19© OFICINA ESPAÑOLA DEPATENTES Y MARCAS

ESPAÑA

11© Número de publicación: 2 302 65221© Número de solicitud: 20070276451© Int. Cl.:

F03B 17/02 (2006.01)

12© PATENTE DE INVENCIÓN B1

22© Fecha de presentación: 22.10.2007

43© Fecha de publicación de la solicitud: 16.07.2008

Fecha de la concesión: 27.10.2009

45© Fecha de anuncio de la concesión: 11.11.2009

45© Fecha de publicación del folleto de la patente:11.11.2009

73© Titular/es: Enric Pedro PalomerAvda. Jaume Recoder, 7608301 Mataró, Barcelona, ES

72© Inventor/es: Pedro Palomer, Enric

74© Agente: Marqués Morales, Juan Fernando

54© Título: Instalación para la generación de energía eléctrica mediante empuje hidrostático.

57© Resumen:Instalación para la generación de energía eléctrica me-diante empuje hidrostático.La instalación está dotada de al menos un aparato, provis-to de sendas compuertas de entrada y de salida de agua,que comprende un depósito contenedor estático; un ém-bolo, desplazable con holgura en sentido vertical por elinterior del depósito contenedor; y unos medios de trans-misión de dicho movimiento en un movimiento rotatorio.El émbolo se sostiene mediante flotación por un flotadorsobre el cual están dispuestos y unidos a él unos mediospara la retención de agua, que comprenden un depósitomóvil adaptado para apoyarse de forma estanca sobre elflotador durante parte de la trayectoria de descenso delémbolo, estando la compuerta de salida abierta, y paraevacuar el agua contenida y verterla en el fondo del de-pósito contenedor, estando la compuerta de salida cerra-da, ejerciéndose una fuerza de empuje ascendente en elflotador que provoca su ascenso.

Aviso: Se puede realizar consulta prevista por el art. 37.3.8 LP.ES

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Venta de fascículos: Oficina Española de Patentes y Marcas. Pº de la Castellana, 75 – 28071 Madrid

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DESCRIPCIÓN

Instalación para la generación de energía eléctrica mediante empuje hidrostático.

Sector técnico de la invención

La invención se refiere a una instalación para obtener energía eléctrica a partir de energía hidráulica, y en concretoa partir de la flotación de los cuerpos sumergidos en líquidos.

Antecedentes de la invención

Existen varios tipos de instalaciones destinadas a obtener energía hidráulica transformable en energía eléctrica deun modo limpio y seguro a partir de la flotación de cuerpos dispuestos en un depósito por el interior del cual circulaun líquido.

Ejemplos de dichos aparatos que configuran dichas instalaciones los encontramos descritos en los documen-tos ES461890, a nombre del solicitante, ES479952 de JOAQUÍN MONTE GONZÁLEZ, y GB2231368 de AURHYDROPOWER LTD. Dichos aparatos tienen en común la utilización de un depósito contenedor provisto de unaentrada y de una salida para un líquido, generalmente agua provinente de una fuente natural, tal como el agua de unrío, un lago, un embalse o similar, el cual está destinado a circular por el interior del depósito. En el interior del citadodepósito contenedor está ubicado un flotador, constituido generalmente por un cuerpo hueco. El conjunto compuestopor el depósito y el flotador está configurado de tal modo que dicho flotador puede desplazarse en sentido ascendente ydescendente, alternativamente, por el interior del depósito que lo contiene, a modo de émbolo, en función del volumende líquido contenido en cada instante en el depósito contenedor.

La entrada y la salida del líquido provistas en el depósito, incorporan una válvula de admisión y expulsión, res-pectivamente, que permiten regular la cantidad de agua almacenada en cada instante en el depósito. Así, mientras laválvula de expulsión se mantiene cerrada y la válvula de admisión se mantiene abierta, la cantidad de líquido contenidoen el depósito aumentará progresivamente, provocando el movimiento ascendente del flotador alojado en el depósito.Por el contrario, mientras la válvula de expulsión se mantenga abierta y la válvula de admisión cerrada, la cantidad delíquido contenido en el depósito disminuirá progresivamente, provocando en este caso el movimiento descendente delflotador. Naturalmente, mediante unos elementos mecánicos pertinentes, tal como un conjunto biela-cigüeñal, el mo-vimiento alternativo lineal del flotador es transformado en un movimiento rotativo, a partir del cual se puede obtenerpor ejemplo energía eléctrica de un modo bien conocido por un experto en la técnica.

Una de las principales ventajas de dichas instalaciones frente a otros tipos de instalaciones de energía hidráulicade mayor envergadura y más centralizadas, es el fácil suministro de energía a lo largo de grandes distancias, gracias ala fácil distribución de instalaciones a lo largo de los ríos o canales.

No obstante, el principal problema de las instalaciones antes mencionadas es que presentan una baja eficiencia quelas hace inoperativas. Es pues un objetivo de la presente invención dar a conocer una instalación mucho más rentabley con un rendimiento para obtener energía eléctrica mucho mayor que el de las instalaciones actualmente conocidas,basadas en obtener energía eléctrica a partir de la flotación de los cuerpos sumergidos en líquidos.

Explicación de la invención

La instalación de la presente invención elimina todos los inconvenientes mencionados del estado de la técnica,especialmente de instalaciones del tipo de las que están dotadas de al menos un aparato que comprende un depósitocontenedor estático cuyo fondo está permanentemente lleno, al menos parcialmente, de un líquido, tal como agua, pro-cedente de una fuente inagotable como por ejemplo un río, un lago, un embalse o similar; un émbolo, desplazable conholgura en sentido vertical ascendente y descendente por el interior del depósito contenedor, por la presión hidrostáticaque ejerce el agua acumulada en cada momento en el fondo del depósito contenedor, entre un punto muerto inferior(pmi), en el que el émbolo queda separado del fondo del depósito contenedor, y un punto muerto superior (pms) y vi-ceversa; y unos medios de transmisión de dicho movimiento del émbolo en sentido vertical ascendente y descendenteen un movimiento rotatorio de un eje o en cualquier otro, estando provisto el aparato de sendas compuertas de entraday de salida de agua a través de las cuales el agua entra y sale por gravedad, estando la compuerta de entrada situada aun nivel superior que la compuerta de salida.

En esencia la instalación se caracteriza porque el émbolo comprende un flotador, adaptado para sostener medianteflotación el émbolo; y unos medios para la retención de agua entrante en el aparato dispuestos por encima del flotadory unidos a él, adaptados para retener un determinado volumen de agua durante una parte de la trayectoria de la carrerade descenso del émbolo desde el pms, estando la compuerta de salida abierta, y para evacuarlo y verterlo en el fondodel depósito contenedor estando la compuerta de salida cerrada y siendo el volumen de agua evacuado suficiente paraque ejerza una fuerza de empuje ascendente en el flotador que provoque la carrera de ascenso del émbolo. Debido alos medios para la retención de agua se puede verter el volumen de agua necesaria para provocar la carrera de ascensode un modo rápido y eficaz.

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Según otra característica de la invención, los medios para la retención de agua del émbolo comprenden un depósitomóvil, provisto de al menos una abertura, adaptada para quedar cerrada de forma estanca cuando el depósito móvil seapoya sobre el flotador, siendo apropiado el depósito móvil para retener un volumen de agua predeterminado.

Según otra característica de la invención, el depósito móvil comprende una estructura vertical unida al flotador; unreceptáculo, adosado por la parte interior de la estructura vertical, de forma deslizable, ejerciendo la estructura verticalde guía del receptáculo; y unos medios de posicionamiento para solidarizar el receptáculo a la citada estructura vertical.

De acuerdo con otra característica de la invención, el depósito móvil de los medios para la retención de agua delémbolo está adaptado para apoyarse y quedar cerrado de forma estanca sobre el flotador siendo apropiado para retenerun volumen de agua predeterminada y que será expulsada por todo el contorno inferior del depósito móvil, mediantela retención del receptáculo mientras el flotador sigue su descenso hasta llegar al pmi, quedando una abertura en suparte inferior predeterminada entre el depósito móvil y el flotador que permite su vaciado con rapidez.

Otro aspecto destacable de la instalación objeto de la invención es que los medios de posicionamiento comprendenal menos una cavidad fija al receptáculo del depósito móvil de los medios para la retención de agua; y un elementode soporte, fijado a la estructura vertical y dotado de unos medios elásticos que presionan un elemento de rodadura,todo ello dispuesto de modo que, al estar alineados el elemento de rodadura con la cavidad, éste tiende a introducirseen la cavidad mientras los medios elásticos los mantienen mutuamente presionados, bloqueándose de este modo eldesplazamiento vertical del receptáculo del depósito móvil de los medios para la retención de agua respecto de laestructura vertical.

La instalación según la invención, se caracteriza además porque el aparato comprende además un depósito superiorfijo al depósito contenedor adaptado para recibir directamente el agua entrante a través de las compuertas de entraday para acumularla, que está dotado de unos medios de vaciado en su base que permiten la salida controlada del aguaacumulada; y porque los citados medios para la retención de agua están adaptados para recibir el agua vaciada deldepósito superior fijo y contenerla sobre el citado flotador del émbolo.

De acuerdo con otra característica de la invención la instalación se caracteriza porque los medios de vaciadocomprenden, en el fondo del depósito superior fijo, al menos dos planchas unidas articuladamente, adaptadas para, apartir de una posición plana en la que obstaculizan la salida de agua a través de unas aberturas de salida, ser desplazadasuna respecto la otra al recibir un empuje de unas extensiones provistas a tal efecto en la parte superior del flotador delémbolo, adoptando una posición plegada en la que permiten el vertido de agua fuera del depósito superior fijo a travésde-las citadas aberturas de salida y llenar los medios de retención.

La instalación según la invención, se caracteriza además porque los medios de vaciado comprenden una pluralidadde planchas situadas consecutivamente y recubriendo toda la superficie del fondo del depósito superior fijo, de modoque al recibir el empuje ascendente de las extensiones permiten el rápido vaciado de agua del depósito superior fijo.

Según otra característica de la invención, los flotadores de los émbolos están provistos de una compuerta de accesoen su parte superior, a través de la cual es posible introducir y extraer elementos de lastre del interior de los mismos.

Otro aspecto destacable de la instalación es que comprende dos aparatos estando sus respectivos émbolos acopladosentre sí con la función de permitir que, cuando el émbolo del primer aparato realiza la carrera de ascenso, el émbolodel segundo aparato realiza la carrera de descenso, y viceversa.

Conforme a otra característica de la invención los aparatos son de dimensiones y proporciones semejantes, siendosus correspondientes émbolos de igual peso, y porque los respectivos depósitos contenedores están dispuestos a unmismo nivel.

Breve descripción de los dibujos

En los dibujos adjuntos se ilustra, a título de ejemplo no limitativo, dos formas de realización de la instalaciónobjeto de la invención. En dichos dibujos:

las Figs. 1 a 6 representan vistas esquemáticas en sección de respectivas secuencias de un ciclo completo delfuncionamiento de un aparato de una instalación según la invención;

las Figs. 7 y 8 son sendas vistas esquemáticas en sección de los detalles de unos medios de vaciado y de unosmedios de posicionamiento de la instalación de las Figs. 1 a 6, respectivamente; y

las Figs. 9 y 10 son sendas vistas seccionadas en planta y en alzado, respectivamente, de otro modo de realizaciónde la instalación constituida por dos aparatos.

Descripción detallada de los dibujos

La instalación objeto de la presente invención está constituida por al menos un aparato 1 encargado de convertir laenergía hidráulica en energía cinética por gravedad, que posteriormente podrá ser transformada en energía eléctrica.

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Dicha instalación es operativa con un solo aparato 1 o con más de uno situados en serie. En la presente descripcióndetallada se explica una variante preferente en el que la instalación está constituida por dos aparatos 1 y 1’. Opcional-mente, una instalación mayor puede estar formada por múltiples instalaciones como la variante preferente.

En las Figs. 1 a 6 se aprecia un aparato 1 de los dos, equivalentes, que configuran una instalación según unarealización preferida de la invención, quedando un segundo aparato 1’ oculto detrás del primero. En las Figs. 9 y 10 semuestra otro modo de realización de la instalación, apreciándose dos aparatos 1 y 1’. Se observa que en dichas Figs. 1a 10 se han utilizado las mismas referencias numéricas para designar partes análogas o componentes equivalentes enambas realizaciones de la instalación según la invención. En ambos casos, el aparato 1, y por analogía el aparato 1’, estáconstituido por un depósito contenedor 2 estático cuyo fondo está permanentemente lleno, al menos parcialmente, deagua 3, procedente de un río 30; por un émbolo 4, desplazable con holgura en sentido vertical ascendente y descendentepor el interior del depósito contenedor 2, por la presión hidrostática que ejerce el agua acumulada en cada momentoen el fondo del depósito contenedor 2, entre un punto muerto inferior (pmi), en el que el émbolo 4 queda separado delfondo del depósito contenedor 2, y un punto muerto superior (pms) y viceversa; y por unos medios de transmisión dedicho movimiento del émbolo 4 en sentido vertical ascendente y descendente en un movimiento rotatorio de un eje,no representados.

Se considera conveniente en la transformación del movimiento vertical ascendente y descendente en giratorio, porejemplo mediante bielas o engranajes y cremalleras, el uso de volantes de inercia para sincronizar con la velocidad deun generador convencional. Por otro lado, se prevé que los aparatos 1 y 1’ que forman la instalación estén conectadosentre ellos comprendiendo iguales proporciones de modo que sus movimientos son alternos y de sentido contrario, esdecir, mientras el émbolo 4 del aparato 1 asciende, el émbolo 4’ del otro aparato 1’ desciende, y viceversa.

También se observa en la Fig. 1 que el aparato 1 está dotado de sendas compuertas de entrada 6 y de salida 7 deagua, preferentemente tipo guillotina y de plancha inoxidable, cuya abertura y cierre se coordina con los movimientosde elevación y descenso del émbolo 4. Para una mejor claridad de los dibujos sólo se ha representado una compuertade entrada 6 y otra de salida 7, aunque se considera preferible la existencia de múltiples compuertas de entrada 6 y desalida 7, situadas en las proximidades del pms y pmi respectivamente, que permitan la rápida entrada y salida de aguapara acelerar el ritmo de funcionamiento y generar más energía.

Se aprecia que el émbolo 4 comprende un flotador 8, adaptado para sostener mediante flotación el émbolo 4, yunos medios para la retención de agua 5, dispuestos por encima del flotador 8 y unidos a él. Preferentemente, elflotador 8 es de hormigón armado, hueco y con capacidad para elevar el peso del agua que pueda contener los mediospara la retención de agua 5. Por otro lado, los medios para la retención de agua 5 están adaptados para acumular undeterminado volumen de agua durante una parte de la trayectoria de la carrera de descenso desde el pms del émbolo4, estando la compuerta de salida abierta 7, y para evacuarlo y verterlo en el fondo del depósito contenedor 2 estandola compuerta de salida 7 cerrada, de modo que el volumen de agua evacuado es suficiente para que ejerza una fuerzade empuje ascendente en el flotador 8 que provoque la carrera de ascenso del émbolo 4 hasta el pms, tal y como seexplicará más detalladamente a continuación.

En la Fig. 1 se aprecia el aparato 1 en el momento en que las compuertas de entrada 6 se han cerrado, habiendoentrado en el depósito contenedor 2 un nuevo volumen de agua 3’, provinente de un río 30, temporalmente almacenadoen un depósito superior fijo 9. Este depósito superior fijo 9 está situado en la parte superior del depósito contenedor2, quedando suspendido de unas vigas 13 fijas y apoyadas al depósito contenedor 2. Del ciclo anterior, el depósitocontenedor 2 acumula un volumen de agua antiguo 3 que mantiene el émbolo 4 en el pms por el empuje hidrostáticoascendente en el flotador 8.

La abertura de unos medios de vaciado 10 del depósito superior fijo 9 permite la evacuación del agua 3’ contenida ysu transvase directamente en los medios para la retención de agua 5, que en la Fig. 1 envuelven el depósito superior fijo9, tal y como indican las flechas F1. Debido al empuje hidrostático ascendente en el flotador 8, el émbolo 4 se mantieneen el pms soportando el peso del agua 3’ contenida en los medios para la retención de agua 5 vertida del depósito fijo9. Aún así, el peso de dicha agua 5 provoca un ligero descenso del émbolo 4. Este descenso es aprovechado paratransmitir una señal de activación para la abertura de las compuertas de salida 7, preferentemente unas tres o cuatro,provocando el rápido vaciado parcial del agua 3 acumulada en la parte del depósito contenedor 2 inmediatamenteinferior al flotador 8. Todo ello provoca el descenso del émbolo 4 debido a la bajada de nivel de agua 3 contenida enel fondo del depósito contenedor 2 y al del agua 3’ contenida en los medios para la retención de agua 5 vertida deldepósito fijo 9 (Fig. 2).

Los medios para la retención de agua 5 del émbolo 4 comprenden un depósito móvil 51 provisto de al menos unaabertura 52 adaptada para quedar cerrada de forma estanca por el flotador 8, cuando el depósito móvil 51 se apoyasobre el citado flotador 8, siendo además el citado depósito móvil 51 apropiado para retener un volumen de agua 3’predeterminado.

El depósito móvil 51 representado está formado por una estructura vertical 11, unida al flotador 8, y por un recep-táculo 12 laminar, adosado a la estructura vertical 11 por la parte interior, de forma deslizable, ejerciendo la estructuravertical 11 de guía del receptáculo 12 laminar. Preferentemente, la estructura vertical 11 está formada por viguetasverticales dispuestas formando un espacio cuadrangular y adaptadas para resistir el empuje del agua 3’ cuando eldepósito móvil 51 está lleno. Evidentemente, la sección del aparato 1 puede ser distinta a la cuadrangular, como por

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ejemplo circular, y en todo caso la disposición de las viguetas verticales de la estructura vertical 11 seria similar a ladel contorno del aparato. La estanqueidad de dicho depósito móvil 51 se consigue mediante la formación del recep-táculo 12 laminar mediante láminas o chapas de acero inoxidable, adosadas y soldadas entre ellas en el interior de laestructura vertical 11.

Además, el depósito móvil 51 comprende unos medios de posicionamiento 20 para solidarizar el receptáculo 12laminar a la citada estructura vertical 11, los cuales se explicarán detalladamente más adelante.

Dicho receptáculo 12 laminar del depósito móvil 51 es de contorno complementario al del depósito contenedor 2y sus bordes delimitan unas aberturas superior e inferior, estando el canto inferior adaptado para apoyarse, de formaestanca, sobre la base superior del flotador 8 del émbolo 4. Evidentemente, la abertura inferior 52 del depósito móvil51 podría estar compuesta por más de una abertura distribuidas por la parte lateral del receptáculo 12 laminar o estandoprovisto el receptáculo 12 laminar de una base o tapa inferior, por aberturas practicadas en la citada base.

De este modo, el depósito móvil 51 de los medios para la retención de agua 5 sostienen el nuevo volumen de agua3’ sobre el flotador 8 durante una parte de la trayectoria de la carrera de descenso del émbolo 4, debido al vaciado deagua 3 por las compuertas de salida 7, hasta la posición representada en la Fig. 2 en la que se cierran las compuertasde salida 7. En dicha posición, el receptáculo 12 laminar del depósito móvil 51 de los medios para la retención deagua 5 es detenido por unos topes 27 solidarios al depósito contenedor 2, que lo separan del flotador 8 que continuasu descenso por el peso del agua 3’ situada encima, tal y como indica la flecha F2.

La estructura del depósito contenedor 2 es preferentemente de forma prismática cuadrangular y de hormigón arma-do. Las compuertas de salida 7 dispuestas en el depósito contenedor 2 están a una altura de su fondo aproximadamenteigual a la quinta parte de la altura del flotador 8. De este modo, el depósito contenedor 2 está permanentemente, almenos parcialmente, lleno de agua 3. Esta agua 3, permanentemente retenida en el depósito contenedor 2, produceel frenado en el final de carrera descendente del émbolo 4 (Fig. 3) y contribuye a producir nuevamente su elevación,como se explica más adelante.

Como ya se ha dicho, el frenado del receptáculo 12 laminar del depósito móvil 51 de los medios para la retenciónde agua 5 mediante los topes 27 permite la separación entre la abertura inferior 52 del depósito móvil 51 y la basesuperior del flotador 8. Esta separación provoca el cese de la estanqueidad entre la abertura inferior 52 del receptáculo12 laminar del depósito móvil 51 y la base superior del flotador 8, por lo que el agua contenida en los citados mediospara la retención de agua 5 fluye hacia fuera de los mismos, vertiéndose hacia el fondo del depósito contenedor 2 através de todo el contorno inferior del receptáculo 12 laminar del depósito móvil 51, tal y como indican las flechas F3,aumentándose el volumen de agua 3 contenida en el fondo del depósito contenedor 2. Simultáneamente, las compuertasde entrada 6, abiertas, dejan paso a un nuevo volumen de agua provinente del río 30.

El empuje vertical experimentado por el flotador 8 debido al volumen de agua 3 desplazado por el mismo provocasu ascenso tal y como indica la flecha F4 en la Fig. 4. Los mencionados medios de posicionamiento 20 provistos enla estructura vertical 11 están adaptados para solidarizar el receptáculo 12 laminar del depósito móvil 51 a la citadaestructura vertical 11, es decir, están adaptados para soportar el peso del receptáculo 12 laminar del depósito móvil51 de los medios para la retención de agua 5 y mantenerlo a una distancia de evacuación, entre la abertura inferior52 del receptáculo 12 laminar del depósito móvil 51 de los medios para la retención de agua 5 y la base superior delflotador 8. De este modo, el agua contenida en el depósito móvil 51 de los citados medios para la retención de agua 5que todavía no ha sido vertida fuera del mismo puede fluir hacia el fondo del depósito contenedor 2.

En la posición representada en la Fig. 4, se aprecia como el borde superior del receptáculo 12 laminar del depósitomóvil 51 de los medios para la retención de agua 5 topa con las vigas 13 que sostienen el depósito superior fijo 9,de modo que se detiene el ascenso del receptáculo 12 laminar del depósito móvil 51 de los medios para la retenciónde agua 5. En consecuencia, como el flotador 8 sigue la carrera de ascenso impulsado por el empuje del agua 3, losmedios de posicionamiento 20 ceden por la presión transmitida por dicho empuje, liberando el receptáculo 12 laminardel depósito móvil 51 y permitiendo que éste caiga por su propio peso desplazándose verticalmente, deslizándose porla estructura vertical 11, hasta que topan los bordes de su abertura inferior 52 con la base superior del flotador 8, tal ycomo se aprecia en la Fig. 5. También en la misma Fig. 5 se indica con una flecha F5 la continuación de la carrera deascenso del flotador 8.

En la Fig. 6 se ha representado el momento en que se accionan los medios de vaciado 10 del depósito superior fijo9 y se reinicia el ciclo a partir de la posición representada y comentada correspondiente a la Fig. 1. En el ejemplo derealización, la energía cinética desarrollada en cada ciclo descendente, por gravedad, depende de la caída del peso delagua desplazada, el recorrido del émbolo 4 y el tiempo transcurrido para ello.

En la Fig. 7 se aprecia un detalle de los medios de vaciado 10 en el momento de ser accionados para permitir lasalida del agua 3’ contenida en el depósito superior fijo 9. Dichos medios de vaciado 10 comprenden en el fondo deldepósito superior fijo 9, un conjunto de planchas 15 y 15’ unidas articuladamente. Inicialmente, las planchas 15 y 15’están dispuestas coplanarias horizontalmente obstaculizando el paso del agua 3’ por unas aberturas de salida 17. Paraaccionar los medios de vaciado 10, las planchas 15 y 15’ son desplazadas una respecto la otra al recibir un empuje deunas extensiones 14 provistas a tal efecto en la parte superior del flotador 8 del émbolo 4, elevándolas (flecha F6) yobligando a su inclinación debido a su propio peso y al del agua 3’ situada encima, tal y como indican las flechas F7.

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De este modo el agua 3’ fluye a través de las aberturas de salida 17 (flechas F8) y puede verterse sobre la base superiordel flotador 8 o, lo que es lo mismo, sobre la abertura inferior 52, cerrada herméticamente, del receptáculo 12 laminardel depósito móvil 51 de los medios para la retención de agua 5, no representados.

En la Fig. 8 se aprecia en detalle que los medios de posicionamiento 20, antes mencionados, que están distribuidosregularmente preferentemente al menos dos por cada una de las cuatro caras de la estructura vertical 11 del depósitomóvil 51 de los medios para la retención de agua 5. Dichos medios de posicionamiento 20 comprenden, cada uno,una cavidad 21 fija al receptáculo 12 laminar del depósito móvil 51 de los medios para la retención de agua 5, y unelemento de soporte 22, fijado a la estructura vertical 11 y, por lo tanto, solidario al flotador 8. Dicho elemento desoporte 22 está dotado de un muelle 23 que presiona un vástago 24 por uno de sus extremos estando dotado en suextremo opuesto de un elemento de rodadura 25, tal como una bola de acero inoxidable o un casquete eférico. De estemodo, al estar alineados el elemento de rodadura 25 con la cavidad 21, éste tiende a introducirse en la cavidad 21mientras el muelle 23 los mantiene mutuamente presionados, bloqueándose de este modo el desplazamiento verticaldel receptáculo 12 laminar del depósito móvil 51 de los medios para la retención de agua 5 respecto de la estructuravertical 11. Por otro lado, cuando los medios de posicionamiento 20 son sometidos a una fuerza mayor al peso delreceptáculo 12 laminar del depósito móvil 51 de los medios para la retención de agua 5, el elemento de rodadura 25empuja el vástago 24 venciendo la fuerza del muelle 23 y tiende a deslizarse fuera de la cavidad 21 fija al receptáculo12 laminar, pudiéndose desplazar verticalmente el receptáculo 12 laminar del depósito móvil 51 de los medios para laretención de agua 5 respecto el flotador 8. Para poderse graduar con precisión y solventar posibles desajustes, se haprevisto que los medios de posicionamiento 20 comprendan un tornillo roscado 26 para adecuar la compresión a laque se somete el muelle 23.

En las Figs. 9 y 10 se puede apreciar una vista en planta y otra en alzado, respectivamente, de una segunda forma derealización de la instalación según la invención. La instalación comprende dos aparatos 1 y 1’ con sus correspondientesdepósitos contenedores 2 y 2’ y sus correspondientes émbolos 4 y 4’, estando los depósitos contenedores 2 y 2’dispuestos a un mismo nivel.

En las Figs. 9 y 10 se puede apreciar que los dos aparatos 1 y 1’ y sus respectivos componentes son iguales enmedidas. Dichos aparatos 1 y 1’ están diseñados preferentemente para ser dispuestos semi-soterrados, evitándose deeste modo la entrada accidental de agua, por ejemplo en el caso de crecidas del cauce del río. Como ya se ha dichoanteriormente, los émbolos 4 y 4’ se conectan a unos medios, en sí conocidos pero no representados, de transmisióndel movimiento en sentido vertical ascendente y descendente de los mismos en un movimiento rotatorio de un eje.En la Fig. 10 se aprecia que los depósitos superiores fijos 9 y 9’ comprenden en el centro de sus respectivas basesun espacio cerrado hueco 18 adaptado para ser atravesado por una barra que transmita el movimiento ascendente ydescendente de cada émbolo 4 y 4’ a los mecanismos que han de transformar dichos movimientos en giratorio de uneje para conectar a un generador eléctrico convencional.

Se entiende que los émbolos 4 y 4’ están acoplados entre sí de manera que, cuando el émbolo 4 del aparato1 realiza la carrera de ascenso, el émbolo 4’ del aparato 1’ realiza la carrera de descenso, y viceversa. Los pesosde los émbolos 4 y 4’ serán iguales mediante lastre, compensándose mutuamente y manteniendo un equilibrio quefavorece el rendimiento y producción al mismo tiempo que regulan y sincronizan el movimiento de ambos. Por ello,los flotadores 8 de los émbolos 4 y 4’ están provistos de una compuerta de acceso en su parte superior, a través dela cual es posible introducir y extraer elementos de lastre 19 del interior de los mismos (Fig. 10). Naturalmente, losdos aparatos 1 y 1’, cuyos émbolos 4 y 4’ están acoplados a un mismo eje, si conviniera, pueden estar construidos,y en este caso parcialmente soterrados, a cierta distancia entre ellos. También se contempla que la instalación quedeprotegida mediante paredes y techumbre de modo que pueda ser transitable sin peligro.

En las instalaciones con dos aparatos, el sistema empleado para la entrada y la salida del agua será el mismo queel de un solo aparato no obstante, al compartir una pared de unión entre ambos aparatos, será a través de compuertasde salida 7 y 7’ situadas en las restantes paredes por las cuales se realizará la expulsión de agua de cada aparato, queen el ejemplo no se ha representado para simplificar el dibujo.

Referente a las compuertas de entrada 6 y 6’, funcionarán de manera similar independientemente del número deaparatos de la instalación, es decir, mediante compuertas tipo guillotina, con planchas de acero inoxidable adaptadaspara realizar movimientos ascendentes y descendentes alternos. En la parte superior, en donde quedan alineadas lascaras de dos aparatos adyacentes, se prevé que estén instaladas las compuertas de entrada 6 y 6’ del agua del río, detal modo que se llenen los depósitos superiores fijos 9 y 9’ de cada aparato 1 y 1’, respectivamente, en cada embolada.

En las Fig. 10, se aprecia que en el interior de los depósitos contenedores 2 y 2’ están dispuestos unas guíasverticales 31 metálicas, preferentemente de un material inoxidable tal como acero inoxidable, destinadas a guiar ensu desplazamiento a los émbolos 4 y 4’. La sección transversal de dichas guías verticales 31 puede estar configuradaen forma de U, por el interior de la cual se desplazan unos elementos de rodadura o deslizamiento 32 dispuestosen las paredes laterales de los émbolos 4, 4’. De este modo, se impide el movimiento transversal de los émbolos 4,4’ en el interior de sus correspondientes depósitos contenedores 2 y 2’, a la vez que se facilita su desplazamientovertical.

Evidentemente las dimensiones de la instalación se adecuaran a las características de su emplazamiento, siendo deespecial relevancia el desnivel existente y el caudal de agua disponible. Para la admisión y la expulsión de agua al río

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30 se prevé el uso de canales conectados con el mismo y la instalación. Naturalmente, a más recorrido del émbolo 4,más producción de energía se obtendrá.

Como ejemplo práctico de realización de una instalación según la invención, puede citarse el siguiente:

Medidas interiores del depósito superior fijo 9:

- Base cuadrada: 2’45 m x 2’45 m

- Altura total: 1’50 m

- Capacidad total de agua contenida: 9 m3 (9.000 L)

Medidas interiores del depósito móvil 51 de los medios para la retención de agua 5:

- Base cuadrada: 2’50 m x 2’50 m

- Altura total: 1’45 m

- Capacidad total de agua contenida: 9 m3 (9.000 L)

Medidas exteriores del flotador 8:

- Base cuadrada: 2’60 m x 2’60 m

- Altura total: 1’36 m

- Capacidad de elevación: 9.126 kg

Longitud del recorrido total del émbolo 4: 1’5 m

Altura total aproximada del aparato 1 desde el nivel de entrada del agua hasta el nivel de expulsión: 3’80 m.

La configuración de las compuertas de entrada debe permitir un llenado de 9 m3 cada seis segundos en cada aparatoen un ciclo completo, aproximadamente.

Por lo tanto, en una instalación de dos aparatos 1 y 1’ la energía cinética producida en total será la masa de aguatotal utilizada en cada embolada (9000 Kg) y ciclo de dos emboladas (18.000 kg) por el recorrido de 1’50 m divididopor el tiempo de recorrido de seis segundos, aproximadamente. El caudal de agua utilizada por los dos aparatos 1 y 1’es de 18 m3 (18.000 L) cada seis segundos. Que para seis segundos requiere un caudal de 18 m3/6 s = 3 m3/s.

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REIVINDICACIONES

1. Instalación para la generación de energía eléctrica mediante empuje hidrostático dotada de al menos un aparato(1, 1’), que comprende un depósito contenedor (2; 2’) estático cuyo fondo está permanentemente lleno, al menosparcialmente, de un líquido, tal como agua (3), procedente de una fuente inagotable como por ejemplo un río (30), unlago, un embalse o similar; un émbolo (4; 4’), desplazable con holgura en sentido vertical ascendente y descendentepor el interior del depósito contenedor, por la presión hidrostática que ejerce el agua acumulada en cada momentoen el fondo del depósito contenedor, entre un punto muerto inferior (pmi), en el que el émbolo queda separado delfondo del depósito contenedor, y un punto muerto superior (pms) y viceversa; y unos medios de transmisión de dichomovimiento del émbolo en sentido vertical ascendente y descendente en un movimiento rotatorio de un eje o encualquier otro, estando provisto el aparato de sendas compuertas de entrada (6) y de salida (7) de agua a través de lascuales el agua entra y sale por gravedad, estando la compuerta de entrada situada a un nivel superior que la compuertade salida, caracterizada porque el émbolo comprende un flotador (8), adaptado para sostener mediante flotación elémbolo; y unos medios para la retención de agua (5) entrante en el aparato dispuestos por encima del flotador y unidosa él, adaptados para retener un determinado volumen de agua durante una parte de la trayectoria de la carrera dedescenso del émbolo desde el pms, estando la compuerta de salida abierta, y para evacuarlo y verterlo en el fondo deldepósito contenedor estando la compuerta de salida cerrada y siendo el volumen de agua evacuado suficiente para queejerza una fuerza de empuje ascendente en el flotador que provoque la carrera de ascenso del émbolo.

2. Instalación según la reivindicación 1 caracterizada porque los medios para la retención de agua (5) del émbolo(4) comprenden un depósito móvil (51), provisto de al menos una abertura (52), adaptada para quedar cerrada de formaestanca cuando el depósito móvil se apoya sobre el flotador (8), siendo apropiado para retener un volumen de aguapredeterminado.

3. Instalación según la reivindicación 2 caracterizada porque el depósito móvil (51) comprende una estructuravertical (11) unida al flotador (8); un receptáculo (12), adosado por la parte interior de la estructura vertical, de formadeslizable, ejerciendo la estructura vertical de guía del receptáculo laminar; y unos medios de posicionamiento (20)para solidarizar el receptáculo a la citada estructura vertical.

4. Instalación según la reivindicación 3 caracterizada porque el depósito móvil (51) de los medios para la retenciónde agua (5) del émbolo (4) está adaptado para apoyarse y quedar cerrado de forma estanca sobre el flotador (8) siendoapropiado para retener un volumen de agua predeterminada y que será expulsada por todo el contorno inferior deldepósito móvil, mediante la retención del receptáculo (12) mientras el flotador sigue su descenso hasta llegar al pmi,quedando una abertura en su parte inferior predeterminada entre el depósito móvil y el flotador que permite su vaciadocon rapidez.

5. Instalación según la reivindicación 3 o 4 caracterizada porque los medios de posicionamiento (20) comprendenal menos una cavidad (21) fija al receptáculo del depósito móvil de los medios para la retención de agua (5); y unelemento de soporte (22), fijado a la estructura vertical (11) y dotado de unos medios elásticos (23) que presionanun elemento de rodadura (25), todo ello dispuesto de modo que, al estar alineados el elemento de rodadura con lacavidad, éste tiende a introducirse en la cavidad mientras los medios elásticos los mantienen mutuamente presionados,bloqueándose de este modo el desplazamiento vertical del receptáculo (12) del depósito móvil (51) de los medios parala retención de agua respecto de la estructura vertical.

6. Instalación según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores caracterizada porque el aparato (1) com-prende además un depósito superior fijo (9, 9’) al depósito contenedor (2, 2’) adaptado para recibir directamente elagua (3) entrante a través de las compuertas de entrada (6) y para acumularla, que está dotado de unos medios devaciado (10) en su base que permiten la salida controlada del agua acumulada; y porque los citados medios para laretención de agua (5) están adaptados para recibir el agua vaciada del depósito superior fijo y contenerla sobre el citadoflotador (8) del émbolo (4, 4’).

7. Instalación según la reivindicación 6 caracterizada porque los medios de vaciado (10) comprenden, en el fondodel depósito superior fijo (9, 9’), al menos dos planchas (15, 15’) unidas articuladamente, adaptadas para, a partir deuna posición plana en la que obstaculizan la salida de agua a través de unas aberturas de salida (17), ser desplazadasuna respecto la otra al recibir un empuje de unas extensiones (14) provistas a tal efecto en la parte superior del flotador(8) del émbolo (4, 4’), adoptando una posición plegada en la que permiten el vertido de agua fuera del depósito superiorfijo a través de las citadas aberturas de salida y llenar los medios de retención de agua (5).

8. Instalación según la reivindicación 7 caracterizada porque los medios de vaciado (10) comprenden una plura-lidad de planchas (15, 15’) situadas consecutivamente y recubriendo toda la superficie del fondo del depósito superiorfijo (9, 9’), de modo que al recibir el empuje ascendente de las extensiones (14) permiten el rápido vaciado de aguadel depósito superior fijo.

9. Instalación según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores caracterizada porque los flotadores (8) delos émbolos (4, 4’) están provistos de una compuerta de acceso en su parte superior, a través de la cual es posibleintroducir y extraer elementos de lastre (19) del interior de los mismos.

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10. Instalación según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores caracterizada porque comprende dos apa-ratos (1, 1’) estando sus respectivos émbolos (4, 4’) acoplados entre sí con la función de permitir que, cuando elémbolo (4) del primer aparato (1) realiza la carrera de ascenso, el émbolo (4’) del segundo aparato (1’) realiza lacarrera de descenso, y viceversa.

11. Instalación según la reivindicación 10 caracterizada porque los aparatos (1, 1’) son de dimensiones y pro-porciones semejantes, siendo sus correspondientes émbolos (4, 4’) de igual peso, y porque los respectivos depósitoscontenedores (2, 2’) están dispuestos a un mismo nivel.

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OFICINA ESPAÑOLA DEPATENTES Y MARCAS

ESPAÑA

11© ES 2 302 652

21© Nº de solicitud: 20070276422© Fecha de presentación de la solicitud: 22.10.2007

32© Fecha de prioridad:

INFORME SOBRE EL ESTADO DE LA TÉCNICA

51© Int. Cl.: F03B 17/02 (2006.01)

DOCUMENTOS RELEVANTES

Categoría 56© Documentos citados Reivindicacionesafectadas

Categoría de los documentos citadosX: de particular relevanciaY: de particular relevancia combinado con otro/s de la

misma categoríaA: refleja el estado de la técnica

O: referido a divulgación no escritaP: publicado entre la fecha de prioridad y la de presentación

de la solicitudE: documento anterior, pero publicado después de la fecha

de presentación de la solicitud

El presente informe ha sido realizado

�5 para todas las reivindicaciones � para las reivindicaciones nº:

Fecha de realización del informe Examinador Página

05.06.2008 M. Bescós Corral 1/1

X DE 3423575 A1 (JAHN MANFRED) 09.01.1986, página 9, 1,6-8,10,línea 17 - página 10, línea 12; figuras 3-4. 11

Y 9

Y ES 2262446 A1 (PEDRO PALOMER ENRIC) 16.11.2006, columna 6, 9líneas 23-35; columna 7, líneas 5-44; reivindicaciones 4-6,8;figuras 2-3.

A 1,5

A US 4083186 A (JACKSON et al.) 11.04.1978, columna 3, 1,2,5,9,10línea 25 - columna 6, línea 14; figuras 2-3.

A FR 2534320 A1 (BECART SERGE) 13.04.1984, página 1, 1,10,11línea 1 - página 5, línea 30; figura 1.