ES1067031U - Generador eolico de doble par. - Google Patents

Abstract

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 éstas.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 éste 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 eléctricos.3. Generador eólico de doble par, según 1ª y 2ª reivindicación, esencialmente caracterizada 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.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 éstas 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.

Description

Generador eólico de doble par.

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.

La finalidad del presente invento es obtener energía eléctrica a partir de la energía eólica.

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.

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.

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.

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.

En 1925 el finé J. Savonius fue el primero en utilizar este concepto para estructurar su homónimo rotor vertical en la generación eléctrica.

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.

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.

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.

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).

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.

La unión entre las láminas y las lengüetas se hace mediante bisagras o rodamientos (más eficaces y silenciosas).

En principio, el modelo está diseñado para funcionar con cuatro parejas de aspas aunque con tres parejas también funciona correctamente.

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.

En los dibujos, la figura 1 muestra una vista esquemática del modelo con sólo dos hélices y con sólo dos aspas para mejor comprensión.

La figura 2 muestra una vista esquemática de los engranajes interiores de transmisión.

La figura 3 muestra la misma vista de los engranajes interiores con la rueda dentada exterior de regulación de velocidad.

La figura 4 muestra un detalle de las aspas de la hélice en dos posiciones del movimiento.

La figura 5 muestra la configuración interior del soporte de los ejes concéntricos.

La figura 6 muestra un vista frontal en sección de ejes y rodamientos y

La figura 7 muestra una vista en detalle de una posible configuración de unión de las aspas a los ejes de giro verticales.

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.

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.

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.

Para permitir esta transmisión se incluyen los mecanismos necesarios de rodamientos para permitir el giro interno y externo de los ejes.

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.

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).

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.

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.

Además, en la figura 4, se puede apreciar en detalle la especial configuración de las aspas semi-rígidas del modelo.

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.

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.

Para facilitar la apertura y cierre de las láminas son necesarios unos contrapesos que equilibren a éstas respecto a la bisagra de giro.

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.

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.

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.

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.

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 eléctricos

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.

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.