 8.
Ambas partes tubulares 22, 23 estan interconectadas mediante un empalme de bridas 24.
En su extremo superior, la primera parte tubular 22 tambien comprende un reborde 25 para la conexion a una lfnea de descarga.
[0024] La parte tubular inferior 23 comprende una parte cilfndrica 26 alrededor del rotor 5 y una parte conica subsiguiente 27 alrededor del extremo que se estrecha 21 del estator 8.
En el extremo, alrededor de la abertura de entrada 3, la parte tubular 23 dispone de una brida 28.
[0025] En la direccion del flujo, el rotor se puede posicionar delante del estator, en o cerca de la abertura de entrada. Sin embargo, tambien es posible situar el estator delante del rotor.
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Claims (11)

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    REIVINDICACIONES
    1. Aparato de bomba o de turbina (1) que comprende un alojamiento tubular (2) con una abertura de entrada (3) y una abertura de salida (4), y un rotor accionable con forma de tornillo (5) con un cubo (6) que lleva al menos una pala (7); donde el rotor esta alineado con un estator (8) que esta conectado a la pared interna del alojamiento tubular (2) mediante palas de gufa (9),
    donde las palas de gufa comprenden un extremo inclinado (10) que forma un angulo de entrada Y con el eje rotacional X, y un segundo extremo (11) dirigido hacia la abertura de salida (4) que es paralelo al eje rotacional, caracterizado por el hecho de que el extremo inclinado (10) de las palas de gufa (9) se inclina en un angulo con el eje rotacional que es menor de 45°;
    donde cada una de las palas del rotor comprende un borde lateral (14) que siempre esta en un angulo de al menos 30° con una superficie perpendicular al eje rotacional;
    donde las palas del rotor se inclinan hacia la entrada en una direccion desde el cubo (6) hacia un borde externo (12) que sigue la pared interna del alojamiento tubular (2), mientras que los extremos inclinados (10) de las palas de gufa (9) del estator se inclinan en la direccion opuesta.
  2. 2. Aparato de bomba o de turbina segun la reivindicacion 1 donde el extremo inclinado (10) de las palas de gufa (9) se inclina en un angulo con el eje rotacional que es menor de 30°.
  3. 3. Aparato de bomba o de turbina segun la reivindicacion 1 o 2 donde el extremo inclinado (10) de cada pala de gufa (9) forma una esquina redondeada (19) cerca del punto en el que se acerca a la pared interna del alojamiento tubular.
  4. 4. Aparato de bomba o de turbina segun la reivindicacion 1 o 2 donde el rotor (5) comprende como maximo dos palas de forma similar (7).
  5. 5. Aparato de bomba o de turbina segun cualquiera de las reivindicaciones precedentes donde cada pala (7) del rotor comprende un borde externo (12) que sigue la pared interna del alojamiento tubular (2), donde el borde externo acaba en un extremo en un pico (13) y donde la pala comprende un borde lateral (14) entre el pico y el cubo (6), borde lateral que esta curvado de tal manera que al menos en la mayorfa de los puntos del borde lateral (14) el angulo entre la tangente y la lfnea Z que conecta el punto con el eje de rotor X es al menos de 45°.
  6. 6. Aparato de bomba o de turbina segun cualquiera de las reivindicaciones precedentes donde la distancia entre el punto central (18) del cubo del rotor (6) y el punto central (17) del borde inclinado (10) de cada pala es mayor que la mitad del diametro del rotor.
  7. 7. Aparato de bomba o de turbina segun cualquiera de las reivindicaciones precedentes donde el numero de palas de gufa (9) es de ocho como maximo.
  8. 8. Aparato de bomba o de turbina segun cualquiera de las reivindicaciones precedentes donde el cubo (6) se estrecha progresivamente y donde los extremos opuestos del rotor (5) y el estator (8) tienen el mismo diametro.
  9. 9. Aparato de bomba o de turbina segun la reivindicacion 8 donde el extremo de estator dirigido hacia el rotor (5) se estrecha progresivamente.
  10. 10. Aparato de bomba o de turbina segun la reivindicacion 9 donde el diametro del alojamiento tubular (2) tiene un diametro menor alrededor del rotor (5) que alrededor del estator (8), y donde el diametro del alojamiento tubular (2) alrededor del extremo que se estrecha progresivamente del estator cambia gradualmente.
  11. 11. Metodo para generar electricidad caracterizado por el hecho de que el rotor de un aparato de bomba o de turbina segun cualquiera de las reivindicaciones precedentes se acopla a un generador, despues de lo cual se conduce un flujo de agua a lo largo del rotor para accionarlo.
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