BRPI0620977A2

BRPI0620977A2 - turbina eólica, e método para montagem de uma torre de turbina eólica

Info

Publication number: BRPI0620977A2
Application number: BRPI0620977-7A
Authority: BR
Inventors: Borge Olgaard
Original assignee: Vestas Wind Sys As
Priority date: 2006-01-17
Filing date: 2006-01-17
Publication date: 2011-11-29
Also published as: US20110088331A1; EP2136017B1; US7877935B2; ES2394460T3; AU2006336102A1; WO2007082531A1; EP1974112A1; MX2008009051A; CN101360878A; CA2637404C; ES2402530T3; EP1974112B1; CN101360878B; US20090016897A1; CA2637404A1; US8051609B2; EP2136017A1; AU2006336102B2

Abstract

TURBINA EóLICA, E MéTODO PARA MONTAGEM DE UMA TORRE DE TURBINA EóLICA. A invenção está relacionada a uma torre de turbina eólica (2) compreendendo pelo menos dois anéis de torre (8, 9, 14) anulares colocados verticalmente um no topo do outro. A torre de turbina eólica (2) é caracterizada pelo fato de que, um primeiro anel de torre (8, 9, 14) se sobrepóe a pelo menos mais um anel de torre (8, 9, 14) dos pelo menos dois anéis de torre (8, 9, 14) . A invenção também está relacionada a uma turbina eólica (1), um elevador de torre de turbina eólica (22) para uso em uma torre de turbina eólica (2) e a um método para montagem de uma torre de turbina eólica (2).

Description

TURBINA EÓLICA, E MÉTODO PARA MONTAGEM DE UMA TORRE DE TURBINA EÓLICA

Fundamentos da Invenção

A invenção está relacionada a uma torre de turbina eólica de acordo com o preâmbulo da reivindicação 1, uma turbina eólica, um elevador da torre de turbina eólica de acordo com o preâmbulo da reivindicação 22, e um método para a montagem de uma torre de turbina eólica.

Descrição da Técnica Relacionada

Uma turbina eólica conhecida na arte compreende uma torre de turbina eólica de forma cônica e uma nacela de turbina eólica posicionada no topo da torre. Um rotor de turbina eólica com um número de lâminas de turbina eólica está conectada à nacela através de um eixo de baixa velocidade, o qual se estende para fora de uma parte dianteira da nacela como ilustrado na Figura 1.

Torres de turbinas eólicas compreendem tipicamente um número de seções cônicas arredondadas de torre montadas umas sobre as outras. As seções de torre são usualmente aparafusadas juntas por meio de flanges horizontais colocadas internamente, as quais são soldadas à parte de topo e inferior de cada seção de torre. Cada uma das seções de torre compreende um número de anéis de torre soldados uns aos outros. Esses anéis de torre são usualmente feitos de chapas de aço, as quais são calandradas numa configuração circular e soldadas para que elas constituam um anel fechado de 360°.

A idéia geral por trás desse projeto é que, uma torre precisa ser relativamente fácil de ser construída no local da montagem e que uma torre arredondada sem quaisquer. juntas visíveis é visualmente mais agradável. Porém, nos anos recentes o desenvolvimento em massa da produção de turbinas eólicas tem avançado tornando-as cada vez maiores, tanto em débito de corrente e em tamanho. Este processo clama por melhores e mais eficientes componentes e de métodos de fabricação, e particularmente no âmbito de torres de turbinas eólicas, esse desenvolvimento tem sido profundo. As instalações de fabricação para as grandes e modernas torres de turbinas eólicas demanda uma construção com um altura livre de 8 m, acesso a equipamento guindaste de 70 t e equipamento de calandragem altamente especializado e caro. Além do mais, a soldagem reduz o limite de fadiga nas torres e desse modo sua resistência, que torna necessário produzir a torre ou pelo menos partes com chapas mais grossas que as que seriam de outro modo necessárias.

O pedido de Patente Européia EP 1 561 883 revela uma torre de turbina eólica constituída de estágios de partes metálicas pré-fabricadas. As partes metálicas são formadas como chapas substancialmente retangulares, as quais são abertas no lado voltado ao interior da torre. As partes são fixadas juntas no interior da torre através de seus lados adjacentes. Um grande anel anular de reforço pode ser provido no interior da torre para melhorar a rigidez das torres. Esse projeto proporciona uma torre poligonal onde a soldagem nas seções da torre e entre as seções da torre são grandemente reduzidas ou eliminadas. Porém as partes metálicas possuem um projeto complexo e são desse modo difíceis e caras de fabricar.

Um objetivo da invenção é o de proporcionar uma torre de turbina eólica sem as desvantagens mencionadas.

Especialmente, é um objetivo da invenção proporcionar um projeto de torre mais eficiente em custo que proporciona um processo mais simples de fabricação da torre.

Além disso, é um objetivo da invenção proporcionar meios mais eficientes para auxiliar a montagem da torre e da manutenção subseqüente.

A invenção

A invenção proporciona uma torre de turbina eólica compreendendo pelo menos dois anéis anulares de torre posicionados verticalmente um no topo do outro, caracterizada pelo fato de que um primeiro anel de torre dos referidos pelo menos dois anéis de torre se sobrepõe a pelo menos mais um anel de torre dos referidos pelo menos dois anéis de torre.

E vantajoso fazer os anéis de torre de uma turbina eólica se sobreporem, pelo fato de que isto proporciona um projeto mais simples de torre que pode ser fabricada por meio de meios de fabricação de baixa tecnologia.

Fazer os anéis de torre se sobreporem permite a possibilidade de conectar os anéis por meio de meios mecânicos de fixação, tais como parafusos, ferrolhos providos com rosca ou rebites. Por meio desses, a soldagem na torre é evitada, e especialmente em áreas do mundo onde as variações do tempo são relativamente baixas, é econômico e vantajoso, por exemplo, aparafusar os anéis juntos, pelo fato de que apesar de ser mais demorado para realizar que a solda de juntas, a torre aparaf usada pode ser feita com chapas mais delgadas, reduzindo desse modo o custo material da torre.

Deverá ser enfatizado que numa torre de turbina eólica conhecida na arte os anéis de torre são usualmente soldados juntos em seções de torre, as quais são então aparafusadas juntas. Em uma torre de turbina eólica de acordo com a invenção todas as conexões entre os anéis e seções de torre são em principio as mesmas. Isso significa que quando existe referência ao anel ou anéis de torre, isto é também referido às seções de torre, pelo fato de que uma seção de torre em uma torre de acordo com a invenção pode ter um número de anéis de torre conectado do mesmo modo, como aquele em que as seções podem ser conectadas.

Em um aspecto da invenção, os referidos pelo menos dois anéis de torre se sobrepõem em uma região substancialmente horizontal que consiste de uma seção inferior de um anel de torre e uma seção de topo de outros anéis de torre.

É vantajoso fazer os anéis de torre se sobreporem numa região como descrito pelo fato de que, por meio disso é estabelecida uma região vantajosa para a conexão dos anéis de torre.

Em um aspecto da invenção, a referida região de sobreposição substancialmente horizontal se estende na direção longitudinal dos referidos anéis de torre.

Fazer a região de sobreposição se estender na mesma direção como aquela na qual se estendem os anéis de torre é vantajoso pelo fato de que, isto proporciona um projeto simples de torre onde os anéis de torre são relativamente simples de fabricar e a conexão dos anéis de torre podem ser feitas de modo simples, por exemplo, por meio de ferrolhos providos com rosca.

Em um aspecto da invenção, a referida seção inferior e/ou referida seção de topo estão dispostas em um ângulo, em um ângulo α e β, respectivamente, em relação a uma seção intermediária dos referidos anéis da torre.

É vantajoso encurvar a seção inferior e/ou a seção de topo de uma sobreposição pelo fato de que, ela proporciona uma distribuição de carga mais otimizada ao longo da sobreposição. Em um aspecto da invenção, os referidos ângulos a, β estão entre 0,5° e 15°, preferivelmente entre lo e 10° e muito preferivelmente entre 2° e 7o.

Se os ângulos são muito pequenos aa distribuição de carga se torna menos ótima e se os ângulos são muito grandes os anéis de torre se tornam mais difíceis de fabricar e a região de sobreposição se torna materialmente menos eficiente.

As presentes faixas de ângulos, portanto, proporciona quanto a uma relação proveitosa entre a boa distribuição de carga e uso de material.

Deverá ser enfatizado que os ângulos α e β não precisam ser exatamente iguais.

Em um aspecto da invenção, os referidos pelo menos dois anéis de torre se sobrepõem na descendente, fazendo um anel de topo de torre sobrepor um anel inferior de torre colocado imediatamente por baixo do referido anel de topo de torre e assim por diante.

Fazer os anéis de torre se sobreporem na descendente é vantajoso pelo fato de que, a abertura entre os anéis que se sobrepõem estará voltada para baixo reduzindo ou eliminando desse modo o risco de penetração de água nas juntas, devido a chuva, neve e outros que percorram a superfície da torre.

Em um aspecto da invenção, os referidos pelo menos dois anéis de torre são conectados através da referida região de sobreposição substancialmente horizontal.

É vantajoso conectar os anéis de torre através da região de sobreposição pelo fato de que, ela proporciona um lugar vantajoso para conectar os anéis de torre por meios mecânicos de conexão tais como ferrolhos providos com rosca, parafusos ou rebites.

Em um aspecto da invenção, os referidos pelo menos dois anéis de torre são conectados por parafusos.

Conectar uma junta que sustenta carga numa torre de turbina eólica por meio de soldagem é um procedimento um tanto complexo, o qual precisa ser apropriadamente realizado pro soldadores experientes e possivelmente inspecionados por meio de método de controle por raios-X, ultra-som ou um outro método não destrutivo de controle, para assegurar a qualidade da junta. Uma pessoa que proveja ferrolhos providos com rosca a uma junta que receba cargas que seja provida de ferrolhos providos com rosca de uma torre de turbina eólica necessita muito pouca instrução para realizar o trabalho de modo satisfatório, e o procedimento de controle é muito mais simples e demanda equipamento muito mais simples.

Além disso a conexão pode ser também feitas por parafusos ou rebites, mas os parafusos são usualmente mais caros que os ferrolhos providos com rosca e os tradicionais rebites são muito freqüentemente consumidores de tempo para montar.

Em um aspecto da invenção, os referidos pelo menos dois anéis de torre são de altura substancialmente constante.

Fazer os anéis de torre com altura substancialmente constante é vantajoso pelo fato de que, proporciona um procedimento mais simples de fabricação dos anéis de torre e um processo mais simples de montagem da torre.

Em um aspecto da invenção, os referidos pelo menos dois anéis de torre são feitos de aço.

Fazer os anéis de torre de aço é vantajoso pelo fato de que, ele é um material consagrado, relativamente barato e forte,- que é muito adequado para a fabricação de torres de turbinas eólicas.

Em um aspecto da invenção, os referidos pelo menos dois anéis de torre compreende pelo menos duas chapas de torre.

Mediante produzir os anéis de torre de um número de chapas de torre é possivel fabricar as chapas numa instalação de fabricação com menos altura livre, que o diâmetro completo do anel de torre e as chapas serem menores e mais leves que um anel de torre completo e desse modo mais fácil para manejar durante a fabricação. Além disso, o projeto das tradicionais torres soldadas é limitado pelo fato de que as seções ou anéis de torre precisam ser capazes de passar sob pontes, cabos de alta voltagem, etc., durante o transporte. Mediante produzir os anéis de torre de um número de chapas de torre é possível transportar a torre como chapas individuais as quais são montadas na ou nas proximidades do local de edificação.

Desse modo é possível projetar torres com melhores qualidades de transferência de carga, tais como uma torre que seja, por exemplo, de mais de 10 metros de diâmetro na base da torre.

Em um aspecto da invenção, os referidos pelo menos dois anéis de torre . compreendem entre 1 e 50, preferivelmente 3 e 30 e muito preferido entre 5 e 11, tal como 8 chapas de torre justapostas horizontalmente.

Os custos de fabricação e de montagem aumentam com o número de chapas de torre em um anel de torre, mas se o número de chapas se torna baixo, as chapas se tornam maiores e desse modo mais difíceis de manejar, e as anteriormente mencionadas vantagens são desse modo reduzidas ou desaparecem.

As presentes faixas de número de chapas, portanto, proporciona uma relação vantajosa entre os custos de fabricação e de montagem e a capacidade de lidar com as chapas é mais facilitada.

Em um aspecto da invenção, as referidas pelo menos duas chapas de torre compreendem uma primeira seção lateral vertical ou substancialmente vertical e uma segunda seção lateral vertical ou substancialmente vertical onde a referida primeira seção Lateral se sobrepõe a uma segunda seção lateral de uma chapa de torre horizontalmente justaposta.

Fazer as chapas de torre se sobreporem lateralmente é vantajoso pelo fato de que, permite a possibilidade de conectar as chapas de torre através de meios mecânicos tais como parafusos, ferrolhos providos com rosca ou rebites.

Em um aspecto da invenção, as referidas pelo menos duas chapas de torre são conectadas através da referida sobreposição por meio ferrolhos providos com rosca.

Isto proporciona uma modalidade vantajosa da invenção.

Em um aspecto da invenção, as referidas pelo menos duas chapas de torre compreende entre 1 e 5, preferivelmente 2 ou 3 encurvadas verticalmente ou substancialmente verticalmente.

Os custos de fabricação aumentam com o número de encurvamentos, mas levanto-se em conta a distribuição de carga o projeto ótimo de torre é arredondado, por exemplo, pelo fato de uma torre precisa transferir o momento das cargas de vento em todas as direções.

As presentes faixas do número de encurvamentos, portanto, proporciona uma relação vantajosa entre os custos de fabricação e as qualidades vantajosas de transferência de carga.

Em um aspecto da invenção, as referidas pelo menos duas chapas de torre possuem uma largura inferior que é mais ampla que a largura de topo.

Fazer as chapas de torre mais amplas na parte inferior que na parte de topo vantajoso pelo fato de que, proporciona um modo simples de produzir uma torre mais ampla na parte inferior que na parte de topo, o que proporciona um projeto vantajoso de torre no sentido à transferência de cargas.

Em um aspecto da invenção, as referidas chapas de torre em um anel de torre são substancialmente idênticas em forma.

Fazer todas as chapas de torre de um especifico anel de torre idênticas é vantajoso pelo fato de que, simplifica o processo de fabricação e de montagem.

Em um aspecto da invenção, as referidas pelo menos duas chapas de torre compreendem um recorte em pelo menos um canto.

Prover as chapas de torre com um recorte em pelo menos ura canto é vantajoso pelo fato de que, permite a possibilidade de produzir as chapas de torre se sobrepondo tanto no lado de cima, de baixo e lateral.

Em um aspecto da invenção, as referidas pelo menos duas chapas de torre possuem um comprimento longitudinal de entre 1 e 50 m, preferivelmente entre 3 e 30 m, e muito preferido entre 7 e 15 m.

Quanto mais alongadas são as chapas, mais difíceis elas são para manejar, e quanto mais curtas forem elas, maiores se tornam os custos de fabricação e de montagem de uma torre de uma dada altura.

As presentes faixas de comprimento, portanto, proporcionam uma relação vantajosa entre custos de fabricação e montagem e qualidades vantajosas de manejo.

Por exemplo, se cada anel de torre de uma torre de turbina eólica de 80 metros de altura compreender oito chapas de torre e cada uma dessas chapas de torre forem de aproximadamente 11 metros de comprimento, a torre completa desmontada pode ser instalada na forma de três caçambas padrões de transporte de 12,20 metros (40 pés).

Em um aspecto da invenção, os referidos pelo menos dois anéis de torre are afunilados o que os torna mais amplo na seção inferior que na seção de topo.

Fazer os anéis de torre mais amplos no lado inferior que no topo é vantajoso pelo fato de que, proporciona um projeto de torre vantajoso com respeito à transferência de cargas.

Em um aspecto da invenção, os referidos pelo menos dois anéis de torre são de configuração poligonal.

Mediante produzir a torre poligonal, se evita equipamento de calandragem complexo e caro, pelo fato de que os anéis podem ser configurados por meio de um número de encurvamentos verticais ou substancialmente verticais.

Desse modo a configuração dos anéis de torre não está restrita a instalações que compreendam calandragem altamente especializada, mas os anéis podem ser feitos em máquinas de encurvamento muito mais simples encontradas em toda parte do mundo. Isso permite a fabricação de torres nas proximidades do local de montagem, apesar dessas áreas serem por vezes remotas, e desse modo se evita o transporte das torres por longas distâncias.

A invenção também proporciona uma turbina eólica compreendendo uma torre de turbina eólica de acordo com qualquer das reivindicações 1 a 20.

Ainda adicionalmente, a invenção proporciona um elevador da torre de turbina eólica para uso em uma torre de turbina eólica, caracterizado pelo fato de que o referido elevador compreende meios para permitir ambos os movimentos vertical e horizontal do referido elevador.

Prover uma torre de turbina eólica com um elevador de torre de turbina eólica,que compreende meios para fazer o elevador se movimentar tanto na vertical como na horizontal, é vantajoso pelo fato de que., permite fácil acesso a substância a totalidade da superfície interna da torre. Desse modo, se torna facilitado o acesso às juntas das seções e outras tanto durante a edificação da torre e a subseqüente manutenção.

Em um aspecto da invenção, o referido elevador compreende meios para fazer a cabine do referido elevador manter uma distância constante da superfície interna da referida torre de turbina eólica.

Se a torre se afunila, tornando-se mais ampla em baixo que no topo, é vantajoso pelo fato de que mantém uma distância substancialmente constante em relação à superfície interna dos anéis de torre, pelo fato de que uma pessoa operando o elevador é capaz de atingir a totalidade ou quase a totalidade dos ferrolhos providos com rosca durante o controle ou aperto.

Em um aspecto da invenção, os referidos meios compreendem um número de trilhos fixados na parte interna da referida torre por meio de magnetos.

É vantajoso prover a superfície interna da torre com um número de trilhos, pelo fato de que eles proporcionam um modo simples de manter uma distância substancialmente constante entre o elevador e a superfície interna dos anéis de torre. Além disso, é vantajoso fixar esses trilhos por meio de magnetos, pelo fato de que de proporcionar um modo simples de fixar os trilhos e ao mesmo tempo evitar soldagem.

Em um aspecto da invenção, os referidos meios que permitem o movimento horizontal do referido elevador compreendem um trilho anular substancialmente horizontal.

A utilização de um trilho anular para possibilitar ao elevador se movimentar no plano horizontal é vantajosa, pelo fato de que proporciona um modo simples e comprovado de movimentar cargas num plano horizontal. Em um aspecto da invenção, a referida torre de turbina eólica é uma torre de turbina eólica de acordo com qualquer das reivindicações 1 a 21.

A torre de acordo com a invenção compreende uma quantidade de, por exemplo, juntas fixadas. Dotar uma torre com um elevador de acordo com a invenção é vantajoso, pelo fato de que desse modo é fácil acessar as juntas que conectam os anéis de torre e/ou as chapas de torre. Tanto durante a montagem da torre, imediatamente após e em certos intervalos durante a vida da torre os ferrolhos providos com rosca das juntas precisam ser controlados e possivelmente apertados. Um elevador, que possa ser facilmente posicionado diante de ou bem próximo desses ferrolhos providos com rosca, não importando se eles estiverem numa posição ''radial' ou 'axial' em uma torre, é portanto, vantajoso.

A invenção também proporciona um método para montagem de uma torre de turbina eólica. 0 referido método compreendendo as etapas de estabelecer pelo menos dois anéis de torre, montar um primeiro anel de torre dos referidos pelo menos dois anéis de torre em pelo menos um anel adicional de torre dos referidos pelo menos dois anéis de torre, fazer o referido primeiro anel de torre se sobrepor o anel adicional de torre, e conectar o referido primeiro anel de torre e o referido anel adicional de torre através de suas sobreposições através do uso de meios de conexão.

Desse modo é conseguido um método de montagem de uma torre de turbina eólica de acordo com a invenção.

Em um aspecto da invenção, os referidos meios de conexão são apertados através do uso de um elevador que compreende meios para possibilitar ambos os movimentos vertical e horizontal do referido elevador.

As juntas providas de ferrolhos providos com rosca numa torre de turbina eólica precisam ser apertadas diversas vezes durante a vida da torre devido a vibrações, variações de temperatura e cargas, etc., realizar isso através do uso de um elevador, que possa se movimentar verticalmente e horizontalmente é vantajoso pelo fato de que permite fácil acesso aos ferrolhos providos com rosca.

Em um aspecto da invenção, uma cabine de elevador do referido elevador mantém uma distância substancialmente constante em relação à superfície interna dos referidos anéis da torre.

Em um aspecto da invenção, a referida montagem é feita na ou próximo do local da montagem onde a referida torre de turbina eólica é para ser erigida.

A montagem da no local ou nas proximidades do local onde a torre é para ser erigida é vantajosa, pelo fato de que se evita o transporte por longas distâncias de partes grandes da torre, as quais são difíceis para manejar. Além disso, a montagem de uma torre no local ou nas proximidades do local da edificação é possível devido ao fato de que, uma junta provida de ferrolhos providos com rosca que sustenta carga pode ser feita de modo correto ainda que sob condições relativamente primitivas, enquanto que uma junta soldada que sustenta carga demanda um ambiente mais controlado para ser confiável.

Figuras

A invenção será agora descrita em seguida com referência às Figuras nas quais:

A Figura 1 ilustra uma grande e moderna turbina eólica conhecida na arte, em vista frontal,

A Figura 2 ilustra uma seção de uma torre de turbina eólica de acordo com a invenção imediatamente antes da montagem de dois anéis arredondados de torre, vista em perspectiva,

A Figura 3 ilustra uma modalidade of anel arredondado de torre, em vista de topo,

A Figura 4 ilustra uma modalidade um anel poligonal de torre, em vista de topo,

A Figura 5 ilustra uma seção de uma torre de turbina eólica de acordo com a invenção imediatamente antes da montagem de dois anéis poligonais de torre, em vista em perspectiva,

A Figura 6 ilustra uma seção de uma torre de turbina eólica de acordo com a invenção durante a montagem de dois anéis poligonais de torre, em vista em perspectiva, A Figura 7 ilustra uma parte de uma seção transversal de uma junta de seção de torre conhecida na arte,

A Figura 8 ilustra uma parte de uma seção transversal de uma modalidade de uma junta de anel de torre de acordo com a invenção,

A Figura 9 ilustra uma parte de uma seção transversal de uma outra modalidade de uma junta de anel de torre de acordo com a invenção,

A Figura 10 ilustra uma modalidade de uma chapa de torre antes dela ser encurvada,

fig. 11 ilustra a mesma modalidade de uma chapa de torre como ilustrado na Figura 10 após ela ter sido encurvada,

A Figura 12 ilustra uma seção transversal de uma torre de turbina eólica de acordo com a invenção, compreendendo uma modalidade de um elevador, em vista lateral, e

A Figura 13 ilustra uma seção transversal de uma torre de turbina eólica de acordo com a invenção, compreendendo uma modalidade de um elevador, como visto de baixo.

Descrição Detalhada

A Figura 1 ilustra uma turbina eólica 1 conhecida na arte, compreendendo uma torre afunilada 2, que é subdividida em um número de seções de torre 6. Uma nacela de turbina eólica 3 está posicionada no topo da torre 2.

O rotor da turbina eólica 4, compreendendo um número de lâminas de turbina eólica 5, está conectado com a nacela 3 através do eixo de baixa velocidade que se estende para fora da parte frontal da nacela 3.

A Figura 2 ilustra uma seção de uma torre de turbina eólica 2 de acordo com a invenção imediatamente antes da montagem dos dois anéis arredondados de torre 14, como visto em perspectiva. A Figura 2 mostra um anel superior de torre 8 em seu modo de ser posicionado sobre um anel inferior de torre 9 fazendo a seção de baixo 11 do anel superior 8 se sobrepor com a seção de topo 12 do anel inferior 9 em uma região de sobreposição horizontal 35. Quando os anéis de torre 8, 9 estão no lugar os dois anéis são unidos por meio de ferrolhos providos com rosca ou por rebitagem dos anéis 8, 9 juntos através das filas de furos para ferrolhos providos com rosca 10.

Nessa modalidade da invenção os anéis de torre 8, 9 are feitos como anéis anulares arredondados completos de 360°.. Para produzir uma sobreposição do anel sobre um outro anel o diâmetro da seção inferior 11 do anel superior de torre 8 precisa ser de aproximadamente ou pelo menos duas espessuras de chapa maior ou menor que o diâmetro da seção de topo 12 do anel inferior de torre 9. Isso pode ser feito mediante produzir os anéis 8, 9 afunilados ao longo de toda a sua extensão vertical em partes de sua extensão vertical ou a seção inferior e/ou de topo 11, 12 pode ser provida com um número de recortes de encurvamento, permitindo que as seções 11, 12 sejam encurvadas e, portanto, possam se sobrepor, apesar de seus diâmetros serem os mesmos antes deles serem encurvados.

A Figura 3 ilustra um anel arredondado anular de torre 14 como visto acima. Nessa modalidade da invenção o anel de torre 14 é constituído de oito chapas 13, mas em uma outra modalidade da invenção, o anel de torre 13 pode compreender mais ou menos chapas de torre 13, tal como seis, sete, nove ou dez.

Nessa modalidade da invenção o anel de torre 14 possui uma seção transversal constante uniforme em sua direção longitudinal, tornando o anel de torre 14 substancialmente cilíndrico, mas em uma modalidade preferida da invenção as chapas de torre podem ser mais largas na parte de baixo que no topo, tornando o anel de torre 14 afunilado ou substancialmente cônico.

Nessa modalidade da invenção uma primeira seção lateral 17 de uma chapa de torre 13 se sobrepõe a uma segunda seção lateral 18 de uma chapa de torre 13 horizontalmente adjacente. A primeira seção lateral 17 da referida chapa de torre 13 adjacente então se sobrepõe a uma segunda seção lateral 18 de mais uma chapa de torre 13 e assim por diante. Esse padrão continua todo o tempo ao redor com largura constante (Wj) das juntas verticais, tornando o projeto de torre uniforme, mas em uma outra modalidade da invenção quaisquer outras chapas 13 podem se sobrepor suas chapas vizinhas 13 horizontalmente em ambos os lados.

A Figura 4 ilustra um anel anular poligonal de torre 14 como visto acima.

Nessa modalidade da invenção todas as chapas de torre 13 são substancialmente idênticas, e cada chapa 13 compreende dois encurvamentos verticais ou substancialmente verticais 16 tornando o anel de torre 14 poligonal, com nesse caso vinte e quatro lados, mas em uma outra modalidade as chapas 13 podem compreender um outro número de encurvamentos 16 tal como três ou quatro, tornando o anel 14 com trinta e dois ou quarenta lados, se o anel de torre 14 compreender oito chapas de torre 13.

Ainda em uma modalidade adicional da invenção as chapas de torre 13 do anel de torre 14 podem ser soldadas juntas ou o anel de torre pode ser feito de uma chapa de torre 13 compreendendo uma pluralidade de encurvamentos 16 os quais são unidos por ferrolhos providos com rosca ou soldados para unir suas duas extremidades.

A Figura 5 ilustra uma seção de uma torre poligonal de turbina eólica 2 de acordo com a invenção imediatamente antes da montagem de dois anéis de torre 14, como visto em perspectiva. A Figura 3 mostra um anel superior de torre 8 em seu modo para ser posicionado sobre um anel inferior de torre 9 fazendo a seção inferior 11 do anel superior 8 se sobrepor à seção de topo 12 do anel inferior 9 numa região de sobreposição horizontal 35. Nesse momento do processo de montagem as chapas de torre 13 nos dois anéis de torre 14 podem ser unidas juntas por ferrolhos providos com rosca em suas juntas verticais 15, mas na Figura 3 as juntas verticais 15 estão ilustradas sem os meios de conexão tais como parafusos, pinos ou rebites.

A Figura 5 também ilustra que a fim de fazer o anel superior e inferior de torre 8, 9 se sobreporem, pelo menos um canto das chapas 13 precisa ser removido. Nessa modalidade da invenção três cantos ou cada chapa 13 são chanfradas. Um primeiro canto de topo 19 de uma chapa 13 no anel inferior de torre 9 e um primeiro canto inferior 20 de uma chapa 13 no anel superior de torre 8 são chanfrados para tornar possível para as chapas 13 se sobreporem tanto verticalmente e horizontalmente. O segundo canto de topo 21 é também chanfrado nessa modalidade da invenção para garantir livre acesso aos de outro modo cobertos furos dos ferrolhos providos com rosca. Em uma outra modalidade um segundo canto inferior pode ser também chanfrado para garantir livre acesso aos furos dos ferrolhos providos com rosca.

Em uma outra modalidade da invenção apenas um canto de cada chapa 13 é chanfrado ou o canto ou cantos podem compreender um recorte de uma outra forma tal como retangular, poligonal ou de alguma outra forma regular ou irregular.

A Figura 6 ilustra uma seção de uma torre de turbina eólica 2 de acordo com a invenção durante a montagem of dois anéis poligonais de torre 14 como visto em perspectiva. Nessa modalidade apenas parte dos furos dos ferrolhos providos com rosca está provida com meios de conexão, que nesse caso são ferrolhos providos com rosca 34 providos com porcas no lado interno da torre 2, mas quando um processo de montagem está terminado, a totalidade dos furos dos ferrolhos providos com rosca será provida com meios de conexão.

Nessa modalidade da invenção a chanfragem do primeiro canto inferior 20 da chapa 13 está visível, mas numa modalidade preferida da invenção o recorte, espaço de acomodação para os cantos de sobreposição das chapas 13, pode estar completamente coberto por uma sobreposição de chapa 13.

A Figura 7 ilustra uma parte de urna seção transversal de urna junta de seção de torre 6 conhecida na arte. Como ilustrado na Figura 1, urna tradicional torre de turbina eólica .2 compreende um número de seções afuniladas arredondadas de torre 6 montadas no topo umas das outras.

As seções de torre 6 são fixadas juntas através dos flanges horizontais colocados internamente 7, os quais são soldados ao topo e à parte inferior de cada seção 6. Ά Figura 8 ilustra uma parte de uma seção transversal de uma modalidade de uma junta de anel de torre 14 de acordo com a invenção.

Se uma torre de turbina eólica 2 compreende anéis de torre 14 de acordo com a invenção, pelo menos a totalidade ou substancialmente a totalidade das regiões horizontais de sobreposição 35 entre os anéis de torre 14 são conectados por meios mecânicos de conexão tais como parafusos, ferrolhos providos com rosca, cavilhas ou rebites. Uma vez que os anéis de torre 14 sejam conectados desse modo ou substancialmente desse modo ao longo da extensão do comprimento da torre 2, não existe diferença entre uma junta de seção de torre 6 e uma junta de anel de torre 14 numa torre de turbina eólica 2 de acordo com a invenção.

Nessa modalidade a seção inferior 11 do anel de topo de torre 8 se sobrepõe na seção de topo 12 do anel inferior de torre 9. Os dois anéis são então unidos por meio ferrolhos providos· com rosca, parafusos, cavilhas ou rebites através das quatro filas de furos de ferrolhos providos com rosca 10. Em uma outra modalidade da invenção a região de sobreposição 35 pode compreender um outro número de filas de ferrolhos providos com rosca tais como uma, duas, três, cinco u seis e em uma outra modalidade o anel inferior de torre 9 pode se sobrepor ao anel de topo de torre 8. A Figura 9 ilustra uma parte de uma seção transversal de uma outra modalidade de uma, junta de anel de torre de acordo com a invenção. Este é em principio o mesmo tipo de projeto de junta de anel de torre como ilustrado na Figura 8. Os anéis de torre 8, 9 são usualmente afunilados produzindo uma torre 2 mais larga na parte inferior que no topo. Nessa modalidade a seção inferior 11 do anel de topo de torre 8 está encurvada em um ângulo α e a seção de topo 12 do anel inferior de torjre 9 está encurvada em um ângulo β, produzindo a seção inferior e de topo 11, 12 afunilada em um outro ângulo que o da seção intermediária 31 do anel de torre 14. Os dois ângulos α, β podem ser iguais, tais como 5o, mas em uma outra modalidade da invenção o ângulo de encurvamento α pode ser ligeiramente maior (por exemplo, 2°) que o ângulo de encurvamento β, tornando a seção de topo 12 do anel inferior de torre 9 pressionado para fora contra a seção inferior 11 do anel de topo de torre 8, quando as filas de furos de ferrolhos providos com rosca 10 são alinhadas.

Nessa modalidade de uma região de sobreposição horizontal 35, nem toda a carga dos anéis de torre 14, nacela 3, etc., colocadas acima da junta, são sustentadas pelos meios de conexão. O lado interno da seção inferior 11 do anel superior de torre 8 pressiona para baixo sobre o lado externo da seção de topo 12 do anel inferior de torre 9 proporcionando desse modo uma distribuição ótima da carga através da junta.

Fig, 10 ilustra uma modalidade de uma chapa de torre 13 antes dela ter sido encurvada. Se o anel de torre 14 é feito de chapas de torre 13 que compreendem seções inferior e de topo 11, 12 providas de ângulos, as seções inferior e de topo 11, 12 podem compreender o encurvamento dos recortes 32, para permitir que a chapa 13 possa ser encurvada tanto horizontalmente e verticalmente. A Figura 10 ilustra que a chapa de torre 13 está provida com quatro recortes de encurvamento vertical 32 antes das seções inferior e de topo 11, 12 serem encurvadas ao longo do encurvamento horizontal 33.

A Figura 11 ilustra a mesma modalidade de uma chapa de torre 13 como ilustrado na Figura 10 após ela ter sido encurvada. Devido ao encurvamento dos recortes 32 a chapa 13 pode ser provida com encurvamentos verticais 16 após as seções inferior e de topo 11, 12 terem sido encurvadas sem deformar as seções inferior e de topo 11, 12.

A Figura 11 também ilustra que a chapa 13 possui uma largura Wb, que é mais ampla que a largura da largura de topo Wt. Um anel de torre 14 feito de chapas de torre 13, que são mais amplas na parte inferior que na de topo, será também mais ampla na parte inferior que no topo, contando que as juntas verticais 15 sejam de largura constante Wj, o que elas são em uma torre de acordo com a invenção. Desse modo os anéis de torre 14 se afunilam. As chapas de torre 13 podem ser feitas de um comprimento Lp7 o que as torna mais fáceis de serem transportadas, por exemplo, em caçambas de padrão ISO de 12,20 metros (40 pés).

A Figura 12 ilustra uma seção transversal de uma torre de turbina eólica 2 de acordo com a invenção, compreendendo uma modalidade de um elevador 22, como visto da lateral. Para o serviço das juntas providas com ferrolhos providos com rosca a torre está, nessa modalidade, provida com um elevador 22. O elevador 22 compreende uma cabine de elevador 23, a qual pode ser uma gaiola, uma plataforma ou outra. A cabine de elevador 23 está conectada para levantar equipamento 24 por meio de um ou mais cabos 29 para fazer a cabine de elevador 23 subir e descer.

Nessa modalidade da invenção o equipamento de içamento 24 está montado num trilho horizontal anular ou substancialmente anular 25 na ou bem próximo do topo da torre 2. Nessa modalidade o trilho anular 25 está montado num amortecedor de vibração 26 no topo da tórre 2 mas em uma outra modalidade o trilho 25 pode estar de outro modo fixado diretamente ou indiretamente à torre 2, à nacela 3, ao mecanismo de guinada (não mostrado) ou outro. O trilho anular 25 permite que o ponto de partida da cabine de elevador 23 no topo da torre 2, possa ser movimentado, permitindo de,sse modo à cabine 23 ser elevada ou rebaixada ao longo de todo o lado interno da torre 2.

Nessa modalidade., a torre 2 é afunilada, produzindo um circulo que transpassa a totalidade dos encurvamentos 16 no topo da torre 2 um diâmetro de aproximadamente 2,5 metros e 4,3 metros na parte inferior da torre 2. Uma vez que o elevador 22 é principalmente para apertar as juntas providas de ferrolhos providos com rosca durante a montagem da torre e durante a vida da torre, é essencial que essas juntas possam ser alcançadas sempre que necessário pela parte interna da torre 2. Nessa modalidade a torre 2 está, portanto provida com um número de guias verticais ou substancialmente verticais 27, que nesse caso são trilhos verticais 27 conectados à parte interna da torre 2. Se, por exemplo, 60° dos anéis de torre 14 de 360° puderem ser alcançados a partir de uma dada posição horizontal, a torre 2 pode ser, por exemplo, provida com seis trilhos verticais 27 ou seis pares de trilhos verticais paralelos 27. Para evitar a soldagem deles à torre 2, os trilhos 27 podem ser conectados à torre mediante uso de ferrolhos providos com rosca, parafusos, rebites ou como ilustrado, pelo uso de magnetos 28.

Quando a cabine 23 está em sua posição de topo, ela pode ser movimentada livremente na horizontal sobre o trilho anular 25. A cabine 23 é então conectada a um trilho vertical 27 ou par de trilhos através de meios de direcionamento 30, e quando a cabine 23 é rebaixada ela irá manter uma distância constante em relação à parte interna dos anéis de torre 14, ainda que a seção transversal horizontal dos anéis de torre 14 aumente no sentido descendente.

Em uma outra modalidade da invenção as guias verticais ou substancialmente verticais 27 podem ser cabos bem apertados conectados no topo e na parte inferior da torre 2 ou outros meios para manter a cabine de elevador 23 em uma distância horizontal constante ou substancialmente constante da superfície interna da torre 2.

A Figura 3 ilustra uma seção transversal de urna torre de turbina eólica de acordo com a invenção, compreendendo uma modalidade de um elevador, como visto de baixo. Nessa modalidade da invenção uma torre está provida com seis trilhos verticais 27 se estendendo substancialmente a partir da parte inferior até o topo da torre 2. O trilho horizontal anular 25 é fechado, fazendo-o descrever um círculo completo de 360°, mas em uma outra modalidade da invenção o trilho anular 25 pode ser menor que um círculo completo tal como entre 250° e 330° de um círculo completo, por exemplo, fazendo espaço para uma escada de mão (não mostrada) passar, que pode se estender substancialmente no inteiro transcurso do comprimento vertical da torre 2.

A invenção foi exemplificada acima com referência a exemplos representativos de sobreposição de anéis de torre 14, chapas de torre 13 e elevadores internos 22 par uso em uma turbina eólica 1. Todavia, deverá ser entendido que a invenção não está limitada aos exemplos representativos descritos acima, mas pode ser projetada e alterada em uma quantidade de variações inseridas no escopo da invenção como especificado nas reivindicações.

Lista

1. Turbina eólica

2. Torre

3. Nacela

4. Rotor

5. Lâmina

6. Seção da torre

7. Flange horizontal

8. Anel de topo de torre

9. Anel inferior de torre

10. Fila de furos de ferrolhos providos com rosca

11. Seção inferior de um anel de torre

12. Seção de topo de um anel de torre

13. Chapa de torre

14. Anel de torre

15. Junta vertical

16. Encurvamento

17. Primeira seção lateral da chapa de torre

18. Segunda seção ecao lateral da chapa de torre

19. Primeiro canto de topo da chapa de torre 20. Primeiro canto inferior da chapa de torre

21. Segundo canto de topo da chapa de torre

22. Elevador

23. Cabine de elevador

24. Equipamento de içamento

25. Trilho horizontal anular

26. Amortecedor de vibração

27. Guia vertical

28. Magneto

29. Cabo

30. Meios de direcionamento

31. Seção intemediária do anel de torre

32. Recorte de encurvamento

33. Encurvamento horizontal

34. Ferrolho provido com rosca

35. Região de sobreposição horizontal

Lp. Comprimento da chapa de torre a. Ângulo de encurvamento da seção inferior β. Ângulo de encurvamento da seção de topo Wb. Largura da parte inferior da chapa de torre Wt. Largura da parte de topo da chapa de torre Wj. Largura das juntas verticais

Claims

1. TÜRBINA EÓLICA, compreendendo uma torre de turbina eólica (2) compreendendo pelo menos dois anéis anulares de torre (8, 9, 14) posicionados verticalmente um no topo do outro, caracterizada por um primeiro anel de torre (8, 9, 14) dos referidos pelo menos dois anéis de torre (8, 9, 14) se sobrepõe a mais um anel de torre (8, 9, 14) dos referidos pelo menos dois anéis de torre (8, 9, 14).

2. Turbina eólica (1), de acordo com a reivindicação If caracterizada por os referidos pelo menos dois anéis de torre (8, 9, 14) se sobreporem em uma região de sobreposição (35) substancialmente horizontal consistindo de uma seção inferior (11) de um anel de torre e uma seção de topo (12) de outros anéis de torre (8, 9, -14) .

3. Turbina eólica (1), de acordo com a reivindicação 2, caracterizada por a referida região de sobreposição (35) substancialmente horizontal se estender nos referidos anéis de torre (8, 9, 14) em direção longitudinal.

4. Turbina eólica (1), de acordo com qualquer uma das reivindicações 2 e 3, caracterizada por a referida seção inferior (11) e/ou a referida seção de topo (12) serem oblíquas em um ângulo α, β, respectivamente, em relação a uma seção intermediária (31) dos referidos anéis de torre (8, 9, 14).

5. Turbina eólica (I)7 de acordo com a reivindicação 4, caracterizada por os referidos ângulos a, β estarem entre 0,5° e 15°, preferivelmente entre Io e 10° e muito preferido entre 2o e 7o.

6. Turbina eólica (1), de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 5, caracterizada por os referidos pelo menos dois anéis de torre (8, 9, 14) se sobreporem na descendente, fazendo um anel superior de torre (8) se sobrepor a um anel inferior de torre (9) colocado imediatamente por baixo do referido anel superior de torre (8) e assim por diante.

7. Turbina eólica (1), de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 6, caracterizada por os referidos pelo menos dois anéis de torre (8, 9, 14) serem conectados através da referida região de sobreposição (35) substancialmente horizontal.

8. Turbina eólica (1), de acordo com a reivindicação 7, caracterizada por os referidos pelo menos dois anéis de torre (8, 9, 14) serem conectados por ferrolhos providos com rosca (34).

9. Turbina eólica (1), de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 8, caracterizada por pelo menos dois anéis de torre (8, 9, 14) serem de altura substancialmente constante.

10. Turbina eólica (1), de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizada por os referidos pelo menos dois anéis de torre (8, 9, 14) serem feitos de aço.

11. Turbina eólica (1), de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 10, caracterizada por os referidos pelo menos dois anéis de torre (8, 9, 14) compreenderem pelo menos duas chapas de torre (13).

12. Turbina eólica (1), de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 11, caracterizada por os referidos pelo menos dois anéis de torre (8, 9, 14) compreenderem entre 1 e 50, preferivelmente entre 3 e 30 e muito preferivelmente entre 5 e 11, tal como 8 chapas de torre (13) horizontalmente justapostas.

13. Turbina eólica (1), de acordo com qualquer uma das reivindicações 11 e 12, caracterizada por as referidas pelo menos duas chapas de torre (13) compreenderem uma primeira seção lateral vertical ou substancialmente vertical (17) e uma segunda seção lateral vertical ou substancialmente vertical (18) onde a referida primeira seção lateral (17) se sobrepõe a uma segunda seção lateral (18) de uma chapa de torre (13) horizontalmente justaposta.

14. Turbina eólica (1), de acordo com a reivindicação 13, caracterizada por as referidas pelo menos duas chapas de torre (13) estarem conectadas através da referida sobreposição por meio de ferrolhos providos de rosca (34).

15. Turbina eólica (1), de acordo com qualquer uma das reivindicações 11 a 14, caracterizada por as referidas pelo menos duas chapas {13) compreenderem entre 1 e 5, preferivelmente entre 2 ou 3 encurvamentos (.16) verticais ou substancialmente verticais.

16. Turbina eólica Cl), de acordo com qualquer uma das reivindicações 11 a 15, caracterizado por as referidas pelo menos duas chapas de torre (13) possuirem larguras inferiores (Wb) que são mais amplas que as larguras das larguras de topo (Wt).

17. Turbina eólica (1), de acordo com qualquer uma das reivindicações 11 a 16, caracterizada por as referidas chapas de torre (13) em um anel de torre (8, 9, -14) serem substancialmente idênticas em forma.

18. Turbina eólica (1), de acordo com qualquer uma das reivindicações 11 a 17, caracterizada por as referidas pelo menos duas chapas (13) compreenderem um recorte em pelo menos um canto (por exemplo, 19, 20,, 21) .

19. Turbina eólica (1), de acordo com qualquer uma das reivindicações 11 a 18, caracterizada por as referidas pelo menos duas chapas de torre (13) possuirem uma extensão longitudinal (Lp) entre 1 e 50 m, preferivelmente entre 3 e 30 m, e muito preferivelmente entre 7 e 15 m.

20. Turbina eólica (1), de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 19, caracterizada por os referidos pelo menos dois anéis de torre (8, 9, 14) serem afunilados.

21. Turbina eólica (1), de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 20, caracterizada por os referidos pelo menos dois anéis de torre (8, 9, 14) serem de forma poligonal.

22. TURBINA EÓLICA, compreendendo um elevador de torre (22) para uso em uma torre de turbina eólica (2), caracterizada por o referido elevador (22) compreender meios para permitir o movimento tanto vertical e horizontal do referido elevador.

23. Turbina eólica (1), de acordo com a reivindicação 22, caracterizada por o referido elevador (22) compreender meios para fazer com que uma cabine de elevador (23) do referido elevador (22) mantenha uma distância constante da superfície interna da referida torre de turbina eólica (2).

24. Turbina eólica (1), de acordo com a reivindicação 23, caracterizada por os referidos meios compreenderem um número de trilhos (27) fixados ao lado interno da referida torre (2) por meio de magnetos (28).

25. Turbina eólica (1), de acordo cora qualquer uma das reivindicações 22 a 24, caracterizada por os referidos meios que permitem o movimento horizontal do referido elevador compreenderem um trilho anular (25) substancialmente horizontal.

26. Turbina eólica (1), de acordo com qualquer uma das reivindicações 22 a 25, caracterizada por a referida torre de turbina eólica (2) ser uma torre de turbina eólica (2) de acordo com qualquer das reivindicações 1 a 21.

27. MÉTODO PARA MONTAGEM DE UMA TORRE DE TURBINA EÓLICA, o referido método caracterizado por compreender as etapas de estabelecer pelo menos dois anéis de torre (8, 9, 14) montagem de um primeiro anel de torre (8, 9, 14) dos referidos pelo menos dois anéis de torre (8, 9, 14) sobre pelo menos mais um anel de torre (8, 9, 14) dos referidos pelo menos dois anéis de torre (8, 9, 14), fazendo o referido primeiro anel de torre (8, 9, 14) se sobrepor ao referido mais um anel de torre (8, 9, 14), e conectar o referido primeiro anel de torre (8, 9, -14) e o referido mais um anel de torre (8, 9, 14) através de suas sobreposições (35) mediante uso de meios de conexão.

28. Método, de acordo com a reivindicação 28, caracterizado por os referidos pelo menos dois anéis de torre (8, 9, 14) se sobreporem em uma região de sobreposição (35) substancialmente horizontal que consiste de uma seção inferior (11) de um anel de torre ("8, 9, 14) e uma seção de topo (12) de outros anéis de torre (8, 9, 14).

29. Método, de acordo com a reivindicação 28 ou 29, caracterizado por os referidos meios de conexão serem ferrolhos providos com rosca (34) .

30. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 28 a 30, caracterizado por os referidos meios de conexão serem apertados através do uso de um elevador (22) que compreende meios para permitir o movimento tanto vertical e horizontal do referido elevador.

31. Método, de acordo com a reivindicação 31, caracterizado por uma cabine de elevador (23) do referido elevador (22) manter uma distância substancialmente constante em relação à superfície interna dos referidos anéis da torre (8, 9., 14) .

32. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 27 a 31, caracterizado por a referida montagem ser feita no local ou nas proximidades do local onde a referida torre de turbina eólica (2) é para ser montada.