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Patent Searching and Data


Title:
WIND-OPERATED GENERATOR
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2000/079127
Kind Code:
A1
Abstract:
Wind-operated generator characterized in that it comprises the following elements: a cylindrical receptacle (1) wherein is housed a hollow body (2) which can turn and which contains a sufficient liquid quantity to ensure the flotation of the hollow body (2); a lid (23) for the hollow body (2); a series of vains (4) which are integral with the lid of the hollow body (2); a plurality of electricity generators (5) having shafts to which are mounted wheels (61) which are intended to be in contact with the body (2) when the latter is rotating; supports (61) provided with guides (6) to which are mounted the generators (5) with possibilities of displacement; and a pushing device intended to control the displacement of the generators (5) on the guides (6) thereby approximating the generators (5) towards the hollow body (2) when the latter is rotating at a set speed.

Inventors:
FERNANDEZ ARCOS MANUEL (ES)
Application Number:
PCT/ES2000/000138
Publication Date:
December 28, 2000
Filing Date:
April 14, 2000
Export Citation:
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Assignee:
FERNANDEZ ARCOS MANUEL (ES)
International Classes:
F03D3/00; F03D3/06; F03D7/06; F03D9/25; F03D13/25; (IPC1-7): F03D3/06
Foreign References:
US4262976A1981-04-21
GB2129060A1984-05-10
GB2190966A1987-12-02
US4271790A1981-06-09
EP0094996A11983-11-30
Attorney, Agent or Firm:
Fortea Laguna, Juan José (1-6º 2ª Sant Cugat del Vallès, ES)
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Claims:
REIVINDICACIONES
1. Un generadoreólico; caracterizado porque comprende los elementos siguientes :. un receptáculo cilindrico (1),. un cuerpo hueco (2) que se encuentra alojado en el receptáculo (1) con posibilidad de giro, encontrándose alojada en dicho receptáculo (1) una cantidad de liquido suficiente para asegurar la flotación del cuerpo hueco (2),. una tapa (23) para el cuerpo hueco (2),. una serie de aspas (4) solidarias a la tapa del cuerpo hueco (2),. varios generadores de electricidad (5) sobre cuyos ejes se encuentran montados unas ruedas (51) destinadas a contactar con el cuerpo (2) durante el giro de éste,. unos soportes (61) provistos de unas guias (6), sobre las que se encuentran montados los generadores (5) con posibilidad de desplazamiento y. un dispositivo de empuje encargado de controlar el desplazamiento de los generadores (5) sobre las guías (6), provocando su aproximación al cuerpo hueco (2) cuando este se encuentra girando a una determinada velocidad.
2. Un generador eólico, según la reivindicación anterior, caracterizado porque el receptáculo cilindrico (1) presenta en su base un apéndice axial (11).
3. Un generador eólico, según las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el cuerpo hueco (2) presenta en su base un apéndice axial (21), de configuración tubular, en cuyo interior se encuentra alojado el apéndice axial (11) del receptáculo (1).
4. Un generador eólico, según las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque entre las superficies enfrentadas de los apéndices (1 1 y 21) se encuentran dispuestos unos rodamientos (12).
5. Un generador eólico, según las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque entre los apéndices axiales (11) y (21) se encuentran montados unos rodamientos (12) destinados a reducir el rozamiento del cuerpo (2) al girar respecto al receptáculo (1).
6. Un generador eólico, según las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el receptáculo (1) presenta una boca de llenado (13) y una boca de vaciado (14) para la introducción de agua (3) en su interior y para el vaciado del mismo.
7. Un generador eólico, según las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el receptáculo (1) presenta un indicador de nivel (15) en el que se visualiza el nivel del agua contenido en dicho receptáculo.
8. Un generador eólico, según las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el cuerpo hueco (2) presenta en su extremo superior un reborde (22) que cubre holgadamente el extremo superior y una parte de la superficie lateral del receptaculo (1).
9. Un generador eólico, según las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque las aspas (4) se encuentran repartidas uniformemente sobre la periferia de la tapa (23) con el fin de provocar el giro del cuerpo (2) al recibir el empuje del viento.
10. Un generador eólico, según las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el cuerpo hueco (2) ésta conformado en hormigón, hierro o cualquier otro material pesado capaz de proporcionarle una inercia elevada al girar por la acción del viento sobre las aspas (4).
11. Un generador eólico, según las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque las aspas (4) pueden presentar una configuración prismática triangular, semiesférica, en ángulo o cualquier otra que proporcione un aprovechamiento máximo del empuje del viento.
12. Un generador eólico, según las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque ejes de los generadores de electricidad (5) se disponen verticalmente.
13. Un generador eólico, según las reivindicaciones anteriores; caracterizado porque las ruedas (51), solidarias a los ejes de los generadores (5), se disponen en un piano perpendicular a dichos ejes y enfrentadas con el reborde (22) del cuerpo hueco (2).
14. Un generador eólico, según las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque los soportes (61) se encuentran fijados sobre la periferia del receptáculo (1).
15. Un generador eólico, según las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque las guías (6) son solidarias a los soportes (61) y se encuentran dispuestas en dirección radial respecto al receptáculo (1) con el fin de permitir la aproximación de los generadores (5) al cuerpo (2) y el contacto tangencial de las ruedas (51) con el reborde (22) de forma continuada o de forma intermitente.
Description:
UN GENERADOR EÓLICO.

DESCRIPCIÓN OBJETO DE LA INVENCION La presente invención se refiere a un generador eólico, del tipo de los utilizados para generar energía eléctrica empleando el viento como fuerza motriz. Este generador contempla la utilización de un cuerpo hueco, en flotación, que gira por la acción del viento sobre unas aspas solidarias ai mismo, y la transmisión del movimiento de giro de dicho cuerpo a unas ruedas asociadas a los ejes de varios generadores de electricidad.

ANTECEDENTES DE LA INVENCION.

Uno de los retos tecnológicos existentes consiste en la obtención de energía eléctrica utilizando sistemas y métodos no contaminantes. Los sistemas no contaminantes más conocidos y utilizados son los eólicos y los hidráulicos, en los que se transforma la energía de un fluido en movimiento para mover las aspas de un generador.

La utilización de la energía hidráulica para realizar dicho accionamiento, requiere en la mayor parte de los casos la realización de una presa en un río o corriente de agua, de forma que ésta se vaya acumulando hasta alcanzar un nivel importante y que provoque el giro de una turbina al caer desde una altura determinada.

La construcción de estas presas supone un impacto medioambiental importante, ya que la cola del embalse inunda en la mayor parte de los casos valles fértiles y pueblos.

La utilización de la energía eólica para el accionamiento de generadores precisa el montaje en zonas ventosas de unas torretas o postes que sirvan de soporte a los generadores con las aspas correspondientes. La rentabilidad de estos generadores eólicos requiere una ubicación estratégica, en puntos elevados, por lo que tampoco pasan desapercibidos desde un punto de vista medioambiental.

La disposición de estos generadores sobre los postes mencionados dificulta considerablemente su montaje y su accesibilidad para realizar las posteriores tareas de mantenimiento o de reparación.

Como antecedente de esta invención cabe mencionar la Patente de Invención 461.890 referente a un"Procedimiento para generar movimiento y energía a partir de la flotación de los cuerpos", en la que se contempla la utilización de un recipiente provisto de una válvula de admisión y otra de expulsión de un líquido, hallándose en el interior de dicho recipiente un cuerpo hueco o relleno de un material de baja densidad. Realizando sucesivamente la introducción y extracción de líquido en el recipiente en cuestión se consigue un movimiento alternativo (ascendente-descendente) del cuerpo flotante, siendo dicho movimiento el empleado para obtener energía.

En este caso, el cuerpo flotante debe describir continuamente movimientos verticales alternativos y requiere continuos aportes de fluido y un gasto energético para realizar la apertura y cierre de las válvulas de admisión y de expulsión, lo que lo que conlieva el gasto de una parte importante de la energía generada.

DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN El generador eólico objeto de esta invención comprende un receptáculo cilindrico en el que se encuentra alojado libremente un cuerpo hueco, también cilindrico, cerrado por su base inferior y provisto de una tapa superior, que es portadora de

unas aspas.

El cuerpo hueco presenta un diámetro ligeramente inferior al diámetro interior del receptáculo, quedando definidos entre ambos una cavidad en la que se encuentra alojada una cantidad de líquido suficiente para asegurar la flotación del cuerpo hueco y que este pueda girar en un piano horizontal al incidir el viento sobre las aspas fijadas al mismo. Los diámetros mencionados guardan una relación próxima a la unidad, por lo que no se precisará una cantidad muy elevada de agua para mantener el cuerpo hueco en flotación. Este generador al ser accionado por el empuje del viento no necesita un aporte energético adicional, pudiendo ser aprovechada prácticamente la totalidad de la energía producida por el mismo.

El estado, en flotación, del cuerpo hueco permite que pueda girar fácilmente por la acción del viento.

Se ha previsto que tanto el receptáculo exterior como el cuerpo hueco flotante estén conformados en hormigón, hierro u otro material pesado, ya con ello se asegura, de una parte, una elevada resistencia mecánica y, de otra parte, que el cuerpo hueco tenga una inercia muy elevada una vez que haya empezado a girar por la acción del viento.

De acuerdo con la invención, el receptaculo exterior presenta en su base un apéndice axial, a modo de eje, que se introduce en el hueco interior de un apéndice axial definido en la base del cuerpo hueco en flotación.

El receptáculo exterior presenta en su superficie lateral dos bocas, una superior de llenado y otra inferior de vaciado con los correspondientes medios de cierre, que permiten añadir el agua necesaria para mantener el cuerpo hueco en flotación o realizar su vaciado.

Dado que el agua contenida en el receptáculo exterior, se irá evaporando paulatinamente, se ha previsto que dicho receptáculo disponga de un indicador de nivel visible desde el exterior y provisto opcionalmente de una escala graduada o unas marcas indicativas del nivel de agua necesario para asegurar el funcionamiento correcto del generador.

El cuerpo hueco presenta superiormente un reborde periférico que cubre el extremo superior y una porción lateral de la pared del receptáculo exterior.

Las aspas solidarias al cuerpo hueco se encuentran repartidas uniformemente sobre su periferia, lo que asegura un movimiento de giro uniforme.

Dichas aspas presentan una configuración adecuada para obtener un aprovechamiento máximo del empuie del viento, pudiendo presentar una configuración semiesférica, semejante a las aspas de un anemómetro, una sección en ángulo, una sección prismática triangular o cualquier otra que permita un empuje máximo del viento cuando este actúa sobre la superficie frontal del aspa y una empuje mínimo cuando actúe sobre su superficie posterior, ya que esta posición es inevitable al girar las aspas solidariamente con el cuerpo hueco.

En la pared del receptáculo exterior se encuentran anclados unos soportes provistos de unas guías orientadas radialmente respecto a dicho receptáculo; en dichas guías se encuentran montados con posibilidad de desplazamiento lineal unos generadores eléctricos.

Los ejes de los generadores se disponen verticalmente y están provistos de unas ruedas, preferentemente de goma, perpendiculares a dichos ejes, es decir, en un mismo piano horizontal.

De acuerdo con la invención, los generadores pueden mantenerse en una posición

fija, encontrándose las ruedas de contacto en contacto permanente con el cuerpo flotante; opcionalmente dichos generadores pueden estar asociados a unos medios de accionamiento que los acercan y los alejan al receptáculo con una frecuencia determinada, estableciéndose el contacto de las ruedas con el cuerpo flotante de forma intermitente; ello permite que el cuerpo flotante pueda adquirir una inercia de giro importante mientras las ruedas de contacto se encuentran separadas del mismo.

Los medios de accionamiento de los carros portadores de los generadores eléctricos pueden ser cualesquiera de los utilizados habitualmente en la industria para producir un desplazamiento lineal; por ejemplo piñón motorizado- cremallera, cilindro neumático o hidráulico, husillo de bolas, etc. siendo comandados por medio de un temporizador.

DESCRIPCIÓN DE LAS FIGURAS.

Para complementar la descripción que se está realizando y con objeto de facilitar la comprensión de las características de la invención, se acompaña a la presente memoria descriptiva un juego de dibujos en los que, con carácter ilustrativo y no limitativo, se ha representado lo siguiente : -La figura 1 muestra una vista esquemática en alzado de generador eólico objeto de la invención, seccionado por un piano vertical y con los generadores eléctricos en la posición de trabajo.

-La figura 2 muestra una vista en planta del mismo generador eólico con los generadores eléctricos en posición inoperante, es decir, sin contacto con el cuerpo flotante.

La figura 3 muestra una sección vertical del generador eólico, en la que el

receptáculo inferior se encuentra girado 45° respecto a la figura 1, con el fin de permitir la observación de las conducciones de Ilenado y vaciado de aquél y el indicador de nivel de agua.

REALIZACIÓN PREFERENTE DE LA INVENCION Como se puede observar en las figuras referenciadas, este generador eólico presenta un receptáculo cilindrico (1) en el que se encuentran alojados un cuerpo hueco (2) y una cantidad de agua (3) suficiente para asegurar la flotación del mencionado cuerpo hueco (2).

El receptáculo (1) define en su base un apéndice axial (1 1) que se encuentra aloiado en el interior del apéndice axial (21), de configuración tubular, definido en el cuerpo hueco (2).

Entre los apéndices (11) y (21) se disponen unos rodamientos (12) destinados a reducir el rozamiento entre el receptáculo (1) y el cuerpo (2) cuando este gira por la acción del viento.

El cuerpo hueco (2) presenta superiormente un reborde (22) que cubre holgadamente el extremo superior y una parte de la superficie lateral de la pared del receptáculo (1). Dicho cuerpo hueco (2) se encuentra cerrado superiormente por una tapa (23) a la que se encuentran fijadas una serie de aspas (4) que, al recibir el empuje del viento, provocan el giro de cuerpo hueco (2).

El cuerpo hueco (2), estando formado en hormigón, hierro u otro material pesado, puede girar fácilmente al incidir el viento sobre las aspas (4) por encontrarse flotando sobre el agua (3).

Para mantener en el interior del receptáculo (1) un nivel de agua (3) que asegure

la flotación del cuerpo hueco (2), aquel presenta una boca de Ilenado (13) y una boca de vaciado (14) a las que se encuentran conectadas sendas mangueras o conducciones con los correspondientes grifos de cierre. El nivel de agua (3) contenido en el receptáculo (1) se controla mediante un indicador de nivel (15).

Con el fin de conseguir el máximo aprovechamiento de la acción del viento sobre las aspas (4), se ha previsto que éstas presenten una configuración adecuada para recibir un empuje máximo cuando se encuentran en una determinada posición de giro y un empuje mínimo cuando se encuentran en la posición diametralmente opuesta. En este ejemplo de realización las aspas son prismáticas triangulares, con un lateral vertical (41) que es el que recibe el empuje máximo al encontrarse enfrentado al viento y dos laterales (42 y 43) que actúan de deflectores, reduciendo la acción del viento sobre los mismos : Dado que las aspas se disponen repartidas uniformemente, cualquiera que sea la dirección del viento, este incidirá simultáneamente sobre el lateral (4) de una de las aspas y sobre los laterales (42 y 43) del aspa que ocupa una posición diametralmente opuesta, proporcionando la diferencia de dichos empujes una componente positiva en el sentido de giro del cuerpo (2).

Este generador e6lico incluye unos generadores de electricidad (5) dispuestos en torno al receptáculo (2) y montados con posibilidad de desplazamiento sobre unas guías horizontales (6) fijadas a los respectivos soportes (61). Dichas guías (6) se encuentran orientadas en dirección radial, de forma que los generadores puedan acercarse o alejarse de reborde (22), manteniendo las ruedas (51) un contacto continuado o intermitente con dicho reborde (22).

En el caso de que dicho contacto sea intermitente, la aproximación de los generadores (5) se producirá automáticamente mediante un dispositivo de empuje adecuado (por ejemplo : piñón motorizado-cremallera, cilindro neumático o hidráulico, etc.) que será comandado por un temporizador.

La elevada masa del cuerpo (2), que puede ser del orden de cien toneladas, le proporciona una gran inercia de giro por lo que, cuando gira por la acción del viento, el accionamiento de los generadores no supone un freno importante a dicho movimiento.