ES2866973T3

ES2866973T3 - Estructura de edificio que comprende un generador de vórtices para reducir vibraciones inducidas

Info

Publication number: ES2866973T3
Application number: ES17816533T
Authority: ES
Inventors: Peder Bay Enevoldsen; Alejandro Gomez Gonzalez; Alex Loeven; Cornelis Jan Stam
Original assignee: Siemens Gamesa Renewable Energy AS
Current assignee: Siemens Gamesa Renewable Energy AS
Priority date: 2017-02-15
Filing date: 2017-11-28
Publication date: 2021-10-20
Anticipated expiration: 2037-11-28
Also published as: DK3565967T3; EP3565967A1; CN110392782B; CN110392782A; EP3855017A1; US20200002939A1; WO2018149527A1; EP3565967B1

Abstract

Estructura (1) de edificio, que comprende una superficie (2) exterior, en la que un generador (3) de vórtices está conectado a la superficie (2) exterior de la estructura (1) de edificio, estando dicho generador (3) de vórtices preparado y dispuesto de tal manera que genera vórtices en una corriente de aire que pasa por la superficie (2) exterior, en la que el generador (3) de vórtices comprende una pluralidad de aletas (5, 6), que están dispuestas en una fila (9), en la que: - las aletas (5, 6) comprenden una punta (7) con una elevación máxima en vertical con respecto a la superficie (2) exterior, y un reborde (8) adyacente a la punta (7), que comprende una elevación decreciente en vertical con respecto a la superficie (2) exterior y - una sección de la parte superior de la estructura (1) de edificio está equipada con generadores (3) de vórtices, mediante lo cual al menos el 10% de la longitud de la estructura (1) de edificio está equipada con generadores (3) de vórtices.

Description

DESCRIPCIÓN

Estructura de edificio que comprende un generador de vórtices para reducir vibraciones inducidas

La invención se refiere a una disposición para reducir vibraciones inducidas por vórtice en una estructura de edificio. En edificios altos, tales como torres, el viento interacciona con el edificio. El viento sopla más allá del edificio. En el extremo del edificio, cuando el aire en movimiento abandona el edificio, se genera un vórtice. El vórtice en la estela del edificio conduce a una presión variable del aire en la superficie del edificio. Esto conduce a una carga variable en el edificio.

Se sabe que pueden desarrollarse calles de vórtices en la estela de un edificio. Los vórtices se desarrollan en la estela del edificio y están en la sombra con una determinada frecuencia. Esto conduce a cargas en el edificio que cambian con una determinada frecuencia. Por tanto, se inducen vibraciones en el edificio. Las vibraciones inducidas podrían tener una frecuencia que se acerca a, o es idéntica a, la frecuencia propia del edificio. En tales casos el edificio empieza a resonar y las cargas en la estructura de edificio son muy altas.

Es necesario evitar resonancias en edificios, por tanto es necesario reducir o suprimir las calles de vórtices y su efecto. En edificios con forma redonda, como chimeneas o torres, se conoce unir tracas a la superficie del edificio. Las tracas perturban el flujo laminar del aire a lo largo de la superficie del edificio y, por tanto, reducen el desarrollo de calles de vórtices. Por ejemplo, la solicitud de patente europea EP 3029313 A1 se refiere a una traca para una torre de turbina eólica. En los documentos KR101273967B1 y DE19704759A1 se dan a conocer estructuras de edificio adicionales según el estado de la técnica que tienen medios de vórtice.

Se usan tracas para instalaciones permanentes o para un uso no permanente, tal como durante el transporte o la instalación de la totalidad, o partes de, la torre o chimenea.

Las tracas suponen una adición al material del edificio en cuanto a peso y costes. Además, las tracas tienen un efecto aerodinámico adicional que no se desea, y es necesario controlar.

La solicitud de patente japonesa JP 2000 008648 A se refiere a una estructura de supresión de vibración de una construcción de torre.

La solicitud de patente alemana DE 10 2004 030094 A1 se refiere a un concepto sobre cómo mejorar el flujo alrededor de un componente estático de un sistema que experimenta el impacto de vórtices creados a partir de un componente rotatorio del sistema.

Por tanto, el objetivo de la invención es proporcionar una disposición y un método mejorados para reducir el efecto de los vórtices sobre edificios altos y esbeltos.

El objeto de la invención se logra mediante la reivindicación independiente 1. En las reivindicaciones dependientes se dan a conocer características adicionales de la invención.

Se da a conocer una estructura de edificio, que comprende una superficie exterior, en la que un generador de vórtices está conectado a la superficie exterior de la estructura de edificio. El generador de vórtices está preparado y dispuesto de tal manera que genera vórtices en una corriente de aire que pasa por la superficie exterior.

Una corriente de aire, por tanto un viento, que pasa por la superficie exterior de una estructura de edificio interacciona con la estructura de edificio. En la estela de la estructura de edificio, la corriente de aire abandona la superficie de la estructura de edificio y, por tanto, forma una calle de vórtices en la estela del edificio.

La interrupción de la corriente de aire que discurre a lo largo de la superficie del edificio y la creación de vórtices en la estela de la estructura de edificio conduce a cargas variables sobre la estructura de edificio y por tanto, puede conducir a vibraciones del edificio.

No se desean vibraciones del edificio ya que el edificio tiene que soportar cargas más altas.

Los generadores de vórtices se unen a la superficie exterior de la estructura de edificio. Los generadores de vórtices interaccionan con el viento que pasa por el edificio e igualan la energía presente en la corriente de aire cerca de la superficie exterior de la estructura de edificio.

Por tanto, la corriente de aire sigue la superficie exterior de la estructura de edificio a lo largo de una mayor distancia a lo largo de la superficie exterior, lo que conduce a la creación de vórtices más pequeños en la estela del edificio. Por tanto, se reduce la creación de vórtices y también se reducen las cargas y fuerzas que actúan sobre el edificio. La estructura de edificio puede ser un edificio alto, esbelto o una chimenea, por ejemplo, o una torre, o una parte o un segmento de un edificio, una chimenea o una torre.

La estructura de edificio puede tener una sección transversal que es circular o poligonal.

El edificio puede ser un edificio de hormigón, una estructura de edificio compuesta por acero o una estructura de edificio híbrida.

La carga del viento en la estructura de edificio es la más alta cuando la estructura de edificio está en una orientación vertical. Este puede ser el caso cuando la estructura de edificio está instalada, o cuando la estructura de edificio, en su conjunto o partes de la misma, se transporta.

El transporte puede realizarse en una posición vertical, por ejemplo, para torres de turbina eólicas para una instalación marina. La torre, o partes de la torre, se monta en una posición vertical en una embarcación y se lleva en la misma hasta el lugar de instalación. La torre o el segmento de torre se iza entonces mediante una grúa para su colocación sobre la cimentación. Durante el levantamiento con grúa, la torre o el segmento de torre también está sometido a cargas de viento que se minimizan mediante generadores de vórtices.

En una realización, el generador de vórtices comprende una pluralidad de aletas, que están dispuestas en una fila. El generador de vórtices comprende una pluralidad de aletas, en la que varias de las aletas están dispuestas en paralelo.

Las aletas interaccionan con el viento que pasa a lo largo de la superficie exterior de la estructura de edificio. Las aletas forman vórtices pequeños en su estela que discurren a lo largo de la superficie exterior de la estructura de edificio. La energía presente en las capas del aire que pasa a lo largo de la superficie exterior del viento se iguala mediante los vórtices creados por las aletas.

El aire que fluye a lo largo de la superficie exterior fluye a lo largo de la superficie en un flujo laminar. Se reduce la velocidad de las capas de viento más cercanas a la superficie exterior de la estructura de edificio mediante la interacción con la superficie de la estructura de edificio.

Por tanto, se extrae energía de las capas inferiores del flujo de aire que pasa a lo largo de la estructura de edificio. Cuando la corriente de aire se acerca a la estela de la estructura de edificio, esto conduce a una interrupción en el contacto entre la corriente de aire y la estructura de edificio. Por tanto, la corriente de aire abandona la estructura de edificio y forma una calle de vórtices en la estela de la estructura de edificio.

Debido a las aletas del generador de vórtices, se mezclan las capas interiores de la corriente de aire y se reduce la diferencia de velocidad de las capas de corriente de aire cerca de la superficie exterior de la estructura de edificio. Al entrar en la estela de la estructura de edificio, la corriente de aire puede seguir la superficie exterior de la estructura de edificio durante más tiempo. Cuando la corriente de aire abandona finalmente la superficie exterior de la estructura de edificio, forma vórtices más pequeños con una variación de energía menor en el aire y, por tanto, la estructura de edificio experimenta menos variación de cargas y por tanto, menos vibraciones.

En una realización, las aletas comprenden una punta con una elevación máxima en vertical con respecto a la superficie exterior, y un reborde adyacente a la punta, que comprende una elevación decreciente en vertical con respecto a la superficie exterior.

La aleta comprende determinadas alturas medidas desde la superficie exterior de la estructura de edificio hacia una punta de la aleta. La aleta comprende un reborde que está ubicado adyacente a la punta, en la que el reborde muestra una elevación decreciente con respecto a la superficie exterior de la estructura de edificio.

Por tanto, al menos la parte de la aleta tiene forma triangular, aunque la aleta podría tener bordes y rebordes adicionales.

El mejor efecto de una aleta se crea cuando la elevación de la aleta en el extremo con el que el viento se encuentra primero es más pequeña, y aumenta a lo largo de la longitud de la aleta hacia el extremo de la aleta.

La propia aleta puede elevarse principalmente en vertical desde la superficie exterior de la estructura de edificio o puede inclinarse hasta un determinado grado con respecto a la dirección vertical medido desde la superficie exterior. Por tanto, la aleta está optimizada en su forma para interaccionar con el viento y para formar un vórtice pequeño que discurre a lo largo de la superficie exterior de la estructura de edificio a favor del viento.

Las aletas pueden tener una altura de algunos milímetros o algunos centímetros, por ejemplo.

En una realización, las aletas están orientadas formando un ángulo de hasta 60 grados con respecto a la dirección horizontal. La dirección horizontal se determina cuando la estructura de edificio está en un estado instalado.

La estructura de edificio puede ser un edificio alto, esbelto, una chimenea o una torre, por ejemplo.

Partes de la estructura de edificio se transportan hasta el lugar de instalación mediante un vehículo, mediante lo cual las partes de la estructura de edificio pueden orientarse con el eje longitudinal en horizontal. En el lugar de instalación, se instalan las partes de la estructura de edificio, mediante lo cual las partes de la estructura de edificio quedan en su orientación final.

En el caso de una chimenea o una torre, el eje longitudinal de las partes de la estructura de edificio está orientado en vertical. La dirección horizontal con respecto a las aletas se define en el edificio en un estado instalado.

Por tanto, en el caso de partes de una estructura de edificio de una chimenea o una torre, la dirección horizontal está en vertical con respecto al eje longitudinal de la parte de la estructura de edificio.

Las aletas que forman los generadores de vórtices están orientadas formando un ángulo de hasta 60 grados que se desvía con respecto a la dirección horizontal.

Mirando a la aleta y observado de izquierda a derecha, la desviación con respecto a la dirección horizontal puede ir hacia arriba o hacia abajo.

La desviación con respecto a la dirección horizontal conduce a un resultado diferente de la interacción con el viento que sopla a lo largo de la superficie de la estructura de edificio. La desviación con respecto a la dirección horizontal conduce a una creación mejorada de un vórtice a lo largo de la superficie de la estructura de edificio en la estela de la aleta.

Por tanto, se mejora la generación de vórtices pequeños.

En una realización, al menos dos aletas adyacentes de una fila están en ángulo con respecto a la orientación horizontal de manera alternante, de modo que las al menos dos aletas convergen en uno de sus extremos.

La orientación de las aletas se desvía con respecto a la dirección horizontal. Mirando en vertical con respecto a la aleta y observado de izquierda a derecha, una aleta podría desviarse con respecto a la dirección horizontal hacia arriba o hacia abajo.

Dos aletas adyacentes se desvían con respecto a la dirección horizontal de manera alternante. Por tanto, una aleta se desvía con respecto a la dirección horizontal en una dirección hacia arriba y la aleta adyacente se desvía con respecto a la dirección horizontal en una dirección hacia abajo, por ejemplo.

Por tanto, observado de izquierda a derecha, dos aletas adyacentes están conectadas a la superficie de la estructura de edificio a una determinada distancia, en la que la distancia puede disminuir hacia el extremo derecho o puede aumentar hacia el extremo derecho.

Por tanto, dos aletas adyacentes muestran al menos la parte de la forma de una V tumbada.

La influencia de dos aletas adyacentes sobre el viento, que sopla a lo largo de la superficie de la estructura de edificio, interacciona.

Por tanto, las aletas adyacentes actúan conjuntamente para crear vórtices pequeños que discurren a lo largo de la superficie exterior de la estructura de edificio. Por tanto, dos aletas adyacentes que están en ángulo con respecto a la dirección horizontal de manera alternante conducen a una creación optimizada de vórtices pequeños en su estela, para nivelar la energía en el viento que sopla a lo largo de la superficie exterior de la estructura de edificio. Esto conduce a una minimización de la creación de calles de vórtices en la estela de la estructura de edificio.

En una realización, la fila de las aletas está dispuesta principalmente en una dirección vertical a lo largo de la longitud de la estructura de edificio. La dirección vertical de la estructura de edificio se determina cuando la estructura de edificio está orientada tal como se instaló.

La fila de aletas que forman el generador de vórtices está orientada en una dirección vertical a lo largo de la longitud de la estructura de edificio.

Por tanto, la fila de aletas está dispuesta en paralelo al eje longitudinal de la estructura de edificio.

Puesto que el viento en la mayoría de casos sopla en horizontal, la interacción con las aletas de los generadores de vórtices se maximiza y, por tanto, se optimiza el efecto de los generadores de vórtices.

En una realización, al menos dos filas de aletas están dispuestas a lo largo de la superficie exterior de la estructura de edificio.

Dos filas de aletas pueden disponerse en la superficie exterior de la estructura de edificio con un desplazamiento en la dirección longitudinal de la estructura de edificio, por tanto, con un desplazamiento vertical, o situarse a lo largo de la circunferencia de la superficie exterior, mostrando por tanto un desplazamiento horizontal.

Por tanto, la interacción con el viento puede aumentarse y el efecto de los generadores de vórtices puede optimizarse.

En una realización, las al menos dos filas de aletas están dispuestas en una posición diferente a lo largo de una circunferencia de la superficie exterior de la estructura de edificio.

Al menos dos filas de aletas están dispuestas en la estructura de edificio en ubicaciones diferentes a lo largo de una circunferencia de la superficie exterior.

Por tanto, el generador de vórtices puede interaccionar con el viento que viene desde diferentes direcciones de viento.

Alternativamente, observado desde una dirección de viento principal, un generador de vórtices puede unirse a cada lado de la estructura de edificio, por ejemplo a la derecha y a la izquierda de la estructura de edificio observado desde la dirección del viento.

Por tanto, los generadores de vórtices pueden interaccionar mejor con el viento.

En una realización, las filas de aletas están dispuestas principalmente en posiciones que están espaciadas 30 grados, 60 grados, 90 grados o 120 grados medidos a lo largo de la circunferencia de la superficie exterior de la estructura de edificio.

Las filas de aletas pueden espaciarse a lo largo de la superficie exterior de la estructura de edificio con un desplazamiento de 30 grados, 60 grados, 90 grados o 120 grados medidos a lo largo de la circunferencia.

Por tanto, con filas de aletas que están espaciadas 60 grados medidos a lo largo de la circunferencia, son necesarias seis filas de aletas para cubrir la circunferencia de la estructura de edificio con aletas.

Un viento que sopla a lo largo de la superficie exterior de la estructura de edificio sopla a lo largo de la superficie a lo largo de una determinada longitud medida a lo largo de la circunferencia de la estructura de edificio.

La longitud cubierta por el viento puede ser de 90 grados medidos a lo largo de la circunferencia o incluso más. Por tanto, las filas de aletas que están espaciadas 60 grados medidos a lo largo de la circunferencia están dispuestas de tal manera que al menos una fila de aletas puede interaccionar con el viento que sopla a lo largo de la superficie. Además con un desplazamiento de 90 grados medidos a lo largo de la circunferencia, al menos una fila de aletas puede interaccionar con el viento.

Cuando las filas de aletas están espaciadas 120 grados medidos a lo largo de la circunferencia de la superficie exterior, al menos en un lado de la estructura de edificio, una fila de aletas puede interaccionar con el viento. El viento necesita al menos una fila de aletas dispuesta en uno de los lados de la estructura de edificio. La una fila de aletas interacciona con el viento y crea vórtices pequeños que discurren a lo largo de la superficie exterior de la estructura de edificio e influye en la creación de calles de vórtices en la estela de la estructura de edificio.

La interacción de un generador de vórtices en un lado de la estructura de edificio ya reduce la creación de calles de vórtices en la estela de la estructura de edificio a un efecto medible. Por tanto, puede optimizarse el número de filas de aletas usadas como generadores de vórtices.

Con las filas de aletas espaciadas 30 grados, el viento que sopla a lo largo de la superficie de la estructura de edificio experimenta al menos dos o más filas de aletas. Las filas de aletas interaccionan con el flujo de aire cerca de la superficie exterior. Con una fila de aletas cada 30 grados, el flujo de aire se ve influido por los generadores de vórtices varias veces, lo que aumenta el efecto positivo de los generadores de vórtices sobre la creación de una calle de vórtices en la estela de la torre. Además, independientemente de la dirección del viento, con una fila de aletas cada 30 grados, el viento siempre se encontrará con los suficientes generadores de vórtices como para verse influido de manera uniforme.

En una realización, la fila de aletas está conectada a una base común y la base está conectada con la superficie exterior de la estructura de edificio.

Las aletas están dispuestas sobre una base común, de modo que una fila de aletas forma una banda que se conecta luego a la superficie exterior de la estructura de edificio. Por tanto, puede optimizarse la instalación de las aletas en la estructura de edificio.

En una realización, una sección de la parte superior de la estructura de edificio está equipada con generadores de vórtices, mediante lo cual al menos el 10 por ciento de la longitud de la estructura de edificio está equipada con generadores de vórtices.

Para la creación de calles de vórtices en la estela de la estructura de edificio, la parte superior de un edificio alto es la parte más crítica. Por tanto, los generadores de vórtices se conectan a la estructura de edificio en la parte superior.

Al menos el 10 por ciento de la longitud de la estructura de edificio está equipado con generadores de vórtices. Por tanto, se minimiza la creación de calles de vórtices en un 10 por ciento superior de una estructura de edificio.

Además, más del 10 por ciento de la longitud de la estructura de edificio puede estar equipado con generadores de vórtices, mediante lo cual se maximiza el efecto de los generadores de vórtices sobre las calles de vórtices en la estela del edificio, pero también se aumenta el número de aletas necesarias para los generadores de vórtices. Por ejemplo, principalmente el 20 por ciento más superior de la superficie exterior de la estructura de edificio está equipado con generadores de vórtices. El 20 por ciento superior de la parte más importante de la estructura de edificio con respecto a cargas de viento debido a calles de vórtices en la estela de la estructura de edificio. Por tanto, el efecto puede optimizarse limitando al mismo tiempo el número de generadores de vórtices necesario para equipar la estructura de edificio.

Esto es especialmente ventajoso en torres de turbinas eólicas, por ejemplo.

En una realización, al menos el 30 por ciento de la longitud de la estructura de edificio está equipado con generadores de vórtices. Las filas de aletas discurren a lo largo del 30 por ciento más superior o más de la longitud de la estructura de edificio. La interacción del viento con la estructura de edificio es más crítica en la parte superior del edificio. Al menos el 30 por ciento y, por tanto, casi un tercio de la altura de la estructura de edificio está equipado con generadores de vórtices. Por tanto, la parte más crítica de la estructura de edificio está equipada con aletas que minimizan la creación de calles de vórtices en la estela de la estructura de edificio.

En una realización, la superficie exterior de la estructura de edificio comprende un faldón que está en ángulo principalmente en vertical con respecto a la superficie exterior y discurre a lo largo de al menos una parte de la longitud de la estructura de edificio.

Un faldón es una disposición para perturbar el flujo de aire a lo largo de la superficie exterior de la estructura de edificio. Esto puede ser una tira de material con una determinada elevación medida desde la superficie exterior de la estructura de edificio.

Las filas de aletas pueden combinarse con faldones montados en la superficie exterior de la estructura de edificio. Las filas de aletas y los faldones pueden montarse en la superficie a una determinada distancia medida en dirección circunferencial.

Las filas de aletas y los faldones pueden disponerse de tal manera que el viento que sopla hacia la estructura de edificio se encuentra con una fila de aletas en un lado de la estructura de edificio y un faldón en el otro lado de la estructura de edificio.

Por tanto, puede efectuarse un efecto diferente en el flujo de viento cerca de la superficie de la estructura de edificio a los lados derecho e izquierdo de la estructura de edificio. Los faldones perturban el flujo de aire a lo largo de la superficie exterior de la estructura de edificio de tal manera que se crean vórtices que fuerzan al flujo laminar de aire a alejarse de la superficie exterior. Se crea una calle de vórtices, tal como se desarrollaría en la estela de la estructura de edificio, pero los vórtices son más pequeños, por lo que se producen con una frecuencia diferente, y comprenden menos energía.

Los faldones son más fáciles de fabricar que las filas de aletas. Además, la instalación en la superficie exterior de la estructura de edificio puede ser más fácil. Los faldones son también independientes con respecto a la dirección en la que están enfrentados al viento.

En combinación con filas de aletas los faldones pueden crear un efecto positivo sobre la reducción de la creación de calles de vórtices en la estela de la estructura de edificio.

En una realización, la estructura de edificio es una chimenea o una torre.

Una chimenea o una torre es una estructura de edificio alta y esbelta. Las chimeneas o las torres pueden fabricarse con una forma circular en el corte transversal, o una forma poligonal. Por tanto, pueden mostrar áreas con una superficie plana, y bordes, o una superficie redondeada.

Puesto que las chimeneas o las torres son muy altas en comparación con su anchura, la interacción con el viento, especialmente una creación de calles de vórtices en la estela de la chimenea o la torre, puede conducir a cargas altas en la pared de la chimenea o la torre, o incluso a vibraciones en el edificio.

Cuando la frecuencia de la creación de los vórtices en la estela de la chimenea o la torre se acerca a la frecuencia propia de la estructura de edificio, la estructura de edificio, por tanto, la chimenea o la torre, puede entrar en resonancia. Esto puede ser crítico para la estabilidad de la estructura de edificio. Por tanto, es muy ventajoso equipar una estructura de edificio, como una chimenea o una torre, con generadores de vórtices, para minimizar la creación de la calle de vórtices en la estela de la estructura de edificio.

En una realización, la torre es una torre de una turbina eólica.

La torre de una turbina eólica porta una góndola y un rotor.

Por tanto, la torre de una turbina eólica porta una gran masa de cabeza de torre. En comparación con una chimenea, las vibraciones en la estructura de edificio de la torre de una turbina eólica son incluso más críticas.

El patrón de vibración de una torre de turbina eólica difiere del patrón de vibración de una chimenea o un edificio alto, esbelto.

Además, la instalación que está presente en la góndola de la turbina eólica puede reaccionar de manera crítica a las vibraciones o incluso a la resonancia de la torre. Por tanto, es ventajoso equipar la torre de una turbina eólica con un generador de vórtices que reduzca la creación de calles de vórtices en la estela de la torre de turbina eólica.

La invención se muestra con más detalle con ayuda de figuras. Las figuras muestran una configuración preferida y no limitan el alcance de la invención.

La figura 1 muestra generadores de vórtices en una estructura de edificio,

la figura 2 muestra una vista detallada de los generadores de vórtices,

la figura 3A muestra un faldón en la estructura de edificio,

la figura 3B muestra una vista detallada de un faldón,

la figura 4 muestra el efecto de un generador de vórtices y un faldón.

La figura 1 muestra generadores de vórtices en una estructura de edificio.

La figura 1 muestra una estructura 1 de edificio con una superficie 2 exterior. Los generadores 9 y 10 de vórtices están unidos a la superficie 2 exterior de la estructura 1 de edificio.

Los generadores 3 de vórtices están dispuestos en unas filas 9, 10 que están orientadas principalmente a lo largo de la dirección longitudinal de la estructura 1 de edificio.

En la figura 1, la estructura 1 de edificio es una chimenea o torre tubular.

Cuando la sección de la chimenea o torre tubular mostrada en la figura 1 está en una dirección instalada y vertical, las filas de aletas 9, 10 están orientadas a lo largo de la superficie 2 exterior de la estructura 1 de edificio en una dirección principalmente vertical.

Las filas de aletas 9, 10 están espaciadas entre sí a lo largo de la superficie 2 exterior de la estructura 1 de edificio según un determinado ángulo medido a lo largo de la circunferencia de la superficie 2 exterior de la estructura 1 de edificio. El ángulo entre dos filas 9, 10 de aletas es de 30 grados, por ejemplo.

Varias filas de aletas están apiladas en vertical una por encima de otra, y muestran un determinado desplazamiento una con respecto a otra en la posición a lo largo de la circunferencia de las filas en la superficie exterior de la estructura de edificio.

El viento que sopla a lo largo de la superficie 2 exterior de la estructura 1 de edificio interacciona con las aletas del generador de vórtices. La energía del flujo de aire cerca de la superficie 2 exterior de la estructura 1 de edificio se nivela por la interacción del aire con las aletas del generador de vórtices.

Por tanto, el flujo de aire permanece a lo largo de una mayor distancia cerca de la superficie de la estructura de edificio antes de abandonar la superficie en la estela de la estructura de edificio, y crea una calle de vórtices.

Por tanto, se reduce la creación de vórtices en la calle de vórtices.

La figura 2 muestra una vista detallada de los generadores de vórtices.

La figura 2 muestra una estructura 1 de edificio con una superficie 2 exterior. Los generadores 3 de vórtices están conectados a la superficie 2 exterior de la estructura 1 de edificio.

El generador 3 de vórtices comprende una base común para las aletas 5 y 6.

Las filas de aletas 9 y 10 están orientadas principalmente en vertical a lo largo de la estructura de edificio, en la que la dirección vertical se determina cuando la estructura 1 de edificio está en una posición instalada.

Las aletas 5, 6 del generador 3 de vórtices muestran una punta 7 y un reborde 8 que está en comunicación con la punta 7. La punta 7 de la aleta 5, 6 del generador 3 de vórtices es el punto de la aleta con la elevación más alta de la aleta con respecto a la superficie 2 exterior de la estructura 1 de edificio. La altura de la aleta disminuye a lo largo del reborde 8 de la aleta 5, 6.

El viento que sopla a lo largo de la superficie 2 exterior de la estructura 1 de edificio interacciona con las aletas 5, 6. A medida que la dirección del viento varía con respecto a la estructura 1 de edificio, las aletas del generador 3 de vórtices muestran una orientación diferente de la punta 7 de la aleta 5, 6 con respecto a la dirección del viento. Las aletas 5, 6 están en ángulo con respecto a una dirección horizontal medida a lo largo de la superficie 2 exterior de la estructura 1 de edificio, en la que una dirección horizontal se determina cuando la estructura 1 de edificio está en una posición instalada y, por tanto, vertical.

Las aletas 5, 6 están en ángulo con respecto a una posición horizontal formando un ángulo de hasta 60 grados. Observado desde la punta 7 de la aleta 5, 6, la dirección de la aleta a lo largo del reborde 8 puede desviarse con respecto a la posición horizontal en una dirección de menos de 60 grados o en una dirección de más de 60 grados con respecto a la dirección horizontal.

Las aletas 5, 6 adyacentes están orientadas de manera alternante. Por tanto, las aletas 5, 6 adyacentes muestran una orientación una con respecto a otra que tiene forma de V.

Por tanto, un extremo de las aletas está más cerca de la aleta adyacente que el otro extremo. Observado en una fila de aletas, esto conduce a una disposición en forma de zigzag de las aletas.

Diferentes filas 9, 10 de aletas 5, 6 se distribuyen a lo largo de la circunferencia de la superficie 2 exterior de la estructura 1 de edificio.

La figura 3a muestra un faldón en una estructura de edificio.

La figura 3a muestra un faldón 11 que está conectado a la superficie 2 exterior de la estructura 1 de edificio además de los generadores de vórtices. El faldón está unido a la estructura 1 de edificio en una determinada posición angular 14 y comprende una altura 12.

La figura 3b muestra una vista detallada de un faldón.

La figura 3b muestra el faldón 11 con una determinada altura 12, y una base 13 para unir el faldón a la superficie exterior de la estructura 1 de edificio.

La altura del faldón está dispuesta en vertical con respecto a las superficies exteriores de la estructura 1 de edificio, mediante lo cual el faldón tiene una dirección longitudinal que está orientada en paralelo a la dirección longitudinal de la estructura 1 de edificio.

La figura 4 muestra el efecto de un generador de vórtices y un faldón.

La figura 4 muestra la estructura 1 de edificio en un corte transversal horizontal. La estructura de edificio muestra una forma circular, y puede ser una chimenea o una torre, por ejemplo.

La estructura 1 de edificio comprende una superficie 2 exterior. Un generador 3 de vórtices está unido a la superficie 2 exterior en una primera posición a lo largo de la circunferencia de la estructura de edificio. Un faldón 11 está unido a la superficie 2 exterior en una segunda posición.

En la figura 4 el faldón 11 y el generador 3 de vórtices están espaciados principalmente 180 grados entre sí a lo largo de la circunferencia.

Un viento 15 sopla hacia la estructura 1 de edificio. La corriente de aire se divide en el lado delantero de la estructura 1 de edificio, y fluye en un flujo principalmente laminar a lo largo de la superficie 2 exterior de la estructura de edificio en dos direcciones. El flujo de aire en un lado se encuentra con el generador 3 de vórtices, el flujo de aire en el otro lado de la estructura 1 de edificio se encuentra con el faldón 11.

El generador de vórtices influye en el flujo de aire de tal manera que la corriente de aire permanece cerca de la superficie 2 exterior de la estructura 1 de edificio a lo largo de una mayor distancia a lo largo de la circunferencia como un flujo 16 de aire laminar.

El faldón interacciona con el flujo de aire de tal manera que fuerza la creación de vórtices 17 que separan el flujo laminar de aire de la superficie 2 exterior de la estructura 1 de edificio. Detrás del faldón 11, los vórtices 17 se crean más pronto a lo largo de la circunferencia de lo que se crearían sin el faldón 11. Además se crea un patrón de vórtice diferente.

La combinación de un generador 3 de vórtices y un faldón 11 conduce a vórtices 17 más pequeños, que están desplazados con respecto al centro de la zona de estela de la estructura de edificio. La calle de vórtices creada está desplazada hacia el lado de la estructura 1 de edificio que comprende el faldón 11.

Por tanto, la calle de vórtices tiene menos influencia sobre la estructura 1 de edificio. La estructura de edificio absorbe menos cargas de los vórtices 17 en la estela de la estructura 1 de edificio. Por tanto, la estructura de edificio puede construirse menos rígida y con menos material. Por tanto, se ahorra en material, peso y costes.

La ilustración en los dibujos está en forma esquemática. Se observa que en diferentes figuras, se dota a elementos similares o idénticos de los mismos signos de referencia.

Aunque la presente invención se ha descrito con detalle con referencia a la realización preferida, ha de entenderse que la presente invención no está limitada por los ejemplos dados a conocer, y que un experto en la técnica podría realizar numerosas modificaciones y variaciones adicionales a la misma sin apartarse del alcance de la invención tal como se define por las reivindicaciones adjuntas.

Claims

REIVINDICACIONES

i. Estructura (1) de edificio, que comprende una superficie (2) exterior, en la que un generador (3) de vórtices está conectado a la superficie (2) exterior de la estructura (1) de edificio, estando dicho generador (3) de vórtices preparado y dispuesto de tal manera que genera vórtices en una corriente de aire que pasa por la superficie (2) exterior, en la que el generador (3) de vórtices comprende una pluralidad de aletas (5, 6), que están dispuestas en una fila (9), en la que:

- las aletas (5, 6) comprenden una punta (7) con una elevación máxima en vertical con respecto a la superficie (2) exterior, y un reborde (8) adyacente a la punta (7), que comprende una elevación decreciente en vertical con respecto a la superficie (2) exterior y

- una sección de la parte superior de la estructura (1) de edificio está equipada con generadores (3) de vórtices, mediante lo cual al menos el 10% de la longitud de la estructura (1) de edificio está equipada con generadores (3) de vórtices.
2. Estructura (1) de edificio según la reivindicación 1, en la que las aletas (5, 6) están orientadas formando un ángulo de hasta 60° con respecto a la dirección horizontal, en la que la dirección horizontal se determina cuando la estructura (1) de edificio está en un estado instalado.
3. Estructura (1) de edificio según la reivindicación 2, en la que al menos dos aletas (5, 6) adyacentes de una fila (9), están en ángulo con respecto a la orientación horizontal de manera alternante, de modo que las al menos dos aletas (5, 6) convergen en uno de sus extremos.
4. Estructura (1) de edificio según una de las reivindicaciones anteriores, en la que la fila (9) de las aletas (5, 6) está dispuesta principalmente en una dirección vertical a lo largo de la longitud de la estructura (1) de edificio, en la que la dirección vertical de la estructura de edificio se determina cuando la estructura de edificio está orientada tal como se instaló.
5. Estructura (1) de edificio según una de las reivindicaciones anteriores, en la que al menos dos filas (9, 10) de aletas (5, 6) están dispuestas a lo largo de la superficie (2) exterior de la estructura (1) de edificio.
6. Estructura (1) de edificio según la reivindicación 5, en la que las al menos dos filas (9, 10) de aletas (5, 6) están dispuestas en una posición diferente a lo largo de una circunferencia de la superficie (2) exterior de la estructura (1) de edificio.
7. Estructura (1) de edificio según la reivindicación 6, en la que las filas (9, 10) de aletas (5, 6) están dispuestas principalmente en posiciones que están espaciadas 30°, 60°, 90° o 120° medidos a lo largo de la circunferencia de la superficie (2) exterior de la estructura (1) de edificio.
8. Estructura (1) de edificio según una de las reivindicaciones anteriores, en la que la fila (9) de aletas (5, 6) está conectada a una base (4) común y la base (4) está conectada con la superficie (2) exterior de la estructura de edificio.
9. Estructura (1) de edificio según una de las reivindicaciones anteriores, en la que al menos el 30% de la longitud de la estructura (1) de edificio está equipada con generadores (3) de vórtices.
10. Estructura (1) de edificio según una de las reivindicaciones anteriores, en la que la superficie (2) exterior de la estructura (1) de edificio comprende un faldón (11) que está en ángulo principalmente en vertical con respecto a la superficie (2) exterior y discurre a lo largo de al menos una parte de la longitud de la estructura (1) de edificio.
11. Estructura (1) de edificio según una de las reivindicaciones anteriores, en la que la estructura (1) de edificio es una chimenea o una torre.
12. Estructura (1) de edificio según la reivindicación 11, en la que la torre es una torre de una turbina eólica.