ES1072304U - Colector eolico omnidireccional para turbina de eje vertical. - Google Patents
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Abstract
1. Colector eólico omnidireccional para turbina de eje vertical caracterizado por tener una pluralidad de palas abatibles (1 y 2) que al cerrarse (2) son coplanarias, paralelas, o convergentes a las caras verticales de un prisma recto vertical imaginario (3); por sus respectivos ejes de abatimiento (4) colineales con las aristas verticales de dicho prisma, por los topes de cierre (5) y de máxima apertura (6) de las palas abatibles, y por una pluralidad de palas no abatibles (7) situadas en el interior del mencionado prisma; además de por la estructura de soporte (8) de los elementos del colector eólico omnidireccional, y por la estructura de fijación (9) de éste al lugar donde se vaya a ubicar. 2. Colector éolico omnidireccional según la reivindicación 1, caracterizado porque las palas abatibles (1 y 2) giran libremente en torno a sus respectivos ejes laterales de abatimiento (4) (tal como lo hace una puerta sobre sus goznes) abriéndose hacia el interior del prisma (1) hasta tocarun tope de apertura (6) o cerrándose hasta tocar un tope de cierre (5), describiendo en su recorrido, entre la posición de cierre y de máxima apertura, un ángulo de abatimiento (A) que puede ser idéntico para todas las palas abatibles (1 y 2) y siempre menor de 90º. El número de palas abatibles (1 y 2) será igual al de ejes de abatimiento (4), siendo sus dimensiones variables, con su altura igual o mayor que la de la turbina (10). 3. Colector éolico omnidireccional según las reivindicaciones 1 y 2, caracterizado porque los topes de cierre (5) y apertura (6) pueden ser elementos simples o complejos, en cualquier tipo de material y configuración que asegure un contacto silencioso con la pala, y distribuidos de tal forma que garanticen el bloqueo controlado del abatimiento de cada una de las palas abatibles cuando alcanzan las correspondientes posiciones de cierre (2) y apertura (1). 4. Colector eólico omnidireccional según las reivindicaciones 1 y 2, caracterizado porque sus palasabatibles (1 y 2) únicamente se mueven por empuje del aire y solo cuando el viento cambia de dirección o sentido, permaneciendo siempre el resto del colector inmóvil. 5. Colector eólico omnidireccional según las reivindicaciones 1 y 2, caracterizado porque continuamente tiene palas abatibles (1 y 2) que se encuentran en posición de apertura (1) y palas abatibles que se encuentran en posición de cierre (2). 6. Colector eólico omnidireccional según las reivindicaciones 1 y 2, caracterizado porque, cuando el viento incide sobre él, las palas abatibles que están en posición de máxima apertura (1) siempre se localizan a barlovento. 7. Colector eólico omnidireccional según la reivindicación 1, caracterizado porque las palas no abatibles (7) se sitúan en el interior (3), lo más próximas y paralelas que sea posible a las palas abatibles cuando están en su máxima apertura (1). Las palas no abatibles (7) estarán colocadas sin que entorpezcan el giro de las palas abatibles (1 y 2), adyacentes a los ejes de abatimiento (4), y en número igual o mayor a una, e inferior al número de palas abatibles (1 y 2). 8. Colector eólico omnidireccional según las reivindicaciones 1, 2 y 7, caracterizado porque las palas abatibles (1 y 2) son preferentemente planas y en cualquier material liviano, y las palas no abatibles (7) son preferentemente planas, y en cualquier material. 9. Colector eólico omnidireccional según la reivindicación 1, caracterizado porque la estructura de soporte (8) es de configuración libre, en cualquier material, forma o tamaño, siendo siempre su función la de conseguir la estabilidad de las palas (1, 2, 7), de los ejes (4), de los topes de cierre (6) y apertura (5), y de la turbina (10), así como el buen funcionamiento del colector. 10. Colector eólico omnidireccional según las reivindicaciones 1 y 9, caracterizado porque las palas fijas (7) y los ejes de las palas abatibles (4) pueden hacer funcionar respectivamente como topes de cierre (6) o de apertura (5), y porque pueden formar parte de la estructura soporte (8). 11. Colector eólico omnidireccional según la reivindicación 1, caracterizado porque la estructura de fijación (9) puede ser a la vez estructura de soporte (8), pudiendo estar hecha de cualquier material, forma o tamaño, siendo siempre su función la de alcanzar la estabilidad de la posición del colector y la correcta exposición de éste al viento. 12. Colector eólico omnidireccional según las reivindicaciones 1 y 11, caracterizado porque, en caso de ser necesario, la estructura de fijación (9) dispondrá de elementos de conexión a otros colectores con la finalidad de que trabajen de forma solidaria, en grupos que serán de configuración vertical u horizontal, o una combinación de ambas. 13. Colector eólico omnidireccional según la reivindicación 1, caracterizado porque en el interior del colector se reserva un espacio central cilíndrico vacío (11), suficiente para albergar una turbina de eje vertical (10), preferentemente colineal al eje vertical central de dicho cilindro (11), de forma que la rotación de la turbina (10) no sea impedida por ninguno de los elementos del colector. 14. Colector eólico omnidireccional según las reivindicaciones 1 y 13, caracterizado porque, cuando el viento incide sobre él, entra produciendo empujes directos sobre la turbina (10), generando a la vez una corriente de aire en su interior cuyo caudal produce empujes en el contorno de dicha turbina, que serán siempre favorables al sentido de rotación de ésta, llegando a ser empujadas simultáneamente todas y cada una de sus palas. 15. Colector eólico omnidireccional según las reivindicación 1, caracterizado porque en caso de ser preciso, éste puede estar recubierto exteriormente por una malla, o material altamente permeable al aire, con el fin de impedir el acceso a su interior de animales o personas, asegurando la protección de éstos, y la del colector.
Description
Colector eólico omnidireccional para turbina de
eje vertical.
La presente invención, según se expresa en el
enunciado de esta memoria descriptiva, se refiere a un colector
eólico omnidireccional para turbina de eje vertical, perteneciente
al ámbito de la técnica del sector eólico, al fin de aprovechar la
energía del viento para la producción de electricidad, o para el
bombeo de líquidos.
El colector eólico de la invención ha sido
concebido y realizado con la finalidad de obtener un mayor
rendimiento de las turbinas de eje vertical mediante la captación y
conducción del viento incidente para conseguir empujes en todo el
contorno de la turbina que sean siempre favorables a su sentido de
rotación, y por tanto, eliminando los caudales de aire que puedan
oponerse a dicha rotación; todo mediante un sencillo y económico
sistema que combina el uso de palas abatibles y no abatibles para
controlar la dirección del caudal del aire, aumentando el
aprovechamiento del viento; consiguiéndose una eficacia notablemente
mayor a la obtenida cuando las turbinas actúan por sí solas o por
medios existentes, de análogas finalidades.
El colector eólico omnidireccional consiste en
un sistema inmóvil que alberga una turbina de eje vertical, provisto
exteriormente de una pluralidad de palas abatibles que giran
libremente accionadas por el viento, siempre entre dos topes, y
entorno a sus respectivos ejes verticales laterales de abatimiento;
interiormente dispone de una pluralidad de palas no abatibles.
Su funcionamiento aprovecha el empuje del viento
para abrir las palas abatibles, dejando entre ellas aberturas
verticales que permitirán entrar al aire, controlando su dirección.
Una vez dentro, el viento actuará impulsando directamente a la
turbina y al mismo tiempo creando una corriente que aumentará con el
aporte del aire expulsado por la rotación de dicha turbina; esta
corriente de aire se moverá por el perímetro interior del colector,
en el mismo sentido en que lo hace la turbina, gracias a la
contención del paramento interior vertical que se formará al
cerrarse el resto de las palas abatibles, debido a la presión que
sobre ellas ejercerá el aire desde el interior del colector. Las
palas no abatibles, interceptan dicha corriente de aire,
dirigiéndola desde el perímetro hacia el interior, a la turbina,
generando empujes en todo su contorno. Como resultado siempre se
producen en dicha turbina empujes favorables a su sentido de giro,
llegándose a impulsar directamente y al mismo tiempo todas y cada
una de sus palas, aumentando la velocidad y la potencia de su
rotación; y por tanto incrementando su eficacia, lo que garantiza un
mayor rendimiento de la turbina en su utilización para la producción
de energía eléctrica, o para la extracción y bombeo de líquidos.
Se conocen dos sistemas básicos de colectores
eólicos, que buscan incrementar la impulsión de la turbina que
albergan mediante la captación y concentración del viento con el fin
de embocarlo directamente hacia las palas de ésta.
Dentro de los tipos de colectores conocidos cabe
diferenciar a los de tipo multidireccional, capaces de captar el
aire procedente de cualquier dirección permaneciendo inmóviles, sin
necesidad de orientarse, de los de tipo direccional, que deben
orientarse hacia el viento para que las toberas que emplean puedan
captar el aire incidente.
Es destacable en los colectores eólicos de tipo
direccional su gran eficiencia, toda vez que alcanzada la posición
adecuada, aseguran la entrada del viento hacia una cámara interior
en la que se crea una corriente de aire que, acelerada por el
estrechamiento de la tobera de entrada, permite incrementar el
empuje sobre la turbina; pero como inconvenientes, cabe destacar que
precisan de un sistema de orientación que deberá ser motorizado para
grandes turbinas, lo que ralentiza su tiempo de respuesta en
ambientes predispuestos a vientos turbulentos, lo que se añade a la
necesidad de disponer cámaras estancas que permitan que el aire
entrante no se escape, con el consiguiente coste en su fabricación;
pero adicionalmente hay que tomar en consideración que para aumentar
la superficie de la boca de captación, es obligado proveerles de
grandes embudos o toberas, con formas voluminosas, que precisan de
sus correspondientes estructuras de soporte, que deberán orientarse
junto con el sistema al completo para situarse de cara al
viento.
Los colectores eólicos multidireccionales que se
emplean en la actualidad para su uso con turbinas de ejes
verticales, son sistemas inmóviles, con formas cilíndricas, de
diversos tamaños, compuestos por palas verticales, fijas, no
abatibles, que pueden ser de perfiles rectos o alabeados, dispuestas
radialmente entorno a la turbina, orientadas de forma que dirigen el
viento tangencialmente hacia ésta a través de los espacios
verticales que dejan entre sí; muy próximas a ellas corren las palas
de la turbina, sin que quepa la posibilidad de que el aire
permanezca en el interior del colector para su posterior
aprovechamiento; por el contrario, el aire es inyectado directamente
sobre las palas de la turbina, para finalmente salir expulsado tras
el giro de éstas. Como ventaja, cabe resaltar que se trata de un
tipo de colectores que en general resultan en sistemas de
fabricación sencilla y económica, en el que la turbina adquiere gran
velocidad y potencia, aumentando su eficiencia, gracias al empuje
directo del viento sobre aquellas palas de la turbina situadas a
barlovento, las cuales, una vez que han sido impulsadas, dejan
escapar el aire sin haberlo aprovechado para poder crear empujes en
el resto de las palas, las cuales simplemente se dejan llevar por la
inercia del giro de la turbina, ya que no reciben oposición alguna
del aire.
El colector de la invención resuelve el problema
que supone para los colectores eólicos unidireccionales el no poder
captar el viento desde cualquier dirección sin necesidad de rotar el
sistema al completo para así poder embocar el aire hacia el interior
del receptáculo donde se alberga la turbina; y lo resuelve este
nuevo colector eólico omnidireccional de la invención, mediante un
sistema inmóvil que emplea palas abatibles dispuestas en todo el
perímetro del colector, y que al girar en torno a sus respectivos
ejes verticales, laterales, modifican su posición y, a la vez, la
forma de la superficie perimetral del receptáculo que forman y por
tanto el perímetro del colector, por la simple acción del viento,
para adaptar dicha superficie con el fin de que ésta se abra para
permitir la entrada del aire a barlovento, parte del cual impulsará
directamente a las palas de la turbina mientras que, al mismo
tiempo, el resto de la superficie de dicho receptáculo se cierra con
el fin de conducir el restante caudal de aire que ha entrado para
hacerlo girar alrededor de la turbina, para su posterior
aprovechamiento.
Por otro lado el colector de la invención
resuelve los problemas que suponen para los colectores eólicos
multidireccionales existentes en la actualidad, tanto el no poder
aprovechar el viento expulsado por las palas de la turbina en su
giro, como la forma de liberar al sistema de la inútil carga muerta
que representan las palas que retornan, ya que éstas últimas no
aportan empuje alguno a su rotación; para solucionarlo se reserva en
el colector un espacio perimetral interior, adyacente a las palas de
la turbina, por el que se conduce la corriente de aire procedente de
la entrada del viento y del aporte del aire expelido desde la
turbina, en su rotación; dicha caudal de aire es enviado de nuevo
hacia las palas de dicha turbina, hacia diferentes puntos de su
contorno, mediante el empleo de palas no abatibles dispuestas en el
perímetro interior del colector, de forma que interceptan dicha
corriente de aire, creando empujes que realimentan el giro de la
turbina, en todo su contorno, eliminando todo empuje que se oponga a
su rotación.
El colector de la invención se completa mediante
los topes que definen la amplitud del abatimiento de las palas
abatibles y mediante las correspondientes estructuras de soporte de
los elementos del sistema y de fijación del colector al lugar donde
se vaya a ubicar.
Finalmente se prevé la posibilidad de recubrir
el colector con cualquier tipo de malla o material altamente
permeable al aire que permita impedir el daño que se pudiera
provocar a las personas o animales por su acceso al interior, o los
posibles daños al
colector.
colector.
Para completar la descripción que seguidamente
se va a realizar y con objeto de ayudar a una mejor comprensión de
las características del invento, se acompaña a la presente memoria
descriptiva de un juego de planos de una forma preferida de
realización, en base a cuyas figuras se comprenderán más fácilmente
las innovaciones y ventajas del colector eólico objeto de la
invención.
Figura 1.- Muestra una vista en perspectiva
cónica de escala variable de una forma de realización del colector
de la invención, totalmente montado.
Figura 2.- Muestra una vista superior en
perspectiva cónica de escala variable de dicha realización del
colector de la invención, abierto en su parte superior.
Figura 3.- muestra una vista superior, en
planta, de una sección a escala variable del colector de la
invención.
Figura 4.- Muestra una vista superior en
perspectiva cónica, a escala variable, de una sección horizontal del
colector de la invención.
En base a las antedichas figuras, puede
apreciarse un ejemplo de una de las posibles formas de realización
del colector eólico, según la cual se diferencian una pluralidad de
palas abatibles verticales (1 y 2) que se abaten por la acción del
viento, encontrándose, las abiertas, a barlovento (1), y cerradas
las restantes (2); las palas cerradas se encuentran posicionadas
coplanarias con las caras de un prisma recto vertical, ideal (3), a
cuyas aristas verticales se encuentran colinealmente dispuestos sus
ejes laterales de abatimiento (4); dichas palas abatibles giran
dentro de un ángulo de abatimiento (A) definido entre el tope de
máxima apertura (6) que en la figura son elementos lineales
verticales, paralelos a los ejes de abatimiento, y entre el tope de
cierre (5) para el que en este ejemplo se emplea un elemento lineal
curvo, del tipo de un cable o de una cuerda. En el interior se
sitúan unas palas verticales no abatibles (7), que en la figura se
encuentran fijadas cada una de ellas, respectivamente, a un eje de
abatimiento (4) y a un tope de máxima apertura (6) adyacente,
consiguiendo quedar sensiblemente paralelas a las palas abatibles
cuando éstas se encuentran en su máxima apertura (4), procurando no
crear tropiezo alguno al abatimiento de ninguna de las palas
abatibles cercanas. En el centro del colector se monta una turbina
de eje vertical (10), que queda inserta en el centro del espacio
vacío, cilíndrico vertical (11), reservado en el interior del
colector con el fin de albergarla garantizando el giro de la turbina
sin que éste se vea impedido por ninguno de los elementos del
colector. Finalmente se soportan solidariamente todos los elementos
mediante una cubierta (8) y una base (8 y 9), permitiendo ésta
ultima la fijación estable del colector al lugar donde se vaya a
ubicar.
Descrita suficientemente la naturaleza del
invento, así como una de las posibles formas de realizarlo en la
práctica, debe hacerse constar que las disposiciones anteriormente
indicadas son susceptibles de modificaciones de detalle en cuanto no
alteren su principio fundamental, todo ello según lo descrito en las
reivindicaciones que siguen.
Claims (15)
1. Colector eólico omnidireccional para turbina
de eje vertical caracterizado por tener una pluralidad de
palas abatibles (1 y 2) que al cerrarse (2) son coplanarias,
paralelas, o convergentes a las caras verticales de un prisma recto
vertical imaginario (3); por sus respectivos ejes de abatimiento (4)
colineales con las aristas verticales de dicho prisma, por los topes
de cierre (5) y de máxima apertura (6) de las palas abatibles, y por
una pluralidad de palas no abatibles (7) situadas en el interior del
mencionado prisma; además de por la estructura de soporte (8) de los
elementos del colector eólico omnidireccional, y por la estructura
de fijación (9) de éste al lugar donde se vaya a ubicar.
2. Colector eólico omnidireccional según la
reivindicación 1, caracterizado porque las palas abatibles (1
y 2) giran libremente en torno a sus respectivos ejes laterales de
abatimiento (4) (tal como lo hace una puerta sobre sus goznes)
abriéndose hacia el interior del prisma (1) hasta tocar un tope de
apertura (6) o cerrándose hasta tocar un tope de cierre (5),
describiendo en su recorrido, entre la posición de cierre y de
máxima apertura, un ángulo de abatimiento (A) que puede ser idéntico
para todas las palas abatibles (1 y 2) y siempre menor de 90º. El
número de palas abatibles (1 y 2) será igual al de ejes de
abatimiento (4), siendo sus dimensiones variables, con su altura
igual o mayor que la de la turbina (10).
3. Colector eólico omnidireccional según las
reivindicaciones 1 y 2, caracterizado porque los topes de
cierre (5) y apertura (6) pueden ser elementos simples o complejos,
en cualquier tipo de material y configuración que asegure un
contacto silencioso con la pala, y distribuidos de tal forma que
garanticen el bloqueo controlado del abatimiento de cada una de las
palas abatibles cuando alcanzan las correspondientes posiciones de
cierre (2) y apertura (1).
4. Colector eólico omnidireccional según las
reivindicaciones 1 y 2, caracterizado porque sus palas
abatibles (1 y 2) únicamente se mueven por empuje del aire y solo
cuando el viento cambia de dirección o sentido, permaneciendo
siempre el resto del colector inmóvil.
5. Colector eólico omnidireccional según las
reivindicaciones 1 y 2, caracterizado porque continuamente
tiene palas abatibles (1 y 2) que se encuentran en posición de
apertura (1) y palas abatibles que se encuentran en posición de
cierre (2).
6. Colector eólico omnidireccional según las
reivindicaciones 1 y 2, caracterizado porque, cuando el
viento incide sobre él, las palas abatibles que están en posición de
máxima apertura (1) siempre se localizan a barlovento.
7. Colector eólico omnidireccional según la
reivindicación 1, caracterizado porque las palas no abatibles
(7) se sitúan en el interior (3), lo más próximas y paralelas que
sea posible a las palas abatibles cuando están en su máxima apertura
(1). Las palas no abatibles (7) estarán colocadas sin que
entorpezcan el giro de las palas abatibles (1 y 2), adyacentes a los
ejes de abatimiento (4), y en número igual o mayor a una, e inferior
al número de palas abatibles (1 y 2).
8. Colector eólico omnidireccional según las
reivindicaciones 1, 2 y 7, caracterizado porque las palas
abatibles (1 y 2) son preferentemente planas y en cualquier material
liviano, y las palas no abatibles (7) son preferentemente planas, y
en cualquier material.
9. Colector eólico omnidireccional según la
reivindicación 1, caracterizado porque la estructura de
soporte (8) es de configuración libre, en cualquier material, forma
o tamaño, siendo siempre su función la de conseguir la estabilidad
de las palas (1, 2,7), de los ejes (4), de los topes de cierre (6) y
apertura (5), y de la turbina (10), así como el buen funcionamiento
del colector.
10. Colector eólico omnidireccional según las
reivindicaciones 1 y 9, caracterizado porque las palas fijas
(7) y los ejes de las palas abatibles (4) pueden hacer funcionar
respectivamente como topes de cierre (6) o de apertura (5), y porque
pueden formar parte de la estructura soporte (8).
11. Colector eólico omnidireccional según la
reivindicación 1, caracterizado porque la estructura de
fijación (9) puede ser a la vez estructura de soporte (8), pudiendo
estar hecha de cualquier material, forma o tamaño, siendo siempre su
función la de alcanzar la estabilidad de la posición del colector y
la correcta exposición de éste al viento.
12. Colector eólico omnidireccional según las
reivindicaciones 1 y 11, caracterizado porque, en caso de ser
necesario, la estructura de fijación (9) dispondrá de elementos de
conexión a otros colectores con la finalidad de que trabajen de
forma solidaria, en grupos que serán de configuración vertical u
horizontal, o una combinación de ambas.
13. Colector eólico omnidireccional según la
reivindicación 1, caracterizado porque en el interior del
colector se reserva un espacio central cilíndrico vacío (11),
suficiente para albergar una turbina de eje vertical (10),
preferentemente colineal al eje vertical central de dicho cilindro
(11), de forma que la rotación de la turbina (10) no sea impedida
por ninguno de los elementos del colector.
14. Colector eólico omnidireccional según las
reivindicaciones 1 y 13, caracterizado porque, cuando el
viento incide sobre él, entra produciendo empujes directos sobre la
turbina (10), generando a la vez una corriente de aire en su
interior cuyo caudal produce empujes en el contorno de dicha
turbina, que serán siempre favorables al sentido de rotación de
ésta, llegando a ser empujadas simultáneamente todas y cada una de
sus palas.
15. Colector eólico omnidireccional según las
reivindicación 1, caracterizado porque en caso de ser
preciso, éste puede estar recubierto exteriormente por una malla, o
material altamente permeable al aire, con el fin de impedir el
acceso a su interior de animales o personas, asegurando la
protección de éstos, y la del colector.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| ES201030342U ES1072304Y (es) | 2010-04-14 | 2010-04-14 | Colector eolico omnidireccional para turbina de eje vertical |
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|---|---|---|---|
| ES201030342U ES1072304Y (es) | 2010-04-14 | 2010-04-14 | Colector eolico omnidireccional para turbina de eje vertical |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
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| ES1072304U true ES1072304U (es) | 2010-06-22 |
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Family Applications (1)
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|---|---|---|---|
| ES201030342U Expired - Fee Related ES1072304Y (es) | 2010-04-14 | 2010-04-14 | Colector eolico omnidireccional para turbina de eje vertical |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| ES (1) | ES1072304Y (es) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2020047685A1 (es) | 2018-09-04 | 2020-03-12 | Orellana Olguin Nicolas Gonzalo | Aparato generador omnidireccional |
-
2010
- 2010-04-14 ES ES201030342U patent/ES1072304Y/es not_active Expired - Fee Related
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2020047685A1 (es) | 2018-09-04 | 2020-03-12 | Orellana Olguin Nicolas Gonzalo | Aparato generador omnidireccional |
| US11661917B2 (en) | 2018-09-04 | 2023-05-30 | O-Innovations Ltd. | Omnidirectional generator apparatus |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| ES1072304Y (es) | 2010-09-16 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| FG1K | Utility model granted | ||
| FD1K | Utility model lapsed |
Effective date: 20130923 |