ES2221863T3 - Dispositivo para la transformacion de energia. - Google Patents

Dispositivo para la transformacion de energia.

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ES2221863T3 ES00980186T ES00980186T ES2221863T3 ES 2221863 T3 ES2221863 T3 ES 2221863T3 ES 00980186 T ES00980186 T ES 00980186T ES 00980186 T ES00980186 T ES 00980186T ES 2221863 T3 ES2221863 T3 ES 2221863T3
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Abstract

Dispositivo para convertir y/o transformar energía eólica en otra energía, por ejemplo energía eléctrica, caracterizado porque una rueda está giratoriamente articulada sobre un eje (8) en la zona superior de una torre (1); porque la rueda está dotada con un número de palas (9) entre el eje (8) y una corona (10) circular que está situada a una distancia del eje (8); porque la torre (1) es giratoria para colocar la corona circular sustancialmente en ángulos rectos a la dirección dominante del viento; porque la torre (1) tiene una pared (11) de cubierta que se extiende alrededor de al menos una parte de la corona circular; y porque unos medios (26) de transmisión están dispuestos entre la corona (10) circular de la rueda y un medio (25) para transformar la energía eólica transmitida en otra energía, por ejemplo, energía eléctrica, en cuyo caso dicho medio es un generador.

Description

Dispositivo para la transformación de energía.
La presente invención se refiere a un dispositivo para convertir y/o transformar energía eólica en otra energía, por ejemplo energía eléctrica.
Según el estado de la técnica, por ejemplo, del documento WO 99/41498, la energía eólica es transformada por medio de palas de la hélice o del rodete que parten de un eje que acciona un generador por medio de un engranaje. Esta solución implica que los componentes mecánicos estén sometidos a fuerzas mecánicas extremas que, naturalmente, aumentan más y más cuanto más grandes son las palas de la hélice y más alta es la torre. La torre tiene una góndola superior que es giratoria y que aloja los componentes mecánicos y el generador, así como el eje porta-hélice con las palas de la hélice o del rodete, que son giratorias para ajustar las palas de la hélice sustancialmente en ángulos rectos a la dirección dominante del viento. Las fuerzas mecánicas extremas también muestran una tendencia clara a limitar el tamaño de una central de energía eólica según el estado de la técnica, por lo que el rendimiento económico de la energía eólica está considerablemente limitado. Para un uso verdaderamente eficaz de la energía eólica, se ha demostrado que es deseable realizar centrales de energía eólica considerablemente más grandes, por lo que la torre apropiada debería tener preferiblemente 100 m de altura y ser quizás preferiblemente más alta para permitir un considerable grosor de las palas de la hélice. Además, las posibilidades de una velocidad del viento estable y uniforme son mayores cuanto más arriba en la atmósfera puedan colocarse las palas de la hélice o el rotor.
La tarea que forma la base de la presente invención es realizar una construcción que mejore enormemente las posibilidades de extracción de energía eólica y que, además, contribuya a la construcción de centrales considerablemente más grandes y más altas que hasta ahora.
Esta tarea se soluciona según la presente invención porque al dispositivo indicado a modo de introducción se le han dado los rasgos característicos tal como se exponen en la reivindicación 1 adjunta.
Mediante la presente invención, es posible diseñar y construir una central de energía eólica que proporcione la posibilidad de una producción de energía considerablemente superior de lo que es posible obtener utilizando una central de energía eólica de la técnica anterior. Mediante la presente invención, es posible construir centrales de energía eólica considerablemente más altas y más grandes de lo que ha sido posible hasta ahora según el estado de la técnica. Como resultado de la transmisión periférica de la energía desde el rotor, con ayuda de una o más correas, hasta un generador u otro transformador de energía colocado en la base de la torre, es posible prescindir de la mayoría de los componentes mecánicos que eran necesarios en las centrales de energía eólica de la técnica anterior. La colocación de los transformadores de energía en la base de la torre contribuye en gran medida a la captación de fuerzas mecánicas. El cercamiento del rotor por medio de una cubierta también permite un alto grado de protección. Además, el propio rotor puede realizarse extremadamente robusto y eficiente, ya que las puntas de las palas están giratoriamente articuladas en la corona circular y en el eje del rotor o en un buje dispuesto en el eje del rotor. Naturalmente, las palas deber ser ajustables para utilizar de forma efectiva la velocidad dominante del viento.
A continuación, la presente invención se describirá con mayor detalle en el presente documento con referencia a los dibujos adjuntos. La figura 1 es un alzado lateral de una realización del dispositivo según la presente invención. La figura 2 es un alzado frontal de la realización del dispositivo según la presente invención ilustrado en la figura 1. La figura 3 es una vista superior en planta de la realización del dispositivo según la presente invención mostrado en las figuras 1 y 2. La figura 4 es un corte, a mayor escala, de una parte de la base de la realización del dispositivo según la presente invención ilustrado en la figura 2. La figura 5 es un corte, a mayor escala, de una parte de la base ilustrada en la figura 4. La figura 6 es una vista desde arriba o desde debajo de otra realización del dispositivo según la presente invención. La figura 7 muestra, a mayor escala, una vista de una parte del borde de salida de la cubierta alrededor de la rueda. La figura 8 muestra, a mayor escala, un corte de la pared de cubierta en la correa o correas. La figura 9 muestra, a mayor escala, una vista de una parte del borde de entrada de la cubierta alrededor de la rueda. La figura 10 es una vista desde arriba o desde debajo de otra realización más del dispositivo según la presente invención, con una parte mostrada a mayor escala.
El prototipo del dispositivo según la presente invención, mostrado en los dibujos, está pensado para convertir o transformar energía eólica en energía eléctrica o, tal como también puede expresarse, puede utilizarse como una central de energía eólica para la producción de energía eléctrica.
Principalmente según las figuras 1 y 2, el prototipo del dispositivo según la presente invención presenta una torre 1 que está construida sobre un soporte plano giratorio o base 2. El prototipo ilustrado de la torre 1, tiene dos postes 3 y 4 interiores que se extienden de abajo a arriba, y dos puntales 5 y 6 horizontales superiores entre los postes 3 y 4, y un eje 8 se extiende entre los puntales 5 y 6 horizontales y soporta una rueda de rotor que consiste en un número de palas 9 que se extienden entre el eje 8 y una corona 10 circular periférica. Las palas 9 están giratoriamente dispuestas directamente sobre el eje 8 o sobre un buje articulado sobre el eje 8 y la corona 10 circular para que el paso de las palas 9 sea ajustable o variable en relación con la velocidad dominante del viento u otro parámetro deseado, por ejemplo, la frecuencia de la energía eléctrica producida, con ayuda de medios conocidos en sí mismos para este propósito.
Una pared 11 de cubierta se extiende desde la base 2 hacia arriba sobre el rotor 9 con la corona 10 circular y hacia abajo en el otro lado del mismo hasta la base 2. Los postes 3 y 4 y los puntales 5 y 6 horizontales se extienden fuera de la pared 11 de cubierta. La pared 11 de cubierta tiene dos tirantes 12 y 13 exteriores y dos muros 14 y 15 de apoyo exteriores, y también dos tirantes 16 y 17 interiores de intersección. Los tirantes 16 y 17 pueden estar unidos por el centro y pueden ser de diseño doble para una cooperación con los postes 3 y 4 y, en tal caso, posiblemente estar sujetos a los mismos.
El soporte 2 plano giratorio tiene una sala 18 de máquinas que está rebajada hacia abajo en una plataforma 19, por ejemplo, de hormigón, que a su vez está dispuesta sobre un sustrato 20 que puede consistir en la superficie del terreno, pero, naturalmente, no existe nada que evite que la plataforma 19 tenga una forma de una cajón que está anclado en el fondo marino o similar. El soporte 2 plano giratorio y la sala 18 de máquinas están articulados sobre un eje 21 colocado en el centro por medio de un cojinete 22 apropiado para este propósito. El eje 21 está anclado por medio de anclajes 23 apropiados para este propósito. El soporte 2 plano giratorio está articulado adicionalmente en la plataforma 19 en las proximidades de su periferia por medio de cojinetes 24 giratorios o deslizantes apropiados. También pueden ser rodillos o ruedas que cooperan con una trayectoria o pista y/o con un raíl.
Un generador 25 está colocado en la sala 18 de máquinas y es accionado por medio de una o más correas 26, cables o similares que, por medio de rodillos 27, 28, 29, 30 de volteo, se extienden a través de la sala 18 de máquinas, a lo largo de la pared 11 de cubierta hasta la corona 10 circular de rueda o rotor, sobre ésta y de vuelta a lo largo de la pared 11 de cubierta opuesta hasta la sala 18 de máquinas. Adicionalmente, pueden estar previstos dispositivos auxiliares apropiados en la sala 18 de máquinas para mantener una tensión predeterminada en la correa o correas 26.
La sala 18 de máquinas puede alojar todo el equipamiento necesario para que la torre 1 gire a la posición más apropiada posible para la dirección dominante del viento y para administrar la energía eléctrica generada por el generador 25, y la energía puede extraerse de la sala 18 de máquinas mediante cables apropiados a través de, por ejemplo, el eje 21 que, en tal caso, puede ser hueco.
La pared 11 de cubierta está ventajosamente construida a partir de una construcción enrejada que puede estar parcial o completamente revestida con láminas metálicas. En la pared 11 de cubierta, está ventajosamente previsto un canal para la correa o correas 26. En el canal están previstos rodillos para guiar la correa o correas 26. La corona circular periférica de la rueda se extiende en el canal en la parte superior de la pared 11 de cubierta. Tanto la correa o correas 26 como la corona circular estarán protegidas de este modo contra la acción de distintos tipos de clima y otros factores.
Adicionalmente, la pared 11 de cubierta puede tener forma de un tambor alrededor de la corona anular o del rotor. El tambor puede estar diseñado de una manera aerodinámicamente apropiada, de manera que el efecto del viento en el rotor será lo más favorable posible. Por ejemplo, el tambor está soportado por una construcción enrejada apropiada. Puede resultar apropiado para construir un generador alrededor de la corona circular o del rotor.
Las figuras 6-9 muestran la pared 11 de cubierta y partes de la misma. Será claramente evidente que la pared 11 de cubierta es de diseño de doble pared y que la correa o correas 26 están guiadas en un espacio en la misma, que está definido por vigas 31, y 32, con ayuda de los rodillos 33 y 34. El borde de entrada se muestra con mayor detalle en la figura 9, siendo recta la pared 35 interior y siendo cónica la pared 36 exterior hacia la pared interior, mientras que el borde exterior se muestra con más detalle en la figura 7, siendo recta la pared 36 exterior y siendo cónica hacia fuera la pared 35 interior hacia la pared 36 exterior. Esto es de particular importancia cuando la pared 11 de cubierta rodea la corona 10 circular como un tambor.
La figura 10 muestra una realización de la pared 11 de cubierta de configuración cónica o que se ensancha desde el lado de entrada hacia el lado de salida, en cuyo caso el borde de entrada puede ser afilado tal como se muestra, o cónico como en la figura 9, mientras que el borde de salida es en gran parte cónico como en la figura 7. También en este caso, la pared 11 de cubierta puede rodear apropiadamente la corona 10 circular como un tambor.
En la figura 11 se muestra un cercamiento de la corona 10 circular.
Naturalmente, son posibles muchas modificaciones sin apartarse del concepto inventivo tal como se ha definido en las reivindicaciones adjuntas. Por ejemplo, el número de palas 9 puede seleccionarse sustancialmente de forma opcional, desde dos palas hasta el número ilustrado de palas o cualquier otro número de palas. Además, la configuración de las palas 9 puede ser variada, como el montaje giratorio de las palas en el eje 8 y en la corona 10 circular. La pared 11 de cubierta, como los muros 14 y 15 de apoyo, pueden presentar otras muchas configuraciones que las ilustradas. El apuntalamiento de la torre 1 también puede variar hasta un grado considerable, como muchos de los demás detalles y componentes mostrados en los dibujos.

Claims (10)

1. Dispositivo para convertir y/o transformar energía eólica en otra energía, por ejemplo energía eléctrica, caracterizado porque una rueda está giratoriamente articulada sobre un eje (8) en la zona superior de una torre (1); porque la rueda está dotada con un número de palas (9) entre el eje (8) y una corona (10) circular que está situada a una distancia del eje (8); porque la torre (1) es giratoria para colocar la corona circular sustancialmente en ángulos rectos a la dirección dominante del viento; porque la torre (1) tiene una pared (11) de cubierta que se extiende alrededor de al menos una parte de la corona circular; y porque unos medios (26) de transmisión están dispuestos entre la corona (10) circular de la rueda y un medio (25) para transformar la energía eólica transmitida en otra energía, por ejemplo, energía eléctrica, en cuyo caso dicho medio es un generador.
2. Dispositivo según la reivindicación 1, caracterizado porque la pared (11) de cubierta se extiende desde cada lado de la corona circular debajo de la base (2) de la torre.
3. Dispositivo según las reivindicaciones 1 y 2, caracterizado porque el eje (8) de rueda se extiende entre dos puntales (5, 6) en la zona superior de la torre (1).
4. Dispositivo según la reivindicación 3, caracterizado porque el puntal o puntales (3, 4) se extienden desde la zona superior de la torre (1) hasta la base (2).
5. Dispositivo según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque los muros (14, 15) de apoyo y/o los tirantes (12, 13, 16, 17) están dispuestos entre la base (2) y la pared (11) de cubierta en el lado interior y/o exterior de la misma.
6. Dispositivo según la reivindicación 1, caracterizado porque el medio de transmisión es una correa (26) que se extiende alrededor de la corona circular, a lo largo de la pared (11) de cubierta, hasta la base (2) y a lo largo de la base (2) hasta una rueda de accionamiento en un eje de transmisión de dicho medio (25) de transformación.
7. Dispositivo según la reivindicación 6, caracterizado porque están previstos medios para mantener una tensión predeterminada de la correa (26).
8. Dispositivo según la reivindicación 1, caracterizado porque las palas (9) que se extienden entre el buje de la rueda y la corona (10) circular son giratorias para adaptar la velocidad de rotación de la rueda hasta una velocidad predeterminada en relación con la velocidad dominante del viento o cualquier otro parámetro deseado.
9. Dispositivo según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la base (2) de la torre (1) está en forma de un soporte plano giratorio con una sala (18) de máquinas para los medios de transformación, y posiblemente medios para mantener el tensado en la correa o correas (26).
10. Dispositivo según la reivindicación 1, caracterizado porque dichos medios para transformar la energía eólica transmitida están situados en la base (2) de la torre (1); y porque dichos medios (26) de transmisión se extienden entre la corona (10) circular de la rueda y dichos medios (25) de transformación en la base (2) de la torre (1).
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