ES2709328T3 - Turbina de viento y edificio con dicha turbina de viento - Google Patents

Abstract

Turbina de viento (1) que comprende: - un rotor (2), dispuesto giratoriamente alrededor de un eje de rotación (3) de la turbina de viento (1) de 5 acuerdo con un movimiento rotativo alrededor del eje de rotación (3), que tiene una pluralidad de álabes (4) que están dispuestos en simetría central alrededor del eje de rotación (3), en donde los álabes (4) delimitan conductos de flujo de aire (11) y están dispuestos de manera que pueden impulsar el rotor (2) de acuerdo con el movimiento rotativo alrededor del eje de rotación (3) bajo el efecto del viento, y en donde los álabes (4) se extienden entre un primer extremo (13) y un segundo extremo (14), en donde el 10 primer extremo (13) está dispuesto solo a una distancia del eje de rotación (3) y el segundo extremo (14) está dispuesto más lejos del eje de rotación (3) que dicho primer extremo (13); - una cavidad (10) que se extiende entre los primeros extremos (13) de los álabes (4), en donde los conductos de flujo de aire (11) entre los álabes (4) desembocan; - una pluralidad de aspas (5), dispuesta alrededor del rotor (2) que delimita conductos de flujo de aire (12) 15 a fin de guiar el viento hacia los álabes (4) del rotor (2) y así impulsar el rotor (2) de acuerdo con el movimiento rotativo, en donde las aspas (5) se extienden entre un primer extremo (15) y un segundo extremo (16), donde el primer extremo (15) está dispuesto sustancialmente en la ubicación de los segundos extremos (14) de los álabes (4) y el segundo extremo (16) está dispuesto más alejado del eje de rotación (3) que el primer extremo (15), caracterizada porque cuando las aspas (5) y los álabes (4) están alineados entre sí, se unen entre sí en los segundos extremos (14) de los álabes (4) y los primeros extremos (15) de las aspas (5) en sustancialmente la misma curvatura sustancialmente de manera matemáticamente tangencial en un plano sustancialmente en ángulos rectos respecto al eje de rotación (3), porque la curvatura de los álabes (4), en la ubicación de sus primeros extremos (13), se extiende radialmente al eje de rotación (3) en este plano, y porque la curvatura de las aspas (5) en este plano se describe por una parte de una espiral sustancialmente logarítmica.

Description

DESCRIPCION

Turbina de viento y edificio con dicha turbina de viento.

La presente invencion se refiere a una turbina de viento de acuerdo con el preambulo de la primera reivindicacion. Dicha turbina de viento tambien se describe en US 2002/109358 A1. US 2002/109358 A1 describe una turbina de viento con un rotor y una pluralidad de aspas. El rotor esta giratoriamente dispuesto alrededor del eje de rotacion de la turbina de viento de acuerdo con un movimiento giratorio alrededor del eje de rotacion. Una pluralidad de alabes esta dispuesta en simetrfa central alrededor del eje de rotacion. Los alabes estan dispuestos de manera que pueden impulsar el rotor de acuerdo con el movimiento rotativo alrededor del eje de rotacion bajo el efecto del viento. Los alabes se extienden desde un extremo unicamente por una distancia desde el eje de rotacion y, por lo tanto, delimitan una cavidad que comprende el eje de rotacion. La turbina de viento tambien comprende una pluralidad de aspas. Las aspas estan dispuestas en simetrfa central alrededor del rotor hueco para guiar el viento hacia los alabes del rotor. El viento que es guiado hacia el rotor por las aspas impulsa el rotor hueco de acuerdo con el movimiento rotativo. Las aspas se extienden substancialmente desde los extremos de los alabes hasta un extremo de las aspas.

Otra turbina de viento de este tipo se describe en WO 2006/095369 A1.

Sin embargo, se ha descubierto que dichas turbinas de viento no son lo suficientemente eficientes.

Por lo tanto, un objetivo de la presente invencion es tambien proporcionar dicha turbina de viento con una eficiencia incrementada.

Esto se logra mediante una turbina de viento de este tipo que adicionalmente tiene las caracterfsticas tecnicas de la parte caracterizante de la primera reivindicacion.

Para este fin, cuando las aspas y los alabes estan alineados entre si, estos se fusionan entre si en sus extremos adyacentes substancialmente en la misma curvatura substancialmente tangencial matematicamente en un plano substancialmente a angulos rectos con respecto al eje de rotacion. Ademas, la curvatura de los alabes, en la ubicacion de sus primeros extremos, se extiende radialmente al eje de rotacion en este plano y la curvatura de las aspas en este plano es descrita por una parte de una espiral substancialmente logarftmica, tambien conocida como una “spira mirabilis”.

Una espiral logarftmica es una espiral que satisface sustancialmente la formula en coordenadas polares r = a exp(b ©) en donde r es el radio medido desde el origen, © es el angulo medido desde una media lmea con el punto ftmite en el origen y a y b son valores reales positivos aleatorios. El valor b tambien se refiere como el factor de crecimiento.

Debido a que las aspas y los alabes, cuando estan alineados entre sf, se fusionan entre sf en los extremos de los alabes substancialmente en la misma curvatura substancialmente de manera matematica en forma tangencial en un plano substancialmente a angulos rectos respecto al eje de rotacion, se ha descubierto que se puede lograr un flujo de viento laminar mas continuo y permanente en la direccion hacia los alabes del rotor. En dicho flujo, no se pierde energfa del viento debido, por ejemplo, a las turbulencias causadas, por ejemplo, por una transicion entre las aspas y los alabes en los extremos de los alabes la cual es completamente no tangencial matematicamente y/o no tiene la misma curvatura en absoluto.

En el contexto de la presente invencion, tangencial matematicamente significa que la primera derivada de la curva de los alabes y las aspas es constante en la transicion entre los alabes y las aspas en el plano substancialmente horizontal.

Ademas, se ha descubierto que, debido a la curvatura de las aspas en el plano substancialmente a angulos rectos al eje de rotacion descrito por un espiral substancialmente logarftmico, se puede lograr una mejora adicional de la laminaridad del flujo de viento hacia el rotor.

Aunque la velocidad del viento que impulsa el rotor puede ser incrementada al guiar el viento sobre las aspas, en cuyo caso las aspas se curvan en una manera en que las aspas comprimen un volumen de viento a una cierta velocidad en un volumen de viento mas pequeno a una mayor velocidad, se ha decubierto que dicho incremento de la velocidad del viento esta asociado con una perdida de laminaridad del viento, una vez mas teniendo como resultado una perdida de energfa por la turbulencia y con frecuencia la velocidad rotativa requerida del rotor ya no se puede alcanzar de nuevo.

Sin embargo, al utilizar las aspas y los alabes de acuerdo con la presente invencion, el inventor ha descubierto que las aspas hacen posible incrementar la velocidad del viento presente alrededor de la turbina de viento sin perturbar significativamente la laminaridad del viento, de manera que se vuelve posible todavfa incrementar la velocidad rotativa del rotor a las velocidades de viento que ocurren naturalmente. Si es necesario, las aspas pueden rotar alrededor del eje de rotacion del rotor con respecto al rotor dependiendo de la direccion del viento para hacer mejor uso de las velocidades del viento presentes.

Se ha descubierto que, utilizando la turbina de viento de acuerdo con la presente invencion, un rotor giratorio relativamente pequeno puede seguir produciendo una cantidad relativamente grande de energfa rotativa.

Debido a la cavidad en el rotor que se extiende entre los primeros extremos de los alabes, se ha descubierto que, por encima de una cierta velocidad de viento, el rotor de velocidad rotativa aumenta repentinamente a un incremento de otra manera constante en la velocidad del viento. Sin desear quedar limitado por la teona, se asume que, a partir de una cierta velocidad rotativa critica del rotor hueco que depende de la rotacion, que es causada por el viento que es suministrado, se crea tal baja presion en la cavidad del rotor hueco que la velocidad rotativa del rotor hueco aumenta a un mayor grado a una velocidad de viento incrementada que antes que se alcance la velocidad rotativa critica. Aunque el efecto de la velocidad rotativa critica para la eficiencia de un rotor hueco ya se conoce a partir de bombas en las cuales el rotor hueco es impulsado en un movimiento rotativo a fin de poder succionar un volumen de fluido, esta velocidad rotativa critica no ha sido descrita todavfa para turbinas de viento.

Sin embargo, se ha descubierto que, bajo condiciones de viento comunes en tierra, esta velocidad rotativa critica solo se puede lograr con dificultad, en caso de lograrse, a traves de turbinas de viento con un rotor hueco sin incrementar la velocidad natural del viento presente por medio de aspas que tienen una curvatura de acuerdo con la presente invencion, limitando asf la eficiencia de las turbinas de viento.

Al hacer uso de las aspas y los alabes de acuerdo con la presente invencion, las aspas hacen posible incrementar la velocidad del viento que esta presente alrededor de la turbina de viento justo por encima de la velocidad rotativa critica.

De acuerdo con las realizaciones preferidas de la presente invencion, el eje de rotacion es un eje vertical. Se ha descubierto que, utilizando un eje vertical y una disposicion en simetna central de los alabes, la velocidad de rotacion del rotor alrededor del eje vertical depende menos de la direccion del viento, debido al hecho de que dicha turbina de viento con un eje vertical depende menos de la direccion del viento que esta presente alrededor de la turbina de viento. Sin embargo, en el contexto de la presente invencion, tambien es posible que el eje de rotacion asuma una direccion diferente y, por ejemplo, sea un eje horizontal, en cuyo caso el eje de rotacion del rotor esta dispuesto en paralelo al suelo en una manera optima.

De acuerdo con realizaciones preferidas de la presente invencion, la espiral substancialmente logantmica es una espiral substancialmente dorada. Una espiral dorada es una espiral cuyo factor de crecimiento b es elegido de manera que sea igual al numero aureo ^, el numero aureo siendo igual a (1/2)(1 V5) que es igual a aproximadamente 1,6180339887, si © es igual a un angulo recto. Si © es expresado en radiales, esto se convierte en (In ^)/( n /2), que aproximadamente es igual a 0,306349. Se ha descubierto que dicha espiral reduce significativamente el riesgo de, por ejemplo, la ocurrencia de turbulencias y de perturbar la laminaridad del viento, como resultado de lo cual la eficiencia de la turbina de viento se puede incrementar aun mas.

De acuerdo con realizaciones preferidas de la presente invencion, la espiral substancialmente logantmica es aproximada por el hecho de que el radio de curvatura de las aspas aumenta en cada cuarto de giro, iniciando en el segundo extremo de los alabes, en una manera escalonada por un factor a, con a siendo calculado como 1,618 ± 3% y con el radio de curvatura en el primer cuarto de giro siendo igual al factor a multiplicado por el radio de curvatura de los alabes. De preferencia, el radio de curvatura de los alabes es el radio de curvatura medio determinado a lo largo de la longitud de los alabes desde el eje de rotacion al extremo de los alabes. Aunque dicha forma de las aspas es solamente una aproximacion de la espiral dorada, se ha descubierto que sigue siendo posible mantener un flujo de viento laminar suficiente, al mismo tiempo que el calculo de la forma de las aspas es facilitado significativamente ya que es posible comenzar desde el radio de curvatura de los alabes que por lo general puede ser determinado de forma relativamente facil. Una aproximacion de la espiral dorada construida de esta forma es tambien conocida como una espiral de Fibonnaci.

De preferencia, no solo los alabes, sino tambien las aspas de una turbina de viento de acuerdo con la presente invencion estan dispuestas en simetna central alrededor del rotor para incrementar la eficiencia de forma adicional.

La curvatura de los alabes de una turbina de viento de acuerdo con la presente invencion de preferencia tiene forma de media luna en un plano substancialmente a angulos rectos respecto al eje de rotacion.

De acuerdo con realizaciones preferidas de la presente invencion, la relacion de la distancia entre los segundos extremos de dos aspas consecutivas y la distancia entre los segundos extremos de dos alabes consecutivos del rotor es proporcionada por un factor A que puede asumir valores de 2,6, de preferencia 5,2 o mayores. Se ha descubierto que, con dicha relacion, es posible mantener la laminaridad del flujo de viento aun mas y que el riesgo de la ocurrencia, por ejemplo, de turbulencias se puede reducir adicionalmente.

De acuerdo con realizaciones preferidas de la presente invencion, hay esencialmente dos veces tantas aspas como alabes. El inventor ha descubierto que dicha realizacion tiene como resultado un incremento adicional en la eficiencia de la conversion de la energfa de viento en energfa rotativa del rotor.

De acuerdo con realizaciones adicionales de la presente invencion, la altura del rotor es sustancialmente igual al numero aureo multiplicado por el diametro del rotor. Se ha descubierto que una desviacion de como maximo 3% de esta relacion se prefiere en este caso.

Se ha descubierto que la eficiencia de una turbina de viento de acuerdo con la presente invencion se puede incrementar aun mas haciendo la cavidad cilmdrica con un diametro, el diametro del rotor siendo 2,875 multiplicado por el diametro de la cavidad o desviandose del mismo por un maximo de 3%.

De acuerdo con realizaciones preferidas de la presente invencion, la turbina de viento comprende elementos limitantes que delimitan al menos parcialmente los conductos de flujo de aire entre los alabes y/o entre las aspas, a angulos rectos respecto al eje de rotacion.

Se ha descubierto que la eficiencia de una turbina de viento de acuerdo con la presente invencion se puede incrementar aun mas si al menos una parte de estos elementos limitantes en un plano a traves del eje de rotacion ha descrito una curvatura a traves de una parte de una espiral substancialmente logantmica. En este caso, esta espiral substancialmente logantmica es de manera conveniente una espiral dorada.

De acuerdo con realizaciones preferidas de la presente invencion, la turbina de viento comprende medios para convertir el movimiento rotativo del rotor en energfa electrica. Se ha descubierto que dichos medios hacen posible generar energfa electrica utilizando la turbina de viento de acuerdo con la presente invencion.

La invencion tambien se refiere a un edificio que comprende un tejado que cubre al menos parcialmente el edificio, en donde dicho tejado comprende un borde de tejado y en el cual el edificio comprende una turbina de viento de acuerdo con la presente invencion en el tejado del edificio, en donde el eje de rotacion de la turbina de viento esta dispuesto substancialmente en paralelo al borde del tejado. Se ha descubierto que el edificio entonces forma un atrapador de viento adicional para la turbina de viento. Se ha descubierto que, en particular si el edificio esta ubicado en areas con una velocidad de viento relativamente alta, tal como una costa, como por ejemplo, la costa de Belgica, sigue siendo posible generar suficiente energfa de manera relativamente silenciosa. La invencion se explicara de manera adicional con referencia a las figuras anexas, en las cuales:

La figura 1 muestra una vista superior de una realizacion preferida de la turbina de viento de acuerdo con la invencion.

La figura 2 muestra una vista en perspectiva de una realizacion preferida de la turbina de viento de acuerdo con la invencion.

La figura 3 muestra una vista en perspectiva de una pluralidad de turbinas de viento de acuerdo con la invencion que estan instaladas en un tejado.

La figura 4 muestra una vista superior de un rotor al cual esta conectada una manguera de aire comprimido.

La figura 5 muestra una vista en perspectiva de una turbina de viento de acuerdo con la invencion la cual esta instalada en las inmediaciones de un condensador.

La figura 6 muestra una vista en perspectiva de una realizacion preferida adicional de la turbina de viento de acuerdo con la invencion.

La figura 7 muestra una seccion transversal de una realizacion preferida de la turbina de viento de acuerdo con la invencion, cortada a traves del eje de rotacion.

En estas figuras, partes similares o identicas son denotadas por los mismos numeros de referencia.

En la siguiente descripcion, se describen numerosos detalles espedficos a fin de ofrecer un completo entendimiento de la invencion y de la forma en la cual se puede utilizar en realizaciones espedficas. Sin embargo, resulta claro que la presente invencion se puede utilizar sin estos detalles espedficos. En otros casos, metodos, procedimientos y tecnicas bien conocidas no se describen en detalle para no volver confusa la invencion. Aunque la invencion se describira con referencia a realizaciones particulares y figuras espedficas, la invencion no queda limitada a esto. Las figuras que se han incorporado y que se describen aqrn son diagramas y no limitan el alcance de proteccion de la invencion.

Las figuras 1, 2, 6 y 7 ilustran una turbina de viento (1) de acuerdo con la invencion con un rotor (2), giratoriamente dispuesto alrededor del eje (3) de la turbina de viento (1). La turbina de viento (1) de preferencia esta dispuesta en una ubicacion donde hay fuertes vientos, tal como por ejemplo en el tejado (17) de un edificio, por ejemplo una torre de enfriamiento, tal como se ilustra en la figura 3, encima de un pilar o una torre de antena y otras ubicaciones donde la fuerza del viento no es reducida por estructuras circundantes y la presencia de la turbina de viento (1) no es vista como esteticamente desagradable.

El rotor (2) que esta dispuesto de manera giratoria alrededor del eje de rotacion (3) de la turbina de viento (1) de acuerdo con un movimiento de rotacion alrededor del eje de rotacion (3) comprende una pluralidad de alabes (4) que se ajustan en simetna central alrededor del eje de rotacion (3). Los conductos de flujo de aire (11) se extienden entre los alabes (4).

El rotor (2) que se ilustra en las figuras es un rotor hueco (2). El rotor hueco (2), por ejemplo, puede ser colocado sobre el suelo, en cuyo caso dicho suelo puede servir como un elemento de limitacion, o se puede instalar sobre una placa base (9), la forma de la superficie base es sustancialmente similar al rotor (2). El eje de rotacion (3) tiene un primer extremo y un segundo extremo, con el segundo extremo ajustado de manera giratoria sobre la placa base, en caso de estar presente.

En el contexto de la presente invencion, el eje de rotacion (3) puede ser ya sea un eje de rotacion ffsico o un eje de rotacion virtual. Materiales que son convenientes para producir el eje de rotacion real (3), por ejemplo, son materiales que pueden soportar condiciones climaticas y son lo suficientemente resistentes para soportar la accion constante del viento que puede variar grandemente en fuerza, por ejemplo, acero o aleaciones de acero, tal como acero inoxidable. Las figuras 1, 2, 6 y 7 muestran una turbina de viento (1) con un eje de rotacion vertical (3) y la figura 3 muestra una pluralidad de turbinas de viento (1) en donde el eje de rotacion (3) esta dispuesto horizontalmente.

Los alabes (4) se extienden desde un primer extremo (13) de los alabes (4) que esta situado mas lejos del eje de rotacion (3) hasta un segundo extremo (14) que esta situado unicamente a una distancia del eje de rotacion (3) y, por lo tanto, delimitan una cavidad (10), en donde la cavidad (10) comprende el eje de rotacion (3). Vistos en un plano a angulos rectos respecto al eje de rotacion (3), los alabes (4) son de diseno con forma de media luna y, en su primer extremo (13), finalizan en una parte que se extiende radialmente al eje de rotacion (3). Los conductos de flujo de aire (11) entre los alabes (4) ademas desembocan libremente en la cavidad (10).

Las dimensiones del rotor (2) son determinadas por el diametro y la altura del rotor (2). En una realizacion preferida, la altura del rotor hueco (2) es sustancialmente igual al numero aureo multiplicado por el diametro del rotor (2).

Tal como se puede observar en la figura 2, el rotor hueco (2) preferiblemente puede estar cubierto por una placa de cubierta (6) en donde se proporciona una perforacion para el eje de rotacion (3). Dicha placa de cubierta (6) delimita los conductos de flujo de aire (11) entre los alabes (4) a fin de optimizar el flujo de aire y protege el rotor hueco (2) evitando asf que, por ejemplo, objetos terminen en el rotor (2) desde arriba y, por lo tanto, impidan el funcionamiento de la turbina de viento. Resulta particularmente conveniente que esten presentes una placa base (9) y una placa de cubierta (6) que tengan una forma substancialmente identica y esten dispuestas de manera simetrica alrededor del eje de rotacion (3). La placa base (9) y la placa de cubierta (6) pueden estar hechas de metal, por ejemplo, acero, aluminio o una aleacion de metal, o un plastico, tal como cloruro de polivinilo (PVC), polietileno (PE), polipropileno (PP), poliestireno (PS), poliuretano (PUR), poliester o tereftalato de polietileno (PET). Los alabes (4) estan dispuestos de tal forma que pueden impulsar el rotor (2) de acuerdo con el movimiento rotativo alrededor del eje de rotacion (3) bajo el efecto del viento. De preferencia, los alabes (4) estan hechos de un material de peso ligero, tal como por ejemplo un plastico, tal como cloruro de polivinilo (PVC), polietileno (PE), polipropileno (PP), poliestireno (PS), poliuretano (PUR), poliester o tereftalato de polietileno (PET), o un metal de peso ligero, tal como aluminio, pero una lona hecha de un tipo conveniente de textil tambien es una posibilidad. A fin de reducir la friccion y asf facilitar el movimiento rotativo, se pueden proporcionar, por ejemplo, cojinetes (de bolas) que se pueden ajustar simetricamente en o cerca de los extremos del eje de rotacion (3).

Una pluralidad de aspas (5) esta dispuesta alrededor del rotor hueco (2). La figura 2 muestra una pluralidad de aspas (5) con un borde inferior y un borde superior que definen una superficie exterior curva y una superficie interior para cada aspa (5). Las aspas (5) pueden ser hechas de una sola pieza o pueden estar compuestas de varias piezas. Materiales convenientes para producir las aspas (5), por ejemplo, son metales, tales como acero, aluminio una aleacion de metal, o un plastico tal como cloruro de polivinilo (PVC), polietileno (PE), polipropileno (PP), poliestireno (PS), poliuretano (PUR), poliester o tereftalato de polietileno (PET), dependiendo del ambiente en el cual se va a colocar la turbina de viento (1). Conductos de flujo de aire (12) se extienden entre las aspas (5) y se proporcionan para guiar el viento hacia los alabes (4) del rotor hueco (2) y por lo tanto impulsar el rotor hueco (2) de acuerdo con el movimiento rotativo, con las aspas (5) extendiendose desde un primer extremo (15) substancialmente en la ubicacion de los segundos extremos (14) de los alabes (4) a un segundo extremo (16) de las aspas (5) que esta dispuesto mas lejos del eje de rotacion (3) que su primer extremo (15). En algunas realizaciones preferidas, se proporciona el doble de aspas (5) que de alabes (4). Las figuras tambien muestran que las aspas (5) son mucho mas grandes que los alabes (4), como resultado de lo cual la parte rotativa de la turbina de viento (1) es relativamente pequena en comparacion con el tamano general de la turbina (1), limitando asf el desgaste y la contaminacion acustica que resulta de la rotacion del rotor (2).

La figura 1 muestra que, cuando las aspas (5) y los alabes (4) estan alineados entre s^ se funden unos en otros en los extremos de los alabes (4) substancialmente en la misma curvatura substancialmente de matematicamente tangencial en un plano a angulos rectos respecto al eje de rotacion (3), teniendo como resultado que se logre un flujo de viento laminar constante y mas continuo hacia los alabes (4) del rotor hueco (2). La curvatura de las aspas (5) en el plano horizontal es definida por una parte de una espiral substancialmente logantmica. Esta forma, por ejemplo, reduce significativamente el riesgo de que ocurran turbulencias o de que se perturbe la laminaridad del viento, como resultado de lo cual se puede incrementar aun mas la eficiencia de la turbina de viento.

Tal como se puede observar en las figuras 6 y 7, las aspas (5) y los conductos de flujo de aire (12) que se extienden entre ellas preferiblemente tambien pueden estar cubiertos por placas de extremo (19, 20). En este caso, la curvatura de estas placas de extremo (19, 20) es definida por una parte de una espiral dorada, vista en un plano a traves del eje de rotacion (3).

La turbina de viento (1) de preferencia tambien comprende medios para convertir el movimiento rotativo del rotor (2) en energfa electrica, tal como por ejemplo un alternador. Un alternador (o generador de corriente alterna) es una maquina en la cual la energfa mecanica, que entra a traves de un eje rotativo, en este caso el rotor (2) de la turbina de viento (1), es convertida en energfa electrica (corriente alterna). Esta conversion esta basada en el hecho de que, cuando un conductor electrico se mueve a traves de un campo magnetico, se generan voltajes electricos en dicho conductor y la corriente comienza a fluir si el circuito es cerrado. En principio, un alternador contiene las siguientes dos partes: el estator, la parte estacionaria, y el rotor, la parte rotativa. En el alternador, el campo magnetico puede ser generado por uno o mas imanes permanentes. El estator contiene una o mas bobinas en las cuales el voltaje de corriente alterna sinusoidal deseado es generado rotando el rotor. En el contexto de la presente invencion, por ejemplo, es posible utilizar un alternador de flujo axial. Este es un tipo de alternador en el cual los imanes estan dispuestos sobre discos y el flujo entre los imanes discurre en paralelo al eje de rotacion de la turbina de viento (1) y este tipo de alternador es ideal para generar electricidad, incluso cuando la velocidad de rotacion del rotor (2) es baja.

En algunas aplicaciones, la turbina de viento (1) tambien puede ser impulsada por viento el cual, por ejemplo, es suministrado por una manguera de aire comprimida (7) al rotor (2), como se muestra en la figura 4. El aire comprimido que es suministrado al rotor (2) a traves de la manguera de aire comprimido (7) esta destinado a contribuir a alcanzar una velocidad rotativa cntica, por encima de la cual aumenta significativamente la eficiencia de la turbina de viento (1). El aire comprimido, por ejemplo, tambien puede ser reemplazado por agua o vapor presurizado o incluso otros fluidos.

Otra posibilidad en este contexto es, por ejemplo, impulsar la turbina de viento (1) utilizando el desplazamiento de aire de un condensador (8) de un sistema de aire acondicionado que puede estar situado sobre un tejado, tal como se ilustra en la figura 5. El desplazamiento de aire que es causado por un condensador (8) de un sistema de aire acondicionado puede ser atrapado por las aspas (5) que estan dispuestas alrededor del rotor (2) y que, por lo tanto, impulsan el rotor (2). Por lo tanto, debido a la turbina de viento de acuerdo con la invencion, el flujo de aire del condensador (8) puede ser convertido en energfa limpia. Otra posibilidad mas involucra el uso del desplazamiento de aire causado por un sistema de ventilacion situando la turbina de viento (1) por encima del conducto de ventilacion y guiando el desplazamiento de aire hacia el rotor (2) de la turbina de viento (1).

Claims (17)

REIVINDICACIONES

1. Turbina de viento (1) que comprende:

- un rotor (2), dispuesto giratoriamente alrededor de un eje de rotacion (3) de la turbina de viento (1) de acuerdo con un movimiento rotativo alrededor del eje de rotacion (3), que tiene una pluralidad de alabes (4) que estan dispuestos en simetna central alrededor del eje de rotacion (3), en donde los alabes (4) delimitan conductos de flujo de aire (11) y estan dispuestos de manera que pueden impulsar el rotor (2) de acuerdo con el movimiento rotativo alrededor del eje de rotacion (3) bajo el efecto del viento, y en donde los alabes (4) se extienden entre un primer extremo (13) y un segundo extremo (14), en donde el primer extremo (13) esta dispuesto solo a una distancia del eje de rotacion (3) y el segundo extremo (14) esta dispuesto mas lejos del eje de rotacion (3) que dicho primer extremo (13);

- una cavidad (10) que se extiende entre los primeros extremos (13) de los alabes (4), en donde los conductos de flujo de aire (11) entre los alabes (4) desembocan;

- una pluralidad de aspas (5), dispuesta alrededor del rotor (2) que delimita conductos de flujo de aire (12) a fin de guiar el viento hacia los alabes (4) del rotor (2) y asf impulsar el rotor (2) de acuerdo con el movimiento rotativo, en donde las aspas (5) se extienden entre un primer extremo (15) y un segundo extremo (16), donde el primer extremo (15) esta dispuesto sustancialmente en la ubicacion de los segundos extremos (14) de los alabes (4) y el segundo extremo (16) esta dispuesto mas alejado del eje de rotacion (3) que el primer extremo (15),

caracterizada porque cuando las aspas (5) y los alabes (4) estan alineados entre sf, se unen entre sf en los segundos extremos (14) de los alabes (4) y los primeros extremos (15) de las aspas (5) en sustancialmente la misma curvatura sustancialmente de manera matematicamente tangencial en un plano sustancialmente en angulos rectos respecto al eje de rotacion (3),

porque la curvatura de los alabes (4), en la ubicacion de sus primeros extremos (13), se extiende radialmente al eje de rotacion (3) en este plano, y porque la curvatura de las aspas (5) en este plano se describe por una parte de una espiral sustancialmente logantmica.

2. Turbina de viento (1) segun la reivindicacion 1, caracterizada porque el eje de rotacion (3) es un eje vertical (3).

3. Turbina de viento (1) segun una de las reivindicaciones precedentes, caracterizada porque la espiral sustancialmente logantmica es una espiral sustancialmente dorada.

4. Turbina de viento (1) segun la reivindicacion 3, caracterizada porque la espiral sustancialmente logantmica se aproxima por el hecho de que el radio de curvatura de las aspas (5) aumenta cada cuarto de vuelta, comenzando en el segundo extremo de los alabes (4), de manera escalonada por un factor a, con a siendo calculado como 1,618 ± 3% y con el radio de curvatura en el primer cuarto de giro igual al factor a multiplicado por el radio de curvatura de los alabes (4).

5. Turbina de viento (1) segun una de las reivindicaciones precedentes, caracterizada porque las aspas (5) estan dispuestas en simetna central alrededor del rotor (2).

6. Turbina de viento (1) segun una de las reivindicaciones precedentes, caracterizada porque la curvatura de los alabes (4) es substancialmente en forma de media luna en un plano sustancialmente en angulos rectos respecto al eje de rotacion (3).

7. Turbina de viento (1) de acuerdo con una de las reivindicaciones precedentes, caracterizada porque hay esencialmente el doble de aspas (5) que de alabes (4).

8. Turbina de viento (1) segun una de las reivindicaciones precedentes, caracterizada porque la relacion de la distancia entre los segundos extremos (16) de dos aspas consecutivas (5) y la distancia entre los segundos extremos (14) de dos alabes (4) consecutivos del rotor (2) estan dada por un factor A que puede asumir valores a partir de 2,6, preferiblemente 5,2 o mas.

9. Turbina de viento (1) segun una de las reivindicaciones precedentes, caracterizada porque la altura del rotor (2) es sustancialmente igual al numero aureo multiplicado por el diametro del rotor.

10. Turbina de viento (1) segun una de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque la cavidad (10) es cilmdrica con un diametro, el diametro del rotor (2) siendo sustancialmente 2,875 multiplicado por el diametro de la cavidad (10).

11. Turbina de viento (1) segun una de las reivindicaciones precedentes, caracterizada porque la turbina de viento (1) comprende elementos de limitacion (6, 9) que delimitan al menos parcialmente los conductos de flujo de aire (11) entre los alabes (4), sustancialmente en angulos rectos respecto al eje de rotacion (3).

12. Turbina de viento (1) segun una de las reivindicaciones precedentes, caracterizada porque la turbina de viento (1) comprende elementos de limitacion (19, 20) que delimitan al menos parcialmente los conductos de flujo de aire (12) entre las aspas (5), sustancialmente en angulos rectos al eje de rotacion (3).

13. Turbina de viento (1) segun la reivindicacion 11 o 12, caracterizada porque al menos una parte de los elementos de limitacion (6, 9, 19, 20) en un plano a traves del eje de rotacion (3) ha descrito una curvatura a traves de una parte de una espiral sustancialmente logantmica.

14. Turbina de viento (1) segun una de las reivindicaciones precedentes, caracterizada porque el desplazamiento de aire de un condensador (8) se dirige hacia la turbina de viento (1).

15. Turbina de viento (1) segun una de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque una manguera de suministro (7) esta conectada al rotor para suministrar fluidos al rotor (2).

16. Edificio que comprende un tejado (17) que cubre al menos parcialmente el edificio, en donde dicho tejado (17) comprende un borde de tejado (18), caracterizado porque el edificio comprende una turbina de viento (1) de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores en el tejado (17) del edificio, en donde el eje de rotacion (3) de la turbina de viento (1) esta dispuesto substancialmente en paralelo al borde del tejado (18).

17. Edificio segun la reivindicacion 16, caracterizado porque el eje de rotacion (3) de la turbina de viento (1) es un eje horizontal (3).