ES2653925A1 - Wind energy sensor system (Machine-translation by Google Translate, not legally binding) - Google Patents

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ES2653925A1 ES201600696A ES201600696A ES2653925A1 ES 2653925 A1 ES2653925 A1 ES 2653925A1 ES 201600696 A ES201600696 A ES 201600696A ES 201600696 A ES201600696 A ES 201600696A ES 2653925 A1 ES2653925 A1 ES 2653925A1
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    • Y02E10/70—Wind energy
    • Y02E10/72—Wind turbines with rotation axis in wind direction

Abstract

The wind energy collector system consists of helical turbines (1), which are placed attached to one end (7), pole, tower, hot air balloon, the top or slope of a mound or the corner. Of a building, or a cable attached from these points to the ground, or between two masts, towers, etc. The turbines capture the generated rotary movement and apply it directly to the axis of an electric generator, or drive it through a multiplier of rpm, a hydraulic pump or an air compressor that feed a motor pump. The turbines are automatically directed towards the wind, acting as vanes, being arranged in cantilever and fastened at one end. A cable is placed between two masts, a balloon, mound, end of a mast or post and the ground, in which the ends of several turbines are attached. (Machine-translation by Google Translate, not legally binding)

Description

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SISTEMA CAPTADOR DE ENERGIA EÓLICAWIND ENERGY RECEIVER SYSTEM

CAMPO DE LA INVENCIÓN.- Esta invención se refiere a un sistema captador de energía eólica del tipo de mini y microturbinas rígidas o semirrígidas. Dichos captadores eólicos son usados principalmente para generar energía eléctrica.FIELD OF THE INVENTION.- This invention relates to a wind energy sensing system of the type of mini and rigid or semi-rigid microturbines. These wind collectors are mainly used to generate electricity.

ESTADO DE LA TECNICA.- Los sistemas de energía son contaminantes si se utilizan combustibles fósiles y extremadamente radioactivos si se usan combustibles nucleares. Por otra parte los captadores eólicos actuales necesitan altas tecnologías, altos costes, colocación a elevadas alturas y grandes vientos para conseguir altos rendimientos, dependiendo de condiciones de viento difíciles de encontrar. Con la presente invención se solucionan parte de dichos inconvenientes.STATE OF THE TECHNIQUE.- Energy systems are polluting if fossil fuels are used and extremely radioactive if nuclear fuels are used. On the other hand, current wind collectors need high technologies, high costs, high altitude placement and high winds to achieve high yields, depending on difficult to find wind conditions. With the present invention, part of said drawbacks are solved.

DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN.- El sistema captador de energía eólica de la invención utilizando miniturbinas y microturbinas helicoidales, consiste en unas turbinas helicoidales, las cuales se colocan y giran sujetas de uno de sus extremos a un mástil, poste, torre, globo aerostático, la cima o ladera de un montículo, esquina de un edificio o de un cable unido desde estos puntos al suelo, o entre dos mástiles, torres, etc. Las turbinas captan el movimiento giratorio o par de giro generado y lo aplica directamente al eje de un generador eléctrico, o acciona este a través de un multiplicador de rpm, de una bomba hidráulica o de un compresor de aire que alimentan a una motobomba.DESCRIPTION OF THE INVENTION.- The wind energy collector system of the invention using helical miniturbines and microturbines, consists of helical turbines, which are placed and rotated attached from one of its ends to a mast, pole, tower, hot air balloon, the top or slope of a mound, corner of a building or cable connected from these points to the ground, or between two masts, towers, etc. The turbines capture the rotating movement or torque generated and apply it directly to the axis of an electric generator, or drive it through a rpm multiplier, a hydraulic pump or an air compressor that feed a motor pump.

Las turbinas se direccionan automáticamente hacia el viento, actuando como veletas, quedando dispuestas en voladizo y sujetas de un extremo. Pueden ser rígidas o semirrígidas.The turbines are automatically directed towards the wind, acting as wind vanes, being arranged in a cantilever and attached to one end. They can be rigid or semi-rigid.

Se coloca un cable entre dos mástiles, un globo, montículo, extremo de un mástil o poste y el suelo, en el cual se acoplan los extremos de varias turbinas espaciadas equidistantemente entre sí. A su vez estos cables pueden servir de apoyo a otros cables que igualmente soportan otras turbinas.A cable is placed between two masts, a globe, mound, end of a mast or pole and the ground, in which the ends of several turbines equally spaced apart are coupled. In turn, these cables can support other cables that also support other turbines.

La protección para vientos fuertes o para ráfagas se efectúa retrayendo los mástiles que son retráctiles, telescópicos o giratorios y articulados sus extremos inferiores.The protection for strong winds or gusts is done by retracting the masts that are retractable, telescopic or rotating and articulated their lower ends.

Puede utilizar aletas helicoidales flexibles, las cuales flexionan y reducen su superficie y pesor lo tanto su exposición a vientos fuertes.You can use flexible helical fins, which flex and reduce their surface and therefore weigh your exposure to strong winds.

Se puede añadir un multiplicador de revoluciones para generadores eléctricos de engranajes, también pueden accionar las turbinas unas bombas o compresores de aire que alimentan unas bombas y estas proporcionan un flujo constante que accionan unosA speed multiplier can be added for electric gear generators, the turbines can also drive some pumps or air compressors that feed some pumps and these provide a constant flow that drives some

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generadores o alternadores eléctricos a una velocidad o frecuencia constante.electric generators or alternators at a constant speed or frequency.

La estructura de las turbinas se une a masa y los ejes se puentean a la estructura con unos cables y escobillas, para que los cojinetes no se deterioren con las chispas debidas a las cargas estáticas.The structure of the turbines is connected to ground and the axes are bridged to the structure with cables and brushes, so that the bearings do not deteriorate with sparks due to static loads.

Dispone de un blocaje protector para mantenimiento y otras operaciones.It has a protective lock for maintenance and other operations.

Con los cables dispuestos en rampa se evita se produzca sombra entre las turbinas y se reduzca el rendimiento.With the cables arranged on the ramp, shadow is avoided between the turbines and the performance is reduced.

Se usan preferentemente, plástico, acero galvanizado, zinc, etc.Preferably, plastic, galvanized steel, zinc, etc. are used.

Objetivo de la Invención.Objective of the Invention

Utilizar un sistema captador, sencillo, de gran rendimiento y muy económico. Por lo cual se obtiene la energía muy barata.Use a simple, high performance and very economical sensor system. Therefore, very cheap energy is obtained.

Aportar un sistema eólico que protege el medio ambiente y permite la creación de muchos puestos de trabajo.Provide a wind system that protects the environment and allows the creation of many jobs.

Usar un sistema que puede colocarse en tierra y sobre los terrenos cultivados.Use a system that can be placed on land and on cultivated land.

Ventajas: El presente captador eólico, proporciona una fuente de energía elevada con coste efectivo independiente de las condiciones óptimas del viento, no necesita una situación óptima, ni hay que situarlo en zonas muy elevadas ni apartadas. No requiere equipos ni técnica altamente especializada, tanto si se construyen de grandes o pequeñas dimensiones. Es seguro y de fácil y económica reparación, montaje y desmontaje. Es de fácil transporte. Puede fabricarse fácil y económicamente. Se auto protege de vientos excesivos. Funciona con todo tipo de vientos. Puede usar generadores de corriente económicos. No requiere parte de la energía obtenida para operar sus propios mecanismos, por ejemplo su direccionamiento hacia el viento. Al poder utilizar vientos de baja intensidad tiene un mayor periodo útil anual y admite mayor cantidad de zonas aprovechables. Es muy sencillo y económico. No mata las aves. No contamina el medioambiente, protegiendo la capa de ozono. No produce ruidos ni vibraciones ni es afectado por los rayos. Es muy útil para la obtención de aire comprimido, electricidad, hidrógeno, desalación del agua del mar, etc. y puede competir con cualquier tipo de energía actual. El coste por Kw. es muy bajo y tiene alto rendimiento.Advantages: The present wind collector, provides a high energy source with effective cost independent of the optimal wind conditions, does not need an optimal situation, nor should it be located in very high or remote areas. It does not require equipment or highly specialized technique, whether they are built of large or small dimensions. It is safe and easy and economical to repair, assemble and disassemble. It is easy to transport. It can be manufactured easily and economically. It protects itself from excessive winds. It works with all types of winds. You can use economical power generators. It does not require part of the energy obtained to operate its own mechanisms, for example its direction to the wind. Being able to use low intensity winds has a greater annual useful period and admits a greater number of usable areas. It is very simple and economical. It does not kill the birds. It does not pollute the environment, protecting the ozone layer. It does not produce noise or vibration nor is it affected by lightning. It is very useful for obtaining compressed air, electricity, hydrogen, desalination of seawater, etc. and can compete with any type of current energy. The cost per Kw. It is very low and has high performance.

BREVE DESCRIPCION DE LOS DIBUJOSBRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS

La figura 1 muestra una vista esquematizada y lateral de un sistema captador de energía cólica de la invención.Figure 1 shows a schematic and side view of a colic energy sensing system of the invention.

Las figuras 2 a la 5 muestran vistas esquematizadas y laterales de variantes del sistema.Figures 2 through 5 show schematic and side views of system variants.

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Las figuras 6 y 7 muestran dos modos de unión de las turbinas a los cables.Figures 6 and 7 show two ways of joining the turbines to the cables.

Las figuras 8 y 9 muestran dos tipos de turbinas helicoidales utilizadas en la invención.Figures 8 and 9 show two types of helical turbines used in the invention.

DESCRIPCIÓN MÁS DETALLADA DE LA INVENCIÓNMORE DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

La invención, figura 1, muestra una forma de realización de la misma, consta de unas turbinas helicoidales (1) con un eje (3) y alrededor una aleta helicoidal (2). Dichas turbinas giran y se colocan sujetas de uno de sus extremos a un mástil o poste (7). Los extremos inferiores de las turbinas quedan sueltos y se direccionan con el viento adoptando una disposición en voladizo. Las turbinas captan el movimiento giratorio o par de giro generado y lo aplican directamente al eje de un generador eléctrico, o accionan este a través de un multiplicador de rpm, de una bomba hidráulica o de un compresor de aire que alimentan a una motobomba. El extremo superior de la turbina es soportado por una cruceta cardan (4) o una anilla, que se sujeta al eje del generador (5), sujeto este a un collarín (6) en el extremo superior de la torre o mástil (7). El extremo inferior del mástil está articulado (8), puede abatirse en caso de necesidad.The invention, figure 1, shows an embodiment thereof, consists of helical turbines (1) with an axis (3) and around a helical fin (2). Said turbines rotate and are placed attached from one of their ends to a mast or pole (7). The lower ends of the turbines are loose and are directed with the wind adopting a cantilever arrangement. The turbines capture the rotating movement or torque generated and apply it directly to the axis of an electric generator, or drive it through a rpm multiplier, a hydraulic pump or an air compressor that feeds a motor pump. The upper end of the turbine is supported by a cardan crosshead (4) or a ring, which is attached to the generator shaft (5), attached to a collar (6) at the top end of the tower or mast (7) . The lower end of the mast is articulated (8), it can be folded down if necessary.

La figura 2 muestra las turbinas (1), formadas por una aleta helicoidal (2) alrededor del eje (3). Dichas turbinas giran y se colocan sujetas de uno de sus extremos a un mástil o poste (7). Los extremos inferiores de las turbinas quedan sueltos y se direccionan con el viento adoptando una disposición en voladizo. Las turbinas captan el movimiento giratorio o par de giro generado y lo aplican directamente al eje de un generador eléctrico, o accionan este a través de un multiplicador de rpm, de una bomba hidráulica o de un compresor de aire que alimentan a una motobomba. El extremo superior de la turbina es soportado por una cruceta cardan (4) o una anilla, que se sujeta al eje del generador (5), sujeto este a un collarín (6) en el extremo superior de la torre o mástil (7). El extremo inferior del mástil está articulado (8), puede abatirse en caso de necesidad. Es similar a la de la figura 1, pero en este caso el mástil gira y se direcciona con el viento.Figure 2 shows the turbines (1), formed by a helical fin (2) around the axis (3). Said turbines rotate and are placed attached from one of their ends to a mast or pole (7). The lower ends of the turbines are loose and are directed with the wind adopting a cantilever arrangement. The turbines capture the rotating movement or torque generated and apply it directly to the axis of an electric generator, or drive it through a rpm multiplier, a hydraulic pump or an air compressor that feeds a motor pump. The upper end of the turbine is supported by a cardan crosshead (4) or a ring, which is attached to the generator shaft (5), attached to a collar (6) at the top end of the tower or mast (7) . The lower end of the mast is articulated (8), it can be folded down if necessary. It is similar to that of Figure 1, but in this case the mast turns and is directed with the wind.

La figura 3 muestra las turbinas (1) formadas por una aleta helicoidal (2) alrededor del eje (3). Dichas turbinas giran y se colocan sujetas de uno de sus extremos a un cable (11) dispuesto entre dos mástiles (7 y 7a). Los extremos inferiores de las turbinas quedan sueltos y se direccionan con el viento adoptando una disposición en voladizo. A su vez estos cables pueden servir de apoyo a otros cables que igualmente soportan otras turbinas. Las turbinas captan el movimiento giratorio o par de giro generado y lo aplican directamente al eje de un generador eléctrico, o accionan este aFigure 3 shows the turbines (1) formed by a helical fin (2) around the axis (3). Said turbines rotate and are placed attached from one of their ends to a cable (11) arranged between two masts (7 and 7a). The lower ends of the turbines are loose and are directed with the wind adopting a cantilever arrangement. In turn, these cables can support other cables that also support other turbines. The turbines capture the rotating movement or torque generated and apply it directly to the axis of an electric generator, or drive this to

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través de un multiplicador de rpm, de una bomba hidráulica o de un compresor de aire que alimentan a una motobomba. El extremo superior de la turbina es soportado por una cruceta cardan (4) o una anilla, que se sujeta al eje del generador (5), sujeto este al cable (11). El extremo inferior del mástil está articulado (8), puede abatirse en caso de necesidad.through a rpm multiplier, a hydraulic pump or an air compressor that feed a motor pump. The upper end of the turbine is supported by a cardan crosshead (4) or a ring, which is attached to the generator shaft (5), attached to the cable (11). The lower end of the mast is articulated (8), it can be folded down if necessary.

La figura 4 muestra las turbinas (1), formadas por una aleta helicoidal, (2) alrededor del eje (3). Dichas turbinas (2) giran y se colocan sujetas de uno de sus extremos a un cable (11) dispuesto entre la cima o ladera de un montículo (15) y el suelo (16). Los extremos inferiores de las turbinas quedan sueltos y se direccionan con el viento adoptando una disposición en voladizo. El extremo superior de la turbina es soportado por una cruceta cardan (4) o anilla, que se sujeta al eje del generador (5) sujeto al cable (11).Figure 4 shows the turbines (1), formed by a helical fin, (2) around the axis (3). Said turbines (2) rotate and are placed attached from one of their ends to a cable (11) disposed between the top or slope of a mound (15) and the ground (16). The lower ends of the turbines are loose and are directed with the wind adopting a cantilever arrangement. The upper end of the turbine is supported by a cardan cross (4) or ring, which is attached to the generator shaft (5) attached to the cable (11).

La figura 5 muestra las turbinas (1), formadas por una aleta helicoidal (2) alrededor del eje (3). Dichas turbinas giran y se colocan sujetas de uno de sus extremos a un cable (11 g) dispuesto entre un globo aerostático (12) y el suelo (16). Los extremos inferiores de las turbinas quedan sueltos y se direccionan con el viento adoptando una disposición en voladizo. El extremo superior de la turbina es soportado por una cruceta cardan (4), que se sujeta al eje del generador (5) sujeto al cable (1 Ig).Figure 5 shows the turbines (1), formed by a helical fin (2) around the axis (3). Said turbines rotate and are placed attached from one of their ends to a cable (11 g) arranged between a hot air balloon (12) and the ground (16). The lower ends of the turbines are loose and are directed with the wind adopting a cantilever arrangement. The upper end of the turbine is supported by a cardan crosshead (4), which is attached to the generator shaft (5) attached to the cable (1 Ig).

La figura 6 muestra la turbina (1), formada por una aleta helicoidal, alrededor del eje (3). Dichas turbinas giran y se colocan sujetas de uno de sus extremos a un cable (11) mediante la cruceta cardan (13). Su giro se transmite con los piñones (17) al eje del generador eléctrico (5).Figure 6 shows the turbine (1), formed by a helical fin, around the axis (3). Said turbines rotate and are placed attached from one of their ends to a cable (11) by means of the cardan crosshead (13). Its rotation is transmitted with the pinions (17) to the axis of the electric generator (5).

La figura 7 muestra la turbina (1), formada por una aleta helicoidal (2). Dicha turbina gira y se coloca sujeta de uno de sus extremos al generador eléctrico (5) mediante unas anillas (4a) o una cruceta cardan, transmitiéndole su energía y movimiento.Figure 7 shows the turbine (1), formed by a helical fin (2). Said turbine rotates and is placed attached from one of its ends to the electric generator (5) by means of rings (4a) or a cardan crosshead, transmitting its energy and movement.

La figura 8 muestra una turbina con una aleta helicoidal (2) sobre un eje (3).Figure 8 shows a turbine with a helical fin (2) on an axis (3).

La figura 9 muestra una turbina formada por la aleta helicoidal (2a) y sin el uso de un eje.Figure 9 shows a turbine formed by the helical fin (2a) and without the use of an axis.

Aunque la descripción de las figuras se ha realizado aplicando la energía a generadores eléctricos, los captadores pueden accionar compresores o bombas que bombean aire o agua, cuyo flujo regulado impulsa motobombas que accionan generadores eléctricos y por tanto a una velocidad y frecuencia constantes de la corriente eléctrica generada.Although the description of the figures has been made by applying the energy to electric generators, the sensors can drive compressors or pumps that pump air or water, whose regulated flow drives motor pumps that drive electric generators and therefore at a constant speed and frequency of the current Electric generated.

Claims (16)

55 1010 15fifteen 20twenty 2525 3030 REIVINDICACIONES 1. Sistema captador de energía eólica del tipo que utiliza un sistema captador de energía eólica utilizando turbinas formadas por una aleta helicoidal, que comprende:1. Wind energy collector system of the type that uses a wind energy collector system using turbines formed by a helical fin, comprising: • Unas turbinas formadas o constituidas por una aleta helicoidal.• Turbines formed or constituted by a helical fin. • Unos elementos de sujeción de las turbinas,• Some fasteners of the turbines, • Unos sistemas multiplicadores de las rpm de las turbinas,• A multiplier systems of turbine rpm, • Unos generadores eléctricos accionados por las turbinas.• Electric generators powered by turbines. 2. Sistema según reivindicación 1, caracterizado porque las turbinas (1) giran y se colocan sujetas de uno de sus extremos a un mástil, poste, torre, globo aerostático, cima o ladera de un montículo, farola, esquina de un edificio o a un cable.2. System according to claim 1, characterized in that the turbines (1) rotate and are placed attached from one of their ends to a mast, pole, tower, hot air balloon, top or slope of a mound, lamppost, corner of a building or a cable. 3. Sistema según reivindicación 1, caracterizado porque las turbinas (1) se sujetan de unos de sus extremos a un cable (11, llg) colocado entre un mástil, poste, torre, globo aerostático, cima o ladera de un montículo y el suelo.3. System according to claim 1, characterized in that the turbines (1) are attached from one of their ends to a cable (11, llg) placed between a mast, pole, tower, hot air balloon, top or slope of a mound and the ground . 4. Sistema según reivindicación 3, caracterizado porque el cable (11) se coloca entre dos mástiles, torres, cimas, laderas de unos montículos o esquinas de dos edificios.4. System according to claim 3, characterized in that the cable (11) is placed between two masts, towers, tops, slopes of some mounds or corners of two buildings. 5. Sistema según reivindicación 4, caracterizado porque al cable (11) se unen otros cables que discurren hasta el suelo e igualmente sirven de soporte a otras turbinas.5. System according to claim 4, characterized in that other cables are connected to the cable (11) that run to the ground and also support other turbines. 6. Sistema según reivindicación 1, caracterizado porque como elemento de sujeción de las turbinas a un punto fijo se utiliza una cruceta cardan (13).6. System according to claim 1, characterized in that a cardan crosshead (13) is used as an element for holding the turbines to a fixed point. 7. Sistema según reivindicación 1, caracterizado porque como elemento de sujeción del extremo de las turbinas al eje del generador se utiliza una cruceta cardan (13) o una anilla (4a).7. System according to claim 1, characterized in that a cardan crosshead (13) or a ring (4a) is used as the fastening element of the end of the turbines to the generator shaft. 8. Sistema según reivindicación 1, caracterizado porque como elementos multiplicadores de rpm se utiliza un sistema mecánico de engranajes que aplica el movimiento a los generadores o alternadores.8. System according to claim 1, characterized in that as mechanical multiplier elements a mechanical gear system is used that applies the movement to the generators or alternators. 9. Sistema según reivindicación 1, caracterizado porque como elementos multiplicadores de rpm utiliza unos compresores de aire o bombas hidráulicas cuyo flujo es regulado y aplicado a una motobomba que acciona un generador o alternador a una velocidad o frecuencia constante.9. System according to claim 1, characterized in that as rpm multiplier elements it uses air compressors or hydraulic pumps whose flow is regulated and applied to a motor pump that drives a generator or alternator at a constant speed or frequency. 10. Sistema según reivindicación 1, caracterizado porque las turbinas son rígidas.10. System according to claim 1, characterized in that the turbines are rigid. 11. Sistema según reivindicación 1, caracterizado porque las turbinas son semirrígidas.11. System according to claim 1, characterized in that the turbines are semi-rigid. 12. Sistema según reivindicación 1, caracterizado porque los mástiles son retráctiles, telescópicos o giratorios y articulados sus extremos inferiores.12. System according to claim 1, characterized in that the masts are retractable, telescopic or rotating and articulated their lower ends. 13. Sistema según reivindicación 1, caracterizado porque la turbina porta un eje y está constituida por una aleta periférica helicoidal (2).13. System according to claim 1, characterized in that the turbine carries an axis and is constituted by a helical peripheral fin (2). 14. Sistema según reivindicación 1, caracterizado porque la turbina está constituida por una aleta periférica helicoidal (2a), sin un eje de soporte.14. System according to claim 1, characterized in that the turbine is constituted by a helical peripheral fin (2a), without a support shaft. 15. Sistema según reivindicación 1, caracterizado porque la estructura de las turbinas se une a masa y los ejes se puentean a la estructura con unos cables y escobillas.15. System according to claim 1, characterized in that the structure of the turbines is connected to ground and the axes are bridged to the structure with cables and brushes. 16. Sistema según reivindicación 1, caracterizado porque los materiales utilizados para la estructura de las turbinas son plástico, zinc y acero galvanizado, para los cables acero y para las cuerdas fibras sintéticas.16. System according to claim 1, characterized in that the materials used for the structure of the turbines are plastic, zinc and galvanized steel, for steel cables and for synthetic fiber ropes.
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Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4084102A (en) * 1976-01-19 1978-04-11 Charles Max Fry Wind driven, high altitude power apparatus
US4708592A (en) * 1985-04-15 1987-11-24 Wind Production Company Helicoidal structures, useful as wind turbines
US20090295293A1 (en) * 2006-04-01 2009-12-03 Tom Lawton Fluid driven rotor with lights
US20130343891A1 (en) * 2012-06-07 2013-12-26 Uppala RAJAKARUNA Spiral screw fluid turbine having axial void

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