VEHICULO.

Vehículo terrestre, que presenta un generador eólico de energía eléctrica conectado a los medios motores del vehículo,

comprendiendo dicho generador eólico, a su vez, un eje rotor y unas aspas, caracterizado porque tanto el rotor como las aspas se sitúan exteriormente, fuera del chasis exterior del vehículo y porque las aspas presentan un perfil alar aerodinámico.

Vehículo.

La presente invención hace referencia a un vehículo terrestre con un sistema eólico de generación de energía.

El documento CN 101823440 da a conocer un tren que comprende una pluralidad de generadores eólicos dispuestos en el interior de un conducto de aire dispuesto a su vez a lo largo de la parte superior de dicho tren. Cuando el tren está en marcha, la fuerza del viento actúa sobre dicha pluralidad de generadores eólicos transformando la energía eólica obtenida en energía eléctrica. Dicha energía eléctrica es almacenada en baterías de almacenamiento para la propulsión de dicho tren.

El documento BE901327 da a conocer un vehículo adaptado para tierra, mar y aire que comprende al menos un generador eólico dispuesto en una parte externa de dicho vehículo. Dicho generador eólico comprende al menos dos o tres palas que giran por la acción del aire mientras dicho vehículo está en movimiento y transforma la energía captada en energía eléctrica para posteriormente ser guardada en un conjunto de baterías. Dichas baterías proporcionan la potencia necesaria para poner en movimiento el vehículo. Adicionalmente, dicho vehículo es aerodinámico y está adaptado para absorber las vibraciones provocadas por dicho generador.

El documento US 2003/0057707 da a conocer la instalación de múltiples generadores eólicos en un vehículo de combustible fósil y eléctrico en distintas partes de dicho vehículo. Dicha pluralidad de generadores eólicos de tipo hélice o turbina utilizan la fuerza del viento de frente mientras el vehículo está en movimiento para transformar dicha energía obtenida en energía eléctrica. Un módulo de control situado en una zona apropiada del vehículo recibe la energía eléctrica obtenida y en función de las necesidades del vehículo en cada momento, directamente suministra electricidad al vehículo o almacena dicha energía en baterías de almacenamiento.

El documento US 2005/0046195 A1 da a conocer un vehículo acuático, terrestre o aéreo que comprende al menos una batería de almacenamiento que proporciona potencia eléctrica al vehículo para su puesta en marcha y su puesta en movimiento. Dicha patente comprende también un generador eólico comprendido dentro de una carcasa de revestimiento dispuesto en una parte superior de dicho vehículo. Dicho generador eólico comprende una pluralidad de aspas que giran alrededor del eje de dicho generador por la acción de la fuerza del viento mientras dicho vehículo está en movimiento. La energía eólica obtenida es transformada en energía eléctrica suministrando electricidad a un regulador de voltaje conectado directamente al mecanismo de suministro de potencia del vehículo.

El documento US 7135786 B1 da a conocer una carcasa montada en la parte superior de un vehículo, comprendiendo dicha carcasa en su interior una turbina unida a un dispositivo generador de electricidad. Dicha turbina rota por la acción del viento que entra por la carcasa cuando el vehículo está en movimiento y la energía de rotación de dicha turbina es transferida al generador de electricidad. Un circuito eléctrico proporciona continuidad eléctrica entre el dispositivo generador eléctrico y unas baterías de almacenamiento de dicha energía eléctrica.

En todos estos documentos, los generadores eólicos son tipo pala o molinillo, buscando una transformación completa de la energía cinética del aire en giro de un rotor. En definitiva, las palas buscan un aprovechamiento máximo de energía en forma de energía cinética. Como consecuencia, los generadores eólicos se disponen en conductos o bien su eje rotor se dispone en el interior del chasis del vehículo, con el objetivo de transformar la energía del aire en energía cinética antes del choque con las palas, cuyo objetivo es parar el aire.

Si bien resultan interesantes sobre el papel, estos tipos de vehículos del estado de la técnica no resultan efectivos. En particular, la filosofía de exhaustar la energía cinética del viento lleva, paradójicamente, a una limitación de la energía máxima disponible por cuanto a) se utiliza una superficie para acelerar el aire (conducto o el propio chasis), b) como consecuencia, el volumen de aire utilizado es pequeño y la energía total utilizable es pequeña. De manera más importante, el carenado o entubamiento aumenta la resistencia aerodinámica al avance del vehículo.

Para solucionar los problemas citados, la presente invención da a conocer un vehículo terrestre del tipo que presenta un generador eólico de energía eléctrica, conectado a los medios motores del vehículo, comprendiendo dicho generador eólico, a su vez, un eje rotor y unas aspas. El generador eólico del vehículo terrestre objeto de la presente invención se caracteriza porque tanto el rotor como las aspas se sitúan exteriormente, fuera del chasis exterior del vehículo y porque las aspas presentan un perfil alar aerodinámico.

En la presente invención el significado de "perfil alar", "perfil aerodinámico" o, más exactamente, "perfil alar aerodinámico" es el que se otorga a dichos términos en el campo de la aerodinámica, Es decir, toda forma plana que al desplazarse a través del aire es capaz de crear a su alrededor una distribución de presiones que genere sustentación. Bien entendido que, en la presente invención, los perfiles alares no se desplazan de manera libre sino rotando alrededor del rotor del generador eólico.

En definitiva, la presente invención da a conocer un nuevo concepto de modo de aprovechamiento de un generador eólico en un vehículo en movimiento. El generador se dispone exteriormente, no requiriendo conducto, y las aspas tienen un perfil aerodinámico. No se busca el frenado total del aire sino un efecto sustentación sobre el perfil que se transforma en un torque sobre el eje del giro del generador. Esto permite un aprovechamiento de una mayor masa de aire y un mejor aprovechamiento a altas velocidades. Por lo tanto, la presente invención se puede aplicar ventajosamente a trenes de alta velocidad, si bien la presente invención no se limita necesariamente a dicha aplicación.

Otra ventaja de la disposición de la presente invención es que las aspas pueden ser orientables en función de la dirección del viento aparente que vea el vehículo. En las aplicaciones de vehículos de alta velocidad no se requiere una gran variabilidad del ángulo de giro necesario para la orientación. Para modificar la orientación, preferentemente, el generador presenta un mecanismo de giro del eje alrededor del cual giran las aspas, siendo dicho giro un giro alrededor de un eje perpendicular al citado eje alrededor del cual giran las aspas. De esta manera, el vehículo verá un viento aparente que es superior tanto al viento existente como al viento producido por el propio movimiento del vehículo, correspondiente a la suma de ambos.

Por otro lado, y pensando de manera especial (que no necesariamente exclusiva) en las aplicaciones a vehículos de alta velocidad (como por ejemplo los trenes de alta velocidad, que alcanzan los 300 kms/h) los perfiles aerodinámicos de aspa presentan unos requerimientos que los apartan tanto de los perfiles más habituales en aplicaciones de aviación como, por supuesto, en los de generación eólica convencional.

Los perfiles alares aerodinámicos pueden presentar morfologías muy diferentes, por ejemplo en cuanto a forma del borde de ataque, del borde de fuga o salida, cuerda, extradós, intradós, espesor y ángulo de ataque, por lo que, en general, su elección se realiza atendiendo a sus características funcionales y no a sus características morfológicas. En la presente aplicación, resulta importante la correlación entre la fuerza de sustentación y la fuerza de roce (lift-to-drag-ratio) de cara a obtener un mayor torque sobre el rotor. No obstante, son conocidos numerosos perfiles que presentan un cociente entre fuerza de sustentación y fuerza de roce adecuado. Así, preferentemente, dicho cociente será mayor de 10, más preferentemente mayor de 19, y aún más preferentemente mayor de 35. A mayor cociente se consigue un mayor torque sobre el rotor del generador. En el estado de la técnica son conocidos perfiles de cocientes de hasta 70. Preferentemente, dichos cocientes se alcanzan para una velocidad de viento aparente superior a 100 km/h, aún más preferentemente 300 km/h.

La presente invención también prevé que, para variar el ángulo de ataque del perfil aerodinámico alar, las aspas tengan un mecanismo de giro con respecto a su eje longitudinal.

Para su mejor comprensión...

1. Vehículo terrestre, que presenta un generador eólico de energía eléctrica conectado a los medios motores del vehículo, comprendiendo dicho generador eólico, a su vez, un eje rotor y unas aspas, caracterizado porque tanto el rotor como las aspas se sitúan exteriormente, fuera del chasis exterior del vehículo y porque las aspas presentan un perfil alar aerodinámico.

2. Vehículo, según la reivindicación 1, caracterizado porque las aspas tienen un mecanismo de giro con respecto a su eje longitudinal.

3. Vehículo, según la reivindicación 1, caracterizado porque el cociente entre el coeficiente de sustentación y el coeficiente de arrastre es mayor de 10.

4. Vehículo, según la reivindicación 3, caracterizado porque el cociente entre el coeficiente de sustentación y el coeficiente de arrastre es mayor de 19.

5. Vehículo, según la reivindicación 4, caracterizado porque el cociente entre el coeficiente de sustentación y el coeficiente de arrastre es mayor de 35.

6. Vehículo, según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizado porque el rotor del generador eólico queda unido al techo del chasis exterior del vehículo.

7. Vehículo, según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, caracterizado porque el vehículo comprende dos generadores eólicos situados de manera simétrica con respecto al plano medio del vehículo.

8. Vehículo, según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7, caracterizado porque las aspas tienen una longitud de, al menos, 5 metros.

9. Vehículo, según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8, caracterizado porque el generador presenta un mecanismo de giro del eje alrededor del cual giran las aspas, siendo dicho giro un giro alrededor de un eje perpendicular al citado eje alrededor del cual giran las aspas.

10. Vehículo, según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 9, caracterizado porque es un tren de alta velocidad.