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Patent Searching and Data


Title:
APPARATUS FOR CONVERTING EOLIAN ENERGY INTO ANOTHER USABLE ENERGY
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/1996/034197
Kind Code:
A1
Abstract:
The apparatus for converting eolian energy into another usable energy comprises a support (1) whose unique function is to support the vertical axis (3) with the possibility of rotation with respect to the support by means of a ball bearing mechanism (5) or the like. The axis (3) is an axis transforming the eolian energy into mechanical energy by means of groups of horizontal and superimposed shafts (8 and 9) situated on the upper portion thereof and arranged in pairs and provided with blades (12 and 13) which may or may not traverse the shaft (3) and forming identical angles between each other, each of the axis (8 and 9) having toothed wheels (9 and 10) in a direction opposite to those with which they are in mesh and coming from the parallel axis, so that they rotate in opposite direction, and at the extremities of each axis (8 and 9) the blades (12 and 13) are arranged at more then 0� and up to 90� between each other, while the corresponding blades of the second axis of the group are arranged in the reverse direction whose respect to the former.

Inventors:
ESPEJO HEREDIA FRANCISCO (ES)
Application Number:
PCT/ES1996/000093
Publication Date:
October 31, 1996
Filing Date:
April 23, 1996
Export Citation:
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Assignee:
COMPANIA DE NUEVAS TECNOLOGIAS (ES)
ESPEJO HEREDIA FRANCISCO (ES)
International Classes:
F03D3/06; (IPC1-7): F03D3/06
Foreign References:
US2170911A1939-08-29
CH676279A51990-12-28
US4142832A1979-03-06
ES275347A31962-05-16
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Claims:
REIVINDICACIONES
1. Aparato conversor de energía eólica en otra energía utilizable, caracterizado esencialmente por hallarse constituido por un eje vertical sostenido en un soporte, de tal modo que el susodicho eje vertical, mediante un mecanismo de rodamientos o cualquier otro, gira fácilmente con respecto al soporte y actúa como eje transmisor, previéndose además la existencia, atravesando o no la parte superior del eje transmisor, de grupos de dos ejes paralelos horizontales y sobrepuestos entre si, provistos en sus extremos de paletas, que se hallan situados en número indeterminado, formando ángulos iguales, de modo que la fuerza de arrastre (drag) del viento actúa sobre las placas planas o paletas ubicadas en los extremos de los ejes paralelos, en lugar de actuar la fuerza de sustentación (lift), utilizada en la mayoría de los molinos de viento tradicionales, de forma que el mecanismo referenciado permite captar la energía del viento independientemente de su dirección y procedencia.
2. Aparato conversor de energía eólica en otra energía utilizable, según la reivindicación 1, caracterizado porque cada uno de los grupos de ejes paralelos horizontales que componen este aparato conversor de energía eólica está formado por un sistema de dos ejes solidarios conectados entre sí mediante ruedas dentadas, provocando una aperturacierre simultánea de los pares de palas situados en los extremos opuestos de un mismo eje, es decir, manteniendo un defasaje de 90s permanentemente entre los pares de palas referenciadas, de tal forma que los pares de palas situadas en un mismo extremo de los ejes paralelos forman un ángulo variable entre los 0S en contraviento y los 90° a favor del viento.
3. Aparato conversor de energía eólica en otra energía utilizable.
Description:
APARATO CONVERSOR DE ENERGÍA EOLICA EN OTRA ENERGÍA UTILIZABLE

La presente Patente de Invención se refiere a un aparato conversor de energía eólica utilizable, ya sea ésta mecánica, eléctrica o similar, que tiene como característica fundamental diferenciativa con respecto a los aparatos que, con la misma finalidad, existen en el mercado, un alto aprovechamiento de la energía eólica, debido al método que, tal como se indica a continuación, se utiliza para su conversión.

En efecto, es bien conocida desde tiempo inmemorial la utilización de energía eólica con el fin de aprovecharla como generadora de otro tipo de energías y en este sentido cabe hablar de los molinos de viento utilizados por la humanidad desde la edad media, como es posible comprobar incluso en libros fundamentales de la literatura universal, así como las diversas variaciones de este tipo de molinos que han aparecido en los últimos años, aunque presentan todas ellas en común el hecho de que el eje de accionamiento es horizontal y utilizan las fuerzas de sustentación (lift) del viento, debido a lo cual se trata de una energía muy degradada y que trae como consecuencia un rendimiento muy bajo en su aprovechamiento.

El aparato conversor de energía eólica que constituye la base de la presente invención es capaz de extraer una parte de la energía del viento interceptada por sus palas para convertirla en otra energía utilizable. Dicho aparato se caracteriza por la posición de su eje, que al contrario de la mayoría de los molinos de viento existentes, es vertical y, como consecuencia de ello, presenta una triple ventaja con respecto a los molinos de viento convencionales.

Por un lado, dicho aparato es capaz de captar energía del viento independientemente de su dirección y procedencia, lo cual no sucede en otros tipos de molinos de viento de eje horizontal.

En segundo lugar, este tipo de mecanismo aprovecha fundamentalmente la fuerza de arrastre (drag) del viento sobre unas placas planas en los extremos de dos ejes paralelos que lo componen, en lugar de la fuerza de sustentación (lift) utilizada en la mayoría de molinos de viento tradicionales. Como se sabe, el coeficiente de arrastre puede llegar a ser mayor de 2, mientras

que el coeficiente de sustentación en todo tipo de placas alabeadas siempre es menor que 1,6.

Por último, este dispositivo presenta un mecanismo que evita el inconveniente que presentan incluso la mayoría de los molinos de eje vertical hasta ahora conocidos y que en la mayoría de las casos ha sido causa de su inviabilidad.

Dicho inconveniente se refiere al inevitable momento que se crea cuando las palas pasan de un movimiento a favor del viento a un movimiento en contra del viento.

En el generador eólico propuesto, este obstáculo se resuelve porque cada uno de los grupos de ejes paralelos horizontales que lo componen y que se describirán a continuación, está formado por un sistema de dos ejes solidarios.

Los ejes paralelos quedan conectados mediante ruedas dentadas, provocando de esta manera una apertura cierre simultánea de los pares de palas situados en los extremos opuestos de un mismo eje, o lo que es lo mismo, este mecanismo mantiene un defasaje de 90 grados permanente entre las palas anteriormente citadas. Asimismo, los pares de palas situados en un mismo extremo de los ejes paralelos forman un ángulo variable entre los 0 grados en contraviento y los 90 grados a favor del viento.

Gracias a todo lo anteriormente indicado, es posible obtener un aprovechamiento teóricamente máximo de la fuerza del viento a favor, siempre que se logre que el sistema gire a una velocidad de rotación adecuada mediante un sistema de reducciones, de forma que se consiga un máximo aprovechamiento de la fuerza del viento. wr NNoorrmmaal]mente, esto se consigue con una velocidad específica λ = — <] v siendo

W: velocidad de rotación R: brazo V: velocidad del viento

Para conseguir tal finalidad, el citado aparato consiste en una base de apoyo o bien una torreta sólida, que soportará un eje en su centro de estabilidad que tiene posibilidad de giro fácil, mediante rodamientos o cualquier otro sistema, sin tener prácticamente ninguna resistencia.

Al citado eje transmisor y por su parte superior, se le une un sistema de palas que se halla constituido por grupos de dos ejes paralelos, sobrepuestos uno al otro, que cruzan el eje de transmisión diametralmente en posición horizontal.

Los citados ejes se relacionan entre sí mediante ruedas dentadas fijas a cada uno de ellos, de giro contrario, fijándose además a los extremos de cada uno de los ejes unas palas , de forma que las palas situadas en un extremo se hallan situadas a 90° de las colocadas en el extremo opuesto.

De esta manera, al estar las palas situadas en los extremos de un eje situadas a 90 fl entre sí, mientras que la del segundo eje, compañero de grupo, tiene las palas colocadas en igual situación pero en sentido inverso al del primero, se forma un grupo de dos palas en cada extremo del eje que, dependiendo del sentido del viento, permanecen abiertas oponiéndose a su resistencia mientras que las compañeras situadas en el otro extremo del eje permanecen plegadas, en cuyo caso oponen una resistencia nula al viento, en base a lo cual es posible conseguir que la potencia de empuje del viento se transmita directamente a través del eje de la turbina a la base del aparato, en el cual se encuentra ubicada una polea que facilita la transmisión de esta potencia a la fuente de utilización.

Para facilitar la explicación se acompaña a la presente memoria una hoja de dibujos en la que se ha representado, a título de ejemplo ilustrativo y no limitativo, un caso de realización de un aparato conversor de energía eólica en otra energía utilizable, según los principios de las reivindicaciones. En los dibujos:

En la única figura que aparece en ellos es de ver una vista en perspectiva de un aparato conversor de energía eólica en otra energía utilizable, según los principios de la presente invención.

Tal y como es posible deducir de la indicada hoja de dibujos, el aparato conversor de energía eólica en energía utilizable, se halla constituido por una base de apoyo -1-, que en este caso se trata de un trípode, a la que se fija un eje de soporte vertical -2- y, alrededor de éste, un eje transmisor -3- conformado por un tubo que se apoya sobre el eje -2- mediante cojinetes -4-, a la vez que, por su parte exterior, dicho eje queda relacionado con el soporte -1- mediante otro cojinete -5-, habiéndose apoyado

el eje -3-, en su parte baja sobre una polea -6-, que cuya misión será la de facilitar la transmisión de la energía obtenida, a partir de la energía eólica.

Por la parte superior del eje transmisor -3- y atravesándolo, aparecen una pluralidad de ejes -7-, situados formando ángulos regulares entre sí, cada uno de los cuales consiste en dos ejes horizontales paralelos -8- y -9-, provistos de ruedas de engrane -9- y -10-, dispuestas de tal manera que los ejes hacen que giren en sentidos opuestos.

Asimismo, los citados ejes se hallan retenidos mediante abrazaderas -11- y presenta, cada uno de ellos por sus extremos, unas palas -12- y -13-, situadas a 90 s entre sí, las correspondientes al eje -8-, mientras que las correspondientes al eje -9-, -14- y -

15- se hallan colocadas en posición simétrica con respecto a las del eje superior y asimismo a 90 a entre sí.

La utilización de los numerales con los que se han señalizado los distintos elementos que componen el aparato conversor de energía eólica reivindicado, facilitarán la comprensión de la forma de utilización del mismo.

En efecto, cuando el viento sopla sobre las palas, mientras las que reciben el viento en directo, como es el caso de las -13- y -15-, quedan cerradas, debido a que la acción de los engranajes -9- y -10- hacen que se produzca esta situación, asimismo obligan a que, por la forma de construcción de los citados ejes, las palas opuestas -12- y -14- queden abiertas, con lo cual reciben todo el empuje del viento y se produce un movimiento circular del conjunto de palas generadoras alrededor del eje transmisor -3-, el cual gira libre gracias a la ayuda de los rodamientos -4- y -5-.

En estas condiciones, el empuje del viento es convertido en movimiento circular que, a través de la polea -6-, es posible convertirlo en cualquier otra forma de energía, con un alto grado de aprovechamiento.

Todo cuanto no afecte, altere cambie y modifique la esencia del aparato conversor descrito, será variable a los efectos de la actual Patente.