ES B2 F03D 9/00 ( ) E04D 13/18 ( ) E04F 17/04 ( ) Aviso: OFICINA ESPAÑOLA DE PATENTES Y MARCAS ESPAÑA

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1 19 OFICINA ESPAÑOLA DE PATENTES Y MARCAS ESPAÑA 11 Número de publicación: Número de solicitud: Int. Cl.: F03D 9/00 ( ) E04D 13/18 ( ) E04F 17/04 ( ) 12 PATENTE DE INVENCIÓN CON EXAMEN PREVIO B2 22 Fecha de presentación: Fecha de publicación de la solicitud: Titular/es: Universidad de La Rioja Avenida de La Paz, Logroño, La Rioja, ES Fecha de la concesión: Fecha de modificación de las reivindicaciones: Fecha de anuncio de la concesión: Inventor/es: Sáenz-Díez Muro, Juan Carlos; Blanco Barrero, Juan Manuel; Jiménez Macías, Emilio; Pérez de la Parte, Mercedes y Blanco Fernández, Julio 45 Fecha de publicación del folleto de la patente: Agente/Representante: No consta 54 Título: Colector eólico modular de cornisa. ES B2 57 Resumen: Colector eólico modular de cornisa, caracterizado por situarse en la parte superior de las fachadas de los edificios o cornisas, adaptable indistintamente a cubiertas o tejados planos o inclinados, para la captación del viento que, incidiendo en las fachadas del edificio, asciende verticalmente por las mismas, reconduciéndolo interiormente a través de un captador, hacia su correspondiente conducto, normalmente circular, en el que se dispone una aeroturbina que transmitirá la energía mecánica mediante el correspondiente acoplamiento al generador eléctrico, generando energía eléctrica a partir de la fuente de energía renovable eólica. La invención que se presenta aporta la principal ventaja de poderse integrar fácilmente en los edificios, tanto en los de nueva construcción como en los ya existentes, sin necesidad de reforzar su estructura, quedando protegido de los agentes externos mediante una envolvente. Aviso: Se puede realizar consulta prevista por el art LP.

2 1 ES B2 2 DESCRIPCIÓN Colector eólico modular de cornisa. La presente memoria descriptiva se refiere, como su título indica, a un colector eólico modular de cornisa, caracterizado por situarse en la parte superior de las fachadas de los edificios o cornisas, adaptable indistintamente a cubiertas o tejados planos o inclinados, para la captación del viento que, incidiendo en las fachadas del edificio, asciende verticalmente por las mismas, reconduciéndolo interiormente a través de un captador, hacia su correspondiente conducto, normalmente circular, en el que se dispone una aeroturbina que transmitirá la energía mecánica mediante el correspondiente acoplamiento al generador eléctrico, generando energía eléctrica a partir de la fuente de energía renovable eólica. En la actualidad son conocidos diferentes dispositivos basados en la captación del viento ascendente en las fachadas de los edificios, ubicados en la parte superior de las mismas, para su aprovechamiento en la generación de energía eléctrica producida a partir de la energía eólica. El viento incidente en los edificios produce un desprendimiento de la capa límite en la cornisa que si bien tiene como efecto un aumento de la velocidad por encima de dicha capa límite, también produce grandes turbulencias por debajo, lo que dificulta la captación de energía eólica en las cubiertas de los edificios, al requerirse aumentar la altura de la captación para superar la capa límite, requiriendo más altura a medida que el aerogenerador se aleje de la cornisa en la cubierta. Para la captación del viento en las fachadas en la patente DE se describe un dispositivo para captar la energía cinética del viento de componente vertical en la fachada y cubierta en edificios, con el inconveniente de que dicho dispositivo requiere para su funcionamiento de una superficie de captación distribuida a lo largo y/o ancho de la fachada y/o cubierta. Otra solución la podemos encontrar en la patente JP en la que se describe un dispositivo para captar la energía del viento en un edificio, con el inconveniente de que su estructura no está ideada para captar la componente vertical del viento que asciende por la fachada de los edificios. También se conocen dispositivos como el reivindicado en la patente GB donde se describe un sistema de obtención de energía eólica mediante una superficie-guía para ser montado en el cerramiento de un edificio, con el inconveniente de que dicho dispositivo no dispone de superficie captadora alguna, por lo que no produce incrementos en la velocidad del viento por reducción de la sección neta. Se han buscado otras soluciones, por ejemplo en la patente JP se describe otro sistema de captación de energía eólica destinado a ser instalado sobre un edificio. Dicho dispositivo requiere para su funcionamiento de una superficie de captación distribuida a lo largo de la fachada, y además, la captación se sitúa en la parte inferior del edificio, con el inconveniente de no captar, por tanto, la componente vertical de viento. Otra solución en la que se ha intentado mejoras es la descrita en la patente JP donde se describe un dispositivo para captar la energía del viento en un edificio, con el inconveniente de que dicho dispositivo no está ideado para captar la componente vertical del viento que asciende por la fachada de los edificios. Y por último otra solución que se puede aportar es la descrita en la patente JP donde se describe un dispositivo para captar la energía del viento en un edificio con el inconveniente de que dicho dispositivo no dispone de superficie captadora alguna, por lo que no produce incremento en la velocidad del viento por reducción de la sección neta. Para solventar la problemática existente en la actualidad, se ha ideado un colector eólico modular de cornisa objeto de la presente invención, caracterizado por situarse en la parte superior de las fachadas de los edificios o cornisas, para la captación del viento que, incidiendo en las fachadas del edificio, asciende por las mismas reconduciéndolo interiormente, a través del colector eólico modular de cornisa comprendido por captador, conducto y envolvente. Por ello el colector eólico modular de cornisa mejora las posibilidades de captación, ya que es un sistema fácil de fabricar y de instalar, barato de construcción y muy fácilmente integrable en los edificios, tanto en los de nueva construcción como en los ya existentes, sin necesidad de reforzar su estructura. El captador se configura de forma prismática similar a una campana para captar el viento, para capturar la componente vertical de viento ascendente por la fachada además de amplificar la velocidad del viento reduciendo la sección neta de paso, con la consiguiente ventaja de reducir el tamaño de la aeroturbina necesaria para el aprovechamiento de la energía eólica captada por el colector. El conducto de configuración circular, se posiciona sobre la parte superior del captador de forma vertical o acodado para que su posicionamiento sea horizontal y poder albergar en su interior indistintamente turbinas de eje horizontal o vertical. La envolvente se configura de forma prismática en coincidencia con las características constructivas del captador para su acoplamiento, destinado para la protección de los agentes atmosféricos, dotando al colector eólico modular de cornisa de la estética constructiva adecuada según corresponda a cada edificio. El viento circula a través del captador y lo reconduce interiormente, mediante una serie de abocinamientos, a su correspondiente conducto, normalmente circular. Cada conducto está dotado con una aeroturbina, que transmitirá la energía mecánica mediante el correspondiente acoplamiento al generador eléctrico. El colector eólico dispondrá de una envolvente, que lo protegerá de los agentes atmosféricos, dotando al conjunto de la estética constructiva adecuada según sean las características de cada edificio. El viento es captado, según se ha descrito en el párrafo anterior, en la parte superior de la fachada o cornisa, mediante el colector, es reconducido hacia un conducto estrecho, de manera que se amplifica la velocidad del viento y con un pequeño aerogenerador se recoge gran energía eólica captada por el colector, permitiendo reducir costes de fabricación del aerogenerador empleado, lo cual también se produce por su disposición modular adaptable a casi cualquier tipo de fachada. Alternativamente existe la posibilidad de unir varios conductos entre sí, de manera que un solo conducto aproveche el viento captado por varios colectores, reduciendo así el número de aeroturbinas, pu-

3 3 ES B2 4 diéndose distribuir la superficie captadora en todo el perímetro de cornisas del edificio. Este colector eólico modular de cornisa que se presenta aporta múltiples ventajas sobre los disponibles en la actualidad siendo la más importante su estructura ideada para adaptar su ubicación en la cornisa del edificio para mejorar las posibilidades de captación del viento para su aprovechamiento en la generación de energía eléctrica a partir de la energía eólica. Es importante destacar que el colector eólico modular de cornisa es fácilmente integrable en los edificios tanto en los de nueva construcción como en los ya existentes, sin necesidad de reforzar su estructura. Otra importante ventaja de este colector eólico modular de cornisa es que comprende un captador configurado de forma prismática similar a una campana, que permite capturar la componente vertical de viento ascendente por la fachada además de amplificar la velocidad del mismo reduciendo la sección neta de paso. Es especialmente destacable que sobre el captador se posiciona un conducto de configuración circular, de forma vertical o acodado para que su posicionamiento sea horizontal y poder albergar en su interior indistintamente turbinas de eje horizontal o vertical. Como ventaja importante destacar que el colector eólico modular de cornisa dispone de una envolvente que acoplada sobre el captador, esta destinada para la protección del conjunto de los agentes atmosféricos, dotándolo de la estética constructiva adecuada según corresponda a cada edificio. Otra ventaja importante es que en una realización alternativa existe la posibilidad de unir varios conductos entre sí, de manera que un solo conducto aproveche el viento captado por varios colectores, reduciéndose el número de aeroturbinas, pudiéndose distribuir la superficie captadora en todo el perímetro de cornisas del edificio. Para comprender mejor el objeto de la presente invención, en el plano anexo se ha representado una realización práctica preferencial de un colector eólico modular de cornisa. En dicho plano la figura -1- muestra una vista esquemática de perfil de un edificio mostrando la dirección del viento sobre la fachada y su captación a través del colector eólico que se preconiza La figura -2- muestra una vista esquemática de perfil de un edificio mostrando la ubicación del colector eólico modular de cornisa. La figura -3- muestra una vista esquemática frontal de un edificio mostrando la ubicación del colector eólico modular de cornisa. La figura -4- muestra una sección transversal del colector eólico modular de cornisa. La figura -5- muestra un detalle longitudinal del colector eólico modular de cornisa. El colector eólico modular de cornisa objeto de la presente invención comprende un captador (2), conducto (3) y envolvente (4). El captador (2) se configura de forma prismática similar a una campana, permitiendo capturar la componente vertical de viento ascendente por la fachada y amplificar su velocidad, reduciendo la sección neta de paso. El conducto (3) de configuración circular, se posiciona sobre la parte superior del captador (2) de forma vertical o acodado para que su posicionamiento sea horizontal y poder albergar en su interior indistintamente turbinas (5) de eje horizontal o vertical. Alternativamente existe la posibilidad de unir varios conductos (3) entre sí, de manera que un solo conducto (3) aproveche el viento captado por varios colectores (2), reduciendo así el número de aeroturbinas (5), pudiéndose distribuir la superficie captadora en todo el perímetro de cornisas del edificio. La envolvente (4) se configura de forma prismática en coincidencia con las características constructivas del captador (2) para su acoplamiento, destinada para la protección del colector eólico modular de cornisa (1). El viento es captado en la parte superior de la fachada o cornisa, circula a través del captador (2) y lo reconduce interiormente, mediante una serie de abocinamientos, a su correspondiente conducto (3), los cuales están dotados con una aeroturbina (5), no visibles desde el exterior, que transmitirá la energía mecánica mediante el correspondiente acoplamiento al generador eléctrico, disponiendo el colector eólico (1) de una envolvente (4), que lo protegerá de los agentes atmosféricos, dotando al conjunto de la estética constructiva adecuada según sean las características de cada edificio

4 5 ES B2 6 REIVINDICACIONES 1. Colector eólico modular destinado a situarse en la parte superior de fachadas o cornisas de edificios, que comprende, un captador de viento (2), por lo menos un conducto (3) y una envolvente (4), estando caracterizado por el hecho de que el captador (2) presenta forma prismática a modo de campana de modo que su sección neta de paso del aire se reduce en el sentido de entrada de la componente vertical del viento ascendente por la fachada o cornisa. 2. Colector eólico modular, según la reivindicación anterior, caracterizado porque el conducto (3) presenta una configuración circular y queda colocado verticalmente, sobre la parte superior del captador (2) albergando en su interior una turbina (5) de eje vertical. 3. Colector eólico modular, según la reivindicación 1, caracterizado porque el conducto (3) presenta una configuración circular y queda colocado horizontalmente sobre la parte superior del captador (2) albergando en su interior una turbina (5) de eje horizontal. 4. Colector eólico modular, según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque comprende varios conductos (3) unidos entre sí, de manera que un solo conducto (3) aprovecha el viento captado por varios colectores (2), reduciéndose así el número de aeroturbinas (5), pudiéndose distribuir la superficie captadora en todo el perímetro de cornisas del edificio. 5. Colector eólico modular, según la reivindicación 1, caracterizado porque la envolvente (4) presenta una forma prismática en coincidencia con las características constructivas del captador (2) para su acoplamiento, destinada para la protección del colector eólico modular de cornisa (1). 6. Procedimiento de captación de energía eólica utilizando un colector eólico modular según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque comprende las etapas de captar el viento ascendente por la fachada en la parte superior de la fachada o cornisa, hacerlo circular amplificando su velocidad través del captador (2) y reconducirlo interiormente hacia su correspondiente conducto (3) donde se dispone una aeroturbina (5) de manera que la energía mecánica es trasmitida mediante dicha que está acoplada a un generador eléctrico, disponiendo el colector eólico (1) de una envolvente (4), que lo protegerá de los agentes atmosféricos, dotando al conjunto de la estética constructiva adecuada según sean las características de cada edificio

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8 OFICINA ESPAÑOLA DE PATENTES Y MARCAS ESPAÑA 11 ES Nº de solicitud: Fecha de presentación de la solicitud: Fecha de prioridad: INFORME SOBRE EL ESTADO DE LA TÉCNICA 51 Int. Cl.: Ver hoja adicional DOCUMENTOS RELEVANTES Categoría 56 Documentos citados Reivindicaciones afectadas X US A1 (BRANCO et al.) , todo el documento. 1-6 X JP A (MATSUSHITA SEIKO KK) , figuras. 1 A JP A (TOYO UMPANKI CO LTD) , resumen; figuras. 1-6 A NL C2 (STORK J E VENTILATOREN BV) , resumen; 1-4 figuras. A US A1 (BRANCO et al.) , resumen; figura 1-B. 1 Categoría de los documentos citados X: de particular relevancia Y: de particular relevancia combinado con otro/s de la misma categoría A: refleja el estado de la técnica El presente informe ha sido realizado para todas las reivindicaciones O: referido a divulgación no escrita P: publicado entre la fecha de prioridad y la de presentación de la solicitud E: documento anterior, pero publicado después de la fecha de presentación de la solicitud para las reivindicaciones nº: Fecha de realización del informe Examinador Página P. Prytz González 1/4

9 INFORME DEL ESTADO DE LA TÉCNICA Nº de solicitud: CLASIFICACIÓN DEL OBJETO DE LA SOLICITUD F03D 9/00 ( ) E04D 13/18 ( ) E04F 17/04 ( ) Documentación mínima buscada (sistema de clasificación seguido de los símbolos de clasificación) F03D, E04D, E04F Bases de datos electrónicas consultadas durante la búsqueda (nombre de la base de datos y, si es posible, términos de búsqueda utilizados) INVENES, EPODOC Informe del Estado de la Técnica (hoja adicional) Página 2/4

10 OPINIÓN ESCRITA Nº de solicitud: Fecha de Realización de la Opinión Escrita: Declaración Novedad (Art. 6.1 LP 11/1986) Reivindicaciones 1-6 SÍ Reivindicaciones NO Actividad inventiva Reivindicaciones SÍ (Art. 8.1 LP 11/1986) Reivindicaciones 1-6 NO Se considera que la solicitud cumple con el requisito de aplicación industrial. Este requisito fue evaluado durante la fase de examen formal y técnico de la solicitud (Artículo 31.2 Ley 11/1986). Base de la Opinión: La presente opinión se ha realizado sobre la base de la solicitud de patente tal y como ha sido publicada. Informe sobre el Estado de la Técnica (Opinión escrita) Página 3/4

11 OPINIÓN ESCRITA Nº de solicitud: Documentos considerados: A continuación se relacionan los documentos pertenecientes al estado de la técnica tomados en consideración para la realización de esta opinión. Documento Número Publicación o Identificación Fecha Publicación D01 US A D02 JP A D03 JP A D04 NL C D05 US A Declaración motivada según los artículos 29.6 y 29.7 del Reglamento de ejecución de la Ley 11/1986, de 20 de marzo, de patentes sobre la novedad y la actividad inventiva; citas y explicaciones en apoyo de esta declaración La presente solicitud de patente hace referencia a un colector eólico modular de cornisa. Consta de 6 reivindicaciones siendo la primera y la sexta independientes y de la segunda a la quinta dependientes de la reivindicación primera. La primera reivindicación, independiente, se refiere a un colector modular de cornisa caracterizado por comprender un captador, un conducto y una envolvente, estando configurado el captador de forma prismática a modo de campana. La sexta reivindicación, independiente, se refiere a un procedimiento de captación de energía eólica utilizando un colector eólico como el de la primera reivindicación, de manera que el viento ascendente por las fachadas es captado a través del captador del colector y reconducido hacia el conducto donde se encuentra instalada una aeroturbina acoplada a un generador eléctrico, disponiendo el colector de una envolvente que lo protege de los agentes atmosféricos. Para la elaboración de la presente opinión escrita se ha considerado que lo esencial de la invención reivindicada en la primera reivindicación radica en que el colector eólico sea modular, apto para colocarse en las cornisas y esté dotado de un captador a modo de campana, lo que le dota de la capacidad de captar la componente vertical del viento ascendente por la fachada y de amplificar la velocidad del viento reduciendo la sección neta de paso (según se indica en la página 4 de la descripción). La configuración prismática de la campana se considera una opción de diseño frente a cualquier otra equivalente que podría haber seleccionado el experto en la materia de entre las múltiples posibles para conseguir el fin deseado. Por otro lado, la utilización de una envolvente con el único fin de proteger al colector de los agentes atmosféricos y de dotar al conjunto de una estética adecuada, no se considera en sí mismo inventiva, pues es una solución aplicada habitualmente para proteger equipos similares de las inclemencias meteorológicas, por lo que un experto en la materia aplicaría dicha solución con el mismo fin sin el empleo de actividad inventiva. Los documentos D01 a D05 se consideran una representación del estado de la técnica al que pertenece la invención. Teniendo en cuenta las consideraciones anteriores, el documento D01, que se considera el más próximo a la invención, reúne todas las características técnicas del objeto reivindicado en la primera y sexta reivindicaciones. Asimismo, el documento D02, anticipa la invención reivindicada en la primera reivindicación, al no especificar dicha reivindicación el uso del colector eólico. Las características reivindicadas en las reivindicaciones 2 a 5, no se considera que impliquen actividad inventiva para el experto en la materia, al ser las características técnicas de las reivindicaciones 2 a 4 (conducto y turbina de eje vertical, conducto y turbina de eje horizontal y unión de varios conductos con una turbina común) y la característica de la reivindicación 5 (envolvente prismática para su acoplamiento al captador) meras ejecuciones constructivas u opciones de diseño para resolver el problema planteado. Los documentos citados D03 a D05 muestran distintos ejemplos de otras posibilidades de diseño que contemplan la utilización de conductos interconectados y de captadores en forma de campana. Por todo lo expuesto anteriormente, se concluye que el objeto inventivo reivindicado en las reivindicaciones 1 a 6 puede considerarse nuevo, pero no implica actividad inventiva, en el sentido de los artículos 6 y 8, respectivamente, de la Ley 11/1986 de Patentes. Informe sobre el Estado de la Técnica (Opinión escrita) Página 4/4