ES1144310U - Sistema captador de energía eolica - Google Patents

Abstract

1. Sistema captador de energía eólica del tipo que genera un movimiento giratorio utilizando cables y velas dispuestas helicoidalmente, que consiste en unas turbinas constituidas con al menos una etapa de álabes, unas velas inclinadas dispuestas en grupos o hileras, o una vela helicoidal, dichas turbinas giran y se colocan horizontales o inclinadas entre el extremo o extremos superiores de al menos un mástil, poste o torre, globo aerostático, la cima o ladera de un montículo, o entre uno de ellos y el suelo, las hileras o grupos de velas hileras se sujetan con cables o cuerdas alrededor del eje de giro o de simetría, y se colocan entre los extremos de dos aspas, cuyos ejes captan el movimiento giratorio o par de giro generado por los álabes o velas y lo aplica directamente a un generador eléctrico o acciona este a través de un multiplicador de rpm, de una bomba hidráulica o de un compresor de aire que alimentan a una motobomba.

Description

SISTEMA CAPTADOR DE ENERGIA EOLICA

CAMPO DE LA INVENCIÓN.-Esta invención se refiere a un sistema captador de energía eólica del tipo de álabes o velas, dichos captadores eólicos son usados principalmente en generar energía eléctrica y son del tipo de grandes dimensiones y utilizan la potencia del viento centralizada y comercialmente.

ESTADO DE LA TÉCNICA.-Los sistemas de energía son contaminantes si se utilizan combustibles fósiles y extremadamente radioactivos si se usan combustibles nucleares. Por otra parte los captadores eólicos actuales necesitan altas tecnologías, altos costes, colocación a elevadas alturas y grandes vientos para conseguir altos rendimientos, dependiendo de condiciones de viento difíciles de encontrar.

OBJETIVO DE LA INVENCIÓN

Utilizar un sistema captador de grandes dimensiones, sencillo, de gran rendimiento, fácil de controlar, no mata las aves y es muy económico. Por lo cual se obtiene la energía muy barata.

Aportar un sistema eólico que protege el medio ambiente y permite la creación de muchos puestos de trabajo.

Usar un sistema que puede colocarse en el mar (off shore) y sobre los cultivos.

DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN.-El sistema captador de energía eólica de la invención utilizando velas y cables consiste en una turbina con al menos una etapa de álabes, unas velas inclinadas dispuestas en grupos o hileras, o una vela helicoidal, dichas turbinas giran y se colocan horizontales o inclinadas entre el extremo o extremos superiores de al menos un mástil, poste o torre, globo aerostático, la cima o ladera de un montículo, o entre uno de ellos y el suelo. Las hileras o grupos de velas hileras se sujetan con cables o cuerdas alrededor del eje de giro o de simetría, y se colocan entre los extremos de dos aspas, cuyos ejes captan el movimiento giratorio o par de giro generado por los álabes o velas y lo aplica directamente a un generador eléctrico o acciona este a través de un multiplicador de rpm, de una bomba hidráulica o de un compresor de aire que alimentan a una motobomba. El poste o mástil puede soportarse con flotadores.

No se aprovecha el viento perpendicular a la turbina, por lo cual es conveniente colocar las turbinas direccionadas con los vientos dominantes de la zona. También se pueden colocar dos turbinas a 900 entre ambas, consiguiendo un funcionamiento constante independiente de la dirección del viento. Los vientos, generalmente brisas del mar, suelen soplar perpendiculares a la costa.

Si se usan dos grupos de álabes o velas estarán desfasadas 1800 entre si, si tres 1200 Ysi cuatro 900 entre sí.

Los álabes o velas pueden ser rectangulares, trapeciales o triangulares, se colocan paralelas entre sí y pueden estar formadas por múltiples tiras de tela, lona o materiales similares. Puede utilizarse una única vela helicoidal sujeta con cables de su periferia.

Una variante puede utilizar un mástil o poste y desde su extremo hasta el suelo y por lo tanto inclinadas varias turbinas espaciadas equidistantemente entre si. Valiendo para vientos de todos los sentidos.

Cuando las turbinas son de gran longitud pueden portar convenientemente espaciadas unas aspas intermedias adicionales y también unos apoyos de soporte, mástiles, torres o columnas.

La protección para vientos fuertes o para ráfagas se efectúa retrayendo los mástiles que son retráctiles, telecópicos o giratorios, articulado su extremo inferior. También pueden usarse los cables o cuerdas con unos muelles o tramos elásticos en serie. En otros casos la protección se efectúa mediante la sujeción de los vértices de las velas con cordones de sección reducida, que romperán con fuertes vientos, o bien con unos dispositivos de suelta que aflojan unos cordones. Pueden usarse dispositivos de suelta rápida de las velas mediante unas pinzas de presión controlada. El sistema mas simple consiste en utilizar aspas o brazos radiales flexibles, o dichos brazos pueden tener un muelle en su base para flexionar cuando el viento es excesivo

Se puede añadir un multiplicador de revoluciones para generadores eléctricos de engranajes o de correas y poleas, que pueden ser dentadas, también pueden accionar las turbinas unas bombas o compresores de aire que alimentan unas bombas y estas accionan unos generadores o alternadores eléctricos.

Los cables están arriostrados con riostras en cruz con cuerdas o cables y/o mediante las aristas de las velas que portan un cordón de refuerzo. La estructura de las turbinas se une a masa y los ejes se puentean a la estructura con unos cables y escobillas para que los cojinetes no se deterioren con las chispas debidas a las cargas estáticas.

Dispone de un blocaje protector para mantenimiento y otras operaciones. Con los álabes o velas y por lo tanto los cables dispuestos en rampa se evita se produzca sombra entre las mismas y se reduzca el rendimiento. Las velas de cada hilera se almacenan adosadas en paquetes y usan unos ganchos para enganche y suelta rápida en sus extremos para su fijación a las aspas de la turbina. Estos sistemas permiten gran longitud y el uso de velas de lona, tela, plástico, fibras sintéticas, etc. El resto columnas, cables, etc. serán preferentemente de acero

3 F.OEPM04/09/2015F.EfectivaNº solicitud15/09/2015galvanizado, zinc, etc. Los álabes pueden ser rígidos. El eje, en vez de un cable, puede usar unos elementos tubulares unidos mediante eslabones.

VENTAJAS: El presente captador eólico, proporciona una fuente de energía elevada con ooste efectivo independiente de las condiciones óptimas del viento, no necesita una situación óptima, ni hay que situarlo en zonas muy elevadas ni apartadas. No requiere equipos ni técnica altamente especializada, tanto si se construyen de grandes

o pequeñas dimensiones. Es seguro. Es de fácil y económica reparación, montaje y desmontaje. Es de fácil transporte. Puede fabricarse fácil y económicamente. Se auto protege de vientos excesivos. No necesita direccionarlo constantemente hacia el viento. Puede usar generadores de corriente económicos. Por utilizar múltiples cables y velas, las dimensiones pueden ser enormes, no existiendo sistema eólico que pueda captar ni por aproximación la misma energía. No requiere parte de la energía obtenida para operar sus propios mecanismos. Las velas son muy baratas y también su reemplazamiento. Las velas no son ruidosas. Al poder utilizar vientos de baja intensidad tiene un mayor periodo útil anual y admite mayor cantidad de zonas aprovechables. Es muy sencillo y económico. Puede tener el generador y los mecanismos en la zona inferior. No mata las aves ni contamina. No se producen ruidos ni vibraciones ni es afectado por los rayos. Es muy útil para la obtención de aire comprimido, electricidad, hidrógeno, desalación del agua del mar, etc. y puede competir con cualquier tipo de energía actual. El coste por Kw. es muy bajo y tiene alto rendimiento. Puede fabricarse con unas dimensiones diez veces mayor que la de cualquiera de los molinos eólicos actuales, resultando el Kw. mas barato que con cualquier otro sistema.

BREVE DESCRIPCION DE LOS DIBUJOS La figura 1 muestra una vista esquematizada en perspectiva y parcial de una disposición captadora de energía eólica de la invención. La figura 2 y 3 muestran vistas esquematizadas en perspectiva y parciales de variantes del sistema. Las figuras 4 a la 6 muestran vistas esquematizadas, parciales y frontales de variantes del sistema. Las figuras 7 a la 9, 12, 13 y 15 muestran vistas esquematizadas y en perspectiva de variantes del sistema. La figura 11 muestra una vista esquematizada y en planta de una variante del sistema.

La figura 14 muestra una vista esquematizada y lateral de un conjunto de velas empaquetadas. La figura 10, 10A Y 16 muestran vistas laterales de variantes de turbinas. DESCRIPCIÓN MÁS DETALLADA DE LA INVENCIÓN La invención, figura 7, muestra una forma de realización de la invención, la cual

consta de una turbina (1) formada por dos hileras o grupos de velas rectangulares e inclinadas (2a y 2b), dispuestas a ambos lados de un. eje central longitudinal (7), sujetas de sus vértices por unos cables periféricos (3p) Y otros intermedios (3i). Estando dichos cables dispuestos entre dos aspas (4), una en cada extremo. Son similares a las velas de las figuras 3 y 4. El eje central es un cable y puede ser opcional. El extremo superior es soportado por una rótula (lO) en el extremo superior de la torre o mástil (6a), el inferior está articulado (8). El extremo inferior es soportado por la columna (6) y acciona el generador eléctrico (5). Las velas se mantienen inclinadas mediante los cables o cuerdas periféricas (3p) y las intermedias (3i), generando un par de giro cuando reciben el viento paralelo o inclinado a su eje de giro.

La figura 1 muestra la porción de turbina (l), formada por dos hileras o grupos de álabes o velas triangulares (2c y 2d) la cual recibe el aire por un extremo, paralelo al eje de giro (3e) o longitudinal. Las dos hileras o grupos de velas están sujetas por sus vértices mediante los cables periféricos (3p) y el eje de giro de la turbina (3e). Puede utilizar tres o cuatro hileras de velas como en las figuras 5 y 6. Los cables periféricos solo se aplican a dos parejas de velas para mostrar su funcionamiento con mas nitidez

La figura 2 muestra la porción de turbina (l), formada por dos hileras o grupos de álabes o velas rectangulares o trapeciales (2m y 2n) y torsionadas, la cual recibe el aire por un extremo, paralelo al eje de giro (3e) o longitudinal. Las dos hileras o grupos de velas están sujetas por sus vértices mediante los cables periféricos (3p) y el eje de giro de la turbina (3e). Puede utilizar tres o cuatro hileras de velas. Los cables periféricos solo se aplican a dos parejas de velas para mostrar su funcionamiento con más nitidez.

La figura 3 muestra la porción de turbina (1), formada por dos hileras o grupos de álabes o velas rectangulares (2a y 2b), que pueden ser trapeciales, la cual recibe el aire por un extremo, paralelo al eje de giro (3e) o longitudinal. Las dos hileras o grupos de velas están sujetas por sus vértices mediante los cables periféricos (3p). Su disposición es similar a la de la figura 4. Puede utilizar cuatro hileras de velas. Los cables periféricos solo se aplican a dos parejas de velas para mostrar su funcionamiento con más nitidez

La figura 4 muestra la turbina (1) formada por dos hileras o grupos de álabes o velas rectangulares (2a y 2b). Soportados los grupos por los cables periféricos (3p) e intermedios (3i). Este sistema es mucho mas sencillo que los de las figuras 5 y 6. Añade el cable central o eje de giro (3e), el cual puede ser opcional.

La figura 5 muestra la turbina (1) formada por tres hileras o grupos de velas triangulares (2e, 2f y 2g). Soportados los grupos por los cables periféricos (3p) Y el cable central (3e).

La figura 6 muestra la turbina (1) formada por cuatro hileras o grupos de velas triangulares, (21!, 2i, 2j Y 2k). Soportados los grupos por los cables periféricos (3p) y el cable central (3e). En líneas de trazos se muestran unas aspas flexibles (4). Las aspas pueden tener un muelle en su base para flexionar cuando el viento es excesivo.

Figura 8 muestra la turbina (1) formada por dos hileras o grupos de velas rectangulares (2a y 2b) e inclinadas, dispuestas a ambos lados de un eje central longitudinal (7), sujetas de sus vértices por unos cables periféricos (3p) y otros intermedios (3i). Estando dichos cables dispuestos entre dos aspas (4), una en cada extremo. Son similares a las velas de las figuras 3 y 4. El eje central es un cable y puede ser opcional. El extremo superior es soportado por una rótula (10a) en el extremo superior del montículo (9). El extremo inferior gira y es soportado por la columna (6) y acciona el generador eléctrico (5). Las velas se mantienen inclinadas mediante los cables

o cuerdas periféricas (3p) y las intermedias (3i), generando un par de giro cuando reciben el viento paralelo o inclinado a su eje de giro.

Fig. 9 muestra la turbina (1) formada por dos hileras o grupos de velas rectangulares (2a y 2b) e inclinadas, dispuestas a ambos lados de un eje central longitudinal (7), sujetas de sus vértices por unos cables periféricos (3p) y otros intermedios (3i). Estando dichos cables dispuestos entre dos aspas (4), una en cada extremo. Son similares a las velas de las figuras 3 y 4. El eje central es un cable y puede ser opcional. El extremo superior es soportado por una rótula (10) en el globo cautivo (11). El extremo inferior gira y es soportado por la columna (6) y acciona el generador eléctrico (5). Las velas se mantienen inclinadas mediante los cables o cuerdas periféricas (3p) y las intermedias (3i), generando un par de giro cuando reciben el viento paralelo o inclinado a su eje de giro ..

Fig. 10 muestra dos turbinas (1) formadas cada una por dos hileras o grupos de velas rectangulares (2a y 2b) e inclinadas, dispuestas a ambos lados de un eje central longitudinal (7), sujetas de sus vértices por unos cables periféricos (3p) y otros intermedios (3i). Estando dichos cables dispuestos entre dos aspas (4), una en cada

extremo. Son similares a las velas de las figuras 3 y 4. El eje central de cada turbina es un cable que puede ser opcional. El extremo superior de cada turbina es soportado por una rótula (10) en el extremo superior de la torre (6a) y el extremo inferior está articulado (8). El extremo inferior gira y es soportado por la columna (6) y acciona el generador eléctrico (5). Las velas se mantienen inclinadas con los cables periféricos (3p) ye intermedios (3i), generando un par de giro con viento paralelo o inclinado con el eje de giro. Con dos turbinas a 1800 entre si se aprovecha el viento de todas las direcciones.

La figura lOA muestra una turbina helicoidal (1s) formada por el eje (3e) y alrededor la lona o vela helicoidal única (2s) sujeta periféricamente con los cables periféricos (3p). El contorno externo de la lona helicoidal puede ser curvo o de tramos rectos o poligonales. Puede considerarse la vela única como múltiples velas triangulares

o trapeciales unidas lateralmente entre si. Pueden tener unos brazos radiales de soporte. La figura 11 muestra varias turbinas (1) dispuestas radialmente, soportadas por un extremo a una torre (6) y los otros o mas externos fijados al terreno.

Figura 12 muestra la turbina (1) formada por dos velas rectangulares (2) e inclinadas, dispuestas a ambos lados de un eje central longitudinal (7), sujetas de sus vértices por las dos aspas (4), una en cada extremo. El eje o cable central es opcional. Los extremos se soportan con las columnas o mástiles (6 y 6a) y uno de ellos acciona el generador eléctrico (5) el otro puede estar sujeto por una rótula. Las velas se mantienen inclinadas con los cables o cuerdas periféricas (3p) y las aspas (4), generando un par de giro cuando reciben el viento paralelo a su eje de giro o inclinado sobre el mismo.

La figura 13 muestra la turbina (1) soportada entre dos flotadores (12a y 12b), uno de ellos está sujeto o anclado al fondo mediante un bloque de hormigón (13) y la cadena (14). Uno o ambos flotadores pueden sustituirse por unos mástiles o pilotes clavados en el fondo del mar.

La figura 14 muestra las velas rectangulares (2a y 2b) empaquetadas, como las de las turbinas de las figuras 3 y 4 Y unos ganchos (15) para su enganche a las aspas. La figura 15 muestra unas turbinas (1) con un apoyo intermedio (6a) y en los extremos (6 y 6b). Porta los generadores en los extremos (5).

La figura 16 muestra la turbina (la) de hélices y palas rígidas (3r), está soportada por las torres (6) articuladas en su base (8) y tiene como eje el cable (7a) que transmite el movimiento y acciona el generador (5). Para evitar el deslizamiento de las helices puede utilizarse como eje dos cables trenzados.

[~~ 5 SET. 2015

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Claims (19)

1. REIVINDICACIONES

   1. Sistema captador de energía eólica del tipo que genera un movimiento giratorio utilizando cables y velas dispuestas helicoidalmente, que consiste en unas turbinas constituidas con al menos una etapa de álabes, unas velas inclinadas dispuestas en grupos o hileras, o una vela helicoidal, dichas turbinas giran y se colocan horizontales

   o inclinadas entre el extremo o extremos superiores de al menos un mástil, poste o torre, globo aerostático, la cima o ladera de un montículo, o entre uno de ellos y el suelo, las hileras o grupos de velas hileras se sujetan con cables o cuerdas alrededor del eje de giro

   o de simetría, y se colocan entre los extremos de dos aspas, cuyos ejes captan el movimiento giratorio o par de giro generado por los álabes o velas y lo aplica directamente a un generador eléctrico o acciona este a través de un multiplicador de rpm, de una bomba hidráulica o de un compresor de aire que alimentan a una motobomba

2. 2.

   Sistema según reivindicación 1, caracterizado porque el poste, mástil o torre está soportado por unos flotadores anclados al fondo del mar.

3. 3.

   Sistema según reivindicación 1, caracterizado porque las turbinas se colocan direccionadas con los vientos dominantes.

4. 4.

   Sistema según reivindicación 1, caracterizado porque se colocan dos turbinas con 900 entre sus ejes.

5. 5.

   Sistema según reivindicación 1, caracterizado porque las turbinas tienen dos grupos de velas desfasadas 1800 entre si.

6. 6.

   Sistema según reivindicación 1, caracterizado porque las turbinas tienen tres grupos de velas desfasadas 1200 entre si.

7. 7.

   Sistema según reivindicación 1, caracterizado porque las turbinas tienen cuatro grupos de velas desfasadas 900 entre si.

8. 8.

   Sistema según reivindicación 1, caracterizado porque las velas son rectangulares, trapeciales o triangulares y se colocan paralelas entre sí.

9. 9.

   Sistema según reivindicación 1, caracterizado porque utiliza un mástil o poste y desde su extremo hasta el suelo y radialmente e inclinadas varias turbinas espaciadas equidistantemente entre si.

10. 10.

    Sistema según reivindicación 1, caracterizado porque las turbinas tienen unas aspas y unos apoyos adicionales de soporte, mástiles o torres.

11. 11.

    Sistema según reivindicación 1, caracterizado porque los álabes son rígidos.

12. 12.

    Sistema según reivindicación 1, caracterizado porque los álabes son flexibles.

13. 13.

    Sistema según reivindicación 1, caracterizado porque los mástiles son

    8 F.OEPM04/09/2015F.EfectivaNº solicitud15/09/2015retráctiles, telescópicos o giratorios alrededor de unas articulaciones en su base.
14. 14. Sistema según reivindicación 1, caracterizado porque la sujeción de los vértices de las velas se realiza con cordones de sección reducida, que romperán con fuertes vientos.

    5 15. Sistema según reivindicación 1, caracterizado por utilizar unos dispositivos de suelta rápida de las velas mediante unas pinzas de presión controlada.
15. 16. Sistema según reivindicación 1, caracterizado porque la estructura de las turbinas se une a masa y los ejes se puentean a la estructura con unos cables y escobillas para que los cojinetes no se deterioren con las chispas debidas a las cargas estáticas.

    10 17. Sistema según reivindicación 1, caracterizado porque las turbinas accionan bombas o compresores de aire que alimentan unas bombas y estas accionan unos generadores eléctricos o se usan multiplicadores de rpm mecánicos de engranajes o de correas y poleas.
16. 18. Sistema según reivindicación 1, caracterizado porque en serie con los cables 15 se añaden unos muelles o tramos elásticos.
17. 19. Sistema según reivindicación 1, caracterizado porque los conjuntos de velas se almacenan adosadas retraídas en paquetes y portan en sus ectremos unos ganchos de enganche y suelta rápida para su fijación a las aspas de la turbina.
18. 20.. Sistema según reivindicación 1, caracterizado porque el poste, mástil o torre 20 están soportados por unos flotadores, y uno de ellos anclado al fondo del mar.
19. 21. Sistema según reivindicación 1, caracterizado porque los cables están arriostrados entre si con riostras en cruz, utilizando cuerdas o cables y/o mediante las aristas de las velas que portan un cordón de refuerzo.