ES1096780U - Aerogenerador mejorado para producción de energía eléctrica con palas de álabes múltiples y eje horizontal apoyado sobre los extremos - Google Patents

Aerogenerador mejorado para producción de energía eléctrica con palas de álabes múltiples y eje horizontal apoyado sobre los extremos Download PDF

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Abstract

1. Aerogenerador para producción de energía eléctrica que comprende: - un vaso hueco (1) de forma troncopiramidal cerrado por todas sus caras laterales; - una pluralidad de palas (4) constituida cada una por varios álabes (3) paralelos entre sí; - un eje horizontal de giro (5) del aerogenerador que tiene una sección prismática y está apoyado en sus extremos sobre dos lados opuestos de dicho vaso hueco (1) troncopiramidal a través de elementos estructurales (2); en donde cada uno de dichos álabes (3) se une por uno de sus extremos a dicho eje horizontal de giro (5) del aerogenerador a través de doble engranaje (6, 7) lo que permite orientar individualmente mediante rotación cada uno de dichos álabes (3) alrededor de un eje longitudinal de dicho álabe que es perpendicular a dicho eje horizontal (5) de giro; en donde dicho vaso troncopiramidal (1) cubre con sus lados los álabes (3) del aerogenerador situados desde dicho eje horizontal (5) hacia abajo cubriendo así los álabes (3) que se encuentren dentro del espacio hueco del vaso troncopiramidal (1), de modo que cuando la fuerza del viento incide sobre los álabes (3) que se encuentran en la mitad superior del aerogenerador, éste comienza a girar alrededor de su eje horizontal (5), al no encontrarse esta fuerza de viento compensada por la parte inferior del aerogenerador. 2. El aerogenerador de las reivindicaciones anteriores, en el que la rotación de cada uno de dichos álabes (3) alrededor de un eje longitudinal de cada álabe puede ser de hasta 90º. 3. El aerogenerador de las reivindicaciones anteriores, en el que el número, superficie unitaria y dimensiones de dichos álabes y la disposición de dichos álabes sobre dicho eje horizontal (5) pueden variarse para obtener un amplio campo de aplicación y rango de potencias. 4. El aerogenerador de las reivindicaciones anteriores, en el que dicho apoyo de dicho eje horizontal (5) por sus extremos sobre dos lados opuestos de dicho vaso hueco (1) troncopiramidal a través de elementos estructurales (2) se realiza en los puntos medios de dichos dos lados opuestos. 5. El aerogenerador de las reivindicaciones anteriores, en el que dicho vaso troncopiramidal (1) se coloca sobre una estructura con vigas y pilares metálicos colocada sobre una cimentación de hormigón armado.

Description

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Descripción de la Invención
El aerogenerador de la invención comprende esencialmente unas palas constituidas por una pluralidad de álabes que están unidos por uno de sus extremos a un eje horizontal de giro del aerogenerador estando los extremos de dicho eje horizontal apoyados sobre un prisma hueco troncopiramidal o de otra configuración adecuada cerrado por todas sus caras laterales. Los álabes se distribuyen según planos esencialmente simétricos (planos de palas) respecto al eje de giro del aerogenerador, de manera que cada plano presenta varios álabes paralelos entre si y cada uno de dichos álabes es orientable individualmente mediante rotación alrededor de un eje de álabe que es perpendicular al eje horizontal de giro del aerogenerador. El número, longitud y dimensiones tanto de las palas como de sus álabes depende de la potencia que se pretenda obtener.
El eje horizontal de giro del aerogenerador se apoya en sus extremos sobre dos laterales cerrados del vaso troncopiramidal de cuatro lados a través de sendos elementos estructurales. Alojado en uno de los elementos estructurales se dispondrán los elementos mecánicos (transmisiones, multiplicadores, sistema de freno) necesarios para la producción de energla y el control y operación del aerogenerador. Para dar estabilidad al vaso troncopiramidal se puede colocar una estructura con vigas y pilares metálicos, colocada sobre una cimentación de hormigón armado.
Los álabes de las palas del aerogenerador podrán estar arriostrados entre si para garantizar, en caso necesario, el movimiento solidario de todos ellos.
Otra disposición posible, si las condiciones del emplazamiento as! lo aconsejan, es que los álabes estén totalmente fijos, suprimiéndose el sistema de giro alrededor de los ejes de álabes.
Para aprovechar al máximo la acción del viento que incide directamente sobre los álabes y evitar la pérdida de potencia que podr!a suponer la exposición al viento de los álabes situados bajo el eje horizontal de giro del aerogenerador, el vaso troncopiramidal está cerrado en todas sus caras laterales. Por eno, el vaso troncopiramidal cubre completamente los álabes del aerogenerador desde el eje horizontal del aerogenerador hacia abajo, esto es, cubre los álabes que se encuentren en la mitad inferior del aerogenerador, de modo que cuando la fuerza del viento incide sobre los álabes que se encuentran en la mitad superior del aerogenerador, éste comienza a girar alrededor de su eje horizontal, al no encontrarse esta fuerza de viento compensada por la parte inferior del aerogenerador. En consecuencia, la presente invención proporciona un aerogenerador que no precisa energia eléctrica para iniciar su movimiento de giro.
De este modo, los álabes unidos al eje horizontal del aerogenerador mantendrán su rotación hasta que el viento deje de ejercer su fuerza contra los álabes, o hasta que se decida parar la rotación, pudiendo pararse con un sistema de frenado mecánico que se incorpora en el mecanismo de giro o bien pennitiendo que los álabes individuales giren 900 respecto de la dirección del viento ofreciendo de esta manera una mlnima superficie de captación de viento y reduciendo por tanto la velocidad de giro, consiguiendo de esta manera y en función del ángulo girado controlar la velocidad de giro y, combinado con el sistema mecánico de frenado, la parada total del mismo.
Para posibilitar el giro individualizado de los álabes, éstos disponen de un doble engranaje en su parte de unión al horizontal de giro del aerogenerador.
El eje horizontal de giro del aerogenerador puede ser de sección circular o prismática con un número de caras adecuado para pennitlr disponer sobre el mismo diferentes combinaciones de álabes según las necesidades de potencia y los parámetros de exposición al viento.
El aerogenerador de la invención, por su seguridad y estabilidad, permite que se puedan adosar varios aerogeneradores en la dirección del viento, sin que ello afecte a su rendimiento y sin necesidad de guardar una distancia de seguridad entre unos y otros, de modo que en poco espacio se pueden instalar varios aerogeneradores de la invención para producción de energia eléctrica, multiplicando asi el aprovechamiento del suelo y de los recursos naturales.
Descripción de los dibujos
Se procederá a continuación a describir, a titulo de ejemplo y sin carácter limitativo, una realización preferente de la invención, para una mejor comprensión del aerogenerador para producción de energia eléctrica con álabes giratorios orienta bIes individualmente, con eje horizontal de aerogenerador apoyado en sus extremos sobre elementos estructurales de un vaso troncopiramidal cerrado.
5
La Figura 1 muestra una perspectiva esquemática del aerogenerador de la invención en la Que se observan varios álabes (3) dispuestos en una pala (4) de aerogenerador y unidos al eje horizontal (5) del aerogenerador Que está apoyado en sus extremos sobre elementos estructurales (2) situados en los laterales del vaso troncopiramidal (1).
JO
Las Figuras 2.1 y 2.2 muestran versiones simplificadas del aerogenerador de la Figura 1 donde se muestran dos posible configuraciones. La figura 2.1 muestra un modelo con 4 álabes (3) estrechos y largos por cada pala (4), yen la figura 2.2 el mismo aerogenerador con tres álabes (3) más cortos y anchos. En los dos casos, el resto de elementos: vaso (1), mecanismo de giro (6), elementos estructurales de apoyo (2), y eje horizontal (5) de aerogenerador pueden ser los mismos.
15
La Figura 3 muestra un detalle del eje horizontal de aerogenerador (5) de sección prismática de 6 caras donde se muestra también el doble engranaje (6, 7) Que permite el giro de cada álabe.
20
La Figura 4 se muestra una disposk;ión sobre el eje horizontal (5) de aerogenerador formada por tres palas (4), cada una con 4 álabes (3), sobre tres caras del eje prismático hexagonal (5).
25
La F;gura 5 se muestra una disposIción sobre el eje horizontal (5) de aerogenerador formada por 6 palas (4) cada una con 4 álabes (3), sobre las seis caras del eje hexagonal (5). La figura 6 muestra esquemáticamente una disposición de tres aerogeneradores (1) adosados.
30
Descripción de una realización preferente de la invención
35
En una realización preferente de la invención mostrada enlas Figs. 1, 2.1 Y 3, el aerogenerador comprende cuatro palas (4) constituida cada una por cuatro álabes (3) paralelos entre si que están unidos por uno de sus extremos a un eje horizontal de giro (5) del aerogenerador estando los extremos de dicho eje horizontal (5) apoyados sobre dos lados opuestos de un vaso hueco (1) troncopiramidal cerrado por todas sus caras laterales. Los álabes (3) se distribuyen segun planos de palas (4) esencialmente
r
!
simétricos respecto al eje de giro (5) del aerogenerador, de manera que cada plano (4) presenta varios álabes (3) paralelos entre si y cada uno de dichos álabes (3) es orientable indivktualmente mediante rotación, a través de doble engranaje (6) y (7) alrededor de un eje longitudinal de álabe que es perpendicular al eje horizontal (5) de giro del aerogenerador. El número, longitud y dimensiones tanto de las palas (4) como de sus álabes (3) depende de la potencia que se pretenda obtener.
El eje horizontal (5) de giro del aerogenerador se apoya en sus extremos sobre dos lados opuestos cerrados del vaso troncopiramidal (1) de cuatro lados a través de sendos eJementos estructurales (2), preferentemente situados en el punto medio de dichos dos lados. Alojados en uno de los elementos estructurales (2) se dispondrán los elementos mecánicos (transmisiones, multiplicadores, sistema de freno) necesarios para la producción de energla y el control y operación del aerogenerador. Para dar estabilidad al vaso troncopiramidal (1) se puede colocar una estructura con vigas y pilares metálicos, colocada sobre una cimentación de hormigón armado.
El vaso troncopiramidal (1) cubre con sus lados los álabes (3) del aerogenerador desde el eje horizontal (5) del aerogenerador hacia abajo, esto es, cubre los álabes (3) que se encuentren en la mitad inferior del aerogenerador, es decir dentro del espacio hueco del vaso troncopiramidal (1) de modo que cuando la fuerza del viento incide sobre los álabes
(3) que se encuentran en la mitad superior del aerogenerador, éste comienza a girar alrededor de su eje horizontal (5), al no encontrarse esta fuerza de viento compensada por la parte inferior del aerogenerador.
De este modo, los álabes (3) unidos al eje horizontal (5) del aerogenerador mantendrán su rotación alrededor de dicho eje (5) hasta que el viento deje de ejercer su fuerza contra los álabes (3), o hasta que se decida parar la rotación, pudiendo pararse con un sistema de frenado mecánico que se incorpora en el mecanismo de giro o bien permitiendo que los álabes (3) individuales giren 90° respecto de la dirección del viento ofreciendo de esta manera una minima superficie de captación de viento y reduciendo por tanto la velocidad de giro, consiguiendo de esta manera y en función del ángulo girado controlar la velocidad de giro y, en combinación con el sistema mecánico de frenado, la parada total del mismo.
Para posibilitar el giro individualizado de los álabes, éstos disponen de un doble engranaje (6, 7) en su parte de unión al eje horizontal (5) de giro del aerogenerador.
El eje horizontal (5) de giro del aerogenerador puede ser de sección circular o prismática con un numero de caras adecuado para permitir disponer sobre el mismo diferentes combinaciones de álabes (3) segun las necesklades de potencia y los parámetros de exposición al viento.
Para dar estabilidad al vaso troncopiramidal (1) se puede colocar una estructura con vigas y pilares metálicos, colocada sobre una cimentación de hormigón armado .
. La invención, por su seguridad y estabitidad, permite que se puedan adosar varios
10 aerogeneradores en la dirección del viento, sin que ello afecte a su rendimiento y sin necesidad de guardar una distancia de seguridad entre unos y otros, de modo que en poco espacio se pueden instalar varios aerogeneradores de la invención para producción de energia eléctrica, multiplicando asl el aprovechamiento del suelo y de los recursos naturales.
15 Una vez descrita la invención, asf como una realización preferente de la misma, sólo debe at\adirse que son posibles modificaciones respecto a las caracteristicas indicadas sin apartarse del ámbito de la invención que se define por las siguientes reivindicaciones.

Claims (5)

  1. Reivindicaciones
    1. Aerogenerador para producción de energia eléctrica que comprende: un vaso hueco (1) de forma troncopiramidal cerrado por todas sus caras laterales; una pluralidad de palas (4) constituida cada una por varios álabes (3) paralelos entre si; un eje horizontal de giro (5) del aerogenerador que tiene una sección prismática y está apoyado en sus extremos sobre dos lados opuestos de dicho vaso hueco (1) troncopiramidal a través de elementos estructurales (2);
    en donde
    cada uno de dichos álabes (3) se une por uno de sus extremos a dicho eje
    horizontal de giro (5) del aerogenerador a través de doble engranaje (6, 7) lo que
    permite orientar individualmente mediante rotación cada uno de dk;hos álabes (3)
    alrededor de un eje longitudinal de dicho álabe que es perpendicular a dicho eje
    horizontal (5) de giro;
    en donde
    dicho vaso troncopiramidal (1) cubre con sus lados los álabes (3) del
    aerogenerador situados desde dicho eje horizontal (5) hacia abajo cubriendo asl
    los álabes (3) que se encuentren dentro del espacio hueco del vaso
    troncopiramidal (1), de modo que cuando la fuerza del viento incide sobre los
    álabes (3) que se encuentran en la mitad superior del aerogenerador, éste
    comienza a girar alrededor de su eje horizontal (5), al no encontrarse esta fuerza
    de viento compensada por la parte inferior del aerogenerador.
  2. 2.
    El aerogenerador de las reivindicaciones anteriores, en el que la rotación de cada uno de dichos álabes (3) alrededor de un eje longitudinal de cada álabe puede ser de hasta 90°.
  3. 3.
    El aerogenerador de las reivindicaciones anteriores, en el que el número, superficie unitaria y dimensiones de dichos álabes y la disposición de dichos álabes sobre dtcho eje horizontal (5) pueden variarse para obtener un amplio campo de aplicación y rango de potencias.
  4. 4.
    El aerogenerador de las reivindicaciones anteriores, en el que dicho apoyo de
    dicho eje horizontal (5) por sus extremos sobre dos lados opuestos de dicho vaso
    hueco (1) troncopiramidal a través de elementos estructurales (2) se realiza en los
    puntos medios de dichos dos lados opuestos.
    5
  5. 5.
    El aerogenerador de las reivindicaciones anteriores, en el que dicho vaso
    troncopiramidal (1) se coloca sobre una estructura con vigas y pilares metálicos
    colocada sobre una cimentación de hormigón armado.
    10
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