ES2265743B1 - Aerogenerador con grua desmontable. - Google Patents
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Abstract
Aerogenerador con grúa desmontable. Aerogenerador con dos lugares de anclaje para una grúa desmontable de tipo pluma articulada que permite dar servicio de mantenimiento desde uno de ellos a la multiplicadora (30) y al generador (31) y desde el otro al rotor (42). En ambos lugares, la grúa se monta con la misma pluma (3), los mismos tirantes (14), el mismo cable de elevación de la carga (8) y el mismo grupo motor y se configura con el alcance requerido en cada caso variando la longitud de los cables de regulación (45) de la pluma (5) y con un soporte giratorio o fijo, respectivamente.
Description
Aerogenerador con grúa desmontable.
La presente invención se refiere a un
aerogenerador con una grúa de tipo pluma para la realización de
operaciones de mantenimiento de sus componentes.
Las instalaciones de generación de energía
eléctrica, en particular los aerogeneradores, están dimensionados
para que sus principales componentes tengan una larga vida útil, lo
cual exige la realización de operaciones de mantenimiento regulares
en aquellos de sus componentes que están sometidos a un mayor
desgaste. Algunos de estos componentes, en particular el generador,
la multiplicadora y el rotor, son de un peso muy elevado, por lo que
es necesario utilizar una grúa para su manipulación.
Teniendo en cuenta las rígidas limitaciones
existentes en la realización de estas tareas de mantenimiento, al
estar instalados los aerogeneradores en torres de gran altura y
encontrarse dispuestos, por lo general, en regiones apartadas, el
uso de grúas comerciales plantea problemas de disponibilidad y de
coste.
Por esta razón, se dota en la actualidad a los
propios aerogeneradores de grúas propias que puedan realizar estas
operaciones de manipulación de sus componentes con elevado peso,
sin necesidad de recurrir a medios externos. En este sentido, se
conocen algunos antecedentes como los mencionados a
continuación.
En el documento NL 1014553 se describe una grúa
del tipo pluma dispuesta exteriormente, sobre la barquilla de un
aerogenerador eólico, y anclada a través de un soporte tubular. El
problema de esta grúa es que ha de ser manejada desde el suelo, ya
que la cubierta de la barquilla impide la correcta visualización de
sus movimientos.
El documento ES 2143652 describe una grúa que se
sustenta sobre el piso de la góndola o barquilla de un
aerogenerador eólico, siempre en un mismo punto.
Los documentos EP 1101934 y EP 1284365 describen
una grúa de estructura diferente a las grúas pluma convencionales,
que consigue llegar a los diferentes puntos de trabajo mediante
giros sobre su eje horizontal principal, lo cual hace difícil su
correcto posicionamiento.
En el documento WO 0234664 se describe asimismo
un polipasto que se desplaza sobre un raíl y eleva la maquinaria
que realizará el mantenimiento de los diferentes elementos de los
aerogeneradores.
Finalmente, el documento DE 10028513 describe
una grúa pluma auxiliar situada sobre la torre del aerogenerador,
que ayuda a un auto-grúa, siendo éste el que
realmente realiza el mantenimiento de los elementos del
aerogenerador.
La presente invención propone un aerogenerador,
de tipología convencional, con una grúa del tipo pluma articulada,
amarrada a unos tirantes por unos cables, para manipular sus
componentes de mayor peso situados dentro de la barquilla y, en
particular, el rotor completo, formado por las palas y el buje (el
componente que transforma la fuerza del viento en un movimiento de
giro del eje principal del aerogenerador), el generador (el
componente que convierte ese movimiento de giro en energía
eléctrica) y la multiplicadora (un componente que se encarga de
multiplicar las revoluciones del eje principal del aerogenerador
para una mejor alimentación del generador) para permitir la
realización de operaciones de mantenimiento de los mismos.
Según la invención, el aerogenerador dispone de
un primer lugar de anclaje de la grúa, para dar servicio de
mantenimiento a la multiplicadora y al generador elevándolos y
bajándolos al suelo por el exterior de la barquilla y un segundo
lugar de anclaje de la grúa para dar el mismo tipo de servicio de
mantenimiento al rotor. La grúa se monta en ambos alojamientos con
la misma pluma, los mismos tirantes, el mismo cable de elevación de
la carga y el mismo grupo motor, situado en la base de la torre que
sustenta la barquilla del aerogenerador y, para ajustarse a las
diferentes necesidades de mantenimiento de la multiplicadora, el
generador y el rotor, se utilizan en cada caso, unos cables de
regulación de la pluma de distinta longitud y un soporte fijo o
giratorio.
En el caso de la grúa destinada a dar servicio
al rotor, el soporte de la grúa está constituido por unas vigas
ancladas en el interior de la barquilla en un lugar apropiado para
su finalidad.
En el caso de la grúa destinada a dar servicio a
la multiplicadora y al rotor, el soporte de la grúa, anclado en un
lugar apropiado para su finalidad, incluye un dispositivo
giratorio.
La presente invención está orientada
especialmente a aerogeneradores de potencia comprendida entre
700-850 kw, con los siguientes pesos máximos de sus
componentes principales:
- -
- Multiplicadora: 6,6 Tn.
- -
- Generador: 3,7 Tn.
- -
- Rotor: 8,5 Tn.
Una característica importante de la invención es
que todos los componentes de la grúa que se monten en la barquilla
tengan un peso inferior a 150 Kg. para que puedan ser izados con el
pescante de mantenimiento instalado en este tipo de
aerogenerado-
res.
res.
Otras características y ventajas de la presente
invención se desprenderán de la descripción detallada que sigue de
una realización ilustrativa de su objeto, en relación con las
figuras que se acompañan.
La Figura 1 muestra un despiece general de la
grúa de mantenimiento de la multiplicadora y el generador.
La Figura 2 muestra un esquema de la torreta de
la grúa de mantenimiento de la multiplicadora y el generador, así
como una sección de la base de la misma.
La Figura 3 muestra un esquema de las vigas
soporte de la grúa de mantenimiento de la multiplicadora y el
generador.
La Figura 4 muestra un esquema de la pluma de la
grúa de mantenimiento de la multiplicadora y el generador.
La Figura 5 muestra un esquema de los tirantes
de la grúa de mantenimiento de la multiplicadora y el
generador.
La Figura 6 muestra un esquema del tambor de
recogida de cable de la grúa de mantenimiento de la multiplicadora
y el generador.
La Figura 7 muestra un esquema de las fases de
montaje de la pluma de una grúa de mantenimiento de la
multiplicadora y el generador.
La Figura 8 muestra las dos configuraciones de
la grúa de mantenimiento de la multiplicadora y el generador.
La Figura 9 muestra el proceso de elevación de
la multiplicadora.
La Figura 10 muestra el proceso de giro de la
multiplicadora.
La Figura 11 muestra el proceso de elevación del
generador.
La Figura 12 muestra el proceso de giro del
generador.
La Figura 13 muestra el aerogenerador con la
grúa de mantenimiento del rotor.
La Figura 14 muestra el soporte de la grúa de
mantenimiento del rotor.
La Figura 15 muestra el esquema de reenvíos de
la grúa de mantenimiento del rotor.
La Figura 16 muestra el proceso de montaje de la
pluma de la grúa de retirada del rotor.
En primer lugar y en relación con las Figuras
1-14 describiremos la grúa de mantenimiento del
generador 31 y la multiplicadora 30.
La grúa consta de tres elementos principales: la
pluma 3, los tirantes 14 y el dispositivo de soporte compuesto por
la torreta 1 y las vigas 9.
La torreta 1 se encarga de elevar la grúa lo
suficiente para que pueda girar libremente sin interferir con el
resto de la barquilla 20. Está dividida, a su vez, en: base 4,
columna 5 y pedestal 6.
La base 4 de la torreta 1 incluye un dispositivo
giratorio que tiene una parte fija ajustada atornillada al bastidor
7, y una parte móvil que gira de forma manual o asistida dentro de
la fija mediante una pareja de rodamientos cónicos.
Dicha parte móvil dispone de elemento de
frenado. La torreta 1 es hueca interiormente ya que por su interior
debe pasar el cable de elevación de la carga 8 que va hasta la base
de la torre del aerogenerador donde se encuentra el grupo motor con
el tambor 25. El grupo motor también puede disponerse en el
interior de la barquilla 20.
La columna 5 es una virola cilíndrica que hace
de alargador entre la base 4 y el pedestal 6. Según una realización
preferida de la invención, la unión de la columna 5 a la base 4 y
al pedestal 6 se realiza mediante uniones embridadas.
El pedestal 6 de la torreta 1 es la pieza sobre
la que se amarran las vigas soporte 9 a las que se une el resto de
la grúa. Sobre el pedestal 6 amarra también la polea 19 de
direccionamiento del cable elevador de carga 8.
Las vigas soporte 9, atornilladas en uno de sus
extremos 15 al pedestal 6, poseen en el otro extremo unas orejetas
11 para anclaje de los cables verticales 12, y, en el extremo 15,
los alojamientos 13 donde se embulonan los extremos de la pluma 3 y
de los tirantes 14.
La pluma 3 está formada por dos tubos huecos, 16
y 17 y unos travesaños o barras transversales 18 soldadas, de
manera que la pluma 3 forme un elemento rígido. En un extremo de la
pluma 3 se sitúa la polea de reenvío 10, mientras que el otro
extremo los tubos 16 y 17 se embulonan en los alojamientos 13 de
las vigas soporte 9.
Los tirantes 14, por sí mismo inestables, se
mantienen erguidos gracias al peso de la pluma 3 y la carga que
cuelgue del gancho 32. En ausencia de carga, la estructura se
pliega sobre sí misma al trabajar los cables de regulación 45 de la
pluma 3 y los cables verticales 12 a tracción. Esto constituye una
de las principales características de la invención, ya que los
componentes de la grúa pueden montarse plegados y desplegarse
finalmente antes de poner la grúa operativa, lo cual facilita en
gran medida el montaje de la grúa, resolviendo así unos de los
mayores problemas planteados en la técnica anterior.
Los tirantes 14 están amarrados en su parte
superior por un separador 22 y disponen de un par de orejetas 21
para el amarre de los cables 45 de regulación de la pluma 3 y de un
par de orejetas 23 para el amarre de los cables verticales 12.
Según muestra la Figura 6, el cable de elevación
de carga 8 utiliza una polea 24 dispuesta en la zona de la base de
la torre del aerogenerador para evitar oscilaciones al llegar al
grupo motor para la elevación de la carga, que incluye el tambor
25, fijado al terreno mediante cimentación fija. El motor está
dotado de un freno electromecánico que evita problemas de caída de
la carga cuando no hay suministro de corriente al motor.
El montaje de todos los componentes de la grúa
debe realizarse a mano, compaginándolo con el resto de tareas a
realizar en cada cambio específico de mantenimiento. Tal y como se
muestra en la Figura 6, el procedimiento de montaje de la grúa de
mantenimiento del generador 31 y la multiplicadora 30 es el que
sigue:
a) Se premonta la pluma 3 horizontal, luego se
monta el cable de elevación de carga, tras lo cual se montan los
tirantes 14 plegados y se ponen los cables 45 de regulación de la
pluma 3.
b) Se premontan los cables verticales 12, y se
comienza a tensar la estructura, tensándose primero los cables 45,
con lo que ésta comienza a ir a su posición final.
c) Cuando la pluma 3 está en su posición, se
amarran los cables verticales 12, quedando así la grúa
operativa.
Para lograr el alcance de la grúa requerido para
la retirada del generador 31 y la multiplicadora 30 la presente
invención proporciona dos configuraciones distintas a la grúa,
indicadas con los números 27 y 28 en la Figura 8 en la que se
aprecia que la grúa adopta dos configuraciones con distinto alcance
variando únicamente la longitud de los cables 45 de regulación de
la pluma. Así pues, Los cables verticales 12 disponen de unos
tensores que permiten un ajuste fino de su longitud para posibilitar
que la grúa se adapte a los diferentes tipos de multiplicadoras y
generadores.
Como muestran las Figuras 9 y 10, para la
retirada de la multiplicadora 30, la grúa eleva la carga de tal
manera que se pueda extraer la multiplicadora 30 por el lateral de
la barquilla 20 sin que choque con la pared de la misma ni con la
pluma 3 de la grúa. A continuación se procede a girar la grúa,
moviéndola hacia el exterior, tras lo cual se baja la
multiplicadora 30 al suelo soltando cable de elevación de
carga.
Por su parte, siguiendo las Figuras 11 y 12 se
observa que para la retirada del generador 31, éste se ha de elevar
lo suficiente para poder extraerlo por el lateral de la barquilla
20 sin que choque con la pared de la misma y a continuación se gira
la grúa moviéndola hacia el exterior, tras lo cual se baja el
generador 31, soltando cable de elevación de carga.
En ambos casos, la grúa se ancla a la barquilla
20 en un mismo lugar 33 desde el que pueden llevarse a cabo las
operaciones mencionadas.
Dado que el lugar de alojamiento 33 de la grúa
de mantenimiento de la multiplicadora 30 y el generador 31 está
alejado de la posición del rotor 42, la utilización de la misma
grúa para el servicio de mantenimiento del rotor 42
sobredimensionaría en exceso la grúa a emplear, por lo que según la
presente invención se puede configurar una grúa apropiada para el
servicio de mantenimiento del rotor 42 utilizando varios elementos
de la misma grúa utilizada para el mantenimiento de la
multiplicadora 30 y el generador 31, y en particular la pluma 3 y
los tirantes 14.
Como se muestra en las figuras
13-15, la grúa para el mantenimiento del rotor 42
es similar a la empleada para el mantenimiento de la multiplicadora
30 y el generador 31, aunque no tiene capacidad de giro y su
movimiento está restringido a las maniobras de bajar e izar el
cable de elevación de carga.
El soporte de la grúa es más simple pues
consiste en unas vigas 34, rigidizadas transversalmente, con
orejetas 35 para el embulonado de la pluma y orejetas 41 para el
embulonado de los tirantes 14. El soporte 34 se apoya sobre el
caballete 43, a través de unas patas 37 en la parte inferior
delantera de dichas vigas y se atornillan a unas bridas que hay en
los nervios del caballete 43.
El sistema de reenvíos empleado en esta grúa
aparece reflejado en la Figura 15, en la que se aprecia que el
cable de elevación de carga 8 se reenvía a la parte trasera de la
barquilla 20 y se baja a la base de la torre del aerogenerador,
bien por la puerta trasera 39 de la barquilla 20, o bien por un
orificio 40 realizado en la carcasa de la misma.
Según se muestra en la Figura 16, las diferentes
etapas del montaje de la grúa de retirada del rotor 42 son las
siguientes:
a) Primeramente, se embulona la pluma 3 de la
grúa abatida sobre la barquilla 20 y se amarran los cables 45 de
regulación de la pluma 3.
b) Tras esto se desabate la pluma 3 de la
grúa.
c) A continuación se montan los tirantes 14,
amarrándolos a los cables de regulación de la pluma 45 y a las
cables verticales 12.
d) Finalmente, se tensa la estructura hasta su
posición de funcionamiento, de modo que la grúa esté operativa.
En la realización preferente que acabamos de
describir pueden introducirse aquellas modificaciones comprendidas
dentro del alcance definido por las siguientes
reivindicaciones.
Claims (6)
1. Aerogenerador que comprende una torre, una
barquilla (20) que aloja una multiplicadora (30) y un generador
(31) accionados por un eje acoplado a un rotor (42) y una grúa
desmontable de tipo pluma articulada que comprende un soporte, una
pluma (3), unos tirantes (14), unos cables de regulación (45) de la
pluma (3), unos cables verticales (12) de sujeción de los tirantes
(14), un cable de elevación/descenso de la carga (8) accionado por
un conjunto motor, caracterizado porque:
a) la barquilla (20) del aerogenerador dispone
de un primer lugar (33) de anclaje de la grúa, para dar servicio de
mantenimiento a la multiplicadora (30) y al generador (31),
elevándolos y bajándolos al suelo por el exterior de la barquilla
(20), y un segundo lugar (43) de anclaje de la grúa para dar el
mismo tipo de servicio de mantenimiento al rotor (42); y
b) en ambos lugares de anclaje (33, 43), la grúa
se monta con la misma pluma (3), los mismos tirantes (14), el mismo
cable de elevación de la carga (8) y el mismo grupo motor y, para
ajustarse a las diferentes necesidades de mantenimiento de la
multiplicadora (30), el generador (31) y el rotor (42), se utilizan
en cada caso, unos cables de regulación (45) de la pluma (3) de
distinta longitud y un soporte fijo o giratorio.
2. Aerogenerador según la reivindicación 1,
caracterizado porque, cuando se monta para dar servicio al
rotor (42), el soporte de la grúa está constituido por unas vigas
(34) ancladas en el interior de la barquilla (20).
3. Aerogenerador según la reivindicación 1,
caracterizado porque cuando se monta para dar servicio a la
multiplicadora (30) y al generador (31), el soporte de la grúa
incluye un dispositivo giratorio.
4. Aerogenerador según la reivindicación 3,
caracterizado porque el soporte está constituido por un
torreta (1), con una base (4) anclada en el interior de la
barquilla (20) que tiene una parte móvil que gira dentro de la fija
mediante una pareja de rodamientos cónicos, y unas vigas (9)
atornilladas al extremo superior de la torreta (1).
5. Aerogenerador según la reivindicación 1,
caracterizado porque los cables verticales (12) incluyen
unos tensores que permiten unas pequeñas variaciones de su
longitud.
6. Aerogenerador según cualquiera de las
reivindicaciones anteriores, caracterizado porque todos los
componentes de la grúa que se montan en la barquilla (20) tiene un
peso inferior a 150 Kg.
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