ES1264310U - Dispositivo de captacion y transmision de energia eolica para aerogeneradores de eje vertical - Google Patents
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Abstract
Dispositivo de captación y transmisión de energía eólica para aerogeneradores de eje vertical, constituido por un rotor, una trasmisión y elementos captadores sobre estructura de crucetas y ángulos que conforman una torre (4) de acero estructural o madera manipulable desde una argolla en su parte superior (12), caracterizado porque el eje principal de la transmisión (6), que se apoya sobre unos rodamientos (10), incorpora de forma solidaria una corona dentada (5) o una caja multiplicadora convencional fijada en el extremo inferior del eje de transmisión (6), conectada a varios alternadores (9), y comprende una estructura de palas (7) que anclan en un soporte (11) solidario a unas placas (2) que a su vez son solidarias con el eje de transmisión (6), constituida dicha estructura de palas (7) por ocho vigas en forma de "V", que salen del anillo de soporte (11), y que enlazan en sus extremos con un eje (8) a través de unos rodamientos (14) ubicados en su extremo y solidarios a las mismas; y comprende también unas lamas (1) con forma rectangular en cuyo interior comprenden un esqueleto a modo de costillas (13) que sustenta este formato rectangular, teniendo en su centro un mástil o eje (8) que enlaza los extremos de las vigas (7) que da cuerpo y forma de elipse alargada al material del que está constituida la lama (1).
Description
DESCRIPCIÓN
DISPOSITIVO DE CAPTACIÓN Y TRANSMISIÓN DE ENERGÍA EÓLICA PARA
AEROGENERADORES DE EJE VERTICAL
OBJETO DE LA INVENCIÓN
La presente invención se refiere a un equipo compuesto de sistema de rotor, trasmisión y elementos captadores que optimiza el generador de eje vertical, y que ha sido especialmente concebido para satisfacer la necesidad de obtención de energía limpia, eficaz y respetuosa con el medio ambiente, contemplando también el impacto paisajístico y ambiental.
Existen diversos modelos de aerogenerador de eje vertical que intentan desarrollarse aprovechando las nuevas tecnologías que permiten resolver las complejidades propias de este tipo de aerogeneradores.
En sus distintas versiones los generadores de eje vertical conocidos se constituyen a partir de una torre principal anclada a la base y provista de sus correspondientes rotores, que trasmiten el movimiento generado a un eje vertical y este a un alternador con interposición o no de una caja multiplicadora.
Este tipo de generadores presentan varios inconvenientes, siendo uno de los principales la fabricación del mismo, ya que se requiere de diámetros muy altos para poder generar una torre que pueda sustentar una elevada superficie de vela (pala) ya que de lo contrario la producción es muy baja.
Otro problema que presenta este tipo de aerogeneradores es el complejo sistema de guiado de lamas, el de alimentación eléctrica sobre las mismas y el sistema de frenado.
Las ventajas de esta invención son las siguientes:
- El rotor, trasmisión y guiado de lamas que se describe más adelante ofrece un modelo de aerogenerador más versátil y de variadas aplicaciones en el tramo de baja y media potencia.
- La nueva versión de lama (vela) única sustentada por unas palas en forma de V, mejora sustancialmente a los modelos anteriores en eficacia, estética e impacto ambiental
- El sistema de liberación de las lamas que propone la invención mejora el sistema de seguridad ya que permite una liberación automática sencilla. - Se trata de un sistema de una gran sencillez mecánica, de fácil montaje y con un muy bajo coste en el trasporte.
La aplicación industrial de esta invención se encuentra dentro de la fabricación de aerogeneradores de eje vertical, y más concretamente, sistemas de optimización de captación y maximización de rendimiento para aerogeneradores de eje vertical.
ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN
Aunque no se ha encontrado ninguna invención idéntica a la descrita, exponemos a continuación los problemas de equipos similares encontrados que reflejan el estado de la técnica relacionado con la misma.
Son conocidos sistemas similares, y ninguno consigue resolver correctamente esta problemática ya que se siguen utilizando estructuras tubulares que impiden el correcto posicionamiento de los rotores con el radio que estos precisan.
Si bien algunos equipos consiguen aumentar el rendimiento, este se mantiene limitado al no poder alargar las palas y tiene que crecer solo en altura. Ya se requiere un aerogenerador con rendimientos mayores por lo que necesitan alargar palas y por tanto aumentar el diámetro de la estructura soporte cambiando a su vez toda la configuración del rotor, del sistema de trasmisión y diseño de palas.
Los distintos modelos existentes siguen presentando carencias y rendimientos muy limitados debido a diversos factores. Estos defectos se han comprobado en pruebas de campo. También en estas pruebas se han manifestado las deficiencias de frenado y seguridad.
Conclusiones: Como se desprende de la investigación realizada, ninguno de los documentos encontrados soluciona los problemas planteados como lo hace la invención propuesta.
DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN
El dispositivo de captación y transmisión de energía eólica para aerogeneradores de eje vertical objeto de la presente invención se constituye a partir de una torre soporte en la cual se implementa este nuevo modelo de rotor con los componentes que requiere.
La estructura de este rotor varía en función de la aplicación que se pretende desarrollar. Básicamente se utilizan torres de celosía, si bien existen variantes tubulares que conservando los elementos de captación básicos requieren de ciertas modificaciones en la transmisión.
La torre, en su parte alta, y separado por la distancia correcta crea en su seno un espacio con base y techo sólidos en los que se alojaran los rodamientos que han de sustentar la transmisión. Entre los dos rodamientos, el eje incorpora solidaria una corona dentada del diámetro correcto y que se relaciona directamente con la turbina o turbinas (alternadores) ejerciendo así de caja multiplicadora.
La transmisión está constituida por un tubo de dimensión apropiada que se encuentra alojado en su base por sus correspondientes rodamientos y que le permiten elevarse de forma libre para dar soporte y constituirse en base del rotor.
El rotor se crea a partir del eje de transmisión. Sobre este se fijan, a la distancia correcta, dos platos sobre los que se fijan con los ángulos correctos unos anclajes que darán sustento a la palas que conformaran el rotor y que alojaran en su extremo las lamas (velas).
En el extremo de las palas y solidario a ellas un rodamiento apropiado servirá de alojamiento al eje que sustenta las lamas (velas).
Las velas están constituidas por el eje, las costillas y las placas que la conforman. Son el motor de la invención y tienen capacidad de orientarse al viento de la manera correcta en cada ángulo.
El eje de la vela en sus extremos incorpora diversos mecanismos fundamentales para el correcto funcionamiento y orientación de la vela.
El sistema de frenado es doble. Con la liberación de las lamas dejándolas libres al viento eliminamos la presión y por compensación ataque-retorno, se anula la fuerza de giro y un sistema de freno que ejercerá la propia turbina (alternador) por cortocircuito.
La trasmisión de fuerza que ejercen las velas sobre el rotor es directa, sin interposición de cajas multiplicadoras y por tanto dicha transmisión no sufre las oscilaciones propias de este tipo de torres, aunque también se puede sustituir la trasmisión a través de corona dentada por una caja multiplicadora convencional fijada en el extremo inferior del eje de transmisión.
Las palas se materializan sobre dos vigas en (V) en cuyo extremo se unen con el eje de la vela conformando un trapecio irregular que permite el paso de viento a las velas posteriores y que a su vez se unirán con un cable tensor que conforma un rotor completo y que distribuye de forma compartida la fuerza que reciben las palas en la zona de presión.
La orientación correcta de las lamas la realiza el propio viento corregido por un sistema de topes y retornos.
La electricidad generada por la máquina se vacía a través de tendido eléctrico convencional o por acumulación masiva en batería ya que el uso principal de la presente invención es implementar este aerogenerador en baja tensión.
BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS
Para una mejor comprensión de la presente descripción se acompañan unos dibujos que representan una realización preferente de la presente invención:
Figura 1: Vista en alzado de una torre con el dispositivo de captación y transmisión de energía eólica para aerogeneradores de eje vertical objeto de la presente.
Figura 2: Sección en planta de la torre con el dispositivo objeto de la presente invención.
Figura 3: Vista en detalle de la transmisión con rodamiento, corona dentada y turbinas.
Figura 4: Vista en perspectiva del eje de transmisión, empalme de este y platos redondos soportes de las palas.
Figura 5: Detalle de alzado en sección del sistema de captación de energía eólica. Lama (vela).
Figura 6: Detalle en perspectiva convencional del mecanismo de orientación y retroceso.
Las referencias numéricas que aparecen en dichas figuras corresponden a los siguientes elementos constitutivos de la invención:
1. Lama (vela)
2. Placas
3. Sistemas de tope con imanes
4. Torre
5. Corona dentada
6. Eje transmisión
7. Palas (Vigas)
8. Eje lama (vela)
9. Turbina (Alternador)
10. Rodamientos eje transmisión
11. Soporte anclaje lamas (velas)
12. Argolla manipulación molino con grúa
13. Costillas solidarias al eje de la lama (vela)
14. Rodamientos eje lama (vela)
15. Mecanismo de frenado de retorno
16. Mecanismo de frenado
DESCRIPCIÓN DE UNA REALIZACIÓN PREFERENTE
Una realización preferente del dispositivo de captación y transmisión de energía eólica para aerogeneradores de eje vertical objeto de la presente invención, con
alusión a las referencias numéricas, puede basarse en una estructura de crucetas y vigas de acero estructural o madera, que configuran una torre (4) a la que se acoplan, diversos mecanismo que conforman un rotor, manipulable desde una argolla en su parte superior (12).
Este rotor está compuesto de sus palas (7) que anclan en el soporte (11) solidario a las placas (2) que a su vez son solidarias con el eje de transmisión (6). En el seno de este eje, irá solidaria al mismo la corona dentada (5) que lleva asociadas las turbinas o alternadores (9).
Este eje se encuentra alojado en su parte inferior y a la distancia correcta en sus correspondientes rodamientos (10) dejando intermediada la corona dentada (5) que hará el efecto de caja multiplicadora y que se asocia a los alternadores (9).
En una realización diferente, la trasmisión a través de corona dentada (5) es sustituida por una caja multiplicadora convencional fijada en el extremo inferior del eje de transmisión (6).
Las palas (7) se alojan en unos soportes de anclaje (11) solidarios a las placas (2). Dichas placas (2), a su vez, se unen solidariamente con el eje de la transmisión (6), y están constituidas por ocho vigas (7), que en forma de "V” parten de estos acoples hacia el exterior, ampliándose hasta encontrar en el punto correcto el eje de la lama (8), enlazándose mediante los rodamientos (14) ubicados en su extremo, conformando junto con el eje de las lamas (8) un rotor estable.
Las lamas (1) comprenden una forma rectangular en cuyo interior comprenden un esqueleto a modo de costillas (13) que sustenta este formato rectangular teniendo en su centro un mástil o eje (8) que enlaza los extremos de las vigas (7) que da cuerpo y forma de elipse alargada al material del que está constituida la lama (1) creando una superficie aerodinámica.
Las lamas (1), son guiadas y posicionadas por el propio viento ayudándose de un mecanismo de tope (3), un mecanismo de frenado (15), y de frenado y retorno (16) solidario al eje (8).
Claims (3)
1. 
- Dispositivo de captación y transmisión de energía eólica para aerogeneradores de eje vertical, constituido por un rotor, una trasmisión y elementos captadores sobre estructura de crucetas y ángulos que conforman una torre (4) de
acero estructural o madera manipulable desde una argolla en su parte superior (12), caracterizado por que el eje principal de la transmisión (6), que se apoya sobre unos rodamientos (10), incorpora de forma solidaria una corona dentada (5) o una caja multiplicadora convencional fijada en el extremo inferior del eje de transmisión (6), conectada a varios alternadores (9), y comprende una estructura de palas (7) que
anclan en un soporte (11) solidario a unas placas (2) que a su vez son solidarias con
el eje de transmisión (6), constituida dicha estructura de palas (7) por ocho vigas en
forma de "V”, que salen del anillo de soporte (11), y que enlazan en sus extremos con
un eje (8) a través de unos rodamientos (14) ubicados en su extremo y solidarios a las mismas; y comprende también unas lamas (1) con forma rectangular en cuyo interior comprenden un esqueleto a modo de costillas (13) que sustenta este formato rectangular, teniendo en su centro un mástil o eje (8) que enlaza los extremos de las
vigas (7) que da cuerpo y forma de elipse alargada al material del que está constituida
la lama (1)
2. 
Dispositivo de captación y transmisión de energía eólica para aerogeneradores de eje vertical, según reivindicación 1, donde las lamas (1) son guiadas y posicionadas por el propio viento ayudándose de un mecanismo de tope
(3), un mecanismo de frenado (15), y de frenado y retorno (16) solidario al eje (8).
3. 
- Dispositivo de captación y transmisión de energía eólica para aerogeneradores de eje vertical, según reivindicaciones 1 y 2, donde la corona dentada (5) está acoplada a varios alternadores (9), entregando a estos el esfuerzo
según demanda de estos en función de la potencia del viento.
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