WO2016068730A1

WO2016068730A1 - Palas con ángulo diedro psp. con depresión longitudinal

Info

Publication number: WO2016068730A1
Application number: PCT/PE2015/000019
Authority: WO
Inventors: Pedro SAVEDRA PACHECO
Original assignee: Savedra Pacheco Pedro
Priority date: 2014-10-20
Filing date: 2015-10-20
Publication date: 2016-05-06
Also published as: US10202962B2; CN107002635B; CN107002635A; US20180045175A1

Abstract

Una nueva pala eólica romboidal con ángulo diedro adicional a mi propia invención, presentada el 2013, originalmente con cuatro lados romboidales planos y un ángulo diedro, ahora con una depresión longitudinal en el lado formador del ángulo diedro desde el centro del eje mayor de la pala que atrapa más viento con una forma cóncava y lo dirige al vértice de dicho ángulo, comprimiendo al viento que rebota desde el vértice de dicho ángulo potenciando el movimiento rotatorio con dos conjuntos de dos palas por cada generador, que así mismo incluye un sistema de seguro automático de cambio de posición de las palas en caso de vientos de alta velocidad por un sistema computarizado entre un motor y un sensor de velocidad del viento con empalme de las palas al rotor con ángulo variable contra vientos de alta velocidad.

Description

PALAS CON ANGULO DIEDRO PSP. CON DEPRESION LONGITUDINAL

CAMPO DE LA INVENCION 0001 -Generación de energía eléctrica del viento con palas rotatorias de eje horizontal a 90° de la dirección de movimiento del viento sobre torres elevadas con vientos de alta velocidad.

ESTADO DE LA TECNICA

0002 -El estado de la técnica de las palas aerodinámicas de ángulo diedro a la fecha solo tiene un antecedente a nivel mundial, porque no se ha conocido antes de esta invención, que es la solicitud de patente presentada por mí mismo, ante el INDECOPI en Perú el 16 de Julio del 2013 actualmente en fase de búsqueda internacional por el sistema PCT, que en Febrero o Marzo del 2015, la OMPI estará publicando el resultado, pasando a la fase nacional si es viable para patentarlo país por país.

0003 -Dicha invención presenta una nueva pala aerodinámica con una volumetría longitudinal de forma romboidal uniforme y liza en sus cuatro lados, con un ángulo diedro menor a 45° en uno de sus bordes longitudinales, que capta una cuarta parte de la masa del fluido desviado por el choque frontal del viento con dicha pala, generando movimiento rotatorio efectivo con solo dos palas sobre un eje horizontal a 90° del movimiento lineal del viento.

0004 -Este estado del arte en el campo exclusivo de aerogeneradores con palas de ángulo diedro está determinado por el único antecedente de la presente invención para captar toda la potencia cinética del viento, dicha invención de muy alta capacidad de producción eléctrica jamás conocida por el hombre, pero así mismo todavía perfectible en el diseño y aerodinámica de dicha pala con ángulo diedro, para alcanzar la máxima capacidad técnica para sustraer la energía potencial del viento, convertirla en energía mecánica más eficiente así como perfeccionar otros elementos de dicha invención como se presenta en la presente solicitud de patente de invención.

i SUMARIO DE LA INVENCION:

0005 -La invención adicional al antecedente consiste en una modificación de uno de los cuatro lados de la forma romboidal de la pala, específicamente la que forma el ángulo diedro que en el original es simplemente plana y lisa, donde el viento al chocar frontalmente se divide en dos masas, una que se incrusta en el espacio interior del ángulo diedro y otro que se pierde o se desvía hacia el espacio de fuga aportando un impulso menor al lado con ángulo diedro

0006 -Dicho lado formante del ángulo diedro modificado, con una depresión longitudinal desde el centro de la pala con profundidad aproximada a 1/4 del espesor del eje menor de la pala, con forma curva, donde el viento ingresa y es dirigido directamente hacia el vértice interior del ángulo diedro, comprimiendo al que rebota del vértice sin opción de retroceder como parece suceder en el ángulo diedro anterior de dos lados simplemente planos. Depresión longitudinal que produce mayor capacidad de rotación y captación de la potencia cinética del viento, así mismo que en pruebas con prototipo a escala a demostrado mayor velocidad de rotación y mayor fuerza de torsión en el eje horizontal del sistema.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS:

0007 -Gráfico N° 1 - Pala aerodinámica con ángulo diedro PSP en proceso de patente

0008 -Gráfico N° 2 - Nueva pala con ángulo diedro PSP con una depresión longitudinal en el lado formante del ángulo diedro para captar mayor potencia cinética del viento.

0009 -Gráfico N° 3 - Relación de profundidad entre la depresión y espesor de la pala. 0010 -Gráfico N° 4 - Relación entre el ancho total de la pala con su espesor promedio

001 1 -Gráfico N° 5 - Posición de la pala con ángulo diedro y la dirección del viento en caso de vientos de alta velocidad o tormenta

0012 -Gráfico N° 6 - Vista frontal de las palas de ángulo diedro con vientos de trabajo seguro

0013 -Gráfico N° 7_- Vista frontal de las palas a 90° de su posición de trabajo o paralelas a la dirección de movimiento del viento, inmovilizadas sin rotación. 0014 -Gráfico N° 8 - Elevación de todo el sistema o aerogenerador con palas de ángulo diedro y sistema de empalme con la góndola o sala de generación eléctrica.

MEMORIA DESCRIPTIVA DE LA INVENCIÓN

0015 -El nuevo generador eólico con palas de ángulo diedro PSP n° 2, cuyo único antecedente se ha mencionado en el estado de la técnica, contiene todos los elementos y bases de dicha invención en proceso de patente, que en proceso de investigación con un prototipo de prueba ha permitido perfeccionarlo adicionando nuevas propiedades y formas de diseño y construcción de la pala de ángulo diedro, para cuyo fin de comparación se adjunta el Gráfico N° 1 , correspondiente a la primera invención, donde se presenta un corte transversal de dicha pala de forma romboidal alargada 1 , en posición frontal al viento 10 que al chocar con los dos lados de la pala se dividen en dos masas sobre su superficie lisa y plana, donde la masa de viento 10-b se dirige a la izquierda impactando con el lado interior del ángulo diedro formado por la lamina 1-a generando movimiento rotatorio de la pala en dirección a la flecha sin numero de la izquierda, donde a su vez el vértice exterior de dicho ángulo diedro corta el viento, cruzándolo sin esparcirlo ni alterar su movimiento lineal hacia el otro lado del espacio de rotación de las palas, que serán aprovechadas para nuevas propiedades del sistema, mientras en el gráfico también se notan como el viento 10-a y 10-c se deslizan libremente.

0016 -Esta invención adicional a la que se halla en proceso de patente se muestra en el Gráfico N° 2, donde uno de los cuatro lados romboides de la pala, el lado A que forma el ángulo diedro 1-a ha sido modificado presentando una depresión de su superficie plana continua a una más profunda con empalme con el eje menor de la pala de forma cóncava, donde el viento 10-b al impactar con dicha concavidad, se desliza siguiendo la forma de la pala girando hacia la izquierda contra el ángulo diedro dominando a la masa de viento que rebotando en dicho ángulo podría quitarle potencia de impulso, mientras los lados B, C y D conservan su forma original del antecedente inventivo.

0017 -Las pruebas de laboratorio personal con la instalación de dos conjuntos de palas, una en la sección frontal de la góndola y otra en la sección posterior demostraron que: El conjunto posterior con palas con depresión frontal giraban a mayor velocidad que las palas delanteras con formas ¡guales planas de la invención original a pesar de recibir aparentemente un impulso direccional de un viento debilitado de su potencia cinética.

0018 -La proporción o relación entre la geometría uniforme de la pala de cuatro lados y la profundidad de la depresión aplicada a dicha pala es igual aproximadamente a 1/4 del espesor o medida del eje menor de la pala de ángulo diedro que se muestra en el Gráfico N° 3, donde se muestra un corte perpendicular de dicha pala, el espesor promedio de la misma con las acotaciones 11 , 12 y 13 donde el espesor entre 12 y 13 es aproximadamente igual a un cuarto del espesor de dicha pala.

0019 -La Figura N° 4, muestra la relación entre el ancho total de la pala igual a la distancia entre los vértices 14 y 16 y la distancia o espesor de la pala entre 11 y 13 es igual a 1/5 de la distancia entre el vértice 14 y el centro 15, que básicamente son medidas y proporciones referenciales y no absolutas que se determinarán si son necesarias en investigaciones posteriores a la patente.

0020 -Como un generador eólico debe asegurar su resistencia a la acción destructora de vientos de muy alta velocidad superiores a su rango de máxima velocidad de viento para funcionar sin riesgo de destrucción, en las pruebas de laboratorio personal, se ha probado hacer girar la dos palas a 90° de su posición de trabajo para alinear su lado mayor con dicho viento como se ve en el Gráfico N° 5, donde el viento 10 choca con el vértice exterior del ángulo diedro de la pala 1 y se divide en dos masas 10-D y 10-E inmovilizando el movimiento rotatorio de dichas palas por el paso libre del viento acelerado por el efecto del huracán o tormenta.

0021 -Lo mismo se muestra en el Gráfico N° 6 de una elevación del generador eólico sobre una torre 17, delante de la góndola 18 y a ambos lados del rotor 19 mientras las palas 1 y 2 están girando según las flechas de rotación 20 que indican movimiento rotatorio en dirección contraria al reloj determinado por la posición del ángulo diedro en uno de los bordes de las palas en movimiento.

0022 -El Gráfico N° 7, presenta a las palas 1 y 2 en posición estática vertical visto desde su borde del lado mayor con ángulo diedro, movidos a esa posición de forma automática por la acción de un sensor, un motor y un sistema computarizado estándar en el mercado, palas que pasado el peligro volverán a su posición de producción.

0023 -Finalmente el Gráfico N° 8 solo como referencia muestra al generador eólico con palas de ángulo diedro con depresión longitudinal con dos conjuntos de palas, uno en la parte frontal contra el viento y el otro conjunto en la parte posterior, girando ambos una sola masa de viento, duplicando su capacidad de producción eléctrica del viento.

Claims

REIVINDICACIONES Palas con Ángulo Diedro PSP con Depresión Longitudinal, consistente en una depresión longitudinal en el lado formador del ángulo diedro de las palas romboidales que acerca dicho lado al eje teórico mayor con una forma inicial cóncava aproximadamente igual a 1/4 de su eje menor o espesor siguiendo en forma plana hasta el vértice del ángulo diedro, depresión que capta mejor la fuerza de presión del viento dirigiéndolo hacia el vértice deteniendo el viento que rebota, comprimiéndolo y aumentando la velocidad de rotación de los conjuntos de palas, mayor velocidad y potencia que aumenta la fuerza de torsión del eje horizontal del generador eólico que aumenta a su vez su producción eléctrica renovable; que así mismo comprende proporciones entre ejes o diámetros romboidales de las palas, procedimiento para inmovilizar el movimiento rotatorio de las palas en caso de vientos de velocidad superior a su rango de funcionamiento y empalme de las palas con ángulo variable con el rotor del sistema.

Palas con Ángulo Diedro PSP con Depresión Longitudinal, dependiente de la reivindicación 1 , caracterizado por las proporciones entre el ancho de una pala con ángulo diedro y su espesor o eje menor, igual a 1/5 de la mitad o 1/10 del eje mayor, constante en toda la longitud de las palas.

Palas con Ángulo Diedro PSP con Depresión Longitudinal dependiente de la reivindicación 1 , consistente en la detención automática del movimiento rotatorio de las palas ante vientos de alta velocidad por el giro de las palas a 90° de su posición de trabajo alineando su ancho mayor con el viento por efecto de un anemómetro digital, un computador y una caja de engranajes existentes en el mercado, que pasado el peligro vuelven las palas a 90° del viento.

Palas con ángulo diedro PSP con depresión longitudinal que comprende el acople o empalme de las palas con el rotor del sistema caracterizado por: Un empalme radial con el rotor con capacidad de movimiento circular hasta 90° de su posición de trabajo de tal manera que cada pala cambie de su posición frontal contra el viento para captar su potencia cinética a una posición paralela con dicho para eludirlo en casos de vientos de alta velocidad que pongan en peligro todo el sistema o generador eólico.