ES2391741B2

ES2391741B2 - Aeroturbina de eje vertical de arrastre con admisión variable

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Publication number: ES2391741B2
Application number: ES201200979A
Authority: ES
Inventors: Juan Carlos Sáenz-Díez Muro; Emilio Jiménez Macías; Julio Blanco Fernández; Juan Manuel Blanco Barrero; Eduardo MARTÍNEZ CÁMARA
Original assignee: Universidad de La Rioja
Current assignee: Universidad de La Rioja
Priority date: 2012-09-28
Filing date: 2012-09-28
Publication date: 2013-07-15
Anticipated expiration: 2032-09-28
Also published as: ES2391741A1; ES2391741A8

Abstract

Aeroturbina de eje vertical de arrastre con admisión variable, que presenta una carcasa de regulación de la admisión del viento y que además elimina el coeficiente y la fuerza de arrastre en el reverso de las palas, consiguiendo un mayor coeficiente de potencia en relación con las de su clase y que permite que pueda funcionar en regímenes de velocidad elevados, y que en casos de vientos extremos puede cerrarse totalmente la admisión para proteger el rotor eólico.

Description

Aeroturbina de eje vertical de arrastre con admisión variable

Campo de la invención

5 La invención se sitúa en el ámbito de la mecánica de fluidos, y más concretamente de la maquinaria para aprovechamiento de la energía del viento. La aeroturbina es válida para cubrir todo el rango de potencias y preferentemente se acoplará a un generador eléctrico para generar energía eléctrica.

10 Fundamentos de la invención

La invención se refiere a una aeroturbina con eje de rotación vertical que dispone fundamentalmente de un rotor eólico, preferentemente de arrastre de ocho palas, el 15 cual está dispuesto en el interior de una cámara, y ésta se dispone sobre el extremo superior de una columna soporte. La cámara dispone de una abertura de entrada de aire y de otra de salida, preferentemente diagonalmente opuestas. Dichas aberturas son regulables y se pueden cerrar completamente o se pueden regular, es decir, de admisión regulable. El objeto principal de la admisión variable es que al ser el rotor 2 O eólico de arrastre, es conocido que a altas velocidades de viento, dichos rotores se embalan. En la técnica son conocidos sistemas de desorientación para evitar dicho fenómeno, pero eso obliga a que la aeroturbina pase a estar fuera de servicio. La invención preconiza poder funcionar a altas velocidades de viento, cerrando lo necesario la admisión y en caso de vientos extremos cerrando completamente.

25 Requiere un sistema de orientación, que, normalmente para aeroturbinas de pequeño tamaño consiste en una veleta, y para aeroturbinas de gran tamaño consiste en un sistema motorizado.

Uno de los aspectos fundamentales de la aeroturbina se centra en el funcionamiento del

3 O rotor eólico. La invención propone un rotor de arrastre preferentemente de ocho palas, y con el mismo perfil para el anverso y reverso de la pala, preferentemente plano y de material ligero y económico, ya que no tendrá que estar sometido a una velocidad de viento superior a la nominal de diseño. Es conocido en el estado de la técnica que las turbinas de arrastre requieren que el anverso y reverso tengan diferente forma, por

35 ejemplo cóncava y convexa, para que tengan diferentes coeficientes de arrastre, CD, en el anverso y en el reverso de las palas, dando lugar a diferentes fuerzas de arrastre, FD, y por lo tanto a un momento de giro efectivo que producirá un movimiento rotativo en el rotor eólico, teniendo en cuenta que los reversos de las palas generan un momento de giro opuesto al movimiento, que hace descender el coeficiente de potencia, Cp, de la

4 O aeroturbina. La invención preconizada en esta patente soluciona este problema técnico, aumentando el Cp, al eliminar el momento de giro opuesto de los reversos de las palas, y además simplifica y economiza las palas y permite seguir funcionando con vientos superiores al nominal.

45 Otro aspecto fundamental de la aeroturbina se centra en la admisión variable. Es conocido en el estado de la técnica que los rotores eólicos no pueden entrar en pérdida de sustentación si son de arrastre y que por lo tanto, la fuerza de arrastre será siempre proporcional al cuadrado de la velocidad del viento. La invención preconiza una admisión variable que evita el embalamiento del rotor eólico, según se ha descrito anteriormente.

5 El otro aspecto fundamental de la aeroturbina es el direccionamiento. La aeroturbina debe estar orientada con la dirección de viento. Como la aeroturbina presenta asimetría respecto de su eje de rotación, la invención preconiza el empleo de una veleta regulable. Vista de frente la carcasa, en la dirección del viento, ésta presenta cuando la

10 carcasa móvil está abierta, a partir del eje longitudinal, dos mitades con diferente coeficiente de arrastre (denominado también coeficiente de resistencia). Cada mitad estará sometida, debido al flujo dinámico del viento, a la siguiente fuerza de arrastre: 1 2

FD=CD-i-P-A-v

siendo Co, el coeficiente de arrastre, p la densidad del viento, A el área proyectada en 15 el plano vertical normal a la dirección del viento y v la velocidad del viento.

Como la mitad izquierda tendrá un Co que denominaremos COI, la que presenta la abertura variable, y análogamente para la mitad derecha Coo, la que presenta el contorno cerrado, tendremos las correspondientes fuerzas:

1 2

POi = CD1 ---p-A-v

25 Podemos tener dos casos, bien diferenciados:

Caso A: En la Aeroturbina no se ha colocado el rotor eólico. Caso B: En la Aeroturbina sí se ha colocado el rotor eólico.

3 O El caso A, no se dará nunca en el funcionamiento de la invención, pero es muy sencillo de resolver y se expone a modo ilustrativo.

El caso B, es el que se dará siempre en el funcionamiento de la invención, y debido a su complejidad de resolución se ha resuelto empleando técnicas computacionales de 35 dinámica de fluidos (CFD). Los resultados, en forma de gráfico colorimétrico, se muestran en la figura 12.

Caso A 40 Sabemos que

COI > Coo, cuando la abertura esté abierta total o parcialmente, siendo máxima la diferencia cuando la abertura esté al 100% .

._--_.........

._----_.

CoI = Coo, cuando la abertura esté cerrada totalmente.

Estas fuerzas Col y Coo darán lugar en un caso general al siguiente momento de giro, 5 respecto del eje de rotación:

Mo =(FDI-FDD)·L

siendo L la longitud desde la dirección de la resultante de las fuerzas y el eje de 10 rotación.

Si sustituimos cada fuerza por su expresión y tendremos:

1 2

Mo = (CDl -CDD)· L· i· p. A . v 15 De ello se deduce que independientemente de la velocidad del viento, el par de giro será nulo si igualamos los coeficientes de arrastre de la parte izquierda y de la parte derecha. Para ello la invención preconiza una veleta que presenta un ángulo de desorientación variable q>, dependiente del grado de apertura de la admisión, que hace que en todo momento COI = Coo. 20 CasoB

Debido a la influencia del rotor eólico, tanto en reposo como en movimiento, tendremos que:

25 Col < Coo, cuando la abertura esté abierta total o parcialmente, siendo máxima la diferencia cuando la abertura esté al 100%.

Col = Coo, cuando la abertura esté cerrada totalmente

30 El par de giro que se produce será por tanto de signo opuesto al del caso anterior, resolviéndose de forma análoga al caso anterior, mediante una veleta que presenta un

ángulo de desorientación variable q>, dependiente del grado de apertura de la admisión, que hace que en todo momento COI = Coo, pero que en este caso, el ángulo, es opuesto 3 5 al del caso anterior. La potencia de una aeroturbina cualquiera vendrá expresada aproximadamente por:

1 2

p= Cp ·--p·A·ll

4 O siendo Cp, el coeficiente de potencia, p la densidad del viento, A el área proyectada de la superficie captadora en el plano vertical normal a la dirección del viento y v la velocidad del viento.

El Cp no puede superar el máximo teórico de 16/27, denominado Límite de Betz. El Cp de una aeroturbina de eje vertical típica de arrastre dificilmente supera el valor de 0,2, debido al momento de giro antagonista que crean los reversos de las palas. Para una pala típica de anverso cóncavo con Cp = 1,4 Y de reverso convexo con Cp = 0,4, la 5 eliminación del momento de giro antagonista supone una mejora máxima de un 40%. Por ello, por similitud podemos estimar en un modelo inicial simple, que la invención preconiza una mejora en el coeficiente de potencia respecto de las típicas turbinas de arrastre del estado de la técnica del orden del 40%. Este aumento en el Cp posibilita y aconseja el empleo de este tipo de aeroturbinas de arrastre, que por otra parte presentan

10 la ventaja de que necesitan menor velocidad de viento de arranque que las de sustentación.

Hay que hacer notar que además de la carcasa móvil de apertura variable, el dispositivo dispone de otra carcasa fija, denominada así porque permanece fija cuando 15 la admisión y salida de aire varían, pero en su conjunto ambas giran simultáneamente respecto de la columna soporte para orientarse a la dirección horizontal del viento.

La aplicación fundamental de la invención es la de su ubicación en emplazamientos de baja velocidad de viento, como por ejemplo en los espacios urbanos, así como en 2 O emplazamientos que puedan presentar velocidades extremas de viento con ráfagas de viento de hasta valor 10 o incluso superior según la Escala de Beaufort de la Fuerza de los Vientos (de acuerdo a las simulaciones realizadas por computador), como por ejemplo puestos de observación de montaña e instalaciones recónditas destinadas a investigación. Además, la invención presenta protección para la avifauna, debido a que 25 la carcasa reduce de forma importante el contacto con el rotor eólico y minimiza el impacto visual, ya que la carcasa imposibilita ver el movimiento del rotor eólico y porque en la abertura de entrada y en la abertura de salida, de flujo de aire, se puede disponer un filtro para impedir la entrada de insectos, aves y material de arrastre. Dicho filtro se puede disponer en la carcasa móvil de forma que cuando existe abertura

3 O se ve el filtro y cuando no existe abertura dicho filtro se encuentra en el interior de la carcasa fija.

35 Antecedentes de la invención

En el estado de la técnica son conocidos diferentes tipos de aeroturbinas, que normalmente admiten una primera clasificación según la posición horizontal o vertical del eje de giro de la aeroturbina. Una segunda clasificación se realiza según su 4 O principio de funcionamiento, según se base en fuerzas de arrastre "Drag", fuerzas de sustentación "Lifl", o una mezcla de ambas. Es bien conocido el modelo Darrieus, siendo de eje vertical y principalmente de sustentación; también el modelo Savonius, siendo de eje vertical y de arrastre; así como los modelos monopala, bipala, y tripala construidos mediante perfil aerodinámico, siendo éstos de eje horizontal y

45 principalmente de sustentación.

Se conocen rotores eólicos de eje horizontal que presentan numerosos problemas e inconvenientes, tales como la necesidad de un costoso sistema de giro de las palas para la regulación del rotor, o de un freno mecánico para la parada del rotor, así como la necesidad de tener que quedarse fuera de servicio cuando los vientos son superiores a

5 los nominales, ya que si no se paran se puede producir la rotura de los mismos, al ofrecer éstos una gran resistencia en virtud de su posición horizontal.

Además, la vibración que soportan durante su funcionamiento los rotores de eje horizontal es muy acusada, así como la generación de ruido elevado, resultando, por 10 otra parte, perjudicial para las aves, además de que generan una contaminación visual por la visibilidad del giro del rotor.

Se conocen rotores eólicos de eje vertical, adoleciendo todos ellos de un escaso rendimiento energético según se ha comentado anterionnente.

15 Aeroturbinas como las citadas pueden observarse en los documentos: US1219339; US3743848; US3793530; US3995170; US4115032; US4208168; US4278894; US7083382; ES2364828; ES2180443; ES2209172; ES2336084; PL200550; entre muchos otros.

20 Estas aeroturbinas presentan una problemática que se centra fundamentalmente en los siguientes aspectos:

-: Requieren palas con perfil aerodinámico muy complejo que las hace muy costosas y 25 que además tienen que estar sobredimensionadas para soportar vientos superiores a los nominales y soportar elevadas vibraciones hasta que pasen a modo fuera de servicio.

-: Requieren un complejo sistema de frenado ante la presencia de vientos superiores a los nominales, siendo necesario además dejar fuera de servicio la aeroturbina, no 3 O pudiéndose aprovechar nada de la alta energía de que dispone en ese momento el flujo de aire de alta velocidad.

-: Requieren, las de eje horizontal, disponerse a gran altura para evitar el rozamiento de las palas con el suelo o con la vegetación, además de tener que mantener una distancia 35 de protección.

-: Provocan gran contaminación visual, por las palas en movimiento, y contaminación acústica.

4 O -Las de eje vertical, que no necesitan sistema de orientación ni de frenado, tienen un coeficiente de potencia muy bajo.

La aeroturbina que la invención preconiza resuelve de fonna plenamente satisfactoria la problemática anterionnente expuesta, en todos y cada uno de los diferentes aspectos 45 comentados.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LAS FIGURAS

La figura 1, muestra una vista en perspectiva de una realización preferente de una aeroturbina según la invención 1.

5 La figura 2, muestra una vista en alzado de una realización preferente de una aeroturbina según la invención 1, en la cual se puede apreciar: a la izquierda de su eje de simetría vertical, la carcasa móvil 106 de entrada de aire, en su estado de apertura máxima, ya la derecha, la carcasa fija 105.

10 La figura 3, muestra una vista en perfil, de una realización preferente de una aeroturbina según la invención 1, en la cual se puede apreciar: a la izquierda de su eje de simetría vertical, la carcasa fija 105, ya la derecha, la carcasa móvil 106, de salida de aire, en su estado de apertura máxima.

15 La figura 4, muestra una vista en alzado, de una realización preferente de una aeroturbina según la invención 1, en la cual se puede apreciar: a la izquierda de su eje de simetría vertical, la carcasa móvil 106, de entrada de aire, en su estado de apertura mínima o cierre completo, ya la derecha, la carcasa fija 105.

20 La figura 5, muestra una vista en perfil de una realización preferente de una aeroturbina según la invención, en la cual se puede apreciar: a la izquierda de su eje de simetría vertical, la carcasa fija 105, Y a la derecha, la carcasa móvil 106 de salida de aire, en su estado de apertura mínima o cierre completo.

25 La figura 6, muestra un corte de la vista en alzado, de una realización preferente de una aeroturbina según la invención 1, en la que se pueden observar con detalle el rotor eólico 107, la sección de la carcasa fija 105, la sección de la carcasa móvil 106, el eje de transmisión 10 1, Y demás elementos.

30 La figura 7, muestra dos vistas en planta, de una realización preferente de una aeroturbina según la invención 1, en la que se pueden observar: en la vista superior, la posición de la palanca 110, que hace que la carcasa móvil 106, se encuentre abierta al

100%, Y que la veleta 109 esté desplazada su ángulo de desorientación variable cp, 35 máximo, y en la vista inferior, la posición de la palanca 110, que hace que la carcasa móvil 106 se encuentre abierta al 0% o cierre completo, y que la veleta 109 esté

desplazada su ángulo de desorientación variable cp, mínimo o nulo.

La figura 8, muestra una vista de perfil, de la cámara de regulación 108, de una

4 O realización preferente de una aeroturbina según la invención 1, en la que puede observarse la salida de la palanca 110, con indicación del grado de apertura de la carcasa móvil 106.

La figura 9, muestra un corte de una vista en alzado de la cámara de regulación 108, 45 de una realización preferente de una aeroturbina según la invención 1, en la que puede observarse esquemáticamente las etapas y elementos de su interior, así como el anemómetro 1080, situado en su parte superior.

La figura 10, muestra un corte de una vista en planta de una realización preferente de 5 una aeroturbina según la invención 1, en la que pueden observarse las líneas de flujo de aire, cuando la carcasa móvil 106 se encuentra abierta al 100% Y la veleta 109 desplazada su ángulo de desorientación variable q>, máximo.

La figura 11, muestra un corte de una vista en planta de una realización preferente de 10 una aeroturbina según la invención 1, en la que pueden observarse las líneas de flujo de aire cuando la carcasa móvil 106 se encuentra abierta al 0% (cerrada) y la veleta

109 desplazada su ángulo de desorientación variable q>, mínimo o nulo.

La figura 12, muestra un gráfico de vectores de velocidad coloreados según la 15 magnitud de velocidad.

DECRIPCIÓN DE UNA REALIZACIÓN PREFERIDA

2 O La figura 1, muestra una vista en perspectiva de una realización preferente de una aeroturbina según la invención 1. Para no comprometer la claridad gráfica, no se ha dibujado el anemómetro, que por el contrario sí que aparece en el resto de las figuras.

La figura 2, muestra una vista en alzado de una realización preferente de una

25 aeroturbina según la invención 1, en la cual se puede apreciar: a la izquierda de su eje de simetría vertical, la carcasa móvil 106 de entrada de aire, en su estado de apertura máxima, y a la derecha, la carcasa fija 105, Y en la que se puede apreciar el eje de transmisión 101, que está rígidamente unido al rotor eólico 107, Y que discurre por el interior de una columna soporte 102, Y en la que se puede apreciar la cámara de

3 O regulación 108, la cual regula la posición de la carcasa móvil 106 Y de la veleta 109. La veleta 109 está unida mediante su brazo 111 a la cámara de regulación 108,

fonnando un ángulo de desorientación variable q>, que orienta la abertura de entrada de aire que provoca la carcasa móvil 106, según la dirección de viento. La cámara de regulación 108 está rígidamente unida a la carcasa fija 105.

35 La figura 3, muestra una vista en perfil de una realización preferente de una aeroturbina según la invención 1, en la cual se puede apreciar: a la izquierda de su eje de simetría vertical, la carcasa fija 105, Y a la derecha, la carcasa móvil 106 de salida de aire, en su estado de apertura máxima.

40 La figura 4, muestra una vista en alzado de una realización preferente de una aeroturbina según la invención 1, en la cual se puede apreciar: a la izquierda de su eje de simetría vertical, la carcasa móvil 106 de entrada de aire, en su estado de apertura mínima o cierre completo, y a la derecha, la carcasa fija 105.

La figura 5, muestra una vista en perfil de una realización preferente de una aeroturbina según la invención, en la cual se puede apreciar: a la izquierda de su eje de simetría vertical, la carcasa fija 105, y a la derecha, la carcasa móvil 106 de salida de aire, en su estado de apertura mínima o cierre completo.

5 La figura 6, muestra un corte de la vista en alzado de una realización preferente de una aeroturbina según la invención 1, en la que se pueden observar con detalle el rotor eólico 107, la sección de la carcasa fija 105, la sección de la carcasa móvil 106, y el eje de transmisión 101 que discurre por la columna soporte 102. El eje de trasmisión 101

10 se soporta a la carcasa fija 105 mediante sendos rodamientos 103A y 103B. La carcasa fija 105 se soporta a la columna soporte 102 mediante el rodamiento 104, pudiendo girar libremente para orientar la entrada de aire a la dirección de viento. La carcasa fija 105, se diferencia de la carcasa móvil 106, porque permanece fija cuando la admisión y salida de aire varían, pero en su conjunto ambas giran simultáneamente respecto de

15 la columna soporte 102.

La figura 7, muestra dos vistas en planta de una realización preferente de una aeroturbina según la invención 1, en la que se pueden observar: en la vista superior, la posición de la palanca 110 que hace que la carcasa móvil 106 se encuentre abierta al

2 O 100% Y que la veleta 109 esté desplazada su ángulo de desorientación variable cp, máximo, y en la vista inferior, la posición de la palanca 110 que hace que la carcasa móvil 106 se encuentre abierta al 0% o cierre completo, y que la veleta 109 esté

desplazada su ángulo de desorientación variable cp, mínimo o nulo. La palanca 110 unida a la carcasa móvil y el brazo 111 unido a la veleta 109 generan el movimiento 25 simultáneo que se puede apreciar en las vistas de la figura, pero en su movimiento generan ángulos distintos. Por ejemplo, para una abertura preferente de entrada y de salida de aire, diametralmente opuestas, de 90°, la palanca 110 recorrerá 90° simultáneamente con el brazo 111, que recorrerá el ángulo de desorientación variable

cp, propio de la aeroturbina. Esto se consigue con un sencillo mecanismo cualesquiera, 3 O conocido ampliamente en el estado de la técnica, y que se encuentra incluido en el la etapa 1082 que es un sistema motorizado de orientación de salida doble, descrito en la

figura 9. El ángulo de desorientación variable cp depende de varios factores, siendo el principal la geometría de las carcasas fija 105 Y móvil 106 Y de la veleta 109. Cada

tipo específico de aeroturbina tendrá un ángulo de desorientación variable cp propio, 35 cuyo valor se obtendrá mediante técnicas computacionales de dinámica de fluidos y se validará en túnel de viento.

La figura 8, muestra una vista de perfil de la cámara de regulación 108 de la carcasa móvil 106 Y de la veleta 109 de una realización preferente de una aeroturbina según la

4 O invención 1, en la que puede observarse la salida de la palanca 110, con indicación del grado de apertura de la carcasa móvil 106

La figura 9, muestra un corte de una vista en alzado de la cámara de regulación 108 de una realización preferente de una aeroturbina según la invención 1, en la que puede

observarse esquemáticamente las etapas y elementos de su interior, así como el anemómetro 1080, situado en su parte superior. El anemómetro 1080, tiene dos funciones: generar la señal de velocidad de viento y alimentar con la misma señal a la etapa 1083. La etapa 1083 es un acumulador de energía eléctrica que incorpora un 5 sencillo regulador de carga, y que alimenta de energía eléctrica al resto de etapas. La etapa 1081 es un microcontrolador programable, que capta la señal del anemómetro 1080, Y que capta la velocidad de giro del eje de transmisión 101, Y que manda la señal correspondiente a la etapa 1082, que es un sistema motorizado de orientación de salida doble. La etapa 1082 actúa simultáneamente sobre la palanca 110, solidaria a la

10 carcasa móvil 106, Y sobre el brazo 111, solidario a la veleta 109. El procedimiento de funcionamiento, programado en la etapa 1081, se basa en

la velocidad del viento (aunque también se puede programar una función continua de apertura) y en la velocidad del eje de rotación, ya sea por tramos o de manera continua, como por ejemplo se muestra a continuación con un control de 5 tramos (valor

15 nominal y 3 valores máximos prestablecidos):

inicio:

o:s velocidad del viento :s nominal Y

2 O velocidad de embalamiento > velocidad del eje entonces: abrir carcasa móvil 106, al 100% y desplazar veleta 109, a a = 100%

25 nominal < velocidad del viento :s máximo 1 Y velocidad de embalamiento > velocidad del eje entonces: abrir carcasa móvil 106, al 75% y desplazar veleta 109, a a = 75%

30 máximo 1 < velocidad del viento :s máximo 2 Y velocidad de embalamiento > velocidad del eje entonces: abrir carcasa móvil 106, al 50% y

35 desplazar veleta 109, a a = 50%

máximo 2 < velocidad del viento :s máximo 3 Y velocidad de embalamiento > velocidad del eje entonces:

4 O abrir carcasa móvil 106, al 25% y desplazar veleta 109, a a = 25%

máximo 3 < velocidad del viento O velocidad de embalamiento < velocidad del eje 45 entonces: abrir carcasa móvil 106, al 0% y

desplazar veleta 109, a a = 0%

a inicio:

5 La figura 10, muestra un corte de una vista en planta de una realización preferente de una aeroturbina según la invención 1, en la que pueden observarse las líneas de flujo de aire cuando la carcasa móvil 106 se encuentra abierta al 100% Y la veleta 109

desplazada su ángulo de desorientación variable <p, máximo. En la posición indicada,

10 la entrada de aire se encuentra perfectamente orientada con la dirección del viento, siendo dicha posición la nominal de funcionamiento. Cuando el anemómetro registra vientos superiores a los nominales, la etapa 1081 da orden a la etapa 1082 para

desplazar la carcasa móvil 106 Y reducir el ángulo de desorientación variable <p de la veleta 109, cerrando la entrada de aire pero manteniendo la orientación indicada en la

15 figura.

La figura 11, muestra un corte de una vista en planta de una realización preferente de una aeroturbina según la invención 1, en la que pueden observarse las líneas de flujo de aire cuando la carcasa móvil 106 se encuentra abierta al 0% ( cerrada) y la veleta

2 O 109 desplazada su ángulo de desorientación variable <p mínimo o nulo. Esta situación se da cuando el anemómetro registra vientos superiores al máximo estructural: la etapa 1081 da orden a la etapa 1082 para desplazar la carcasa móvil 106 al máximo y anular

el ángulo de desorientación variable <p de la veleta 109, cerrando la entrada de aire pero manteniendo la orientación indicada en la figura.

25 La figura 12, muestra un gráfico de vectores de velocidad coloreados según la magnitud de velocidad. Se ha obtenido realizando una simulación para una velocidad V de 10 mis, y para una rotación del rodete de 35 r.p.m.

Claims

Reivindicaciones

1. Aeroturbina de eje vertical de arrastre con admisión variable 1, para aprovechar la energía cinética del flujo de aire, válida en emplazamientos de baja velocidad

5 de viento, tales como espacios urbanos, y en emplazamientos que puedan presentar velocidades extremas de viento con ráfagas de viento de 10 o superior según la escala de Beaufort, de las que disponen de:

-

una columna soporte que soporta el resto de elementos mediante un

10 rodamiento; -una carcasa móvil que modifica el flujo de aire que llega al rotor eólico; -un rotor eólico que capta la energía cinética del flujo de aire y que transmite su movimiento giratorio a través de un eje de transmisión;

15 caracterizada por la siguiente configuración de elementos y su disposición relativa en el conjunto:

-

una carcasa fija 105 con dos aberturas para regular, junto con una carcasa móvil 106 que también dispone de dos aberturas, total o parcialmente el flujo 2 O de aire que llega al rotor eólico, siendo en todo momento idénticas la abertura de entrada de aire igual a la de salida, pero situándose diametralmente opuestas;

-

una veleta 109, que presenta un ángulo de desorientación variable a, respecto del borde de la entrada de flujo de aire, que garantiza que en todo momento la 25 abertura de entrada de aire se encuentra alineada con el flujo de aire incidente;

-

una cámara de regulación 108, que mediante un anemómetro 1080, dispone de una serie de dispositivos capaces de controlar el ángulo de desorientación variable a y el grado de apertura que provoca la carcasa móvil 106, respecto de

3 O la carcasa fija 105.
2. Aeroturbina de eje vertical de arrastre con admisión variable 1, según las reivindicaciones 1 y 2, caracterizada porque la carcasa móvil 106, presenta un grado independiente de libertad en su movimiento respecto de la carcasa fija

35 105.
3. Aeroturbina de eje vertical de arrastre con admisión variable 1, según las reivindicaciones 1 y 2, caracterizada porque la carcasa fija 105, y la carcasa móvil 106, tienen forma de sólido de revolución radial hueco, preferentemente

4 O cilíndrica.
4. Aeroturbina de eje vertical de arrastre con admisión variable 1, según las reivindicaciones 1 y 2, caracterizada porque en las aberturas de entrada y de salida de flujo de aire se puede disponer un filtro para impedir la entrada de

45 insectos, aves y material de arrastre.
5.

Aeroturbina de eje vertical de arrastre con admisión variable 1, según las

reivindicaciones 1 y 2, caracterizada porque el rotor eólico es una turbina de

flujo radial de una pluralidad de palas planas.

5

6. Procedimiento de generación de energía eléctrica que utiliza el dispositivo 1,

consistente en poner en movimiento un generador eléctrico utilizando el trabajo

desarrollado por el rodete eólico 107, Y transmitido por el eje de transmisión

101, a través de una serie de mecanismos de transmisión caracterizado porque

se comparan simultáneamente la velocidad de viento y la velocidad del eje de

10

rotación con unos valores de consigna preestablecidos.

15