WO 2005/005823 Al ^IIJI!III IiliMl lll!l^l '???????? l'ilJilli; ÍIJ
(57) Resumen: Rotor para molinos eólicos con múltiples conductos de viento separados. El eje del rotor es paralelo a la dirección del viento estando el rotor constituidos por varios cilindros concéntricos con el eje de rotación. Diversas paredes curvadas a modo de nervios radiales unen estos cilindros entre sí, formando a la vez una multitud de conductos independientes para el paso del viento. Los conductos son de tal forma que la dirección del viento cambia entre la entrada y la salida. Dentro de los conductos también cambia la sección de paso y por lo tanto el módulo de la velocidad del viento.
ROTOR DE PANAL REDON DO OBJ ETO DE LA I NVENCIÓN El objeto de esta patente de invención tal como indica su título, rotor de panal redondo para aerogeneradores y hélices en general que dispone de unos trapecios curvados tubulares, tiene como objeto de aplicación, mejorar los rendimientos de los aerogeneradores y hélices, mediante el cierre total de todos de los perímetros por los cilindros concéntricos tubulares donde se apoyan las piezas curvadas montadas sobre los cilindros tubulares formando un panal redondo constituido por módulos de trapecios circulares curvados tubulares, por los que atraviesa toda la fuerza del viento, multiplicando el número de trapecios por dos o más, de esta forma y multiplicando la superficie del roce del viento por veinte o más veces, en los rotores para aerogeneradores se aprovecha casi toda la fuerza del viento al disponer de estas multiplicaciones tanto en número de trapecios, como en la superficie de contacto de las mismas con el viento, en cuanto a los rotores de hélices en general, igualmente se multiplican el número de trapecios y por tanto de la superficie de contacto, a la vez, que se multiplican las fuerzas centrífugas propulsoras que se aprovechan en casi su totalidad.
ESTADO DE LA TÉCN ICA La técnica que se utiliza en los rotores de los aerogeneradores es amplia y variada de múltiples aplicaciones y - 2 -diferentes dimensiones, consisten generalmente de un núcleo al que se acoplan unas palas o aspas, habitualmente tres; algunos modelos tienen las palas orientables que se adaptan a la dirección del viento. Los aerogeneradores eólicos y las hélices en general, en la actualidad tienen sus perímetros exteriores totalmente abiertos y por tanto muchas de las fuerzas centrífugas propulsoras se pierden entre las aspas de las hélices, mientras que en los aerogeneradores eólicos convencionales llevan como se ha dicho antes, tres palas de mínima superficie de contacto con el viento, lo que hace que el aprovechamiento de la fuerza del viento sea de bajo rendimiento.
DESCRI PCIÓN DEL INVENTO Los rotores de panal redondo de trapecios circulares curvados tubulares de esta invención, tienen aplicación para los aerogeneradores y también para las hélices en general, que están compuestos de varios cilindros tubulares concéntricos que entre ellos, se insertan unas piezas curvadas formando unos trapecios circulares tubulares, que han sido concebidos, para resolver y mejorar el rendimiento de la fuerza del viento, al sustituir las aspas o palas por unos trapecios curvados tubulares, que hacen multiplicar la superficie de contacto del viento por veinte o más de los aerogeneradores y hélices, mientras que a su vez, en las hélices en general, se aprovechan casi todas las fuerzas centrífugas propulsadas producidas por las revoluciones que proporciona el motor a las hélices; por otra parte, estos trapecios, están unidos entre cilindros tubulares - 3 -concéntricos, cerrando por tanto todos los perímetros de que disponen estos trapecios curvados circulares tubulares, dando una forma de panal redondo; en los aerogeneradores el cilindro tubular de mayor diámetro llevará en su entrada un embudo abierto tronco cónico hacia el exterior con el objeto de aumentar la superficie de la entrada del viento al rotor, la forma de los trapecios curvados tubulares en estos aerogeneradores, son de una entrada suave reduciéndose en su salida y originando una pequeña presión, que como es natural en todos los rotores eólicos tienen su entrada y salida del viento en la misma dirección, en la Patente objeto de esta invención, no sucede lo mismo, ya que las curvaturas progresivas de los trapecios curvados tubulares, desvían el viento en otra dirección, dando origen a su reducción en su salida, como si de una turbina de viento se tratara, las hélices en general tendrán características semejantes a los rotores eólicos añadiéndose la fuerza centrífuga, y para conseguir una presión idónea en las salidas de los trapecios circulares curvados tubulares en zonas de viento constante, estas salidas deberán ser fijas o calculadas con antelación, y, en zonas de viento variable serán puertas automáticas, estos trapecios circulares tubulares, están compuestos de varios cilindros tubulares concéntricos y entre ellos se insertarán unas piezas curvadas que forman un conjunto de trapecios circulares curvados tubulares dando una forma de panal redondo, origen principal de esta patente; los trapecios curvados tubulares de los aerogeneradores como los de hélice, podrían ser de muchas formas geométricas tales como redondos, tubulares, ovalados o - 4 -polígonos de tres o más lados tanto regulares como irregulares, o de cualquier otra forma conocida, así mismo en su interior podrá haber formas rugosas, tronco trapezoides oblicuas o de cualquier otra forma geométrica conocida, con el solo objeto de frenar la fuerza del viento. En el rotor de las hélices en general, el cilindro tubular de mayor diámetro llevará en su salida un embudo, que reduce la salida del viento y es de forma tronco cónico hacia el interior, con el objeto de disminuir la superficie de salida del viento produciendo una reacción del mismo. Los trapecios curvados tubulares de las hélices en general, tendrán menos superficie en las entradas y mayor en las salidas con el objeto de dar más presión de aire, con esta técnica y de acuerdo con la invención se aprovecharán en casi su totalidad, todas las fuerzas centrifugas y propulsoras producidas por la fuerza del motor; en los aerogeneradores, se aplicará la misma técnica que en las hélices en general, pero con los trapecios curvados invertidos, o sea, tendrán mayor superficie en las entradas y menor en las salidas, en cuya dicha reducción de salida se produce una pequeña presión de aire, que multiplicada por la gran superficie del rotor, producirá una energía importante y por tanto se aprovecharán casi toda la fuerza del viento sobre el rotor eólico. Tanto en los en los rotores de panal redondo de los aerogeneradores, como en las hélices en general, tendrán un número elevado de trapecios circulares curvados tubulares, con una superficie multiplicada por veinte veces o más con respecto a lo convencional, lo - 5 -que permiten con sus grandes superficies de contacto con el viento, multiplicar la fuerza sobre el rotor eólico al tener todos sus perímetros exteriores cerrados completamente. El rotor de panal redondo para aerogeneradores y hélices en general, con trapecios circulares curvados tubulares, tienen la ventaja de multiplicar el número de trapecios y por tanto multiplicar también la superficie de contacto o fricción del viento en las piezas curvadas, en el caso del rotor de panal redondo del aerogenerador se aprovecharán la casi totalidad de la fuerza del viento sobre el rotor que en muchos casos será también multiplicada, esto es el fundamento de la patente, contando con los perímetros cerrados de los trapecios por los cilindros tubulares concéntricos, entre éstos, se pondrán alternados entre sí, u optativamente centrados, por otra parte la dimensión en anchura del rotor será un 2% o más con relación al diámetro exterior mayor del rotor de panal redondo. Los rotores de panal redondo de los aerogeneradores eólicos y hélices en general, podrán girar en las dos direcciones, dependerán de la posición de las piezas curvadas de los trapecios circulares curvados tubulares.
DESCRI PCIÓN DE LOS DIBUJOS La figura 1 , es una vista de frente del rotor de panal redondo para aerogeneradores, en la que se aprecian los diferentes cilindros tubulares concéntricos (1 ) (en el dibujo se han representado cuatro cilindros tubulares), que en el cilindro tubular de mayor - 6 -diámetro llevará un mayor diámetro llevará un embudo (4), de figura tronco cónico, abierto al exterior con el objeto de aumentar la superficie de entrada del viento, estos cilindros tubulares llevan entre ellos los correspondientes trapecios curvados tubulares (2) (en el dibujo se han representado doce/diez/ocho/seis trapecios curvados entre cada hueco de los cilindros concéntricos empezando por el de mayor diámetro, estando alternados los trapecios de un diámetro a otro), formando un panal redondo, compuesto individualmente de trapecios circulares curvados tubulares (5) finalmente en el centro de este conjunto rotor se presenta el cubo o núcleo (3), sobre el que acoplará y fijará el eje del alternador. La figura 2, es una vista de frente del rotor de panal redondo para hélices en general, en la que se aprecian los diferentes cilindros tubulares concéntricos (6) (cuatro en el dibujo), que en el cilindro tubular de mayor diámetro llevara un embudo (9), de figura tronco cónico que reduce la salida del viento en dirección hacia su interior, con el objeto de reducir la superficie de salida del viento, proporcionando su reacción, éstos cilindros concéntricos, llevarán entre ellos las correspondientes piezas curvadas (7), (en el dibujo se han representado doce/diez/ocho/seis piezas curvadas entre cada hueco de los cilindros concéntricos, alternados entre sí y empezando por el de mayor diámetro, formando un panal redondo de trapecios curvados tubulares, a partir de trapecios circulares redondos tubulares (10), finalmente en el centro de este conjunto rotor se presenta el cubo o núcleo (8) sobre el que acoplará y fijará el eje del - 7 -alternador. La figura 3, presenta una sección de la figura 1 , donde se aprecia los cilindros tubulares concéntricos (1 ) seccionados, en cuyo centro figura el cubo o núcleo (3), así como las proporciones de anchura de los trapecios (2) que estarán curvadas, sobre el cilindro tubular de mayor diámetro, en su entrada, se aprecia el embudo (4), de figura tronco cónico, abierto hacia el exterior, así como la constitución de los trapecios circulares curvados tubulares (5), con las flechas indicando la dirección del viento. La figura 4, presenta una sección de la figura 2, donde se aprecia los cilindros tubulares concéntricos (6), en cuyo centro figura el cubo o núcleo (8), así como las proporciones de anchura de los trapecios (7), sobre el cilindro tubular de mayor diámetro, se aprecia en su salida el embudo (9), de figura tronco cónico hacia el interior, para controlar y orientar las fuerzas centrífugas que reduce la salida del viento, así como la constitución de los trapecios circulares curvados tubulares (10), con las flechas indicando la dirección del viento. La figura 5, contempla la mitad del desarrollo del cilindro tubular mayor del aerogenerador, donde se aprecia la curvatura de las piezas de los trapecios circulares curvados tubulares con la reducción de salida del viento de los aerogeneradores según la dirección de la flecha "V" y la dirección de giro según la flecha "R". La figura 6, contempla la mitad desarrollada del cilindro circular mayor de las hélices en general, donde se aprecian las piezas - 8 -de los trapecios circulares tubulares con sus correspondientes curvaturas, en q ue la d irección de entrada del viento será según la flecha "C", es decir, de menor superficie en la entrada y siendo mayor la superficie de salida del viento, con giro según la flecha "H". La fig ura 7, es una doble vista de frente y de perfil del conjunto esquemático general del aerogenerador, en la que el rotor (R), esta acoplado al grupo generador (G), soportado sobre el poste soporte rotor (P) , q ue dispone de su base de anclaje (A).
DESCRI PCIÓN DE U NA REALIZACIÓN PREFERENTE El rotor de panal redondo para aerogeneradores y hélices en general con cuatro o más piezas de trapecios circulares curvados tubulares, se compone de un núcleo (3,7) como centro del rotor, concéntricamente se montan dos o más cilind ros tubulares (1 ,5), y entre ellos se ensamblan las piezas (2,6), q ue forman los trapecios circulares curvados tubulares, en el rotor del aerogenerador el cilindro tubular de mayor diámetro ( 1 ), llevará en su entrada un embudo (4), en forma de tronco de cono tubular con salida al exterior, mientras q ue en el rotor de las hélices en general, el cilindro tubular de mayor d iámetro (5) , llevará en su salida un embudo (8), en forma de tronco de cono tubular con reducción de salida interior, para controlar y orientar las fuerzas centrífugas. Todas estas piezas pueden armarse por métodos tradicionales de unión como por ejemplo soldados, remachados o atornillados. Los rotores para aerogeneradores serán de dimensiones variadas pudiendo ser definidos por la potencia - 9 -requerida, los diámetros serán similares a las dimensiones de los actuales aerogeneradores, los materiales empleados en la construcción serán normalmente metálicos, ligeros y resistentes a la corrosión. En cuánto a los rotores para las hélices en general, al tener unas dimensiones menores pueden emplearse fundiciones férricas o aleaciones de materiales ligeros de gran resistencia y plásticos revestidos. Los trapecios circulares curvados tubulares (2), de los aerogeneradores se montarán de forma que reduzcan la salida del viento, es decir con una mayor superficie de entradas y menor en las salidas, como consecuencia de esto, al tener esta menor superficie de salida se produce una pequeña presión que será importante por la gran superficie del rotor, siguiendo la dirección "V" de acuerdo con la Figura 5. En el rotor de panal redondo las piezas de hélices y los trapecios (7) circulares curvados tubulares, serán de menor superficie en las entradas y de mayor superficie en las salidas, siguiendo la dirección "C" de acuerdo con la figura 6. El cubo o núcleo (3,8), será un 2% o más de anchura que el diámetro mayor del rotor y llevará acoplado el eje del alternador o motor de acuerdo a las características de fijación de los mismos. Una vez descrito y presentado el objeto industrial de esta Patente de Invención con amplitud y claridad suficientes para permitir su puesta en explotación, se declara como nuevo y de propia invención haciendo la salvedad de que sus detalles accidentales, - lu íales como forma, tamaño, con la ampliación de que la figura de conjunto del rotor de panal redondo, descrita generalmente cilindrica, puede ser en su conjunto de oirás formas geométricas como por ejemplo cóncava, convexa en todos sus sentidos, igualmente los maíeriales y procedimientos de fabricación, podrán ser alterados respecto a lo descrito y representado en la presente memoria, siempre dentro de la especialidad inalterable que queda resumido en las siguientes: