Turbina eólica de eje vertical con rotores Flettner.

Una turbina eólica de un tipo VAWT (turbina eólica de eje vertical) que tiene un eje de rotación sustancialmente perpendicular a la dirección del viento,

con rotores (7) Flettner que tienen ejes sustancialmente paralelos al eje de rotación de la turbina, estando dichos rotores (7) Flettner dispuestos en un cuerpo rotativo de la turbina, teniendo la turbina un cilindro (6) interior situado entre los rotores (7) Flettner, girando dicho cilindro (6) interior en la dirección opuesta a la dirección de rotación de dicho cuerpo rotativo y rotores (7) Flettner, caracterizada porque el cilindro (6) está situado a una distancia de los rotores (7) de manera que su movimiento de rotación provoca un aumento de una diferencia de presión en los lados de los rotores (7), como resultado del efecto Magnus.

Turbina eólica de eje vertical con rotores Flettner El objeto de la presente invención es una turbina eólica de eje vertical (VAWT) que tiene un eje giratorio sustancialmente perpendicular a la dirección del viento, con rotores Flettner que tienen un eje giratorio sustancialmente paralelo al eje giratorio de la turbina, destinados a la generación de electricidad.

El término "rotor Flettner" ha de entenderse aquí como un cilindro giratorio que utiliza un efecto Magnus. El efecto Magnus provoca la formación de un empuje ascensional que actúa sobre un cilindro giratorio cuando se encuentra en una corriente de aire, actuando dicho empuje ascensional perpendicularmente a la dirección de esta corriente.

A partir de una publicación DE102005001235A1 se conoce una turbina de viento de eje horizontal (HAWT) que tiene un eje giratorio sustancialmente paralelo a la dirección del viento, con rotores Flettner, a saber, un molino de viento Flettner. Generada por el rotor una fuerza orientada perpendicularmente a la dirección del viento y al eje del rotor como resultado de la diferencia de presión en los lados del rotor (efecto Magnus) es conocida y utilizada en la técnica, principalmente para conducir barcos.

También se conoce a partir de la publicación WO2007/076825 una VAWT con rotores Flettner, que en el lado de sotavento de la turbina giran en dirección diferente que en el lado de barlovento.

Hay otras soluciones similares también conocidas, en las que los rotores Flettner no giran en el lado de sotavento o son cubiertos luego por elementos de cubierta especial, que se mueven en carretillas especiales (publicación DE000004033078A1) o donde un mecanismo especial gira los rotores 180° (según la publicación DE102010026706A1) .

Otra solución conocida a partir de la publicación DE 102010008061 A1 (US2011/0198857A1) comprende rotores móviles a lo largo de un plano inclinado con respecto a la línea horizontal y que regresan en el lado de sotavento en cojinetes unidos a una correa dentada. Un movimiento giratorio de los rotores es proporcionado por una correa dentada que no se mueve, sobre la que ruedan los engranajes montados en los ejes de los rotores.

Hay turbinas de viento se conocen también con rotores Flettner de ejes sustancialmente paralelos al eje giratorio de la turbina, dispuestas dentro de un cuerpo giratorio de la turbina, teniendo dichas turbinas un cilindro interior dispuesto entre rotores Flettner, en el que dicho cilindro interior gira en la dirección opuesta a la dirección de la rotación de dicho cuerpo rotativo. Sin embargo, en estas turbinas el cilindro interior actúa como un soporte, y la distancia entre el cilindro interior y los rotores Flettner es relativamente grande, por lo tanto, la rotación del cilindro interior no afecta a la diferencia de presión en los lados de los rotores. Las turbinas de este tipo se conocen a partir de las publicaciones JP2008175070, WO2007076825, BE898634 y GB 2471272 A.

Sería aconsejable mejorar aún más la construcción de turbinas de viento con el uso de rotores Flettner.

Una turbina eólica, de acuerdo con la invención, consiste en un cuerpo giratorio, en la circunferencia del cual se encuentran dichos rotores Flettner, un cilindro central colocado en el centro, muy cerca de los rotores, que giran sustancialmente en la dirección opuesta, y una base (una torre) con eje vertical, proporcionando soporte en cojinetes para el cuerpo giratorio y el cilindro central. El cilindro central gira durante la operación en la dirección opuesta a la dirección de giro del cuerpo giratorio. La base comprende una rueda estacionaria que controla los rotores Flettner y engranajes de accionamiento del cilindro central y de dichos engranajes, así como un generador con un engranaje y los componentes de un sistema eléctrico y otros medios de control. El término "rueda estacionaria" se entiende aquí como una rueda que no gira durante la operación de la turbina y que es accionada (rotativa) sólo durante la puesta en marcha. La dirección del viento no afecta la operación de la turbina.

Según la invención, una turbina eólica de un tipo VAWT (turbina de eje vertical) que tiene un eje giratorio sustancialmente perpendicular a la dirección del viento, con rotores Flettner que tienen ejes sustancialmente paralelos al eje giratorio de la turbina, estando dichos rotores Flettner dispuestos en un cuerpo giratorio de la turbina, teniendo la turbina un cilindro interior situado entre los rotores Flettner, rotando dicho cilindro interior en la dirección opuesta a la dirección de giro de dicho cuerpo rotativo y de los rotores Flettner, y se caracterizada porque el cilindro está situado a una distancia de los rotores de tal manera que su movimiento giratorio provoca un aumento de una diferencia de presión en los lados de los rotores, como resultado del efecto Magnus.

Preferentemente, una distancia (A) entre las superficies del rotor y del cilindro interior en una línea (z) que conecta perpendicularmente sus ejes giratorios proporciona un flujo de aire no laminar entre las superficies del rotor y del cilindro en la línea (z) durante el movimiento del rotor a partir de una línea tangente a la dirección del viento (t) a una línea perpendicular a la dirección del viento (p) , en el que las líneas (t) y (p) cruzan el eje giratorio del cuerpo giratorio.

Preferentemente, la distancia preferentemente (A) es igual de 0, 005 a 0, 05 del diámetro del rotor.

Preferentemente, el cilindro interior tiene aberturas cubiertas por solapas ligeras, que se pueden abrir hacia el interior del cilindro en el momento de moverse a través de una zona de mayor presión por la superficie del cilindro.

Preferentemente, el cilindro interior gira con la velocidad seleccionada de tal manera que su velocidad circunferencial es sustancialmente igual a la velocidad circunferencial de los rotores Flettner.

Preferentemente, en la base se encuentra una rueda estacionaria sustancialmente sin movimiento que tiene un eje giratorio común con el cuerpo giratorio, que controla los engranajes de la unidad de los rotores Flettner y del cilindro interior.

Preferentemente, cada uno de los rotores Flettner es impulsado -a través de una transmisión -por una rueda estacionaria, utilizando su movimiento aparente con respecto al cuerpo giratorio.

Preferentemente, el cilindro interior es impulsado -a través de una transmisión -por una rueda estacionaria, utilizando su movimiento aparente con respecto al cuerpo giratorio.

Preferentemente, la turbina se pone en marcha mediante la inducción giratorio del cilindro interior.

Preferentemente, la turbina se pone en marcha mediante la inducción giratorio de la rueda estacionaria.

La solución según la invención debe permitir el uso eficiente de la energía eólica, así como una amenaza menor para las aves y menos ruido que los dispositivos convencionales que sirven este propósito. Una serie densamente dispuesta de dispositivos según la invención puede formar un escudo eficaz de protección contra el viento desde una dirección constante (hasta un cierto punto) .

El objeto de la invención en ejemplos de realización se muestra en un dibujo, en los cuales:

La figura 1 muestra una disposición esquemática de componentes de la turbina, La figura 2 muestra una disposición de accionamiento para elementos giratorio presentes en esta realización, La figura 3 muestra una ubicación ejemplar de los componentes de accionamiento con respecto al cuerpo giratorio y la base, La figura 4 muestra una vista esquemática desde arriba del cuerpo giratorio, La figura 5 muestra un flujo ejemplar del aire entre uno de los rotores y el cilindro central.

En la figura 1 un cuerpo giratorio de la turbina, montado sobre una base (torre) 1, se compone de sustancialmente dos discos: uno inferior 2 y uno superior 3 (que se ha demostrado como translúcido para mejorar la legibilidad del dibujo) . Los discos 2, 3 están conectados por un árbol en forma de un tubo 4, estando dicho árbol 4 soportado en cojinetes en la parte inferior y en la parte superior sobre un eje 5, estando dicho eje 5 unido de forma no móvil a la base. El eje 5 sustancialmente no requiere un soporte en su extremo superior -otras soluciones también son posibles.

Dentro del cuerpo giratorio hay un cilindro 6 central y, por ejemplo, seis rotores Flettner 7 de ejes apoyados en cojinetes en los discos 2, 3. Los rotores 7 están situados en la periferia del cuerpo rotatorio de manera uniforme, a una distancia adecuada entre sí, proporcionando la creación sin perturbaciones de capas de aire que se mueven por la superficie de los rotores 7.

El eje del cuerpo giratorio de la turbina se fija verticalmente, y... [Seguir leyendo]

1. Una turbina eólica de un tipo VAWT (turbina eólica de eje vertical) que tiene un eje de rotación sustancialmente perpendicular a la dirección del viento, con rotores (7) Flettner que tienen ejes sustancialmente paralelos al eje de rotación de la turbina, estando dichos rotores (7) Flettner dispuestos en un cuerpo rotativo de la turbina, teniendo la turbina un cilindro (6) interior situado entre los rotores (7) Flettner, girando dicho cilindro (6) interior en la dirección opuesta a la dirección de rotación de dicho cuerpo rotativo y rotores (7) Flettner, caracterizada porque el cilindro (6) está situado a una distancia de los rotores (7) de manera que su movimiento de rotación provoca un aumento de una diferencia de presión en los lados de los rotores (7) , como resultado del efecto Magnus.

2. La turbina eólica según la reivindicación 1, en la que una distancia (A) entre las superficies del rotor (7) y del cilindro (6) interior en una línea (z) que conecta perpendicularmente sus ejes de rotación asegura un flujo de aire no laminar entre las superficies del rotor (7) y del cilindro (6) en la línea (z) durante el movimiento del rotor (7) a partir de una línea tangente a la dirección del viento (t) a una línea perpendicular a la dirección del viento (p) , en el que las líneas (t) y (p) cruzan el eje de rotación del cuerpo rotativo.

3. La turbina según la reivindicación 2, en la que la distancia (A) es igual preferentemente de 0, 005 a 0, 05 del diámetro del rotor.

4. La turbina eólica según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en la que el cilindro (6) interior tiene aberturas cubiertas por aletas ligeras, que se pueden abrir hacia el interior del cilindro en el momento de moverse a través de una zona de mayor presión por la superficie del cilindro (6) .

5. La turbina eólica según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en la que el cilindro (6) interior gira con la velocidad seleccionada de tal manera que su velocidad circunferencial es sustancialmente igual a la velocidad circunferencial de los rotores (7) Flettner.

6. La turbina eólica según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en la que en su base se encuentra una rueda (8) estacionaria sustancialmente no en movimiento que tiene un eje de rotación común con el cuerpo rotativo, que controla los engranajes de la unidad de accionamiento de los rotores (7) Flettner y del cilindro (6) interior.

7. La turbina eólica según la reivindicación 6, en la que cada uno de los rotores (7) Flettner es accionado -a través de una transmisión -por una rueda (8) estacionaria, utilizando su movimiento aparente con respecto al cuerpo rotativo.

8. La turbina eólica según la reivindicación 6, en la que el cilindro (6) interior es accionado -a través de una transmisión -por una rueda (8) estacionaria, utilizando su movimiento aparente con respecto al cuerpo rotativo.

9. La turbina eólica según la reivindicación 6, en la que la turbina se pone en marcha mediante la inducción de la rotación del cilindro (6) interior.

10. La turbina eólica según la reivindicación 6, en el que la turbina se pone en marcha mediante la inducción de la rotación de la rueda (8) estacionaria.