ES1311948U - Hydro generator (Machine-translation by Google Translate, not legally binding) - Google Patents
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Abstract
Description
DESCRIPCIÓN DESCRIPTION
Generador hidráulico Hydro generator
Sector técn ico Technical sector
La invención pertenece al sector de la ingeniería hidráulica y la generación de energía renovable. Se enfoca en el desarrollo de sistemas de generación de energía mecánica y eléctrica a partir de corrientes de agua, optimizando la captura y conversión de la energía cinética del agua en entornos naturales y artificiales. The invention belongs to the field of hydraulic engineering and renewable energy generation. It focuses on the development of systems for generating mechanical and electrical energy from water currents, optimizing the capture and conversion of water kinetic energy in natural and artificial environments.
Estado de la técnica State of the art
Existen diversos sistemas de generación de energía hidráulica que utilizan ruedas hidráulicas, turbinas y otros mecanismos para convertir la energía del agua en energía mecánica o eléctrica. Estos sistemas suelen tener limitaciones en términos de eficiencia, especialmente en corrientes de agua de baja velocidad o en condiciones de flujo variable. Además, muchas soluciones existentes requieren modificaciones significativas del entorno acuático, lo que puede tener un impacto ambiental adverso. There are various hydropower generation systems that use water wheels, turbines and other mechanisms to convert water energy into mechanical or electrical energy. These systems often have limitations in terms of efficiency, especially in low-velocity water streams or under variable flow conditions. In addition, many existing solutions require significant modifications to the aquatic environment, which can have an adverse environmental impact.
Por lo tanto, la presente invención proporciona un generador hidráulico susceptible de ser instalado de forma no invasiva en corrientes de agua naturales, por ejemplo ríos, o artificiales, como por ejemplo canales, acequias u otras canalizaciones artificiales; teniendo dicho generador una configuración de sus palas que mejora la transferencia continua de energía hidráulica de una pala a otra, mejorando la transferencia de energía, y permite un flujo de agua más natural y menos restringido a lo largo del sistema, para diferentes condiciones del flujo de agua. Therefore, the present invention provides a hydraulic generator capable of being installed in a non-invasive manner in natural water courses, for example rivers, or artificial ones, such as canals, ditches or other artificial conduits; said generator having a configuration of its blades that improves the continuous transfer of hydraulic energy from one blade to another, improving the transfer of energy, and allowing a more natural and less restricted flow of water along the system, for different water flow conditions.
La configuración del generador hidráulico objeto de la presente invención, se explica con detalle en los apartados siguientes. The configuration of the hydraulic generator object of the present invention is explained in detail in the following sections.
Explicación de la invención Explanation of the invention
La invención propone un generador hidráulico que consiste en al menos dos elementos rotativos que pueden ser ruedas, poleas, piñones o ruedas dentadas entre las cuales se desplaza un elemento de transmisión como una correa, banda o un conjunto de cadenas. Nótese que cualquier elemento equivalente a los citados anteriormente u otros entran dentro del alcance de la presente invención. The invention proposes a hydraulic generator consisting of at least two rotating elements that can be wheels, pulleys, sprockets or toothed wheels between which a transmission element such as a belt, band or a set of chains moves. Note that any element equivalent to those mentioned above or others fall within the scope of the present invention.
A lo largo del elemento de transmisión se distribuye un conjunto de palas. Estas palas no están dispuestas de manera tradicional; en lugar de extenderse a lo largo de todo el espacio de rodadura y estar orientadas perpendicularmente al flujo de agua, cada una de las palas adopta una forma curva convergente hacia la zona media de la banda. Esta curvatura ocupa aproximadamente la mitad del espacio de rodadura y está diseñada para captar el flujo de agua y dirigirlo hacia la siguiente pala. De este modo, una pala está dispuesta con un extremo en el extremo del elemento de transmisión y el otro extremo en un punto situado entre la zona media del elemento de transmisión y el extremo opuesto, sin llegar a dicho extremo opuesto. La pala siguiente, está dispuesta simétricamente en el otro extremo de la banda, pero a cierta distancia de la primera, de modo que el flujo de agua que sale de la primera pala es dirigido hacia la siguiente pala. El resto de las palas se disponen sucesivamente según lo explicado a lo largo de toda la banda. Este diseño permite que el agua impulse la pala con mayor fuerza y por más tiempo, incrementando la eficiencia del sistema, ya que se genera un efecto de transferencia de energía sucesiva, donde cada pala aprovecha y amplifica la energía recogida por la pala anterior. Este efecto continuo optimiza el aprovechamiento de la energía hidráulica de la corriente de agua, resultando en una eficiencia energética superior a la de sistemas convencionales. A set of blades is distributed along the transmission element. These blades are not arranged in a traditional way; instead of extending along the entire rolling space and being oriented perpendicular to the water flow, each of the blades adopts a curved shape converging towards the middle of the belt. This curvature occupies approximately half of the rolling space and is designed to capture the water flow and direct it towards the next blade. Thus, one blade is arranged with one end at the end of the transmission element and the other end at a point located between the middle of the transmission element and the opposite end, without reaching said opposite end. The next blade is arranged symmetrically at the other end of the belt, but at a certain distance from the first, so that the water flow leaving the first blade is directed towards the next blade. The rest of the blades are arranged successively as explained along the entire belt. This design allows the water to propel the blade with greater force and for longer, increasing the efficiency of the system, as a successive energy transfer effect is generated, where each blade takes advantage of and amplifies the energy collected by the previous blade. This continuous effect optimizes the use of hydraulic energy from the water flow, resulting in energy efficiency greater than that of conventional systems.
Opcionalmente, la pala está formada por un marco exterior rígido y una parte interior de un material flexible, por ejemplo, un tejido sintético, entre otros, que permite formar una "bolsa de agua”, fomentando así el empuje del agua sobre la pala y maximizando la energía transferida al generador. Esta opción es adecuada para cualquier geometría de la pala . El material flexible en este caso no estaría demasiado tenso respecto al marco, para permitir formar la "bolsa de agua”. Optionally, the blade is made up of a rigid outer frame and an inner part made of a flexible material, for example a synthetic fabric, which allows a “water bag” to form, thus promoting the push of water over the blade and maximising the energy transferred to the generator. This option is suitable for any blade geometry. The flexible material in this case would not be too tight relative to the frame, to allow the “water bag” to form.
Opcionalmente, las palas pueden estar articuladas respecto al elemento de transmisión, de modo que de una forma preferentemente automática cuando salen del agua se pueden orientar en función de la dirección del viento, de modo que la fuerza motriz del viento sobre las palas se suma a la fuerza motriz de la corriente de agua sobre las palas maximizando así la eficiencia del generador. Optionally, the blades can be articulated with respect to the transmission element, so that, preferably automatically, when they leave the water they can be oriented according to the direction of the wind, so that the driving force of the wind on the blades is added to the driving force of the water current on the blades, thus maximizing the efficiency of the generator.
Opcionalmente, el generador incorpora un tercer elemento rotativo situado entre los dos elementos rotativos de los extremos y elevado respecto a dichos elementos de los extremos, formando una configuración triangular. Esta disposición permite una mejor distribución del estrés mecánico y minimiza el riesgo de deformaciones en la banda, reduciendo el desgaste de los componentes y mejorando la durabilidad del sistema. Optionally, the generator incorporates a third rotating element located between the two end rotating elements and elevated with respect to said end elements, forming a triangular configuration. This arrangement allows for better distribution of mechanical stress and minimizes the risk of belt deformations, reducing component wear and improving system durability.
Opcionalmente, el generador incluye un sistema de elevación que permite ajustar la altura o posición del dispositivo en respuesta a variaciones en el nivel del agua, como las crecidas, asegurando un funcionamiento óptimo y protegiendo el equipo de posibles daños. Optionally, the generator includes a lifting system that allows the height or position of the device to be adjusted in response to variations in the water level, such as floods, ensuring optimal operation and protecting the equipment from possible damage.
EL generador se dispone de modo que el elemento de transmisión que discurre entre los dos elementos rotativos y en el caso de la configuración triangular en el lado de mayor longitud, si no fueran los tres lados iguales, se dispone paralela al flujo de agua, con las palas sumergidas en dicho flujo de agua. De este modo, el flujo de agua impulsa las palas y por lo tanto provoca el movimiento de los elementos rotativos. The generator is arranged so that the transmission element runs between the two rotating elements and, in the case of the triangular configuration, on the longest side, if the three sides were not equal, is arranged parallel to the water flow, with the blades submerged in said water flow. In this way, the water flow drives the blades and therefore causes the movement of the rotating elements.
Al menos uno de los elementos rotativos está asociado a un generador eléctrico, de modo que la energía cinética del agua se transforma en energía eléctrica con el generador hidráulico objeto de la presente invención. At least one of the rotating elements is associated with an electric generator, so that the kinetic energy of the water is transformed into electric energy with the hydraulic generator object of the present invention.
Breve descripción de los d ibu jos Brief description of the drawings
Para complementar la descripción que se está realizando y con objeto de ayudar a una mejor comprensión de las características de la invención, de acuerdo con un ejemplo preferente de realización práctica de la misma, se acompaña como parte integrante de dicha descripción, un juego de figuras en donde con carácter ilustrativo y no limitativo, se ha representado lo siguiente: To complement the description being made and in order to help better understand the characteristics of the invention, in accordance with a preferred example of its practical implementation, a set of figures is included as an integral part of said description, in which the following has been represented for illustrative and non-limiting purposes:
La figura 1 muestra una vista en perspectiva del generador hidráulico, según una opción de realización de la presente invención. Figure 1 shows a perspective view of the hydraulic generator, according to an embodiment of the present invention.
La figura 2 muestra una vista inferior del generador hidráulico de la figura 1. Figure 2 shows a bottom view of the hydraulic generator in Figure 1.
La figura 3 muestra una vista de perfil del generador hidráulico de las figuras anteriores en una corriente de agua. Figure 3 shows a profile view of the hydraulic generator of the previous figures in a stream of water.
La figura 4 muestra una vista esquemática de una de las palas del generador, según una opción de realización de la presente invención. Figure 4 shows a schematic view of one of the generator blades, according to an embodiment of the present invention.
Descripción de los modos de realización preferente de la invención Description of the preferred embodiments of the invention
A la vista de las mencionadas figuras, y de acuerdo con la numeración adoptada, se puede observar en ellas un ejemplo de realización preferente de la invención, la cual comprende las partes y elementos que se indican y describen en detalle a continuación. In view of the aforementioned figures, and in accordance with the numbering adopted, one can observe in them a preferred embodiment of the invention, which comprises the parts and elements that are indicated and described in detail below.
El generador hidráulico que consta de tres elementos rotativos (2) entre los cuales se desplaza un elemento de transmisión (1) que forma un bucle cerrado. La disposición de los elementos rotativos forma un triángulo, con uno de los lados del triángulo más largo que los otros dos lados. The hydraulic generator consists of three rotating elements (2) between which a transmission element (1) moves forming a closed loop. The arrangement of the rotating elements forms a triangle, with one of the sides of the triangle longer than the other two sides.
En la realización mostrada el elemento de transmisión (1) es una banda dentada, y los elementos rotativos (2) son ruedas dentadas . In the embodiment shown the transmission element (1) is a toothed belt, and the rotating elements (2) are toothed wheels.
Distribuidas a lo largo del elemento de transmisión o cadenas, estas palas de forma curva optimizan la transferencia de energía desde el agua, mejorando la eficiencia. Distributed along the transmission element or chains, these curved blades optimize the transfer of energy from the water, improving efficiency.
A lo largo del elemento de transmisión (1) se distribuye un conjunto de palas (3), donde cada una de las palas (3) adopta una forma curva convergente hacia la zona media del elemento de transmisión (1). Esta curvatura ocupa aproximadamente la mitad del espacio de rodadura del elemento de transmisión y está diseñada para captar el flujo de agua y dirigirlo hacia la siguiente pala (3). De este modo, una pala (3) está dispuesta con un extremo en el extremo lateral del elemento de transmisión (1) y el otro extremo en un punto situado entre la zona media del elemento de transmisión (1) y el extremo opuesto, sin llegar a dicho extremo opuesto. La pala (3) siguiente, está dispuesta simétricamente en el otro extremo del elemento de transmisión (1), pero a cierta distancia de la primera, de modo que el flujo de agua que sale de la primera pala (3) es dirigido hacia la siguiente pala. El resto de las palas (3) se disponen sucesivamente según lo explicado a lo largo de toda el elemento de transmisión (1). Along the transmission element (1) a set of blades (3) is distributed, where each of the blades (3) adopts a curved shape converging towards the middle area of the transmission element (1). This curvature occupies approximately half of the rolling space of the transmission element and is designed to capture the water flow and direct it towards the next blade (3). Thus, one blade (3) is arranged with one end at the lateral end of the transmission element (1) and the other end at a point located between the middle area of the transmission element (1) and the opposite end, without reaching said opposite end. The next blade (3) is arranged symmetrically at the other end of the transmission element (1), but at a certain distance from the first, so that the water flow leaving the first blade (3) is directed towards the next blade. The rest of the blades (3) are arranged successively as explained along the entire transmission element (1).
El generador hidráulico se dispone sobre una corriente de agua, de forma que las palas (3) situadas en el elemento de transmisión (1) que se encuentra en el lado largo del triángulo formado por los elementos rotativos (2) están totalmente sumergidas en el agua. The hydraulic generator is placed on a stream of water, so that the blades (3) located on the transmission element (1) which is on the long side of the triangle formed by the rotating elements (2) are completely submerged in the water.
Opcionalmente, el generador incluye un sistema de elevación que permite ajustar la altura o posición del dispositivo en respuesta a variaciones en el nivel del agua, como las crecidas, asegurando un funcionamiento óptimo y protegiendo el equipo de posibles daños. Optionally, the generator includes a lifting system that allows the height or position of the device to be adjusted in response to variations in the water level, such as floods, ensuring optimal operation and protecting the equipment from possible damage.
Al menos uno de los elementos rotativos está asociado a un generador eléctrico a través de un eje de salida (4), de modo que la energía cinética que transmite el movimiento del agua a las palas (3) sumergidas en ella, y que por lo tanto se transmite a través del elemento de transmisión (1) a los elementos rotativos (1), se transforma en energía eléctrica. At least one of the rotating elements is associated with an electric generator through an output shaft (4), so that the kinetic energy that transmits the movement of the water to the blades (3) submerged in it, and which is therefore transmitted through the transmission element (1) to the rotating elements (1), is transformed into electrical energy.
En la figura 4 se muestra una de las palas (3) del generador según una opción de realización de la invención. La pala (3) comprende a superficie de contacto superior (31) recta destinada a fijarse al elemento de transmisión (1). La parte externa (32) de la pala, que es la parte que se encuentra debajo del borde del elemento de transmisión (1), también es recta, con el fin de contener el agua, y en la parte interna (33), que es la parte que queda en un punto situado entre la mitad y el extremo opuesto de la banda de rodadura del elemento de transmisión (1) forma un ángulo o curva que culmina en un vértice o ápice situado en el punto medio de la altura de la pala (3). Este diseño promueve la dirección del agua hacia el vértice, creando un punto focal donde la presión hidráulica es máxima y además permite dirigir mas convenientemente el agua hacia la siguiente pala. Figure 4 shows one of the blades (3) of the generator according to an embodiment of the invention. The blade (3) comprises a straight upper contact surface (31) intended to be fixed to the transmission element (1). The external part (32) of the blade, which is the part located below the edge of the transmission element (1), is also straight, in order to contain the water, and the internal part (33), which is the part located at a point between the middle and the opposite end of the tread of the transmission element (1), forms an angle or curve that culminates in a vertex or apex located at the midpoint of the height of the blade (3). This design promotes the direction of the water towards the vertex, creating a focal point where the hydraulic pressure is maximum and also allows the water to be directed more conveniently towards the next blade.
Claims (10)
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