Se describen unas mejoras introducidas en el objeto de la Patente Principal que permiten una simplificación constructiva del sistema,

y un incremento sustancial en el aprovechamiento de la energía aportada por el viento incidente sobre las palas del conjunto. Para ello, el eje central de soporte de los distintos elementos ha sido construido en una sola pieza cada pala adopta una configuración rectangular o de otro tipo, permitiendo variar la posición del centro geométrico e incrementar el brazo de palanca en cuanto al punto de aplicación del empuje, a cuyo efecto las palas están sustentadas superiormente por un brazo respectivo extendido radialmente desde un rodamiento incorporado en el extremo superior del eje central. En una realización de dos palas diametralmente opuestas, dicho eje central presenta una porción acodada en posición enfrentada a las palas, que permite un incremento de la superficie de éstas y un acercamiento de cada eje de pala respecto al eje vertical central

Mejoras en la Patente Principal nº P 200002936, por: "Sistema captador de energía eólica con autoprotección".

Objeto de la invención

La presente invención tiene como objeto un Certificado de Adición a la Patente Principal núm. P-200002936, por "Sistema captador de energía eólica con autoprotección", que aporta esenciales características de novedad y notables ventajas con respecto a los sistemas, dispositivos e instalaciones actualmente existentes y destinados a los mismos fines.

Más en particular, la invención propone el desarrollo de unas mejoras sustanciales en el objeto de la Patente Principal mencionada, que afectan esencialmente tanto a la estructura de soporte principal como a las propias palas sobre las que el viento ejerce la acción de empuje, en base a las cuales se obtienen resultados altamente ventajosos en lo que a simplificación constructiva u optimización del rendimiento se refiere. En su forma más general, las mejoras incluyen cambios formales y dimensionales en las palas que facilitan un desplazamiento del centro geométrico de las mismas hacia posiciones de mejor aprovechamiento del empuje del viento incidente, y también la provisión de un único eje vertical de soporte y sustentación de los elementos del conjunto, con la consiguiente simplificación estructural y que, en función del número de palas que se utilicen, dicho eje puede presentar un acodamiento con vistas a una reducción de la distancia que separa a cada pala de dicho eje, con la consiguiente disminución de la voluminosidad total del conjunto y optimización del punto de cruce de las palas entre sí.

El campo de aplicación de la invención corresponde al sector de la fabricación e instalación de aparatos y dispositivos para aprovechamiento de las energías renovables, en especial para aprovechamiento de la energía eólica.

Antecedentes y sumario de la invención

Es conocido por todos en general el hecho de que las energías renovables están llamadas a sustituir progresivamente, a medio y largo plazo, a las obtenidas a partir de combustibles fósiles, cada vez más escasos en la naturaleza. Las energías renovables tales como las de tipo solar o eólico, son suministradas directamente por la naturaleza, y por tanto de aprovechamiento inmediato con la utilización de los medios adecuados que permitan su transformación en otros tipos de energía, tal como energía térmica o eléctrica. En este sentido, la energía eólica ocupa un lugar predominante dado que el viento existe, en mayor o menor medida, en cualquier punto geográfico, y por lo tanto puede ser aprovechado con rendimiento variable en el momento en que se produce alguna corriente de aire.

Entre los inconvenientes principales con los que han contado las instalaciones eólicas convencionales, están los asociados a los altos costes de fabricación, instalación y mantenimiento. La necesidad de utilizar molinos con grandes palas, exige estructuras de altura considerable, con palas de gran longitud y con una electrónica de control sofisticada y costosa, todo ello con costes muy importantes como se ha dicho anteriormente. Otros inconvenientes asociados a las instalaciones convencionales consisten en que, normalmente, el rendimiento es escaso o nulo a bajas y medias velocidades de viento, y también, dadas las características de estas instalaciones, su lugar de ubicación suele ser en el campo, en sitios elevados, lo que supone un impacto medioambiental importante, y también requiere líneas de transporte de la energía generada hasta el lugar de consumo o hasta el lugar de transformación e inyección en otras líneas ya existentes para el transporte de la energía hasta otros lugares de consumo.

Por lo tanto, aunque el aprovechamiento de las energías renovables va progresivamente en aumento, es evidente que todavía existen muchos inconvenientes asociados a su generación y consumo, que deben ser necesariamente resueltos.

En este sentido, la Patente Principal núm. P-200002936, relativa a "Sistema captador de energía eólica con autoprotección", ya supuso un importante avance en la dirección señalada anteriormente, al proporcionar un sistema de costes mucho más bajos que los asociados a las instalaciones generadoras convencionales, de dimensiones mucho más reducidas, susceptible por tanto de ser instalado en posiciones mucho más cercanas al lugar de consumo, y en el que las palas incorporadas en los molinos eólicos fueron sustituidas por palas triangulares que cuando son empujadas por el viento en un sentido provocan la generación de energía eléctrica, y que cuando son empujadas en el sentido opuesto se pliegan sobre sus ejes de soporte, de manera que apenas presentan resistencia alguna al viento. Además, los elementos incorporados en el sistema permiten un aprovechamiento de vientos a bajas y medias velocidades.

Para una mejor comprensión de la invención, se ha reproducido en la Figura 1 de la presente descripción, la misma Figura 1 de la Patente Principal, en la que se muestra una vista esquematizada, en alzado, del sistema captador de energía eólica. La forma de realización que se ha elegido para su representación en la mencionada Figura de los dibujos, ilustra un sistema con dos palas triangulares, cada una de ellas compuesta a su vez por dos mitades (20) con la forma general respectiva de un triángulo rectángulo, y vinculadas por el cateto mayor a un eje de sustentación (16) que por el extremo inferior está articulado a una porción de eje axial (15) integral con un engranaje (12) cónico, y que por el extremo opuesto está asociado a un rodamiento universal incluido en el interior de una caja discoidal (8) solidarizada al extremo correspondiente de un eje (7) de soporte. Este eje (7) ocupa una posición alineada verticalmente con una porción de eje (1) inferior, y es solidario con una pieza de base (6) que comprende brazos radiales (5) y que está montada de manera que es giratoria con respecto al citado eje inferior (1), de manera que el giro de dicha base arrastra a un engranaje (4) que a su vez comunica el movimiento de giro a un generador encargado de transformar la energía mecánica en energía eléctrica. Cada uno de los engranajes (12) mencionados, engrana respectivamente con otro engranaje (11) de iguales características, integral con una porción de eje que corre por el interior de un brazo (5) correspondiente, y que incluye en su extremo más interior un piñón (no visible en la Figura) que engrana en el interior de la base (6) con un engranaje (no visible en la Figura) solidario con el extremo correspondiente de la porción de eje inferior (1) y que tiene la mitad de dientes que el engranaje (12), asegurando con ello que el giro de la base (6) impulsado por el movimiento giratorio de las palas (20) se produce a velocidades de viento bajas. La realización de la Figura incorpora dos palas triangulares, de las que una está en posición desplegada (la que ocupa la posición izquierda según se ve normalmente la Figura), y de las que otra pala, en posición diametralmente opuesta a la anterior (es decir, la pala de la derecha), aparece en posición plegada sobre su eje (16) de sustentación, indicando de esa manera las dos posibles condiciones que pueden ocupar las palas en función de que el empuje del viento sobre las mismas se realice en un sentido o en el opuesto. Un resorte asociado a cada una de las palas, que en la condición de pala desplegada está en estado destensado y que en la condición de pala plegada está en estado tensado, asegura la recuperación de la pala cuando pasa desde la condición de plegada a la desplegada, al estar el resorte unido por sus extremos a cables respectivos que tras pasar por rulinas montadas en cada uno de los extremos de varillas inferiores transversales a los ejes de pala, discurren los laterales externos de cada una de las mitades (20) de cada pala.

Tomando en consideración lo anterior, es evidente que el sistema captador de energía eólica para la producción de energía eléctrica, propuesto por la invención descrita en la Patente Principal, supuso un avance muy significativo en cuanto a la concepción y aplicación de este tipo de sistemas generadores. Sin embargo, y a pesar de todas las ventajas asociadas al sistema descrito, es evidente que aún puede ser susceptible de mejoras que optimicen su rendimiento y que permitan un aprovechamiento más completo de la energía asociada al viento incidente. Éste ha sido precisamente el objetivo planteado por la presente invención, y que va a ser desarrollado en lo que sigue.

Tal...

1. Mejoras en la Patente Principal núm. P-200002936, por "Sistema captador de energía eólica con autoprotección", en el que los elementos utilizados para el aprovechamiento de la fuerza de empuje del viento incidente consiste en un número variable de palas constituidas cada una de ellas por dos partes o porciones (2) simétricas asociadas a un eje de pala (5) y unidas mutuamente entre sí por medio de medios (11) de atadura extendidos entre los bordes respectivos más internos de las mismas, cuyo desplazamiento y giro simultáneo en un sentido es aprovechado operativamente para transferir movimiento hasta un generador de energía eléctrica u otro órgano móvil que aproveche una toma de fuerza, y cuyo giro en sentido contrario provoca la mencionada autoprotección mediante el arrollamiento de ambas porciones (2) de cada pala en torno a su respectivo eje (5) de pala, que se caracterizan porque las citadas palas (2) adoptan configuraciones variables, rectangulares o de cualquier otra forma, lo que se transforma en un alejamiento radial del centro geométrico de cada una de ellas respecto al eje (1) vertical central con el consiguiente aumento del brazo de palanca desde el punto de aplicación de la fuerza hasta dicho eje (1) vertical central, estando cada una de las palas unidas a dicho eje (5) de pala superior e inferiormente por medio de varillas (3, 4) transversales respectivas, e incorporando el mencionado eje (5) respectivo de cada una de las palas un rodamiento universal (6) superior para su vinculación a un brazo (7) radial asociado a un rodamiento (8) que está acoplado al extremo superior del citado eje (1) vertical central y que permite el movimiento de giro de los mencionados brazos (7) radiales, y porque el mencionado eje (1) vertical central es un eje único, de una pieza, en torno al cual se montan los diferentes elementos del sistema.

2. Mejoras según la reivindicación 1, que se caracterizan porque en una forma de realización preferida de solamente dos palas, cada una de ellas formada por dos porciones o mitades (2) de forma rectangular o cualquier otra soportadas por un eje (5) de pala respectivo, ocupando dichas palas posiciones diametralmente opuestas con respecto al eje (1) vertical central, en el que este último presenta sendos acodamientos que le proporcionan una configuración a modo de "C" en una extensión (la) enfrentada a la posición de las palas y de una altura ligeramente superior a la de estas últimas.

3. Mejoras según la reivindicación 2, que se caracterizan porque el lado abierto de la porción (la) configurada a modo de "C" en el eje (1) vertical central permite incrementar la superficie de cada pala junto con un acercamiento entre cada uno de los ejes (5) de pala y el citado eje (1) vertical central, de modo que la distancia entre cada eje (5) de pala y la vertical general del eje (1) central es sustancialmente menor que el radio de giro de cada pala, y estando ambas palas contenidas en planos respectivos siempre mutuamente perpendiculares entre sí.

4. Mejoras según las reivindicaciones anteriores, que se caracteriza porque comprenden la inclusión de un mecanismo de veleta mecánica, simple o automática, asociada al eje (1) vertical central, a efectos de posicionamiento global del sistema respecto al viento incidente para una optimización del empuje, y que en caso de velocidades de viento por encima de valores predeterminados, ocasionan el giro del sistema y el arrollamiento de las palas (2) como medida de autoprotección.