ES2206028A1 - Perfeccionamientos en los aerogeneradores de produccion electrica. - Google Patents
Perfeccionamientos en los aerogeneradores de produccion electrica.Info
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Abstract
Perfeccionamientos en los aerogeneradores de producción eléctrica, incorporando un rotor portador de palas (4) para captar la acción del viento, el cual comprende un buje (3) prolongado posteriormente con una extensión (7) que constituye el eje de montaje para la disposición giratoria con respecto al cuerpo (1) del aerogenerador, determinando el buje (3) y la mencionada prolongación (7) constitutiva del eje un conjunto de construcción monopieza, respecto del cual las palas (4) se disponen en montaje giratorio de orientación con accionamiento mediante respectivos cilindros hidráulicos (20).
Description
Perfeccionamientos en los aerogeneradores de
producción eléctrica.
La presente invención está relacionada con los
aerogeneradores que se utilizan para producir energía eléctrica
aprovechando la fuerza del viento, estando prevista una realización
estructural que mejora las características de construcción, montaje
y funcionamiento del aerogenerador.
El carácter ecológico que caracteriza a la
energía eólica, así como los avances que se han ido consiguiendo
en el campo tecnológico, hacen que la energía eólica sea cada vez
mas utilizada como medio de impulsión para producir electricidad,
empleándose para ello los denominados aerogeneradores.
Dichos aerogeneradores consisten de manera
general en un rotor de palas, mediante el cual se aprovecha la
fuerza del viento para obtener una acción giratoria de
accionamiento de un generador productor de electricidad.
En los aerogeneradores conocidos el rotor de
palas comprende un núcleo o buje, respecto del cual van
incorporadas radialmente las palas captadoras de la acción del
viento, uniéndose axialmente a dicho buje un eje sobre el cual se
incorpora el rotor del generador productor de electricidad, de
manera que dicho eje se incluye axialmente en montaje giratorio
respecto del cuerpo del aerogenerador, en el cual se dispone fijo
el estator del generador eléctrico, mientras que la disposición
giratoria del eje se establece mediante una sujeción por medio de
rodamientos.
Esta realización estructural de los
aerogeneradores conlleva notables dificultades de montaje, debido a
los componentes de la instalación y los acoplamientos que se tienen
que realizar entre ellos, siendo susceptibles ruidos, vibraciones y
resonancias en el funcionamiento.
Las palas captadoras de la acción del viento son
giratorias sobre el buje, para la orientación de posicionamiento de
las mismas en función de la fuerza del viento, utilizándose para
ello motores eléctricos de accionamiento relacionados con las
distintas palas, lo cual requiere un montaje costoso y, además, en
caso de fallo de la corriente eléctrica de alimentación deja sin
accionamiento el giro de orientación de las palas, siendo necesario
disponer baterías o acumuladores de emergencia, ya que dicho
accionamiento giratorio de orientación de las palas debe estar
siempre en servicio, para evitar deterioros en el caso de ráfagas
excesivamente fuertes del viento y para un control adecuado que
permita obtener en cada momento el mejor rendimiento del
aerogenerador.
De acuerdo con la invención se propone un
aerogenerador dotado de unos perfeccionamientos que proporcionan
una realización notablemente ventajosa en relación con los aspectos
anteriormente indicados.
Este aerogenerador objeto de la invención consta
de un rotor de palas que comprende un buje prolongado
posteriormente con una extensión que constituye el eje sobre el que
se incorpora el rotor del generador eléctrico, de forma que el eje
y el buje constituyen estructuralmente una monopieza, sobre la cual
se disponen las palas captadoras de la acción del viento, así como
el montaje de la sujeción giratoria respecto del cuerpo del
aerogenerador.
La monopieza del eje-buje se
cierra en la parte posterior mediante una tapa que se dispone
solidariamente unida, sobre la cual se dispone fijado axialmente en
la parte exterior un moyú, respecto del cual se incorpora el
colector del generador eléctrico, así como un rodamiento de
sujeción sobre un soporte unido a la carcasa del cuerpo del
aerogenerador, incorporándose sobre la zona delantera de la parte
de la monopieza que forma el eje, un rodamiento de sujeción
directa con respecto a la carcasa del cuerpo del aerogenerador.
Se obtiene así una estructura de construcción
sencilla, ya que la unidad del buje del rotor de palas y el eje del
montaje giratorio solo requiere la fabricación de una pieza, que se
prevé de acero de calderería, sin necesidad de tener que realizar
ningún montaje de acoplamiento entre dichas partes; mientras que
la unidad monopieza de ese conjunto facilita asimismo el montaje de
instalación en el aerogenerador.
Se prevé una realización de montaje mediante
rodillos elastoméricos de rodadura entre la parte que forma el eje
y la carcasa del cuerpo del aerogenerador, con lo cual se obtiene
un montaje giratorio que amortigua las vibraciones evitando las
resonancias.
En relación con el montaje de las palas
captadoras de la acción del viento, que se incorporan giratorias
sobre el buje, se disponen unos cilindros de accionamiento
hidráulico, mediante los cuales es actuable un giro de orientación
individual de cada pala, para regular el posicionamiento de las
mismas en función de la fuerza del viento.
Se obtiene con ello una instalación muy sencilla,
ya que no se utilizan motores y las correspondientes transmisiones
necesarias, para dicha función orientadora de las palas del
aerogenerador, sino que dicha función se soluciona con cilindros
hidráulicos, los cuales resultan de un montaje más sencillo y
además permiten mayor precisión del movimiento de orientación de
las palas, ya que no se requieren transmisiones de
acoplamiento.
Por otra parte, con esta solución de cilindros
hidráulicos no es necesario disponer de acumuladores eléctricos de
emergencia para el caso de fallos en el suministro de energía
eléctrica, siendo necesario únicamente acumuladores hidráulicos, de
mucho menor costo y mayor fiabilidad que aquellos.
Sí es necesario disponer de una pequeña batería
para el accionamiento de la servoválvula de cada cilindro; pero
esta batería es muy pequeña, sencilla y de mínimo costo frente a
los acumuladores eléctricos que eran precisos para la alimentación
de los motores eléctricos que accionaban las palas en las
soluciones tradicionales, en el caso de un fallo de suministro
eléctrico.
Por todo lo cual, el mencionado aerogenerador
objeto de la invención resulta ciertamente de unas características
muy ventajosas, adquiriendo vida propia y carácter referente
respecto de los aerogeneradores conocidos en la actualidad.
La figura 1 muestra una perspectiva del
eje-buje del aerogenerador preconizado, en despiece
del montaje respecto del cuerpo del aerogenerador, con dos palas
parcialmente representadas enfrente de sus respectivos
acoplamientos de montaje.
La figura 2 es una vista lateral seccionada del
cuerpo del aerogenerador montado.
La figura 3 es una vista frontal seccionada del
rotor de palas del aerogenerador.
La figura 4 es una vista frontal seccionada del
cuerpo del aerogenerador.
La figura 5 es una perspectiva en despiece del
conjunto del cuerpo del aerogenerador y el rotor de palas, en una
realización para el montaje giratorio mediante rodillos
elastoméricos.
La figura 6 es una vista lateral seccionada del
conjunto montado del aerogenerador, según la realización de la
figura anterior.
La invención se refiere a un aerogenerador de los
de producción de energía eléctrica por la fuerza del viento,
comprendiendo un cuerpo (1) en el que se dispone el conjunto
funcional, en incorporación sobre una columna portante o torre (2)
con posibilidad de orientación giratoria para el enfrentamiento
respecto del viento.
En montaje giratorio respecto del cuerpo (1) se
dispone un rotor eólico, formado por un buje (3) sobre el que se
incorporan unas palas (4) destinadas para captar la acción del
viento, de forma que por medio de las mencionadas palas (4) el
viento hace girar al buje (3), el cual transmite la acción
giratoria para producir electricidad mediante un generador que va
dispuesto en el cuerpo (1).
El generador eléctrico consta de un estator (5)
que va fijamente incorporado en el interior de la carcasa del
cuerpo (1) y un rotor (6) incluido con libertad giratoria dentro
del mencionado estator (5), incorporándose dicho rotor (6) sobre un
eje (7) que va unido al buje (3) en el que se incorporan las palas
(4).
Según la invención, el buje (3) se prolonga
posteriormente con una extensión que forma el eje (7), de modo que
ambos elementos constituyen constructivamente una monopieza, que se
prevé de acero de calderería, lo que facilita la fabricación y el
montaje, ya que no hay acoplamientos de unión entre los dos
mencionados elementos.
Ese conjunto monopieza del buje (3) y el eje (7)
determina un amplio espacio interior, por el cual pueden deambular
operarios (8) para las operaciones que sean necesarias en dicho
interior, incorporándose en la parte posterior una tapa (9), la
cual se dispone solidariamente unida en el extremo del eje (7),
constituyendo un refuerzo de éste, mientras que sobre dicha tapa
(9) se dispone fijado axialmente por la parte exterior un moyú
(10), respecto del cual se incorpora el colector (11) del generador
eléctrico.
El montaje de dicho conjunto respecto del cuerpo
(1) del aerogenerador (ver figura 2), se establece por medio de dos
rodamientos (12 y 13), uno de los cuales (12) se incorpora sobre el
moyú (10) y por medio de él se establece sujeción sobre un soporte
(14) que va unido a la carcasa del cuerpo (1); mientras que el otro
rodamiento (13) se incorpora sobre el propio eje (7) en la zona
delantera de éste, entre dicho eje (7) y la carcasa del cuerpo
(1).
Bajo el mismo concepto de integración del buje
(3) y el eje (7) en un conjunto monopieza, que es lo esencial de
la invención, se prevé una realización del montaje giratorio con
respecto al cuerpo (1) del aerogenerador mediante rodillos
elastoméricos (figuras 5 y 6), es decir mediante unos rodillos
elastoméricos (15) incorporados en el interior de la carcasa del
cuerpo (1), que establecen apoyo de rodadura sobre la periferia
externa del eje (7) y otros rodillos elastoméricos que apoyan sobre
pistas de rodadura en sentido perpendicular a los anteriores,
determinando entre el conjunto de los rodillos (15 y 16) una
sujeción radial y axial del montaje, en libertad giratoria y con un
juego de rodadura que amortigua las vibraciones.
En la carcasa posterior (17) de cierre del cuerpo
(1), se prevé una ventana de acceso (18), mientras que en el
extremo posterior puede ir incorporado un ventilador (19) de
refrigeración.
Las palas (4) se disponen en montaje giratorio
sobre el buje (3), para la orientación de las mismas en la posición
más adecuada, según la fuerza del viento, con el fin de obtener el
máximo rendimiento del aerogenerador en la producción eléctrica y
para evitar, cuando así proceda, deterioros por una fuerza excesiva
en el caso de rachas de viento demasiado fuertes.
Para el accionamiento del giro de orientación de
las palas (4) en ese sentido, en relación con ellas se disponen,
según la invención, respectivos cilindros accionadores (20), que
son de accionamiento hidráulico y se incorporan dentro del buje
(3), mediante los cuales, en relación con un correspondiente
suministro hidráulico alimentador, se realiza el accionamiento
giratorio de las palas (4), el cual resulta de una gran precisión,
ya que actúa directamente sobre las palas (4), sin transmisiones
intermedias, disponiéndose acumuladores hidráulicos independientes
para el accionamiento de cada una de las palas (4), mientras que
para garantizar un accionamiento de emergencia cuando se producen
fallos en el suministro eléctrico, en relación con las
servoválvulas de control de los cilindros hidráulicos (20) se
disponen pequeñas baterías que son de poco costo y sencilla
instalación.
Claims (5)
1. Perfeccionamientos en los aerogeneradores de
producción eléctrica, de los que comprenden un rotor portador de
palas (4) para captar la acción del viento, yendo dicho rotor en
disposición giratoria respecto del cuerpo (1) del aerogenerador en
donde se incluye un generador eléctrico actuable por la acción
giratoria del mencionado rotor de palas, caracterizados
porque el rotor portador de las palas (4) comprende un buje (3)
que se prolonga posteriormente con una extensión (7) que constituye
el eje de montaje con respecto al cuerpo (1) del aerogenerador,
determinando el mencionado buje (3) y el eje (7) un conjunto de
construcción monopieza.
2. Perfeccionamientos en los aerogeneradores de
producción eléctrica, en todo de acuerdo con la primera
reivindicación, caracterizados porque el conjunto monopieza
del buje (3) y el eje (7) determina un gran espacio interior,
incorporándose posteriormente una tapa (9) que se establece
solidariamente en el extremo del eje (7) y sobre la cual se dispone
fijado axialmente en la parte exterior un moyú (10), respecto del
cual se incorpora el colector del generador eléctrico.
3. Perfeccionamientos en los aerogeneradores de
producción eléctrica, en todo de acuerdo con la primera y segunda
reivindicaciones, caracterizados porque el montaje giratorio
del conjunto monopieza del buje (3) y el eje (7), con respecto al
cuerpo (1) del aerogenerador, se establece mediante un rodamiento
posterior (12) que se incorpora entre el moyú (10) de la tapa (9) y
un soporte (14) unido a la carcasa del cuerpo (1), y mediante un
rodamiento anterior (13) que se incorpora en la zona delantera
entre el propio eje (7) y la carcasa del cuerpo (1).
4. Perfeccionamientos en los aerogeneradores de
producción eléctrica, en todo de acuerdo con la primera
reivindicación, caracterizados porque en una realización el
montaje del conjunto monopieza del buje (3) y el eje (7), con
respecto al cuerpo (1) del aerogenerador, se establece mediante
rodillos elastoméricos (15 y 16), los cuales se incluyen entre el
eje (7) y la carcasa del cuerpo (1), determinando apoyos de
rodadura en el sentido radial y en el sentido axial del
montaje.
5. Perfeccionamientos en los aerogeneradores de
producción eléctrica, en todo de acuerdo con la primera
reivindicación, caracterizados porque las palas (4) se
incorporan en montaje giratorio sobre el buje (3), disponiéndose en
relación con ellas unos respectivos cilindros actuadores (20)
hidráulicos independientes para cada pala, mediante los cuales se
realiza el giro de las palas (4) para la orientación de las mismas
en función de la fuerza del viento.
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