Dispositivo eólico generador de electricidad para paraguas y sombrillas.

Dispositivo eólico generador de electricidad para paraguas y sombrillas (1) con la finalidad de obtener energía eléctrica de un flujo de aire, de instalación preferente en paraguas y sombrillas

(0), y que consta de un subsistema de captación eólica y generación eléctrica (100) y de un subsistema de almacenaje y alimentación eléctrica (200).

Tipo: Patente de Invención. Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: P201400953.

Solicitante: UNIVERSIDAD DE LA RIOJA.

Nacionalidad solicitante: España.

Inventor/es: BLANCO FERNANDEZ,JULIO, JIMENEZ MACIAS,EMILIO, SAENZ-DIEZ MURO,JUAN CARLOS, MARTÍNEZ CÁMARA,Eduardo, GARCÍA ALCARAZ,Jorge Luis.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • SECCION F — MECANICA; ILUMINACION; CALEFACCION;... > MAQUINAS O MOTORES DE LIQUIDOS; MOTORES DE VIENTO,... > MOTORES DE VIENTO > F03D9/00 (Adaptaciones de los motores de viento para usos especiales; Combinaciones de motores de viento con los aparatos que accionan (disposiciones relativas a conjuntos de propulsión de vehículos alimientados por energía eólica B60K 16/00; bombas caracterizadas por su combinación con motores de viento F04B 17/02))
  • SECCION A — NECESIDADES CORRIENTES DE LA VIDA > OBJETOS DE USO PERSONAL O ARTICULOS DE VIAJE > BASTONES (Ayudas para caminar, p.ej. bastones, destinadas... > A45B23/00 (Otros paraguas)
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Dispositivo eólico generador de electricidad para paraguas y sombrillas.

Fragmento de la descripción:

Dispositivo eólico generador de electricidad para paraguas y sombrillas.

Objeto y sector de la técnica al que se refiere la invención La presente invención se refiere a un dispositivo eólico generador de electricidad para paraguas y sombrillas (1) para su colocación preferente en paraguas y sombrillas, tanto de mano para uso portátil, como estacionarias para empleo en campings, playas, etc.,

permitiendo generar energía eléctrica a partir de la energía eólica captada por la tela cuando está extendida; el dispositivo (1) almacena la energía eléctrica en una batería para su uso preferentemente para recarga de teléfonos móviles, smartphones, tablets, libros electrónicos, ordenadores portátiles, etc., así como p.ej. alumbrado LED; el dispositivo (1) permite el plegado normal del paraguas y sombrilla.

La invención se sitúa en el sector técnico de las ingenierías eléctrica y de mecánica de fluidos.

Generalidades y estado de la técnica anterior más próximo El diccionario de la lengua española (DRAE) , en su 22a edición, define "paraguas" como un utensilio portátil para resguardarse de la lluvia, compuesto de un eje y un varillaje cubierto de tela que puede extenderse o plegarse; y define "sombrilla" como "quitasol", definiéndose este como especie de paraguas o sombrilla usado para resguardarse del sol.

Un paraguas es un objeto para protegerse de la lluvia; está formado por una superficie cóncava desplegable, normalmente de tela impermeable o plástico, sujeta a una estructura de varillas dispuestas alrededor de un eje central rematado en uno de sus 3 O extremos por una contera que le sirve de apoyo, y por el otro lado terminado en un mango o puño, adecuado para llevarlo con una mano; existe una versión de bolsillo, que tiene varillas que se pliegan por dos o más sitios.

La potencia eólica teórica que desarrolla el flujo de aire captado por un paraguas o 35 sombrilla vendrá dada por la siguiente expresión:

3

P=_·p·S·v

eo donde: P es la potencia (W) , p es la densidad del aire (kg/m3) , S es el área característica 4 O (m2) y Veo es la velocidad del viento (mis) .

Para un área de captación circular, típica de un paraguas o sombrilla, tendremos:

rr. D2

S=-

siendo: D el diámetro de la tela extendida del paraguas o sombrilla.

Para una densidad del aire de 1, 2 kg/m3, tendremos:

p = 047· D2 • Veo 3

,

El flujo de aire recorrerá el interior de la tela, por la parte cóncava, hasta llegar a un captador eólico (107) , reconduciéndose dicho flujo de aire hasta llegar finalmente a una turbina eólica (1024) . La energía del flujo de aire, salvo por las pérdidas en su movimiento, será constante, por 10 que la potencia producida por la turbina eólica (1024) viene dada por la siguiente ecuación:

donde: P es la potencia (W) , Cp es el coeficiente de potencia dependiente de A, relación de velocidad periférica (TSR) , y ~, que es el ángulo de paso (pitch angle) , D es el diámetro de la tela extendida del paraguas o sombrilla (m) , y Veo es la velocidad del viento (mis) .

El coeficiente de potencia Cp puede alcanzar el valor teórico máximo de 16/27 (0, 59) que es el llamado límite de Betz, aunque en la práctica el máximo valor se da en las turbinas HAWT de dos palas siendo de 0, 47 (Femández, 2009; Patel, 2006) .

Para un Cp de 0, 47, la potencia mecánica en el eje de la turbina eólica (1024) , viene dada por:

p = 0, 472 • D2 . veo Para el cálculo de la potencia específica, emplearemos un D = ~m, quedando:

p' = 0, 28· veo 3

donde: P' es la potencia específica (W 1m2) .

P.ej. para una Veo de 5 mis tendremos una P' de 35 W/m2•

La potencia media de un smartphone es de 5 W, por 10 que con un metro cuadrado de tela, es decir 1, 13 m de diámetro, necesitaremos una Veo de 2, 615 mis; si consideramos un rendimiento del generador eléctrico (1029) de 0, 9 entonces necesitaremos una Veo de 2, 7 mis.

En el estado de la técnica se desconoce si existe un dispositivo funcionalmente parecido, aunque resuelva los problemas técnicos de forma distinta, al que reivindica la presente invención.

En el estado de la técnica más cercana tenemos los siguientes documentos: En el documento de modelo de utilidad denominado DOl con número de publicación ESI074332U y fecha de presentación 22.12.2010 y titulado literalmente: "Sombrilla", se describe una sombrilla que presenta la particularidad de estar dotada de placas solares para establecer una fuente de alimentación eléctrica de un enchufe, conector o similar, al que se pueden conectar distintos aparatos, dispositivos o equipos para su funcionamiento.

Estos dispositivos presentan una problemática que se centra fundamentalmente en los 10 siguientes aspectos:

-Elementos rígidos en contacto con la tela impermeable o lona, provocando puntos de debilidad en la misma;

-Requieren de una pluralidad de elementos auxiliares para fijación de los diferentes elementos al paraguas o sombrilla, siendo por tanto de laborioso montaje y desmontaje;

El dispositivo (1) , que la invención preCOnIza, resuelve de forma plenamente 2 O satisfactoria la problemática anteriormente expuesta, en todos y cada uno de los diferentes aspectos comentados.

Descripción detallada de la invención Dispositivo eólico generador de electricidad para paraguas y sombrillas (1) que comprende los siguientes elementos con las siguientes características:

-una primera parte denominada subsistema de captación eólica y generación eléctrica (100) Y cuya función es reconducir adecuadamente el flujo de aire

O captado por la tela de un paraguas o sombrilla y hacerlo llegar hasta una turbina eólica (1024) , para hacer que en su movimiento de giro arrastre un generador eléctrico (1029) con el fin de generar energía eléctrica;

- una segunda parte denominada subsistema de almacenaje y alimentación

eléctrica (200) y cuya función es regular la carga y almacenar la energía eléctrica proveniente de un generador eléctrico (1029) en una etapa de almacenaje y alimentación eléctrica (2001) , así como alimentar un receptor eléctrico mediante una clavija (2005) .

O Las ventajas técnicas, respecto del estado de la técnica actual, que presenta la invención son:

./ No existen elementos rígidos en contacto con la tela impermeable o lona que provoquen puntos de debilidad en la misma;

, ¡ Se permite la salida del flujo de aire turbinado evitándose la entrada de agua al interior del paraguas o sombrilla; , ¡ Dispositivo de fácil montaje y desmontaje tanto en paraguas o sombrillas existentes como en nuevos diseños en fábrica;

Para complementar la descripción y con objeto de ayudar a una mejor comprensión de las características de la invención, se acompaña como parte integrante de dicha descripción, un juego de figuras con carácter ilustrativo y no limitativo.

Glosario de referencias

(ID Paraguas o sombrilla (dispositivo cualquiera del estado de la técnica

anterior) ;

(!) Dispositivo eólico generador de electricidad para paraguas y sombrillas;

15 (01) Mango;

(02) Bastón;

(03) Tela impermeable;

(04) Contera;

(100) Subsistema de captación eólica y generación eléctrica;

2 O (101) Manguito acoplador;

(102) Subsistema de turbinado y generación eléctrica;

(1021) Contera turbina;

(1022) Entrada eólica turbina;

(1023) Salida eólica turbina;

25 (1024) Turbina eólica;

(1025) Carcasa turbina;

(1026) Cojinetes;

(1027) Eje;

(1028) Soporte;

3 O (1029) Generador eléctrico;

(1030) Tomillo prisionero;

(1031)...

 


Reivindicaciones:

1. Dispositivo eólico generador de electricidad para paraguas y sombrillas (1) con

la finalidad de obtener energía eléctrica de un flujo de aire, de instalación

5 preferente en paraguas y sombrillas (O) , y que se caracteriza por constar de:

- un subsistema de captación eólica y generación eléctrica (100) cuya función es

reconducir adecuadamente el flujo de aire captado por la tela impermeable (03)

de un paraguas o sombrilla (O) y hacerlo llegar hasta una turbina eólica (1024) ,

10 para hacer que en su movimiento de giro arrastre un generador eléctrico (1029)

con el fin de generar energía eléctrica, y que dicho subsistema está formado por:

- un manguito acoplador (1 01) ;

15 -un subsistema de turbinado y generación eléctrica (102) que comprende

una contera turbina (1021) , una turbina eólica (1024) , una carcasa turbina

(1025) , unos cojinetes (1026) , un eje (1027) , un soporte (1028) , un cable

eléctrico generador (1031) y una regleta eléctrica (1032) ;

20 -una caperuza eólica (104) ;

- una contera caperuza (105) ;

- un cable eléctrico bastón (106) ;

- un captador eólico (107) ;

- una cantonera (108) ;

25

- un subsistema de almacenaje y alimentación eléctrica (200) cuya función es

regular la carga y almacenar la energía eléctrica proveniente de un generador

eléctrico (1029) en una etapa de almacenaje y alimentación eléctrica (2001) , así

como alimentar un receptor eléctrico mediante una clavija (2005) , y que dicho

3 O subsistema está formado por:

- una etapa de almacenaje y alimentación eléctrica (2001) ;

- un soporte brida (2002) ;

- un indicador carga batería (2003) ;

35 -un indicador descarga batería (2004) ;

- una clavija (2005) .

2. Dispositivo eólico generador de electricidad para paraguas y sombrillas (1) ,

según la reivindicación primera caracterizado porque la cantonera (108)

4 O dispone de una capa adhesiva protegida por una cinta de protección.

3. Dispositivo eólico generador de electricidad para paraguas y sombrillas (1) ,

según reivindicación primera, caracterizado porque la cantonera (108) dispone

de una cremallera.

4. Dispositivo eólico generador de electricidad para paraguas y sombrillas (1) , según reivindicación primera, que se caracteriza porque se dispone de un faldón (109) compuesto de tela impermeable, para reforzar el evitar la entrada de agua del exterior al interior de un paraguas o sombrilla (O) .