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Patent Searching and Data


Title:
VERTICAL WIND ENERGY COLLECTOR INCLUDING A BLADE-CONCEALING SCREEN
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2011/023839
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a vertical wind energy collector including a screen for concealing the blades. The invention is formed by a central, vertical, rotary shaft, the lower end of which is secured with bearings to a rigid base anchored to the ground. The shaft is provided with at least three rectangular blades and the corresponding frames thereof, disposed perpendicularly to the longitudinal axis of the shaft, which rotate about the central shaft. In addition, a semi-circular screen, made from a suitable material, is installed along half of the plan-view circumference of the rotary movement performed by the central shaft together with the respective blades thereof. Half of the blades are located inside the semi-circular screen while the other half are located outside same and exposed to the force of the wind.

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Inventors:
HERAS SANTAMAR IA CESAR J (ES)
Application Number:
PCT/ES2010/000363
Publication Date:
March 03, 2011
Filing Date:
August 30, 2010
Export Citation:
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Assignee:
HERAS SANTAMAR IA CESAR J (ES)
International Classes:
F03D3/04
Domestic Patent References:
WO2009024714A22009-02-26
Foreign References:
US1812400A1931-06-30
DE3631709A11988-03-24
GB2041457A1980-09-10
US1812741A1931-06-30
US1808874A1931-06-09
US4474529A1984-10-02
EP1930585A22008-06-11
Attorney, Agent or Firm:
HERRERA DÁVILA,Ávaro (ES)
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Claims:
REIVINDICACIONES

1.- Captador de energía eólica vertical con pantalla ocultadora de velas, constituido a partir de un eje vertical y central (1 ) giratorio cuyo extremo inferior se encuentra sujeto mediante cojinetes (2) a un soporte rígido (3) fijado al suelo y presentando asidos de forma perpendicular a Ia longitud del eje (1 ), al menos, tres velas rectangulares (4) con sus correspondientes bastidores (5) que giran alrededor del eje central (1 ), caracterizado por encontrarse adosado a todo el conjunto, una pantalla (6) semicircular elaborada con un material adecuado circunvalando Ia mitad de Ia circunferencia que realiza, vista en planta, el movimiento giratorio del eje central (1 ) con sus respectivas velas (4).

2.- Captador de energía eólica vertical con pantalla ocultadora de velas, según reivindicación 1 , caracterizado porque Ia pantalla semicircular (6) no es fija pudiéndose, a mano, cambiar su posición.

3.- Captador de energía eólica vertical con pantalla ocultadora de velas, según reivindicación 1 y 2, caracterizado porque Ia mitad de las velas (4) se encuentran en el interior de Ia pantalla (6) semicircular mientras que Ia otra mitad de las velas (4) se localizan fuera de ésta (6) y a merced de Ia fuerza del viento.

4.- Captador de energía eólica vertical con pantalla ocultadora de velas, según reivindicación 1 a 3, caracterizado porque el funcionamiento comienza cuando Ia fuerza del viento incide sobre todo el captador ocasionando el movimiento de las velas (4) que se encuentran fuera de Ia pantalla (6) mientras que dicha fuerza al encontrar Ia pantalla (6) se desvía no incidiendo en aquellas velas (4) que se encuentran en el interior de ésta (6).

5- Captador de energía eólica vertical con pantalla ocultadora de velas, según reivindicación 1 a 4, caracterizado porque incorpora una pantalla igual a Ia anteriormente descrita pero orientable por medio de un timón veleta junto con un sistema de deflectores adecuados que facilita Ia canalización del aire sobre las velas expuestas al viento

Description:
CAPTADOR DE ENERGÍA EÓLICA VERTICAL CON PANTALLA OCULTADORA DE VELAS

La presente invención se refiere a un generador eólico de eje vertical que mejora ampliamente Ia eficiencia de los ahora existentes abarcando rangos de velocidades del viento hasta ahora no aprovechados. Consiste como los convencionales en un eje vertical al suelo en donde se disponen, al menos, tres velas rectangulares con Ia novedad de Ia incorporación de una pantalla orientable o no que facilita Ia canalización del flujo del aire sobre las velas activas. Con ello se mejora el generador convencional de molinete al quedar en éste todas las velas expuestas a Ia fuerza del viento produciéndose movimientos aleatorios tendentes a adoptar una posición de equilibrio y paralizándose Ia rotación de todo el generador.

Su aplicación industrial se encuadra dentro del campo de Io generadores eólicos y, dentro de éste, de los generadores eólicos de eje vertical.

Se utiliza constantemente Ia conversión de Ia energía eólica en movimiento lineal, especialmente en Ia navegación marítima, por medio de velas así como se aprovecha auxiliarmente en Ia navegación aerostática y aeronáutica. Igualmente se ha utilizado a Io largo de los siglos Ia conversión de Ia energía eólica en movimiento circular a través de los populares molinos de viento La conversión del movimiento lineal del viento en un movimiento circular se consigue con Ia exposición de superficies adecuadas a Ia fuerza de éste. Así se han desarrollado sistemas de captación eólica de eje horizontal donde Ia superficie se desplaza perpendicularmente a Ia acción del viento y también se han desarrollado de eje vertical donde Ia superficie captadora se desplaza en Ia misma dirección del viento.

Así se conocen los molinos de viento, los molinetes verticales para Ia extracción de agua, aeromotores de eje horizontal y de eje vertical. El documento 2209591 describe un captador de energía eólica de eje vertical cuyas velas se encuentran plegadas dos a dos y al dar el viento sobre éstas despliega las velas produciéndose un desequilibrio entre as velas plegadas y desplegadas que rompen Ia inercia de las velas a mantenerse en equilibrio. El documento 2285912 propone un generador eólico cuyas palas verticales giran alrededor del eje vertical y giran también sobre sí mismas con objeto de que Ia misma fuerza del aire las abata para que no ofrezcan resistencia cuando no se encuentran expuestas a Ia fuerza eólica. El documento 2009482 narra un generador eólico cuyo funcionamiento se basa en un eje vertical u horizontal que tiene Ia novedad de incorporar una doble pantalla consistente en una malla y en una lámina flexible de modo que cuando el viento incide en Ia malla, ésta se opone al giro y cuando incide en Ia lámina flexible ésta efectúa el giro cediendo a Ia fuerza del viento. Esto que ya se conoce en el estado de Ia técnica presenta en relación con Ia invención propuesta los inconvenientes que a continuación se indican:

-Los molinos de viento y los molinetes verticales tienen Ia desventaja de que no se encuentran defendidos del viento en aquellas palas cuya posición no se orienta en Ia dirección de éste por Io que efectúan una fuerza contraria equilibrando las aspas e impidiendo que Ia fuerza del viento ejecute Ia acción del giro de las mismas e impidiendo que Ia rotación sea efectiva.

-A los aerogeneradores de eje vertical y horizontal les ocurre Io mismo que en el apartado anterior y a esto se Ie suma su altocoste y su diseño horizontal impide aprovechar Ia fuerza directa del viento, no así Ia de giro del mismo.

-El documento 2209591 no tiene en cuenta que al desplegar Ia vela ésta debida a Ia falta de movilidad lineal como ocurre en Ia náutica y al ofrecer resistencia al viento puede ser rasgada ocasionando Ia continua reparación de Ia misma o reposición en caso de ruptura.

- El documento 2285912 tiene Ia desventaja de que las palas ostentan dos movimientos distintos: el de su eje principal y el de giro sobre sí mismas. El del eje principal sí es convencionalmente adecuado pero el eje de giro sobre sí misma no se encuentra controlado con Io que a mayor fuerza del viento podrá conseguirse un giro excesivo de las palas incontrolado y a fuerza del viento menor las palas no solo no girarán sobre sí mismos sino que opondrán su resistencia al viento.

- El documento 2009482 describe un generador de dobles palas. Estas dobles palas por una de sus caras ofrece resistencia al viento y por otra no. De Ia misma manera que Ia invención anterior el anverso de Ia cara que es una malla es incontrolado ocurriendo que Ia resistencia que se opone al viento dependerá de su fuerza y aunque a un golpe fuerte de viento sí resulta efectivo no Io es a Ia inversa, es decir cuando Ia fuerza del viento no sea Io suficientemente capaz de mover Ia malla con Io que el arranque será siempre un problema Frente a estos inconvenientes Ia invención que aquí se propone presenta las siguientes ventajas:

-La pantalla orientable impide el equilibrio con Io que se aprovecha mucho más Ia fuerza del viento

- El hecho de ser vertical permite aprovechar Ia fuerza directa del viento y no Ia de giro incluyendo Ia ventaja de no tener un compromiso entre ofrecer Ia máxima resistencia al viento y presentar una estructura resistente a Ia fuerza del empuje.

-No son velas desplegables configurándose en tela en toda su extensión sino que son velas elaboradas de un solo paño y siempre presentan el mismo diseño, es decir sin desplegarse con Io que no existe problemas de ruptura o de rasgado.

-No se mueven las velas sobre sí mismas a merced del viento sino son controladas en sus movimientos

-Solamente tienen una cara con Io que se impide que una de éstas retarde Ia iniciación del giro así como el crecimiento exponencial con Ia velocidad del viento.

-El costo es bajo pues Ia fabricación de Ia pantalla es con medios conocidos y económicos.

- De fácil instalación.

Así, Ia presente invención se constituye a partir de un eje vertical y central giratorio cuyo extremo inferior se encuentra sujeto mediante cojinetes a un soporte rígido fijado al suelo y presentando asidos de forma perpendicular a Ia longitud del eje, al menos, tres velas rectangulares con sus correspondientes bastidores que giran alrededor del eje central. Una pantalla semicircular elaborada con un material adecuado se encuentra instalada circunvalando Ia mitad de Ia circunferencia que realiza, vista en planta, el movimiento giratorio del eje central con sus respectivas velas. Dicha pantalla semicircular no es fija pudiéndose, a mano, cambiar su posición. La mitad de las velas se encuentran en el interior de Ia pantalla semicircular mientras que Ia otra mitad de las velas se localizan fuera de ésta y a merced de Ia fuerza del viento. De esta manera se elimina el efecto nocivo de Ia fuerza que actúa en las velas que se encontrarían sin Ia pantalla en sentido opuesto a Ia dirección del viento equilibrando las fuerzas y paralizando el giro de las velas sobre el eje central.

El funcionamiento comienza cuando Ia fuerza del viento incide sobre todo el captador ocasionando el movimiento el las velas que se encuentran fuera de Ia pantalla mientras que dicha fuerza al encontrar Ia pantalla se desvían no incidiendo en aquellas velas que se encuentran en el interior de ésta.

Una realización diferente incorpora Ia misma pantalla pero orientable por medio de un timón veleta junto con un sistema de deflectores adecuados que facilita Ia canalización del aire sobre las velas expuestas al viento.

Para una mejor comprensión de esta memoria descriptiva, se acompaña de un dibujo a modo de ejemplo no limitativo que describe una realización preferida de Ia invención:

Figura 1.- Vista en planta del eje con sus velas y Ia pantalla ocultadora

En dicha figura se destacan los siguientes elementos numerados

1.- Eje vertical y central

2.- Cojinetes

3.- Soporte rígido

4.- Velas rectangulares

5.- Bastidores 6.-Pantalla

Una realización preferida de Ia invención propuesta se constituye a partir de un eje vertical y central (1 ) giratorio cuyo extremo inferior se encuentra sujeto mediante cojinetes (2) a un soporte rígido (3) fijado al suelo y presentando asidos de forma perpendicular a Ia longitud del eje (1 ), al menos, tres velas rectangulares (4) con sus correspondientes bastidores (5) que giran alrededor del eje central (1 ). Una pantalla (6) semicircular elaborada con un material adecuado se encuentra instalada circunvalando Ia mitad de Ia circunferencia que realiza, vista en planta, el movimiento giratorio del eje central (1 ) con sus respectivas velas (4). Dicha pantalla semicircular (6) no es fija pudiéndose, a mano, cambiar su posición. La mitad de las velas (4) se encuentran en el interior de Ia pantalla (6) semicircular mientras que Ia otra mitad de las velas (4) se localizan fuera de ésta (6) y a merced de Ia fuerza del viento.

El funcionamiento comienza cuando Ia fuerza del viento incide sobre todo el captador ocasionando el movimiento de las velas (4) que se encuentran fuera de Ia pantalla (6) mientras que dicha fuerza al encontrar Ia pantalla (6) se desvía no incidiendo en aquellas velas (4) que se encuentran en el interior de ésta (6).