BR0112444B1 - Gerador em anel, instalação de energia eólica, e, estrutura de suporte para um gerador em anel - Google Patents

Description

“GERADOR EM ANEL, INSTALAÇÃO DE ENERGIA EÓLICA, E, ESTRUTURA DE SUPORTE PARA UM GERADOR EM ANEL”. A presente invenção diz respeito a uma instalação de energia eólica tendo um gerador com estator e rotor em uma casa de máquinas, a qual é disposta no topo da torre da instalação de energia eólica, em que dito estator tem uma estrutura de suporte compreendendo uma pluralidade de braços de suporte. O gerador da instalação de energia eólica é aqui um gerador em anel.

Instalações de energia eólica deste tipo são conhecidas e já são empregadas em largos números. O desenvolvimento de instalações de energia eólica possui atualmente a tendência no sentido de uma potência de saída do gerador mais elevada. Esta tendência é frequentemente acompanhada por um aumento nas dimensões dos componentes individuais (especialmente, de seus braços de suporte), e, consequentemente, de sua massa.

Estado da técnica da atualidade já conhece uma instalação de energia eólica, cujo peso da gôndola (peso da casa de máquinas) está na faixa de 90-100 toneladas. Parte desse peso é aquele do suporte do estator, no qual o estator do gerador é montado. Todavia, essas grandes massas são difíceis de serem manipuladas, e geram tensões consideráveis tanto sobre a torre, quanto sobre as fundações da torre, o que acarreta não só num aumento de tensão no material, como também num aumento de custos dos componentes individuais supramencionados de uma instalação de energia eólica. A título de ilustração, referência seja feita ao fato de que tais gôndolas (a saber, a casa de máquinas) da instalação de energia eólica são transportadas não somente para o local de construção, mas também, em muitos casos, têm que ser içadas em suas partes separadas para o topo da torre.

Outro problema encontrado com instalações de energia eólica, além dos aspectos legais da construção, relativo, sobretudo, à aceitação de tais instalações na respectiva vizinhança, concerne ao tema de emissões de ruídos, em que as emissões de ruídos produzidas mesmo por modernas instalações de energia eólica constituem um distúrbio e podem, portanto, reduzir a aceitação de tais instalações.

Uma parte das emissões de ruídos é produzida pelos braços de suporte, pois tais braços são intemamente ocos e possuem superfícies externas vedadas, com o resultado de que um corpo de ressonância seja assim formado.

Portanto, o objetivo da presente invenção é de especificar uma instalação de energia eólica, cujos componentes tenham peso reduzido e cujas emissões de ruídos sejam diminuídas.

Este objetivo é alcançado, de acordo com a invenção, pelo fato de o suporte de estator ter uma estrutura aberta. Esta estrutura aberta resulta em peso reduzido, por um lado, bem como em menos material sendo utilizado, por outro lado. Emissões de ruídos são também reduzidas, pois, em virtude da sua estrutura aberta, os braços de suporte não podem mais formar um corpo de ressonância, assim, eliminando as emissões de ruídos, pelo menos, dos braços de suporte.

Em função de seu menor peso se comparado a modalidades de construção conhecidas, um suporte de estator, de acordo com a invenção, ajuda, dessa forma, a reduzir a massa da gôndola, e, consequentemente, a melhorar a capacidade de manipulação e a capacidade de transporte dos componentes e/ ou de toda a gôndola.

Outras formas de realização preferenciais estão caracterizadas pelas reivindicações subordinadas.

Uma forma de realização será descrita mais detalhadamente em seguida com referência às figuras. Aqui, as figuras mostram: Figura 1 é uma vista em elevação lateral de um braço de suporte de acordo com a invenção; e, Figura 2 é uma vista frontal de um suporte de estator de acordo com a invenção, com uma pluralidade de braços de suporte. O braço de suporte 12, ilustrado numa vista em elevação lateral da Figura 1, possui uma estrutura aberta, com o resultado de que o mesmo não forma um corpo de ressonância. Subindo-se a partir de uma base 18 do braço de suporte, uma pluralidade de orifícios 22 podem ser observados no braço de suporte 12, de modo que a estrutura do braço de suporte 12 seja formada por barras laterais 24 e escoras transversais (travessas) 26 entre a mesma. Logo, o braço de suporte 12 não constitui um corpo de ressonância e, por conseguinte, ele não é capaz de emitir ruídos. O braço de suporte 12, de acordo com a invenção, estende-se a partir da base 18 ao longo de uma extensão predefinida que advém do tamanho do estator 20, fixado ao dito braço de suporte 12. Na extremidade do braço de suporte 12, oposta à base 18, uma porção 16 estende-se, perpendicularmente, em relação ao braço de suporte 12 e apresenta em sua extremidade uma placa de suporte 17. O estator 20 é montado sobre a dita placa de suporte 17. Neste caso, a placa de suporte 17 pode apresentar uma área superficial maior do que aquela área superficial de seção transversal da porção 16.

Na forma de realização do braço de suporte 12, de acordo com a invenção, como ilustrada na Figura 1, a profundidade (a extensão horizontal na figura) é constante. Altemativamente, contudo, a profundidade pode variar e, assim, permitir uma mudança na seção transversal do braço de suporte 12, de acordo com a invenção.

Figura 2 mostra uma vista em planta de um suporte de estator 10, composto por uma pluralidade de braços de suporte 12, de acordo com a invenção. Na figura, pode ser bem reconhecida a estrutura aberta, tipo treliça, dos braços de suporte 12, a qual é formada por barras 24 e travessas 26.

Os braços de suporte 12 possuem, assim, uma estrutura aberta, e formam, com suas bases 18 orientadas para dentro, uma abertura, através da qual pode se estender um eixo do rotor (um mandril do rotor). Neste caso, tais braços de suporte 12 podem ser utilizados como únicos elementos. De maneira alternativa, braços de suporte 12 podem ser ligados um ao outro, por exemplo, na região de suas bases 18, para formar um suporte de estator 10 inteiriço, ou uma pluralidade de segmentos de suporte de estator, que, por sua vez, podem ser novamente utilizados individualmente, ou podem ser ligados um ao outro para formar um suporte de estator 10 inteiriço. A extremidade orientada radialmente e para fora de cada braço de suporte 12 se divide em dois braços de extensão 14. Tal porção 16 externa, angulada perpendicularmente, de cada braço de extensão 14, corre na direção axial paralelamente à direção do eixo do rotor. Neste caso, a área superficial da placa de suporte 17, na qual o estator é fixado, é maior do que aquela área superficial de seção transversal da porção 16.

Tal seção transversal daquele braço de extensão 14 diminui em termos de tamanho a partir da base 18 do braço até a sua extremidade externa, a saber, à medida que ele se estende para fora para a porção 16 perpendicular. No caso de um braço de suporte 12 como exibido na forma de realização aqui mostrada, essa variação na seção transversal, dada que a profundidade (isto é, a extensão horizontal de braços de suporte na Figura 1) permanece constante, resulta da diminuição da largura (extensão horizontal de braços de suporte 12 na Figura 2), mais especialmente na região do braço de extensão 14. De modo alternativo, a profundidade e largura do braço de suporte 12, de acordo com a invenção, podem variar. A fim de ilustrar a aplicação da invenção, uma parte do estator 20 é mostrada, por exemplo, no seu estado instalado. Efetivamente, estator 20 estende-se numa forma de anel sobre toda a circunferência externa do suporte de estator 10, e, é, neste caso, distanciado do suporte de estator, à medida que a placa de suporte 17 é distanciada do braço de extensão 14 pela porção 16.

Numa forma de realização (não mostrada) da invenção, braços de suporte 12 são fixados como segmentos, ou individualmente, ou como um suporte de estator 10 inteiriço numa subestrutura (não ilustrada), que é fixada firmemente, por sua vez, à casa de máquinas da instalação de energia eólica.

Claims (10)

1. Gerador em anel, compreendendo: um estator (20) tendo uma coroa de estator e enrolamentos de estator; um rotor; e uma estrutura de suporte para reter o estator,em que a estrutura de suporte tem uma pluralidade de braços de suporte (12), caracterizado pelo fato de que os braços de suporte (12) consistem, cada um, de uma estrutura de barra, uma placa de suporte (17) para fixar o estator numa extremidade de um braço de suporte, sendo montado de tal maneira que a placa de suporte esteja axialmente espaçada da estrutura de suporte.

2. Instalação de energia eólica, caracterizada por ter um gerador como definido na reivindicação 1,

3. Instalação de energia eólica, de acordo com a reivindicação 2, caracterizada pelo fato de que dito pelo menos um braço dc suporte (12) do suporte de estator (10) se divide em pelo menos dois braços de extensão (14).

4. Instalação de energia eólica, de acordo com a reivindicação 2 ou 3, caracterizada pelo fato de que uma porção externa (16) de cada braço de extensão (14) estende-se num ângulo predeterminado com relação ao braço de extensão (14).

5. Instalação de energia eólica, de acordo com qualquer uma das reivindicações 2,3 ou 4, caracterizada pelo fato de que a seção transversal de pelo menos um braço de extensão (14) de um braço de suporte (12), ou de um braço de suporte (12), se reduz em direção à sua extremidade afastada da base (18).

6. Instalação de energia eólica, de acordo com qualquer uma das reivindicações 2,3,4 ou 5, caracterizada pelo fato de que, na extremidade da porção (16), afastada do braço de extensão (14), uma placa (17) é disposta, cuja área superficial é maior do que a área superficial da seção transversal da porção (16).

7. Instalação de energia eólica, de acordo com qualquer uma das reivindicações 2, 3, 4, 5 ou 6, caracterizada pelo fato de que os braços de suporte (12) são instalados como segmentos individuais e cooperam, no local, como um suporte de estator (10).

8. Instalação de energia eólica, de acordo com qualquer uma das reivindicações 2, 3, 4, 5 ou 6, caracterizada pelo fato de que pelo menos dois braços de suporte (12) são ligados um ao outro para formar segmentos, os segmentos cooperando, no local, como um suporte de estator (10).

9. Instalação de energia eólica, de acordo com qualquer uma das reivindicações 2, 3, 4, 5 ou 6, caracterizada pelo fato de que os braços de suporte (12) são ligados um ao outro para formar um suporte de estator (10) inteiriço.

10. Estrutura de suporte para um gerador em anel, para suportar um estator (20) do gerador em anel, a estrutura de suporte com uma pluralidade de braços de suporte (12), caracterizada pelo fato de que os braços de suporte (12) consistem, cada um, de uma estrutura de barra, uma placa de suporte (17) para fixar o estator numa extremidade de um braço de suporte, sendo disposto de tal maneira que a placa de suporte esteja axialmente espaçada da estrutura de suporte.