Turbina eólica con árbol horizontal perpendicular al viento.

Turbina eólica con árbol de turbina (22) perpendicular a la dirección del viento,

para la máxima generación deenergía del árbol de turbina (22), comprendiendo dicha turbina eólica: un árbol de turbina (22) perpendicular a ladirección del viento, ruedas de engranaje (24) soportadas por el árbol de turbina (22), palas de engranaje (26)dispuestas alrededor de la circunferencia de las ruedas de turbina (24), placas de viento (32) y un cortaviento (39,41, 42) para impedir que las fuerzas del viento actúen sobre las placas de viento por debajo del plano horizontal delárbol de turbina; y en la que en las placas de viento (32) están conformados dos planos inclinados (36) de maneraque cuando chocan con el viento, el centro de las placas de viento (32) se encuentran en la parte frontal mientrasque los laterales de las placas de viento se encuentran por detrás, estando insertadas dichas placas de viento entrelas palas de engranaje (26).

Turbina eólica con árbol horizontal perpendicular al viento [0001] Esta invención se refiere una turbina eólica para generar electricidad a partir de la energía cinética del viento. Los resultados y la estructura de la invención son totalmente diferentes de los diseños y tecnologías comúnmente conocidos hoy en día.

En la tecnología actual de turbina eólica de tipo de rotor, el árbol de rotación horizontal es paralelo a la dirección del viento. El viento entrante en las palas de rotor crea vectores bidireccionales. De los cuales, el paralelo al árbol es un vector negativo y aplica sobre el rotor una fuerza en dirección paralela al viento. El otro vector aplica fuerza a las palas en la dirección de rotación del árbol y es un vector positivo. La fuerza del vector negativo hace que la dirección resultante se aleje del vector positivo. Siempre hay una diferencia entre la dirección del árbol de rotación y la dirección resultante. Como resultado de ello, la fuerza vectorial negativa disminuye el efecto de la fuerza vectorial positiva. Los sistemas de tipo rotor precisan palas más anchas y largas con el fin de generar la energía requerida. Este requisito aumenta el coste de la turbina.

El documento de patente WO2005108779A2 revela una turbina accionada por viento. Dicha turbina tiene una pluralidad de palas sigmoideas con el borde de salida de cada pala dispuesto paralelo a un árbol orientado horizontalmente. Cada pala se extiende radialmente hacia fuera desde el árbol. Un sistema de generación de energía eléctrica se compone de una matriz de las turbinas montadas sobre una plataforma colocada en la parte superior de una torre. Cada árbol de turbina puede estar conectado directamente con un generador para producir electricidad. Sin embargo, en este sistema, la citadas palas sigmoideas no utilizan la energía eólica de manera eficaz.

Otro documento de patente con número US1607317A describe un aparato de energía eólica. Dicho aparato consta de un grupo de ruedas eólicas, preferiblemente de un tipo que tiene palas sustancialmente radiales, que se exponen de canto al viento; estando provistas las palas de cada rueda con una cara cóncava, cara frontal efectiva, y comprendiendo cada rueda dos series paralelas de palas. De manera similar al sistema descrito en el documento de patente W02005108779A2 en este sistema, las palas no utilizan la energía eólica de manera eficaz.

En esta invención, se trata de alcanzar los resultados mencionados a continuación: En primer lugar, diseñar un nuevo sistema de turbina que encara el viento frontalmente con una mayor superficie. En segundo lugar, sustentar la rotación del árbol mediante la resultante de los vectores generados por los vientos que golpean las superficies y facilitar la rotación del árbol con toda la energía cinética recogida. En tercer lugar, disminuir el efecto negativo sobre la turbina debido a grandes superficies enfrentadas al viento. En cuarto lugar, eliminar el efecto del peso y volumen del generador en el diseño de la turbina. En quinto lugar, eliminar el efecto del peso del mecanismo que gira la turbina en dirección al viento. En sexto lugar, la utilización de varillas mientras el movimiento del árbol de la turbina se transfiere al generador y minimizar la fricción y las pérdidas de potencia mediante aplicación de energía de rotación bidireccional e igualar al engranaje conducido del grupo de engranajes utilizados entre las varillas.

Este diseño trata de una turbina eólica, donde el árbol horizontal es perpendicular a la dirección del viento.

La turbina funciona a una cierta altura. Altura que se calcula de acuerdo con mediciones de viento realizadas en el emplazamiento de la turbina. Primeramente se construye una plataforma de hormigón (1) en una sala de generación (2) . Estos (1, 2) son sostenidos mediante patas de plataforma (3) . La longitud de las patas (3) está relacionada con la altura requerida para la plataforma (1) . La plataforma (1) tiene forma circular, donde el eje vertical de la turbina (4) pasa a través del centro de la misma. El tubo de plataforma (5) que pasa a través del centro de la plataforma (1) se refuerza mediante fijación a las piezas de acero de la plataforma (1) . El portador de turbina (6) se asienta en 8 patas (7) con cojinetes sobre la plataforma (1) . Las patas de apoyo con cojinetes (7) se asientan sobre un anillo de metal centrado (8) de la plataforma (1) . El tubo de plataforma (5) une el portador de turbina (6) y la plataforma (1) . El portador de turbina (6) descansa sobre este tubo (5) por medio de un cojinete radial de tubo (9) . El diámetro del orificio del cojinete de tubo (9) es 0, 5 mm mayor que el diámetro del tubo de plataforma (5) . El portador de turbina (6) no ejerce ninguna presión sobre el tubo (5) . Durante los movimientos horizontales para vientos fuertes, el portador de turbina (6) está soportado por el tubo de plataforma (5) . Cuando el portador turbina (6) se gira en dirección al viento, gira alrededor de la tubería plataforma (5) con patas de apoyo con cojinetes (7) sobre el anillo de metal (8) que funciona como un sistema de carril.

La turbina sobre la plataforma (1) se gira a la dirección del viento con un motor eléctrico de turbina (10) con reductor. El punto de montaje del motor (10) se prepara durante el proceso de construcción de la plataforma (1) . En la plataforma se deja libre un espacio cilíndrico que está diseñado de acuerdo con el diámetro del motor (10) .

Y una placa de plataforma de acero grueso (11) está unida en su parte superior. La placa de plataforma (11) está fijada a las partes metálicas de la plataforma (1) . En el centro de la placa (11) existe un orificio a través del cual pasa el engranaje de motor eléctrico del sistema de turbina (12) , y estando unido el motor (10) a dicha placa (11) .

El cojinete de motor eléctrico (13) en la parte superior del engranaje de motor (12) aloja el árbol de motor (10) . El cojinete (13) está unido a la placa (11) mediante un soporte de cojinete de motor eléctrico (14) . El engranaje motor (12) se relaciona con los engranajes del engranaje giratorio de turbina (15) . El engranaje giratorio (15) está unido al tubo de turbina (5) con un cojinete de engranaje giratorio (16) en el centro. El engranaje giratorio (15) tiene 2 rodamientos de contacto simétricos (17) . En los dos lados del engranaje motor (12) y en la parte inferior del engranaje giratorio (15) , existen dos cojinetes de carga (18) . Los cojinetes (18) están unidos a la placa (11) con un apoyo de cojinete de carga (19) dispuesto en medio. Los cojinetes (18) son 3 juegos en total y se asientan en las esquinas del triángulo equilátero que forman. En la parte inferior del portador de turbina (6) , hay dos varillas giratorias (20) . Los extremos inferiores de estas varillas (20) se asientan en los cojinetes de contacto (17) . El diámetro de la varilla (20) es 1 mm, menor que el diámetro del agujero de cojinete de contacto (17) . Los puntos de aplicación de la fuerza que gira la turbina, son las superficies de los orificios de dos cojinetes de contacto (17) .

Cuando se inicia el funcionamiento, el motor (10) hace girar el portador de turbina (6) hacia la dirección del viento.

El mecanismo de rotación de turbina (10, 12, 13, 15) está sustentado por la plataforma (1) y el mismo no ejerce presión sobre el portador de turbina (6) .

Los sensores de velocidad y dirección actúan el motor de turbina (10) de forma automática. Para la puesta en marcha del motor (10) , el sensor de velocidad debe considerar como suficiente la velocidad del viento y el sensor de dirección precisa detectar una desalineación entre la dirección del viento y la dirección de la turbina. También se proporciona un sistema para ser utilizado durante el mantenimiento y reparación, que impide el control por sensores y que hace girar a la turbina a cualquier punto deseado mediante funcionamiento del motor (10) .

El portador de turbina (6) con los cojinetes del árbol de turbina (21) sustenta en cada lado el árbol de la turbina (22) . En una turbina dirigida en la dirección del viento, árbol de turbina (22) se encuentra siempre perpendicular a la dirección del viento. El árbol (22) lleva 3 engranajes individuales (24) , conectados con el buje de engranaje (23) del mismo. Los engranajes (24) están mutuamente conectados por 24 perfiles de conexión (25) dispuestos entre ellos. Los engranajes (24) están formados por perfiles de diferentes dimensiones. En el extremo de cada perfil de engranaje (24) existen palas de engranaje (26) . En un perfil de base (27) hay palas de engranaje (26) . En una rueda dentada (24) existe un total de 312 palas de engranaje (26) . La distancia máxima entre los extremos de la pala de engranaje... [Seguir leyendo]

1. Turbina eólica con árbol de turbina (22) perpendicular a la dirección del viento, para la máxima generación de energía del árbol de turbina (22) , comprendiendo dicha turbina eólica: un árbol de turbina (22) perpendicular a la dirección del viento, ruedas de engranaje (24) soportadas por el árbol de turbina (22) , palas de engranaje (26) dispuestas alrededor de la circunferencia de las ruedas de turbina (24) , placas de viento (32) y un cortaviento (39, 41, 42) para impedir que las fuerzas del viento actúen sobre las placas de viento por debajo del plano horizontal del árbol de turbina; y en la que en las placas de viento (32) están conformados dos planos inclinados (36) de manera que cuando chocan con el viento, el centro de las placas de viento (32) se encuentran en la parte frontal mientras que los laterales de las placas de viento se encuentran por detrás, estando insertadas dichas placas de viento entre las palas de engranaje (26) .

2. Turbina eólica de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizada porque entre las placas de viento (32) y el árbol

(22) se deja libre un amplio espacio.

3. Turbina eólica de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque existe una pared cortaviento cilíndrica (39)

o un cortaviento metálico, actuado por el motor eléctrico (49) , dispuesto entre el viento y las placas (32) para impedir que la fuerza del viento sobre las placas actúe por debajo del plano del plano horizontal del árbol (22) mientras que el motor eléctrico de turbina gira el portador de turbina (6) así como los engranajes (24) y las placas de viento del mismo hacia la dirección del viento.

4. Turbina eólica de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizada porque se proporcionan varillas verticales (58) , una varilla horizontal (61) que se desplaza según el árbol (22) sobre su plano horizontal y una varilla de generador

(63) que se sitúa entre dicha varilla horizontal (61) y el generador (64) a través del eje vertical de la turbina para transmitir la energía obtenida mediante el giro del árbol principal (22) , que es desplazable sobre su plano horizontal en dos sentidos, transmitiéndose a un generador (64) mediante el árbol de transferencia axial.

5. Turbina eólica de acuerdo con la reivindicación 4, caracterizada porque el generador (64) está fijado en una sala de generación (2) .

6. Turbina eólica de acuerdo con la reivindicación 4, caracterizada porque se proporcionan engranajes (70, 71) , cojinetes axiales (72, 73) , una caja de tren de engranajes (74) , un tubo de sujeción de engranaje de soporte (75) , cojinetes radiales (66) y una carcasa de cojinetes radiales para minimizar la fricción y las pérdidas de energía entre los engranajes (68, 69) , mediante aplicación de potencia de giro en dos sentidos e igual a los engranajes conducidos

(69) del grupo de engranajes (56, 57, 59, 60, 62) que transmite energía entre las varillas (22, 58, 61, 63) que forman mutuamente un ángulo de 90º.

REFERENCIAS CITADAS EN LA DESCRIPCIÓN

La lista de referencias citada por el solicitante lo es solamente para utilidad del lector, no formando parte de los documentos de patente europeos. Aún cuando las referencias han sido cuidadosamente recopiladas, no pueden excluirse errores u omisiones y la OEP rechaza toda responsabilidad a este respecto.

Documentos de patente citados en la descripción •WO 2005108779 A2 [0003] [0004] • US 1607317 A [0004]