ES2347860A1

ES2347860A1 - Aerogenerator

Info

Publication number: ES2347860A1
Application number: ES200950016A
Authority: ES
Inventors: Angel Suarez Del Moral
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2006-11-08
Filing date: 2006-11-08
Publication date: 2010-11-04
Anticipated expiration: 2026-11-08
Also published as: ES2347860B1

Abstract

The invention relates to an aerogenerator of the type with star-forming arms, each arm including a pivotably connected blade which can be placed against the arm and attached temporarily thereto using a removable retaining element which can be moved between a retaining position and a position in which the corresponding blade is released.

Description

Generador eólico.Wind-power generator.

Object of the invention

La presente invención se refiere a un generador eólico.The present invention relates to a generator wind.

Field of the Invention

Es el de la fabricación de aparatos para el aprovechamiento de las energías naturales renovables particularmente de la energía del viento, y la substitución del empleo de combustibles fósiles para la generación de electricidad.It is the manufacture of devices for the use of renewable natural energies particularly of wind energy, and the replacement of the use of fossil fuels for electricity generation.

Background of the invention

Se conocen generadores de energía eléctrica accionados por la fuerza del viento y provistos de hélices, en su mayoría de ejes horizontales. En algunos casos, en modelos de ejes verticales, las aspas de las hélices son portantes de palas articuladas que se orientan automáticamente para aprovechar la energía eólica sea cual fuere la dirección del viento incidente sobre aquéllas.Electric power generators are known driven by the force of the wind and provided with propellers, in their Most horizontal axes. In some cases, in axle models vertical, the blades of the propellers are carrying blades articulated that are automatically oriented to take advantage of the wind power whatever the direction of the incident wind over those.

Así, el Modelo de utilidad español nº U9902530 y la patente EP1091118 del mismo solicitante, describen un generador eólico perfeccionado del tipo mencionado cuyo rotor comprende un aspa portadora, en cada uno de sus brazos, de unas palas destinadas a recibir el impulso del viento y transmitirlo al eje de giro del rotor.Thus, the Spanish Utility Model No. U9902530 and EP1091118 of the same applicant describes a generator perfected wind power of the aforementioned type whose rotor comprises a carrier blade, in each of its arms, of some blades intended to receive the wind impulse and transmit it to the axis of rotation of the rotor.

En la mayor parte de los generadores conocidos resulta difícil aprovechar la totalidad de la fuerza del viento dado que no se puede ajustar al máximo la dirección de las palas o aspas en la orientación del aire en movimiento en cada instante, resultando un rendimiento relativamente bajo en proporción al tamaño y al diseño de los aparatos convertidores en cuestión.In most of the known generators it is difficult to harness the full force of the given wind that the direction of the blades or blades cannot be adjusted as much as possible in the orientation of the moving air at every moment, resulting in a relatively low yield in proportion to size and to the design of the converting devices in question.

Asimismo, la patente US-A-5.844.323 describe un generador eólico del tipo formado por una máquina que tiene un juego de hélices rodantes con un eje de giro y dotadas de unas palas articuladas a los diversos brazos y no inmovilizables respecto a estos últimos.Also, the patent US-A-5,844,323 describes a generator wind machine of the type formed by a machine that has a set of rolling propellers with a rotation shaft and equipped with blades articulated to the various arms and not immovable with respect to these last.

Ocasionalmente puede ser deseable enclavar las palas respecto a los brazos portantes de las mismas, en casos, por ejemplo, de que interese detener el funcionamiento del generador, conseguir que no arranque o modificar su movimiento por razones determinadas. Pero ello no resulta del todo práctico en las versiones conocidas hasta la fecha.Occasionally it may be desirable to interlock the shovels with respect to the bearing arms thereof, in cases, by example, of interest to stop the operation of the generator, get it to not start or modify its movement for reasons determined. But this is not entirely practical in the versions known to date.

Brief description description

En el presente caso se trata de realizar un generador eólico de eje vertical cuyo rotor está formado por dos aspas de planos paralelos y horizontales y brazos asimismo paralelos, entre los que se hallan dispuestos unos juegos de palas articuladas sobre sendos ejes verticales. Las palas pueden orientarse alrededor de dichos ejes siguiendo la dirección del viento y sus extremos pivotan en los brazos de las aspas. Dichos brazos poseen unos elementos enclavadores, a voluntad, de las palas y con ello es posible hacer que éstas permanezcan, si interesa, fijas respecto a los brazos o bien, alternativamente, puedan moverse libremente con relación a éstos.In the present case it is a question of making a vertical axis wind generator whose rotor is formed by two blades of parallel and horizontal planes and arms likewise parallel, among which are arranged some sets of shovels articulated on two vertical axes. Shovels can orient around said axes following the direction of the wind and its ends pivot in the arms of the blades. Sayings arms have interlocking elements, at will, of the blades and with this it is possible to make these remain, if interested, fixed with respect to the arms or, alternatively, they can move freely in relation to these.

Para facilitar la explicación, se acompaña la presentó descripción de unos dibujos en los que se ha representado, a título de ejemplo ilustrativo y no limitativo, un caso de realización de un generador eólico perfeccionado, según los principios de las reivindicaciones.To facilitate the explanation, the presented a description of some drawings in which it has been represented, by way of illustrative and non-limiting example, a case of realization of an improved wind generator, according to the principles of the claims.

Brief description of the drawings

La figura 1 representa, en alzado lateral y en planta, el rotor de un generador del tipo que se describe, con dos palas entre cada par de brazos paralelos y con los elementos de retención de las palas activados.Figure 1 represents, in side elevation and in plant, the rotor of a generator of the type described, with two shovels between each pair of parallel arms and with the elements of retention of activated blades.

La figura 2 representa, asimismo en alzado lateral y en planta, el rotor del generador de la figura 1 con sus elementos de retención de las palas desactivados.Figure 2 also represents elevation lateral and in plan, the generator rotor of figure 1 with its paddle retention elements deactivated.

La figura 3 muestra un rotor del nuevo generador, visto en planta y con cuatro palas entre cada par de brazos paralelos.Figure 3 shows a rotor of the new generator, seen on the ground and with four blades between each pair of parallel arms

La figura 4 es una vista en perspectiva y en conjunto del nuevo generador, en su versión de la figura 3, montado en un bastidor de soporte que facilita su instalación y, a modo de estator, permite el giro del rotor del aparato.Figure 4 is a perspective view and in set of the new generator, in its version of figure 3, mounted in a support frame that facilitates its installation and, by way of stator, allows the rotation of the rotor of the device.

Detailed description of the invention

Los elementos designados con números en los dibujos corresponden a las partes indicadas a continuación.The designated elements with numbers in the Drawings correspond to the parts indicated below.

La flecha 1 indica la dirección del viento en un momento determinado, y 2 es el eje del rotor del generador, cuyo sentido de giro se indica con la flecha 3.Arrow 1 indicates the wind direction in a given moment, and 2 is the axis of the generator rotor, whose Direction of rotation is indicated by arrow 3.

Cada uno de los brazos 4 del rotor lleva montadas dos o más palas 5, articuladas en los ejes de giro 6 verticales y orientables respecto a dichos ejes, en cualquier dirección según la del viento reinante.Each of the arms 4 of the rotor carries mounted two or more blades 5, articulated in the pivot axes 6 vertical and orientable with respect to said axes, in any direction according to the prevailing wind.

Los elementos 7 consisten en unos topes o medios de retención facultativa de las palas 5, constituidos por pernos activables y capaces de adoptar como mínimo dos posiciones una, saliente, para retener una pala en una posición dada, por ejemplo, en la de los brazos 4, y otra, retraída, para dejar libre la pala en cuestión.The elements 7 consist of stops or means of optional retention of the blades 5, constituted by bolts activatable and capable of adopting at least two positions one, projection, to retain a shovel in a given position, for example, in that of arms 4, and another, retracted, to free the blade in question.

La figura 1 muestra los elementos 7 activados, con lo cual las palas 5 quedan retenidas y aplicadas paralelamente a los brazos 4. El generador gira en el sentido de la flecha 3.Figure 1 shows the activated elements 7, whereby the blades 5 are retained and applied parallel to the arms 4. The generator rotates in the direction of arrow 3.

La figura 2 muestra con 7' los elementos 7 desactivados, quedando las palas 5' libres de girar respecto a los brazos 2. Al quedar libres las palas, el generador eólico se detiene, ya que, en el momento considerado, las palas asociadas a los brazos no son operativas por coincidir su dirección con la del viento.Figure 2 shows with 7 'elements 7 deactivated, the blades being 5 'free to rotate with respect to the arms 2. When the blades are free, the wind generator will be stops, since, at the time considered, the blades associated with the arms are not operative because their direction coincides with that of the wind.

La disposición descrita permite que, si se desea, el generador no arranque, lo cual puede interesar, por ejemplo, a efectos de mantenimiento de la máquina. Si se desea detener el giro del generador hay que desactivar los elementos de retención de las palas, con lo cual el par motor aplicado a las mismas se anula, según la figura 2.The arrangement described allows, if you want, the generator does not start, which may interest you, for For example, for machine maintenance purposes. If desired stop the rotation of the generator the elements of blade retention, whereby the torque applied to the they are canceled, according to figure 2.

Si lo que interesa es un funcionamiento o un arranque con un menor par motor, basta con desactivar los elementos de retención correspondientes a una o más palas de los brazos, impidiendo el funcionamiento operativo de las mismas.If what matters is a functioning or a Start with lower torque, just turn off the elements of retention corresponding to one or more blades of the arms, preventing their operational functioning.

El bastidor del generador eólico que se describe consiste básicamente en unos montantes verticales 8 portadores de unos brazos horizontales 9 en estrella en la parte superior y apoyados sobre unos brazos horizontales 10 en la parte inferior. Los puntos medios de ambas estrellas comportan rodamientos para el giro de los extremos del eje 2.The wind generator frame described It basically consists of 8 vertical uprights carrying horizontal arms 9 in star at the top and resting on horizontal arms 10 at the bottom. The midpoints of both stars involve spinning bearings of the ends of axis 2.

La cabeza 11 del eje 2 o, alternativamente, el pié del mismo pueden servir para el acoplamiento de un transductor (convertidor) para la obtención de energía eléctrica mecánica o hidráulica destinada a diversas aplicaciones.Head 11 of axis 2 or, alternatively, the foot of the same can serve for the coupling of a transducer (converter) for obtaining mechanical electrical energy or Hydraulics for various applications.

Design aspects of the new generator

La concepción del generador que queda descrito obedece a la idea de que las palas asociadas a las aspas del rotor tengan plena libertad de movimientos y, por lo tanto, de orientación alrededor de sus ejes verticales, en función de la dirección, velocidad e intensidad del viento dominante.The conception of the generator that is described obeys the idea that the blades associated with the rotor blades have full freedom of movement and therefore orientation around its vertical axes, depending on the direction, speed and intensity of the dominant wind.

El mencionado diseño hace innecesario el empleo de un mecanismo de dirección, dado que ésta es automática e inherente a las propias palas. En efecto, éstas se orientan por sí mismas para ejercer la máxima resistencia al viento cuando se hallan en la zona de avance del generador y se disponen alineadas con la dirección del viento, sin oponer prácticamente resistencia a éste, cuando se hallan en la zona de retorno del mismo.The mentioned design makes employment unnecessary of a steering mechanism, since this is automatic and inherent in the shovels themselves. In effect, these are oriented by themselves same to exert maximum wind resistance when they are in the generator advance zone and are aligned with the wind direction, with virtually no resistance to it, when they are in the return zone of the same.

Tampoco precisa la nueva máquina una torre de sustentación, indispensable en los generadores de eje horizontal y que puede omitirse en el caso del nuevo generador, que puede instalarse a prácticamente cualquier altura sobre el suelo, al poder aprovechar incluso las corrientes de aire que circulan a bajas cotas.Nor does the new machine require a tower of lift, indispensable in horizontal axis generators and which can be omitted in the case of the new generator, which can be installed at virtually any height above the ground, when be able to take advantage of even the air currents that circulate at low dimensions.

La verticalidad del eje de giro del rotor permite aprovechar la fuerza directa del viento, y la prácticamente nula resistencia de retorno de las palas giratorias, cuando éstas no actúan, proporciona un coeficiente de potencia muy elevado, próximo al límite teórico impuesto por las leyes de la Física, que es del orden del 0,59 (Betz).The vertical axis of rotation of the rotor it allows to take advantage of the direct force of the wind, and the practically zero return resistance of the rotating blades, when they are not act, provides a very high power coefficient, close to the theoretical limit imposed by the laws of Physics, which is the order of 0.59 (Betz).

La potencia obtenible con el nuevo generador eólico es sensiblemente superior a la disponible en un generador convencional de eje horizontal o vertical y de dimensiones similares. Con la nueva máquina se obtienen niveles de energía mecánica considerables, lo que permite su adaptación a la propulsión de convertidores en otras clases de energía: eléctrica, mediante generadores de corriente alterna o continua, de elevación e impulsión de líquidos, etc.The power obtainable with the new generator wind is significantly higher than that available in a generator conventional horizontal or vertical axis and dimensions Similar. With the new machine you get energy levels considerable mechanics, which allows its adaptation to the propulsion of converters in other energy classes: electric, by AC or DC generators, elevation e liquid drive, etc.

Claims

1. Wind generator, of the type comprising a vertical and forming rotating shaft of at least one functional end for the coupling of a device for the use of the generated mechanical energy, characterized in that the shaft (2) incorporates a pair of blades ( 4) of parallel and horizontal planes, whose arms, also parallel two to two, are carriers of rigid sets of blades (5) and articulated with respect to two vertical axes (6) coinciding with one of the vertical sides of each plate, allowing its automatic orientation according to the direction, speed and intensity of the wind.

2. Wind generator, according to claim 1, characterized in that each of the articulated blades (5), advantageously rectangular, is freely rotatable with respect to a vertical axis (6) incorporated and preferably coinciding with one of the vertical sides of the shovel and formant of upper and lower gorrones held with freedom of rotation by the arms of the blades (4).

3. Wind generator, according to claims 1 and 2, characterized in that each of the articulated blades (5) is self-oriented in the direction of the wind, adopting positions with respect to the arms (4) of the blades ranging between 0 degrees and 90 degrees, corresponding to the parallel and perpendicular positions respectively, of said direction.

4. Wind generator, according to claims 1 to 3, characterized in that the arms (4) of the rotor blades are provided with stop and retention elements (7) intended for the occasional immobilization of the blades with respect to the arms (4) and capable of being activated and deactivated, at convenience, for the extreme positions of release and retention of the blades.