ES2450790B1 - Sistema de generación de energía aprovechando la energía eólica - Google Patents

Abstract

Sistema de generación de energía aprovechando la energía eólica, que consiste en convertir la energía eólica en otro tipo de energía, basándose en la fuerza de empuje del viento, comprendiendo un molino provisto de unas palas (1) que están sujetas por uno de sus respectivos cantos a un eje principal (2), estando los extremos del eje principal (2) soportados en una carcasa (5) provista de un orificio tal que durante el movimiento del molino, la mitad del número de palas (1) quedan situadas en el exterior de la carcasa (5), expuestas al viento mientras que la otra mitad del número de palas (1) están alojadas en el interior de la carcasa. El eje principal (2) transmite el movimiento a un eje intermedio (14) a través de una transmisión, incluyendo un eje final (15) vinculado con el movimiento del eje intermedio (14) a través de un cambio de velocidades.

Description

DESCRIPCIÓN Sistema de generación de energía aprovechando la energía eólica

OBJETO DE LA INVENCIÓN 5

La presente solicitud de patente de invención tiene por objeto el registro de un sistema de generación de energía aprovechando la energía eólica que incorpora notables innovaciones y ventajas.

Más concretamente, la invención se encuadra en el sector de los molinos de viento que permiten generar energía 10 utilizable a partir de la energía eólica.

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN

Actualmente, los aerogeneradores convencionales, los más utilizados, que son como molinos gigantes, están 15 sujetos a un poste vertical de gran altura, con tres o cuatro aspas.

Pero a diferencia de los molinos tradicionales que reciben el impulso del viento en sus aspas y éstas giran hacia un lado, el sistema de generación aprovechando la energía eólica el viento choca contra las palas y las empuja hacia detrás girando como la “rueda de paleta” de un barco de vapor, existen unos similares en funcionamiento al sistema 20 de generación de energía aprovechando la energía eólica con palas en forma de cucharas o cuencos (con palas plana no funcionaría), pero al no tener carcasa ni cambio de velocidades hace que sean poco eficientes y al ser poco eficientes tienen muy poca o ninguna salida en el mercado.

Por otro lado, los aerogeneradores convencionales tienen muchos inconvenientes a diferencia de éste, como por 25 ejemplo, son excesivamente caros, necesitan ayuda para los primeros giros.

DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN

La presente invención se ha desarrollado con el fin de proporcionar un sistema de generación de energía 30 aprovechando la energía eólica que se configura como una novedad dentro del campo de aplicación y resuelva los inconvenientes anteriormente mencionados, aportando, además, otras ventajas adicionales que serán evidentes a partir de la descripción que se acompaña a continuación.

Es por lo tanto un objeto de la presente invención proporcionar un nuevo sistema de generación de energía 35 aprovechando la energía eólica, que consiste en convertir la energía eólica en otro tipo de energía, basándose en la fuerza de empuje del viento. En particular, se caracteriza por el hecho de que comprende un molino provisto de una pluralidad de palas que están sujetas por uno de sus respectivos cantos a un eje principal, estando los extremos del eje principal soportados en una carcasa provista de un orificio tal que durante el movimiento del molino, la mitad del número de palas quedan situadas en el exterior de la carcasa, expuestas al viento mientras que la otra mitad del 40 número de palas están alojadas en el interior de la carcasa, el eje principal transmitiendo el movimiento a un eje intermedio a través de una transmisión, incluyendo un eje final vinculado con el movimiento del eje intermedio a través de un cambio de velocidades, siendo tales palas susceptibles de plegarse y desplegarse para incrementar o reducir su tamaño, presentando la carcasa unos medios de giro tal que la carcasa es susceptible de rotar 360º sobre sí misma dependiendo de la dirección del viento. 45

Según una realización particularmente preferida de la invención, la transmisión comprende un eje transmisor que está sus extremos provistos de engranajes cónicos que engranan con correspondientes engranajes cónicos vinculados con el eje principal y el eje intermedio.

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Ventajosamente, el eje transmisor está vinculado con un compresor que está asociado a un tanque de aire vinculados con las palas del molino.

Preferentemente, el cambio de velocidades presenta una pluralidad de discos de embrague dispuestos a lo largo del eje intermedio, estando cada disco de embrague asociado con una horquilla y a un respectivo piñón acoplado de 55 forma enfrentada en el eje final a través de una cadena.

Preferentemente, la carcasa comprende un cuerpo alargado e interiormente hueco en el que la parte delantera presenta una sección transversal inferior con respecto a la parte posterior de la misma.

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Otras características y ventajas del sistema objeto de la presente invención resultarán evidentes a partir de la descripción de una realización preferida, pero no exclusiva, que se ilustra a modo de ejemplo no limitativo en los dibujos que se acompañan, en los cuales:

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BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS

Figura 1A.- Es una vista en perspectiva del sistema de generación de energía aprovechando la energía eólica;

Figura 1B.- Es una vista en perspectiva únicamente de las palas; 5

Figura 2.- Es una vista en planta superior del sistema representado en la figura 1 donde se han representado algunas partes presentes en el interior de la carcasa;

Figura 3.- Es una vista esquematizada en planta superior que muestra el mecanismo de transmisión;

Figura 4.- Es una vista aumentada de detalle de una parte del mecanismo representado en la figura 3;

Figura 5.- Es una vista en perspectiva de la paleta del cambio de velocidades con un corte en la carcasa 10 con el fin de visualizar la parte inferior del mecanismo de paleta; y

Figura 6.- Es una representación esquemática a modo orientativo del funcionamiento de la paleta direccional.

DESCRIPCIÓN DE UNA REALIZACIÓN PREFERENTE 15

A la vista de las mencionadas figuras y, de acuerdo con la numeración adoptada, se puede observar en ellas un ejemplo de realización preferente de la invención, la cual comprende las partes y elementos que se indican y describen en detalle a continuación.

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Tal como se puede apreciar en la figura 1A, la parte delantera (42) de la carcasa situada en el lado izquierdo viene a ser más baja con respecto a la parte trasera (43) donde están situadas las palas (1) de un molino ubicado en el lado derecho de la figura 1A. En esta posición, el viento vendría del lado izquierdo, deslizándose por la carcasa (5) y chocando contra las palas (1) externas haciéndolas girar en su eje principal (2). Mencionar que los extremos del eje principal (2) están sujeto por unos soportes (12) y unos cojinetes (no representados), tal que dichas palas (1) giran 25 en sentido de las agujas del reloj según la posición de la figura 1A.

En la figura 3 el eje principal (2) transmite el movimiento a un eje transmisor (27) a través de unos piñones cónicos (13). El eje transmisor (27) con su movimiento pone en funcionamiento un compresor de aire (25), cargando un tanque de aire (26). El eje transmisor (27) también hace girar un eje intermedio (14) por medio de la presencia 30 también de unos piñones cónicos (13), girando con el eje intermedio (14) todos los discos de embrague (23) asociados a cada marcha. Estos discos de embrague (23) se desplazan de derecha a izquierda y de izquierda a derecha, a su debido tiempo gracias a que el eje intermedio (14) es dentado, todos los discos de embrague (23) giran con el eje intermedio (14) al mismo tiempo.

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De este modo, cuando el viento choca contra las palas (1) y las palas (1) giran en su eje principal (2), las piezas que giran y se mueven con el eje principal (2) (hasta que el tanque de aire (26) está cargado de aire) son:

El eje (2) con sus palas (1), los diversos piñones cónicos (13), el eje transmisor (27), el compresor (25), el eje intermedio (14) y los discos de embrague (23), donde después de varias vueltas de las palas (1) en su eje (2), el 40 tanque (26) se carga de aire, el aire a presión pasa por el soporte (44) (véase figura 4) y empuja el émbolo (45) de la primera velocidad, sobresaliendo el émbolo (45) que empuja una horquilla (22) de la primera velocidad, por lo que la horquilla (22) empuja el disco de embrague (23) de dicha primera velocidad, presionándolo contra el piñón prensa (24) de la primera velocidad haciéndolo girar. El piñón prensa (24) a través de la cadena (16) transfiere el movimiento al piñón (17) de la primera velocidad, que al estar soldado al eje final (15), el eje final (15) gira 45 consiguiendo energía mecánica para exportarla o convertirla en otro tipo de energía. Mencionar que hasta este punto no ha entrado en funcionamiento una paleta de velocidades (3) que se detalla más adelante.

La figura 5 muestra un corte que permite apreciar detalles del interior de la carcasa (5). Cuando el viento empuja más fuerte, empuja la paleta de velocidades (3), haciendo dicha paleta de velocidades (3) palanca en su eje de 50 paleta (28), tal que un gatillo (29) empuja el émbolo vinculado con la segunda velocidad de modo que el émbolo de la segunda velocidad deja pasar el aire empujando la horquilla (22) de la segunda velocidad (figura 3). La correspondiente horquilla (22) empuja el disco de embrague (23) de la segunda velocidad hacia el piñón prensa (24) de la segunda velocidad de modo que el piñón prensa (24) comienza a girar por lo que la cadena (16) asociada a éste transmite el movimiento al piñón (18) de la segunda velocidad. En este momento se separa el disco de 55 embrague (23) de la primera velocidad del piñón prensa (24) que deja de mover el piñón (17) de la primera velocidad y ahora el giro del eje final (15) lo provoca el piñón (18) de la segunda velocidad. Cuando el viento sopla todavía más fuerte empuja más la paleta de velocidades (3) de modo que dicha paleta de velocidades (3) empuja el émbolo (32) de la tercera velocidad (figura 5) dejando pasar el aire a presión, por lo que el aire a presión empuja el émbolo (45) de la tercera velocidad. El émbolo (32) empuja a la correspondiente horquilla (22) de la tercera velocidad que a 60 su vez empuja el disco de embrague (23) de la tercera velocidad hacia el piñón prensa (24) de la tercera velocidad, de modo que el piñón prensa (24) comienza a girar. Debe mencionarse que cada una de las marchas está asociada a un émbolo (30; 31; 32; 33; 34) y a un piñón (17; 18; 19; 20; 21).

El piñón prensa (24) al tener la cadena (16) engranada transmite el movimiento al piñón (19) de la tercera velocidad, de modo que en este momento se separa el disco de embrague (23) de la segunda velocidad del piñón prensa (24) de la segunda velocidad que deja de mover al piñón (18) de la segunda velocidad. Ahora, el giro del eje final (15) lo ocasiona el piñón (19) de la tercera velocidad que tener menos dientes, la velocidad de giro del eje final (15) es superior. Conforme va aumentando la fuerza del viento este proceso se repite hasta llegar así a la quinta velocidad, 5 aumentando así considerablemente la velocidad del eje final (15), siendo la velocidad de giro del eje principal (2) prácticamente siempre la misma, con vientos débiles o fuertes. Cuando los vientos son huracanados y peligrosos para la seguridad del sistema, la paleta de velocidades (3) empuja el émbolo (34) (figura 5) dejando pasar el aire a presión que acciona el mecanismo de seguridad plegando las palas (1).

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En la figura 2 puede verse una paleta direccional (4) que bambolea en su eje (6) según la orientación del viento que sopla. En la figura 6 se aprecia el mecanismo y funcionamiento de la paleta dirección (4), que viene a ser de carácter ilustrativo y no limitativo. La paleta direccional (4), empujada por el viento y bamboleándose en su eje (6), con su brazo (38) situado en la parte interna de la carcasa (5), pulsa una válvula (7), estando las válvulas (7) situadas en el interior de la carcasa (5) y representadas de forma esquematizada. En su primer recorrido las válvulas (7) dejan 15 pasar un chorro de aire a presión por los tubos (36) o (37) accionando un gatillo (10) que da el sentido de rotación a un motor de aire (8), tal como puede verse en la figura 6. De esta manera, la paleta direccional (4) pulsa la válvula (7) derecha dejando en su primer recorrido pasar un chorro de aire a presión por el tubo (36) que desplaza el gatillo (10), cambiando el sentido de rotación del motor de aire (8). En el recorrido restante de la válvula (7), la válvula (7) deja pasar la presión de aire por el tubo (35), que hace girar al motor de aire (8). Si la orientación del viento cambia, 20 según la figura 6, el brazo (38) pulsaría la válvula (7) situada a la izquierda del dibujo, de modo que en el primer recorrido de la válvula (7) deja pasar el aire a presión por el tubo (37) pulsado el gatillo (10) el cual cambia la dirección de rotación del motor de aire (8) mientras que en el recorrido restante la válvula (7) deja pasar el aire a presión por el tubo (35) hacia rotar al motor de aire (8). El motor de aire (8) está acoplado a la carcasa (5) mientras que una corona dentada (9) dispuesta en un plano horizontal está fijada de forma estática con el suelo, tal que el 25 motor de aire (8) engrana y gira en la corona dentada (9) provocando por ello el giro de la carcasa (5) a través de un eje vertical (47) fijado de forma solidaria a la corona dentada (9).

Mencionar que en la figura 2 se ha suprimido parte del cuerpo de la carcasa (5) para facilitar la compresión y visualización del motor de aire (8), la corona dentada (9) así como también las dos válvulas (7). 30

Los detalles, las formas, las dimensiones y demás elementos accesorios, así como los materiales empleados en la fabricación del sistema de generación de energía de la invención podrán ser convenientemente sustituidos por otros que sean técnicamente equivalentes y no se aparten de la esencialidad de la invención ni del ámbito definido por las reivindicaciones que se incluyen a continuación. 35

Claims (5)

1. 
   
   

   REIVINDICACIONES

   1. Sistema de generación de energía aprovechando la energía eólica, que consiste en convertir la energía eólica en otro tipo de energía, basándose en la fuerza de empuje del viento, caracterizado por el hecho de que comprende un molino provisto de una pluralidad de palas (1) que están sujetas por uno de sus respectivos cantos a un eje principal 5 (2), estando los extremos del eje principal (2) soportados en una carcasa (5) provista de un orificio tal que durante el movimiento del molino, la mitad del número de palas (1) quedan situadas en el exterior de la carcasa (5), expuestas al viento mientras que la otra mitad del número de palas (1) están alojadas en el interior de la carcasa, el eje principal (2) transmitiendo el movimiento a un eje intermedio (14) a través de una transmisión, incluyendo un eje final (15) vinculado con el movimiento del eje intermedio (14) a través de un cambio de velocidades, siendo tales palas 10 (1) susceptibles de plegarse y desplegarse para incrementar o reducir su tamaño, presentando la carcasa unos medios de giro tal que la carcasa (5) es susceptible de rotar 360º sobre sí misma dependiendo de la dirección del viento.
2. 2. Sistema de generación de energía aprovechando la energía eólica según la reivindicación 1, caracterizado por el 15 hecho de que la transmisión comprende un eje transmisor (27) que está sus extremos provistos de engranajes cónicos que engranan con correspondientes engranajes cónicos vinculados con el eje principal (2) y el eje intermedio (14).
3. 3. Sistema de generación de energía aprovechando la energía eólica según las reivindicaciones 1 y 2, caracterizado 20 por el hecho de que el eje transmisor (27) está vinculado con un compresor (25) que está asociado a un tanque de aire vinculados con las palas (1) del molino.
4. 4. Sistema de generación de energía aprovechando la energía eólica según la reivindicación 1, caracterizado por el hecho de que el cambio de velocidades presenta una pluralidad de discos de embrague dispuestos a lo largo del eje 25 intermedio (14), estando cada disco de embrague (23) asociado con una horquilla y a un respectivo piñón acoplado de forma enfrentada en el eje final (15) a través de una cadena (16).
5. 5. Sistema de generación de energía aprovechando la energía eólica según la reivindicación 1, caracterizado por el hecho de que la carcasa (5) comprende un cuerpo alargado e interiormente hueco en el que la parte delantera 30 presenta una sección transversal inferior con respecto a la parte posterior de la misma.