Pala para aparato de generación de energía a partir de un fluido, y aparato que comprende un rotor que hace uso de tales palas.

Pala (2) para aparato de generación de energía a partir de un fluido,

que comprende una superficie motriz(3)

- en cuyo interior un fluido está destinado a fluir para accionar la pala (2) en rotación alrededor de un eje derotación que define con los ejes una referencia ortogonal,

- delimitada por un borde de entrada (4) y un borde de salida (5),

- que se estrecha entre el borde de entrada (4) y el borde de salida (5),

- que se extiende según una fibra media (10),

- caracterizada porque la proyección de la fibra media (10) sobre el plano presenta una primeracurvatura dispuesta de manera que en el plano la fibra media se aleja o se aproxima respectodel eje de rotación desde el borde de entrada hacia el borde de salida, estando definido el planode manera que contiene la fibra media (10) al nivel del borde de entrada (4).

Pala para aparato de generación de energía a partir de un fluido, y aparato que comprende un rotor que hace uso de 5 tales palas La presente invención se refiere a una pala para aparato de generación de energía a partir de un flujo de fluido que puede ser aire o agua.

Las preocupaciones medioambientales y el encarecimiento de las fuentes de energía fósil han llevado en los últimos años a un renovado interés por las formas de energías alternativas, en particular en el campo de la energía eólica.

Los soluciones eólicas más habituales consisten en los aeromotores de eje horizontal que disponen de una hélice que se extiende de manera perpendicular a la dirección del viento y montada sobre un poste. 15 Esta tecnología se utiliza a menudo para instalaciones de dimensiones importantes.

Soluciones de volumen más reducido se han propuesto, por otro lado, en particular para instalaciones en la proximidad de edificios consumidores de energía eléctrica. Es en este contexto donde se inscribe el documento FR

A 2 872 867 que da a conocer un aparato de generación de energía gracias a la fuerza del viento constituido por un aerogenerador que dispone de un rotor cuyas palas son de forma semitroncocónica y casi paralelas a su eje de rotación. Utilizado esencialmente con un eje de rotación horizontal, este tipo de aparato de generación de energía presenta una compacidad compatible con múltiples zonas de instalación concretamente en tejados de edificios.

Si bien estos aerogeneradores ofrecen una eficacia globalmente satisfactoria, cualquier mejora de su rendimiento sería enormemente apreciable.

La invención pretende mejorar el rendimiento de este tipo de aparato de generación de energía.

Para ello, está prevista según la invención una pala según la reivindicación 1 para aparato de generación de energía a partir de un fluido, que comprende una superficie motriz en cuyo interior un fluido está destinado a fluir para accionar la pala en rotación alrededor de un eje de rotación que define con los ejes

una referencia

ortogonal. La pala está delimitada por un borde de entrada y un borde de salida y se estrecha entre el borde de entrada y el borde de salida. Se extiende según una fibra media cuya proyección sobre el plano

presenta una primera curvatura, estando definido el plano de manera que contiene la fibra media al nivel del borde de entrada. Además, la primera curvatura está dispuesta de manera que en el plano

la fibra media se aleja del eje de rotación

desde el borde de entrada hacia el borde de salida. Según un modo de realización alternativo, la primera curvatura está dispuesta de manera que en el plano la fibra media se aproxima al eje de rotación desde el borde de entrada hacia el borde de salida.

Así, la invención prevé una forma de pala muy particular que le permite captar una parte sustancial de la energía del fluido. La invención contribuye así a mejorar significativamente el rendimiento de los aparatos de generación de energía a partir de un flujo de fluido.

Facultativamente, la invención comprende al menos una cualquiera de las características siguientes:

- De manera preferida, la pala presenta una primera parte que se extiende desde el borde de entrada hacia el borde

de salida y que es sensiblemente paralela al eje de rotación Presenta una segunda parte que se extiende desde la primera parte hacia el borde de salida y que está curvada. Esta curvatura tiende a alejarse de, o según un

modo de realización alternativo y particularmente ventajoso, a aproximarse al borde de salida del eje Esta curvatura presenta una dirección sensiblemente perpendicular al plano

- La proyección de la fibra media sobre el plano presenta una segunda curvatura.

- La fibra media está contenida en un plano P inclinado un ángulo d con respecto al plano

- El ángulo d está comprendido entre 50º y 100º y preferiblemente entre 60º y 90º,

- De manera ventajosa, el ángulo d está comprendido entre 55º y 65º,

-El plano P es sensiblemente paralelo al eje

- La fibra media presenta en el plano P una curvatura principal uniforme,

-La intersección de los planos P y

define al nivel del borde de entrada un punto A que pertenece a la fibra media.

- La fibra media comprende un punto A al nivel del borde de entrada, un punto B incluido en el plano punto C al nivel del borde de salida, de manera que las partes AB y BC de la fibra media respectivamente

delimitadas por los puntos A y B y por los puntos B y C están situadas a ambos lados del plano - La curvatura de la fibra media define un hueco comprendido entre el 0% y el 20% y preferiblemente entre el 10% y el 15%.

- La superficie motriz presenta una torsión alrededor de la fibra media. 25 - La torsión es continua por una parte al menos de la pala.

- La superficie motriz presenta una torsión alrededor de la fibra media en la parte BC y no presenta torsión en la parte AB.

- La torsión de la parte BC está comprendida entre 40º y 80º y preferiblemente es del orden de 60º.

- La torsión de la parte BC es continua.

- La parte AB no presenta sensiblemente torsión. 35

- La superficie motriz comprende una abertura que se extiende de manera sensiblemente paralela a la fibra media.

- En todos los puntos pi de la fibra media, la sección de la superficie motriz tomada en un plano

perpendicular al plano P presenta una simetría con respecto a un plano , estando definidos los planos y por una referencia ortogonal cuyo centro se confunde con el punto pi, cuyo eje coincide con la tangente a la fibra media (10) en el punto pi y está orientado hacia el borde de salida (5) y cuyos ejes siguen dicha torsión.

- La sección de superficie motriz presenta sensiblemente la forma de una parte de círculo.

- El centro de la parte de círculo está situado en la fibra media.

- Para un diámetro Dentrada de la sección de la superficie motriz tomado al nivel del borde de entrada, el diámetro

Dsalida de la sección de la superficie motriz tomado al nivel de salida es tal que:

- La longitud L de la fibra media entre el borde de entrada y el borde de salida es tal que: Dentrada · 3, 5 ≤ L ≤ Dentrada · 4, 5.

- En cada punto pi de la fibra media, el plano es sensiblemente equidistante respecto de los dos rebordes

que delimitan la abertura contenida en el plano Además, está previsto según la invención un rotor para aparato de generación de energía a partir de un fluido que 10 comprende al menos una pala según una cualquiera de las características anteriores.

Se prevé también según la invención un aparato de generación de energía a partir de un fluido que comprende una generatriz acoplada a un rotor de este tipo.

El rotor está montado sobre un poste vertical dispuesto para orientarse por sí mismo cara a la dirección del fluido. Preferiblemente, esta orientación automática no requiere la ayuda de un sistema exterior o anexo aparte de la resistencia aerodinámica inducida por el flujo del fluido.

Otras características, objetivos y ventajas de la presente invención se pondrán de manifiesto con la lectura de la 20 descripción detallada que sigue y en vista de los dibujos adjuntos proporcionados a modo de ejemplo no limitativo y en los que:

- La figura 1 es una vista en dos dimensiones de una pala según un ejemplo de realización de la invención en el

plano 25

- La figura 2 es una vista en dos dimensiones de la pala de la figura 1 en el plano

- La figura 3 es una vista en tres dimensiones de la pala de la figura 1 en la referencia ortogonal

- La figura 4 es una vista en tres dimensiones de la generación de una pala según otro ejemplo de realización de la invención.

- La figura 5 es una vista longitudinal de un ejemplo de rotor equipado con tres palas según el ejemplo ilustrado en la

figura 4. 35

- La figura 6 es una vista según el eje del rotor ilustrado en la figura 5.

- Las figuras 7 y 8 ilustran dos vistas de un ejemplo de realización de un rotor equipado con palas según una variante de realización de la invención.

En referencia a las figuras 1 a 8, van a presentarse ahora ejemplos de pala según la invención. Estas figuras

muestran una pala 2 destinada a girar por el efecto de un flujo de fluido alrededor de un eje de rotación El

eje de rotación está materializado por un árbol 1 al que la pala 2 está destinada a asociarse en rotación cuando ésta equipa un aparato de generación de energía. Las... [Seguir leyendo]

1. Pala (2) para aparato de generación de energía a partir de un fluido, que comprende una superficie motriz

(3)

- en cuyo interior un fluido está destinado a fluir para accionar la pala (2) en rotación alrededor de un eje de

rotación que define con los ejes una referencia ortogonal,

- delimitada por un borde de entrada (4) y un borde de salida (5) ,

- que se estrecha entre el borde de entrada (4) y el borde de salida (5) ,

- que se extiende según una fibra media (10) ,

- caracterizada porque la proyección de la fibra media (10) sobre el plano presenta una primera

curvatura dispuesta de manera que en el plano la fibra media se aleja o se aproxima respecto del eje de rotación desde el borde de entrada hacia el borde de salida, estando definido el plano de manera que contiene la fibra media (10) al nivel del borde de entrada (4) . 2. Pala (2) según la reivindicación anterior, en la que la proyección de la fibra media (10) sobre el plano presenta una segunda curvatura.

3. Pala (2) según una cualquiera de las reivindicaciones 1 ó 2, en la que la fibra media (10) está contenida en

un plano P inclinado un ángulo d con respecto al plano

4. Pala (2) según la reivindicación anterior, en la que ángulo d está comprendido entre 50º y 90º y preferiblemente entre 55º y 65º.

5. Pala (2) según una cualquiera de las reivindicaciones 3 ó 4, en la que el plano P es sensiblemente paralelo

al eje

6. Pala (2) según una cualquiera de las reivindicaciones 3 a 5, en la que la fibra media presenta en el plano P una curvatura principal de radio constante.

7.

15%.

8. Pala (2) según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en la que la superficie motriz (3) presenta una torsión alrededor de la fibra media (10) .

9. Pala (2) según la reivindicación anterior tomada en combinación con la reivindicación 7, en la que la

superficie motriz (3) presenta en la parte BC una torsión alrededor de la fibra media (10) comprendida entre 40º y 80º y preferiblemente del orden de 60º y no presenta torsión en la parte AB.

10. Pala (2) según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en la que la superficie motriz (3) comprende una abertura (6) que se extiende de manera sensiblemente paralela a la fibra media (10) .

11. Pala (2) según las reivindicaciones 5 y 8, en la que en todos los puntos p i de la fibra media (10) la sección

de la superficie motriz (3) tomada en un plano perpendicular al plano P presenta una simetría con respecto a un plano estando definidos los planos y

por una referencia ortogonal cuyo centro se confunde con el punto pi, cuyo eje coincide con la tangente a la fibra media (10) en el punto pi y está orientado hacia el borde de salida (5) y cuyos ejes siguen dicha torsión.

12. Pala (2) según la reivindicación anterior, en la que la sección de superficie motriz (3) presenta 15 sensiblemente la forma de una parte de círculo.

13. Pala (2) según la reivindicación anterior, en la que para un diámetro Dentrada (7) de la sección de la superficie motriz (3) tomado al nivel del borde de entrada (4) , el diámetro D salida (8) de la sección de la superficie motriz (3) tomado al nivel de salida es tal que 20

14. Pala según una cualquiera de las reivindicaciones 12 ó 13, en la que para un diámetro Dentrada (7) de la sección de la superficie motriz (3) tomado al nivel del borde de entrada, la cuerda entre el borde de entrada (4) y el borde de salida (5) presenta una longitud L (9) tal que: Dentrada · 3, 5 ≤ L ≤ Dentrada · 4, 5.

15. Aparato de generación de energía a partir de un fluido que comprende un rotor que comprende al menos una pala (2) según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores.