ES2274708A1 - Rotor de aerogenerador que barre una zona de seccion en forma de corona circular. - Google Patents
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Abstract
Rotor (11) de aerogenerador para barrer una zona (31) de sección en forma de corona circular delimitada por una conducción exterior (15) de encauzamiento del viento y un cuerpo interior (17) que alberga el generador (33) y el eje principal (35) que le conecta al rotor (11) que comprende una pluralidad de elementos giratorios (41) en dicha zona (31) en torno a unos ejes (43) dispuestos radialmente y acoplados al eje principal (35) para transmitirle el par de giro del rotor (11) producido al actuar sobre él la fuerza del viento.
Description
Rotor de aerogenerador que barre una zona de
sección en forma de corona circular.
La presente invención se refiere a
aerogeneradores destinados a captar la energía del viento, o
cualquier otro fluido, y transformarla en energía eléctrica,
mecánica o de otro tipo y más particularmente a un rotor que barre
una sección en forma de corona circular.
La patente española ES 2160078 del solicitante
de la presente invención describe un aerogenerador dotado de una
conducción de encauzamiento del viento con un estrechamiento en su
parte central, con sección en forma de corona circular en el que se
situaría un rotor de palas configurado para actuar sobre una zona
de barrido con sección en forma de corona circular.
Ese estrechamiento viene delimitado por una
conducción exterior y un cuerpo interior formado por una parte
central cilíndrica y dos partes extremas de forma cónica. El rotor
se sitúa en la parte central donde llega el viento acelerado al
encontrarse con la parte cónica del cuerpo interior.
El mencionado cuerpo interior, además de
proporcionar un medio para lograr el estrechamiento de la
conducción, habilita el espacio necesario para albergar los medios
necesarios para la generación de la energía eléctrica y, en su
caso, para controlar todo el sistema, y, en particular la
orientación y el movimiento del conjunto de la conducción de
encauzamiento del viento.
La presente invención está dirigida a
proporcionar un nuevo rotor para dicho aerogenerador que mejora las
prestaciones del rotor de palas que se menciona en dicha
patente.
El rotor según la invención barre una zona de
sección en forma de corona circular delimitada por una conducción
exterior de encauzamiento del vierto y un cuerpo interior que
alberga el generador y el eje principal que le conecta al rotor y
comprende una pluralidad de elementos giratorios en torno a unos
ejes dispuestos en forma radial en dicha zona y acoplados al eje
principal para transmitirle el par de giro del rotor producido al
actuar la fuerza del viento sobre el rotor.
El giro del rotor se produce debido al efecto
Magnus. El viento discurre longitudinalmente por la zona de sección
en forma de corona circular atravesando el rotor,
perpendicularmente al plano definido por los ejes radiales de los
mencionados elementos y, como los elementos giratorios están girando
se produce, por efecto Magnus, un incremento de presión en uno de
sus lados y una disminución de presión en el opuesto, en el plano
del propio rotor, generando la diferencia de presión el giro del
rotor de una forma muy eficaz.
Otras características y ventajas de la presente
invención se desprenderán de la descripción detallada que sigue de
una realización ilustrativa, y en ningún sentido limitativa, de sus
objetos en relación con los dibujos que se acompañan.
La Figura 1 es una vista esquemática en
perspectiva de un aerogenerador con un rotor según la
invención.
La Figura 2 es una vista esquemática en
perspectiva de un aerogenerador con un rotor según la invención que
muestra la conexión de los ejes de los elementos giratorios al eje
principal del aerogenerador.
La Figura 3 es una vista esquemática en
perspectiva del rotor, separado del aerogenerador.
El aerogenerador al que se aplica el rotor 11
objeto de la presente invención comprende en una realización
preferente de la invención, una conducción exterior 15 de
encauzamiento del viento y un cuerpo interior 17, formado por una
parte central cilíndrica 21 y dos partes exteriores de forma cónica
23, 25, delimitando una zona 31 de sección en forma de corona
circular donde se ubica el rotor 11, sustentados por una torre no
representada.
El cuerpo 21 alberga en su interior los medios
necesarios para la generación de energía eléctrica de los que
únicamente se han representando y en forma esquemática el generador
33 y el eje principal 35 que lo conecta al rotor 11.
El rotor 11 comprende una pluralidad de
elementos giratorios 41 en la zona 31 de sección en forma de corona
circular, soportados por ejes radiales 43 que se unen al eje
principal 35 a través del dispositivo de acoplamiento 45. El rotor
también comprende un anillo giratorio 47, solidario a los ejes
radiales 43, que puede formar parte de la cubierta de la parte
central 21 del cuerpo interior 17 y un anillo giratorio 49,
solidario a los ejes radiales 43, que está situado en el interior de
la conducción exterior 15.
Los elementos giratorios 41 pueden tener forma
troncocónica como la representada en las Figuras y también forma
cilíndrica o poliédrica de generatriz recta u otra.
Al girar estos elementos 41 en el sentido
indicado por las flechas F1 sobre sus ejes 43, que son radios del
rotor 11, generan, por diferencia de presión, una fuerza
perpendicular a dichos ejes que hace girar al rotor 11 en el
sentido indicado por la flecha F2 y, a su vez, al eje principal 35.
El giro de los elementos 41 puede conseguirse utilizando un pequeño
motor eléctrico conectado a una fuente de energía externa ú otro
dispositivo equivalente ó por medios mecánicos.
La diferencia de presión generada, y por tanto
la fuerza perpendicular a dichos ejes, aumenta con la velocidad del
viento V que atraviesa al rotor 11; también aumenta con la
velocidad de giro de los elementos giratorios 41. Esto permite que,
actuando sobre la velocidad de giro de los elementos giratorios 41,
se obtenga:
a) Un alto nivel de generación eléctrica para
bajas velocidades del viento V, muy superior a la generación
eléctrica que se obtendría con un rotor tradicional y un nivel
significativo con velocidades de viento V inaceptables para un
rotor tradicional.
b) Un rápido incremento de la electricidad
generada, al aumentar la velocidad del viento V, muy superior a la
que se obtendría con un rotor tradicio-
nal.
nal.
c) Alcanzar la capacidad de generación máxima
del generador eléctrico con velocidades de viento V muy inferiores
a las necesarias con un rotor tradicional.
d) Una vez alcanzada la capacidad de generación
máxima, regular fácilmente la posible
sobre-generación debida a incrementos de la
velocidad del viento V, para que no se dañe el generador
eléctrico.
e) Parar el giro del rotor, en situaciones que
lo requieran, sin introducir esfuerzos indeseables en el sistema.
Esto se consigue de forma simple, frenando el giro de los elementos
giratorios 41, e, incluso, invirtiendo su sentido de giro, en caso
necesario.
Preferiblemente los elementos giratorios 41
estarán huecos en su interior y dorados de cerramientos en sus
extremos contiguos a la conducción exterior 15 y al cuerpo interior
17. Debido a su escaso peso, el giro de los elementos giratorios 41
requiere muy poco consumo de energía, debido a su escaso peso, por
ser huecos.
El número de elementos giratorios 41 del rotor y
sus dimensiones dependen de la potencia prevista para el
aerogenerador considerándose que el número de elementos giratorios
41 del rotor 11 está comprendido entre 3 y 10, que la distancia
entre ellos es análoga a su ancho medio A, que la relación entre el
largo L y el ancho medio A de los elementos 41 está comprendida
entre L/A=0,3 y L/A=3 y que la relación entre el diámetro D del
rotor 11 y la longitud L de los elementos está comprendida entre
D/L=40 y D/L= 5.
En relación a la realización de la invención que
hemos descrito, es evidente que pueden introducirse en ella
modificaciones comprendidas dentro del alcance de la misma, no
debiendo considerarse limitado éste a dichas realizaciones, sino al
contenido de las reivindicaciones siguientes.
Claims (7)
1. Rotor (11) de aerogenerador para barrer una
zona (31) de sección en forma de corona circular delimitada por una
conducción exterior (15) de encauzamiento del viento y un cuerpo
interior (17) que alberga el generador (33) y el eje principal (35)
que le conecta al rotor (11), caracterizado porque comprende
una pluralidad de elementos giratorios (41) en dicha zona (31) en
torno a unos ejes (43) dispuestos radialmente y acoplados al eje
principal (35) para transmitirle el par de giro del rotor (11)
producido al actuar sobre él la fuerza del viento.
2. Rotor (11) de aerogenerador según la
reivindicación 1 caracterizado porque también comprende un
anillo exterior (49), próximo a la conducción exterior (15), y un
anillo interior (47), próximo al cuerpo interior (17) ó formando
paste de su cubierta, unidos solidariamente a los ejes radiales (43)
y delimitando el espacio del rotor (11) dentro del cual se ubican
los elementos giratorios (41).
3. Rotor (11) de aerogenerador según cualquiera
de las reivindicaciones 1 ó 2 caracterizado porque el número
de elementos giratorios (41) está comprendido entre 3 y 10.
4. Rotor (11) de aerogenerador según cualquiera
de las reivindicaciones 1 ó 2 caracterizado porque la
relación entre el largo L y el ancho medio A de los elementos
giratorios (41) está comprendida entre L/A=0,3 y L/A=3.
5. Rotor (11) de aerogenerador según cualquiera
de las reivindicaciones 1 ó 2 caracterizado porque la
relación entre el diámetro D del rotor (11) y la longitud L de los
elementos giratorios (41) está comprendida entre D/L=40 y D/L=
5.
6. Rotor (11) de aerogenerador según cualquiera
de las reivindicaciones 1 ó 2, caracterizado porque dichos
elementos giratorios (41) tienen forma troncocónica.
7. Rotor (11) de aerogenerador según cualquiera
de las reivindicaciones 1 ó 2, caracterizado porque dichos
elementos giratorios (41) tienen forma cilíndrica.
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| FG2A | Definitive protection |
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