ES2392237B1 - Aeroturbina de eje vertical mejorada. - Google Patents

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ES2392237B1 ES201000493A ES201000493A ES2392237B1 ES 2392237 B1 ES2392237 B1 ES 2392237B1 ES 201000493 A ES201000493 A ES 201000493A ES 201000493 A ES201000493 A ES 201000493A ES 2392237 B1 ES2392237 B1 ES 2392237B1
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    • F03D3/066—Rotors characterised by their construction elements the wind engaging parts being movable relative to the rotor
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Abstract

Es un aerogenerador de eje vertical con aspas, el aerogenerador tiene una parte móvil (1) que gira según un eje vertical (2), caracterizado porque las aspas están colocadas con su dimensión longitudinal horizontal, están sujetas mediante al menos un buje a un eje secundario solidario con la parte móvil, están unidas rígidamente al eje secundario y el eje secundario unido mediante un buje a la parte móvil del aerogenerador o las aspas se unen a la parte móvil del aerogenerador mediante un buje siendo el eje secundario el eje imaginario de giro y el eje secundario no pasa por su centro de gravedad de modo que en reposo las lamas, quedan colgando, en esta posición se define en el aspa un borde inferior, el que queda abajo, y un borde superior, el que queda arriba#Hay al menos dos aspas, colocadas de modo que desde un punto de vista geométrico y mecánico una se reproduce sobre la otra al girar el aspa alrededor del eje vertical del aerogenerador, tal que visto el aerogenerador en alzado a un lado del eje vertical las aspas muestran su cara positiva y al otro lado muestran su cara negativa.#Las aspas presentan conformadas en ellas mismas, en su totalidad o parcialmente, o bien añadidas, unas superficies con tal que con el aspa en vertical FIG 1 el borde externo (6) o más alejado del eje vertical del aerogenerador estará más adelantado que el resto del aspa (4) en la dirección del giro positivo del eje vertical del generador y si el aspa esta horizontal FIG 2 el borde externo (7) estará más cerca del suelo que el resto del aspa (4).

Description

Ampliación de la solicitud P201000144 "AEROTURBINA DE EJE VERTICAL" el
aerogenerador tiene una parte móvil que gira según un eje vertical, la parte móvil
del aerogenerador sujeta uno o mas ejes secundarios donde se sujetan las aspas,
las aspas giran según los ejes secundarios
Al impactar el viento sobre las las aspas, estas giran según los ejes secundarios y
estos a su vez según el eje vertical
Las aspas son elementos longitudinales donde prima la superficie frente al grosor,
luego estas superficiales tienen dos caras
Es un aerogenerador de eje vertical con las aspas colocadas con su dimensión
longitudinal colocada horizontalmente
Llamamos buje a una pieza que une dos cuerpos permitiendo el giro de uno
respecto al otro pero no el desplazamiento según el eje de giro
Las aspas colocadas con su dimensión longitudinal horizontal están sujetas mediante al menos un buje a un eje secundario solidario con la parte móvil, unidas rígidamente al eje secundario y el eje secundario unido mediante un buje a la parte móvil del aerogenerador, o las aspas se unen a la parte móvil del aerogenerador mediante un buje siendo el eje secundario un eje de giro. El eje secundario no pasa por su centro de gravedad de modo que en reposo las lamas, quedan colgando, en esta posición se define en el aspa un borde inferior, el que queda abajo, y un borde superior, el que queda arriba
El giro de los ejes secundarios respecto a la parte móvil del aerogenerador, o bien
el giro de las aspas respecto al eje secundario, que estaría unido rígidamente a la
parte móvil del aerogenarador, presentara un tope
Con las aspas colgando en reposo, el giro según el eje secundario que separa el aspa del tope lo definimos negativo y el giro contrario lo definimos positivo
La cara del aspa que se dirige hacia el tope la definimos como cara positiva la cara contraria la definimos como cara negativa
El giro del eje vertical del aerogenerador en que con el aspa colgando en reposo la cara positiva se adelanta a la cara negativa lo definimos positivo y el contrario lo definimos como giro negativo
Abra al menos dos aspas, colocadas de modo que desde un punto de vista geométrico y mecánico una se reproduce sobre en la otra al girar las aspas según el eje vertical del aerogenerador, por ello visto el aerogenerador en alzado a un lado del eje vertical las aspas muestran su cara positiva y al otro lado muestran su
cara negativa
Al soplar el viento el aspa que presenta al viento su cara negativa inicia un giro positivo, ira hacia la vertical y hacia el tope, o se aprieta contra el tope, mientras que la cara que presenta al viento la cara positiva inicia un giro negativo hacia una posición paralela al viento, iniciándose el giro al empujar el viento la cara negativa del aspa que ha llegado al tope, este aspa al girar llegara vertical hasta estar alineada al viento tras en eje vertical del aerogenerador, mientras el aspa colocada al otro lado del eje llegara horizontal y enfrentada al viento, delante del eje vertical
Aquí se presenta el problema de imprimir un giro positivo al aspa que llega
horizontal y esta enfrentada al viento y evitar una posición de equilibrio con las
aspas alineadas al viento
Este problema se evita si las aspas presentan conformadas en ellas mismas, en su totalidad o parcialmente, o bien añadidas, unas superficies con estas características viendo el aspa de canto:
1) Turbina tipo 1 la superficie esta conformada por el propio aspa el aspa tendrá
esta característica con el aspa colgando el borde externo o mas alejado del eje
vertical del aerogenerador estará mas adelantado que el resto del aspa en la
dirección del giro positivo del eje vertical del generador y si el aspa esta horizontal
el borde externo estará mas cerca del suelo que el resto del aspa, es decir la lama
presenta superficies cuyas partes mas alejadas del eje de giro vertical están
adelantadas en el sentido de giro positivo del aspa en relación al resto
Pudiendo el aspa en posición vertical tener su borde superior paralelo al eje
secundario y su borde inferior con su extremo exterior o mas alejado del eje vertical del aerogenerador mas adelantado que el resto del borde en la dirección del giro positivo del eje vertical del generador y si el aspa esta horizontal el extremo exterior del borde inferior estará mas cerca del suelo que el resto del
borde
2) Si son superficies añadidas tendrán estas características, si están en la cara positiva del aspa la superficie se ira alejando de la linea imaginaria según el eje secundario según se aleja del eje vertical y si esta en la cara negativa la superficie se ira acercando a la linea imaginaria según el eje secundario según se aleja del eje vertical, si las superficies están añadidas estas superficies tendrán su centro de gravedad al mismo lado del eje secundario que el centro de gravedad de las aspas, es decir la lama presenta superficies cuyas partes mas alejadas del eje de giro vertical están adelantadas en el sentido de giro positivo del aspa en relación al resto

En particular puede haber una superficie sujeta en el extremo exterior del aspa, que pasara de un lado al otro del aspa y la parte que sobresalga del aspa por la cara positiva se ira alejando de la linea imaginaria según el eje secundario según
se aleje del eje vertical y la parte de la superficie que sobresalga del aspa por la cara negativa se ira alejando de una linea imaginaria según el eje secundario según se acerca al eje vertical
5
Con las características de estas superficies ocurre lo siguiente:
1o 15 20
Según gira el aerogenerador cuando el aspa horizontal se alinea con el viento delante del eje del aerogenerador mostrara una, o mas, superficies en una o dos caras, que se acercan al suelo según se alejan del eje del aerogenerador por lo que el viento imprimirán al aspa un giro positivo, hacia la vertical y el tope, a la vez el otro aspa llega vertical hasta alinearse con el viento tras el eje del aerogenerador mostrara una, o mas, superficies en la cara positiva que se aleja del eje secundario según se aleja del eje vertical del aerogenerador por lo que el viento imprimirá a dicha aspa un giro negativo hacia la horizontalidad Ademas el aspa vertical según gira alrededor del eje vertical, empujada por el viento contra el tope, va presentando a dicho viento una menor superficie, perdiendo eficacia sin embargo si presenta en su cara negativa una, o mas, superficies que se alejan de la linea imaginaria según el eje secundario, según se acercan al eje vertical del aerogenerador el viento impactara sobre esta superficie aumentando la eficacia del aspa
Las aspas pueden girar respecto al eje secundario de modo independiente
25
O bien dos aspas son solidarias a un mismo eje secundario, una a cada lado de la parte móvil del aerogenerador y este eje secundario esta unido mediante un buje al la parte móvil del aerogenerador, estas lamas estarán colocadas formando entre si un angulo que puede ser de 90°
30
El conjunto formado por dos aspas solidarias al mismo eje secundario, en reposo, queda formando un angulo con la vertical, estando el centro de gravedad en la vertical del eje de revoluciones secundario, si el angulo entre las aspas es de 90°, en reposo forman 45° con la vertical
35
Las aspas pueden tener forma de canal, la cara negativa sera la superficie interna del canal y la cara positiva sera la superficie externa del canal
40
Descripción de los dibujos Son perspectivas
Flg 1 Una aeroturbina tipo 1 con dos aspas el viento sopla sobre las aspas
45
Fig 2 el eje vertical ha girado 45°
Fig 3 el eje vertical ya ha girado 90° lamas alineadas con el viento las aspas
empiezan a girar según sus ejes secundarios Fig 4 el eje vertical ya ha girado mas de 90° y las lamas otra vez giran según su eje secundario
Fig 5 el eje vertical ha girado 360° y las lamas están en la posición de Fig otra vez giran según su eje secundario
Fig 6 es una aeroturbina tipo 2 sometida al viento Fig 7 es una aeroturbina tipo 2 sometida al viento girada respecto a Fig 1, es aspa orientada llega horizontal
Flg 8 Una aeroturbina tipo 3 con dos aspas el viento comienza a soplar y las aspas empiezan a girar según los ejes secundarios Fig 9 las aspas ya han girado y comenzara a girar el eje vertical Fig 1 O el eje vertical ya ha girado 45°
Fig 11 el eje vertical ya ha girado 90° lamas alineadas con el viento Fig 12 el eje vertical ya ha girado mas de 90° y las lamas otra vez giran según su eje secundario
Flg 13 Una aeroturbina tipo 4 con dos aspas el viento comienza a soplar y las aspas empiezan a girar según los ejes secundarios Fig 14 las aspas ya han girado 45°
Fig 15 el eje vertical ya ha girado 90° lamas alineadas con el viento Flg 16 Una aeroturbina tipo 5 con dos aspas el viento comienza a soplar y las aspas empiezan a girar según los ejes secundarios
Fig 17 las aspas ya han girado 45° Fig 18 el eje vertical ya ha girado 90° lamas alineadas con el viento Flg 19 Una aeroturbina tipo 6 con dos aspas el viento comienza a soplar y las

aspas empiezan a girar según los ejes secundarios Fig 20 las aspas ya han girado 45° Fig 21 el eje vertical ya ha girado 90° lamas alineadas con el viento
AEROTURBINA DE EJE VERTICAL MEJORADA
5
Es un aerogenerador de eje vertical con las aspas colocadas con su dimensión longitudinal colocada horizontalmente Llamamos buje a una pieza que une dos cuerpos permitiendo el giro de uno respecto al otro pero no el desplazamiento según el eje de giro
1o
El aerogenerador tiene una parte móvil (1) que gira según un eje vertical (2), la parte móvil del aerogenerador sujeta mediante bujes uno o mas ejes secundarios (3) donde se sujetan las aspas (4), las aspas giran según los ejes secundarios, o bien las aspas se sujetan directamente mediante bujes en la parte móvil
15
Al impactar el viento (5) sobre las las aspas, estas giran según los ejes secundarios (3) y estos a su vez según el eje vertical (2) FIG 8 a FIG 12
Las aspas son elementos longitudinales donde prima la superficie frente al grosor, luego estas superficiales tienen dos caras
20 25
Las aspas colocadas con su dimensión longitudinal horizontal están sujetas mediante al menos un buje a un eje secundario solidario con la parte móvil, unidas rígidamente al eje secundario y el eje secundario unido mediante un buje a la parte móvil del aerogenerador o las aspas se unen a la parte móvil del aerogenerador mediante un buje siendo el eje secundario un eje imaginario de giro. El eje secundario no pasa por su centro de gravedad de modo que en reposo las lamas, quedan colgando, en esta posición se define en el aspa un borde inferior, el que queda abajo, y un borde superior, el que queda arriba
30
El giro de los ejes secundarios respecto a la parte móvil del aerogenerador, o bien el giro de las aspas respecto al eje secundario, si el eje secundario esta unido rígidamente a la parte móvil del aerogenarador, presentara un tope
35
Con las aspas en colgando en reposo, el giro según el eje secundario que separa el aspa del tope lo definimos negativo y el giro contrario lo definimos positivo
La cara del aspa que se dirige hacia el tope la definimos como cara positiva la cara contraria la definimos como cara negativa
40
El giro del eje vertical del aerogenerador en que con el aspa colgando en reposo la cara positiva se adelanta a la cara negativa lo definimos positivo y el contrario lo definimos como giro negativo
45
Abra al menos dos aspas, colocadas de modo que desde un punto de vista geométrico y mecánico una se reproduce sobre la otra al girar las aspas según el eje vertical del aerogenerador, por ello visto el aerogenerador en alzado a un lado
del eje vertical las aspas muestran su cara positiva y al otro lado muestran su cara
negativa
Al soplar el viento FIG 8 el aspa que presenta al viento su cara negativa inicia un
5
giro positivo, ira hacia la vertical y hacia el tope, o se aprieta contra el tope,
mientras que la cara que presenta al viento la cara positiva inicia un giro negativo
hacia una posición paralela al viento, iniciándose el giro FIG 1 O al empujar el viento
la cara negativa del aspa que ha llegado al tope FIG 9, este aspa al girar llegara
vertical hasta estar alineada al viento tras en eje vertical del aerogenerador,
1o
mientras el aspa colocada al otro lado del eje llegara horizontal y enfrentada al
viento, delante del eje vertical FIG 11
Aquí se presenta el problema de imprimir un giro positivo al aspa que llega
horizontal y esta enfrentada al viento y evitar una posición de equilibrio con las
15
aspas alineadas al viento
Este problema se evita si las aspas presentan conformadas en ellas mismas, en su
totalidad o parcialmente, o bien añadidas, unas superficies con estas
características:
20
1) Si la superficie esta conformada por el propio aspa FIG 1 a FIG 5 el aspa
(Aeroturbina tipo 1) tendrá esta característica con el aspa colgando FIG 1 el borde
externo (6) o mas alejado del eje vertical del aerogenerador estará mas adelantado
que el resto del aspa (4) en la dirección del giro positivo del eje vertical del
25
generador y si el aspa esta horizontal FIG 2 el borde externo (7) estará mas cerca
del suelo que el resto del aspa (4)
Pudiendo (aeroturbina tipo 2), FIG 6 (lama a la derecha) el aspa en posición
vertical tener un borde superior (8) paralelo al eje secundario y un borde inferior (9)
30
con su extremo exterior (1 O) o mas alejado del eje vertical del aerogenerador mas
adelantado que el resto del borde inferior (9) en la dirección del giro positivo del eje
vertical del generador y si el aspa esta horizontal FIG 6 (lama a la izquierda) el
extremo exterior (11) del borde inferior (12) estará mas cerca del suelo que el resto
del borde inferior (12), es decir la lama presenta superficies cuyas partes mas
35
alejadas del eje de giro vertical están adelantadas en el sentido de giro positivo del
aspa en relación al resto
2) Si son superficies añadidas tendrán estas características, si están en la cara
positiva FIG 8 a FIG 21 del aspa la superficie (13) se ira alejando (14) de la linea
40
imaginaria según el eje secundario (3) según se aleja del eje vertical y si esta en la
cara negativa (aeroturbina tipo 3) la superficie (15) se ira acercando (16) a la linea
imaginaria según el eje secundario según se aleja del eje vertical, si las superficies
están añadidas estas superficies tendrán su centro de gravedad al mismo lado del
eje secundario que el centro de gravedad de las aspas, es decir la lama presenta
45
superficies cuyas partes mas alejadas del eje de giro vertical están adelantadas en
el sentido de giro positivo del aspa en relación al resto
Las aspas FIG 13 a FIG 15 pueden tener superficies añadidas en zonas
intermedias de la cara negativa (aeroturbina tipo 4) la superficie (15) se ira
acercando (16) a la linea imaginaria según el eje secundario según se aleja del eje
vertical
En particular (Aeroturbina tipo 5) FIG 16 a FIG 18 puede haber una superficie (17) sujeta en el extremo exterior del aspa, que pasara de un lado al otro del aspa y la parte que sobresalga del aspa por la cara positiva (18) se ira alejando (19) de la linea imaginaria según el eje secundario según se aleje del eje vertical y la parte de la superficie que sobresalga del aspa por la cara negativa (20) se ira alejando (21) de una linea imaginaria según el eje secundario según se acerca al eje vertical, es decir la lama presenta una superficie en su extremo exterior que pasa de la cara negativa a la cara positiva cuyas partes mas alejadas del eje de giro vertical están adelantadas en el sentido de giro positivo del aspa en relación al resto
Con las características de estas superficies ocurre lo siguiente:
Según gira el aerogenerador cuando el aspa horizontal se alinea con el viento delante del eje del aerogenerador FIG 18 mostrara una, o mas, superficies (22) en una o dos caras, que se acercan al suelo (23) según se alejan del eje del aerogenerador por lo que el viento imprimirán al aspa (4.1) un giro positivo (24), hacia la vertical y el tope, a la vez FIG 18 el otro aspa (4.2) llega vertical hasta alinearse con el viento tras el eje del aerogenerador mostrara una, o mas, superficies (25) en una o dos caras que se adelantan (26) en el sentido de giro del eje vertical según se aleja del eje vertical del aerogenerador por lo que el viento imprimirá a dicha aspa un giro negativo (27) hacia la horizontalidad
Ademas el aspa vertical según gira alrededor del eje vertical, empujada por el viento contra el tope, va presentando a dicho viento una menor superficie, perdiendo eficacia sin embargo si presenta en su cara negativa una, o mas, superficies que se alejan de la linea imaginaria según el eje secundario, según se acercan al eje vertical del aerogenerador el viento impactara sobre esta superficie aumentando la eficacia del aspa
Las aspas pueden girar respecto al eje secundario de modo independiente
O bien dos aspas son solidarias a un mismo eje secundario, una a cada lado de la parte móvil del aerogenerador y este eje secundario esta unido mediante un buje al la parte móvil del aerogenerador, estas lamas estarán colocadas formando entre si un angulo que puede ser de 90°

El conjunto formado por dos aspas solidarias al mismo eje secundario, en reposo, queda formando un angulo con la vertical, estando el centro de gravedad en la vertical del eje de revoluciones secundario, si el angulo entre las aspas es de 90°, en reposo forman 45° con la vertical

Las aspas (aeroturbina tipo 6) pueden tener forma de canal, la cara negativa sera la superficie interna del canal y la cara positiva sera la superficie externa del canal

Claims (1)

  1. REIVINDICACIONES
    1) AEROTURBINA DE EJE VERTICAL MEJORADA según reivindicaciones de la solicitud P201000144 "AEROTURBINA DE EJE VERTICAL", es un aerogenerador de eje vertical con aspas, el aerogenerador tiene una parte móvil (1) que gira según un eje vertical (2), caracterizado porque las aspas están colocadas con su dimensión longitudinal horizontal, están sujetas mediante al menos un buje a un eje secundario solidario con la parte móvil, están unidas rígidamente al eje secundario y el eje secundario unido mediante un buje a la parte móvil del aerogenerador o las aspas se unen a la parte móvil del aerogenerador mediante un buje siendo el eje secundario el eje imaginario de giro y el eje secundario no pasa por su centro de gravedad de modo que en reposo las lamas, quedan colgando, en esta posición se define en el aspa un borde inferior, el que queda abajo, y un borde superior, el que queda arriba
    2) AEROTURBINA DE EJE VERTICAL MEJORADA según reivindicación 1
    caracterizado porque el giro de los ejes secundarios en una dirección respecto a la
    parte móvil del aerogenerador, o bien el giro de las aspas respecto al eje
    secundario, presentara un tope
    3) AEROTURBINA DE EJE VERTICAL MEJORADA según reivindicación 1 o 1 y/o 2 caracterizado porque hay al menos dos aspas, colocadas de modo que desde un punto de vista geométrico y mecánico una se reproduce sobre la otra al girar el aspa alrededor del eje vertical del aerogenerador, tal que visto el aerogenerador en alzado a un lado del eje vertical las aspas muestran su cara positiva y al otro lado muestran su cara negativa
    4) AEROTURBINA DE EJE VERTICAL MEJORADA según reivindicación 1 o 1, 2 y/
    o 3 caracterizado porque las aspas presentan conformadas en ellas mismas, en su totalidad o parcialmente, o bien añadidas, unas superficies tal que con el aspa en vertical FIG 1 el borde externo (6) o mas alejado del eje vertical del aerogenerador estará mas adelantado que el resto del aspa (4) en la dirección del giro positivo del eje vertical del generador y si el aspa esta horizontal FIG 2 el borde externo (7) estará mas cerca del suelo que el resto del aspa (4)
    5) AEROTURBINA DE EJE VERTICAL MEJORADA según reivindicación 1 o 1, 2, 3 y/o 4 caracterizado porque el aspa, colgando, tiene un borde superior (8) paralelo al eje secundario y un borde inferior (9) con su extremo exterior (1 O) o mas alejado del eje vertical del aerogenerador mas adelantado que el resto del borde inferior (9) en la dirección del giro positivo del eje vertical del generador y si el aspa esta horizontal FIG 6 (lama a la izquierda) el extremo exterior (11) del borde inferior (12) estará mas cerca del suelo que el resto del borde inferior (12), es decir la lama presenta superficies cuyas partes mas alejadas del eje de giro vertical están adelantadas en el sentido de giro positivo del aspa en relación al resto
    6) AEROTURBINA DE EJE VERTICAL MEJORADA según reivindicación 1 o 1, 2, 3, 4 y/o 5 caracterizado porque por aspas con superficies añadidas tales que, si están en la cara positiva FIG 8 a FIG 21 del aspa la superficie (13) se ira alejando
    (14)
    de la linea imaginaria según el eje secundario (3) según se aleja del eje vertical y si esta en la cara negativa (aeroturbina tipo 3) la superficie (15) se ira acercando (16) a la linea imaginaria según el eje secundario según se aleja del eje vertical, si las superficies están añadidas estas superficies tendrán su centro de gravedad al mismo lado del eje secundario que el centro de gravedad de las aspas, es decir la lama presenta superficies cuyas partes mas alejadas del eje de giro vertical están adelantadas en el sentido de giro positivo del aspa en relación al resto
    7) AEROTURBINA DE EJE VERTICAL MEJORADA según reivindicación 1 o 1, 2, 3, 4, 5 y/o 6 caracterizado porque las aspas FIG 13 a FIG 15 tienen superficies añadidas en zonas intermedias de la cara negativa (aeroturbina tipo 4) la superficie
    (15)
    se ira acercando (16) a la linea imaginaria según el eje secundario según se aleja del eje vertical
    8) AEROTURBINA DE EJE VERTICAL MEJORADA según reivindicación 1 o 1, 2,
    3, 4, 5, 6 y/o 7 caracterizado porque (Aeroturbina tipo 5) FIG 16 a FIG 18 hay una
    superficie (17) sujeta en el extremo exterior del aspa, que pasara de un lado al
    otro del aspa y la parte que sobresalga del aspa por la cara positiva (18) se ira
    alejando (19) de la linea imaginaria según el eje secundario según se aleje del eje vertical y la parte de la superficie que sobresalga del aspa por la cara negativa
    (20) se ira alejando (21) de una linea imaginaria según el eje secundario según se acerca al eje vertical, es decir la lama presenta una superficie en su extremo exterior que pasa de la cara negativa a la cara positiva cuyas partes mas alejadas del eje de giro vertical están adelantadas en el sentido de giro positivo del aspa en relación al resto
    9) AEROTURBINA DE EJE VERTICAL MEJORADA según reivindicación 1 o 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7 y/o 8 caracterizado porque las aspas giran alrededor del eje secundario de modo independiente
    1O) AEROTURBINA DE EJE VERTICAL MEJORADA según reivindicación 1 o 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8 y/o 9 caracterizado porque dos aspas son solidarias a un mismo eje secundario, una a cada lado de la parte móvil del aerogenerador y este eje secundario esta unido mediante un buje al la parte móvil del aerogenerador, estas lamas estarán colocadas formando entre si un angulo que puede ser de 90°
    11) AEROTURBINA DE EJE VERTICAL MEJORADA según reivindicación 1 o 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9 y/o 10caracterizado porque las aspas (aeroturbina tipo 6) tienen forma de canal, la cara negativa sera la superficie interna del canal y la cara positiva sera la superficie externa del canal
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