Resumen
The invention relates to a wind energy amplifier in the form of a one-sheet hyperboloid, which amplifies the wind speed exerted on the blade of the wind system, by increasing the pressure and speed of naturally occurring wind. It is possible to increase the speed of the wind and, consequently, the force and kinetic energy of the wind by continuously channeling a wind flow passing through an aerodynamic structure in the form of a "one-sheet hyperboloid", in which the wind flow inflow surface is greater than the outflow surface for the same wind flow. The potential benefits associated with using the wind energy amplifier of the invention extend to any wind system intended to harness the kinetic energy of the wind and subsequently convert same into any other type of energy, without being limited or restricted to electrical energy generation. However, it is important to note that the greatest potential of the wind energy amplifier lies in improving the output and generating capacity in respect of the electrical energy produced by wind turbines (electricity generating windmills). By using the wind energy amplifier in the form of a one-sheet hyperboloid, wind systems in general can increase wind speed and, consequently, increase the output and power of a wind system, given a predetermined constant or non-constant kinetic wind energy, enabling an increase in the electrical energy generated by any wind system in general.
Reivindicaciones
REIVINDICACIONES Un Amplificador de Energía Eólica caracterizado porque el amplificador tiene una forma de hiperboloide de una hoja compuesto por cuatro secciones: un Cuerpo Aerodinámico del Amplificador (1 b), un Supresor de Turbulencia de Salida (4), un Supresor de Turbulencia de Entrada (5), y una Estructura de Soporte o Elemento de Sujeción (3d); donde el Cuerpo Aerodinámico del Amplificador (1 b), el Supresor de Turbulencia de Salida (4) y el Supresor de Turbulencia de Entrada (5), en su conjunto, forman una sola estructura continua y rígida a través de la cual el viento fluye y es canalizado hacia el rotor del molino eólico (3e). El Amplificador de Energía Eólica conforme a la reivindicación 1 caracterizado porque las secciones de la estructura continua y rígida están ubicadas, ordenadas y acopladas de la siguiente manera, siguiendo la corriente del viento: Abertura de entrada del viento (1c), Cuerpo Aerodinámico del Amplificador (1 b), Supresor de Turbulencia de Salida (4), y Abertura de salida del viento (1a); donde el Supresor de Turbulencia de Entrada (5) rodea por fuera todas las partes y secciones antes descritas, desde el borde externo de la abertura de entrada del Cuerpo Aerodinámico del Amplificador (5f) hasta el borde externo de la abertura de salida del Supresor de Turbulencia de Salida (5e). El Amplificador de Energía Eólica conforme a las reivindicaciones 1 y 2, caracterizado porque el área proyectada de la abertura de entrada del viento es mayor al área proyectada de la abertura de salida del viento del Cuerpo Aerodinámico del Amplificador (1 b); en donde la canalización de un flujo de viento a través del Cuerpo Aerodinámico del Amplificador permite el incremento de la presión, velocidad y fuerza del viento. El Amplificador de Energía Eólica conforme a las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque el tamaño de área proyectada del Amplificador de Energía Eólica y la forma aerodinámica del mismo, inciden en la amplificación de la velocidad del viento. El Amplificador de Energía Eólica conforme a las reivindicaciones 1 a 4 caracterizado porque la forma aerodinámica del Cuerpo Aerodinámico del Amplificador (1 b) es gobernada por la siguiente ecuación matemática general: (x<2>)/a + (y<2>)/a - (<z>(exponenc¡ai))</a>_ 1 = o, a > 0, z > 0, (exponencial) > 0 donde: • (x, y, z) son coordenadas cartesianas que configuran las dimensiones del Amplificador del Energía Eólica, siendo que (x,y,z) son interdependientes; • (x,y) determinan la amplitud del Amplificador de Energía Eólica, siendo dicha amplitud interdependiente de (z), donde (x,y) pueden tomar cualquier número real; • (z) determina la extensión o longitud del Amplificador de Energía Eólica, siendo dicha extensión o longitud interdependiente de (x,y), donde (z) es siempre mayor a cero; • (a) es una constante, mayor a cero, que incide en la amplitud de la abertura de salida del viento y en la forma circular del Amplificador de Energía Eólica; • (Exponencial) determina la forma del hiperboloide de una hoja, inconcluso en el origen, pudiendo configurar formas hiperbólicas infinitas, donde (exponencial) adquiere valores mayores a cero tales como, pero sin limitarse a: (2), (ττ), (e), log2(n), log2(z), ln(z), In(k.z), acos(n), atan(n); donde "n" es un número natural mayor a cero, "k" es una constante mayor a cero, "z" es la misma variable (z) repetida en el exponencial. El Amplificador de Energía Eólica conforme a las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque la Abertura de entrada del viento (1c) del Cuerpo Aerodinámico del Amplificador (1 b) puede adoptar una forma circular (2a) o una forma cuadrada (2b). El Amplificador de Energía Eólica conforme a las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque la forma bidimensional de la Abertura de salida del viento (1 a) del Cuerpo Aerodinámico del Amplificador (1 b), es circular. 8. El Amplificador de Energía Eólica conforme a las reivindicaciones 1 a 7, caracterizado porque el Supresor de Turbulencia de Salida (4) es un componente cilindrico, corto y rígido, que va acoplado a la Abertura de salida del viento (1a) del Cuerpo Aerodinámico del Amplificador (1 b), y envuelve la hélice de un sistema eólico preexistente, reduciendo la turbulencia y permitiendo una mayor fluidez y desplazamiento del viento. 9. El Amplificador de Energía Eólica conforme a las reivindicaciones 1 a 8, caracterizado porque la forma bidimensional del Supresor de Turbulencia de Salida (4), vista desde un corte transversal, es de la misma forma de la Abertura de salida del viento (1a), para no generar pérdidas de la energía eólica ejercida sobre la hélice del sistema eólico. 10. El Amplificador de Energía Eólica conforme a las reivindicaciones 1 a 9, caracterizado porque la dimensión del diámetro de la forma cilindrica del Supresor de Turbulencia de Salida (4a) es mayor al diámetro cubierto por la hélice del sistema eólico (4b), pero lo suficientemente cercana a ese mismo diámetro para minimizar las pérdidas de energía eólica, en donde además la dimensión de la longitud del Supresor de Turbulencia de Salida (4) es lo suficientemente amplia para, cubrir toda la longitud del rotor del molino eólico (4c), sin excederse de la misma. 1 1. El Amplificador de Energía Eólica conforme a las reivindicaciones 1 a 10, caracterizado porque la ecuación general, en coordenadas cartesianas, que gobierna la forma del Supresor de Turbulencia de Salida es la de un cilindro recto: (x<2>)/a + (y<2>)/a - 1 = 0, a > 0, z > 0 donde: • (x,y) son coordenadas cartesianas que configuran las dimensiones del Supresor de Turbulencia de Salida, siendo que (x,y) son interdependientes entre sí, donde (x,y) pueden ser cualquier número real; • (z) determina la extensión del Supresor de Turbulencia de Salida, siendo dicha extensión independiente de (x,y), donde (z) solamente puede tomar números menores al valor (z) del Cuerpo Aerodinámico del Amplificador, pero mayores a cero, en donde el valor máximo deberá ser igual al valor mínimo del valor (z) del Cuerpo Aerodinámico del Amplificador, de tal manera que ambos valores coincidan; • (a) es una constante, mayor a cero, que modifica y determina el diámetro de la forma cilindrica del Supresor de Turbulencia de Salida. 12. El Amplificador de Energía Eólica conforme a las reivindicaciones 1 a 1 1 , caracterizado porque el Supresor de Turbulencia de Entrada (5) es un componente aerodinámico y rígido que va acoplado a la abertura de entrada del Cuerpo Aerodinámico del Amplificador y se extiende desde el borde externo de la abertura de entrada del Cuerpo Aerodinámico del Amplificador (5f) hasta el borde externo de la abertura de salida del Supresor de Turbulencia de Salida (5e), conectándose ambos puntos mediante un borde externo (5d) y un borde de ataque (5g) con radio específico (5a), envolviendo por fuera el Cuerpo Aerodinámico del Amplificador (1 b)¡ en donde la distancia entre el borde externo del Supresor de Turbulencia de Salida (5e) y el borde externo del Cuerpo Aerodinámico del Amplificador (5f) recibe el nombre de Cuerda (5b), siendo la longitud de la línea de curvatura media (5c) mayor a la longitud de la cuerda (5b).
