MX2013006448A - Generador hidroelectrico instalado en agua que fluye. - Google Patents

Abstract

La presente invención se refiere a un generador hidroeléctrico instalado en agua que fluye, el cual es colocado dentro de un río que fluye para introducir la corriente de agua dentro del generador, con lo cual se genera energía de acuerdo al flujo del agua. En el generador hidroeléctrico, una entrada de agua (14) es colocada en el lado de la porción superior de un cuerpo cilíndrico (10), y una salida de agua (15) es colocada en el lado de la porción inferior del cuerpo (10). Un canal (12) para mover el agua que fluye tiene una forma espiral y es formado a lo largo de la superficie interna de la parte de pared (11) del cuerpo (10) para conectar así la entrada de agua (14) a la salida de agua (15). Una aleta (50) es rotatoriamente fijada a la parte interna del cuerpo (10), de modo que la aleta (50) es girada adyacente al extremo (13) del canal (12), para mover el agua que fluye. El eje central (53) de la aleta (50) está conectado a un generador (20) colocado en una parte (16) del canal de la superficie superior del cuerpo (10). El generador (20) es sellado del agua por una cubierta (30) y un sellador (40). Un cuerpo (60) de inducción de agua de afluencia es colocado en la entrada de agua (14). El agua que fluye hacia el cuerpo de inducción (60) de agua de afluencia, fluye a lo largo del canal (12) para mover el agua que fluye dentro del cuerpo (10) mientras que es girada para hacer girar la aleta (50).

Description

GENERADOR HIDROELECTRICO INSTALADO EN AGUA QUE FLUYE CAMPO TECNICO La presente invención se refiere a un generador hidroeléctrico instalado en agua que fluye, y más particularmente, a un generador hidroeléctrico instalado en el agua que fluye, capaz de generar electricidad (energía) , al ser instalado en un río corriente, en respuesta al flujo del agua que se deja introducir dentro del generador.

ANTECEDENTES DE LA INVENCION Los métodos generales de generación de electricidad (energía) incluyen una generación de energía hidroeléctrica (energía del agua) utilizando energía hidroeléctrica, una generación de energía térmica que utiliza combustibles fósiles, una generación de energía atómica que utiliza energía nuclear y similares.

Esos métodos de generación requieren instalaciones de generación a gran escala, y una gran cantidad de fuentes de energía para hacer funcionar las instalaciones de generación, y tienen límites sobre los espacios de instalación. Especialmente, debido a la alta dependencia sobre los combustibles fósiles tales como el petróleo y el carbón mineral, las fuentes de energía utilizadas para la generación de energía térmica, en comparación con otros combustibles, la generación de energía térmica provoca problemas tales como agotamiento de recursos. La generación de energía térmica también tiene un problema en que no es amigable con el ecosistema lo cual se refiere a la contaminación del aire y a la fuga de radiación, y tiene un límite sobre el uso permanente debido a los límites en los recursos para la generación de energía.

En consecuencia, para prevenir el agotamiento de recursos debido al uso de petróleo o carbón mineral, diversos desastres debido al calentamiento global, el cual es provocado como consecuencia de la ignición de petróleo o carbón mineral, y la contaminación ambiental debida a diversos contaminantes, los métodos de generación de energía, los cuales son ambientalmente amigables utilizando energía natural tal como la energía solar, la energía de las mareas, las fuerza de las olas, el viento y la energía hidroeléctrica y capaces de utilizar permanentemente fuentes de energía, han sido recientemente desarrollados y aplicados.

Entre otros, los métodos de generación de energía de conversión de energía solar o del viento en energía eléctrica y el almacenamiento de la energía eléctrica en una batería recargable y similares tienen límites considerables sobre el clima y los ambientes. También, la generación por las mareas es meramente aplicable a sitios localmente limitados debido a que es capaz de generar electricidad únicamente cuando es instalada en un área con una gran diferencia entre las maras baja y alta. De manera similar a la generación por las mareas, una generación por la fuerza de las olas puede ser aplicada únicamente a sitios limitados donde las olas son continuamente formadas, de modo que tiene también el limite sobre los sitios de instalación.

Una generación de energía hidroeléctrica requiere lagos o depósitos que almacenan una gran cantidad de agua. En consecuencia, la generación de energía hidroeléctrica es también aplicable únicamente a espacios limitados. La generación de energía hidroeléctrica tiene un límite también sobre el espacio de instalación. Sin embargo, los generadores que utilizan la energía hidroeléctrica proporcionan ventajas ya que un costo de mantenimiento es raramente requerido una vez que es instalado, y la electricidad puede ser generada establemente y de manera semi-permanente .

Mientras tanto, un generador de energía hidroeléctrica general genera electricidad al hacer girar turbinas a través del uso de la fuerza gravitacional del agua que cae proveniente de una posición alta. El generador de energía hidroeléctrica general tiene de este modo un problema de instalación, ya que requiere la construcción de instalaciones a escala relativamente grande, tales como las instalaciones de almacenamiento de agua, instalaciones de generación que son instaladas en lado corriente abajo de una represa, e instalaciones de drenado para descargar el agua utilizada para la generación de energía hacia el río o hacia el mar.

El generador de energía hidroeléctrica de la técnica relacionada, tiene un límite en que la eficiencia de operación del generador es disminuida durante el periodo de escases de agua o sequía para el cual el agua no es completamente almacenada en las instalaciones de almacenamiento de agua.

Para convertir la energía de las mareas con una velocidad de flujo baja o energía del agua que fluye del río en energía de impulsión, las aletas a las cuales es transferida tal energía del agua que fluye, tienen que ser de tamaño grande y de número grande.

Tal generador de energía hidroeléctrica ha sido descrito en la Patente No. 534546. En la invención, un cuerpo de rotación es instalado sobre una banda sinfín, la cual es instalada en paralelo a una dirección de flujo del agua, y un motor es impulsado utilizando la fuerza rotacional del cuerpo de rotación. Aquí, el cuerpo de rotación es instalado sobre la banda sinfín, incluye una pluralidad de aletas, específicamente, placas sobre las cuales el agua es chocada. La pluralidad de aletas para recibir la fuerza del agua que fluye están alineadas en la misma dirección que la dirección de flujo del agua. En consecuencia, las aletas localizadas en la parte posterior reciben una fuerza del agua que fluye que ha sido disminuida por las aletas localizadas en el frente. Por lo tanto, el uso de la fuerza del agua que fluye no es económico.

DESCRIPCION PROBLEMA, TECNICO La presente invención ha sido realizada teniendo en mente los inconvenientes de la técnica relacionada, y un objetivo de la invención es proporcionar un generador hidroeléctrico instalado en el agua que fluye, capaz de aumentar la eficiencia de generación, por medio de la generación de una corriente de agua en la forma de un torbellino al permitir que el agua introducida sea girada, haciendo a la corriente de agua más rápida al permitir que el agua que fluye sea rotada hacia una salida de agua a través de un canal de movimiento de agua en espiral, y haciendo girar las placas de aleta de una aleta por la presión del agua que es continuamente avanzada debido a la corriente rápida del agua.

Otro objetivo más de la invención es proporcionar un generador hidroeléctrico capaz de generar establemente energía por la instalación de manera fija del generador en una porción inferior de una corriente, un río o un canal de irrigación con una velocidad de agua que fluye, para prevenir así la destrucción de un ecosistema en el agua, tal como la migración de los peces, sin interferir con el flujo del agua, para ser ambientalmente amigable, y menos restringido por las condiciones tales como un lugar de instalación y similares, y para manejar adecuadamente los cambios en un estado almacenado del agua y similares, independientemente del cambio en un nivel del agua.

SOLUCION TECNICA Con el fin de lograr los objetivos anteriores, de acuerdo a un aspecto de la presente invención, se proporciona un generador hidroeléctrico instalado en el agua que fluye, que incluye una entrada de agua 14 formada sobre un lado de una porción superior de un cuerpo cilindrico 10, una salida de agua 15 formada sobre un lado de una porción inferior del cuerpo 10, un canal 12 de movimiento de agua formado en una forma espiral a lo largo de una superficie interna de una parte de pared 11 del cuerpo 10 para conectar la entrada de agua 14 y la salida de agua 15 una con la otra, una aleta 50 rotablemente fijada a una parte interna del cuerpo 10, para ser asi girada adyacente a un extremo 13 del canal 12 de movimiento de agua, un generador 20 instalado en una parte del canal 16 de una superficie superior del cuerpo 10 para ser conectada a un eje central 53 de la aleta 50 y sellada por una cubierta 30 y un sellador 40, y un cuerpo de inducción 60 de agua de afluencia instalado en la entrada de agua 14, en donde el agua que fluye introducida en el cuerpo de inducción 60 de agua de afluencia es girado a lo largo del canal 12 de movimiento de agua dentro del cuerpo 10 y la aleta 50 es girada en respuesta a la rotación del agua que fluye, para generar asi la energía.

Aquí, la aleta 50 puede incluir un eje central 53 fijamente insertado a través de los extremos superior e inferior de una porción cilindrica central 51 que está hueca, un extremo superior del eje central 53 que es insertado a través de un centro de la porción superior del cuerpo 10 para ser fijada a un eje de generación del generador 20, para generar así la energía, y una pluralidad de placas de aletas 52 formada sobre una circunferencia de la porción cilindrica central 51, teniendo cada placa de aleta una porción curvada 52-1 que está convexa en una dirección en la que fluye el agua .

El cuerpo 60 de inducción de agua de afluencia puede incluir una estructura 70 y un tubo expandido giratorio 80. La estructura 70 puede incluir una pestaña 71 acoplada a una pestaña formada sobre la entrada de agua 14 del cuerpo 10, una estructura circular 72 que tiene un diámetro 3 a 5 veces más grande que un diámetro de la pestaña 71, una pluralidad de barras estructurales 73 formadas para acoplar fijamente la estructura circular 72 y la pestaña 71 una con la otra, y huecos de rotación 73-1 colinealmente formados sobre porciones extremas de cada barra estructural 73 que están de cara una a la otra.

El tubo expandido giratorio 80 puede incluir un cuerpo 81 de tubo expandido que tiene las barras estructurales 73 fijadas a éste, el cuerpo 81 de tubo expandido tiene una inclinación, rieles de guia 82 que sobresalen a lo largo de una circunferencia externa del cuerpo 81 de tubo expandido, para ser rotablemente insertados dentro de los huecos de rotación 73-1 de la estructura 70, y una pluralidad de aletas de guia 83 fijadas a un diámetro interno del cuerpo 81 de tubo expandido con intervalos predeterminados .

EFECTOS VENTAJOSOS Como se describió anteriormente, el generador hidroeléctrico de acuerdo a la presente descripción puede ser instalado en la porción inferior en el agua que fluye, para hacer que el agua forme un remolino. Esto puede generar una velocidad de flujo más rápida que aquella del agua que fluye, para aumentar asi la eficiencia de generación.

También, cuando es aplicada una fuerza centrifuga al agua a través del canal de movimiento de agua, el agua puede ser girada con formación del remolino para fluir asi a una velocidad rápida. También, mientras que el agua es girada rápidamente, el agua puede continuar golpeando una aleta, dando como resultado el aumento adicional de la eficiencia de generación.

La porción cilindrica central que es hueca puede inducir la rotación suave de la aleta y las placas de aleta pueden ser elaboradas de fibras de carbono que tienen un peso relativamente más alto que el agua para ser girada sin resistencia al peso, separada.

La parte de canal formada sobre la parte superior del cuerpo puede proporcionar un espacio de instalación para el generador. También, un espacio interno de la parte de canal puede tener una forma en que un centro es bajo y un lado externo es alto, lo cual puede facilitar que el agua sea girada hacia afuera.

El cuerpo de inducción de agua de afluencia puede inducir que el agua que fluye sea efectivamente introducida dentro del cuerpo, y el tubo expandido giratorio puede cambiar el flujo del agua en una forma espiral mientras que es girado, tal que el agua puede ser introducida con formación de un remolino.

DESCRIPCION DE LAS FIGURAS La Figura 1 es una vista · en perspectiva de un generador hidroeléctrico instalado en el agua que fluye, de acuerdo con la presente descripción.

La Figura 2 es una vista en planta del generador hidroeléctrico instalado en el agua que fluye, de acuerdo con la presente descripción.

La Figura 3 es una vista seccional del generador hidroeléctrico instalado en el agua que fluye, de acuerdo con la presente descripción.

La Figura 4 es una vista en perspectiva desensamblada del generador hidroeléctrico instalado en el agua que fluye, de acuerdo con la presente descripción.

MEJOR MODALIDAD De aquí en adelante, será dada descripción con más detalle de la configuración y la operación de la presente descripción, con referencia a las figuras anexas. En la explicación de la presente descripción, los términos y palabras empleadas en la especificación y en las reivindicaciones de la presente descripción deben ser interpretados como significados e ideas que cumplen con el alcance técnico de la presente descripción, con base en el principio de que al inventor se le permite definir apropiadamente las concepciones de palabras para describir su invención de la mejor manera.

La presente descripción se refiere a un generador hidroeléctrico, capaz de generar energía utilizando el agua que fluye, al ser instalado en el agua que fluye, tal como un río, que tiene más de una velocidad de flujo predeterminada. En el generador hidroeléctrico, un cuerpo 60 de inducción de agua de afluencia puede ser instalado en una entrada de un cuerpo 10 del generador hidroeléctrico, un canal 12 para mover el agua que fluye (o un canal 12 de movimiento del agua) puede ser formada en una forma espiral tal que el agua introducida por el cuerpo 60 de inducción de agua de afluencia puede ser descargada al ser girada, una aleta 50 que es girada por el agua que fluye a través del canal 12 de movimiento de agua puede ser rotablemente fijada a una parte interna del cuerpo 10, y un extremo superior de un eje central 53 de la aleta 50 puede ser conectada a un generador 20 para generar energía.

Una entrada de agua 14 puede ser formada sobre un lado de una porción superior del cuerpo 10, que es cilindrica y tiene un espacio interno 18. Una salida de agua 15 puede ser formada sobre un lado de una porción inferior del cuerpo 10. Un canal 12 para mover el agua que fluye (o un canal 12 de movimiento de agua) puede ser formado en una forma espiral a lo largo de una superficie interna de una parte de pared 11 del cuerpo 10, para conectar así la entrada de agua 14 y la salida de agua 15 una con la otra. El agua que fluye a través de la entrada de agua 14 puede ser girada a lo largo del canal 12 de movimiento de agua y ser luego descargada a través de la salida de agua 15. Aquí, el agua girada puede fluir a lo largo del canal 12 de movimiento de agua por una fuerza centrífuga.

La aleta 50 puede ser girada por el agua que fluye a lo largo del canal 12 de movimiento de agua, con lo cual se genera energía.

El canal 12 de movimiento de agua puede tener una sección semi-cilindrica . Cada canal semi-cilindrico puede formar una forma en espiral a partir de la entrada de agua 14 hacia la salida de agua 15. La aleta 50 puede ser rotablemente fijada a una parte interna del cuerpo 10, para hacer asi girada adyacente a un extremo 13 del canal 12 de movimiento de agua. El eje central 53 de la aleta 50 puede ser conectado a un generador 20 instalado en una parte del canal 16 de una superficie superior del cuerpo 10.

El generador 20 puede ser sellado del agua por una cubierta 30 y un sellador 40. La energía (electricidad) generada por el generador 20 puede ser almacenada en la parte externa a través de un alambre eléctrico. Una abertura de introducción para el cable eléctrico puede también ser sellada para prevenir la permeación del agua hacia el generador 20.

El cuerpo 60 de inducción de agua de afluencia puede ser instalado en la entrada de agua 14. El agua que fluye, introducida dentro del cuerpo 60 de inducción de agua de afluencia puede ser girada a lo largo del canal 12 de movimiento de agua, dentro del cuerpo 10. En respuesta a la rotación del agua, la aleta 50 puede ser girada para generar energía. El cuerpo 60 de inducción de agua de afluencia es un componente esencial para inducir que el agua sea introducida dentro del cuerpo 10, cuando es instalado en el agua que fluye. El cuerpo 60 de inducción de agua de afluencia puede incluir una estructura 70 y un tubo 80 expandido giratorio.

La estructura 70 puede incluir una pestaña 71 que es acoplada a una pestaña 14-1 formada sobre la entrada de agua 14, y una estructura circular 72 que tiene un diámetro 3 a 5 veces mayor que un diámetro de la pestaña 71.

La estructura circular 72 y la pestaña 71 pueden ser fijamente acopladas una con la otra por una pluralidad de barras estructurales 73. Los huecos de rotación 73-1 pueden ser colinealmente formados sobre porciones extremas de cada barra estructural 73 que están una de cara a la otra. Un cojinete, tal como un cojinete de cerámica, para facilitar la rotación del tubo expandido giratorio 80, puede ser instalado sobre cada hueco de rotación 73-1.

El tubo expandido giratorio 80 puede incluir un cuerpo 81 de tubo expandido al cual se fijan las barras estructurales 73. El cuerpo 81 de tubo expandido puede tener una forma de una trompeta con una inclinación. Los rieles de guia 82 pueden sobresalir a lo largo de una circunferencia externa del cuerpo 81 de tubo expandido. Los rieles de guia 82 pueden ser insertados dentro de los huecos de rotación 73-1 de la estructura 70, tal que el tubo expandido giratorio 80 puede ser rotablemente fijado.

Una pluralidad de aletas de guia 83 pueden sobresalir sobre un diámetro interno del cuerpo 81 de tubo expandido, con intervalos predeterminados. Las aletas de guia 83 pueden ser fijadas en una forma espiral, tal que el agua introducida puede ser naturalmente girada cuando ésta fluye hacia adentro. Cuando el cuerpo 81 de tubo expandido es girado, el agua introducida puede ser girada más rápido para ser introducida dentro del cuerpo 10.

La aleta 50 instalada en el cuerpo 10 puede incluir un eje central 53 que es fijamente insertado a través de los extremos superior e inferior de una porción cilindrica central 51 que está hueca. Un extremo superior del eje central 53 puede ser insertado a través de un centro superior del cuerpo 10 para ser fijado a un eje de generación del generador 20, permitiendo la generación de energía.

Una pluralidad de placas de aleta 52 de la aleta 50 pueden ser formadas sobre una circunferencia de la porción cilindrica central 51. Cada una de las placas de aleta 52 puede ser provista con una porción curvada 52-1 que es convexa en una dirección en la que fluye el agua. Una superficie de cada placa de aleta 52 que está de cara a la dirección en que es introducida el agua, puede ser cóncava. Estas estructuras pueden inducir la mejor rotación de la aleta 50 por el agua.

El agua girada puede ser introducida dentro del cuerpo 10 siendo girada para formar un flujo en una forma de tornado. En consecuencia, el agua puede ser girada más rápidamente para ser descargada hacia afuera.

Claims (1)

REIVINDICACIONES

1. Un generador hidroeléctrico instalado en agaa que fluye, caracterizado porque comprende: una entrada de agua formada sobre una superficie lateral de una porción superior de un cuerpo cilindrico; una salida de agua formada sobre una superficie lateral de una porción inferior del cuerpo; un canal de movimiento de agua formado en una forma en un espiral a lo largo de una superficie interna de una parte de pared del cuerpo, para conectar la entrada de agua y la salida de agua una con la otra; una aleta rotablemente fijada a una parte interna del cuerpo, para ser girada adyacente a un extremo del canal de movimiento de agua; un generador instalado en una parte del canal de una superficie superior del cuerpo, para ser conectado a un eje central de la aleta, siendo sellado el generador por una cubierta y un sellador; y un cuerpo de inducción de agua de afluencia instalado en la entrada de agua, en donde el agua que fluye, introducida dentro del cuerpo de inducción de agua de afluencia, es girada a lo largo del canal de movimiento de agua, dentro del cuerpo y la aleta es girada en respuesta a la rotación del agua para generar la energía, en donde la aleta comprende un eje central fijamente insertado a través de los extremos superior e inferior de una porción cilindrica central que está hueca, un extremo superior del eje central es insertado a través de un centro de la porción superior del cuerpo, para ser fijado a un eje de generación del generador para generar la^ energía, y una pluralidad de placas de aleta formadas sobre una circunferencia de la porción cilindrica central, cada placa de aleta tiene una porción curvada que está convexa en una dirección en la que fluye el agua, en donde el cuerpo de inducción de agua de afluencia comprende una estructura y un tubo expandido giratorio, en donde la estructura comprende una pestaña acoplada a una pestaña formada sobre la entrada de agua del cuerpo, una estructura circular que tiene un diámetro 3 a 5 veces mayor que un diámetro de la pestaña, una pluralidad de barras estructurales formadas para acoplar fijamente la estructura circular y la pestaña una con la otra, y huecos de rotación colinealmente formados sobre porciones extremas de cada barra estructural que están una de cara a la otra, y en donde el tubo expandido giratorio 80 comprende un cuerpo de tubo expandido que tiene la barras estructurales fijadas a éste, el cuerpo de tubo expandido tiene una inclinación, rieles de guía que sobresalen a lo largo de una circunferencia externa del cuerpo de tubo expandido para ser giratoriamente insertado dentro de los huecos de rotación de la estructura, y una pluralidad de aletas de guia fijadas a un diámetro interno del cuerpo de tubo expandido con intervalos predeterminados.