ES1067031U - Double par eolic generator (Machine-translation by Google Translate, not legally binding) - Google Patents

Abstract

Double-pair wind generator, characterized by the fact that it is composed of a double-pair concentric vertical shaft mill that has a pair of horizontal propellers with four folding blades, each propeller rotating in a different direction thanks to the arrangement of the surface of the folding blades and their mobility characteristics. (Machine-translation by Google Translate, not legally binding)

Description

Generador eólico de doble par.Dual pair wind generator.

El propósito de la presente memoria, se refiere a un generador de energía eléctrica basado en la acción del viento y cuya novedad representa una evidente y substancial mejora sobre todo lo conocido por el estado actual de la técnica.The purpose of this report refers to to an electric power generator based on wind action and whose novelty represents an obvious and substantial improvement over everything known for the current state of the art.

La finalidad del presente invento es obtener energía eléctrica a partir de la energía eólica.The purpose of the present invention is to obtain Electric power from wind energy.

El viento es una fuente de energía gratuita, limpia e inagotable. Ha sido ocupada desde siglos para impulsar barcos y mover molinos; para bombear agua y moler trigo.The wind is a free energy source, Clean and inexhaustible. It has been occupied since centuries to boost ships and move mills; to pump water and grind wheat.

Aunque el aprovechamiento de la energía eólica data de las épocas más remotas de la humanidad (los egipcios ya navegaban a vela en el año 4.500 a.C.), la primera noticia que se tiene sobre el uso del viento mediante un molino proviene de Herón de Alejandría que construyó una estructura en el siglo 2 a.C. para proporcionar aire a su órgano.Although the use of wind energy dates from the most remote times of humanity (the Egyptians already they sailed in 4,500 B.C.), the first news that has about the use of wind by a mill comes from Heron from Alexandria that built a structure in the 2nd century B.C. for Provide air to your organ.

Los molinos más antiguos, pertenecientes a la civilización Persa en el siglo 7 d.C., eran de eje vertical y se utilizaban para la molienda y bombeo de agua.The oldest mills, belonging to the Persian civilization in the 7th century A.D., were of vertical axis and were They used to grind and pump water.

Basados en este sistema de aprovechamiento de la energía eólica mediante molinos de eje vertical, el primer aerogenerador capaz de generar corriente continua fue fabricado por Charles Brush en los años 1886-87, tenía un rotor de 17 metros de diámetro y estaba constituido por 144 palas de madera, capaz de generar hasta 12 Kw. de potencia.Based on this system to take advantage of the wind power through vertical axis mills, the first wind turbine capable of generating direct current was manufactured by Charles Brush in the years 1886-87, had a rotor 17 meters in diameter and consisted of 144 blades of wood, capable of generating up to 12 Kw. of power

En 1925 el finé J. Savonius fue el primero en utilizar este concepto para estructurar su homónimo rotor vertical en la generación eléctrica.In 1925 the finé J. Savonius was the first to use this concept to structure your namesake vertical rotor in power generation.

El rotor de eje vertical patentado en 1931 en EEUU por el ingeniero francés Darrieus cayó en un olvido casi total. Su estudio volvió a iniciarse en Canadá en 1973 y en Estados Unidos a partir de 1975 ya que estas máquinas, de 1 kw. a 60 kw., podían construirse a precios inferiores al de los molinos de viento clásicos de eje horizontal.The rotor of vertical axis patented in 1931 in USA by the French engineer Darrieus almost forgot total. His study began again in Canada in 1973 and in the United States. United since 1975 since these machines, 1 kw. at 60 kw., they could be built at lower prices than windmills Classic horizontal axis.

El generador eólico, objeto de la presente memoria, consta de dos hélices de cuatro aspas cada una y giran en sentido opuesto y, para conseguir el aprovechamiento de la acción del viento, dispone de dos ejes concéntricos a los que se acoplan unos engranajes coronas dentadas por una de sus caras, de forma que la corona superior estará sujeta al eje exterior y con los dientes de hacia abajo y la corona inferior, con los dientes del engranaje hacia arriba, sujeta al eje interior.The wind generator, object of the present memory, consists of two propellers of four blades each and rotate in opposite direction and, in order to take advantage of the action of the wind, it has two concentric axes to which they are coupled crowned gears toothed by one of their faces, so that the upper crown will be attached to the outer shaft and with the teeth from down and the lower crown, with the gear teeth upwards, attached to the inner shaft.

Esta disposición de dos coronas dentadas que giran en sentidos opuestos permite la interposición de otras ruedas dentadas con un eje de giro que permite transmitir el movimiento a uno o varios generadores eléctricos, en función de las características del modelo, mediante la adición de mecanismos de transmisión mediante correas y engranajes.This arrangement of two notched crowns that rotate in opposite directions allows the interposition of other wheels serrated with an axis of rotation that allows to transmit the movement to one or more electric generators, depending on the characteristics of the model, by adding mechanisms of Transmission by belts and gears.

Los generadores eólicos convencionales tienen dos tipos de eje: uno de baja de velocidad (el de las aspas) y otro de alta velocidad (generador eléctrico); este modelo dispone de tres ejes: uno de baja velocidad como es el del buje, movido por las aspas, varios de media velocidad intercalados entre las ruedas dentadas y otros de alta velocidad (generadores eléctricos).Conventional wind generators have two types of axis: one of low speed (the one of the blades) and another one high speed (electric generator); this model has three axes: one of low speed like the one of the hub, moved by the blades, several medium speed interspersed between the wheels serrated and other high speed (electric generators).

Otra característica importante del modelo son sus aspas, que se presentan en ángulo. Este tipo de aspa presenta una zona rígida que consiste en un tubo central que presenta unas lengüetas soldadas, inferiores y superiores, a lo largo del eje-tubo de soporte. En estas lengüetas se colocan las láminas o aspas abatibles que se abren por la incidencia del viento y se cierran cuando el viento está en contra, aunque no se cierran del todo para permitir que el viento a favor vuelva a abrirlas.Another important feature of the model is their blades, which are presented at an angle. This type of blade presents a rigid zone consisting of a central tube that has some welded tabs, lower and upper, along the support shaft-tube. In these tabs are placed the blades or folding blades that are opened by the incidence of wind and they close when the wind is against, although it is not close completely to allow the wind to return to open them

La unión entre las láminas y las lengüetas se hace mediante bisagras o rodamientos (más eficaces y silenciosas).The joint between the sheets and the tabs is made by hinges or bearings (more effective and silent)

En principio, el modelo está diseñado para funcionar con cuatro parejas de aspas aunque con tres parejas también funciona correctamente.In principle, the model is designed to function with four pairs of blades although with three couples It also works correctly.

Para la mejor comprensión del contenido de esta Memoria, se acompaña a la misma unos dibujos en los que se ha materializado una realización preferida del mismo dado a título de ejemplo sin carácter limitativo alguno.For the best understanding of the content of this Memory, accompanied by some drawings in which it has been materialized a preferred embodiment thereof given as example without any limiting character.

En los dibujos, la figura 1 muestra una vista esquemática del modelo con sólo dos hélices y con sólo dos aspas para mejor comprensión.In the drawings, figure 1 shows a view schematic of the model with only two propellers and with only two blades for better understanding

La figura 2 muestra una vista esquemática de los engranajes interiores de transmisión.Figure 2 shows a schematic view of the internal transmission gears.

La figura 3 muestra la misma vista de los engranajes interiores con la rueda dentada exterior de regulación de velocidad.Figure 3 shows the same view of the internal gears with the external gearwheel adjustment of speed

La figura 4 muestra un detalle de las aspas de la hélice en dos posiciones del movimiento.Figure 4 shows a detail of the blades of the propeller in two positions of the movement.

La figura 5 muestra la configuración interior del soporte de los ejes concéntricos.Figure 5 shows the interior configuration of the concentric axes support.

La figura 6 muestra un vista frontal en sección de ejes y rodamientos yFigure 6 shows a front view in section of shafts and bearings and

La figura 7 muestra una vista en detalle de una posible configuración de unión de las aspas a los ejes de giro verticales.Figure 7 shows a detailed view of a possible configuration of connection of the blades to the axes of rotation vertical

En la figuras hemos representado por (1) hélice, (2) eje concéntrico, (3) engranajes inferiores de transmisión, (4) corona dentada superior, (5) corona dentada inferior, (6) rueda dentada de media velocidad, (7) generadores eléctricos, (8) coronas exteriores dentadas de estabilización, (9) rueda dentada de regulación, (10) lámina de viento, (11) eje del buje, (12) aletas de refuerzo, (13) bisagras, (14) lengüetas del aspa, (15) eje interior y (16) barras de ensamblaje del eje exterior.In the figures we have represented by (1) propeller, (2) concentric shaft, (3) lower transmission gears, (4) upper gear crown, (5) lower gear crown, (6) wheel medium speed gear, (7) electric generators, (8) crowns external stabilization sprockets, (9) cogwheel regulation, (10) wind blade, (11) hub shaft, (12) fins reinforcement, (13) hinges, (14) blade tabs, (15) shaft inner and (16) outer shaft assembly bars.

Como se puede observar en las figuras, el modelo consiste en un molino generador eólico que presenta una pareja de hélices horizontales (1) acopladas a sendos ejes concéntricos (2) mediante unos andamios formando una estructura de buje así como con unos tirantes que soportan las aspas con los ejes, tal y como se detalla en la figura 7.As you can see in the figures, the model It consists of a wind generator that presents a couple of horizontal propellers (1) coupled to two concentric shafts (2) by means of scaffolding forming a bushing structure as well as with braces that support the blades with the shafts, as is detailed in figure 7.

El viento hace girar las élices en sentido contrario debido a la orientación de sus aspas, el movimiento se transmite a través de los ejes a la zona de engranajes inferiores (3) en la que se encuentra una corona dentada superior (4) vinculada con el eje exterior y otra corona dentada inferior (5) vinculada al eje interior.The wind turns the propellers in the direction contrary due to the orientation of its blades, the movement is transmits through the shafts to the lower gear zone (3) in which there is an upper toothed crown (4) linked to the outer shaft and another lower toothed crown (5) linked to the inner axis.

Para permitir esta transmisión se incluyen los mecanismos necesarios de rodamientos para permitir el giro interno y externo de los ejes.To allow this transmission, the necessary bearing mechanisms to allow internal rotation and external axes.

Así pues, el soporte de la estructura del modelo, será una torre exterior en cuyo interior se colocan unos rodamientos grandes (por alturas o pisos) sobre los que se colocan los rodamientos (fig. 5) que permiten el doble giro de los ejes.Thus, the support of the structure of the model, it will be an exterior tower whose interior are placed large bearings (for heights or floors) on which they are placed the bearings (fig. 5) that allow double rotation of the axes

Tal y como se observa en la figura 2, entre la coronas dentadas se colocan las ruedas dentadas de media velocidad (6) que serán accionadas por el movimiento en sentido contrario de las coronas dentadas superior (4) e inferior (5).As seen in Figure 2, between the gearwheels are placed medium speed gearwheels (6) that will be triggered by the movement in the opposite direction of the upper (4) and lower (5) toothed crowns.

Estas ruedas dentadas disponen de un eje conectado a los generadores de corriente eléctrica (7) aunque pueden formar parte de un mecanismo de transmisión de correas o cremalleras que alimenten a varios generadores.These sprockets have an axle connected to electric current generators (7) though they can be part of a belt transmission mechanism or zippers that feed several generators.

Para estabilizar y controlar el giro de las coronas dentadas superior e inferior ya que el sistema de dos hélices girando en sentidos opuestos emplea dos pares de fuerza simultáneamente y no está garantizado la misma velocidad de giro de ambas, es necesario disponer de un mecanismo de regulación como es la presencia de dos nuevas coronas dentadas (8) encima y debajo de las coronas dentadas de transmisión, de mayor diámetro que dispone de una rueda dentada de regulación (9) que absorbe las posibles diferencias de velocidad entre las hélices. El eje de la rueda dentada de regulación (9) irá conectado a un sistema de control de giro que ayude a mantener la velocidad de giro y ayude en los procesos de arranque y frenado del generador eólico.To stabilize and control the rotation of the upper and lower toothed crowns since the two system propellers rotating in opposite directions employs two pairs of force simultaneously and the same turning speed of both, it is necessary to have a regulatory mechanism such as the presence of two new serrated crowns (8) above and below the gear teeth, larger diameter available of a regulation sprocket (9) that absorbs the possible speed differences between the propellers. Wheel axle Toothed regulation (9) will be connected to a control system spin that helps maintain spin speed and helps Start and brake processes of the wind generator.

Además, en la figura 4, se puede apreciar en detalle la especial configuración de las aspas semi-rígidas del modelo.In addition, in Figure 4, it can be seen in detail the special configuration of the blades semi-rigid model.

Las aspas disponen de un eje rígido (11) que presenta soldada una lengüeta superior e inferior (14) a lo largo de todo el eje. Sobre el contorno exterior de estas lengüetas (14) se instalan las láminas abatibles (10) que se abren con la incidencia del viento a favor y se cierran con el viento en contra.The blades have a rigid shaft (11) that it presents welded an upper and lower tongue (14) along of the entire axis. On the outer contour of these tabs (14) folding blades (10) are installed that open with the incidence of the wind in favor and close with the wind in against.

Las láminas abatibles (10) van sujetas a las lengüetas del aspa con unas bisagras (13) o sistema de rodamientos y permiten el movimiento descrito anteriormente según sea la incidencia del viento.The folding blades (10) are subject to the blade tabs with hinges (13) or bearing system and allow the movement described above as the wind incidence.

Para facilitar la apertura y cierre de las láminas son necesarios unos contrapesos que equilibren a éstas respecto a la bisagra de giro.To facilitate the opening and closing of sheets are necessary balances that balance these Regarding the turning hinge.

En la zona cóncava del aspa se puede observar la presencia de unas paredes o aletas guía (12) que mejoran la movilidad del aspa cuando la incidencia de la dirección del viento sea tangencial.In the concave area of the blade you can see the presence of walls or guide fins (12) that improve the blade mobility when the incidence of wind direction Be tangential.

En función de las características del lugar y del uso que se desea dar al generador, objeto de la presente memoria, es posible concentrar varios modelos en una misma zona, con parejas de hélices de 3 o 4 aspas para mejorar la producción, incluyendo cualquier zona terrestre o marítima.Depending on the characteristics of the place and of the desired use of the generator, object of this memory, it is possible to concentrate several models in the same area, with pairs of 3 or 4 blade propellers to improve production, including any land or sea zone.

Dentro de lo esencial de la invención cabe la variante de detalle, asimismo protegidas y así podrá ser cualquiera el modelo de rodamiento interior del eje de doble par, sistema de anclaje de las hélices con láminas abatibles horizontales, el tipo de engranajes de transmisión de la energía mecánica, sistema de anclaje al terreno y, desde luego, cualesquiera las dimensiones y materias en que se realicen sus partes y en conjunto.Within the essence of the invention it is possible to variant of detail, also protected and so can be any The model of double-shaft inner bearing, system anchoring of the propellers with horizontal folding blades, the type Gear transmission mechanical power system ground anchor and, of course, any dimensions and matters in which its parts are carried out and together.

Claims (4)

1. Generador eólico de doble par.- caracterizado por el hecho de estar compuesto por un molino de eje vertical concéntrico de doble par que dispone de una pareja de hélices horizontales de cuatro aspas abatibles, girando cada hélice en un sentido distinto gracias a la disposición de la superficie de las aspas abatibles y de las características de movilidad de estas.1. Double pair wind generator.- characterized by the fact that it is composed of a concentric vertical axis double-pair mill that has a pair of horizontal propellers with four folding blades, rotating each propeller in a different direction thanks to the arrangement of the surface of the folding blades and the mobility characteristics of these. 2. Generador eólico de doble par.- según la 1ª reivindicación, esencialmente caracterizado porque la acción del viento sobre las hélices transmite el movimiento al eje de giro vertical, cada una en un sentido diferente y este se transmite a la base de la estructura que dispone de una corona dentada superior anclada al eje exterior y una corona dentada inferior anclada al eje de giro interior y porque entre ambas se ubican ruedas dentadas que disponen de un eje de transmisión de movimiento para accionar generadores eléctricos2. Double pair wind generator.- according to the 1st claim, essentially characterized in that the action of the wind on the propellers transmits the movement to the axis of vertical rotation, each in a different direction and this is transmitted to the base of the structure that It has an upper gearwheel anchored to the outer shaft and a lower gearwheel anchored to the inner rotation shaft and because between them there are sprockets that have a motion transmission shaft to drive electric generators 3. Generador eólico de doble par.- según la 1ª y 2ª reivindicación, esencialmente caracterizado porque en la base de la estructura existe además una segunda pareja de coronas dentadas con una rueda dentada de mayor tamaño destinada a ejercer las tareas de estabilización y regulación de la velocidad de giro de los engranajes movidos por el viento.3. Double pair wind generator.- according to the 1st and 2nd claims, essentially characterized in that at the base of the structure there is also a second pair of gearwheels with a larger cogwheel designed to perform stabilization and regulation tasks. the speed of rotation of the gears moved by the wind. 4. Generador eólico de doble par.- según la 1ª, 2ª y 3ª reivindicación, esencialmente caracterizado por disponer de hélices con aspas abatibles que disponen de un eje base con lengüetas rígidas superior e inferior soldadas al eje y porque las láminas abatibles se sujetan a estas mediante bisagras permitiendo el movimiento de las láminas en función de la dirección de incidencia del viento. En la zona interior, perpendiculares al eje del aspa dispone además de unas aletas o paredes guía que mejoran la movilidad cuando la incidencia del viento es tangencial.4. Double pair wind generator.- according to the 1st, 2nd and 3rd claims, essentially characterized by having propellers with folding blades that have a base shaft with rigid upper and lower tabs welded to the shaft and because the folding blades are attached to You are using hinges allowing the movement of the sheets depending on the direction of incidence of the wind. In the interior area, perpendicular to the axis of the blade also has fins or guide walls that improve mobility when the incidence of wind is tangential.