Patent CO-2022008240-A1 (CO)
Title: Mch-a2 hidraenergy cau300 x
Inventor: GÓMEZ NARANJO CÉSAR
IPC: F03G3/00
Filed: 2022-06-13
Abstract: I. CAPÍTULO DESCRIPTIVO Descripción General de la Invención.  La presente invención se refiere a un Generador de Energía Hidromecánica (Generador Hidráulico) que a partir de la energía cinética accionada por la fuerza del movimiento del agua, acciona una turbina [figura 5], [Esquema D] transformando dicha energía cinética en energía mecánica; Sistema inspirado por principios físicos como leyes de Bernoulli, Boyle, Pascal y Arquímedes, que permiten que las fuerzas de los fluidos por presión y succión sean calculadas; Así, recreando estas condiciones de fuerza cinética por gravedad y presión, se puede generar directa e independientemente otras fuerzas (presión y succión) ejercidas por recipientes con tuberías [7] (que a su vez hacen de soporte de la estructura) desde la parte más alta [Esquema A2 y C], a través de un caudal total de salida en la parte inferior [3] con las mismas dimensiones que el total del caudal de entrada [7] del mismo recipiente [1 y 6], y que succionando desde arriba, logra un fluido hidrodinámico en ocho tubos o Tubería Octagonal [3] que al caer sobre otro recipiente [36] debajo del primero [1] retirado unos metros, <<este segundo recipiente llamado Tanque de Abastecimiento>> [36] donde está conectada por medio de la tubería octagonal [3] a la Turbina Banki [5] que recibe el fluido, y a su vez está también conectado a un tercer recipiente [6] mediante un gran tubo inclinado llamado Tubo de abastecimiento [35]. A este tercer recipiente o Tanque de Reciclaje [6] que justo debajo del primero [1], están conectadas al tiempo las tuberías de succión [7], para que se obtenga nuevamente el agua desde el fondo de este último recipiente [6] para reciclar el proceso.   Este sistema conlleva a que la energía cinética que recibe la Turbina Banki [5], sea transformada a energía mecánica a través de sus aspas [21], para transferirse a un Generador de Inducción Asincrónico [22] a través de un eje rotor [19] para convertirla en energía eléctrica.   El encendido se consigue a través de ocho válvulas de retención o Check [17] y una Compuerta de Caudal [2a, 2b] junto de una Válvula de Despresurización [8a, 8b], que haciendo posible recrear las condiciones iniciales que activen el sistema para su encendido, estas llevará a que la Turbina Banki [Figura 5] se mueva por la fuerza inercial del fluido (hidromecánico) ejercida sobre las aspas [21].   Condiciones de Encendido y Punto de Autonomía del Equilibrio Perdurable.  Es así que todo el mecanismo inicialmente antes de activarse, se permite que con la presión, vaciado y llenado adecuados de agua y aire introducidos, permita activar el sistema para llevarlo seguidamente a una duradera autonomía y una suficiente fuerza hidromecánica para la transformación a energía eléctrica; recreando así después con el sistema activo en esta autonomía inicial, la introducción de nuevas configuraciones para que con presiones atmosféricas adecuadas en los tanques [1, 6 y 36], se mantengan estas nuevas condiciones que permiten llevar al control de un Punto de Autonomía de Equilibrio Perdurable ininterrumpido e Indeterminado.  Autonomía y Movimiento Cíclico no perpetuo.  A diferencia de una Pequeña Central Hidroeléctrica (PCH), la Micro Central Hidroeléctrica Autónoma (MCH-A2) de aproximados seis metros de alto, reutiliza la misma agua depositada en el Tanque Inferior de reciclaje [6] [Esquema C] para alimentar el sistema como una fuente de Herón , que aunque se ha comprobado tampoco es de movimiento perpetuo, las posibilidades que existen de un funcionamiento ininterrumpido e indeterminado [muy perdurable], dependen de las aplicaciones directas entre la presión que ejerce el líquido y la presión termodinámica de compensación que interviene en la ecuación, junto del reciclaje del movimiento del fluido que puede conservar la reducción de las pérdidas.   Sistema Neumático de Re-Compensación del Punto de Autonomía del Equilibrio Perdurable.  Esto se consigue gracias a que como todo sistema hidráulico y como generador hidráulico especialmente o máquina hidráulica , opera de forma distinta en sus diferencias de presión, y en este caso los tanques superior [1] e inferior [6], permiten que la perdurabilidad de autonomía funcional eficiente, se mantenga equilibrada gracias a la re-compensación directa y proporcional entre la presión baja (por debajo a 14,69 PSI) del tanque superior [1] y la presión alta del tanque inferior [6] (por encima de 15 PSI) sin pérdidas de energía potencial, y que ejercida la hidrodinámica por gravedad (Energía Potencial = m*g*h) y succión, sin pérdidas considerables de esta energía, tanto la presión y el inyectado de agua introducidos en los tanques se mantenga proporcionalmente. Por lo tanto, de esta forma la presión atmosférica, velocidad y presión del caudal de entrada y salida de los Tanques, debe equilibrarse asincrónicamente con un Circuito Neumático Automatizado para lograr que el agua (energía cinética) que recibe la Turbina Banki [5] a través de la caída del líquido por la unión de los Tubos Octagonales [3], sea la misma cantidad de fluido (Caudal) que succionan los ocho Tubos de Succión [7] que con las mismas dimensiones, evita una desproporción del fluido y por tanto de sus fuerzas dinámicas.   Circuito Neumático Automatizado Para mantener siempre el Punto de Autonomía del Equilibrio Perdurable de la MCH-A2, donde existiendo condiciones de funcionamiento ininterrumpido, estable y exento de energías adicionales externas para su eficiencia, es posible y se prevé que las pérdidas “en algún momento” desestabilizarán su perdurabilidad de autonomía desequilibrando así, su independencia funcional (ininterrumpida), en un momento no determinado (indeterminado). Para ello, El Circuito Neumático Automatizado, conectado a los tanques [1 y 6] de la MCH-A2, que estarán compuestos de dos sensores digitales conectados por un lado: uno a un Vacuostato de Vacio de una Bomba de Vacio y, el otro sensor a un Presostato de un Compresor de Aire, y por el otro lado: a un Microcontrolador MCU que permite solo en el momento adecuado, cuando se detecte la descompensación del Punto de Autonomía del Equilibrio Perdurable de la MCH-A2, activar [encender] según el caso de los sensores, el Compresor de Aire para inyectar aire presurizado al MCH-A2, o encender la Bomba de Vacio para extraerlo.   Las conexiones neumáticas del Circuito Neumático Automatizado, irán conectadas por las Válvulas Neumáticas Superiores [40] del Tanque Superior [1] muy cercanos posibles y en juego con el Vacuómetro [29] y, a las Válvulas Inferiores [41] del Tanque Inferior de reciclaje [6] muy cercanos posibles y en juego con el Barómetro [31]. Los demás detalles de este sistema serán reivindicados para el tratamiento de la presentación de esta patente, en la medida de la construcción y resultados de funcionalidad del prototipado.   Descripción Física y Mecánica (Preparación del Sistema). Condiciones para Encendido.  Con la Inyección de Agua: Con tres tanques de agua, uno elevado [1] y dos en la superficie del suelo separados estos dos últimos en una distancia aproximada de cinco metros y medio, conforman el sistema de energía potencial, de abastecimiento y de reciclaje de todo el fluido hidrodinámico del la MCH-A2. Como se puede observar en el Esquema C y A1, el agua tenderá a circular bajo gravedad (Energía Potencial= m*g*h), presión y succión, esta última (succión) que será una fuerza contraria directa y proporcional en parte del sistema; entonces inicialmente tanto la Tapa Estanca [16] del Tanque Superior [1] como todas las Perillas [28] de las ocho Válvulas Check [17], estarán completamente abiertas, y los cierres automáticos de las Válvulas sin seguro, que permitan el fluido en su dirección estándar programada. La Compuerta de Caudal [2b] en la parte inferior estará debidamente cerrada, pero la Compuerta de Caudal [2a] en la parte Superior estará debidamente abierta; entonces solo así se podrá preparar el sistema para la inyección de Agua.   El Tanque Superior de Succión [1] será llenado con aproximado un 80% de agua de su capacidad total, pero primero y sin que antes se asegure que se han llenado correctamente cada uno de los Ocho Tubos de la Tubería Octagonal [3] con el contenido requerido adicional, haciéndose manual y lentamente sin permitirse dejar aire dentro de ninguno de los tubos de esta.   Después del anterior procedimiento, una vez asegurado que la Tubería Octagonal [3] no ha quedado con aire en su interior y que el Tanque Superior ahora contiene un 80% de llenado de agua de su capacidad total, y por tanto no totalmente lleno, al cerrar la Tapa Estanca [16] se ha dejando aire en su interior a presión atmosférica o equivalente a una atmósfera. Este tanque [1] totalmente hermético, que conecta por su Tapa Superior [15] con ocho tubos [7] de 4.5” pulgadas (Ø114.30mm) cada uno, distribuidos a la misma distancia entre ellos y doblando con uniones que bajan por fuera del Tanque [1] de forma vertical sirviendo además, de soporte de contención elevada con base de apoyo y calibre suficiente para sostenerse desde el Tanque Inferior de reciclaje a toda la estructura elevada [6] .   Estos ocho tubos [7] que a su vez están sellados con sus Válvulas Check [17] abiertas y con cierres automáticos y sin seguro, cada una en la parte más alta donde dobla cada unión de los Tubos [7], lograrán que el fluido del agua los atraviese desde el Tanque Inferior [6] al Superior [1], solo y cuando ya estén llenos estos [7], para que sea fácil de “encaudalar” o dirigir el caudal sin una gran resistencia inicial al nivel del llenado total de estos hasta sus perillas [28], cuando se apliquen las demás fuerzas de presión adicional y succión, y se logre que fluya el líquido en una sola dirección desde el Tanque Inferior [6] hasta el Superior [1], que iniciará solo hasta cuando la Compuerta del Caudal [2b] se abra; lo que permitirá que la presión de succión ejercida por la presión atmosférica inferior a 14,69 PSI o menor a una Atmosfera ( -1 ATM), ocasionada por la presión del Agua ejercida por el peso de su masa por la altura y la gravedad, logre abrir las válvulas Check [17] para dejar fluir el agua, con la ayuda de las demás fuerzas configuradas.    Pero para que esto último suceda, es entonces necesario proceder a llenar dichos Tubos de Succión [7], y para que ello se logre adecuadamente, se deben llenar primero los tanques de Abastecimiento [36] y de Reciclaje [6]. El llenado de agua del Tanque de Reciclaje [6] deberá hacerse en un 70 % de su capacidad cilíndrica desde su base hasta el Anillo del Tanque [12] o, hasta la altura de 105 cm desde su fondo; y el llenado de agua del Tanque de Abastecimiento [36] deberá hacerse también en un 70 % de su capacidad cilíndrica, desde su base hasta el Anillo del Tanque [39] o, hasta la altura de 105 cm desde su fondo. Para hacerlo con el primer Tanque [6], se deberá introducir el agua por la Tapa del Tanque Inferior [13], y para el Tanque de Abastecimiento [36], retirando totalmente la Válvula de Descompresión [8b], para introducir el agua por el agujero descubierto. Para el llenado de estos Tanques [6, y 36], se debe prever adicional e igualmente, el llenado también del Tubo de Abastecimiento [35] hasta los niveles donde ambos Tanques [6 y 36] lo permitan por su nivel de llenado normales.   Con la Inyección de Aire: Dejando retirado aún la Válvula de Descompresión [8b] del Tanque de Abastecimiento [36], y permitiendo que la Válvula Neumática Superior [40] del Tanque Superior de Succión [1], permita la salida temporal de aire desde el interior para su encendido (o abriendo nuevamente la Tapa Estanca [16]), se empezará a inyectar aire presurizado al Tanque Inferior de Reciclaje [6] por medio de su Válvula Neumática Inferior [41]; la presión atmosférica que deberá alcanzar el Tanque Inferior de Reciclaje [6] en su interior, deberá ser tal (superior a 15 PSI) que el agua al bajar de nivel dentro de este, debe introducirse por los Tubos de Succión [7] y subir hasta el nivel de sus llaves o Válvulas Check [17] que dejaran pasar el aire al igual que escaparse temporalmente del Tanque [1]. Además y por consecuencia también, el agua deberá empujar su propia masa por el Tubo de Abastecimiento [35] hasta lograr que el nivel del agua del Tanque de Abastecimiento [36] ahora supere el nivel del agua del Tanque de Reciclaje [6], dejando su nivel de agua por consecuencia al nivel del llenado del Tubo de Abastecimiento [35]. Con lo anterior se debe asegurar que el Tanque de Abastecimiento [35] no supere en agua más del 80% de su capacidad cilíndrica, desde su base hasta el Anillo del Tanque [39] o, no supere el nivel de agua hasta la altura de 120 cm desde su fondo.   Ahora, cerrando la Tapa Estanca [16] del Tanque Superior de Succión [1] y/o la Válvula Neumática Superior [40], y asegurándose también que todas las Válvulas Check [17] sigan abiertas y con sus cierres automáticos sin seguro, se ha finalizado y procedido a recrearse las condiciones iniciales que activarán el sistema para su encendido.  Nuevas Condiciones para alcanzar el Punto de Autonomía del Equilibrio Perdurable.   Como equilibrio perdurable no perpetuo, la conservación de la energía de la MCH-A2 será limitada por el segundo principio de la termodinámica, donde la energía se disipará mediante algunas pérdidas como sería mediante el calor y la evaporación, o fuerzas contrarias como la succión o presión atmosféricas encontradas. Las Nuevas Condiciones para Alcanzar un Punto de Autonomía del Equilibrio Perdurable no perpetuo, será directamente proporcional a la re-compensación de esas pérdidas mediante la inyección de aire presurizado o vaciado del mismo, al sistema del MCH-A2 mediante el Circuito Neumático Automatizado (o semiautomático o manual). Los demás detalles de este sistema serán reivindicados para el tratamiento de la presentación de esta patente, en la medida de la construcción y los resultados de la funcionalidad del prototipado.