WO2007034018A2

WO2007034018A2 - Turbina de palas auto - orientables

Info

Publication number: WO2007034018A2
Application number: PCT/ES2006/000527
Authority: WO
Inventors: Mario Fleta Perez
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2005-09-23
Filing date: 2006-09-21
Publication date: 2007-03-29
Anticipated expiration: 2008-03-23
Also published as: ES2291090B1; EP1936185A2; ES2291090A1; WO2007034018A3

Abstract

Turbina de palas auto - orientables que comprende, una base de apoyo (1), un eje de rotación principal (2) perpendicular a la dirección de incidencia del fluido, que gira con respecto a la citada base y una pluralidad de ejes secundarios (4-4') situados en la intersección entre al menos un primer plano axial del eje de rotación principal (2) y una pluralidad de segundos planos perpendiculares a dicho eje de rotación principal (2), cada eje secundario (4-4') se divide en dos semiejes que disponen de al menos una pala (5-6,5'-6') con una superficie sustancialmente perpendicular a la dirección de incidencia del fluido, estando la pala (5-5') de uno de los semiejes desfasada 90° con respecto a la pala (6-6') del otro semieje. La distancia de separación entre los segundos planos axiales al eje de rotación principal (2) es menor que la anchura de las palas (5-6,5'-6') y porque los ejes secundarios (4-4') giran libremente con respecto al eje de rotación principal (2).

Description

TURBINA DE PALAS AUTO - ORIENTABLES

CAMPO Y OBJETO DE LA INVENCIÓN

La invención se engloba dentro del campo de Ia transformación de energías y más concretamente se refiere a un dispositivo capaz de transformar Ia energía de una corriente de fluido en movimiento en otro tipo de energía como por ejemplo energía eléctrica, tal dispositivo se puede emplear tanto en instalaciones eólicas como por ejemplo aerogeneradores o turbinas de gas como en instalaciones hidráulicas como por ejemplo bombas o turbinas hidráulicas.

ESTADO DE LA TÉCNICA

En Ia actualidad se conocen multitud de dispositivos para Ia transformación de energías, Ia mayoría de tales dispositivos suelen transformar Ia energía de una corriente de fluido en energía eléctrica, tales dispositivos se suelen denominar aerogeneradores o máquinas eólicas para el caso de que el fluido este en estado gaseoso (aire) o turbinas o máquinas hidráulicas en el caso de que el fluido esté en estado líquido (agua).

En Ia mayoría de los casos tales dispositivos se componen de una pluralidad de palas conectadas a un eje de giro, incidiendo sobre las mismas el gas o el líquido y haciéndolas girar, transformándose dicha energía mecánica en energía eléctrica a través de diferentes elementos conversores. Existen multitud de configuraciones en Io que se refiere a Ia forma disposición y movilidad de las palas entre ellas y con respecto al eje de giro.

Podríamos distinguir dos grandes grupos de dispositivos, un primer grupo en el que el eje de giro es paralelo a Ia dirección de incidencia del fluido, en tal grupo se engloba Ia mayoría de los aerogeneradores conocidos, los cuales normalmente comprende una torre o fuste que se planta sobre el terreno, perpendicularmente al mismo, en cuyo extremo libre, sobre una plataforma, se dispone un estator o parte fija y un rotor o parte móvil, cuyo eje de giro es perpendicular al eje de Ia torre en cuyo extremo se disponen Ia mencionadas aspas o palas, pudiendo ser su número variable.

Los mencionados dispositivos suelen ser de gran tamaño y han de necesitar velocidades de fluido considerables para ponerlos en funcionamiento y obtener rendimientos energéticos aceptables.

En segundo grupo Io componen dispositivos cuyo eje de giro es perpendicular a Ia dirección de incidencia del fluido, dichos dispositivos, para el caso de aerogeneradores, suelen comprender una base fija sobre Ia que se dispone una parte giratoria en forma de eje sobre el que se disponen las aspas o palas. En este segundo grupo se engloba Ia presente invención.

Dentro del segundo grupo, en el Modelo de Utilidad 1057162 se describe un aerogenerador de eje vertical que consta de una veleta y una estructura giratoria con respecto un pie, disponiéndose al menos un segundo eje perpendicular al anterior con posibilidad de giro sobre sí mismo sobre el que se disponen en sus extremos palas para ser empujadas por Ia energía cinética del viento, estando las posiciones angulares de las palas de cada de uno de los extremos de dicho segundo eje desfasadas entre sí. El eje portador de las palas es accionado por medio de un mecanismo de transmisión variando Ia posición angular de las palas según Ia posición de Ia veleta. Las palas se sitúan de manera que el extremo de segundo eje queda centrado con respecto a las mismas.

En este aerogenerador Ia orientación de las palas se hace a través de cilindros hidráulicos o neumáticos o un reductor que actúe sobre un engranaje solidario a dicho eje. Dicho aerogenerador tiene el inconveniente de que Ia actuación por los mecanismos mencionados necesita instalaciones auxiliares cuya complicación y coste son elevados, además el tiempo de reacción en Ia actuación es demasiado elevado cuando se producen velocidades del fluido elevadas. En Ia patente de invención española n° 510620 se describe una rueda eólica de palas articuladas cuyo eje es vertical y por Io tanto perpendicular a Ia dirección de incidencia del viento, estando todas sus palas montadas sobre brazos radiales los cuales se articulan sobre ejes horizontales perpendiculares al eje de giro de Ia rueda, las palas situados sobre extremos opuestos de cada uno de los ejes de articulación están desfasadas 90 grados y disponen de topes para limitar el giro de las palas cuando se encuentran en un plano paralelo al definido por el eje de rotación de Ia rueda y el eje de articulación de cada pala.

El problema que presenta Ia mencionada rueda eólica es que para rachas de aire de velocidades variables y ángulos de incidencia cambiantes el dispositivo no es capaz de girar de una forma regular, puesto que todas las palas tienden a permanecer en posición vertical contrarestándose el empuje del aire en palas opuestas.

Finalmente en Ia patente de invención española n° 2116881 se describe un aparato conversor de energía eólica en otra energía utilizable que consta de un apoyo que sostiene un eje vertical de giro con respecto al apoyo. El aparato dispone de grupos de dos ejes paralelos horizontales y sobrepuestos entre sí situados en Ia parte superior del primer eje, disponiendo los grupos de dos ejes de paletas, una paleta sobre cada uno de los dos ejes de cada grupo de ejes, estando las paletas de extremos opuestos de los dos ejes de cada grupo desfasadas entre sí un ángulo de 90 grados y disponiéndose engranajes para hacer que las palas de un extremo en sentidos opuesto para que si, por acción del viento, giran las palas que inicialmente están en posición vertical hacia una posición horizontal, las palas opuestas que en principio estaban en posición horizontal quedan ahora en posición vertical.

El mayor inconveniente del citado aparato es que el sistema de transmisión del giro entre los dos ejes de cada grupo de ejes, el cual se realiza a través de engranajes hace que haya grandes perdidas de energía en dicha transmisión puesto que para mover los engranajes es necesaria una alta velocidad de incidencia del aire. Por otro lado, al estar las palas situadas en los pares de ejes a bastante distancia de los ejes de giro y al ser los pares de ejes de pequeña sección

Por todo ello, se ha detectado una necesidad de proporcionar una turbina que tenga un eje de rotación principal perpendicular a Ia dirección de incidencia del fluido y una pluralidad de ejes secundarios, disponiendo cada uno de los ejes secundarios de palas en ambos extremos, estando separados los ejes secundarios homólogos, que se encuentran en un mismo plano que corta axialmente al eje de rotación principal, una distancia menor a Ia anchura de las palas, pudiendo girar dichos ejes secundarios con respecto al eje principal y disponiéndose en el mismo plano de Ia pala contrapesos justo al lado opuesto del eje de manera que dichos contrapesos van a ayudar a mover las palas o aspas desde una posición inicial de reposo de las mismas a una posición de trabajo en Ia cual las palas opuestas de un mismo eje tendrán un desfase de 90° quedando unas de ellas perpendicularmente a Ia dirección de incidencia del fluido y Ia otra paralela a dicha dirección. Gracias a Ia citada disposición de las palas, al movimiento de los ejes secundarios con respecto al principal a Ia colocación de las palas con respecto a sus respectivos ejes secundarios y a Ia colocación y configuración de los citados contrapesos se consigue que Ia puesta en movimiento de Ia turbina requiera de bajas velocidades de incidencia del fluido y que el giro del conjunto se haga de una manera más eficaz, siendo el rendimiento obtenido en Ia energía transformada considerablemente mayor.

Este objetivo se consigue por medio de Ia invención tal y como está definida en Ia reivindicación 1 , en las reivindicaciones dependientes se definen realizaciones preferidas de Ia invención. DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN

La presente invención se refiere a una turbina de palas auto - orientables que comprende, una base de apoyo, un eje de rotación principal perpendicular a Ia dirección de incidencia del fluido, configurado para girar con respecto a Ia citada base de apoyo y una pluralidad de ejes secundarios situados en Ia intersección entre al menos un primer plano axial del eje de rotación principal y una pluralidad de segundos planos perpendiculares a dicho eje de rotación principal, estando dividido cada eje secundario en dos semiejes por el eje de rotación principal, disponiendo cada semieje de al menos una pala unida solidariamente a dicho semieje de forma que Ia pala presenta una superficie sustancialmente perpendicular a Ia dirección de incidencia del fluido y estando Ia pala de uno de los semiejes desfasada 90° con respecto a Ia pala del otro semieje.

La turbina objeto de Ia presente invención Ia distancia de separación entre los segundos planos axiales al eje de rotación principal es menor que Ia anchura de las palas y los ejes secundarios giran libremente con respecto al eje de rotación principal.

De esta manera, cuando el fluido en movimiento incide sobre las palas que en posición de reposo se encuentra situadas a 45° con respecto Ia horizontal del suelo para el caso de ambos semiejes de cada eje secundario, las palas de uno de los semiejes de cada uno de los ejes secundarios adoptan una posición perpendicular a Ia dirección de incidencia del fluido, mientras que las palas del semieje opuesto, al estar desfasados con respecto a las anteriores 90° se colocarán en una posición paralela a Ia comentada dirección de incidencia.

Por otro lado, el hecho de que Ia distancia de separación entre los segundos planos axiales al eje de rotación principal es menor que Ia anchura de las palas, para el caso de un primer plano axial al eje de rotación principal determina Ia existencia de una pluralidad de ejes secundarios paralelos entre sí, siendo por Io tanto Ia distancia que los separa menor que Ia anchura de Ia pala. Además cada una de las palas está adosada a cada semieje a partir de un canto de unión.

Esta condición hace que cada uno de los mencionados ejes secundarios haga de tope en el movimiento de basculación del eje, y por tanto de Ia pala unida solidariamente al mismo, situado inmediatamente por encima del citado eje, haciendo que el efecto de resistencia a Ia incidencia del fluido de cada una de las palas sea acumulado y que Ia superficie resistente a Ia incidencia del fluido de cada una de las palas de dichos ejes secundarios paralelos se comporte como una sola superficie resistente que englobe a Ia superficie total del conjunto de palas que pertenecen a ejes secundarios paralelos, siendo el rendimiento de captación de Ia energía que comporta el fluido en movimiento mucho mayor.

En los semiejes opuestos a los semiejes comentados de los ejes secundarios paralelos, Ia posición de todas las palas estará desfasada 90° con respecto a las palas de dichos otros semiejes y por tanto paralela a Ia dirección de incidencia del fluido dejando pasar a dicho fluido entre las palas y evitando que se pueda contrarrestar el movimiento de rotación de las otras palas, posibilitando el giro del conjunto de palas de los ejes secundarios paralelos.

Cada semieje dispone de un contrapeso diametralmente opuesto a Ia pala para disminuir el par de giro del eje secundario. Además, el contrapeso consiste en un elemento situado en el canto superior de Ia pala en una posición cualquiera seleccionada entre su extremo libre y su extremo más próximo al eje de rotación principal y más concretamente cada uno de los contrapesos se encuentra situado en el mismo plano que el definido por Ia superficie de incidencia de Ia respectiva pala a Ia que se encuentra asociado.

De esta manera Io que se consigue es facilitar el inicio del movimiento de basculación de cada una de las palas de cada uno de los ejes principales, ya que es necesaria menos velocidad de incidencia del fluido para conseguir Ia basculación de las palas desde su posición de reposo (45° con respecto Ia horizontal) a su posición de trabajo. Además, este sistema de contrapesos minimiza los efectos adversos en el caso de direcciones cambiantes de incidencia del fluido y hace por Io tanto que las palas sean auto - oπ^'entables dependiendo de Ia dirección de incidencia y de Ia velocidad de incidencia del fluido contra las palas.

Normalmente, el eje de rotación principal será hueco no siendo esta característica limitativa pudiendo ser macizo según los casos.

En un primer aspecto de Ia invención, los ejes secundarios se ordenan en una pluralidad de grupos de ejes secundarios, siendo los extremos de los ejes secundarios de un mismo grupo equidistantes y estando los ejes secundarios de un mismo grupo situados en un mismo plano. En tal caso, para cada grupo de ejes secundarios, los ejes secundarios, en su zona central por Ia que atraviesan al eje de rotación principal, sufren una curvatura de radio tal que su movimiento de giro queda limitado por las paredes internas del eje de rotación principal, siendo Ia amplitud angular del giro de cada uno de los ejes secundarios de un máximo de 90° Adicionalmente las concavidades de las curvaturas de los ejes secundarios de cada grupo de ejes secundarios quedan dispuestas de forma que para Ia mitad de los ejes secundarios Ia concavidad de Ia citada curvatura sea opuesta a Ia concavidad del resto de ejes secundarios del grupo. Con Ia configuración descrita, se consigue que aunque los ejes secundarios de un mismo grupo de ejes estén en un mismo plano, gracias a las curvaturas mencionas se permita el giro al mismo tiempo de todos los ejes secundarios con respecto al eje de rotación principal, quedando limitada Ia basculación para dichos ejes secundarios de cada grupo a una amplitud angular no superior a 90°. Sobre las paredes internas del eje de rotación principal se disponen sendos topes amortiguadores cuya posición es coincidente con Ia zona de contacto de las curvaturas de cada uno de los ejes secundarios de cada uno de los grupos de ejes secundarios con Ia pared interna de eje de rotación principal.

De esta manera, Io que se consigue es minimizar los efectos de los impactos de las curvaturas de los ejes secundarios sobre las paredes interiores del eje de rotación principal, esta circunstancia es de gran importancia, porque el ruido del impacto es amortiguado de forma considerable y además el deterioro tanto de Ia citada zona curvada de los ejes secundarios como del eje de rotación principal se ralentiza consiguiendo una vida mayor en Ia utilización de Ia turbina. En un segundo aspecto de Ia presente invención, los ejes secundarios se ordenan en una pluralidad de grupos de ejes secundarios, siendo los extremos de los ejes secundarios de un mismo grupo equidistantes y estando los ejes secundarios de un mismo grupo situados en planos paralelos separados una distancia reducida.

En este caso los ejes de un mismo grupo de ejes secundarios estarán separados una cierta distancia pudiendo girar con respecto del eje de rotación principal sin necesidad de hacer una curvatura central de los mismos.

Para este caso particular, para cada grupo de ejes, cada eje secundario, en su zona central por Ia que atraviesa al eje de rotación principal, tiene adosado un elemento impulsor que presenta una zona dentada, situándose a continuación de dicho elemento impulsor un elemento deslizante, de longitud inferior al diámetro interior del eje de rotación principal, que se desplaza sobre una vía de deslizamiento dispuesta en el interior del eje de rotación principal, siendo el movimiento del elemento deslizante perpendicular a dicho eje de rotación principal y también perpendicular al eje secundario, presentando igualmente una zona dentada conjugada y situada enfrentada con respecto a Ia zona dentada del elemento impulsor, deslizándose dicho elemento deslizante sobre Ia citada vía de deslizamiento cuando gira el elemento impulsor por efecto del giro del eje secundario, desarrollándose el movimiento del elemento deslizante entre dos posiciones delimitadas por las paredes del eje de rotación principal de modo que Ia amplitud angular del giro del citado eje sea de un máximo de 90°.

De esta manera se consigue limitar el movimiento de basculación de los ejes secundarios con respecto al principal y por tanto de las palas a una amplitud angular nunca superior a 90° y regularizar (hacerla constante) Ia velocidad de basculación gracias al citado mecanismo de cremallera. La vía de deslizamiento, en sus extremos coincidentes con Ia pared interior del eje de rotación principal, dispondrá de sendos topes amortiguadores con el fin de minimizar el impacto de los elementos deslizadores contra Ia pared interna del eje de rotación principal.

DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS

A continuación se pasa a describir de manera muy breve una serie de dibujos que ayudan a comprender mejor Ia invención y que se relacionan expresamente con unas realizaciones de dicha invención que se presentan como ejemplos ilustrativos y no limitativos de ésta. La figura 1 representa una vista en perspectiva de Ia turbina de palas auto - orientables objeto de Ia presente invención en posición de reposo.

La figura 2 muestra un vista lateral de un segundo modo de realización de Ia turbina de palas auto - orientables objeto de Ia presente invención en posición de trabajo. La figura 3 muestra una vista en planta de Ia turbina de palas auto - orientables objeto de Ia presente invención en posición de trabajo.

La figura 4 muestra un detalle en sección, para un primer modo de realización de Ia invención, de Ia zona de intersección entre los ejes principal de rotación y los ejes secundarios de uno de los pares de ejes secundarios de Ia turbina de palas auto - orientables objeto de Ia presente invención, según el plano de corte l-l de Ia figura 3 en Ia que no se han representado las palas.

La figura 5 muestra un detalle en sección, para un segundo modo de realización de Ia invención, de Ia zona de intersección entre los ejes principal de rotación y los ejes secundarios de uno de los pares de ejes secundarios de Ia turbina de palas auto - orientables objeto de Ia presente invención, según el plano de corte l-l de Ia figura 3 en Ia que no se han representado las palas.

DESCRIPCIÓN DE DISTINTOS MODOS DE REALIZACIÓN DE LA INVENCIÓN La turbina de palas auto - orientables objeto de Ia presente invención, tal y como se puede apreciar en las figuras 1 , 2 y 3, comprende una base de apoyo (1), un eje de rotación principal (2) perpendicular a Ia dirección de incidencia (3) del fluido, con posibilidad de giro con respecto a Ia citada base de apoyo (1) y una pluralidad de pares de ejes secundarios (4-4'). En esta realización de Ia invención van a existir dos grupos de ejes secundarios paralelos entre sí. Un grupo de primeros ejes secundarios (4) y otro grupo de segundos ejes secundarios (4^'). El numero de grupos de ejes secundario es este caso es 2, por Io que a partir de ahora hablaremos de pares de ejes secundarios en lugar de grupos de ejes secundarios, no obstante, podría disponerse un numero diferente de grupos de ejes secundarios comprendido entre 1 y n, por ejemplo 3, 4, 5, etc. En cuanto al numero de ejes secundarios de cada grupo de ejes secundarios en este caso es cinco pero podría ser desde 1 hasta m, siendo m por ejemplo 1 ,2, 3, 4, 6 etc.

Los primeros ejes secundarios (4) y segundos ejes secundarios (4') atraviesan al eje de rotación principal (2) quedando situados perpendiculares a dicho eje de rotación principal (2) y al tener que ser equidistantes entre sí, en este caso también serán perpendiculares entre sí. Cada uno de los ejes secundarios (4-4') estará divididos en semiejes por eje de rotación principal (2).

Por otro lado, tanto los primeros ejes secundarios (4) como los segundos ejes secundarios (4') de cada par de ejes dispondrá de al menos una pala (5, 6; 5', 6') en cada de uno de sus semiejes, estando las palas (5-5') de uno de los semiejes desfasadas 90° con respecto a las palas (6-6') del otro semieje en ambos casos (primeros y segundos ejes secundarios). En el caso de los presentes modos de realización de Ia invención sólo se ha dispuesto una pala en cada uno de los extremos de cada eje secundario, no obstante se podrán situar tantas palas como sea necesario. Del mismo modo se han situado un total de 5 pares de ejes secundarios, pudiéndose colocar tantos pares de ejes secundarios como sean necesarios, teniendo siempre en cuenta que el último par de ejes secundarios ha de estar colocado a una distancia tal del suelo que palas unidas a los mismos puedan girar libremente con respecto al eje de rotación principal sin tropezar con el suelo. En Ia figura 1 se ha representado a Ia turbina en su posición de reposo, sin incidencia de ningún fluido, en tal posición, las palas (5-6) y (5'-6') correspondientes respectivamente a los ejes secundarios (4) y (4') al ser de igual tamaño y material tienen masas idénticas y su peso tiende a ser compensado mutuamente por Io que quedan inclinadas con un ángulo de 45° con respecto a Ia dirección horizontal, normalmente paralela al suelo.

Tal y como se aprecia en Ia figura 2 por ejemplo, los primeros ejes secundarios (4) de cada par de ejes son paralelos entre sí formando un grupo de primeros ejes secundarios que se encuentran situados en un mismo plano el cual corta axialmente al eje de rotación principal (2) y es perpendicular al suelo.

En Io que se refiere a los segundos ejes secundarios (4') de cada par de ejes también serán paralelos entre sí, quedando situados en un mismo plano que del mismo modo corta axialmente al eje de rotación principal (2) y es perpendicular al grupo de primeros ejes secundarios (4) paralelos y del mismo modo perpendicular al suelo.

Tanto los ejes secundarios (4) del grupo de primeros ejes secundarios paralelos, como los ejes secundarios (4') del grupo de segundos ejes secundarios paralelos estarán separados entre sí una distancia siempre inferior a Ia anchura de las palas, de este modo cada eje secundario sirve de tope en el movimiento de basculación del eje secundario, y por Io tanto de Ia pala unida solidariamente al mismo, situado inmediatamente por encima del mismo.

Por otro lado, los ejes secundarios (4-4') de cada par de ejes giran libremente con respecto al eje de rotación principal (2), por Io tanto las palas (5-6; 5'-6') que están unidas solidariamente a los semiejes de dichos pares de ejes secundarios también girarán libremente con respecto al eje de rotación principal (2).

Además cada una de las palas (5-6; 5'-6') se adosan a los semiejes de sus respectivos ejes secundarios (4-4^N) a partir del borde superior de las mimas.

Tal circunstancia es de bastante importancia puesto que en combinación con Ia separación entre ejes secundarios paralelos inferior a Ia anchura de Ia pala permite que Ia basculación de las palas (5-6; 5'-6') cuando incide sobre ellas el fluido, se producirán en ambos sentidos de giro y por Io tanto ante un cambio repentino de Ia dirección de incidencia del fluido Ia turbina no sufrirá un parón ya que las palas se auto - orientarán haciendo que el rendimiento de transformación de Ia energía no disminuya por el citado cambio de dirección de incidencia del fluido. En los modos de realización de Ia invención mostrados las palas tienen una configuración plana siendo su superficie de incidencia perpendicular con respecto a Ia dirección de incidencia del fluido. Las palas podrán del mismo modo tener configuraciones curvadas o helicoidales sin que ello afecte al principal objeto de Ia invención.

Adicionalmente, se ha colocado un último par de ejes secundarios (4-4'), los situados más cercanos al suelo (10), los cuales no tiene unidas ninguna pala y cuya misión principal será Ia de servir de tope para el movimiento de basculación del par de ejes situado inmediatamente por encima. Cada una de las palas (5-6; 5'-6') disponen sobre su canto de unión a sus respectivos ejes secundarios (4-4^'), de un contrapeso (7-8-7'-8') desplegándose en sentido opuesto con respecto de dichos ejes a Ia posición ocupada por Ia pala, siendo su masa tal que tiende a contrarrestar Ia masa de Ia pala y por Io tanto a disminuir el par de giro de cada eje secundario (4-4'). Efectivamente tal y como se aprecia por ejemplo en Ia figura 2, dichos contrapesos (7-8-7'-8') consisten en pequeños elementos, que en caso del presente modo de realización son porciones de vastagos metálicos, los cuales se unen a Ia pala en las proximidades de sus extremos libres sobre su borde superior situándose en el mismo plano definido por Ia superficie de incidencia del fluido de cada pala. En Io que se refiere a Ia posición de los contrapesos (7-8-7'-8'), se podrán situar en cualquier posición comprendida entre el extremo libre del canto superior de Ia pala y su extremo más cercano al eje de rotación principal (2). Para Ia presente realización Ia posición de los contrapesos estará definida en las proximidades de los extremos libres de las palas (5-6; 5'-6'). Por su parte Ia forma de dichos contrapesos (7-8-7'-8^!) podrá del mismo modo variar con respecto a Ia indicada en este modo de realización de Ia invención.

Tal y como se puede apreciar en las figuras 4 y 5 el eje de rotación principal (2) será, para esta realización de Ia invención, hueco teniendo concretamente una forma tubular cilindrica. En un primer modo de realización de Ia invención, figura 4, los ejes secundarios de cada par de ejes secundarios estarán situados en el mismo plano y por Io tanto ser cortarán. Dado que existe Ia necesidad de que ambos ejes secundarios (4-4') basculen con respecto al eje de rotación principal (2), se ha pensado en dotarles, en su zona central que atraviesa de dicho eje principal, de sendas curvaturas (18-18') de igual radio de curvatura, siendo dicho radio tal que el movimiento de basculación queda limitado por las paredes internas del eje de rotación principal (2), siendo Ia amplitud angular de dicha basculación de un máximo de 90°. En Ia figura 4 se ha representado a trazos discontinuos las posibles posiciones límite de una de las curvaturas (18'), Ia cual como se puede apreciar cubre un ángulo de 90°.

Como también se puede apreciar en dicha figura 4, las concavidades de los ejes secundarios (4-4') quedan dispuestas de forma que sus concavidades son opuestas a entre sí, dicha configuración obedece a que al necesitar amplitudes angulares de basculación similares para ambos ejes secundarios (4-4') no existe Ia posibilidad de que las concavidades sean coincidentes ya que para ello sería necesario hacer Ia curvatura de uno de los ejes secundarios de menor radio que Ia otra.

Con el fin de amortiguar los impactos de chichas curvaturas (18-18') contra las paredes internas del eje de rotación principal (2), se ha dotado al eje sobre dichas paredes de topes amortiguadores (9-9').

En una segunda realización de Ia invención, figura 5, los ejes secundarios (4- 4') de cada par de ejes secundarios estarán situados en planos paralelos separados una pequeña distancia y por Io tanto cruzándose. Los extremos de dichos ejes secundarios (4-4') serán equidistantes. En este caso, el eje secundario (4) que se dispone superiormente según Ia dirección vertical, en su zona central por Ia que atraviesa al eje de rotación principal, tiene adosado un elemento impulsor (11) en su parte superior que presenta una zona superior dentada (12), situándose inmediatamente por encima de dicho elemento impulsor un elemento deslizante (13), de longitud inferior al diámetro interior del eje de rotación principal (2), que se desplaza sobre una vía de deslizamiento (14) dispuesta en el interior del eje de rotación principal, siendo el movimiento del elemento deslizante (13) perpendicular a dicho eje de rotación principal (2) y presentando inferiormente una zona dentada (15) sobre el que encaja Ia zona dentada (12) del elemento impulsor (11), deslizándose dicho elemento deslizante (13) sobre Ia citada vía de deslizamiento (14) entre dos posiciones delimitadas por Ia pared (16) del eje de rotación principal (2), de modo que Ia amplitud angular del giro o basculación del citado eje secundario (4) sea de un máximo de 90°,

Por su parte, el eje secundario (4') que se dispone inferiormente según Ia dirección vertical, en su zona central por Ia que atraviesa al eje de rotación principal (2), tiene adosado un elemento impulsor (11 ') en su parte inferior que presenta una zona inferior dentada (12'), situándose inmediatamente por debajo de dicho elemento impulsor un elemento deslizante (13'), de longitud inferior al diámetro interior del eje de rotación principal (2), que se desplaza sobre una vía de deslizamiento (14') dispuesta en el interior del eje de rotación principal, siendo el movimiento del elemento deslizante (13') perpendicular a dicho eje de rotación principal (2) y presentando superiormente una zona dentada (15') sobre el que encaja Ia zona dentada (12') del elemento impulsor (11'), deslizándose dicho elemento deslizante (13') sobre Ia citada vía de deslizamiento (14') entre dos posiciones delimitadas por Ia pared (16) del eje de rotación principal (2) de modo que Ia amplitud angular del giro del citado eje secundario (4') sea de un máximo de 90°.

Como se puede apreciar en Ia figura 5, ambas vías de deslizamiento (14-14') disponen en sus limites con Ia pared (16) del eje de rotación principal (2) de sendos topes amortiguadores (17-17'), con el fin de servir de amortiguación en el impacto de los elementos deslizantes (13-13') contra dicha pared (16) cuando basculan ambos ejes secundarios (4-4') por efecto del fluido que incide sobre ellos.

Claims

REIVINDICACIONES

1. Turbina de palas auto - orientables que comprende, una base de apoyo (1), un eje de rotación principal (2) perpendicular a Ia dirección de incidencia del fluido, configurado para girar con respecto a Ia citada base de apoyo (1) y una pluralidad de ejes secundarios (4-4') situados en Ia intersección entre al menos un primer plano axial del eje de rotación principal (2) y una pluralidad de segundos planos perpendiculares a dicho eje de rotación principal (2) estando dividido cada eje secundario (4-4') en dos semiejes por el eje de rotación principal (2) disponiendo cada semieje de al menos una pala (5-6,5'-6') unida solidariamente a dicho semieje de forma que Ia pala presenta una superficie sustancialmente perpendicular a Ia dirección de incidencia del fluido estando Ia pala (5-5') de uno de los semiejes desfasada 90° con respecto a Ia pala (6- 6') del otro semieje, caracterizada porque

Ia distancia de separación entre los segundos planos axiales al eje de rotación principal (2) es menor que Ia anchura de las palas (5-6,5'-6') y porque los ejes secundarios (4-4') giran libremente con respecto al eje de rotación principal (2).

2. Turbina según Ia reivindicación 1 , caracterizada porque cada pala (5-6,5'-6') está adosada a cada semieje a partir de un canto de unión.

3. Turbina según Ia reivindicación 2, caracterizada porque cada semieje dispone de un contrapeso (7-8;7'-8') diametralmente opuesto a Ia correspondiente pala (5-6,5'-6') para disminuir el par de giro del eje secundario.

4. Turbina según Ia reivindicación 3, caracterizada porque cada contrapeso

(7-8;7'-8') consiste en un elemento situado en el canto superior de Ia pala (5-6,5'-6') en una posición cualquiera seleccionada entre su extremo libre y su extremo más próximo al eje de rotación principal (2).

5. Turbina según Ia reivindicación 4, caracterizada porque cada uno de los contrapesos (7-8;7'-8') se encuentra situado en el mismo plano que el definido por Ia superficie de incidencia de Ia respectiva pala a Ia que se encuentra asociado.

6. Turbina según cualquiera de las reivindicaciones anteriores caracterizada porque el eje de rotación principal (2) es hueco.

7. Turbina según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6 caracterizada porque los ejes secundarios (4-4') se ordenan en una pluralidad de grupos de ejes secundarios, siendo los extremos de los ejes secundarios de un mismo grupo equidistantes y estando los ejes secundarios de un mismo grupo situados en un mismo plano.

8. Turbina según Ia reivindicación 7, caracterizada porque, para cada grupo de ejes secundarios, los ejes secundarios (4-4'), en su zona central por Ia que atraviesan al eje de rotación principal (2), sufren una curvatura (18-18') de radio tal que su movimiento de basculación queda limitado por Ia pared interna (16) del eje de rotación principal (2), siendo Ia amplitud angular del giro de cada uno de los ejes secundarios (4-4') de un máximo de 90°.

9. Turbina según Ia reivindicación 7, caracterizada porque las concavidades de las curvaturas (18-18') de los ejes secundarios (4-4') de cada grupo de ejes secundarios quedan dispuestas de forma que para Ia mitad de los ejes secundarios (4) Ia concavidad es opuesta a Ia concavidad del resto de ejes secundarios (4') del grupo.

10. Turbina según Ia reivindicación 9, caracterizada porque sobre las paredes internas del eje de rotación principal (2) se disponen sendos topes amortiguadores (9- 9') cuya posición es coincidente con Ia zona de contacto de las curvaturas (18-18') de cada uno de los ejes secundarios (4-4') de cada uno de los grupos de ejes secundarios con Ia pared interna (16) de eje de rotación principal (2).

11. Turbina según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6 caracterizada porque los ejes secundarios (4-4") se ordenan en una pluralidad de grupos de ejes secundarios, siendo los extremos de los ejes secundarios (4-4') de un mismo grupo equidistantes y estando los ejes secundarios de un mismo grupo situados en planos paralelos separados una distancia reducida.

12. Turbina según Ia reivindicación 1 1 , caracterizada porque, para cada grupo de ejes, cada eje secundario (4-4'), en su zona central por Ia que atraviesa al eje de rotación principal (2), tiene adosado un elemento impulsor (1 1-1 1 ') que presenta una zona dentada (12-12'), situándose a continuación de dicho elemento impulsor un elemento deslizante (13-13'), de longitud inferior al diámetro interior del eje de rotación principal (2), que se desplaza sobre una vía de deslizamiento (14-14') dispuesta en el interior del eje de rotación principal (2), siendo el movimiento del elemento deslizante (13-13') perpendicular a dicho eje de rotación principal (2) y también perpendicular al eje secundario, presentando igualmente una zona dentada (15-15') conjugada y situada enfrentada con respecto a Ia zona dentada (12-12') del elemento impulsor (11- 11 '), deslizándose dicho elemento deslizante (13-13') sobre Ia citada vía de deslizamiento (14-14') cuando gira el elemento impulsor (1 1-11 ^') por efecto del giro del correspondiente eje secundario (4-4'), desarrollándose el movimiento del elemento deslizante (11-1 1 ') entre dos posiciones delimitadas por Ia pared (16) del eje de rotación principal (2), de modo que Ia amplitud angular del giro del citado eje sea de un máximo de 90°.

13. Turbina según Ia reivindicación 12, caracterizada porque las vías de deslizamiento (14-14') en sus extremos coincidentes con Ia pared interior (16) del eje de rotación principal (2) disponen de sendos topes amortiguadores (17-17').