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MX2011000391A - Convertidor de flujo. - Google Patents

Convertidor de flujo.

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Publication number
MX2011000391A
MX2011000391A MX2011000391A MX2011000391A MX2011000391A MX 2011000391 A MX2011000391 A MX 2011000391A MX 2011000391 A MX2011000391 A MX 2011000391A MX 2011000391 A MX2011000391 A MX 2011000391A MX 2011000391 A MX2011000391 A MX 2011000391A
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MX
Mexico
Prior art keywords
housing
flow
cone
converter according
flow converter
Prior art date
Application number
MX2011000391A
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English (en)
Inventor
Gerold Seyfarth
Siegfried Hoefgen
Holger Langlotz
Original Assignee
Signo Erfinderver Sachsen E V
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
Application filed by Signo Erfinderver Sachsen E V filed Critical Signo Erfinderver Sachsen E V
Publication of MX2011000391A publication Critical patent/MX2011000391A/es

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Abstract

La invención se refiere a un dispositivo para convertir energía mecánica en otras formas de energía, preferiblemente en energía eléctrica. El dispositivo que lleva la denominación de "convertidor de flujo" ha sido configurado manera tal que un cono de turbina de rotación (1) puesto en movimiento por el medio del flujo y que tiene hojas de tornillo impulsoras de forma de espiral (1c) dispuestas sobre la circunferencia del mismo está soportado con respecto a un alojamiento (carcasa) fijo (2) mediante un apoyo principal (8), y está sellado mediante sellos de anillo de deslizamiento (23), anillos de sellados axiales para extremo de vástago (30) y anillos de sellado radial para extremo de vástago (31), de manera tal que las unidades para convertir de manera eficiente la velocidad de rotación (24) y para convertir energía (25), pueden estar situados en el espacio hueco creado de esta manera y puedan protegerse de manera efectiva contra la penetración del medio del flujo, y de manera tal que la estructura del convertidor pueda descargar el material sólido arrastrado, y sea posible transferir grandes niveles de potencia.

Description

CONVERTIDOR DE FLUJO CAMPO DE LA INVENCIÓN La invención se refiere a un dispositivo para convertir energía mecánica en otras formas de energía, preferiblemente en energía eléctrica. En este caso, gracias a su forma constructiva compacta con generador integrado y un engranaje integrado eventualmente necesario y su apoyo también integrado, el dispositivo que lleva la denominación de "convertidor de flujo" puede emplearse en muchos medios de flujo para la generación de energía eléctrica. En un cono con hojas de tornillo de forma espiralada dispuesta en su contomo, apoyado sobre el lado inferior del cono de manera de poder rotar con respecto a un alojamiento, se hallan los equipamientos para la transmisión del rpm, para la conversión de la energía y para el sellado con respecto al medio del flujo.
ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN Son conocidas las turbinas para convertir la fuerza eólica e hidráulica en energía eléctrica, de diversas magnitudes y formas de realización constructivas.
Del documento DE 297 21 671 U1 , se conoce un tornillo para la toma o ingreso de la energía de un flujo de agua o de aire en movimiento, que se caracteriza por 2 a 5 palas de tipo tornillo de revolución, de un solo viento, aplicadas sobre un cono hueco que puede inundarse con el medio del flujo, correspondiente el diámetro del tornillo directamente a la longitud del mismo, y teniendo el fondo del cono una dimensión que es la mitad del diámetro del tornillo.
Por otra parte, del documento US 4722665 se conoce una turbina que tiene un cono hueco en el que se hallan dispuestos un engranaje y varios generadores, llevándose el cable de la corriente hacia fuera por un eje hueco dispuesto en la dirección del fluido en la punta del cono y que soporta la totalidad de la construcción de la turbina.
De los documentos US 1 191 950 y FR 557 189 se conocen turbinas cónicas doblemente apoyadas fuera del cuerpo cónico de la turbina, para el aprovechamiento de la energía hidráulica.
En los documentos US 188 020 y FR 827 487 se describen turbinas cónicas apoyadas unilateralmente fuera del cuerpo cónico de la turbina, para el aprovechamiento de la energía eólica.
Del documento WO 95 24562 se conoce una turbina de flujo axial, que consiste en una unidad de -rotación y en una unidad fija a título de unidad de preguiado, que se hallan en un sistema de conducción tubular y que gracias a la geometría de su casco o envoltura así como de las hojas permite una presión estática constante en la turbina.
Del estado de la técnica forma parte un generador de corriente de bajas rpm basado en energía hidráulica, revelado en el documento DE 20 2006 001 171 , que tiene la forma de un rodillo cilindrico apoyado en ambos . lados y sobre cuyo contorno se hallan dispuestas paletas para el ingreso de la energía hidráulica.
Si bien gracias a la configuración exterior del cono la turbina descrita en el documento DE 297 21 671 U 1 ofrece la posibilidad de convertir la energía cinética del agua y del viento en un movimiento de rotación, cabe sin embargo la posibilidad de que se presenten bloqueos y daños en la transmisión ó en otros elementos de accionamiento durante la transmisión del movimiento de rotación fuera de la turbina, en especial en el caso de medios fluidos afectados de material sólido arrastrado. En el caso de la turbina del documento US 4722665 el engranaje de transmisión y el equipamiento para la conversión de la energía están integrados en el cono de turbina, lo que es ventajoso, habiéndose dispuesto el eje hueco del apoyo en el lado puntiagudo del cono en contra dé la dirección del flujo, lo que sin embargo aumenta el riesgo de que se acumule material sólido arrastrado antes de la turbina y en las paletas de la turbina. Si se configura un eje de diámetro pequeño, que no obstaculiza la llegada de flujo, no puede tener lugar la transmisión de mayores momentos de rotación. Dado que se dispuso ¡a salida del eje en la dirección del flujo, es necesario que los sellos a ser aplicados también resistan a la presión dinámica, lo que es muy complicado desde el punto de vista técnico.
También las turbinas de acuerdo con los documentos US 1 191 950 y FR 557 180 tienen elementos de accionamiento y de apoyo situados fuera de cuerpo principal cónico de la turbina. Debido a ello, también en este caso existe el riesgo de la acumulación de material sólido arrastrado y de que se dañen los elementos de accionamiento.
Por las razones mencionadas, las disposiciones descritas en los documentos US 188 020. y FR 827 487 con apoyos y accionamientos situados exteriormente sólo son adecuadas para aprovechar la energía del viento.
Similarmente, una turbina de acuerdo con el documento WO 95 24562, apoyada en ambos lados fuera del cuerpo principal, dispuesto en un tubo, sólo es adecuada para medios fluidos limpios.
También el generador hidráulico de corriente eléctrica de acuerdo con el documento DE 20 2006 001 171 con eje generador apoyado en ambos lados, suponiendo que su eje geométrico se encuentre en el medio de flujo, adolece de la desventaja de ser propenso a dañarse por el material sólido arrastrado.
Hasta la actualidad este tipo de turbinas así como también las turbinas de alta potencia se proveían con dispositivos de protección contra el material sólido arrastrado, a efectos de evitar daños.
• SUMARIO DE LA INVENCIÓN La invención tiene por objeto desarrollar una turbina qué gracias a una modalidad constructiva y sin obstáculos esenciales contra el flujo pueda emplearse en todos los medios de flujo para una conversión eficiente de energía, sin que sean necesarios equipamientos adicionales de defensa contra los materiales sólidos arrastrados.
El objeto se logra de acuerdo con la invención apoyando el cono de la turbina mediante un alojamiento fijo sobre el lado inferior del cono que no supere el diámetro del fondo del cono, además de estar sellado con respecto al mismo, pudiendo las unidades, situadas interiormente para rpm y para conversión de la energía estar situadas tanto en la región del cono como también en la región del alojamiento de la turbina.
Al respecto ha demostrado ser sumamente ventajoso que la unidad para la conversión de la energía mecánica en energía eléctrica esté alojada en el cono de turbina, fuera de un anillo de imán firmemente unido al cono de la turbina y que rota con el mismo, y un núcleo de bobina fijo firmemente unido al alojamiento.
Para la utilización de unidades para la transmisión de los rpm ha demostrado ser ventajosa la utilización de engranajes planetarios en el espacio hueco del cono de turbina y alojamiento.
De acuerdo con otra configuración de la invención, es sumamente ventajoso que las . unidades para el rpm y para la conversión de la energía consistan en grupos constructivos y que sea posible alojar los mismos en el espacio hueco del cono de la turbina y alojamiento.
Al respecto es sumamente ventajoso que el generador esté configurado como generador síncrono refrigerado por agua de la Categoría de Protección IP 68.
En el caso de utilizarse un engranaje planetario estándar es ventajoso que la lubricación de las ruedas dentadas se lleve a cabo mediante un lubricante de larga duración, lo que reduce la frecuencia de las inspecciones.
En correspondencia con la reivindicación 1 es ventajoso que el cono de la turbina esté apoyado sobre el lado inferior del cono y frente a un alojamiento fijo que no supere el diámetro del fondo del cono, y que esté sellado con respecto al mismo, Al respecto es especialmente ventajo que haya varios sellos de eje de acción radial y axial dispuestos entre el alojamiento fijo y el cono de la turbina en rotación. Son de un efecto sumamente ventajoso los sellos planos dispuestos entre los elementos constructivos fijos entre sí. Gracias a los sellos se impide una penetración del medio de flujo en el espacio hueco y se protegen contra daño las unidades situadas interiormente.
De acuerdo con otra configuración de la invención es sumamente ventajoso que el material de la turbina y del alojamiento sea un material resistente a la corrosión.
Al respecto es sumamente ventajoso que el cono de la turbina esté hecho de material sintético mediante un procedimiento de moldeo primario y que los elementos del convertidor de , energía ya estén introducidos por colada.
De acuerdo con otra configuración de la invención, en el empleo como convertidor de flujo en medios de flujo limpios es sumamenté ventajoso que el cono de la turbina con las paletas aplicadas y el alojamiento estén instalados firmemente entre sí, que en este caso el cono de ,la ¦ turbina sirva como rueda directriz y que entre el cono de la turbina y el alojamiento se halle dispuesto un rodete de turbina dispuesto de manera de poder rotar.
Al respecto es especialmente ventajoso que el diámetro de núcleo del rodete de la turbina se corresponda al fondo de cono del cono de la turbina, pero que al menos no la sobrepase y que ¦ las palas dispuestos en él estén dispuestas enfrentadas con respecto a las palas de' la rueda directriz en dirección ascendente.
De acuerdo con otra configuración de la invención es sumamente ventajoso que el alojamiento del convertidor de flujo tenga una configuración aerodinámica y que su eje vertical esté dispuesto de manera de poder girar. En tal caso, esto permite la utilización preferida del convertidor de flujo como instalación de energía eólica.
BREVE DESCRIPCIÓN DE LAS FIGURAS La invención se describe con mayor detenimiento con ayuda de ejemplos de realización y haciendo referencia a números de referencia en los dibujos. En los dibujos: la Figura 1 representa un convertidor de flujo en vista lateral con unidad de cono y alojamiento; la Figura 2 representa un convertidor de flujo en vista lateral con una unidad integrada para transmisión de los rpm y para la conversión de energía en el cono con un anillo de imán insertado; la Figura 3 muestra un convertidor de flujo en vista lateral con una unidad integrada para la transmisión de los rpm y para la conversión de energía en el cono con anillo de imán introducido por colada; la Figura 4 representa un transformador de corriente en vista lateral con una unidad integrada para la transmisión de los rpm y para la conversión de energía en forma de grupos constructivos estándar en el alojamiento; la Figura 5 muestra un convertidor de flujo en vista lateral con rueda directriz del cono, rueda de turbina y alojamiento; la Figura 6 representa un convertidor de flujo en vista lateral con eje de alojamiento rotable; y la Figura 7 representa un convertidor de flujo con pata de alojamiento esbelta.
DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LA INVENCIÓN En el primer ejemplo de realización, representado en las Figuras 1 y 2, se configuró un convertidor de flujo de manera tal que un cono de turbina 1 consistente en un envuelta de cono 1 a y una punta de cono 1 b sobre el cual se hallan dispuestos varios, preferentemente tres filetes de tornillo 1 c en forma de espiral, dispuestos desplazados uniformemente y que se ahúsan en la dirección de la punta de cono 1 b, y estando dicho cono de turbina 1 apoyado de manera de poder rotar con respecto a un alojamiento fijo 2. Entre el cono de turbina 1 , preferentemente hecho de acero, y el alojamiento 2, también hecho de acero, se hallan dispuestas varias bridas de unión 3. Por debajo en el alojamiento 2, para la fijación con el subsuelo se ha unido firmemente una placa de fundación 4 con el alojamiento 2, preferentemente con soldadura de manera estanca. En la pata, dispuesta verticalmente, del alojamiento de turbina, 2, se encuentra una cuña de flujo 5 firmemente unida al alojamiento, la cual cuña consiste preferentemente en una chapa de acero acodada, soldada al alojamiento 2, apuntando el ángulo agudo en contra de la llegada del flujo del medio.
Para estabilizar el alojamiento 2 en. la región de pata se han aplicado varias chapas de nodos 6 entre el alojamiento 2 y la placa de fundación 4, preferentemente con ambas partes constructivas soldadas. El alojamiento 2 puede fijarse con el convertidor de flujo por medio de elementos de fijación 7 como fijación frente a la fuerza del medio de flujo. En el interior del espacio hueco formado por el cono de turbina 1 y el alojamiento 2 y sellado contra el medio del flujo se encuentra un apoyo principal 8 que de manera rotatoria recibe el cono de turbina 1 , una unidad alojada en la envuelta de cono 1 a para la conversión de la energía, consistente en un anillo de imán 9, que está dispuesto en una campana de imán 10 y que está unida firmemente con el cono de turbina 1 , un núcleo de bobina, 1 1 , que está firmemente unido al alojamiento de turbina, 2, y un cable de corriente 12 que partiendo del núcleo de bobina 1 1 es llevado hacia fuera pasando a través del alojamiento 2 sellado. En el extremo del núcleo de bobina 1 1 que apunta hacia la punta de cono 1 b, se dispuso un muñón de cojinete 13 firmemente unido al mismo. Sobre esto se asienta un contracojinete 14, que en este caso es preferentemente un cojinete de rodillos que no requiere mantenimiento. A través del apoyo principal 8 y del contracojinete 14 se asegura una revolución de sincronía axial del rotor de imán 9 con respecto al estator de bobina 1 1 .
El cojinete de rodillos 14 se fija mediante su anillo exterior en un alojamiento de cojinete 15 unido fijamente con la envuelta de cono 1 a, céntricamente con respecto al eje de rotación, habiéndose practicado la perforación para el asiento del cojinete en el alojamiento de cojinete 15 con sincronía axial con el asiento de centrado exterior 1 d del cono de turbina 1 , en el que está asentado el apoyo principal 8.
Para el sellado del cono de turbina 1 que gira con respecto al alojamiento 2, en la campana de incorporación 16 se han alojado paquetes de sellado 17. Dichos sellos están constituidos por anillos de sellado de eje, de acción radial y axial. Entre los anillos del apoyo principal 8 y la campana de imán 10 por una parte y el anillo de cojinete del apoyo principal 8 y la brida de alojamiento 2b por otra parte se han aplicado sellos planos 18. Los sellos de eje 17 y los sellos planos 18 protegen la unidad para la conversión de la energía contra la penetración de medio del flujo.
Para la refrigeración del generador, situado interiormente, se dispuso una acometida central 19 de manera axialmente alineada; el medio de refrigeración, que preferentemente es idéntico al medio del flujo, fluye ingresando desde el asiento de cono 1 b en la acometida 19, en el muñón de cojinete 13, atraviesa un acoplamiento de manguera, giratorio, 20, absorbe el calor formado en el núcleo de bobina y a través de un acoplamiento de manguera, fijo, 21 , fluye en una manguera de evacuación 22, que conduce hacia fuera a través de la tapa de alojamiento 2b. Para proteger la superficie contra danos y corrosión, todas las áreas del cono de turbina 1 del alojamiento 2 que entren en contacto con el medio del flujo, están provistas de un recubrimiento. Es posible una configuración selectiva del ejemplo de realización 1 de acero libre de corrosión.
En un segundo ejemplo, en este caso representado en la Figura 3, e1 cono de turbina 1 se ha fabricado por completo de material sintético en un procedimiento moldeo primario y, en este caso, en la colada, y se han incluido el anillo de imán 9, el contracojinete 14 y otros elementos para la fijación de la unidad de cono de turbina en el cojinete principal 8. Esto permite reducir el trabajo en la fabricación de los asientos de cojinete y prescindir de un sello plano adicional 18 entre el apoyo principal 8 y el rotor de imán 9. El sellado entre el cono de turbina 1 rotante y el muñón de cojinete 13 erguido tiene lugar mediante un sello por anillo deslizante 23.
Con un tercer ejemplo de realización, representado en la Figura 4, se implementa un convertidor de flujo en cuyo alojamiento 2 se han alojado una unidad para la conversión de los rpm, 24, y una unidad para la conversión de la energía, 25, estando ambas unidades interácopladás entre sí. En este caso, ambas unidades 24 y 25 consisten en grupos constructivos estándar. La toma o ingreso de los momentos de giro, del engranaje 24 rígidamente unido con el alojamiento 2 por medio de una tapa de centrado 26, que en este caso se ha realizado como engranaje planetario compacto de bajo mantenimiento con aceite de larga duración, tiene lugar mediante un manguito de acompañamiento 27 firmemente unido a la parte inferior de cono 1 e del cono de turbina 1 , el cual manguito de acompañamiento 27 está preferentemente soldado y en su extremo se halla una tapa de cierre 28 que está soldado herméticamente al manguito 27.
El generador 25, que en este caso está configurado como generador síncrono refrigerado por agua, se ha unido al engranaje 24 de manera tal que el rpm entregado por el convertidor de flujo se convierte en el engranaje 24. y se transfiere al generador 25. Gracias a la conversión del rpm se logra en el generador un rpm cercano al rpm síncrono, lo que eleva el grado de acción de la turbina. Si se adopta el tipo de' construcción correspondiente para el generador, es también posible la utilización sin engranaje, y esto es objeto de reivindicación. La refrigeración por agua del generador 25 funciona independientemente del medio del flujo. Con ello puede tener lugar una regulación de la temperatura en el generador 25 de manera tal que no se presenta agua de descongelación. En la tapa de centrado 26 se halla un sello por anillo de deslizamiento, 29. El mismo protege, conjuntamente con el anillo para el sellado axial de ejes, 30, con los anillos para el sellado axial de ejes, 31 , asentados en el manguito de acompañamiento 27, el engranaje 24 y el generador 25 contra el medio del flujo ingresante. La totalidad de la unidad de cono de turbina se introduce en el alojamiento 2, junto con la tapa de centrado 26 y el engranaje 24 y generador 25 montados en la unidad, se centra con respecto a la brida de centrado 32 y se fija con tornillos 33.
Si se desea, en este ejemplo de realización también pueden emplearse otros generadores como generadores asincronos y generadores lineales, en cada caso con y sin engranaje.
En una cuarta forma de realización, véase la Figura 5, el cono de turbina 1 está unido rígidamente con el alojamiento 2. Detrás del cono de turbina 1 , que en este caso sirve de rueda diréctriz, se halla un rodete de turbina, 34, que convierte el flujo en un movimiento de rotación. El rodete de turbina, 34, tiene varias palas 35 dispuestas en su contorno, dispuestas opuestamente en dirección ascendente con respecto a las palas del cono de turbina y cuya altura se corresponde a la altura máxima de las que se encuentran en el cono. Al respecto, el diámetro del núcleo de la rodete 34 no supera el diámetro del parte inferior del cono 1 e. El movimiento de rotación del rodete de la turbina se conduce por medio de un sistema de apoyo consistente en dos cojinetes principales 8 hacia dentro en el espacio hueco del alojamiento 2 y cono de turbina 1 , en el cual espacio hueco se han alojado las unidades para la conversión del rpm y de la energía. El sellado - del rodete en rotación 34 y del alojamiento fijo 2 y cono de turbina 1 , tiene lugar mediante sellos de laberinto 36, sellos de eje radiales 37 y sellos de anillo de deslizamiento 38.
En una quinta forma de realización, representada en la Figura 6, se posibilita la rotación del convertidor de flujo alrededor del eje vertical del alojamiento. A tal efecto al alojamiento 2 se le da una configuración cilindrica. Entre la parte superior 2c del alojamiento y la parte inferior 2d del alojamiento se halla dispuesto un cojinete de corona 39. El anillo interior del cojinete de corona 39 está provisto de un sistema de dientes interior. En el mismo muerde un piñón 41 accionado por un motor 40 y mueve la totalidad de la parte superior de la turbina con respecto a la parte inferior fija 2d del alojamiento. Para su utilización como turbina para el aprovechamiento de la fuerza del viento es posible conducir la punta de cono 1 b de esta manera siempre en contra del flujo proveniente del viento. Si se utiliza la turbina de acuerdo con el ejemplo precedente en medios fluidos es también necesario en este lugar de rotación un equipamiento para el sellado de la parte superior 2c de la turbina , con respecto a la parte inferior 2d de la turbina mediante un paquete de sellado 42 consistente en varios sellos individuales.
En un sexto ejemplo, que se ha representado en la Figura 7, las unidades para la conversión del rpm y de la energía se han alojado en el espacio hueco de cono de turbina 1 y parte superior 2c de la turbina, y mediante sellos se las ha protegido contra el medio del flujo. En este caso, la parte inferior 2d del alojamiento se ha ahusado en la dirección de la placa de fundación 4 transversamente con respecto a la dirección del eje, y se la ha rigidizado con chapas de nudos 6.
En esta variante de configuración se prescinde de la cuña de flujo 5.
Es posible combinar los ejemplos de realización, y dichas configuraciones también se ' reivindican.
Números de referencia 1 cono de la turbina 1 a envuelta del cono 1 b punta del cono 1c filete de tornillo ' . 1d asiento de centrado exterior ' 1 e parte inferior del cono 2 alojamiento, alojamiento de la turbina 2a trampilla de montaje, trampilla de inspección 2b brida del alojamiento · 2c parte superior- del alojamiento 2d parte inferior del alojamiento 3. brida de unión 4. placa de fundación 5. cuña de flujo 6. chapa de nudos 7. elemento de unión, tornillo 8. apoyo principal . 9. anillo de imán, rotor de imán 10. campana de imán 1 1. ¦ núcleo de bobina, estator de bobina 12. cable de corriente eléctrica, cable 13. muñón de cojinete. 14. contracojinete, rodamiento de rodillos 15. alojamiento para cojinete 16. campana de incorporación 17. paquete de sellado, sellado de eje 18. sellado plano 19. conducción central para refrigerante por agua, canal de acometida 20. acoplamiento de manguera, flexible . 21. acoplamiento de manguera, fijo 22. manguera de evacuación 23. sello por anillo de deslizamiento 24. unidad para transmisión del rpm, engranaje 25. unidad para la conversión de energía, engranaje 26. tapa de centrado 27. manguito de acompañamiento 28. tapa de cierre 29. sello por anillo de deslizamiento 30. anillo para sellar eje, de acción axial, anillo de sellado axial de eje 31. anillo para sellar eje, de acción radial, anillo de sellado radial de eje 32. brida de centrado 33. tornillo 34. rodete de la turbina, rodete 35. palas, palas de turbina. 36. sello de laberinto 37. anillo de sellado radial'de eje, del rodete de la turbina 38. sello por anillo de deslizamiento, de rodete de la turbina 39. cojinete de corona 40. motor, motor azimutal 41. piñón 42. paquete de sellado para cojinete de corona

Claims (20)

REIVINDICACIONES
1. Convertidor de flujo, consistente en un cono de turbina 1 qué rota debido al medio del flujo, con hojas de tornillo 1 c de forma de espiral dispuestas en su contorno y con un alojamiento fijo 2, caracterizado porque el cono de turbina 1 está apoyado sobre ei lado inferior del cono de manera de poder rotar con respecto a un alojamiento 2 que no supere el diámetro del parte inferior de cono 1 e, y esta sellado, de manera tal que las unidades para la eficiente conversión del rpm, 24, y para la eficiente conversión de la energía, 25, puedan ser alojadas en el espacio hueco formado de esta manera y ser protegidas eficazmente contra la penetración del medio del flujo, y de manera tal que el material sólido arrastrado pueda ser .alejado gracias a la forma constructiva del convertidor de flujo, y sea posible transmitir grandes potencias.
2. Convertidor de flujo de acuerdo con la reivindicación 1 , caracterizado porque la unidad para la conversión de la energía consiste en un rotor de imán 9 firmemente unido al cono de turbina 1 y así accionado, y en un núcleo de bobina 1 1 firmemente unido al alojamiento 2.
3. Convertidor de flujo de acuerdo con las reivindicaciones 1 y 2, caracterizado porque hay varios imanes situados en el contomo de la campana de imán 10 y los mismos forman conjuntamente el anillo de imán 9 en rotación.
4. Convertidor de flujo de acuerdo con la reivindicación 1 , caracterizado porque los sellos de eje 17 necesarios entre el cono de turbina 1 y el alojamiento 2 están alojados en una campana de incorporación 16 que en diámetro no supera la parte inferior de cono 1 é y los sellos planos 18 entre la brida de alojamiento 2b, la campana de imán 10 y la brida de centrado 26.
5. Convertidor de flujo de acuerdo con la reivindicación 1 , caracterizado porque en la parte inferior del alojamiento 2 se hallan una placa de fundación 4 y opuestamente a la dirección de llegada del flujo una cuna de flujo 5, cada uno de los cuales está unido al alojamiento 2.
6. Convertidor de flujo de acuerdo con las reivindicaciones 1 y 4, caracterizado porque las partes individuales del cono de turbina 1 y del alojamiento 2 están hechas de acero y porque los grupos constructivos no dispuestos de forma móvil entre sí se ha soldado entre sí.
7. Convertidor de flujo de acuerdo con las reivindicaciones .1 , 4 y 6, caracterizado porque que todas las áreas que entran en contacto con el medio del flujo han sido provistos con una protección anticorrosiva.
8. Convertidor de flujo de acuerdo con la reivindicación 7, caracterizado porque las partes constructivas que entran en contacto con el medio del flujo pueden hacerse de acero inoxidable. ' 9. Convertidor de flujo de acuerdo con la reivindicación 1 , caracterizado porque el cono de turbina 1 puede estar hecho de un material sintético resistente al medio del flujo, fabricarse en un procedimiento de conformación originario, introduciéndose en este caso por colada elementos del convertidor de energía 25, preferentemente del anillo de imán
9.
10. Convertidor de flujo de acuerdo con una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque la refrigeración del generador situado en el interior tiene lugar por medio de un equipamiento de refrigeración central, que consiste en un canal de acometida central 19 y una manguera de evacuación 22, que mediante acoplamiento de manguera giratorio 20 y acoplamiento de manguera, fijo 21 están unidas al núcleo de bobina 1 .
1 1. Convertidor de flujo de acuerdo con la reivindicación 1 , caracterizado porque las unidades para la conversión del rpm 24 y para la conversión de la energía 25 pueden consistir en grupos constructivos estándar, estando el engranaje 24 preferentemente configurado como un engranaje planetario de bajo mantenimiento y estando el generador 25 preferentemente configurado como generador síncrono refrigerado por agua.
12. Convertidor de flujo de acuerdo con las reivindicaciones 1 y 1 1 , caracterizado porque las unidades para la conversión de energía 25 pueden estar realizados como generador asincrono.
13. Convertidor de flujo de acuerdo con las reivindicaciones 1 y 1 1 , caracterizado porque las unidades para la conversión de energía 25 pueden estar realizados como generador lineal dispuesto dé forma anular.
14. Convertidor de flujo de acuerdo con la reivindicación 1 , caracterizado porque el alojamiento cilindrico 1 puede subdividirse en una parte inferior fija 2d del alojamiento y en una parte superior girable 1 c del alojamiento.
15. Convertidor de flujo de acuerdo con las reivindicaciones 1 y 14, caracterizado porque entre la parte inferior 2d del alojamiento y la parte superior 2d del alojamiento se halla ün cojinete de corona 39 provisto de corona de dientes interior, el que en el anillo exterior está unido rígidamente' con la parte fija 24 y en el anillo interior está unido fijamente con la parte superior 2c del alojamiento.
16. Convertidor de flujo de acuerdo con las reivindicaciones 1 , 14 y 15, caracterizado porque en la corona de dientes del cojinete de corona 39 muerde un piñón 41 , que es accionado por medio de un motor 40.
17. Convertidor de flujo de acuerdo con las reivindicaciones 1 y 14, caracterizado porque un paquete de sellado 42 situado entre la parte inferior 2d del alojamiento y la parte superior 2c del alojamiento impide la penetración del medio del flujo en el alojamiento 2.
18. Convertidor de flujo de acuerdo con la reivindicación 1 , caracterizado porque el cono de turbina 1 y el alojamiento 2 están firmemente unidos entre sí y porque entre ambos se halla un rodete 34 de la turbina en rotación 34, el diámetro de cuyo núcleo no supera el de la parte inferior de cono 1 e y que en su contorno tiene palas dispuestas 35, que están dispuestas opuestamente a las del cono en sentido ascendente y que. en su. extensión radial no superan el diámetro máximo del cono de turbina 1 .
19. Convertidor de flujo de acuerdo con las reivindicaciones 1 y 18, caracterizado porque el sellado del rodete en rotación 34 con respecto al alojamiento 2 y cono de turbina 1 tiene lugar por medio de sellos de laberinto 36, anillos de sellado radial para ejes 37 y sellos por anillo deslizante 38.
20. Convertidor de flujo de acuerdo con la reivindicación 1 , caracterizado porque la parte inferior 2d puede estar configurada ahusada en eje vertical con respecto a la parte superior 2c del alojamiento y de la placa de fundación 4.
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Families Citing this family (25)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102009060763A1 (de) 2009-12-30 2011-07-07 Habek, Nenad, Dr., 86154 Geometrische Anordnung von Teilen eines Energiewandlers
CN101874993A (zh) * 2010-05-25 2010-11-03 上海立源水处理技术有限责任公司 直列桨式流体混合器
DE102010022936A1 (de) 2010-06-05 2011-12-08 P.E.A.C.E.-Power Water And Wastewater Gmbh Konvexe Strömungsturbine
DE102010022935A1 (de) 2010-06-05 2011-12-08 P.E.A.C.E.-Power Water And Wastewater Gmbh Konkave Strömungsturbine
DE102010045413A1 (de) 2010-09-15 2012-03-15 P.E.A.C.E.-Power Water And Wastewater Gmbh Strömungswandler
GB2487403A (en) * 2011-01-20 2012-07-25 Sea Lix As Conical helical rotor
JP2012255369A (ja) * 2011-06-08 2012-12-27 Hiroyasu Mikami 風力利用システム
GB2493973B (en) * 2011-08-26 2015-04-15 Dyson Technology Ltd Rotor assembly for a turbomachine
JP2013174197A (ja) * 2012-02-27 2013-09-05 Ntn Corp 水力発電装置
CN103147910A (zh) * 2013-03-10 2013-06-12 韩汶冀 车用风力发电机
DE102014004506A1 (de) 2014-03-25 2016-01-21 Christoph Oelsner Fischökologische Wasserkraftanlage
CN104976033A (zh) * 2015-04-21 2015-10-14 李德生 泄水漩涡涡轮发电系统
CN105003389B (zh) * 2015-07-20 2017-12-26 中国华能集团清洁能源技术研究院有限公司 一种海上风电和海洋潮流能联合发电装置
CN105736228B (zh) * 2016-02-02 2017-12-15 河海大学 一种带对数螺旋形叶片的水平轴潮流能水轮机
CN106560558B (zh) * 2016-11-07 2018-12-28 浙江海洋大学 滩涂养殖海藻围垦结构
CN106593745B (zh) * 2016-12-29 2019-01-15 南京仟亿达新能源科技有限公司 一种带球面螺旋形叶片的冷却塔用双转轮水轮机
CN106870244B (zh) * 2016-12-29 2018-11-27 河海大学 一种带圆弧螺旋形叶片的冷却塔用双转轮水轮机
CN106640479A (zh) * 2016-12-31 2017-05-10 毛永波 一种轴向流力伸缩叶流轮
WO2018165455A1 (en) 2017-03-09 2018-09-13 Johnson Controls Technology Company Back to back bearing sealing systems
CN109209737A (zh) * 2018-11-20 2019-01-15 安徽能测能控科技有限公司 一种管道发电装置
CN109441692B (zh) * 2018-12-07 2020-12-04 灵璧县浩翔信息科技有限公司 一种旋转机构用端部双控装置
CN112096562A (zh) * 2019-06-02 2020-12-18 胡宽 轴向叶片风力发电机风扇
CN110816799B (zh) * 2019-10-28 2025-07-22 烟台伺维特智能科技有限公司 一种低速螺旋体动力推进器及无人潜航器及电能转换方法
CN110821743A (zh) * 2019-12-24 2020-02-21 广东海洋大学 一种气动式波浪能发电单元及装置
CN111502769A (zh) * 2020-06-11 2020-08-07 岳阳山益科技有限公司 动力源装置

Family Cites Families (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US188020A (en) 1877-03-06 Improvement in wind and water wheels
US1191950A (en) 1915-07-20 1916-07-25 Charles T Custer Water-motor.
FR557189A (fr) 1922-10-07 1923-08-04 Roue motrice à eau
FR827487A (fr) 1937-10-05 1938-04-27 Roue à ailettes actionnée par le vent
GB1539566A (en) * 1975-07-10 1979-01-31 Eckel O Wind turbine
US4218175A (en) * 1978-11-28 1980-08-19 Carpenter Robert D Wind turbine
IN164969B (es) 1984-11-07 1989-07-15 Warren Neville Tyson
DE3731633A1 (de) * 1987-09-19 1989-03-30 Phoenix Ag Kuehlwasserschlauch
JPH05231424A (ja) * 1992-02-24 1993-09-07 Shinagawa Tsushin Keiso Service:Yugen 微小回動角用軸受機構
US5425617A (en) 1992-06-19 1995-06-20 Teran; Antonio A. Constant static pressure runner in an axial flow turbine
DE29721671U1 (de) 1997-11-04 1999-02-04 Hoppe, Jens M. C., 55218 Ingelheim Schraube zur Aufnahme der Energie von fließenden Wasser oder bewegter Luft (Wind)
US6132172A (en) * 1999-06-07 2000-10-17 Li; Wan-Tsai Windmill
US6452287B1 (en) * 1999-06-14 2002-09-17 Ivan Looker Windmill and method to use same to generate electricity, pumped air or rotational shaft energy
US7471009B2 (en) * 2001-09-17 2008-12-30 Clean Current Power Systems Inc. Underwater ducted turbine
CA2467199A1 (en) * 2004-05-19 2005-11-19 Bud T.J. Johnson Wind turbine
US7154193B2 (en) * 2004-09-27 2006-12-26 General Electric Company Electrical machine with double-sided stator
DE102004039817A1 (de) * 2004-08-17 2006-03-30 Selt, Hermann Josef, Dipl.-Des. (FH) Spiralströmungsturbine
DE202006001171U1 (de) 2006-01-25 2007-06-14 Milz, Tobias Wasserkraft-Stromgenerator mit geringer Drehzahl
EP2005558B1 (en) * 2006-03-30 2011-11-30 Clipper Windpower, LLC Electric generator for wind and water turbines
WO2007133538A2 (en) * 2006-05-10 2007-11-22 Viryd Technologies Inc. Fluid energy converter

Also Published As

Publication number Publication date
AU2009267494A1 (en) 2010-01-14
EP2297451A2 (de) 2011-03-23
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US20110175361A1 (en) 2011-07-21
CA2729881A1 (en) 2010-01-14

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