AEROGENERADOR DE EJE VERTICAL.

Aerogenerador de eje vertical.

El aerogenerador presenta la particularidad de estar constituido por dos rotores que giran sincronizadamente en sentidos inversos y que se constituyen a partir de sendos bujes (2,

2') de los que se proyectan verticalmente correspondientes ejes (1, 1') rematados por su extremo inferior en respectivas coronas (18, 18') de gran diámetro, susceptibles de engranar con uno o más piñones (19) cuyo eje de salida (20) está previsto para accionar un generador eléctrico, una máquina, o para cualquier otro uso. De los bujes (2, 2') emergen brazos radiales (3, 3') en cada uno de los cuales va montado con carácter giratorio un cilindro (5, 5'), que es solidario un aspa (7, 7'), y entre ambos bujes (2, 2') un cilindro de leva (12) orientable en giro por medio de una veleta (14) y capaz de orientar las aspas (7, 7') para conseguir una máxima resistencia o una mínima resistencia al viento. Al girar los rotores en sentidos contrarios y sincronizadamente, se capta la potencia del viento a ambos lados del eje, con un máximo aprovechamiento.

AEROGENERADOR DE EJE VERTICAL

5 DESCRIPCIÓN OBJETO DE LA INVENCIÓN

1 O La presente invención se refiere a un aerogenerador de eje vertical, en donde las aspas giran en un plano horizontal, con la particularidad de que el aerogenerador comprende una turbina compuesta de dos rotores que giran sincronizadamente entre sí, en sentido inverso, al objeto de captar la potencia del viento a ambos lados del eje.

15 ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN

20 La creciente demanda energética y la subida constante del precio del petróleo y su contaminación, hace que constantemente se busquen otras fuentes de energía, y si es posible inagotable. En tal sentido, la energía eólica permite aprovechar la fuerza del viento que la naturaleza genera, sin contaminación de ningún tipo.

25 Como aprovechamiento de la energía eólica actualmente existen aerogeneradores que generalmente se montan con su eje en horizontal, es decir que sus aspas se mueven en un plano perpendicular al sentido de la dirección del viento.

Como es sabido, en los aerogeneradores de eje horizontal la correspondiente torre de montaje y soporte debe ser muy robusta, ya que tiene

5 que soportar en su extremo el generador y toda la maquinaria que requiere, por lo que resulta una instalación costosa, así como elevado costes en reparación y mantenimiento, independiente de que la torre de eje horizontal debe ser elevada con el fin de que las aspas al pasar por la zona baja no interfieran las turbulencias que se forman con el roce del aire en las cercanías del suelo.

1 O Además, los aerogeneradores de eje horizontal en todos los casos accionan un generador de electricidad, estando muy limitados a la hora de utilizarse para otros fines.

15 No obstante, existen aerogeneradores de eJe vertical, y en tal sentido pueden citarse aquellos cuya turbina está formada por elementos alabeados, a modo de helicoide, en el que parte de la fuerza del viento se ve desaprovechada, al definirse una componente vertical de fuerza debida a la propia configuración de la turbina.

20 25 Asimismo, se conocen aerogeneradores de eje vertical basados en el conocido rotor Savonius, en el que dicho rotor está formado por dos mitades de forma semicilíndrica, cóncavas y enfrentadas entre si por su concavidad, de manera que presenta el inconveniente de que en el interior de las zonas cóncavas, al no poder salir el aire, se produce una sobrepresión, con la consiguiente disminución del rendimiento, aunque se ha intentado resolver el problema mediante la separación de las dos partes o aspas que forman el rotor, estableciendo un hueco entre las mismas para que exista un flujo de atre.

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generación de energía eléctrica precisaría de multiplicadores de giro que reducirían el rendimiento, por lo que resulta útil para aplicaciones de tipo mecánico, como es el bombeo del agua.

En cualquier caso, éste tipo de dispositivos solo aprovechan la fuerza del aire que influye sobre su cara cóncava, de manera que sobre su cara convexa se ejerce una fuerza que si bien es menor, debido a su geometría, va en contra del sentido de giro del dispositivo, restándole potencia.

DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN

El aerogenerador de eJe vertical que se precomza ha sido concebido para resolver la problemática anteriormente expuesta, basándose en que el mismo comprende dos rotores que giran sincrónicamente en sentido inverso, lo que permite captar la potencia del viento a ambos lados del eje.

ese g1ro por unos topes complementarios establecidos tanto en el brazo

emergente del buje como en el extremo correspondiente del cilindro, al que se

une, por su extremo opuesto, la correspondiente asa.

5 Entre ambos bujes va dispuesto el sistema de giro para las aspas,

pudiendo éste estar realizado de cualquier manera, aunque preferentemente

estará constituido por un cilindro vertical por el que discurre axial y

concéntricamente el eje del rotor, es decir del buje superior, y cuyo cilindro

presenta en sus extremos dos escotaduras que afectan a un sector de 180°,

1O estando ambas escotaduras realizadas en oposición diametral y vinculado el

cilindro a una veleta o cualquier sistema robotizado convencional para que

gire el mismo de acuerdo con la dirección del viento, en orden a proporcionar

la adecuada orientación y giro de las aspas, al estar éstas también montadas

de forma giratoria sobre el cilindro emergente del brazo del buje

15 correspondiente.

Los dos ejes concéntricos y tubulares están acoplados a la

correspondiente torre, montada ésta sobre una base o bancada anclada en el

suelo, de manera que a través de ese acoplamiento de la torre, los ejes

20 discurren concéntricamente entre sí, para rematarse cada uno de ellos en una

corona de gran diámetro, de manera que entre ambas coronas se monta un

piñón cónico cuyo eje establece el medio de toma de fuerza para la utilización

que se crea oportuna, bien para accionar un generador eléctrico, bien para

mover una máquina, o para cualquier otro uso, con la particularidad de que

25 entre ambas coronas puede montarse una pluralidad de piñones y por lo tanto

conseguir otras tantas tomas de fuerza para otros tantos usos.

Mediante el aerogenerador de eJe vertical referido, y como se

30 a la dirección del viento, obteniéndose con los dos rotores una potencia a

ambos lados del eje, aumentando por lo tanto el rendimiento con respecto a

los aerogeneradores de eje horizontal, de manera que su oposición al viento

varía en función de su posición angular, ofreciendo una mayor oposición en

correspondencia con la zona del eje en la que el viento se desplaza en el

5 sentido de desplazamiento de las hélices, mientras que en la otra mitad de

ciclo de giro las hélices adoptan una disposición de mínima oposición al

viento.

La invención, además, al tener toda la maquinaria sobre el suelo,

1O es decir la bancada anclada al suelo y con los engranajes de coronas, piñones

y ejes de salida amarrados al suelo, hace que dicha maquinaria resulte mucho

más accesible que en los aerogeneradores convencionales, sin necesidad de

grúas para llevar a cabo su mantenimiento y reparaciones.

15 Así pues, la altura de la torre será mucho menor que la requerida

en los aerogeneradores de eje horizontal, resultando además mas fácil la

instalación.

Asimismo es de destacar el hecho de que la fuerza obtenida con el

20 aerogenerador puede aplicarse a cualquier máquina que necesite el giro para

su funcionamiento, y simultáneamente a varias y diferentes entre si, es decir

que puede aplicarse tanto para accionar un generador eléctrico como para

accionar máquinas de distinta índole, y aplicarse, por ejemplo, cuando se está

en el mar, para bombear agua para pantanos artificiales, etc.

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Otra ventaja es que en contra de lo que ocurre con los

aerogeneradores convencionales que necesitan generadores de gran diámetro

y número de polos, con el aerogenerador de la invención tanto el diámetro

30 inducido y el inductor que forman el generador en sentido inverso, dicha

velocidad entre ambos resulta duplicada con respecto a un alternador

convencional con estátor.

5 DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS

1 O Para complementar la descripción que seguidamente se va a realizar y con objeto de ayudar a una mejor comprensión de las características del invento, de acuerdo con un ejemplo preferente de realización práctica del mismo, se acompaña como parte integrante de...

13 . Aerogenerador de eje vertical, que basándose en la fuerza del

viento para impulsar unas aspas en giro y llevar a cabo el accionamiento de

5 un sistema de engranajes para conseguir una potencia resultante aplicable en,

por ejemplo, el accionamiento de un generador eléctrico, o bien en el

accionamiento de cualquier tipo de máquina o para cualquier uso, se

caracteriza porque comprende dos rotores en disposición vertical y con giro

sincronizadamente en sentidos inversos, con captación de potencia de viento

1 O a ambos lados de lo que es considerado eje general del aerogenerador;

habiéndose previsto que los ejes (1, 1') de los dos rotores sean concéntricos y

estén unidos por su extremo superior a un rotor (2, 2 ') , y por su extremo

inferior a una corona dentada (18, 18') de gran diámetro, que a su vez

engranan con uno o varios piñones (19) con toma de fuerza (20) en su eje de

15 salida para cualquier uso, con la particularidad de que las aspas (7-7') están

dotadas de medios de basculación para las mismas en sentido de mayor o

menor oposición al viento en función de su posición relativa al viento con

respecto del eje de giro.

20 23 .Aerogenerador de eJe vertical, según reivindicación 1,

caracterizado porque cada rotor está constituido a partir de un buje (2, 2') del

que es solidario el extremo superior del respectivo eje (1, 1 ') , presentando

cada buje (2, 2') unos brazos laterales y radiales (3, 3') sobre los que montan

respectivos cilindros giratorios (5, 5') , a los que están solidarizadas las

25 correspondientes aspas (7, 7') del aerogenerador, de manera tal que el

conjunto de los rotores superior e inferior están relacionados entre sí con un

sistema de giro materializado en un cilindro de leva vertical (12) que es axial

y por el que el pasante el eje (1) del buje (2) correspondiente al rotor superior,

emergiendo lateralmente de dicho cilindro de leva (12) una veleta (14) para la

30 orientación en giro de tal cilindro de leva (12) y conseguir los

posicionamientos en vertical o en horizontal de las propias aspas (7, 7') en combinación con el giro que éstas sufren al girar el cilindro (5, 5') sobre el correspondiente brazo (3, 3') emergente radialmente de los bujes (2, 2') .

3. Aerogenerador de eje vertical, según reivindicación 2, caracterizado porque los cilindros (5, 5') montados giratoriamente sobre los brazos (3, 3 ') de los bujes (2, 2') , están montados sobre correspondientes cojinetes (5, 5') y cuentan con topes (9) complementarios de otros topes (8) previstos lateralmente en los brazos (3, 3') , determinando una limitación en giro de 90° del respectivo cilindro (5, 5') para conseguir la orientación apropiada del aspa (7, 7') ; habiéndose previsto además que los cilindros (5, 5') cuenten con una palanca o manivela (11, 11 ') deslizante sobre el borde extremo del cilindro de leva (12) , durante 180°, con el concurso de unos rodillos, mientras que en el giro de éste de otros 180°, la manivela o palanca (11, 11 ') apoya sobre el borde correspondiente a una escotadura o rebaje (13, 13 ') prevista en un sector de los restantes 180° correspondiente a los extremos del cilindro de leva (12) , para conseguir la posición vertical u horizontal de las aspas (7, 7') y con ello la orientación apropiada para ofrecer la máxima o mínima resistencia al viento.

3. Aerogenerador de eje vertical, según reivindicaciones 2 y 3, caracterizado porque las aspas (7, 7') están relacionadas y solidarizadas a los respectivos cilindros (5, 5') a través de un brazo (6, 6') de aquellas, que se fija, mediante valonas (22, 22') a otras previstas en el extremo correspondiente a los cilindros giratorios (5, 5') .

Y. Aerogenerador de eJe vertical, según reivindicaciones anteriores, caracterizado porque los ejes (1, 1') de los bujes (2, 2') correspondientes a los rotores, son tubulares y concéntricos entre sí, acoplándose a la correspondiente torre (15) prevista en una bancada (16) anclada en el suelo; con la particularidad de que los ejes concéntricos (1, 1') de los rotores se extienden hasta la parte inferior correspondiente a un armazón (21) como medio de montaje y protección tanto de las coronas (18, 18') en que se rematan los ejes (1, 1 ') como en el piñón o piñones (19) que engranan entre dichas coronas (18 y 18') .