ES2947759B2

ES2947759B2 - Central hidroeléctrica rotativa

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Publication number: ES2947759B2
Application number: ES202200010A
Authority: ES
Inventors: Diez Pedro Magaz
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2022-02-10
Filing date: 2022-02-10
Publication date: 2024-06-04
Anticipated expiration: 2042-02-10
Also published as: ES2947759A1

Description

DESCRIPCIÓN

Central hidroeléctrica rotativa

Sector de la técnica

El sistema de esta invención aporta una tecnología para construir un mecanismo de generación hidroeléctrica limpia, verde y renovable. La central hidroeléctrica rotativa, consta de varios recipientes intercambiadores uno lleno de agua, el otro vacío, fijados en los extremos del brazo, que les da soporte, fija y rota sobre un trípode. Objetivo: producir energía hidroeléctrica limpia y renovable en una nave industrial.

Esta invención se encuadra en el sector de generación de energía hidroeléctrica renovable, sin obra civil tradicional, sin emisiones y sin afección al medio ambiente.

Estado de la técnica

El reto de generar energía limpia, en cantidad suficiente, a un precio aceptable, sin contaminar, es uno de los objetivos o retos de la Sociedad en la que vivimos. Disponer de instalaciones con capacidad para generar energía hidroeléctrica limpia, verde, renovable, estable, eficiente y rentable, es un desafío de la Sociedad actual. En esta invención, la central hidroeléctrica rotativa, pretende aportar una solución a los retos y desafíos descritos, a saber: producir energía hidroeléctrica limpia y renovable en una nave industrial.

US 2004247459 A1 se refiere a un dispositivo y un método para convertir la fuerza gravitacional en energía utilizable y que comprende una serie de rotores montados sobre un eje y que disponen de una carcasa hueca con unos recipientes extremos comunicados entre sí y que alberga un pistón que desplaza un fluido desde el recipiente inferior hacia el superior, provocando el giro de los rotores por diferencia de peso de sus extremos, sin aporte de energía auxiliar. El giro de los rotores se transmite mediante un eje común a un generador eléctrico.

WO 2007141653 A1 describe un aparato para convertir energía hidráulica en energía cinética, mediante el giro de: un motor de bomba sumergido en un fluido y que dispone interiormente de un miembro flotante y un elemento de lastre que contiene un tanque de lastre. También comprende unos: medios de transferencia (55) del movimiento ascendente del miembro flotante dentro del motor de la bomba; y medios diferenciales de presión (25) operables para mover el tanque de lastre hacia arriba dentro del motor de la bomba.

US 2014070543 A1 describe un mecanismo para transferir un fluido desde al menos un primer recipiente a al menos un segundo recipiente colocado a una altura mayor con respecto al primer recipiente.

FR2718194 A1 describe un dispositivo para la obtención de un movimiento rotatorio continuo, perpetuo y autónomo, que comprende un soporte móvil sumergido en agua, constituido por dos rodillos de rotación conectados por una correa de transmisión sobre los que se fijan simétricamente al menos siete pares de cilindros, con respecto a un eje de simetría y dentro de cada uno de los cuales hay un pistón móvil que atrapa y expulsa en la fase descendente un volumen de aire hacia el segundo cilindro del par por un conducto de aire flexible.

Descripción de la invención

La central hidroeléctrica rotativa de la invención es una tecnología para producir energía hidroeléctrica limpia, renovable, sin contaminar, en una nave industrial. Puede producir hidrógeno.

Esta central hidroeléctrica rotativa se puede emplazar donde queramos, en cualquier polígono industrial del mundo, cerca de industrias y ciudades que son los grandes consumidores de energía eléctrica, evitando o eliminando pérdidas en transporte y sin producir residuos, ni daño al medio ambiente.

Estabilidad y robustez mecánicas, es un mecanismo estable y duradero en el tiempo.

La central hidroeléctrica rotativa se puede construir con diferentes alturas y caudales, con recipientes intercambiadores de diferentes capacidades, con presión o sin ella, los pernos pueden soportar cuatro o más brazos y, a su vez, se pueden construir múltiples centrales alineadas simétricamente, en definitiva: la invención es escalable y se puede clonar, alineando múltiples dispositivos, trabajando sincrónicamente. La generación múltiple tiene por objeto aumentar la producción y reducir coste. Estas son algunas de las ventajas de este sistema de invención.

Esta central hidroeléctrica rotativa, aporta el diseño de un mecanismo industrial para producir energía hidroeléctrica limpia, verde, renovable, sin contaminar, en una nave industrial. Rotando recipientes intercambiadores, fijados en los extremos de un brazo o estructura longitudinal que, se apoya, fija y rota sobre un trípode; el recipiente superior, lleno de agua, descarga en el recipiente inferior vacío, moviendo la turbina-generador. La rotación o giro, permanente, del brazo con los recipientes descargando y moviendo las turbinas-generador, produciendo energía eléctrica limpia, renovable permanentemente, son objeto y objetivo de las reivindicaciones 1 a 5.

El mecanismo o tecnología, central hidroeléctrica rotativa, para producir energía hidroeléctrica limpia, verde y renovable, su diseño, las partes o elementos que lo componen, el sistema de la invención, su ordenación y disposición, su funcionamiento, consiguiendo generar electricidad limpia, sin contaminación, son las ventajas que aporta esta invención, son objeto y objetivo de las reivindicaciones 1 a 5.

La central hidroeléctrica rotativa presenta el diseño del sistema mecánico de una instalación para generar electricidad con múltiples mecanismos iguales, aumentando la producción.

La escalabilidad, el aumento o variación de la capacidad o presión de los recipientes intercambiadores, la variación en la altura de apoyo en o del trípode, la variación de la distancia entre recipientes en el brazo, la variación de la potencia de las turbinas, la variación del número de brazos y su rotación para conseguir más descargas simultáneas y conseguir más producción. Cualquier otro uso industrial de la central hidroeléctrica rotativa de esta invención se puede utilizar para generar electricidad o producir hidrógeno y cualquier otro uso industrial rentable no especificado aquí, presente o futuro.

Esta invención o tecnología, una central hidroeléctrica rotativa, es un mecanismo o sistema ordenado de elementos duplicados y simétricos, fijados en una estructura rectangular o brazo que soporta dos recipientes intercambiadores en sus extremos, uno lleno de agua y el otro vacío, rotan verticalmente en dos pernos centrales que apoyan y fijan sobre un trípode; el recipiente superior lleno de agua descarga hacia el inferior vacío, pasando por la turbina- generador, produciendo energía eléctrica limpia, verde y renovable, sin emisiones, sin contaminar, sin combustibles, sin residuos y sin ruidos.

Completada la descarga del recipiente superior, ahora vacío, rota el brazo, cambiando las posiciones y funciones de los recipientes y sus componentes, subiendo el recipiente inferior, ahora lleno de agua, repitiendo la descarga y la generación eléctrica con cada rotación. Este mecanismo, para generar energía hidroeléctrica limpia, se puede construir en una nave industrial de cualquier polígono industrial del mundo sin contaminar.

Breve descripción de los dibujos

Los dibujos que aporta esta memoria muestran de forma esquemática, el sistema de esta invención, una central hidroeléctrica rotativa, con sus piezas esenciales, su ordenación y ensamblaje. Se numeran y describen cinco dibujos o figuras que contienen doce números correspondientes a los componentes esenciales del mecanismo, objeto y objetivo de las reivindicaciones.

La Figura 1 muestra, vista frontal, el mecanismo central hidroeléctrica rotativa, su contenido básico y funcionamiento, un brazo (10) o estructura longitudinal que fija y soporta dos recipientes intercambiadores conectados por dos tuberías de agua, dos turbinas con generadores, dos tuberías de aire, ocho electroválvulas, dos pernos centrales que rotan dentro de unos rodamientos fijados por cojinetes sobre un trípode. Los nueve componentes duplicados, fijados en el brazo (10), están numerados del (1) al (8) en todas las figuras, se distinguen por A o B, son idénticos y simétricos, salvo la corona dentada (9) y actuador. El trípode en forma de U, con los números (11 y 12).

La Figura 2 muestra, vista frontal, del brazo (10) con dos pernos centrales simétricos e idénticos (7A y 7B), salvo la corona dentada (9) en el extremo de perno (7A). El brazo soporta y fija todos los elementos intercambiadores necesarios para que, el agua y el aire de los recipientes circule en cada rotación vertical del brazo (10) sobre el trípode (11) produciendo energía eléctrica. La Figura 3 muestra, vista frontal, un recipiente intercambiador, hay dos idénticos, uno en cada extremo del brazo, incorporan los mismos componentes. Sólo habrá una diferencia entre ellos, uno estará lleno de agua y el otro vacío o lleno de aire a presión.

La Figura 4 muestra, vista frontal, el trípode (11) que fija los rodamientos con los cojinetes, a la altura adecuada, para que el brazo (Figura 2) rote en altura verticalmente, facilitando el circuito del agua (6). Tiene forma de U y se fija en el suelo.

La Figura 5 muestra, vista lateral, una central hidroeléctrica rotativa duplicada en forma de cruz. Muestra la escalabilidad del mecanismo que es objeto y objetivo de las reivindicaciones.

Realización preferida de la invención

A la vista de las mencionadas figuras o dibujos, una posible realización preferente de esta invención se muestra en la Figura 1, vista frontal, de la central hidroeléctrica rotativa con sus componentes esenciales y su funcionamiento. Incluye doce números y sus descripciones, los números (1) al (8) inclusive son componentes duplicados idénticos, opuestos, y se distinguen por las letras (A) y (B). Esta numeración es igual en los cinco dibujos o figuras.

Una realización preferente de la central hidroeléctrica rotativa mostrada en la vista frontal de la Figura 1, comprende:

- dos recipientes intercambiadores (1A y 1B) simétricos, idénticos, opuestos, fijados en los extremos del brazo (10), pueden contener presión, cada uno incorpora cuatro electroválvulas, dos tuberías de agua (2A, 2B) y dos tuberías de aire (5A, 5B); uno está lleno de agua y el otro vacío.

- las tuberías de agua (2A y 2B), de llenado y descarga de los recipientes intercambiadores (1A y 1B), con cuatro electroválvulas, que pasan por las turbinas- generador (3A y 3B);

- dos tuberías de aire (5A y 5B) que conectan los recipientes intercambiadores;

- dos turbinas-generador (3A y 3B) hidráulicas fijadas entre las tuberías de agua (2A y 2B) y los recipientes intercambiadores (1A o 1B);

- ocho electroválvulas (4A y 4B), una en cada extremo de las tuberías de agua (2A y 2B) y las tuberías de aire (5A, 5B), facilitan el circuito del agua (6);

- unos caminos o circuitos del agua, (6A y 6B), con las señales que indican la circulación del agua descargando el recipiente intercambiador lleno (1A) en el vacío y el aire subiendo del recipiente vacío (1B) al que descarga, completada la descarga, rota el brazo cambiando las posiciones y funciones de los 6 primeros componentes;

- pernos (7A y 7B), de apoyo, fijación y rotación sobre el trípode; están situados simétricamente en el centro del brazo, son idénticos y simétricos; uno debe incorporar una corona, en el extremo exterior, para engranar con el actuador de rotación; dichos pernos facilitan la rotación vertical del brazo y el funcionamiento de la central hidroeléctrica rotativa;

- cojinetes (8A, 8B), que fijan los rodamientos sobre el trípode (11) para que roten los pernos con todos los componentes fijados en el brazo (10).

- una corona dentada (9) que engrana con el actuador de rotación y puede fijarse en uno de los pernos (7A o 7B);

- el brazo (10) Figura 2, una estructura rectangular, que soporta y fija todos los componentes (1 - 9),

- el trípode (11) (Figura 4), soporte en forma de U, eleva y fija el brazo (10) con todos sus componentes dentro de los rodamientos fijados por los cojinetes (8A y 8B) y, las fijaciones (12) del trípode (11) al suelo.

Otra realización preferente, la Figura 3 vista frontal, muestra un recipiente intercambiador y sus componentes, hay dos idénticos, opuestos, fijados simétricamente en los extremos del brazo, ambos están conectados por: dos tuberías de agua y dos de aire, cada tubería tiene dos electroválvulas en sus extremos. Cada tubería de agua con su turbina-generador. Un recipiente intercambiador está lleno y el otro está vacío. Incluyen los seis primeros números de la Figura 1 y 2.

Otra realización preferente, es la Figura 4, vista frontal, muestra el trípode que, soporta, ancla y eleva el brazo (10) para rotar verticalmente. Tiene forma U, se ancla al suelo (12) para eliminar vibraciones. En lo más alto, los cojinetes (8A, 8B) fijan los rodamientos y la corona dentada (9) del actuador de rotación.

Otra realización preferente, la Figura 5 vista lateral, muestra la central hidroeléctrica rotativa duplicada, en forma de estrella o cruz, para aumentar su producción y eficiencia, muestra una forma de duplicación o multiplicación del brazo con los mismos pernos (7), y las posibilidades de escalabilidad de esta invención. Todas las partes y componentes de la invención pueden aumentar o disminuir el tamaño, la longitud, la capacidad y altura para aumentar la producción y su eficiencia. Muestra la escalabilidad o multiplicación de la invención.

El brazo es una estructura rectangular que soporta, fija y mantiene estables ocho componentes duplicados, opuestos y colocados simétricamente, son: dos recipientes intercambiadores, el de arriba (1A) lleno de agua y el de abajo (1B) vacío, dos tuberías de agua (2A, 2B), dos tuberías de aire (5A, 5B), ocho electroválvulas una en cada extremo de las tuberías de agua (2A, 2B), y aire (5A, 5B), dos turbinas-generador (3A, 3B), circuito del agua (6A, 6B)con las señales de circulación, dos pernos centrales (7A, 7B) que apoyan, fijan y rotan en dos rodamientos A y B fijados por dos cojinetes (8A, 8B) sobre el trípode (11), más el actuador de rotación y su corona dentada (9) en el extremo de uno de los pernos (7A, 7B). Los ocho componentes dobles, opuestos y simétricos, respecto a su par, con idénticas medidas, se numeran en los dibujos del (1) al (8) como A o B (Figuras 1,2, 3 y 4).

El funcionamiento de la central hidroeléctrica rotativa: El recipiente intercambiador superior (1A) lleno, descarga el agua pasando por la turbina-generador situada en la entrada del recipiente inferior (1B) vacío, produciendo energía hidroeléctrica. Durante la descarga del agua del recipiente superior, el aire que llena el recipiente inferior (1B) sube por la tubería de aire (5B) hasta el fondo superior del recipiente superior (1A); el recorrido del movimiento de agua y aire lo llamo camino o circuito del agua (6A o 6B).

Finalizada la descarga del recipiente superior (1A), el actuador rota el brazo (10) y cierran las válvulas de la tubería (2A) que ha descargado el agua y la tubería aire (5B), sube el recipiente inferior (1B) lleno de agua y baja el recipiente superior (1A) vacío, abren las válvulas de tubería de agua (2B) y tubería de aire (5A), descarga el agua el recipiente (1B) generando electricidad nuevamente. En cada rotación del brazo (10), se repite el circuito del agua y aire produciendo energía hidroeléctrica limpia, verde, renovable, permanente, estable, barata, rentable, duradera, sin emisiones, sin contaminar, dentro de una nave industrial. El mecanismo, sus componentes, su ordenación, el diseño, la sistematización del mecanismo, su funcionamiento para generar energía hidroeléctrica.

La central hidroeléctrica rotativa es un mecanismo formado o integrado por doce componentes esenciales que, admiten distintas tamaños y longitudes, distintas capacidades con o sin presión, distintas alturas, distintas potencias, en definitiva, es mecanismo escalable.

Hay nueve componentes fijados en el brazo y dos sobre el trípode, son: En el brazo se fijan dos recipientes intercambiadores, el de arriba (1A) lleno de agua, el de abajo (1B) vacío, pueden tener presión o no, conectados por dos tuberías de agua (2A, 2B) con dos electroválvulas que pasan por dos turbinas-generador, dos tuberías de aire (5A, 5B) con cuatro electroválvulas (4A, 4B), penetran hasta el fondo del recipiente que descarga, dos circuitos de agua (6A, 6B) y aire, dos pernos centrales (7A, 7B), uno termina en corona dentada (9) para rotar el brazo (Figura 1, 2 y 3).

El brazo (10) se apoya, ancla y rota en dos rodamientos fijados por cojinetes (8A, 8B) sobre el trípode (11) (Figura 1,2 y 4). La altura del trípode (11) (Figura 4) está relacionada con la distancia entre recipientes intercambiadores, con las tuberías y con la producción, la longitud del brazo (10) (Figura 1 y 2), será el doble que la altura del trípode (11) (Figura 4).

En cada rotación del brazo, cambian las posiciones y funciones de seis componentes.

Ejemplo, aproximado, de producción hidroeléctrica: Si al trípode le damos una altura de 100 metros, al brazo una longitud de 200 metros, los recipientes intercambiadores de 30000 litros y descargan 500 litros segundo, conseguiríamos una producción hidroeléctrica de un MW hora constantes, menos las pérdidas, rotando el brazo cada 60 segundos, duplicados los brazos (Figura 5), conseguiríamos más producción. Es objetivo y objetivo y de las reivindicaciones 1 a 5.

El sistema de la invención, central hidroeléctrica rotativa, se puede emplazar en cualquier polígono industrial, se pueden aumentar las capacidades y las descargas de los recipientes intercambiadores o meterles presión, elevar la altura de descarga, instalar múltiples mecanismos en línea para conseguir más producción. El mecanismo es escalable, admite distintos tamaños y potencias, se puede construir con distintos materiales.

Los cinco dibujos o figuras muestran cómo se pueden fabricar y ensamblar las cinco partes de la central hidroeléctrica rotativa, a saber: primero, elegido el lugar dónde queremos construir la invención, concretamos la altura del trípode con sus componentes Figura 4 y se fija. Se determina la capacidad de los recipientes intercambiadores y las turbinas con sus componentes Figura 2 y 3, se fijan en el brazo Figura 2. Subimos y fijamos el brazo en los rodamientos sobre el trípode Figura 4, llenamos un recipiente intercambiador de agua, accionamos el actuador de rotación y las válvulas, y la central hidroeléctrica rotativa empezará a producir energía hidroeléctrica limpia Figura 1 y 5, verde, renovable, sin contaminar, sin ruidos, en una nave industrial, cerca de los grandes consumidores.

El uso industrial, preferente, de la central hidroeléctrica rotativa es: La producción de energía hidroeléctrica limpia, verde, renovable, barata, duradera, eficiente y rentable. También, puede producir hidrógeno. Se puede emplazar en cualquier polígono industrial. Es un procedimiento industrial para generar energía hidroeléctrica.

La fabricación, la instalación, la generación de energía hidroeléctrica y el mantenimiento de centrales hidroeléctricas rotativas pueden suponer un revulsivo industrial para cualquier país o zona geográfica.

Claims

REIVINDICACIONES

1. Central hidroeléctrica rotativa, comprendiendo una estructura rectangular o brazo (10) que rota verticalmente en altura sobre un trípode (11), y dos recipientes intercambiadores (1A, 1B) comunicados por tuberías de agua (2A, 2B) y tuberías de aire (5A, 5B), fijados en los extremos de la estructura rectangular o brazo (10), caracterizada por qué:

- ambos recipientes intercambiadores (1A, 1B) están encarados y conectados por dos tuberías de agua (2A, 2B) y dos de aire (5A, 5B), reguladas por ocho electroválvulas;

- las tuberías de agua (2A, 2B) pasan por sendas turbinas-generador (3A, 3B);

- las turbinas generador (3A - 3B) se encuentran dispuestas en las entradas de agua de los recipientes intercambiadores (1B, 1A) y ubicadas entre las tuberías de agua (2A, 2B) y dichos recipientes intercambiadores (1B, 1A),

- el brazo (10), con dos pernos centrales (7A, 7B), rota verticalmente en unos rodamientos fijados por cojinetes (8A, 8B) sobre el trípode (11); uno de dichos pernos (7) comprende una corona dentada (9) de un actuador de rotación que provoca el giro del brazo y, en cada rotación del brazo se produce un intercambio de energía hidráulica entre los recipientes intercambiadores, el recipiente intercambiador (1 A) superior, lleno de agua, la descarga hacia el recipiente intercambiador (1B) inferior vacío, pasando por la turbina- generador (3A); finalizada la descarga y lleno el recipiente intercambiador (1B) inferior, y vacío el recipiente intercambiador (1A) superior, el actuador rota el brazo (10) cambiando las posiciones y funciones de todos sus componentes para volver a descargar el agua del recipiente intercambiador (1B) inferior, ahora arriba lleno, hacia el recipiente intercambiador (1A) inferior vacío.

2. Central hidroeléctrica rotativa, según la reivindicación 1, caracterizada por que la rotación del brazo (10) y sus componentes, genera un camino o circuito del agua permanente y constante; el recipiente intercambiador (1A), arriba lleno, abre las electroválvulas (4A) de la tubería para descargar (2A) el agua pasando por la turbina generador (3A) y cierra las de la opuesta (4B), la tubería de aire (5A) cierra las válvulas y las abre su pareja (5B).

3. Central hidroeléctrica rotativa, según las reivindicaciones 1 y 2, caracterizada porque admite o se puede construir con distintas medidas y se pueden aprovechar los mismos pernos (7A y 7B), el mismo trípode (11) y el mismo actuador de rotación (9) para duplicar el brazo (10) y sus componentes en forma de cruz o estrella.