ES2408280B1

ES2408280B1 - Adjustable wind power concentrator

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Publication number: ES2408280B1
Application number: ES201132019A
Authority: ES
Inventors: José VALÍN ALONSO
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2011-12-15
Filing date: 2011-12-15
Publication date: 2014-05-23
Anticipated expiration: 2031-12-15
Also published as: ES2408280A1

Abstract

Concentrador de viento para aerogenerador eólico de eje horizontal, constituido por una corona (1) giratoria sobre su eje vertical, concéntrica con el círculo barrido por las palas (12) del citado aerogenerador y formada por una estructura soporte (8) anular de pequeño espesor (para reducir al mínimo los empujes del viento) y un recubrimiento consistente en una membrana (7) toroidal elástica en la cual pueden regularse su volumen y el efecto concentrador inducido sobre el viento incidente, mediante un sistema de hinchado de la misma. Dicho sistema permite reducir al mínimo los empujes del viento y el citado efecto concentrador, cuando la velocidad de aquél es alta -por deshinchado (Figs. 1 y 2) de la membrana elástica, que se ciñe al anillo estructural soporte de pequeño espesor- o, por el contrario y en situación de vientos débiles, permite incrementar el efecto de concentración del viento incidente sobre las palas, mediante el aumento del volumen de la citada membrana toroidal por hinchado (Figs. 3 y 4) de la misma.Wind concentrator for wind turbine with horizontal axis, consisting of a crown (1) rotating on its vertical axis, concentric with the circle swept by the blades (12) of said wind turbine and formed by an annular support structure (8) of small thickness (to minimize the thrust of the wind) and a coating consisting of an elastic toroidal membrane (7) in which its volume and the induced effect on the incident wind can be regulated, by means of a swelling system thereof. Said system allows to minimize wind thrust and the aforementioned concentrating effect, when the speed of the latter is high - due to deflation (Figs. 1 and 2) of the elastic membrane, which is attached to the structural support ring of small thickness- or , on the contrary and in a situation of weak winds, it allows to increase the effect of concentration of the incident wind on the blades, by increasing the volume of the aforementioned toroidal membrane by inflation (Figs. 3 and 4) thereof.

Description

ADJUSTABLE WIND ENERGY CONCENTRATOR Object of the invention:

La energía eólica producida por aerogeneradores de eje horizontal, viene configurándose como una de las fuentes de energía renovable con mayor crecimiento en los últimos años. Wind energy produced by horizontal axis wind turbines has been configured as one of the fastest growing renewable energy sources in recent years.

Es de gran interés, por tanto, que los equipos puedan disponer durante el mayor número de horas al año, de una velocidad de viento suficiente para permitir su funcionamiento con alto nivel de producción, lo que de forma natural solo se consigue durante cerca de 3.000 horas anuales. It is of great interest, therefore, that the teams can have a sufficient wind speed for the greatest number of hours per year to allow operation with a high level of production, which is naturally only achieved for about 3,000 annual hours

Una de las posibilidades de incrementar la velocidad del viento que incide sobre los equipos consiste en disponer de una corona que, rodeando el círculo barrido por las palas giratorias del aerogenerador, concentre sobre el mismo, el viento circundante. One of the possibilities of increasing the wind speed that affects the equipment is to have a crown that, surrounding the circle swept by the rotating blades of the wind turbine, concentrates on it, the surrounding wind.

El efecto de esa concentración del viento sobre la potencia eólica disponible es muy alto, ya que ésta crece en proporción al cubo de la velocidad del viento incidente. The effect of this wind concentration on the available wind power is very high, since it grows in proportion to the cube of the incident wind speed.

No obstante, los dispositivos de concentración deben hacer frente a los siguientes condicionantes: However, concentration devices must cope with the following conditions:

! !: Gran empuje del viento sobre la corona de concentración en momentos de temporal con alta velocidad, lo que obliga a un dimensionamiento extraordinario de las estructuras resistentes. Great thrust of the wind on the concentration crown in times of storm with high speed, which forces an extraordinary dimensioning of the resistant structures.

! !: Obligación, por razones de seguridad mecánica, de parar los aerogeneradores al superarse cierta velocidad del viento incidente, lo que obliga a incrementar el tiempo de parada en los equipos dotados de concentrador o a sobredimensionar la resistencia de los elementos Obligation, for reasons of mechanical safety, of stopping the wind turbines when a certain speed of the incident wind is exceeded, which obliges to increase the downtime in the equipment equipped with a concentrator or to oversize the resistance of the elements

mecánicos frente a las vibraciones y perturbaciones producidas por la excesiva velocidad. mechanical against vibrations and disturbances caused by excessive speed.

Por otra parte, la distribución temporal de la energía eólica generada –con grandes puntas, ya que crece exponencialmente con el cubo de la velocidad-dificulta su gestión para adecuarla al consumo. Efecto de punta potenciado por la disposición de concentradores de viento. On the other hand, the temporal distribution of the generated wind energy - with great points, since it grows exponentially with the speed cube - makes its management difficult to adapt to consumption. Tip effect enhanced by the arrangement of wind concentrators.

La presente invención se orienta a dar respuesta a los problemas señalados en el comportamiento de los aerogeneradores dotados de concentrador, así como las dificultades de gestión de puntas de la energía eólica, mediante la disposición de concentradores de geometría variable, cuyo volumen y superficie de concentración del viento pueda regularse, adecuando el efecto concentrador al viento disponible, permitiendo una mayor regularidad de la producción con mayor número de horas de funcionamiento con alta producción y reduciendo los efectos indeseables sobre la estructura soporte y los elementos mecánicos en las situaciones de alta velocidad del viento circulante. The present invention aims to respond to the problems indicated in the behavior of wind turbines equipped with concentrators, as well as the difficulties of managing wind power tips, by means of the arrangement of variable geometry concentrators, whose volume and concentration surface of the wind can be regulated, adapting the concentrating effect to the available wind, allowing greater regularity of production with greater number of hours of operation with high production and reducing undesirable effects on the support structure and mechanical elements in high-speed situations of circulating wind

Background of the invention:

La concentración del viento alrededor de un móvil formado por palas que giran sobre un eje horizontal es un efecto conocido mucho antes de su uso tecnológico para la generación energética: Así, los conocidos juguetes infantiles del “molinillo” sujeto a una varilla, solían disponer alrededor de las aspas de un aro cónico que concentraba el viento, intensificando la velocidad de giro de aquellas. The concentration of the wind around a mobile formed by blades that rotate on a horizontal axis is a known effect long before its technological use for energy generation: Thus, the well-known children's toys of the “grinder” attached to a rod, used to have around of the blades of a conical ring that concentrated the wind, intensifying the speed of rotation of those.

Ya con el objetivo de generación eléctrica, se han posicionado en el mercado en los últimos seis años, equipos de pequeño tamaño que incorporan una carcasa tubular exterior con efecto concentrador por el mayor diámetro de la sección tubular en el plano de entrada de aire respecto al plano de garganta en el que se ubican las palas motrices instaladas dentro de la carcasa. Already with the objective of electricity generation, small equipment has been placed on the market in the last six years, incorporating an outer tubular casing with a concentrating effect due to the larger diameter of the tubular section in the air intake plane with respect to the throat plane in which the driving blades installed inside the housing are located.

Más recientemente en la Exhibición Internacional de Energías Renovables de Yokohama del año 2010, se mostró un proyecto de generación eólica marina basado en las denominadas “lentes del viento”, concentradores conformados como coronas de volumen tórico en cuya garganta interna se disponen las palas giratorias y el generador. El conjunto se anclaría directamente a la plataforma flotante a fin de evitar los esfuerzos originados por temporales de viento fuerte sobre soportes elevados del conjunto concentrador-aerogenerador. More recently in the International Exhibition of Renewable Energies of Yokohama of the year 2010, a project of marine wind generation was shown based on the so-called “wind lenses”, concentrators formed as crowns of toric volume in whose internal throat the rotating blades are arranged and the generator The assembly would be anchored directly to the floating platform in order to avoid the efforts caused by strong wind storms on high supports of the concentrator-wind turbine assembly.

Description of the invention:

El sistema propuesto en la siguiente invención comprende los siguientes elementos esenciales: The system proposed in the following invention comprises the following essential elements:

! Un concentrador de viento propiamente dicho formado por una corona ! A wind concentrator itself formed by a crown

o anillo de revolución realizada con una membrana elástica hinchable, con volumen y superficie variables y regulables, colocada alrededor del círculo barrido por las palas de un generador eólico de eje horizontal. or revolution ring made with an inflatable elastic membrane, with variable and adjustable volume and surface, placed around the circle swept by the blades of a horizontal axis wind generator.

! Una estructura soporte de la membrana elástica citada con forma de anillo vertical de gran anchura y pequeño espesor – a fin de ofrecer escasa resistencia al viento incidente-con capacidad de giro sobre su eje vertical siguiendo la dirección del viento. La membrana elástica, que envuelve a esta estructura anular se ancla o sujeta a la misma a lo largo de una de sus circunferencias extremas. ! A support structure of the elastic membrane cited in the form of a vertical ring of great width and small thickness - in order to offer low resistance to the incident wind - with the ability to rotate on its vertical axis following the direction of the wind. The elastic membrane, which surrounds this annular structure is anchored or attached to it along one of its extreme circumferences.

! Un sistema de hinchado regulable de la membrana elástica, que permite ensanchar o reducir el volumen de la corona formada por la misma, regulando así el efecto de concentración del viento que incide sobre aquella y la velocidad del mismo en la garganta en cuyo plano se ubican las palas del generador. ! An adjustable inflation system of the elastic membrane, which allows to widen or reduce the volume of the crown formed by it, thus regulating the effect of wind concentration that affects it and the speed of the wind in the throat in whose plane they are located The generator blades.

El sistema permite que cuando el viento circulante sea de velocidad igual o superior a la de la potencia nominal del aerogenerador, la membrana elástica deshinchada se ciña y apriete alrededor de la estructura soporte, adoptando su forma anular de pequeño espesor, con efecto de concentración prácticamente nulo y con escasa resistencia al viento. The system allows when the circulating wind is of a speed equal to or greater than that of the nominal power of the wind turbine, the deflated elastic membrane is girded and tightened around the support structure, adopting its annular shape of small thickness, with practically concentration effect null and with little wind resistance.

Por contra cuando el viento reduce su velocidad por debajo de la potencia nominal, la membrana se hinchará aumentando su tamaño, configurando una corona de volumen toroidal* y estrechando su garganta, obligando al viento que la atraviesa a incrementar su velocidad, aumentando el efecto de concentración y la potencia eólica disponible. En esta situación, aunque la superficie enfrentada al viento es muy grande, los empujes sobre la estructura soporte serán moderados debido a la velocidad media On the other hand, when the wind reduces its speed below the nominal power, the membrane will swell increasing its size, setting a crown of toroidal volume * and narrowing its throat, forcing the wind through it to increase its speed, increasing the effect of concentration and wind power available. In this situation, although the surface facing the wind is very large, the thrusts on the support structure will be moderate due to the average speed

o baja del viento incidente. or low incident wind.

En la parte interna de la corona toroidal (zona de concentración) se configura una conducción tipo Ventury con aumento de velocidad en la garganta y recuperación de la presión en la salida. Por su parte, el área externa o periférica de la corona toroidal cumple la misión de frenar el viento incidente provocando una sobrepresión en el plano de entrada que es la que compensa las pérdidas de energía generadas por las turbulencias y el incremento de velocidad de la garganta. In the internal part of the toroidal crown (concentration zone), a Ventury-type conduit is configured with increased throat velocity and pressure recovery at the outlet. For its part, the external or peripheral area of the toroidal crown fulfills the mission of curbing the incident wind causing an overpressure in the input plane which is the one that compensates for the energy losses generated by the turbulence and the increase in throat speed .

*Toroidal: anillo tórico de revolución pero de sección no circular. * Toroidal: O-ring of revolution but of non-circular section.

Description of the drawings:

Para complementar la descripción que se realiza, se acompaña a la presente memoria descriptiva un juego de dibujos en los que, con carácter ilustrativo y no limitativo se ha representado lo siguiente: To complement the description that is made, a set of drawings is attached to the present specification in which, for illustrative and non-limiting purposes, the following has been represented:

Fig.1: Alzado frontal esquemático del concentrador deshinchado. Fig.2: Sección vertical (ZZ´) del concentrador deshinchado de la Fig. 1. Fig.3: Alzado frontal esquemático del concentrador hinchado. Fig.4: Sección vertical (ZZ´) del concentrador hinchado de la Fig.3. Fig.5: Detalle esquemático de una porción del anillo estructural. Vista superior. Fig. 6: Detalle esquemático de una porción del anillo estructural. Sección frontal YY´ de Fig. 1: Schematic front elevation of the deflated concentrator. Fig. 2: Vertical section (ZZ´) of the deflated concentrator of Fig. 1. Fig. 3: Schematic front elevation of the swollen concentrator. Fig. 4: Vertical section (ZZ´) of the swollen concentrator of Fig. 3. Fig. 5: Schematic detail of a portion of the structural ring. Top view. Fig. 6: Schematic detail of a portion of the structural ring. YY´ front section of

la Fig.5. Fig.7: Detalle esquemático de una porción del anillo estructural. Corresponde a la sección AA´ de la Fig. 6. Fig.8: Detalle esquemático del sistema giratorio del concentrador, apoyado sobre la torre soporte. Sección vertical. Fig.9: Detalle esquemático del sistema giratorio del concentrador. Sección horizontal de la Fig.8 por el plano del eje de las ruedas. Las referencias en el texto a los detalles de los dibujos, se muestran entre paréntesis. Fig. 5. Fig. 7: Schematic detail of a portion of the structural ring. Corresponds to section AA 'of Fig. 6. Fig. 8: Schematic detail of the rotating system of the concentrator, resting on the support tower. Vertical section. Fig. 9: Schematic detail of the rotating system of the concentrator. Horizontal section of Fig. 8 along the plane of the wheel axle. References in the text to the details of the drawings are shown in parentheses.

Preferred embodiment of the invention:

Se describe a continuación la realización preferente de la invención, correspondiente a un concentrador aplicado a un aerogenerador de 2Mw con un diámetro (5) de sus palas motrices estimado en 87,5 m. y una altura (4) de la torre vertical (11) soporte de 100 m. contados desde el eje de giro de las palas hasta la cimentación. The preferred embodiment of the invention, corresponding to a concentrator applied to a 2Mw wind turbine with a diameter (5) of its driving blades estimated at 87.5 m, is described below. and a height (4) of the vertical tower (11) support of 100 m. counted from the axis of rotation of the blades to the foundation.

De acuerdo con la descripción de la invención el concentrador consiste básicamente en una corona toroidal elástica hinchable anclada a una estructura ligera en forma de aro vertical con capacidad de giro alrededor de su eje vertical para orientarse frente al viento. According to the description of the invention, the concentrator basically consists of an inflatable elastic toroidal crown anchored to a light vertical ring-shaped structure with the ability to rotate around its vertical axis to face the wind.

Los elementos que integran el conjunto se detallan a continuación: The elements that make up the set are detailed below:

! Membrana elástica del Concentrador (7): se trata de una lámina de caucho sintético de 5 mm. de espesor de forma toroidal que, en situación de reposo (sin hinchar), se configura como un anillo con diámetro medio (13) de 123 m. y con una sección lanceolada cuyo perímetro es de 56 m. En la situación de reposo citada, la membrana se ciñe – apretándose por la tensión elástica-al contorno anular de una estructura ligera interior, a la cual se ancla a lo largo de una de sus circunferencias laterales. ! Elastic Concentrator Membrane (7): it is a 5 mm synthetic rubber sheet. Thick in a toroidal shape that, in a situation of rest (without swelling), is configured as a ring with an average diameter (13) of 123 m. and with a lanceolate section whose perimeter is 56 m. In the aforementioned resting situation, the membrane is fitted - tightened by the elastic tension - to the annular contour of an interior light structure, to which it is anchored along one of its lateral circumferences.

! Estructura anular soporte de la membrana (8): se trata de una estructura nervada ejecutada en fibra de vidrio y poliéster, cuyo contorno tiene forma de anillo vertical de 123 m. de diámetro (13) en el círculo directriz central y cuya sección tiene forma lanceolada de 28 m. de ancho (30) y 5,5 m. de canto (2) en su zona central. ! Annular membrane support structure (8): it is a ribbed structure executed in fiberglass and polyester, whose contour is in the form of a 123 m vertical ring. in diameter (13) in the central guide circle and whose section has a lanceolate shape of 28 m. wide (30) and 5.5 m. of song (2) in its central zone.

Dicha estructura anular puede girar sobre su eje vertical. Los componentes principales de dicha estructura son: 7 nervaduras circunferenciales (21) arriostradas por elementos oblicuos (22), a las mismas formando sobre la superficie anular una malla triangulada compuesta por unidades de 20 m. de base (24) en el sentido circunferencial y 4,5 m. de altura (23) en el sentido de la anchura del anillo. Said annular structure can rotate on its vertical axis. The main components of said structure are: 7 circumferential ribs (21) braced by oblique elements (22), forming a triangulated mesh on the annular surface consisting of 20 m units. base (24) in the circumferential direction and 4.5 m. height (23) in the sense of the width of the ring.

El canto de dichas nervaduras – que salvo las dos laterales extremas se prevén como vigas con sección en forma de I de alma alveolada (Fig.6 y 7)-se adecúa a las dimensiones de la sección lanceolada del anillo con un máximo de 5,5 m. para la nervadura central (2). The edge of these ribs - which, except for the two extreme sides, are provided as beams with an I-shaped section with a honeycomb core (Fig. 6 and 7) - adapts to the dimensions of the lanceolate section of the ring with a maximum of 5, 5m. for the central rib (2).

! Apoyo giratorio de la estructura anular y de la membrana elástica que la contiene: Se sitúa en el casquete inferior del anillo y consta de un cilindro vertical hueco (25) de 11m. de diámetro (26), concéntrico con el eje vertical de aquel, que atraviesa la base del mismo anclándose a sus nervaduras y en cuyo interior se instalan 20 ruedas verticales (27) que se desplazan sobre carriles horizontales circulares (28) de 10 m. de diámetro anclados a la torre vertical (10) que soporta el conjunto. ! Rotating support of the annular structure and the elastic membrane that contains it: It is located in the lower cap of the ring and consists of a hollow vertical cylinder (25) of 11m. in diameter (26), concentric with its vertical axis, which crosses the base of the same anchoring to its ribs and inside which 20 vertical wheels (27) that move on circular horizontal rails (28) of 10 m are installed. in diameter anchored to the vertical tower (10) that supports the assembly.

Las ruedas, metálicas como el carril, disponen de equipos motrices oleo-hidráulicos comandados por la señal eléctrica de la dirección del viento exterior, para desplazarse orientando el conjunto frente al mismo. Dichos equipos se prevén con 1 cv. de potencia y 5 r.p.m. de salida. The wheels, metallic like the rail, have oleo-hydraulic driving equipment commanded by the electrical signal of the direction of the external wind, to move orienting the assembly in front of it. These teams are provided with 1 hp. of power and 5 r.p.m. output

! Torre soporte del conjunto (10): Es de 38,5 m. de altura (3)) (contada desde la cimentación hasta el plano medio de la base del anillo giratorio) y de perfil troncocónico hueco, con 6 m. de diámetro superior y 7,5 inferior ejecutado en el mismo material que el anillo estructural y con 1,5 cm. de espesor. ! Support tower of the complex (10): It is 38.5 m. height (3)) (counted from the foundation to the mid-plane of the base of the rotating ring) and with a hollow conical profile, with 6 m. of superior diameter and 7.5 inferior executed in the same material as the structural ring and with 1.5 cm. of thickness.

En su zona superior dispone de un cabezal (Fig. 8 y Fig.9) formado por nervaduras o cartelas que soportan los carriles (28) de 10 m. de In its upper area it has a head (Fig. 8 and Fig. 9) formed by ribs or brackets that support the rails (28) of 10 m. from

diámetro, mencionados con anterioridad. Dicho cabezal se encuentra diameter, mentioned above. Said head is

dentro del cilindro vertical hueco citado en el punto anterior. inside the hollow vertical cylinder mentioned in the previous point.

! Sistema de hinchado de la membrana elástica concentradora del viento: ! System of swelling of the wind concentrating elastic membrane:

Consta de un compresor centrífugo con capacidad para impulsar 316 m3 /seg del aire exterior al interior de la membrana toroidal en la que la presión máxima es de 50 cm.c.a (0,05 k/cm2). It consists of a centrifugal compressor capable of driving 316 m3 / sec of the outside air into the toroidal membrane in which the maximum pressure is 50 cm.c.a (0.05 k / cm2).

El equipo, dotado con motor de 7,5 cv. e instalado en posición vertical sobre la pared del cilindro giratorio del sistema de apoyo del concentrador, permite hinchar la membrana en 45 minutos contados desde la situación inicial, ceñida a la estructura anular, hasta la de máximo volumen. The equipment, equipped with 7.5 hp engine. and installed vertically on the wall of the rotating cylinder of the support system of the concentrator, it allows the membrane to swell in 45 minutes from the initial situation, attached to the annular structure, to the maximum volume.

En esta última situación adquirirá su forma tórica de sección ovoidal con una anchura (14) de 40 m. medida sobre su eje horizontal y una altura (18) de 32 m. medida en dirección radial respecto al centro del anillo concentrador. Dicha sección ovoidal no es simétrica respecto a su eje horizontal debido a que al hincharse la membrana toroidal disminuye el radio (17) de la directriz interior del toro en la garganta, mientras que aumenta el radio (16)) de la directriz exterior periférica; ello genera una asimetría en las tensiones de la membrana para el mismo desplazamiento radial de las fibras de aquella, con mayor tensión circunferencial en las fibras periféricas que en las de la garganta. In the latter situation, it will acquire its O-shaped o-shaped section with a width (14) of 40 m. measured on its horizontal axis and a height (18) of 32 m. measured in radial direction with respect to the center of the concentrator ring. Said ovoidal section is not symmetrical with respect to its horizontal axis because the swelling of the toroidal membrane decreases the radius (17) of the inner guideline of the bull in the throat, while increasing the radius (16)) of the peripheral outer directrix; this generates an asymmetry in the tensions of the membrane for the same radial displacement of the fibers thereof, with greater circumferential tension in the peripheral fibers than in those of the throat.

Así, la sección ovoidal de la membrana se ensancha más hacia el interior -17,75 m. de separación (20) respecto a la directriz central del anillo -que hacia el área periférica o exterior en que se separa tan solo 14 m. (19) respecto a la citada directriz central. Por tal razón la corona de concentración del viento conformada por la membrana se configura en la zona interior del volumen toroidal como un hiperboloide de revolución de 40 m. de longitud cuyo eje es el mismo que el de giro de las palas del aerogenerador y cuyo radio máximo de concentración (15) en la zona de entrada del aire será de 61,5 m., equivalente al radio medio del anillo estructural. Thus, the ovoidal section of the membrane widens further inward -17.75 m. of separation (20) with respect to the central guideline of the ring -which towards the peripheral or outer area in which only 14 m is separated. (19) with respect to the aforementioned central guideline. For this reason, the wind concentration crown formed by the membrane is configured in the inner zone of the toroidal volume as a 40 m revolution hyperboloid. in length whose axis is the same as the rotation of the wind turbine blades and whose maximum concentration radius (15) in the air inlet zone will be 61.5 m., equivalent to the average radius of the structural ring.

En el plano de garganta o estrechamiento del toro, el radio (17) será de 43,75 m., que es el mismo radio del punto extremo de las palas del aerogenerador. In the throat plane or narrowing of the bull, the radius (17) will be 43.75 m., Which is the same radius of the end point of the wind turbine blades.

El conjunto descrito puede instalarse, bien sobre un aerogenerador preexistente -cuya torre soporte (11) sería interior, concéntrica e independiente del conjunto descrito-o bien, en un nuevo generador diseñado contando desde su montaje inicial con la incorporación del concentrador. En este último caso, la torre soporte del concentrador y su sistema giratorio de disposición frente al viento son comunes con el del propio aerogenerador a instalar, que no precisará del sistema giratorio convencional específico en su cabezal superior. The described set can be installed, either on a pre-existing wind turbine - whose support tower (11) would be internal, concentric and independent of the described set - or, in a new generator designed counting from its initial assembly with the incorporation of the concentrator. In the latter case, the concentrator support tower and its rotating wind-disposal system are common with that of the wind turbine itself to be installed, which will not require the specific conventional rotating system in its upper head.

En esta disposición, la torre vertical del nuevo aerogenerador, por encima de dicho sistema giratorio, se anclará al anillo estructural del concentrador y girará frente al viento solidariamente con el mismo. In this arrangement, the vertical tower of the new wind turbine, above said rotating system, will be anchored to the structural ring of the concentrator and rotate against the wind in solidarity with it.

Una vez descrita suficientemente la naturaleza de la invención, así como un ejemplo de realización preferente, se hace constar a los efectos oportunos que los materiales, forma, tamaño y disposición de los elementos descritos podrán ser modificados, siempre y cuando ello no suponga una alteración de las características Once the nature of the invention has been sufficiently described, as well as a preferred embodiment, it is stated for the appropriate purposes that the materials, shape, size and arrangement of the described elements may be modified, provided that this does not imply an alteration. of the characteristics

10 esenciales de la invención que se reivindican a continuación. 10 of the invention that are claimed below.

Claims

1. one.: Concentrador de viento para los generadores eólicos de palas giratorias sobre eje horizontal, del tipo de los configurados por una corona con volumen tórico (1), concéntrica con dicho eje y dispuesta alrededor del círculo barrido por las palas (12) para incrementar la velocidad del viento incidente sobre las mismas, caracterizado porque la superficie exterior de dicho concentrador es de geometría variable y está constituida por una membrana (7) toroidal elástica e hinchable mediante un compresor, lo que permite la regulación de las dimensiones de la sección del concentrador toroidal y del efecto concentrador sobre el viento incidente. Wind concentrator for wind generators with rotating blades on a horizontal axis, of the type configured by a crown with toric volume (1), concentric with said axis and arranged around the circle swept by the blades (12) to increase the speed of the incident wind on them, characterized in that the outer surface of said concentrator is of variable geometry and is constituted by an elastic and inflatable toroidal membrane (7) by means of a compressor, which allows the regulation of the dimensions of the section of the toroidal concentrator and of the concentrating effect on the incident wind.

2. 2.: Concentrador de viento según la reivindicación 1. caracterizado porque la membrana (7) toroidal elástica se ancla y sujeta a una estructura soporte configurada como un anillo interior (8) a la membrana, que puede girar alrededor del eje vertical del aerogenerador y cuya sección – a la que se ciñe la membrana cuando no está hinchada-es de forma lanceolada con gran anchura y pequeño grosor para reducir al mínimo los empujes eólicos en situación de vientos fuertes. Wind concentrator according to claim 1. characterized in that the elastic toroidal membrane (7) is anchored and attached to a support structure configured as an inner ring (8) to the membrane, which can rotate around the vertical axis of the wind turbine and whose section - to which the membrane is attached when it is not swollen - it is of a lanceolate shape with great width and small thickness to minimize wind thrusts in a situation of strong winds.

3. 3.: Concentrador de viento toroidal según la reivindicación 2. caracterizado porque se coloca dando servicio a un generador preexistente, incorporando un soporte vertical (10) complementario para el conjunto concentrador – independiente de la torre vertical del aerogenerador (11) previo-sobre el cual se apoya dicho conjunto, y que dispone de un sistema Toroidal wind concentrator according to claim 2. characterized in that it is placed serving a pre-existing generator, incorporating a complementary vertical support (10) for the concentrator assembly - independent of the vertical wind turbine tower (11) on which it rests. said set, and that has a system

(9) which allows its rotation around the vertical axis of the tower, with the ability to face the wind.

4. Four.: Concentrador de viento toroidal según la reivindicación 2. caracterizado porque se coloca vinculado a un aerogenerador de nueva construcción, con el cual comparte el soporte inferior y el sistema giratorio de orientación frente al viento, sobre los cuales se apoyan tanto el concentrador como el sistema de soporte superior del aerogenerador, que girarán solidariamente. Toroidal wind concentrator according to claim 2. characterized in that it is positioned linked to a newly built wind turbine, with which it shares the lower support and the rotating wind orientation system, on which both the concentrator and the system of support are supported upper wind turbine support, which will rotate in solidarity.

SPANISH OFFICE OF THE PATENTS AND BRAND

Application no .: 201132019

SPAIN

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REPORT ON THE STATE OF THE TECHNIQUE

51 Int. Cl.: F03D1 / 04 (2006.01)

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A TO: WO 2010005289 A2 (DONQI QUANDARY INNOVATIONS BV et al.) 14.01.2010, resumen; figuras. 1-4 WO 2010005289 A2 (DONQI QUANDARY INNOVATIONS BV et al.) 14.01.2010, summary; figures. 1-4

A TO: US 2007015452 A1 (CHEN SHIH H) 18.01.2007, resumen; figuras. 1-4 US 2007015452 A1 (CHEN SHIH H) 18.01.2007, summary; figures. 1-4

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Fecha de realización del informe 09.05.2013 Date of realization of the report 09.05.2013: Examinador M. A. López Carretero Página 1/4 Examiner M. A. López Carretero Page 1/4

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Date of Written Opinion: 09.05.2013

Statement

Novedad (Art. 6.1 LP 11/1986) Novelty (Art. 6.1 LP 11/1986): Reivindicaciones 1-4 Reivindicaciones SI NO Claims 1-4 Claims IF NOT

Actividad inventiva (Art. 8.1 LP11/1986) Inventive activity (Art. 8.1 LP11 / 1986): Reivindicaciones 1-4 Reivindicaciones SI NO Claims 1-4 Claims IF NOT

The application is considered to comply with the industrial application requirement. This requirement was evaluated during the formal and technical examination phase of the application (Article 31.2 Law 11/1986).

Opinion Base.-

This opinion has been made on the basis of the patent application as published.

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WRITTEN OPINION

Application number: 201132019

1. Documents considered.-

The documents belonging to the state of the art taken into consideration for the realization of this opinion are listed below.

Documento Document: Número Publicación o Identificación Fecha Publicación Publication or Identification Number publication date

D01 D01: EP 0045202 A1 (GILCHRIST TIMOTHY M) 03.02.1982 EP 0045202 A1 (GILCHRIST TIMOTHY M) 03.02.1982

D02 D02: WO 2010005289 A2 (DONQI QUANDARY INNOVATIONS BV et al.) 14.01.2010 WO 2010005289 A2 (DONQI QUANDARY INNOVATIONS BV et al.) 01/14/2010

D03 D03: US 2007015452 A1 (CHEN SHIH H) 18.01.2007 US 2007015452 A1 (CHEN SHIH H) 18.01.2007

2. Statement motivated according to articles 29.6 and 29.7 of the Regulations for the execution of Law 11/1986, of March 20, on Patents on novelty and inventive activity; quotes and explanations in support of this statement

The present patent application in its independent claim 1 claims a wind concentrator for horizontal axis wind generator, of the type configured by a crown with toric volume, concentric with said axis and arranged around the circle swept by the blades to increase the wind speed incident on them, characterized in that the outer surface of said concentrator is of variable geometry and is constituted by an elastic and inflatable toroidal membrane by means of a compressor, which allows the regulation of the dimensions of the section of the toroidal concentrator and of the concentrating effect on the incident wind. Document D01 shows a wind concentrator for inflatable horizontal axis wind turbines and arranged around the circle swept by the blades that however does not present the possibility of varying its geometry or therefore regulating the concentrating effect of the incident wind, by varying the concentrator section. Documents D02-D03 show different arrangements of concentrators for vertical axis wind turbines. The documents cited, therefore, show the general state of the art and are not considered of particular relevance, for which reason the invention can be considered new and implies inventive activity as required by Arts. 6.1 and 8.1 of Patent Law 11/86.

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