ES1247468U - DEVICE FOR MOUNTING WIND TURBINE COMPONENTS (Machine-translation by Google Translate, not legally binding) - Google Patents
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Abstract
Description
DESCRIPCIÓNDESCRIPTION
DISPOSITIVO PARA MONTAJE DE COMPONENTES DE AEROGENERADORDEVICE FOR MOUNTING WIND TURBINE COMPONENTS
Sector de la técnicaTechnical sector
La presente invención está relacionada con el montaje de construcción de aerogeneradores, proponiendo un dispositivo y un procedimiento que permiten efectuar de una manera práctica el montaje de las partes componentes de aerogeneradores de gran altura, incluso sobrepasando la altura a la que pueden llegar las grúas de mayor alcance que existen en la actualidad.The present invention is related to the assembly construction of wind turbines, proposing a device and a method that allow the assembly of the component parts of high-altitude wind turbines in a practical way, even exceeding the height that the crane can reach. broader scope than exists today.
Estado de la técnicaState of the art
Los aerogeneradores de campo comprenden una torre que se forma, generalmente, por una sucesión de tramos de altura, los cuales se superponen y unen consecutivamente, disponiéndose en la cumbre un cuerpo denominado nacelle, que es donde se incluye el equipamiento funcional del aerogenerador.The field wind turbines comprise a tower that is generally formed by a succession of height sections, which overlap and join consecutively, with a body called nacelle being arranged at the summit, which is where the functional equipment of the wind turbine is included.
Convencionalmente el montaje constructivo de los aerogeneradores se realizaba con grúas transportables, operando con ellas desde el suelo para elevar las partes constructivas del aerogenerador hasta sus posiciones de montaje en las alturas correspondientes.Conventionally, the constructive assembly of the wind turbines was carried out with transportable cranes, operating with them from the ground to raise the constructive parts of the wind turbine to their mounting positions at the corresponding heights.
Sin embargo, con el desarrollo de evolución se han venido construyendo aerogeneradores cada vez con mayores alturas, para conseguir realizaciones de mayores potencias, lo cual ha llegado a superar el alcance de las grúas convencionales operativas desde el suelo, por lo que se han tenido que desarrollar dispositivos capaces de elevar los componentes constructivos de los aerogeneradores desde posiciones de altura variables en sujeción sobre la propia torre del aerogenerador que se construye.However, with the development of evolution, wind turbines have been built each time with greater heights, in order to achieve higher power outputs, which has come to exceed the reach of conventional cranes operating from the ground, for which they have had to develop devices capable of lifting the constructive components of the wind turbines from variable height positions while holding onto the tower of the wind turbine being built.
Por otro lado, el transporte y utilización de las grúas especiales necesarias para poder acometer el montaje de aerogeneradores de determinado tamaño conllevan un elevado coste.On the other hand, the transport and use of the special cranes necessary to undertake the assembly of wind turbines of a certain size carry a high cost.
No obstante, los dispositivos existentes de ese tipo para operar desde posiciones de sujeción sobre la torre del aerogenerador en construcción son excesivamente complejos y adolecen de precaria seguridad, lo cual hace costosa y poco fiable su utilización, repercutiendo en la rentabilidad constructiva del incremento de altura de los aerogeneradores.However, such existing devices for operating from clamping positions on the tower of the wind turbine under construction are excessively complex and lacking of precarious security, which makes its use expensive and unreliable, impacting on the constructive profitability of the height increase of the wind turbines.
Son conocidas soluciones de robots trepadores, pero no son aptos para el montaje y desmontaje de aerogeneradores puesto que su configuración no permite el giro del sistema ni es capaz de soportar las cargas necesarias para la elevación de tramos o de elementos pesados como, por ejemplo, la nacelle del aerogenerador.Climbing robot solutions are known, but they are not suitable for the assembly and disassembly of wind turbines since their configuration does not allow the system to rotate nor is it capable of supporting the loads necessary for lifting sections or heavy elements such as, for example, the nacelle of the wind turbine.
Por otro lado, los collares, no permiten salvar los salientes que, en forma de balizas de señalización o de cables tensores, presentan determinados aerogeneradores, con lo que su uso es limitado.On the other hand, the collars do not allow the protrusions that, in the form of signaling beacons or tension cables, presented by certain wind turbines, with which their use is limited, to be saved.
Objeto de la invenciónObject of the invention
De acuerdo con la presente invención se propone un dispositivo con el que se puede realizar de manera práctica un proceso de montaje de las partes componentes de los aerogeneradores operando desde posiciones de altura variables, en sujeción sobre la propia torre del aerogenerador en construcción, permitiendo así la construcción de aerogeneradores de cualquier altura, sin limitaciones de alcance de grúas operantes desde el suelo y sin que los salientes presentes en el propio mástil del aerogenerador puedan ser un impedimento al procedimiento de trepado.In accordance with the present invention, a device is proposed with which a process of assembling the component parts of the wind turbines can be carried out in a practical way, operating from variable height positions, fastened on the tower of the wind turbine under construction, thus allowing the construction of wind turbines of any height, without limitations on the reach of cranes operating from the ground and without the projections present on the mast of the wind turbine itself being an impediment to the climbing procedure.
El dispositivo objeto de la invención comprende una parte inferior y una parte superior acopladas entre si mediante una unión giratoria, llevando la parte inferior asociado un conjunto telescópico compuesto por dos tramos que se puede extender y recoger, en el cual van incorporados dos pares de collares, de los cuales dos son fijos en los extremos del tramo inferior del conjunto telescópico, mientras que los otros dos collares, alternativamente intercalados con los anteriores, son fijos en los extremos del tramo superior móvil del conjunto telescópico, tal que los collares del tramo superior son desplazables a lo largo del conjunto telescópico cuando el tramo superior está extendido. De esta manera durante la maniobra de trepado siempre se encuentra un collar tenso en el centro del dispositivo, bien del tramo superior o bien del tramo inferior, para garantizar la estabilidad del conjunto.The device object of the invention comprises a lower part and an upper part coupled to each other by means of a rotating union, the lower part associated with a telescopic assembly made up of two sections that can be extended and retrieved, in which two pairs of collars are incorporated , of which two are fixed at the ends of the lower section of the telescopic assembly, while the other two collars, alternately interspersed with the previous ones, are fixed at the ends of the mobile upper section of the telescopic assembly, such that the collars of the upper section they are movable along the telescopic assembly when the upper section is extended. In this way, during the climbing maneuver there is always a taut collar in the center of the device, either in the upper section or in the lower section, to guarantee the stability of the assembly.
Por otro lado, la parte superior del dispositivo incorpora en el extremo superior un polipasto o un cilindro hidráulico que soporta un ascensor capaz de desplazarse a lo largo de todo el dispositivo, estando provisto dicho ascensor a su vez en sus zonas extremas con otros collares.On the other hand, the upper part of the device incorporates at the upper end a hoist or a hydraulic cylinder that supports an elevator capable of moving along the entire length of the device, said elevator in turn being provided in its extreme areas with other collars.
Se obtiene así un dispositivo con el que se pueden elevar las partes de construcción de un aerogenerador hasta sus respectivas posiciones de montaje, utilizando como soporte la propia torre del aerogenerador en construcción, desarrollando un proceso de montaje mediante el que el dispositivo se desplaza por sí mismo en una actuación de trepado, de manera que cada parte componente de construcción del aerogenerador es recogida por el dispositivo en la parte inferior de la construcción y llevada hasta la altura que corresponde la posición de montaje en la construcción.In this way, a device is obtained with which the construction parts of a wind turbine can be raised to their respective mounting positions, using the tower of the wind turbine under construction as support, developing an assembly process by which the device moves by itself. same in a climbing action, so that each building component part of the wind turbine is picked up by the device at the bottom of the building and brought to the height corresponding to the mounting position in the building.
La actuación del trepado del dispositivo sobre la torre del aerogenerador en construcción se realiza mediante desplazamiento alternativo y sujeción de amarre sobre la torre, de los pares de collares incorporados en la parte inferior del dispositivo que contiene el conjunto telescópico, con lo cual se lleva hasta una posición de altura próxima a la de montaje a cada uno de los componentes constructivos del aerogenerador, los cuales se llevan hasta sus correspondientes posiciones finales de montaje mediante el ascensor que está unido al polipasto de la parte superior del dispositivo, y finalmente mediante el giro de la parte superior del dispositivo.The climbing action of the device on the tower of the wind turbine under construction is carried out by means of alternative displacement and clamping on the tower, of the pairs of collars incorporated in the lower part of the device that contains the telescopic assembly, with which it is carried up to a height position close to that of mounting to each of the construction components of the wind turbine, which are brought to their corresponding final mounting positions by the elevator that is attached to the hoist at the top of the device, and finally by turning from the top of the device.
Durante todo el proceso de trepado, la carga a instalar va dispuesta en la parte inferior del dispositivo, logrando de este modo que los esfuerzos y momentos trasmitidos a la torre sean menores.During the entire climbing process, the load to be installed is arranged in the lower part of the device, thus achieving less effort and moments transmitted to the tower.
Adicionalmente, el dispositivo tiene una distribución de peso que es mayor en la parte inferior que en la parte superior, de manera que se consigue un dispositivo más estable.Additionally, the device has a weight distribution that is greater at the bottom than at the top, so that a more stable device is achieved.
Por ejemplo, si la carga a instalar y/o el peso del dispositivo se dispusiera en la parte superior, esto generaría una inestabilidad muy grande, en donde se transmitirían unos momentos muy grandes que tenderían a separar la parte superior del dispositivo, con lo que se limitaría en gran medida el tonelaje que se podría izar con el dispositivo.For example, if the load to be installed and / or the weight of the device were placed in the upper part, this would generate a very large instability, where very large moments would be transmitted that would tend to separate the upper part of the device, with which The tonnage that could be hoisted with the device would be greatly limited.
La situación intercalada de los pares de collares permite también un mejor reparto de los esfuerzos generados sobre la torre del aerogenerador, confiriéndole al dispositivo una gran estabilidad al contar siempre con un collar tenso en el punto medio, bien del tramo superior o del inferior.The interspersed position of the pairs of collars also allows a better distribution of the efforts generated on the wind turbine tower, giving the device great stability by always having a taut collar at the midpoint, either from the upper section or from the lower one.
Todos los movimientos de las partes móviles que componen el dispositivo son actuados de manera automática por un control programable, disponiendo cada uno de los collares de amarre de sujeción del dispositivo sobre la torre del aerogenerador en construcción, así como los collares de amarre de los componentes del aerogenerador en el ascensor de transporte hasta la posición de montaje, un robot que extiende automáticamente una cincha de sujeción y un mecanismo que tensa y afloja automáticamente la cincha en las posiciones de amarre, con lo cual todo el proceso de la actuación del dispositivo es automático, lográndose una gran precisión en las actuaciones de montaje de los componentes de los aerogeneradores, sin prácticamente riesgos de accidentes personales en el montaje.All the movements of the moving parts that make up the device are automatically actuated by a programmable control, placing each of the tie-down collars of the device on the tower of the wind turbine under construction, as well as the tie-down collars of the components from the wind turbine in the transport elevator to the mounting position, a robot that automatically extends a clamping strap and a mechanism that automatically tightens and loosens the strap in the clamping positions, with which the entire process of actuation of the device is automatic, achieving great precision in the assembly actions of the components of the wind turbines, with practically no risk of personal accidents in the assembly.
La instalación del dispositivo no requiere del uso de grúas ya que pueda acometerse desde el propio camión de transporte mediante la actuación de un sistema de cilindros que permita su posicionamiento vertical y amarre al tramo inferior del aerogenerador.The installation of the device does not require the use of cranes since it can be carried out from the transport truck itself through the action of a cylinder system that allows its vertical positioning and mooring to the lower section of the wind turbine.
De este modo, con un dispositivo de reducidas dimensiones, fácil de transportar hasta los lugares de instalación de los aerogeneradores y sencillo de instalar, se pueden construir de manera práctica y rentable aerogeneradores de cualquier altura, sin limitación del alcance de grúas operativas desde el suelo.In this way, with a device of small dimensions, easy to transport to the places of installation of the wind turbines and simple to install, wind turbines of any height can be built in a practical and cost-effective manner, without limiting the scope of operating cranes from the ground .
El dispositivo adicionalmente comprende unos medios de traslación en horizontal que se disponen en los medios de amarre del conjunto telescópico y otros medios de traslación en horizontal que se disponen en los medios de amarre del ascensor, para permitir respectivamente un movimiento de separación en horizontal con respecto al conjunto telescópico y con respecto al ascensor respectivamente. En el primer caso para mantener la verticalidad de la parte inferior y superior del dispositivo cuando se está trepando por una torre cónica, aspecto este clave cuando se realiza la maniobra de giro de la parte superior frente a la inferior. En el segundo caso, es necesario este movimiento horizontal entre los collares de amarre (o la celosía en su caso) del componente nuevo a incorporar y el ascensor, para poder hacer coincidir el eje del tramo de torre nuevo (o el eje del acoplamiento de la nacelle a la torre) que se incorpora con el eje de los tramos de torre ya construidosThe device additionally comprises horizontal translation means that are arranged in the mooring means of the telescopic assembly and other horizontal translation means that are arranged in the mooring means of the elevator, to respectively allow a horizontal separation movement with respect to to the telescopic assembly and with respect to the elevator respectively. In the first case, to maintain the verticality of the lower and upper part of the device when climbing a conical tower, this is the key aspect when performing the turning maneuver from the top to the bottom. In the second case, this horizontal movement is necessary between the tie-down collars (or the latticework where appropriate) of the new component to be incorporated and the elevator, in order to match the axis of the new tower section (or the axis of the coupling of the nacelle to the tower) which is incorporated with the axis of the tower sections already built
Por todo ello, el dispositivo objeto de la invención resulta de unas características muy ventajosas para la función de montaje de aerogeneradores a la que está destinado, adquiriendo vida propia y carácter preferente respecto de las técnicas y medios convencionales que se utilizan para esa función.For all these reasons, the device object of the invention results from some very advantageous characteristics for the assembly function of wind turbines for which it is intended, acquiring its own life and preferential character with respect to the conventional techniques and means used for this function.
Descripción de las figurasDescription of the figures
La figura 1 muestra una perspectiva del conjunto del dispositivo de montaje de aerogeneradores según el objeto de la invención.Figure 1 shows a perspective of the assembly of the wind turbine mounting device according to the object of the invention.
La figura 2 es una perspectiva de la parte inferior del dispositivo, en posición recogidaFigure 2 is a perspective of the lower part of the device, in the retracted position
La figura 3 es una perspectiva de la parte superior del dispositivo.Figure 3 is a perspective of the upper part of the device.
La figura 4 es una perspectiva de la parte inferior del dispositivo, en posición extendida.Figure 4 is a perspective of the lower part of the device, in the extended position.
La figura 5A muestra la instalación del dispositivo con ayuda de una grúa.Figure 5A shows the installation of the device with the help of a crane.
Las figuras 5B a 5F muestran una secuencia de posiciones de montaje de los sucesivos tramos componentes de la torre de un aerogenerador, según la invención.Figures 5B to 5F show a sequence of mounting positions of the successive component sections of a wind turbine tower, according to the invention.
Las figuras 6A a 6C muestran una secuencia de posiciones de montaje de la nacelle de un aerogenerador, según la invención.Figures 6A to 6C show a sequence of mounting positions of the nacelle of a wind turbine, according to the invention.
La figura 7 es una perspectiva de la parte funcional de uno de los collares de amarre de sujeción que utiliza el dispositivo de la invención.Figure 7 is a perspective of the functional part of one of the clamping collars used by the device of the invention.
La figura 8 es una perspectiva de un collar del dispositivo de la invención, en fase operativa de extensión de la cincha del collar.Figure 8 is a perspective of a collar of the device of the invention, in the operative phase of extending the collar strap.
Las figuras 9A a 9D muestran una secuencia de posiciones de un collar del dispositivo de la invención en la operatividad de extensión de la cincha del collar.Figures 9A to 9D show a sequence of positions of a collar of the device of the invention in the collar strap extension operation.
La figura 10 es una perspectiva de un sistema de rodamientos a bolas que se disponen para la unión alineada de dos tramos consecutivos de una torre de aerogenerador según el objeto de la invención. Figure 10 is a perspective of a ball bearing system that is arranged for the aligned union of two consecutive sections of a wind turbine tower according to the object of the invention.
La figura 11 es una perspectiva de un sistema que se prevé para mantener la redondez (evitar ovalamiento) de los tramos de una torre de aerogenerador en el montaje de construcción de la torre según la invención.Figure 11 is a perspective of a system that is intended to maintain the roundness (avoid ovalization) of the sections of a wind turbine tower in the construction assembly of the tower according to the invention.
Las figuras 12A a 12D muestran una secuencia del procedimiento de instalación del dispositivo en la base del aerogenerador para el caso en que la instalación de la parte inferior del dispositivo se hiciera con una plataforma adaptada que incorpora un cilindro telescópico y que viene montada en un semirremolque para presentar la parte inferior a la torre del aerogenerador en posición vertical.Figures 12A to 12D show a sequence of the installation procedure of the device on the base of the wind turbine for the case where the installation of the lower part of the device was done with an adapted platform that incorporates a telescopic cylinder and that is mounted on a semi-trailer to present the lower part to the tower of the wind turbine in a vertical position.
Descripción detallada de la invenciónDetailed description of the invention
El objeto de la invención se refiere a un dispositivo y un procedimiento para el montaje constructivo de aerogeneradores, llevando los componentes constructivos del aerogenerador, tales como los tramos (1) de formación de la torre del aerogenerador y la nacelle (2), hasta sus posiciones de montaje, desde situaciones de altura variables en sujeción sobre la propia torre del aerogenerador que se construye.The object of the invention refers to a device and a method for constructive assembly of wind turbines, bringing the constructive components of the wind turbine, such as the sections (1) of formation of the wind turbine tower and the nacelle (2), to their Mounting positions, from variable height situations when fastening on the wind turbine tower itself.
El dispositivo que se preconiza, para ese fin, comprende una parte inferior (3) y una parte superior (4), las cuales se acoplan entre sí mediante una unión (5) giratoria, llevando asociado la parte inferior (3) un conjunto telescópico (6) formado por dos tramos (7) y (8), que se puede extender y recoger, mientras que la parte superior (4) incorpora en el extremo un polipasto (9) del que queda suspendido un ascensor (10) que puede desplazarse a lo largo de todo el dispositivo.The device that is recommended, for that purpose, comprises a lower part (3) and an upper part (4), which are coupled to each other by means of a rotating union (5), the lower part (3) having associated a telescopic assembly (6) formed by two sections (7) and (8), which can be extended and collected, while the upper part (4) incorporates at the end a hoist (9) from which an elevator (10) is suspended, which can scroll through the entire device.
Como se observa en la figura 4, en el conjunto telescópico (6) van incorporados dos pares de collares (11.1, 11.2) y (12.1, 12.2), estando los collares (11.1, 11.2) fijados en las zonas extremas del tramo inferior (7) del mencionado conjunto telescópico (6), mientras que los otros dos collares (12.1, 12.2) van fijados en las zonas extremas del tramo superior (8) del conjunto telescópico (6), y el (12.1) está intercalado entre los collares (11.1, 11.2) del tramo (7) inferior. De esta manera los dos collares (12.1, 12.2) del tramo (8) superior son desplazables con respecto a los con los collares (11.1, 11.2) del tramo (7) inferior cuando el tramo (8) superior del conjunto telescópico (6) se extiende, quedando el collar (12.1) en una posición siempre inferior al (11.2), asegurando de este modo una mayor estabilidad al equipo, al contar en todo momento con un collar tenso intercalado entre los tramos (7) y (8) en cualquier momento de la secuencia de trepado.As seen in figure 4, two pairs of collars (11.1, 11.2) and (12.1, 12.2) are incorporated in the telescopic assembly (6), the collars (11.1, 11.2) being fixed in the extreme areas of the lower section ( 7) of the mentioned telescopic assembly (6), while the other two collars (12.1, 12.2) are fixed in the extreme areas of the upper section (8) of the telescopic assembly (6), and (12.1) is sandwiched between the collars (11.1, 11.2) of the lower section (7). In this way, the two collars (12.1, 12.2) of the upper section (8) are movable with respect to those with the collars (11.1, 11.2) of the lower section (7) when the upper section (8) of the telescopic assembly (6) it extends, the collar (12.1) remaining in a position always lower than (11.2), thus ensuring greater stability for the equipment, as it always has a tight collar sandwiched between sections (7) and (8) in any time of the climbing sequence.
Como se observa en la figura 1 o 3, el ascensor (10) incorpora por su parte otro par de collares (13.1, 13.2), los cuales van fijados en las zonas extremas de dicho ascensor (10), estando provistos cada uno de los collares (11.1, 11.2, 12.1, 12.2, 13.1, 13.2) con una cincha (14) que va recogida en un carrete (15) (ver figura 8) desde el cual puede extenderse para rodear en amarre a un componente de la aerogenerador, como puede ser uno cualquiera de los tramos (1) de formación de la torre de un aerogenerador a incorporar sobre la torre una vez construida ésta. Cuando se requiere elevar la nacelle (2), el ascensor (10) incorpora una celosía en vez del collares (13.1, 13.2), véase por ejemplo las figuras 6A a 6C.As seen in Figure 1 or 3, the elevator (10) incorporates for its part another pair of collars (13.1, 13.2), which are fixed in the extreme areas of said elevator (10), each of which is provided with collars (11.1, 11.2, 12.1, 12.2, 13.1, 13.2) with a strap (14) that is collected on a reel (15) (see figure 8) from which it can be extended to surround a component of the wind turbine, such as any one of the sections (1) of formation of the tower of a wind turbine to be incorporated on the tower once it is built. When it is required to raise the nacelle (2), the elevator (10) incorporates a lattice instead of the collars (13.1, 13.2), see for example Figures 6A to 6C.
La extensión y recogida del conjunto telescópico (6), así como los desplazamientos de traslación de los collares (12.1, 12.2) a lo largo del conjunto telescópico (6) y las actuaciones de cada uno de los collares (11.1, 11.2, 12.1, 12.2, 13.2, 13.2) para los amarres de sujeción, son actuados de manera automática por un control programable, de manera que, una vez establecida la programación deseada, cuando se pone en marcha el funcionamiento el dispositivo actúa por sí mismo desarrollando la actividad funcional correspondiente a la programación.The extension and collection of the telescopic set (6), as well as the translation displacements of the collars (12.1, 12.2) along the telescopic set (6) and the actions of each of the collars (11.1, 11.2, 12.1, 12.2, 13.2, 13.2) for the securing ties, they are automatically actuated by a programmable control, so that, once the desired programming has been established, when the operation is started the device acts by itself developing the functional activity corresponding to the schedule.
Para ello, cada collar (11.1, 11.2, 12.1, 12.2, 13.1, 13.2) incorpora un robot (16) que actúa automáticamente la extensión de la cincha (14) desde el carrete (15) hasta un anclaje (17), rodeando al elemento sobre el que se tenga que establecer amarre, como muestran las figuras 9A a 9C, poseyendo además cada uno de los collares (11.1, 11.2, 12.1, 12.2, 13.1, 13.2) un mecanismo compuesto por unos cilindros (18) que actúan sobre unas zapatas (19) para presionarlos contra el elemento de amarre y otros cilindros (20) que actúan sobre unos carros (21) para ejercer una tracción de tensado de la cincha (14) correspondiente.For this, each collar (11.1, 11.2, 12.1, 12.2, 13.1, 13.2) incorporates a robot (16) that automatically acts the extension of the strap (14) from the reel (15) to an anchor (17), surrounding the element on which a mooring has to be established, as shown in Figures 9A to 9C, each of the collars (11.1, 11.2, 12.1, 12.2, 13.1, 13.2) also having a mechanism composed of cylinders (18) that act on shoes (19) to press them against the lanyard and other cylinders (20) that act on carriages (21) to exert a tensile pull of the corresponding strap (14).
El robot (16) se fija a la superficie de los tramos (1) preferentemente por actuación magnética. En el caso de torres que no sean de acero, se realizará por succión.The robot (16) is fixed to the surface of the sections (1) preferably by magnetic action. In the case of non-steel towers, it will be done by suction.
Con ello así, el dispositivo permite desarrollar un proceso de montaje de componentes estructurales de un aerogenerador (ver figuras 5 y 6), de la manera siguiente:With this, the device allows the assembly process of structural components of a wind turbine to be carried out (see Figures 5 and 6), as follows:
Como muestra la figura 5A, una vez construida la cimentación base del aerogenerador e instalado, al menos, un tramo (1) de la torre del aerogenerador, para incorporar en el montaje los demás tramos (1) de formación de la torre y la nacelle (2) del aerogenerador, mediante una grúa (22) convencional, o un sistema de autoinstalado como el recogido en las figuras como el procedimiento reflejado en las figuras 12A a 12D, se coloca el dispositivo objeto de la invención lateralmente sobre el tramo (1) instalado de la torre, como muestra la figura 5A, en donde se activa el dispositivo, el cual se sujeta por sí mismo, mediante los collares (11.1, 11.2 y 12.1, 12.2) de la parte inferior (3) del dispositivo, sobre el mencionado tramo (1) instalado de la torre, como muestra la figura 5B.As shown in figure 5A, once the base foundation of the wind turbine has been built and at least one section (1) of the wind turbine tower has been installed, to be incorporated into the assembly the other sections (1) of formation of the tower and the nacelle (2) of the wind turbine, by means of a conventional crane (22), or a self-installed system such as the one shown in the figures as the procedure reflected in Figures 12A to 12D, the device object of the invention is placed laterally on the installed section (1) of the tower, as shown in figure 5A, where the device, which is self-supporting, is activated by means of the collars (11.1, 11.2 and 12.1 , 12.2) of the lower part (3) of the device, on the aforementioned installed section (1) of the tower, as shown in figure 5B.
A continuación, como puede verse en la figura 5B, mediante la grúa (22) convencional se incorpora otro tramo (1) de torre, colocándole lateralmente sobre el ascensor (10) del dispositivo, en donde el ascensor (10) se sujeta por sí mismo, mediante sus collares (13.1, 13.2), sobre dicho nuevo tramo (1) de torre, como muestra la misma figura 5B.Next, as can be seen in figure 5B, by means of the conventional crane (22) another section (1) of the tower is incorporated, placing it laterally on the elevator (10) of the device, where the elevator (10) is fastened by itself himself, through his collars (13.1, 13.2), on said new section (1) of the tower, as shown in figure 5B itself.
Una vez así, el polipasto (9) de la parte superior (4) del dispositivo eleva al ascensor (10) hasta una posición en la que el extremo inferior del nuevo tramo (1) de torre queda a un nivel superior que el extremo superior del tramo (1) de torre ya instalado, como muestra la figura 5C.Once this is done, the hoist (9) in the upper part (4) of the device lifts the elevator (10) to a position in which the lower end of the new section (1) of the tower is at a higher level than the upper end. of the tower section (1) already installed, as shown in figure 5C.
En esa posición, la parte superior (4) del dispositivo gira respecto de la parte inferior (3), por medio de la unión giratoria (5) para lo que es conveniente que el dispositivo se encuentre previamente en posición completamente vertical, posición ésta que se consigue mediante unos medios de traslación en horizontal (no representados) presentes entre los collares (11.1, 11.2 y 12.1, 12.2) y los tramos (7) y (8) del conjunto telescópico (6) que compensan durante el trepado la verticalidad del dispositivo frente al ángulo de la generatriz del cono de la superficie externa de la torre, situando al nuevo tramo (1) de torre correspondientemente por encima del tramo (1) ya instalado, como muestran las figuras 5C y 5D.In that position, the upper part (4) of the device rotates with respect to the lower part (3), by means of the rotating union (5) for which it is convenient that the device is previously in a completely vertical position, this position that It is achieved by means of horizontal translation means (not shown) present between the collars (11.1, 11.2 and 12.1, 12.2) and the sections (7) and (8) of the telescopic assembly (6) that compensate during climbing the verticality of the device against the angle of the generatrix of the cone of the external surface of the tower, placing the new tower section (1) correspondingly above the already installed section (1), as shown in Figures 5C and 5D.
Seguidamente, y cuando se requiere el montaje de torres cónicas, se realiza un movimiento horizontal para aproximar el nuevo tramo (1) de torre a ser instalado hasta que coincida su eje de simetría con el tramo (1) ya instalado. Este movimiento se realiza mediante otros medios de traslación en horizontal (no representados) que tienen los collares (13.1, 13.2), de manera que dichos medios de traslación en horizontal permiten un movimiento de separación de los collares (13.1, 13.2) con respecto al ascensor (10).Subsequently, and when the assembly of conical towers is required, a horizontal movement is made to approximate the new section (1) of the tower to be installed until its axis of symmetry coincides with the section (1) already installed. This movement is carried out by other means of horizontal translation (not shown) that the collars have (13.1, 13.2), so that said horizontal translation means allow a movement of separation of the collars (13.1, 13.2) with respect to the elevator (10).
Seguidamente se establece un amarre de sujeción entre los dos tramos (1) de torre correspondientemente dispuestos, se baja el dispositivo a lo largo de los tramos (1) unidos y se hace bajar el ascensor (10) a la posición inferior, en donde se incorpora en sujeción, sobre él un nuevo tramo (1) de torre, como muestra la figura 5E.Then a clamping mooring is established between the two sections (1) of the tower correspondingly arranged, the device is lowered along the joined sections (1) and the elevator (10) is lowered to the lower position, where a new tower section (1) is attached to it, as Figure 5E shows.
Mediante el juego de los collares (11.1, 11.2 y 12.1, 12.2) de la parte inferior (3) del dispositivo se realiza entonces un trepado, y mediante los medios de traslación horizontales presentes entre los collares (11.1, 11.2 y 12.1, 12.2) y los tramos (7) y (8) se va acercando o separando los tramos a dichos collares con objeto de mantener la verticalidad del dispositivo en todo momento hasta elevarlo al último tramo (1) de torre anteriormente instalado y mediante el ascensor (10) se eleva el nuevo tramo (1) de torre hasta superar el nivel del extremo superior del tramo de torre anteriormente instalado, como muestra la figura 5F, para repetir, de la misma manera que con el tramo (1) de torre anteriormente instalado, la unión del nuevo tramo (1) de torre sobre el tramo (1) de torre anteriormente instalado.By means of the collars (11.1, 11.2 and 12.1, 12.2) of the lower part (3) of the device, a climb is made, and by means of the horizontal translation means present between the collars (11.1, 11.2 and 12.1, 12.2) and the sections (7) and (8) the sections are approaching or separating them in order to maintain the verticality of the device at all times until it is raised to the last section (1) of the tower previously installed and by means of the elevator (10) the new tower section (1) is raised to exceed the level of the upper end of the previously installed tower section, as shown in figure 5F, to repeat, in the same way as with the previously installed tower section (1), the union of the new tower section (1) on the previously installed tower section (1).
De la misma manera que el trepado de ascenso, mediante el juego de los collares (11.1, 11.2 y 12.1, 12.2), el dispositivo puede descender hasta el pie de la torre en construcción, para recoger cada uno de los tramos (1) de torre y llevarlos hasta la posición de montaje sobre el respectivo tramo (1) de torre anteriormente instalado, repitiéndose la secuencia de elevación y montaje de cada uno de los tramos (1) de composición de la torre que se construye, en la forma explicada.In the same way that the climbing climb, through the set of the collars (11.1, 11.2 and 12.1, 12.2), the device can descend to the foot of the tower under construction, to collect each of the sections (1) of tower and take them to the mounting position on the respective section (1) of the tower previously installed, repeating the lifting and assembly sequence of each of the sections (1) of composition of the tower being built, as explained.
La elevación de la nacelle (2) del aerogenerador, hasta la posición de montaje sobre la cumbre de la torre construida, se realiza mediante una secuencia de recogida en la parte inferior y transporte mediante trepado hasta la posición de montaje, semejante al proceso que se realiza con los tramos (1) de composición de la torre, como muestran las figuras 6A a 6C con la peculiaridad de que los collares (13.1) y (13.2) son sustituidos por una estructura en celosía ajustable de donde se suspende el conjunto nacelle-buje o los mismos por separado en el caso que por su peso sea preciso realizar la maniobra en dos subidas.The elevation of the nacelle (2) of the wind turbine, to the mounting position on the top of the built tower, is carried out by means of a collection sequence at the bottom and transport by climbing to the mounting position, similar to the process It is carried out with the sections (1) of composition of the tower, as shown in Figures 6A to 6C with the peculiarity that the collars (13.1) and (13.2) are replaced by an adjustable lattice structure from which the nacelle assembly is suspended. hub or the same separately in the event that due to its weight it is necessary to perform the maneuver on two climbs.
El trepado del dispositivo sobre la torre del aerogenerador en construcción, tanto para el montaje de los tramos (1) de la torre, como para el montaje de la nacelle (2), se realiza, desde cualquiera de las posiciones de sujeción del dispositivo sobre la torre del aerogenerador, como la que muestra la figura 6A, aflojando el amarre de los collares (12.1, 12.2), en tanto se mantiene la sujeción con el amarre de los collares (11.1, 11.2), para desplazar los collares (12.1, 12.2) aflojados, hasta que el collar inferior (12.1) del tramo superior (8) hace tope con el collar superior (11.2) del tramo inferior (7), como se observa en la figura 6B, sujetándose entonces los collares (12.1, 12.2), mediante el aprieto de sus cinchas (14) y así iniciar el movimiento de trepado. Una vez alcanzada la cabeza de la torre, se eleva el ascensor (10), con el componente que lleve amarrado del aerogenerador, como muestra la figura 6C, repitiéndose ese proceso, paso a paso, a lo largo de la parte de torre del aerogenerador que esté construida, para elevar cada componente de construcción del aerogenerador hasta la posición correspondiente de montaje de cada uno de ellos.The climbing of the device on the tower of the wind turbine under construction, both for the assembly of the sections (1) of the tower, and for the assembly of the nacelle (2), is carried out, from any of the holding positions of the device on the wind turbine tower, like the one shown in figure 6A, by loosening the collars tie (12.1, 12.2), while maintaining the clamping with the collars tie (11.1, 11.2), to move the collars (12.1, 12.2) loosened, until the lower collar (12.1) of the upper section (8) stops with the upper collar (11.2) of the lower section (7), as seen in figure 6B, then holding the collars (12.1, 12.2), by tightening their straps (14) and thus start the climbing movement. Once the tower head is reached, the elevator (10) is raised, with the component attached to the wind turbine, as shown in Figure 6C, repeating this process, step by step, throughout the tower part of the wind turbine that is built, to raise each component of the wind turbine construction to the corresponding mounting position of each one of them.
El descenso del dispositivo hasta la parte inferior de la torre del aerogenerador, para recoger los componentes del aerogenerador que corresponda montar, se realiza mediante un desplazamiento del dispositivo a lo largo de la torre hacia abajo, con un movimiento paso a paso, igual que en el trepado, pero en sentido inverso.The descent of the device to the bottom of the wind turbine tower, to collect the components of the corresponding wind turbine, is carried out by moving the device down the tower, in a step-by-step movement, as in climbing, but in reverse.
Como se observa en la figura 10, los extremos de los tramos (1) de la torre de aerogenerador tienen unas bridas (23) con unos agujeros (24) en los que se insertan unas guías (25) para la fijación de tramos (1) consecutivos. Por lo tanto, cuando se requiere unir dos tramos (1) consecutivos es necesario alinear los agujeros (24) de las bridas (23). Puesto que el tramo superior (1) a disponer sobre el tramo inferior (1) puede no tener alineados los agujeros (24), ya que aunque se partiera en el momento de abrazar el nuevo tramo (1) a unir de una posición radial aproximada, durante el trepado, el equipo puede variar ligeramente su posición radial y con ello producir un desalineamiento de los agujeros (24) que haría imposible su posterior atornillado.As seen in Figure 10, the ends of the sections (1) of the wind turbine tower have flanges (23) with holes (24) in which guides (25) are inserted for fixing sections (1 ) in a row. Therefore, when it is required to join two consecutive sections (1) it is necessary to align the holes (24) of the flanges (23). Since the upper section (1) to be arranged on the lower section (1) may not have the holes (24) aligned, since even if it started at the time of embracing the new section (1) to be joined from an approximate radial position During the climbing, the equipment may slightly vary its radial position and thereby produce a misalignment of the holes (24) that would make subsequent screwing impossible.
De acuerdo con ello, como se muestra en la figura 10, se ha previsto emplear unos rodamientos a bolas (26) en algunos de los agujeros (24) de la brida (23) del tramo inferior (1) que permitan corregir la desalineación.Accordingly, as shown in Figure 10, it has been planned to use ball bearings (26) in some of the holes (24) of the flange (23) of the lower section (1) that allow correcting the misalignment.
Así, para llevar a cabo la unión de dos tramos (1) consecutivos se realizan los siguientes pasos. Primeramente se disponen los rodamientos a bolas (26) en algunos de los agujeros (24) de la brida (23) del tramo inferior (1), seguidamente se hace descender el tramo (1) superior hasta hacer contacto con los rodamientos a bolas (26), mediante unos cilindros hidráulicos (28) se gira el tramo (1) superior sobre los rodamientos (26) hasta que los agujeros (24) de las bridas (23) de los dos tramos (1) consecutivos quedan alineados, en este momento se introducen una serie de guías (25) para asegurar que el tramo (1) superior no pueda girar respecto al tramo (1) inferior, pero sin apretarlos para permitir que el tramo (1) superior pueda moverse verticalmente, se hace ascender ligeramente el tramo (1) superior para retirar los rodamientos (26), y finalmente se hace volver a descender el tramo (1) superior para situarlo sobre el tramo (1) inferior, quedando los agujeros (24) alineados, por tanto permitiendo la introducción de unos pernos en los agujeros (24) para atornillar los dos tramos de torre, se retiran las guías (25) y por último se aprietan todos los pernos, asegurando la unión.Thus, to carry out the union of two consecutive sections (1) the following steps are performed. Firstly, the ball bearings (26) are arranged in some of the holes (24) of the flange (23) of the lower section (1), then the upper section (1) is lowered until it makes contact with the ball bearings ( 26), by means of hydraulic cylinders (28) the upper section (1) is rotated over the bearings (26) until the holes (24) of the flanges (23) of the two consecutive sections (1) are aligned, in this A series of guides (25) are introduced at this time to ensure that the upper section (1) cannot rotate with respect to the lower section (1), but without tightening them to allow the upper section (1) to move vertically, the upper section (1) is slightly raised to remove the bearings (26), and finally the upper section (1) is lowered again to place it on the lower section (1), leaving the holes (24) aligned, therefore allowing the introduction of bolts in the holes (24) to screw the two tower sections, the guides (25) are removed and finally all the bolts are tightened, ensuring the union.
Por otro lado, en el interior de las bridas (23) de los tramos (1) de formación de la torre de aerogenerador se prevé la incorporación de un sistema de tirantes radiales (27), como se observa en la figura 11, para mantener la redondez de los mencionados tramos (1) de torre en el proceso de unión, con el fin de evitar que se deforme la configuración de dichos tramos (1) de torre por los esfuerzos a los que son sometidos en el proceso de alineación de tramos (1), así como de montaje de construcción de la torre de aerogenerador, por la presión que ejercen los collares (11.1, 11.2 y 12.1, 12.2).On the other hand, inside the flanges (23) of the sections (1) of formation of the wind turbine tower, the incorporation of a system of radial tie rods (27), as observed in Figure 11, is foreseen to maintain the roundness of the aforementioned tower sections (1) in the joining process, in order to prevent the configuration of said tower sections (1) from being deformed due to the stresses to which they are subjected in the section alignment process (1), as well as the construction of the wind turbine tower, due to the pressure exerted by the collars (11.1, 11.2 and 12.1, 12.2).
En el procedimiento reflejado en las figuras 12A a 12D, la instalación del dispositivo de montaje sobre un tramo (1) ya instalado de la torre del aerogenerador se realiza desde una posición horizontal en un remolque de un vehículo de transporte a una posición vertical mediante la acción de medios basculantes incorporados al vehículo de transporte. In the procedure shown in Figures 12A to 12D, the installation of the mounting device on an already installed section (1) of the wind turbine tower is carried out from a horizontal position on a trailer of a transport vehicle to a vertical position by means of the action of tilting means incorporated into the transport vehicle.
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