ES2356783B1 - VERTICAL WIND POWER ENGINE WITH CANDLE HIDDEN SCREEN. - Google Patents
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Abstract
Captador de energía eólica vertical con pantalla ocultadora de velas.#Constituido por un eje vertical y central giratorio cuyo extremo inferior se encuentra sujeto mediante cojinetes a un soporte rígido fijado al suelo y presentando asidos de forma perpendicular a la longitud del eje, al menos, tres velas rectangulares con sus correspondientes bastidores que giran alrededor del eje central. Una pantalla semicircular elaborada con un material adecuado se encuentra instalada circunvalando la mitad de la circunferencia que realiza, vista en planta, el movimiento giratorio del eje central con sus respectivas velas. La mitad de las velas se encuentran en el interior de la pantalla semicircular mientras que la otra mitad de las velas se localizan fuera de ésta y a merced de la fuerza del viento.Vertical wind energy collector with a concealment screen for sails. # Consisting of a vertical axis and rotating center whose lower end is secured by means of bearings to a rigid support fixed to the ground and having grips perpendicular to the axis length, at least, three rectangular sails with their corresponding frames that revolve around the central axis. A semicircular screen made of a suitable material is installed by circling half of the circumference that performs, seen in plan, the rotating movement of the central axis with its respective sails. Half of the sails are inside the semicircular screen while the other half of the sails are located outside it and at the mercy of the force of the wind.
Description
Captador de energía eólica vertical con pantalla ocultadora de velas. Vertical wind energy collector with candle hiding screen.
La presente invención se refiere a un generador eólico de eje vertical que mejora ampliamente la eficiencia de los ahora existentes abarcando rangos de velocidades del viento hasta ahora no aprovechados. Consiste como los convencionales en un eje vertical al suelo en donde se disponen, al menos, tres velas rectangulares con la novedad de la incorporación de una pantalla orientable o no que facilita la canalización del flujo del aire sobre las velas activas. Con ello se mejora el generador convencional de molinete al quedar en éste todas las velas expuestas a la fuerza del viento produciéndose movimientos aleatorios tendentes a adoptar una posición de equilibrio y paralizándose la rotación de todo el generador. The present invention refers to a vertical axis wind generator that greatly improves the efficiency of the now existing ones, covering ranges of wind speeds not used up to now. It consists of the conventional ones in a vertical axis to the ground where at least three rectangular sails are arranged with the novelty of incorporating an adjustable or non-adjustable screen that facilitates the channeling of the air fl ow on the active sails. With this, the conventional windlass generator is improved when all the sails exposed to the force of the wind remain there, producing random movements tending to adopt an equilibrium position and stopping the rotation of the entire generator.
Su aplicación industrial se encuadra dentro del campo de lo generadores eólicos y, dentro de éste, de los generadores eólicos de eje vertical. Its industrial application falls within the field of wind generators and, within it, of vertical axis wind generators.
Se utiliza constantemente la conversión de la energía eólica en movimiento lineal, especialmente en la navegación marítima, por medio de velas así como se aprovecha auxiliarmente en la navegación aerostática y aeronáutica. Igualmente se ha utilizado a lo largo de los siglos la conversión de la energía eólica en movimiento circular a través de los populares molinos de viento La conversión del movimiento lineal del viento en un movimiento circular se consigue con la exposición de superficies adecuadas a la fuerza de éste. Así se han desarrollado sistemas de captación eólica de eje horizontal donde la superficie se desplaza perpendicularmente a la acción del viento y también se han desarrollado de eje vertical donde la superficie captadora se desplaza en la misma dirección del viento. The conversion of wind energy into linear motion is constantly used, especially in maritime navigation, by means of sails as well as it is used auxiliaryly in aerostatic and aeronautical navigation. The conversion of wind energy into circular motion through the popular windmills has also been used over the centuries. The conversion of linear wind movement into a circular motion is achieved by exposing adequate surfaces to the force of East. Thus, horizontal axis wind uptake systems have been developed where the surface moves perpendicularly to the action of the wind and they have also developed a vertical axis where the capture surface moves in the same direction of the wind.
Así se conocen los molinos de viento, los molinetes verticales para la extracción de agua, aeromotores de eje horizontal y de eje vertical. El documento 2209591 describe un captador de energía eólica de eje vertical cuyas velas se encuentran plegadas dos a dos y al dar el viento sobre éstas despliega las velas produciéndose un desequilibrio entre las velas plegadas y desplegadas que rompen la inercia de las velas a mantenerse en equilibrio. El documento 2285912 propone un generador eólico cuyas palas verticales giran alrededor del eje vertical y giran también sobre sí mismas con objeto de que la misma fuerza del aire las abata para que no ofrezcan resistencia cuando no se encuentran expuestas a la fuerza eólica. El documento 2009482 narra un generador eólico cuyo funcionamiento se basa en un eje vertical u horizontal que tiene la novedad de incorporar una doble pantalla consistente en una malla y en una lámina flexible de modo que cuando el viento incide en la malla, ésta se opone al giro y cuando incide en la lámina flexible ésta efectúa el giro cediendo a la fuerza del viento. This is how windmills, vertical windmills for water extraction, horizontal and vertical axis air motors are known. Document 2209591 describes a vertical axis wind energy collector whose sails are folded two by two and when the wind is blowing on them, the sails unfold, producing an imbalance between the folded and unfolded sails that break the inertia of the sails to keep in balance. . Document 2285912 proposes a wind generator whose vertical blades rotate around the vertical axis and also rotate on themselves so that the same force of the air bends them so that they do not offer resistance when they are not exposed to the wind force. Document 2009482 narrates a wind generator whose operation is based on a vertical or horizontal axis that has the novelty of incorporating a double screen consisting of a mesh and a flexible sheet so that when the wind hits the mesh, it opposes the turn and when it hits the flexible sheet it makes the turn yielding to the force of the wind.
Esto que ya se conoce en el estado de la técnica presenta en relación con la invención propuesta los inconvenientes que a continuación se indican: This is already known in the state of the art in relation to the proposed invention the drawbacks indicated below:
- --
- Los molinos de viento y los molinetes verticales tienen la desventaja de que no se encuentran defendidos del viento en aquellas palas cuya posición no se orienta en la dirección de éste por lo que efectúan una fuerza contraria equilibrando las aspas e impidiendo que la fuerza del viento ejecute la acción del giro de las mismas e impidiendo que la rotación sea efectiva. Windmills and vertical windlasses have the disadvantage that they are not defended from the wind in those blades whose position is not oriented in the direction of the latter, so they make a counter force balancing the blades and preventing the wind force from executing the action of their rotation and preventing the rotation from being effective.
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- A los aerogeneradores de eje vertical y horizontal les ocurre lo mismo que en el apartado anterior y a esto se le suma su alto coste y su diseño horizontal impide aprovechar la fuerza directa del viento, no así la de giro del mismo. The vertical and horizontal axis wind turbines are the same as in the previous section and this is added to its high cost and its horizontal design prevents taking advantage of the direct force of the wind, but not that of turning it.
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- El documento 2209591 no tiene en cuenta que al desplegar la vela ésta debida a la falta de movilidad lineal como ocurre en la náutica y al ofrecer resistencia al viento puede ser rasgada ocasionando la continua reparación de la misma o reposición en caso de ruptura. Document 2209591 does not take into account that when deploying the sail it is due to the lack of linear mobility as in nautical and when offering wind resistance it can be torn causing the continuous repair of the same or replacement in case of rupture.
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- El documento 2285912 tiene la desventaja de que las palas ostentan dos movimientos distintos: el de su eje principal y el de giro sobre sí mismas. El del eje principal sí es convencionalmente adecuado pero el eje de giro sobre sí misma no se encuentra controlado con lo que a mayor fuerza del viento podrá conseguirse un giro excesivo de las palas incontroladoyafuerza del viento menor las palas no solo no girarán sobre sí mismos sino que opondrán su resistencia al viento. Document 2285912 has the disadvantage that the blades have two different movements: that of its main axis and that of rotation on themselves. That of the main axis is conventionally adequate but the axis of rotation on itself is not controlled so that at greater force of the wind an excessive rotation of the uncontrolled blades can be achieved and minor wind force the blades not only will not turn on themselves but that will resist its wind resistance.
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- El documento 2009482 describe un generador de dobles palas. Estas dobles palas por una de sus caras ofrece resistencia al viento y por otra no. De la misma manera que la invención anterior el anverso de la cara que es una malla es incontrolado ocurriendo que la resistencia que se opone al viento dependerá de su fuerza y aunque a un golpe fuerte de viento sí resulta efectivo no lo es a la inversa, es decir cuando la fuerza del viento no sea lo suficientemente capaz de mover la malla con lo que el arranque será siempre un problema. Document 2009482 describes a double blade generator. These double blades on one of its faces offers resistance to the wind and not on the other. In the same way as the previous invention, the obverse of the face that is a mesh is uncontrolled, so that the resistance that opposes the wind will depend on its strength and although a strong wind blow is effective, it is not the other way around, that is, when the force of the wind is not sufficiently capable of moving the mesh, so that starting will always be a problem.
Frente a estos inconvenientes la invención que aquí se propone presenta las siguientes ventajas: Faced with these drawbacks, the invention proposed here has the following advantages:
- --
- La pantalla orientable impide el equilibrio con lo que se aprovecha mucho más la fuerza del viento. The adjustable screen prevents balance with which the force of the wind is used much more.
- --
- El hecho de ser vertical permite aprovechar la fuerza directa del viento y no la de giro incluyendo la ventaja de no tener un compromiso entre ofrecer la máxima resistencia al viento y presentar una estructura resistente a la fuerza del empuje. The fact of being vertical allows to take advantage of the direct force of the wind and not that of rotation, including the advantage of not having a compromise between offering maximum wind resistance and presenting a structure resistant to the force of the thrust.
- --
- No son velas desplegables configurándose en tela en toda su extensión sino que son velas elaboradas de un solo paño y siempre presentan el mismo diseño, es decir sin desplegarse con lo que no existe problemas de ruptura They are not folding candles con fi guring in cloth in all their extension but they are candles made of a single cloth and always have the same design, that is to say without unfolding with what does not exist problems of rupture
o de rasgado. or tearing.
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- No se mueven las velas sobre sí mismas a merced del viento sino son controladas en sus movimientos. The sails do not move on themselves at the mercy of the wind but are controlled in their movements.
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- Solamente tienen una cara con lo que se impide que una de éstas retarde la iniciación del giro así como el crecimiento exponencial con la velocidad del viento. They only have one face which prevents one of them from slowing down the initiation of the turn as well as the exponential growth with the wind speed.
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- El costo es bajo pues la fabricación de la pantalla es con medios conocidos y económicos. The cost is low because the manufacturing of the screen is with known and economical means.
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- De fácil instalación. Easy installation
Así, la presente invención se constituye a partir de un eje vertical y central giratorio cuyo extremo inferior se encuentra sujeto mediante cojinetes a un soporte rígido fijado al suelo y presentando asidos de forma perpendicular a la longitud del eje, al menos, tres velas rectangulares con sus correspondientes bastidores que giran alrededor del eje central. Una pantalla semicircular elaborada con un material adecuado se encuentra instalada circunvalando la mitad de la circunferencia que realiza, vista en planta, el movimiento giratorio del eje central con sus respectivas velas. Dicha pantalla semicircular no es fija pudiéndose, a mano, cambiar su posición. La mitad de las velas se encuentran en el interior de la pantalla semicircular mientras que la otra mitad de las velas se localizan fuera de ésta y a merced de la fuerza del viento. De esta manera se elimina el efecto nocivo de la fuerza que actúa en las velas que se encontrarían sin la pantalla en sentido opuesto a la dirección del viento equilibrando las fuerzas y paralizando el giro de las velas sobre el eje central. Thus, the present invention is constituted from a rotating central and vertical axis whose lower end is secured by bearings to a rigid support fixed to the ground and having grips perpendicular to the axis length, at least three rectangular sails with their corresponding frames that revolve around the central axis. A semicircular screen made of a suitable material is installed by circling half of the circumference that performs, seen in plan, the rotating movement of the central axis with its respective sails. Said semicircular screen is not fixed, being able to change its position by hand. Half of the sails are inside the semicircular screen while the other half of the sails are located outside it and at the mercy of the force of the wind. This eliminates the harmful effect of the force acting on the sails that would be found without the screen in the opposite direction to the wind direction, balancing the forces and paralyzing the rotation of the sails on the central axis.
El funcionamiento comienza cuando la fuerza del viento incide sobre todo el captador ocasionando el movimiento de las velas que se encuentran fuera de la pantalla mientras que dicha fuerza al encontrar la pantalla se desvían no incidiendo en aquellas velas que se encuentran en el interior de ésta. The operation begins when the force of the wind affects the entire collector causing the movement of the sails that are outside the screen while said force when finding the screen deviates not affecting those sails that are inside the screen.
Una realización diferente incorpora la misma pantalla pero orientable por medio de un timón veleta junto con un sistema de deflectores adecuados que facilita la canalización del aire sobre las velas expuestas al viento. A different embodiment incorporates the same screen but adjustable by means of a weather vane together with a system of suitable fl ectors that facilitates the channeling of the air on the sails exposed to the wind.
Para una mejor comprensión de esta memoria descriptiva, se acompaña de un dibujo a modo de ejemplo no limitativo que describe una realización preferida de la invención: For a better understanding of this specification, it is accompanied by a non-limiting exemplary drawing describing a preferred embodiment of the invention:
Figura 1.-Vista en planta del eje con sus velas y la pantalla ocultadora. Figure 1.-Plan view of the axis with its candles and the concealment screen.
En dicha figura se destacan los siguientes elementos numerados This figure highlights the following numbered elements
1.-Eje vertical y central 1.-Vertical and central axis
2.-Cojinetes 2.-Bearings
3.-Soporte rígido 3.-Rigid support
4.-Velas rectangulares 4.-Rectangular candles
5.-Bastidores 5.-Racks
6.-Pantalla. 6.-Screen.
Una realización preferida de la invención propuesta se constituye a partir de un eje vertical y central (1) giratorio cuyo extremo inferior se encuentra sujeto mediante cojinetes (2) a un soporte rígido (3) fijado al suelo y presentando asidos de forma perpendicular a la longitud del eje (1), al menos, tres velas rectangulares (4) con sus correspondientes bastidores (5) que giran alrededor del eje central (1). Una pantalla (6) semicircular elaborada con un material adecuado se encuentra instalada circunvalando la mitad de la circunferencia que realiza, vista en planta, el movimiento giratorio del eje central (1) con sus respectivas velas (4). Dicha pantalla semicircular (6) no es fija pudiéndose, a mano, cambiar su posición. La mitad de las velas (4) se encuentran en el interior de la pantalla (6) semicircular mientras que la otra mitad de las velas (4) se localizan fuera de ésta (6) y a merced de la fuerza del viento. A preferred embodiment of the proposed invention is constituted from a rotating central and vertical axis (1) whose lower end is secured by means of bearings (2) to a rigid support (3) fixed to the ground and having grips perpendicular to the axis length (1), at least three rectangular sails (4) with their corresponding frames (5) that revolve around the central axis (1). A semicircular screen (6) made with a suitable material is installed by circling half of the circumference that performs, seen in plan, the rotating movement of the central axis (1) with its respective sails (4). Said semicircular screen (6) is not fixed and its position can be changed by hand. Half of the sails (4) are inside the semicircular screen (6) while the other half of the sails (4) are located outside it (6) and at the mercy of the force of the wind.
El funcionamiento comienza cuando la fuerza del viento incide sobre todo el captador ocasionando el movimiento de las velas (4) que se encuentran fuera de la pantalla (6) mientras que dicha fuerza al encontrar la pantalla (6) se desvía no incidiendo en aquellas velas (4) que se encuentran en el interior de ésta (6). The operation begins when the force of the wind affects the entire collector causing the movement of the sails (4) that are outside the screen (6) while said force when finding the screen (6) deviates not affecting those sails (4) found inside it (6).
Claims (6)
- 1. one.
- Captador de energía eólica vertical con pantalla ocultadora de velas, constituido a partir de un eje vertical y central (1) giratorio cuyo extremo inferior se encuentra sujeto mediante cojinetes (2) a un soporte rígido (3) fijado al suelo y presentando asidos de forma perpendicular a la longitud del eje (1), al menos, tres velas rectangulares (4) con sus correspondientes bastidores (5) que giran alrededor del eje central (1), caracterizado por encontrarse adosado a todo el conjunto, una pantalla (6) semicircular elaborada con un material adecuado circunvalando la mitad de la circunferencia que realiza, vista en planta, el movimiento giratorio del eje central (1) con sus respectivas velas (4). Vertical wind energy collector with a concealment screen of sails, constituted from a rotating central and vertical axis (1) whose lower end is secured by means of bearings (2) to a rigid support (3) fixed to the ground and having grips perpendicular to the length of the shaft (1), at least three rectangular sails (4) with their corresponding frames (5) that rotate around the central axis (1), characterized by being attached to the whole assembly, a screen (6) semicircular elaborated with a suitable material circling half of the circumference that realizes, seen in plan, the rotating movement of the central axis (1) with its respective sails (4).
- 2. 2.
- Captador de energía eólica vertical con pantalla ocultadora de velas, según reivindicación 1, caracterizado porque la pantalla semicircular (6) no es fija pudiéndose, a mano, cambiar su posición. Vertical wind energy collector with candle hiding screen, according to claim 1, characterized in that the semicircular screen (6) is not fixed and its position can be changed by hand.
- 3. 3.
- Captador de energía eólica vertical con pantalla ocultadora de velas, según reivindicación1y2, caracterizado porque la mitad de las velas (4) se encuentran en el interior de la pantalla (6) semicircular mientras que la otra mitad de las velas (4) se localizan fuera de ésta (6) y a merced de la fuerza del viento. Vertical wind energy collector with a candle hiding screen, according to claim 1 and 2, characterized in that half of the candles (4) are inside the semicircular screen (6) while the other half of the candles (4) are located outside of this (6) and at the mercy of the force of the wind.
- 4. Four.
- Captador de energía eólica vertical con pantalla ocultadora de velas, según reivindicación 1 a 3, caracterizado porque el funcionamiento comienza cuando la fuerza del viento incide sobre todo el captador ocasionando el movimiento de las velas (4) que se encuentran fuera de la pantalla (6) mientras que dicha fuerza al encontrar la pantalla (6) se desvía no incidiendo en aquellas velas (4) que se encuentran en el interior de ésta (6). Vertical wind energy collector with a candle-hiding screen, according to claim 1 to 3, characterized in that the operation begins when the force of the wind strikes the entire collector causing the movement of the sails (4) that are outside the screen (6 ) while said force when finding the screen (6) deviates not affecting those candles (4) that are inside it (6).
- 5. 5.
- Captador de energía eólica vertical con pantalla ocultadora de velas, según reivindicación 1 a 4, caracterizado porque incorpora una pantalla igual a la anteriormente descrita pero orientable por medio de un timón veleta junto con un sistema de deflectores adecuados que facilita la canalización del aire sobre las velas expuestas al viento. Vertical wind energy collector with a candle hiding screen, according to claim 1 to 4, characterized in that it incorporates a screen similar to that described above but adjustable by means of a weather vane together with a system of suitable fl ectors that facilitates the channeling of air over the sails exposed to the wind.
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- Documentos citados Reivindicaciones afectadas Documents cited Claims Affected
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- US 1812400 A (GILLEY ARTHUR C) 30.06.1931, todo el documento. 1-5 US 1812400 A (GILLEY ARTHUR C) 30.06.1931, the whole document. 1-5
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- X X
- EP 1930585 A2 (KNOW HOW ITALIA S P A) 11.06.2008, resumen; figuras. 1-5 EP 1930585 A2 (KNOW HOW ITALIA S P A) 11.06.2008, summary; figures. 1-5
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- El presente informe ha sido realizado • para todas las reivindicaciones • para las reivindicaciones nº: This report has been prepared • for all claims • for claims no:
- Fecha de realización del informe 31.03.2011 Date of realization of the report 31.03.2011
- Examinador O. Rucián Castellanos Página 1/4 Examiner O. Rucián Castellanos Page 1/4
- Novedad (Art. 6.1 LP 11/1986) Novelty (Art. 6.1 LP 11/1986)
- Reivindicaciones Reivindicaciones 1-5 SI NO Claims Claims 1-5 IF NOT
- Actividad inventiva (Art. 8.1 LP11/1986) Inventive activity (Art. 8.1 LP11 / 1986)
- Reivindicaciones Reivindicaciones 1-5 SI NO Claims Claims 1-5 IF NOT
- Documento Document
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- (4)(4)
- se encuentran en el interior de la pantalla (6) (reivindicación 3). Al incidir el viento en el captador, produce el movimiento de las velas (4) que se encuentran fuera de la pantalla (6), mientras que la fuerza del viento se desvía al incidir en la pantalla They are located inside the screen (6) (claim 3). When the wind affects the collector, it produces the movement of the sails (4) that are outside the screen (6), while the force of the wind is diverted when the screen is affected
- (6)(6)
- (reivindicación 4). La pantalla (6) puede ser orientable por medio de un timón veleta (reivindicación 5). (claim 4). The screen (6) can be adjustable by means of a weather vane (claim 5).
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