DISCRIPCION

La presente invención divulga un aerogenerador de eje vertical y se refiere a un nuevo aerogenerador del tipo Eje Vertical con cuerpo estático-rígido que mejora la producción de energía (comparativa con otros diseños), por la facultad de aumentar la velocidad del viento a través de la forma de mayor a menor que tienen las múltiples toberas circulares que posee. Esas toberas aceleran y dirigen el viento hacia la turbina central, sin importar el cambio de dirección que tenga dicho viento. Trabaja con fuertes vientos y se puede instalar a nivel de suelo o en altura, (techos, torres, etc.)

Estado de la técnica y problema a solucionar

A) - Los aerogeneradores que utilizan toberas de captura de viento, son:

1) Unidireccionales: Sistema totalmente limitado a su emplazamiento.

2) Direccionados a través de una veleta: Sistema limitado por la reacción de rotación del cuerpo o por los bruscos cambios de dirección del viento. Ambos sistemas adolecen, (uno más otro menos), de la pérdida parcial o total de producción de energía por la variación constante de la dirección del viento.

B) - Los problemas anteriormente mencionados son totalmente neutralizados por esta nueva invención de aerogenerador omnidireccional de eje vertical:

1 ) Su cuerpo al ser estático-rígido puede ser hecho con variados tipos de materiales y ser emplazado en cualquier lado.

2) La multiplicidad de bocas toberas circulares que posee en toda su

circunferencia externa capturan permanentemente el viento, independientemente a la dirección que el viento tenga.

3) Tiene la opción de transformarse en un sistema híbrido de generación de energía ya que por ser una estructura estático-rígido puede ser instalado sobre él un sistema de celdas fotovoltaicas.

Objeto de la invención

La finalidad de esta invención es la creación de un nuevo aerogenerador de Eje Vertical que en su nuevo diseño, cubre los 360 grados de captura del viento, con un cuerpo estático-rígido compuesto por un nueva forma de tobera fija de múltiples bocas, que amplifican la velocidad del viento. (Esta invención utiliza el diseño de corredor de viento de IMPI

Expediente 20120102868 ).

Breve descripción de los dibujos

A fin de hacer más inteligible el objeto de la invención del aerogenerador de eje vertical ha sido ilustrada en 8(ocho) Dibujos esquemáticos:

Dib1 de : perspectiva de la invención

Dib2 de : vista lateral

Dib3 de : vista superior

Dib4 de : vista inferior

Dib5 de : vista de corte marcado en Dib.3

Dib6 de : vista de corte marcado en Dib.2

DibJde: vista de montaje conjunto central de aerogenerador

Dib.8de: vista de montaje del cuerpo externo Detalle de ítems

Iteml : Patas soportes (1)

ltem2:Guías de eje para apertura de tapas reguladoras de escape de viento (2).

Item3: Ejes para el deslizamiento de tapas reguladoras de escape de viento (3).

Item 4: Eje central, solidaria con la turbina(4).

Item 5: Seguros para evitar el desplazamiento de eje central (5).

Item 6: Compuertas reguladoras de escape de viento de las toberas (6).

Item 7: paredes conformadoras de toberas (7).

Item 8: Tapa superior e inferior de anclaje de paredes de toberas (8).

Item 9: Fijador superior de eje central (9).

Iteml 0: Paletas de rotor (10).

Iteml 1 : Rotor (11).

Item12: Fijador inferior de eje central (12).

Iteml 3: Ranuras para escape de viento (13).

Item14: Jaula giratoria para cancelar o dejar pasar el viento hacia las paletas de rotor (14). Tiene movimiento independiente al rotor.

Iteml 5: Soporte superior de jaula (15).

Item16: Soporte inferior de jaula (16) Descripción detallada de la invención

En todas las figuras los mismos números de referencia indican elementos iguales o correspondientes. Todas las figuras mantienen una proporción, excepto los Dib.1 , Dib.7 y Dib.8.

Si bien todo el diseño del áerogenerador esta graficado en 6 dibujos detallados, en los Dib.7 y Dib.8 muestran que el áerogenerador está constituido por dos partes principales :

A-) Dib.7 : gráfica los componentes y ensamble del conjunto interno, que es el que genera el movimiento necesario para hacer funcionar un generador eléctrico.

B-) Dib.8 : gráfica los componentes y ensamble del cuerpo externo, que es el que maneja el desplazamiento del viento y lo dirige al Dib.7.

El Dib.1 Muestra el áerogenerador omnidireccional de eje vertical visto en perspectiva.

Desde su base hacia arriba se observa en primera instancia las patas soportes (1), solidarias a la parte de abajo de la tapa inferior (8).

Entre la tapa inferior y superior (8) se observan las paredes (7), que conforman las bocas de tobera externas.

En la parte de arriba de la tapa superior (8), se observa las tres compuertas reguladoras de escape de viento de las toberas (6), las veinticuatro guías de eje para apertura de tapas reguladoras de escape de viento (2) dividida en seis ejes y los seis ejes para el deslizamiento de las tapas reguladoras de escape de viento (3).

En el agujero concéntrico central de la tapa superior (8) está anclado, a través de las puntas de sus cuatro brazos, el fijador superior del eje central (9), que mantiene posicionado al eje de la turbina central.

El Dib.2 Muestra la vista lateral del aerogenerador omnidireccional de eje vertical.

Siempre desde su base hacia arriba se observa las patas soportes (1) solidarias a la parte de abajo de la tapa inferior de anclaje de las paredes que conforman las toberas (8), a la vez en la misma cara de la tapa inferior ( 8), se encuentran graficados las guías de eje de apertura (2) los ejes para el deslizamiento de las tapas (3) y las tapas reguladoras de viento (6). Entre la parte de arriba de la tapa inferior y la parte de abajo de la tapa superior (8), se observan ancladas o fijadas las paredes que conforman las toberas (7).

En la parte de arriba de la tapa superior (8), se observa el mismo detalle que el observado en la parte de abajo de la tapa inferior (ya mencionado). La única diferencia que se observa es la parte final del eje central (4) y el seguro que evita el desplazamiento del eje central (5).

En este gráfico se marca el corte transversal que se observa y comenta en el Dib.6

El Dib.3 Muestra la vista superior del aerogenerador omnidireccional de eje vertical.

En esta vista se observa parte de las cuatro patas soportes (1) fijadas en la parte de abajo de tapa inferior (8) y separadas entre si cada 90 grados.

En la parte de arriba de la tapa superior (8), de forma circular, se encuentran las tres compuertas reguladoras de escape de viento de las toberas (6). Estas compuertas se desplazan de forma individual o conjunta, según se disponga. Cada compuerta se desplaza separándose del agujero concéntrico central, deslizándose sobre dos ejes (3) posicionados paralelamente entre ellos.

Cada uno de esos ejes (3), tienen dos guías blancas móviles (2) ancladas o fijadas en las compuertas reguladoras de escape de viento (6) y dos guías negras , una en cada punta del eje (3), ancladas o fijadas en el cuerpo de la tapa superior(8).

Sobre el agujero concéntrico central de la tapa superior de anclaje de paredes (8), se coloca el fijador superior del eje central (9), este se encuentra solidario a través de las puntas de sus cuatro patas a la tapa superior (8). Este fijador (9) tiene sus cuatro patas separadas entre si por ángulos de 90 grados y un agujero central en su cruce que queda concéntrico con el agujero central de la tapa superior (8), esta disposición obedece a la necesidad de centrar el rotor (11) y paletas del rotor (10) a través de el eje central (4) evitando el

desplazamiento de dicho eje a través de los seguros (5).

Entre el agujero concéntrico central de la tapa superior (8) y las paletas del rotor se encuentra la jaula giratoria (14) con movimiento independiente al rotor. En este gráfico se marca el corte longitudinal que se observa y comenta en el Dib.5.

El Dib.4 Muestra la vista inferior del aerogenerador omnidireccional de eje vertical.

Este gráfico tiene la misma explicación que el Dib.3 detallado arriba, por ser simétrico en todo: forma, medida y distribución de sus componentes, por eso no tiene marcado mayores ítems.

Las únicas diferencias están dadas por la perspectiva de observación: Las patas soportes (1) se observan cómo se fijan en la parte de abajo de la tapa inferior (8) y el fijador inferior del eje central se denomina (12). El Dib.5 Muestra el corte longitudinal del aerogenerador omnidireccional de eje vertical mencionado en Dib.3.

En este gráfico se observa el corte de las patas soportes (1), el corte del eje central (4) asegurado por seguros de desplazamiento (5), el corte del rotor (11) y las paletas del rotor (10).

La jaula giratoria (14) y sus respectivos soportes, el soporte superior de jaula (15) y el soporte inferior de jaula (16). Cortes de paredes de tobera (7). Toda la visión restante esta comentada en Dib.2.

El Dib.6 Muestra el corte transversal del aerogenerador omnidireccional de eje vertical mencionado en Dib.2.

En este gráfico se observa esencialmente la disposición y forma semicircular de las paredes que conforman las toberas (7).

Las paredes que forman las toberas (7), parten del diámetro exterior de las tapas (8) con una separación equidistante entre sus puntas, hacia el diámetro interior del agujero central del la misma.

En el primer sector de las paredes (7), estas forman un ángulo recto respecto de la tangente del círculo en ese lugar. Luego de ello, las paredes (7) toman su forma semicircular avanzando hasta el diámetro del agujero concéntrico que se encuentra en el centro de la tapa (8).

Las paredes en su recorrido se van ^{' "} enroscando ^" al agujero central mientras disminuye la separación entre ellas, de esta manera se va formando un ^" embudo ^" semicircular de mayor a menor que comenzó, (como ya se menciono), en el diámetro mayor de las tapa de anclaje (8) y termina en el diámetro del agujero concéntrico central de las misma tapa. En la tapa inferior de fijación se observa las tres ranuras (13), por las cuales escapara el viento al deslizarse las compuertas reguladoras de escape de viento de la tobera (6), (explicada y vista Dib. 3).

En este gráfico también se ve parte de las cuatro patas soportes ( 1 ), y el corte de el eje central (4), las paletas del rotor (10), el rotor (11), fijador inferior de eje central (12) y jaula giratoria (14):

El Dib.7 Muestra el montaje del conjunto central del aerogenerador

omnidireccional de eje central.

Una vez unido el eje central (4) haciéndolo solidario con el rotor (11) y las paletas del rotor (10), se le colocan los seguros para evitar desplazamientos (5). Este conjunto armado se coloca dentro de la jaula giratoria (14) centrándolo con el soporte superior (15) y el soporte inferior (16) los cuales tienen un agujero, en el cruce de sus patas, concéntricos con la jaula de giro (14) y serán fijados por estos a la misma.

El Dib.8 Muestra el montaje del cuerpo externo del aerogenerador

omnidireccional de eje central.

En la parte de abajo de la tapa de anclaje inferior (8), en primer instancia se fijan las patas soportes (1 ), luego y del mismo lado se colocan las compuertas reguladoras de salida de viento (6) tapando las ranuras de escape del viento (13). Para fijar y dar movimientos a las compuertas (6) se disponen las guías de eje (2) y los ejes de deslizamiento (3). Como último y en la misma cara, se afirma el fijador inferior del eje central (12).

Sobre la parte de arriba de la tapa de anclaje inferior (8) se ancla o fija las paredes que conforman las toberas (7) desde su diámetro exterior, hasta el diámetro del agujero concéntrico que se encuentra en el centro de la misma tapa, (según se especifica en el Dib. 6).

Luego armamos en la parte de arriba de la tapa de anclaje superior (8) las compuertas reguladoras de salida de viento (6) tapando las ranuras de escape del viento (13). Para fijar y dar movimientos a dichas compuertas (6) se disponen las guías de eje (2) y los ejes de deslizamiento (3).

Una vez armado esta tapa de anclaje superior (8), la fijamos o anclamos por su parte inferior a las paredes que conforman las toberas (7).

Concluido el armado el conjunto del cuerpo exterior, se tomara el conjunto central y se lo ingresara por el agujero concéntrico central de la tapa de anclaje superior (8) haciéndolo descender hasta que el eje central solidario con la turbina (4) pase y se posicione en el agujero del fijador inferior (12). Una vez hecho esto solo resta posicionar el fijador superior de eje central (9) y anclarlo, a través de la punta de sus patas a la parte de arriba de la tapa de anclaje superior (8).

Funcionamiento

Una vez el equipo está emplazado, el viento, (dentro de las velocidades normales y sin importar la dirección con la cual se desplaza hacia el

aerogenerador de eje vertical), será capturado por este a través de alguna de sus cuatro bocas-toberas (item7). Por la ubicación semicircular de las paredes que conforman las toberas y la disminución de su superficie desde la parte externa a la interna, (lado turbina), el viento ingresante sufre un aumento de presión que hace que aumente la velocidad del mismo. Este viento a mayor velocidad, (sale de la boca de menor superficie), direccionado hacia las paletas (ítem 10) tangencialmente al diámetro exterior de la turbina, produciendo el movimiento de esta a mayor velocidad. Este viento una vez realizado el recorrido interno saldrá del aerogenerador por los agujeros centrales

concéntrico superior e inferior de las tapas (ítem 8). Si el viento llegare a tomar mayores velocidades a lo normal, para evitar la destrucción del conjunto de la turbina se disponen sobre la parte exterior de ambas tapas (ítem 8),tres compuertas-cuberturas( ítem 6), que se abren hacia afuera a través de los ejes deslizantes (ítem 3)fijados por las guías (ítem 2). Al realizar este movimiento dejaran descubiertas las tres ranuras ( ítem 13), por donde escapara el viento, que al hacerlo, disminuirá la presión interna del mismo haciendo mermar la rotación de la turbina o su detención total. Para mayor seguridad en la detención de la turbina ante un viento excesivamente rápido o para dar seguridad a operarios en trabajos en la turbina, se dispone una jaula (ítem 14), la cual se hará rotar en forma independiente al conjunto, obstruyendo con sus columnas, las bocas de entrada del viento desde la tobera, obligando escapar a este viento por las ranuras ( ítem 13).

El aerogenerador de eje vertical está conformado por un cuerpo estático-rígido de forma circular y captura de vientos provenientes de los 360 grados a través de las bocas-toberas; la aceleración del viento se produce por la disposición semicircular abierta que se da a las paredes de las toberas, desde la boca de mayor tamaño en el exterior hasta la boca de menor tamaño en el interior, la cual inyecta el viento acelerado a las paletas direccionado en forma tangente al diámetro exterior de la turbina central. La capacidad de trabajar con fuertes vientos por tener compuertas reguladoras de escape de viento.

Puede ser instalado a nivel del suelo o en altura, (techos, torres, etc., según la potencia que se requiera). También tiene la opción de ser transformado en un aerogenerador de generación eléctrica híbrido, si se le adosa en su parte superior un sistema de celdas fotovoltaicas ampliando su capacidad operativa. Habiéndose descrito la naturaleza de la invención del aerogenerador omnidireccional de eje vertical y la manera de llevarla a la práctica

Las bocas internas de las toberas, están todas direccionadas para que el flujo de viento que salen por ellas, golpeen la paletas de la turbina central tangencialmente a su diámetro exterior y con la misma dirección.

El diseño de tapas circulares superior e inferior (ítem 8 de Dib.8) donde se fijaran las paredes conformándose las bocas-toberas ( ítem 7 de Dib.8). Estas tapas tendrán un calado central circular concéntrico donde, una vez armado, se ubicará la turbina central. La superficie, del aro resultante, tendrá calados los agujeros necesarios para el escape de vientos ( ítem 13 deDib.8) fuertes. El diseño de las compuertas superiores e inferiores reguladoras de escape de viento (ítem 6 de Dib.8).

El diseño de las guías (ítem 2 de Dib.8) y los ejes deslizantes ( ítem 3 de Dib.8), que permitirán el desplazamiento de las compuertas reguladoras de escape de viento.

El diseño de la jaula ( ítem 14), del conjunto del Dib.7, la cual puede tener tantas ranuras como sean necesarias.

El diseño del aerogenerador permite ampliar o modificar su tamaño, longitud y/o la cantidad de boca tobera (ítem 7 de Dib.8).