BR102012010576A2 - arranjo de resfriamento de uma turbina de vento - Google Patents

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Abstract

ARRANJO DE RESFRIAMENTO DE UMA TURBINA DE VENTO. A presente invenção refere-se a um dispositivo de resfriamento de uma turbina de vento. De acordo com a invenção, é provido um dispositivo de resfriamento de uma turbina de vento. A turbina de vento compreende uma nacela e um dispositivo de resfriamento é disposto no topo da nacela. Ele é preparado para remover o calor da turbina de vento para o ar ambiente. Uma plataforma está localizada no topo da nacela. Ela é preparada para ser abordada por um helicóptero. A plataforma compreende uma barreira, que circunda pelo menos uma parte da plataforma. A barreira compreende pelo menos uma parte do dispositivo de resfriamento.

Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para "ARRANJO DE RESFRIAMENTO DE UMA TURBINA DE VENTO".
A presente invenção refere-se a um arranjo de resfriamento de uma turbina de vento.
O maquinário elétrico produz calor e muitas vezes precisa de um
sistema de resfriamento para remover o calor. O sistema de resfriamento muitas vezes compreende um fluido de resfriamento que circula em dutos ou tubos. O sistema de resfriamento compreende ainda um arranjo de resfriamento como um dissipador de calor. O arranjo de resfriamento compreende 10 um radiador e um arranjo de suporte. O fluido de resfriamento é então resfriado pelo ar fluindo através do radiador. O radiador é, portanto, montado de um modo que o ar circundante pode fluir através do radiador.
No caso, por exemplo, de uma turbina de vento, o sistema de resfriamento remove o calor a partir do gerador ou de um mancai. O fluido de resfriamento é resfriado no radiador. O radiador é montado no exterior da nacela de modo que o ar circundante pode se mover através do radiador.
As turbinas de vento são muitas vezes instaladas ao largo ou próximas à costa e são circundadas pelo ar salgado. Um objetivo da instalação é manter o ar salgado fora da nacela, uma vez que o ar salgado danifi20 cará a instalação da nacela. Para isto, o radiador do sistema de resfriamento é montado no exterior da nacela, assim nenhum ar salgado deve ser guiado através da nacela.
Para assegurar um resfriamento confiável pelo ar circundante movendo-se através do radiador, o radiador é montado de um modo que o ar 25 circundante pode fluir facilmente através do radiador. O radiador é montado principalmente no ângulo direito da direção do fluxo de ar quando a turbina está em operação. O radiador é montado no topo da nacela para usar o máximo de fluxo de ar e prover um bom acesso para manutenção. Os mesmos aspectos aplicam-se a outros arranjos onde os sistemas de resfriamento são 30 usados. Um radiador de um sistema de resfriamento é muitas vezes instalado em uma área maior de um edifício ou construção, por exemplo, em um telhado. Como as turbinas de vento são, por exemplo, muitas vezes instaladas ao largo elas são equipadas com uma plataforma de heliporto, uma zona de descida de helicóptero ou uma elevação de helicóptero. Estas plataformas são usadas com um helicóptero para aterrissar na plataforma ou para 5 descer ou apanhar pessoas ou peças pela ajuda de um elevador. Também é possível usar a plataforma com um guindaste para levantar ou abaixar uma engrenagem semelhante a um equipamento técnico para plataforma por um cabo. Isto é para prover um modo fácil de liberar ou apanhar peças ou pessoas por razões de serviço ou de reparo.
A plataforma está localizada no topo da nacela na extremidade
traseira da nacela. A extremidade traseira da nacela é a extremidade apontando para longe do cubo e do rotor, para evitar interferência com o rotor.
Um espaço livre de um tamanho determinado é necessário para liberar ou apanhar pessoas ou equipamento em uma plataforma. Assim, acidentes e danos são evitados. Uma barreira é disposta em torno da plataforma para evitar que as pessoas ou equipamento deslizem a partir da borda da plataforma.
Uma janela de convés é disposta na nacela na extremidade frontal da plataforma para permitir um acesso fácil a partir da plataforma para dentro da nacela e a partir da nacela para a plataforma. A extremidade frontal da plataforma é a extremidade que aponta na direção do cubo da turbina de vento.
Isto tem a desvantagem de que o radiador do sistema de resfriamento e a plataforma ocupam a mesma área no topo da turbina de vento. O radiador está diminuindo o espaço necessário para a plataforma. Ao mesmo tempo a barreira (por exemplo, um trilho) em torno da plataforma está diminuindo a área de ar livre para se mover através do radiador.
O objetivo desta invenção é prover um arranjo de resfriamento que provê um resfriamento confiável e não está limitando as possibilidades de usar uma plataforma.
O objetivo é alcançado pelas características da reivindicação independente. As modalidades preferidas da invenção são descritas nas reivindicações dependentes.
De acordo com a invenção, é provido um arranjo de resfriamento de uma turbina de vento. A turbina de vento compreende uma nacela e um dispositivo de resfriamento que é disposto no topo da nacela. O dispositivo de resfriamento é preparado para remover o calor da turbina de vento para o ar ambiente.
Uma plataforma está localizada no topo da nacela. Ela é preparada para ser abordada por um helicóptero. A plataforma compreende uma barreira, que circunda pelo menos uma parte da plataforma. A barreira compreende pelo menos uma parte do dispositivo de resfriamento.
Assim, o dispositivo de resfriamento é uma parte da barreira. Assim, nenhuma barreira separada e nenhum dispositivo de resfriamento separado são necessários enquanto material extra é evitado. Deste modo o peso, os custos e o tempo de trabalho para preparar e instalar a barreira separada e o dispositivo de resfriamento separado são economizados.
De preferência, o dispositivo de resfriamento compreende um segmento de radiador e uma estrutura de suporte para suportar o segmento de radiador. Assim, o radiador é montado através de uma estrutura de suporte à nacela ou à barreira. Assim, o radiador pode ser trocado facilmente no caso de uma falha.
De preferência, pelo menos uma parte do radiador da turbina de vento é uma parte integral da barreira.
De preferência, um sistema de resfriamento interno da turbina de vento é conectado com o dispositivo de resfriamento ou radiador. Deste mo25 do pelo menos dois circuitos de resfriamento acoplados são usados para remover o calor para fora da nacela ou da turbina de vento. Cada circuito de resfriamento pode usar um fluido de resfriamento específico como água, óIeo e/ou ar. Assim, não há nenhuma necessidade de usar água salgada do exterior da nacela para fins de resfriamento interno.
De preferência, a barreira é disposta em três lados da platafor
ma. Um quarto lado restante é deixado livre para prover acesso a partir de uma janela de convés à plataforma. De preferência, o radiador é arranjado na parte traseira da plataforma como barreira. Assim, o vento, que se move ao longo da nacela para resfriar o radiador quando a turbina está em operação, move-se facilmente ao longo da plataforma e alcança o dispositivo de resfriamento. Deste modo, 5 a superfície do dispositivo de resfriamento é disposta frontal à direção do ar ambiente quando a turbina de vento está em operação.
De preferência, o radiador é disposto na parte frontal da plataforma ou barreira. Assim, o vento pode fluir facilmente através do rotor e diretamente para o dispositivo de resfriamento quando a turbina está em operação. Assim, o vento não é bloqueado antes de alcançar o radiador.
De preferência, a estrutura de suporte compreende um suporte lateral no formado triangular, que é preparado para absorver a carga de vento do ar ambiente passando através do radiador. Assim, forças que são geradas pela carga de vento são transferidas a partir do radiador sobre a estru15 tura de suporte para a nacela da turbina de vento. Além disso, o uso de material e de peso é otimizado.
De preferência, o dispositivo de resfriamento é disposto com uma distância determinada para a nacela. Assim, o ar é deixado mover-se entre o dispositivo de resfriamento e a nacela. Assim, um fluxo de ar de baixa turbulência é provido. O fluxo de ar do ar ambiente em torno do radiador é otimizado e uma congestão de fluxo de ar é evitada.
De preferência, o dispositivo de resfriamento é parcialmente disposto em uma ranhura da nacela para obter uma distância pré-definida entre o nível da plataforma e a borda de topo do dispositivo de resfriamento. As25 sim, uma limitação de altura máxima da barreira com respeito à plataforma é observada. Além disso, uma grande área de radiador pode ser provida enquanto as dimensões relativas à construção obrigatórias são mantidas.
Em outra modalidade, a plataforma é elevada com respeito ao dispositivo de resfriamento para obter uma distância pré-definida entre o nível da plataforma e a borda de topo do dispositivo de resfriamento. Assim, uma limitação de altura máxima de barreira com respeito à plataforma é observada. Além disso, uma grande área de radiador pode ser provida enquanto as dimensões relativas à construção obrigatórias são mantidas.
De preferência, a barreira compreende uma grade de mera. Assim, o ar de um helicóptero pairando no ar pode se mover através da barreira. Deste modo, a congestão de ar é prevenida. Assim, fluxo de ar turbulento completo e efeitos de aterrissagem são prevenidos para o helicóptero.
De preferência, a grade de metal compreende as aberturas de um determinado tamanho que previnem que um gancho de aterrissagem ou um condutor de aterrissagem de um helicóptero, que está pairando sobre a plataforma, seja embaraçado ou cause embaraçamento. Assim, o gancho
não causa embaraçamento e move-se livremente. Situações perigosas para o helicóptero são evitadas.
De preferência, um assoalho da plataforma compreende um orifício para drenar água. Assim, o perigo de deslizamento das pessoas ou equipamento sobre a superfície molhada é minimizado.
De preferência, a grade é preparada como assoalho para a pla
taforma. Assim, a fricção do equipamento e calçados das pessoas é maior então em uma superfície de metal plana. Assim, o deslizamento e escorregão de equipamento e de pessoas são minimizados.
A invenção é mostrada em mais detalhe pelo auxílio das figuras.
As figuras mostram as configurações preferidas e não limitam o
escopo da invenção.
A figura 1 mostra uma canela de uma turbina de vento de acordo com a invenção,
a figura 2 mostra uma turbina de vento de acordo com a inven
ção,
a figura 3 mostra uma plataforma de acordo com a invenção em uma primeira vista,
a figura 4 mostra a plataforma da figura 3 em uma segunda vista,
a figura 5 mostra outra modalidade da solução inventada,
a figura 6 mostra um detalhe da solução inventada.
A figura 1 mostra uma nacela 2 de uma turbina de vento de acordo com a invenção. A nacela 2 compreende uma plataforma 3 que é circundada por uma barreira 4. A extremidade traseira da plataforma é a parte apontando para fora do cubo 5.
Um dispositivo de resfriamento 6 é provido para a nacela 2. Este dispositivo de resfriamento 6 é uma parte integral da parte traseira da barreira 4. A barreira 4 circunda a plataforma 3 em três lados. No lado direito e esquerdo a barreira compreende uma grade de metal 7, de modo que o fluxo de ar de um helicóptero pairando no ar pode se mover através da barreira 4.
A figura 2 é uma turbina de vento 1 de acordo com a invenção. A turbina de vento 1 é equipada com uma plataforma 3 no topo da nacela 2. A plataforma 3 é circundada por uma barreira 4.
A plataforma 3 pode ser abordada por um helicóptero. A plataforma 3 pode ser preparada para aterrissagem com o helicóptero. Ou é preparada para ser usada como uma zona de descida de helicóptero ou uma plataforma de elevação de helicóptero para liberar ou apanhar equipamento e pessoal para e a partir da plataforma.
Um dispositivo de resfriamento 6 é provido na extremidade traseira mais distante do cubo 5 da turbina de vento 1. Este dispositivo de resfriamento 6 é integrado na barreira 4 e forma um parte da barreira 4.
A figura 3 mostra uma plataforma 3 de acordo com a invenção
em uma primeira vista. A nacela 2 é equipada com uma plataforma 3. Em torno da plataforma 3 está uma barreira 4.
Na parte traseira da barreira 4 um dispositivo de resfriamento 6 é disposto como uma parte da barreira 4. O dispositivo de resfriamento 6 compreende um radiador 8 e uma estrutura de suporte 9. O radiador 8 pode ser construído de vários elementos de radiador.
A barreira 4 compreende grades de metal 7. As grades de metal 7 deixam o ar fluir e, assim, evitam uma congestão de ar, por exemplo, de um helicóptero pairando acima da plataforma 3.
A barreira 4 está circundando a plataforma 3 em três lados. O
lado na direção do cubo, o lado frontal, é apenas equipado com um trilho. Assim, o pessoal e equipamento podem alcançar facilmente a plataforma 3 através da janela de convés 10.
O dispositivo de resfriamento 6 é equipado com um suporte lateral 9 no formado triangular. Este suporte lateral 9 é tomado na carga de vento do ar ambiente movendo-se através do radiador 8 e está conduzindo as forças para dentro da nacela 2.
A figura 4 mostra a plataforma da figura 3 em uma segunda vista. Um dispositivo de resfriamento 6 é disposto no topo de uma nacela 2 de uma turbina de vento. O dispositivo de resfriamento 6 compreende uma estrutura de suporte 9 e um radiador 8. O dispositivo de resfriamento 6 é uma parte da barreira 4 que circunda a plataforma 3.
A barreira 4 circunda a plataforma 3 em três lados. Assim, o vento, que resfria o radiador quando a turbina está em operação, pode soprar através do rotor ao longo da nacela 2 sobre a plataforma 3 e através do radiador 6 sem ser perturbado por uma barreira na frente da plataforma 3.
Também o pessoal pode alcançar facilmente a plataforma 3 a
través da janela de convés 10 e o manipular o equipamento em e fora da nacela 2. No lado da janela de convés 10 a plataforma 3 é equipada com um trilho. No topo deste trilho equipamento adicional é instalado.
A barreira 4 compreende uma grade de metal 7 que deixa o ar fluir através da mesma. Assim, a congestão de ar é minimizada e fluxo de ar turbulento completo e os efeitos de aterrissagem são prevenidos para o helicóptero pairando acima da plataforma 3.
A grade de metal tem aberturas que são pequenas o bastante para que o gancho de aterrissagem ou o condutor de aterrissagem do helicóptero não possa ser embaraçado na grade.
A figura 5 mostra outra modalidade da solução inventada. No topo da nacela 2 de uma turbina de vento 1 uma plataforma 3 é instalada para ser usada com um helicóptero. A plataforma é circundada por uma barreira
4. Na extremidade frontal da plataforma, na extremidade que está apontando na direção do cubo 5, a barreira 4 é conectada a um dispositivo de resfriamento 6. Assim, o dispositivo de resfriamento 6 é uma parte da barreira 4 na extremidade frontal da plataforma. O dispositivo de resfriamento é equipado com uma estrutura de suporte 9 no formato triangular.
Nesta modalidade, o dispositivo de resfriamento 6 é montado na extremidade frontal da plataforma 3. Quando a turbina de vento 1 está em operação, o vento pode fluir facilmente através do rotor e ao longo da nacela 5 2 para o dispositivo de resfriamento 6 que compreende o radiador 8. o radiador 8 é disposto principalmente na na direção da fonte de vento. Assim, o vento provê um efeito de resfriamento otimizado.
A figura 6 mostra um detalhe da solução inventada. A figura mostra um radiador 8 do dispositivo de resfriamento em uma vista lateral.
Entre o radiador 8 e a nacela 2 há um espaçamento determinado que leva a uma lacuna de ar 12. Esta lacuna de ar deixa o fluxo de ar 13 fluir entre o radiador 8 e a nacela 2. Assim, o fluxo de ar 13 não é bloqueado em frente ao radiador 8. Assim, uma congestão de ar é prevenida e o efeito do resfriamento é otimizado.
O radiador 8 é disposto em um certo nível no topo da nacela 2.
Neste caso, a plataforma 3 é disposta em um nível mais alto na nacela 2. A plataforma 2 é elevada com respeito ao dispositivo de resfriamento 6. Assim, a distância entre a extremidade superior do dispositivo de resfriamento 6 e o nível do assoalho da plataforma pode ser disposta para ter uma distância
máxima predeterminada. Assim, os requisitos com respeito à altura da barreira 4 circundando a plataforma 3 podem ser atendidos.

Claims (14)

1. Dispositivo de resfriamento de uma turbina de vento, - com uma nacela da turbina de vento, - com um dispositivo de resfriamento, que é disposto no topo da nacela e que é preparado para remover o calor da turbina de vento para o ar ambiente, - com uma plataforma, que está localizada no topo da nacela e que é preparada para ser abordada por um helicóptero, - onde a plataforma compreende uma barreira, que circunda pelo menos uma parte da plataforma, caracterizado pelo fato de que - a barreira compreende pelo menos uma parte do dispositivo resfriamento.
2. Dispositivo de resfriamento, de acordo com a reivindicação 1, em que o dispositivo de resfriamento compreende um segmento de radiador e uma estrutura de suporte para suportar o segmento do radiador.
3. Dispositivo de resfriamento, de acordo com a reivindicação 1, em que pelo menos uma parte do radiador da turbina de vento é uma parte integral da barreira.
4. Dispositivo de resfriamento, de acordo com a reivindicação 2 ou reivindicação 3, em que um sistema de dispositivo de resfriamento interno da turbina de vento é conectado com o dispositivo de resfriamento ou radiador.
5. Dispositivo de resfriamento, de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, em que a barreira é disposta em três lados da plataforma.
6. Dispositivo de resfriamento, de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, em que o radiador é disposto na parte traseira da plataforma como barreira.
7. Dispositivo de resfriamento, de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, em que o radiador é disposto na parte frontal da plataforma como barreira.
8. Dispositivo de resfriamento, de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, em que a estrutura de suporte compreende um suporte lateral no formato triangular, que é preparado para absorver a carga de vento do ar ambiente passando através do radiador.
9. Dispositivo de resfriamento, de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, em que o dispositivo de resfriamento é disposto com um espaçamento determinado na nacela, assim o ar é deixado se mover entre o dispositivo de resfriamento e a nacela.
10. Dispositivo de resfriamento, de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, - onde o dispositivo de resfriamento é parcialmente disposto em uma ranhura da nacela para obter uma distância predefinida entre o nível da plataforma e a borda de topo do dispositivo de resfriamento, ou - onde a plataforma é elevada em respeito ao dispositivo de resfriamento para obter uma distância pré-definida entre o nível da plataforma e a borda de topo do dispositivo de resfriamento.
11. Dispositivo de resfriamento, de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, em que a barreira compreende uma grade de metal.
12. Dispositivo de resfriamento, de acordo com a reivindicação 11, em que a grade de metal compreende aberturas de um determinado tamanho, que previne que um gancho de aterrissagem ou um condutor de aterrissagem de um helicóptero, que está pairando sobre a plataforma, seja embaraçado ou cause embaraçamento.
13. Dispositivo de resfriamento de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, em que o assoalho da plataforma compreende um orifício para drenar água.
14. Dispositivo de resfriamento, de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, em que a grade é preparada como assoalho para a plataforma.
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