ES2437176B1 - Aerogenerador de eje vertical - Google Patents

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Abstract

Aerogenerador de eje vertical del tipo que comprende: un conjunto de palas alrededor de un eje central y un generador de energía eléctrica, que comprende un rotor que está acoplado, tanto a las palas, como al citado generador de energía eléctrica y que dicho rotor dispone de una cavidad central destinada a ser ocupada por una columna.

Description

AEROGENERADOR DE EJE VERTICAL
DESCRIPCIÓN La presente invención hace referencia a un
5 aerogenerador de eje vertical. Más en particular, la presente invención se refiere a aerogeneradores de eje vertical, acoplables a estructuras existentes.
Los aerogeneradores de eje vertical (o VAWT, por las siglas en inglés de Vertical Axis Wind Turbine) 10 tienen una característica técnica esencial que los diferencia de manera clara de los aerogeneradores de eje horizontal (o HAWT, por las siglas en inglés de Horizontal Axis Wind Turbine), dicha diferencia consiste en que la rotación de las palas se realiza en los
15 primeros respecto a un eje vertical. Dicha diferencia estructural conlleva, a su vez, mejoras funcionales entre las que se destaca:
-
No se requiere una instalación a gran altura, por lo que no rompen la estética de
20 una zona o paisaje evitando que se produzca un impacto ambiental considerable.
-
Además, dicha disposición a menor altura facilita el mantenimiento y/o resolución de averías.
25 -La dinámica de las palas es mucho más sencilla que en el caso de los HAWT haciendo que sean dispositivos con una estructura más simple y con menor peso.
-
Se elimina el impacto sobre aves y otros 30 animales.
-
La velocidad de giro es más lenta, lo que disminuye el desgaste de los elementos y/o el ruido generado.
-
No se necesita orientar el aerogenerador en una dirección específica dependiente del viento predominante.
Son ampliamente conocidos en la técnica
5 anterior los aerogeneradores de eje vertical que comprenden un rotor y palas separadas de dicho rotor a una distancia radial determinada, por ejemplo, el documento de patente WO2011/033348 da a conocer un aerogenerador de eje vertical y palas helicoidales que
10 comprende un eje central en el que se dispone una columna que sirve como eje para el movimiento de un generador de energía eléctrica.
Dicha realización de un aerogenerador de eje vertical posee el inconveniente de que debe colocarse en 15 la parte más superior de una estructura y carece de
medios para acoplarse a una estructura existente.
En caso de que se pretenda evitar el aumento de la contaminación visual en un determinado paisaje, este tipo de aerogeneradores son altamente inconvenientes
20 dado que comprenden una nueva estructura que genera un impacto visual considerable, aunque dicho impacto sea menor (debido al menor tamaño requerido de la estructura) que en el caso de los HAWT. Para subsanar dichos inconvenientes, la
25 presente invención da a conocer un dispositivo que puede acoplarse a estructuras existentes y que se puede disponer en un punto intermedio de una estructura de manera que genere un impacto visual mucho menor y, en consecuencia, generando energía a partir de un
30 dispositivo amigable con el ambiente, ya que elimina, por ejemplo, la contaminación visual y/o auditiva que generan los dispositivos anteriormente conocidos.
En concreto, la presente invención hace
referencia a un aerogenerador de eje vertical del tipo
que comprende:
-
un conjunto de palas alrededor de un 5 eje central;
-
un generador de energía eléctrica;
que comprende un rotor que, a su vez, dispone
de un eje central y que está acoplado, tanto a las palas,
como al citado generador de energía eléctrica y que dicho
10 rotor dispone de una cavidad central destinada a ser ocupada por una columna. En una realización particular de la presente invención, el eje central del aerogenerador atraviesa la cavidad central del rotor.
15 Particularmente, el rotor del aerogenerador objeto de la presente invención está seccionado en al menos dos piezas definidas por la intersección del rotor con al menos un plano sustancialmente paralelo al eje central del aerogenerador. Esto es, el rotor se compone
20 de dos piezas desmontables de manera que se pueden unir a una estructura existente en un punto intermedio de ésta. Adicionalmente, para mantener las diversas partes del rotor unidas, dicho rotor podría comprender medios de unión entre las piezas, que pueden incluir, por
25 ejemplo, una bisagra u otros medios de unión. Dado que la cavidad central del rotor está destinada a recibir una estructura (por ejemplo, una columna) a fin de ajustarse a estructuras existentes, el generador se debe disponer espacialmente separado de la
30 cavidad central del rotor. Con esta finalidad, en una realización de la presente invención, el generador se encuentra acoplado al rotor en la zona perimetral del rotor mediante, por ejemplo, una caja de engranajes. De esta manera, el generador de energía eléctrica queda dispuesto de manera tal que su eje central no atraviesa la cavidad central del rotor.
En otra realización, el generador comprende
5 bobinas lineales que se disponen en el rotor evitando así las conexiones mediante engranajes, ya que el generador quedaría incorporado al rotor.
Más en particular, la presente invención se puede llevar a cabo utilizando diferentes disposiciones y
10 cantidad de palas, preferentemente, el conjunto de palas está conformado por al menos dos palas o se podría escoger una separación angular entre palas de como mínimo 60o. En realizaciones particulares de la presente
15 invención, las palas son helicoidales y la columna a la que se une el aerogenerador pertenece a una estructura de otro dispositivo externo al aerogenerador, por ejemplo, una farola o columna. Para su mejor comprensión se adjuntan, a
20 título de ejemplo explicativo pero no limitativo, unos dibujos de una realización del aerogenerador de eje vertical objeto según la presente invención.
La figura 1 muestra una realización de un aerogenerador según la presente invención. 25 La figura 2 muestra un detalle del rotor del aerogenerador de la figura 1. La figura 3 muestra una vista inferior en perspectiva de la figura 2. La figura 4 muestra una vista inferior del 30 rotor. La figura 5 muestra un detalle del acoplamiento rotor-generador.
La figura 6 muestra una vista lateral parcialmente seccionada del acoplamiento rotor-generador.
La figura 7 muestra una vista superior de esta 5 realización del aerogenerador. La figura 8 muestra un despiece mecánico de esta realización del aerogenerador. La figura 9 muestra, de forma esquemática, el mecanismo de unión entre dos secciones del rotor.
10 La figura 1 muestra un aerogenerador de eje vertical que comprende palas helicoidales -1- unidas mediante brazos -3- a un rotor -4- estando dicho rotor -4- acoplado a un generador -2- de energía eléctrica. En esta realización de aerogenerador, el
15 viento en cualquier dirección hará girar las palas -1que, al encontrarse unidas al rotor -4- hacen que parte de éste gire y el generador -2- se encuentra dispuesto para transformar la energía rotacional generada por las palas -1- en energía eléctrica.
20 Las figuras 2, 3 y 4 muestran, más en detalle, el rotor de una realización de la presente invención. En esta figura se observa cómo el rotor -4- posee una cavidad central -44- que está destinada a ubicarse alrededor de una columna existente a la que puede
25 acoplarse sin importar su geometría. Con este objetivo, el rotor comprende medios -4- de unión a la columna y el rotor se secciona en dos piezas que, a su vez, se unen mediante medios -42- de unión entre secciones. Así, el rotor puede separarse en dos secciones independientes y
30 luego unirse alrededor de la columna a la que se desea sujetar. Por otra parte, el rotor -4- dispone de un conjunto de engranajes -43- que transmiten la rotación
recibida de las palas a través de los brazos -3- hacia el eje del generador -2- correspondiendo dicho eje, en realizaciones particulares, al eje central del generador.
5 Es especialmente relevante la disposición del generador -2-, en cuanto a que su eje central no debe coincidir con la cavidad central del rotor, ya que esto impediría la disposición del aerogenerador en un punto intermedio de una estructura existente porque el
10 generador ocuparía el espacio destinado a la estructura. La figura 5 muestra una vista en la que se detalla el acoplamiento entre el rotor -4-y el generador -2- de energía eléctrica. En particular, se puede observar cómo se interconecta el eje del generador
15 con el rotor mediante un engranaje -21- dispuesto sobre el eje y una caja de engranajes -45- asociada al rotor. Esta caja de engranajes puede ser una caja reductora o elevadora de velocidad según los requerimientos de cada aplicación particular.
20 La figura es una vista lateral parcialmente seccionada que hace énfasis en el detalle de la figura 5 y el acoplamiento rotor-generador. En esta vista se observa, además de los elementos anteriormente descritos, el eje central -210-
25 del generador de energía eléctrica junto con sus conductores -22-, -23- para el transporte de la energía eléctrica generada.
Por otra parte, en esta figura es posible observar los medios de unión -42- entre las secciones 30 del rotor que, tal y como se mostrará más adelante,
pueden comprender una conexión abisagrada. La figura 7 es una vista superior en la cual se observa que los medios de unión -41- a la estructura
pueden unirse a diversas geometrías estructuras y mantienen el dispositivo en una posición fija respecto a dichas estructuras.
La figura 8 es un despiece mecánico de los
5 componentes de una realización preferente de la presente invención. En esta figura se destaca la posibilidad de disponer de un rotor seccionado en dos partes -410-, -420-.
La figura 9 hace referencia a que el
10 aerogenerador según la presente invención, además de poderse seccionar, puede disponer de medios de unión -42- entre secciones que dispongan de una bisagra -420para facilitar su instalación. Dado a que esta vista es una mera representación esquemática no se han incluido
15 piezas adicionales tales como engranajes, medios de unión a la columna, etc. Serán independientes del objeto de la invención los materiales empleados en la fabricación de los componentes de un dispositivo según la presente
20 invención, formas y dimensiones de los mismos, cantidad de secciones en las que se divida el rotor y todos los detalles accesorios que puedan presentarse, siempre y cuando no afecten a su esencialidad. Si bien la invención se ha descrito con
25 respecto a ejemplos de realizaciones preferentes, éstos no se deben considerar limitativos de la invención, que se definirá por la interpretación más amplia de las siguientes reivindicaciones.

Claims (12)

  1. REIVINDICACIONES
    1. Aerogenerador de eje vertical del tipo que comprende:
    -
    un conjunto de palas alrededor de un 5 eje central; y
    -
    un generador de energía eléctrica;
    caracterizado porque comprende un rotor que
    está acoplado, tanto a las palas, como al citado
    generador de energía eléctrica y porque dicho rotor
    10 dispone de una cavidad central destinada a ser ocupada por una columna.
  2. 2. Aerogenerador, según la reivindicación 1, caracterizado porque el eje central del aerogenerador atraviesa la cavidad central del rotor.
    15 3. Aerogenerador, según cualquiera de las reivindicaciones 1 ó 2, caracterizado porque está seccionado en al menos dos piezas definidas por la intersección del rotor con al menos un plano sustancialmente paralelo al eje central del
    20 aerogenerador.
  3. 4. Aerogenerador, según la reivindicación 3, caracterizado porque el rotor comprende, además, medios de unión entre las piezas.
  4. 5. Aerogenerador, según la reivindicación 4,
    25 caracterizado porque los medios de unión entre las piezas comprenden una bisagra.
  5. 6. Aerogenerador, según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el generador se encuentra acoplado al rotor en la zona
    30 perimetral del rotor.
  6. 7.
    Aerogenerador, según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el
    acople entre el rotor y el generador se realiza mediante una caja de engranajes.
  7. 8.
    Aerogenerador, según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el
    5 generador de energía eléctrica está dispuesto de manera tal que su eje central no atraviesa la cavidad central del rotor.
  8. 9. Aerogenerador, según cualquiera de las
    reivindicaciones 1 a 5, caracterizado porque el generador 10 comprende bobinas lineales dispuestas en el rotor.
  9. 10. Aerogenerador, según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el conjunto de palas está conformado por al menos dos palas.
  10. 11. Aerogenerador, según cualquiera de las
    15 reivindicaciones anteriores, caracterizado porque las palas del conjunto de palas se encuentran separadas como mínimo por una distancia angular de 60o.
  11. 12. Aerogenerador, según cualquiera de las
    reivindicaciones anteriores, caracterizado porque las 20 palas son helicoidales.
  12. 13. Aerogenerador, según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la columna pertenece a una estructura de otro dispositivo externo al aerogenerador.
    25 14. Aerogenerador, según la reivindicación 13, caracterizado porque la estructura es parte de una farola
    o columna.
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