ES2274361T3 - Convertidor de energia eolica con un cubo del rotor que presenta un recinto interior. - Google Patents
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Abstract
Convertidor de energía eólica con una cabeza de la barquilla que presenta un soporte de la máquina, a la que está antepuesto un cubo (2) del rotor que presen- ta al menos un recinto interior, y cuya barra (4) de accionamiento está apoyada en el soporte (1) de la máquina, a la entrada en la cabeza de la barquilla, mediante al me- nos un cojinete (5) del rotor con un anillo (14) interior y un anillo (15) exterior, y está unida en el interior (6) de la cabeza de la barquilla, con un árbol (7) de entrada de la caja de engranajes, estando unidos uno con otro el interior de la cabeza de la barqui- lla y el recinto interior del cubo (2) del rotor, mediante al menos un paso (10), carac- terizado porque el paso (10) está guiado a través del anillo (14) interior del cojinete (5) del rotor y, por tanto, puede suministrarse o alcanzarse el recinto interior del cubo (2) del rotor desde el interior (6) de la cabeza de la barquilla.
Description
Convertidor de energía eólica con un cubo del
rotor que presenta un recinto interior.
La invención se refiere a un convertidor de
energía eólica según el preámbulo de la reivindicación 1.
El cubo del rotor es parte del rotor y lleva una
o varias palas del rotor. Para impedir una formación de hielo en la
palas del rotor, se conoce, en especial en grandes convertidores de
energía eólica, equiparlas con una calefacción de las palas del
rotor.
El documento de exposición de invención, DE 196
44 355, muestra un convertidor de energía eólica con el que puede
aprovecharse el calor perdido en el generador o en la caja de
engranajes, que se produce en la cabeza de la barquilla. Para ello,
el canal de circulación presenta una cámara anular que rodea la
barra de accionamiento, y mediante la cual puede suministrarse con
aire calentado el recinto interior del cubo del rotor, desde el
interior de la cabeza de la barquilla. No obstante, existe aquí un
problema en la realización de una obturación de poco desgaste y
pocas fugas, entre una mitad de la cámara dispuesta en el lado del
estator y de una, en el lado del rotor.
Además, en especial en grandes convertidores de
energía eólica se conoce que los elementos de fijación y los
mecanismos de ajuste de las palas del rotor, sean accesibles desde
el recinto interior del cubo del rotor, no pudiendo suministrarse o
alcanzarse el recinto interior del cubo del rotor, desde la cabeza
de la barquilla, ya que la barra de accionamiento sale de la cabeza
de la barquilla, como árbol macizo.
En los conocidos convertidores de energía
eólica, el cubo del rotor presenta pues al menos un agujero de
hombre que sólo puede alcanzarse desde fuera, por ejemplo, mediante
plumas de grúas o de elementos de escalera. A causa de las grandes
alturas de las torres, tales empeños esconden, no obstante, elevados
riesgos de accidente.
Por consiguiente, la misión de la invención se
basa en presentar un convertidor de energía eólica del género
descrito en el preámbulo, con el que pueda suministrarse de forma
especialmente sencilla, el recinto interior del cubo del rotor,
desde el interior de la cabeza de la barquilla.
Esta misión está resuelta según la invención,
mediante un convertidor de energía eólica con las notas
características de la reivindicación 1. Perfeccionamientos
ventajosos de la invención, están indicados en las reivindicaciones
2 a 14 secundarias referidas a la reivindicación 1.
El convertidor de energía eólica según la
invención, se caracteriza porque el paso está guiado a través del
anillo interior del cojinete del rotor. Con una configuración
semejante puede suministrarse el recinto interior del cubo del
rotor de una forma especialmente eficiente desde el interior de la
cabeza de la barquilla. Se suprime una obturación entre las mitades
de la cámara dispuestas en el lado del estator y en el lado del
rotor. Recorridos complicados para rodear periféricamente el
cojinete del rotor, desde el interior de la cabeza de la barquilla,
o proveer el cubo del rotor por la parte de fuera, con agujeros de
hombre, pueden suprimirse con ventaja.
Según un primer perfeccionamiento de la
invención, el paso presenta al menos una abertura de salida que
desemboca en el recinto interior del cubo del rotor, y que está
configurada por el anillo interior del cojinete del rotor. No
obstante, cabe imaginar de igual manera que el paso presenta varias
aberturas de salida dispuestas distribuidas en el anillo interior
con simetría de rotación.
En el extremo opuesto a la abertura de salida,
el paso presenta al menos una abertura de entrada que desemboca en
el interior de la cabeza de la barquilla. Esta abertura está
dispuesta, por ejemplo, en una rueda de acoplamiento que está
insertada en la barra de accionamiento, de preferencia en la zona
del anillo interior. De preferencia la rueda de acoplamiento
configurada aproximadamente en forma de disco, presenta no obstante
varias, en especial tres, aberturas de entrada, que están
distribuidas con simetría de rotación, en el cuerpo de la rueda de
acoplamiento. En caso de varias aberturas de entrada, el cuerpo de
a rueda está reducido con ventaja, a nervios o radios estrechos que
delimitan las aberturas de entrada.
Según el siguiente perfeccionamiento de la
invención, se propone ensanchar la rueda de acoplamiento, desde un
componente constructivo configurado en forma de disco, a un
componente constructivo configurado en forma de plato, de copa o de
bandeja, de manera que la abertura de entrada se separe entonces
espacialmente de la abertura de salida creada por el anillo
interior del cojinete del rotor, o se acople en el interior de la
cabeza de la barquilla.
La rueda de acoplamiento está unida según la
invención con el cubo del rotor, mediante el anillo interior del
cojinete del rotor, de manera que el anillo interior configura un
elemento de enlace entre la rueda de acoplamiento y el cubo del
rotor. Alternativamente a esto se propone que la rueda de
acoplamiento sea un sector parcial del cubo del rotor. En una
configuración semejante, el cojinete del rotor se asienta con su
anillo interior en la periferia del cubo del rotor, penetrando el
sector parcial que configura la rueda de acoplamiento, a través del
anillo interior del cojinete del rotor, en el interior de la cabeza
de la barquilla, o al menos, adosándose a esta.
Según otro perfeccionamiento de la invención, la
rueda de acoplamiento presenta al menos un apoyo de retención, para
la inmovilización mecánica de toda la barra de accionamiento. Puesto
que el diámetro de la rueda de acoplamiento presenta al menos el
tamaño del diámetro del anillo interior, las fuerzas de bloqueo que
absorben el apoyo de retención para la inmovilización de la barra
de accionamiento, son ventajosamente pequeñas. El apoyo de
retención está configurado de preferencia como al menos una abertura
o un hueco, dispuesto en el cuerpo de la rueda de acoplamiento, en
el que puede introducirse un pestillo que se apoya en el soporte de
la máquina.
Según otro perfeccionamiento de la invención, a
la rueda de acoplamiento está antepuesto al menos un acoplamiento
elástico. Con la rueda de acoplamiento está realizado un
desacoplamiento efectivo de las oscilaciones ente el rotor y la
caja de engranajes, de manera que estén claramente reducidos los
ruidos funcionales en el convertidor de energía eólica según la
invención.
Según otro perfeccionamiento especialmente
ventajoso de la invención, el paso está configurado como canal de
circulación. Con una configuración semejante, se crea un convertidor
de energía eólica con el que es posible una transferencia casi sin
desgaste ni fugas, de aire calentado desde la cabeza de la barquilla
al cubo del rotor. El aire calentado puede producirse, por ejemplo,
mediante un agregado de calefacción integrado en la cabeza de la
barquilla. Además, el calor perdido en el generador o en la caja de
engranajes, que se produce en la cabeza de la barquilla, puede
aprovecharse también, o al menos contribuir, para la producción del
aire calentado.
Para ello, al canal de circulación está
coordinado al menos un generador de flujo. Este está de preferencia
integrado en el interior de la cabeza de la barquilla, y está
configurado, por ejemplo, como ventilador o soplador. El generador
de flujo tiene la tarea de mover un medio transmisor de calor, en
especial, aire, desde una fuente térmica, a través del paso
configurado como canal de circulación, hasta el interior de las
palas del rotor.
Además, se propone configurar el paso con
dimensiones tales que pueda pasar por él al menos una persona. Con
una configuración semejante se crea un convertidor de energía eólica
en el que el recinto interior del cubo del rotor puede alcanzarse o
ser accesible, a través de la rueda de acoplamiento desde el
interior de la cabeza de la barquilla, al menos para una persona.
Así puede prescindirse de un agujero de hombre difícil de alcanzar,
dispuesto en la cara exterior del cubo del rotor.
El acoplamiento elástico está configurado como
acoplamiento de elastómero con al menos un elemento elástico de
transmisión. Los acoplamientos de elastómero presentan ángulos de
torsión inferiores a 5º, y son apropiados en especial para el caso
de aplicación aquí presente. Esta previsto de preferencia que el
acoplamiento elástico sea un acoplamiento de pernos con manguitos
de elastómero coordinados a sus pernos. No obstante cabe imaginar
aquí, asimismo, el empleo de otros acoplamientos de elastómero.
Es especialmente favorable cuando la barra de
accionamiento presenta, en el punto del desacoplamiento de
vibraciones, un diámetro lo mayor posible. Para ello la rueda de
acoplamiento está unida mediante los pernos del acoplamiento de
pernos, con al menos una pieza reductora con la que el diámetro del
cubo de la rueda de acoplamiento, está reducido al diámetro de un
árbol de entrada de la caja de engranajes. La pieza reductora y el
árbol de entrada de la caja de engranajes, están unidos una con
otro, de preferencia mediante unión por chaveta, por pasador de
ajuste o por zunchado, presentando la unión por chaveta una multitud
de espigas elásticas, dispuestas a lo largo del eje de rotación de
la barra de accionamiento. Con una configuración semejante de la
pieza reductora, la barra de accionamiento según la invención se
construye especialmente corta, de manera que están decisivamente
simplificadas las medidas constructivas para la creación del espacio
exigido en el interior de la cabeza de la barquilla, y que es
necesario para la alimentación de la abertura de entrada con aire
calentado.
Un ejemplo de realización de la invención, del
que se deducen otras notas características constructivas, está
representada en el dibujo. Se muestran:
Figura 1 Una vista parcial en perspectiva de la
cabeza de la barquilla de un convertidor de energía eólica según la
invención, con el soporte de la máquina representado cortado, en un
primer ejemplo de realización.
Figura 2 Un alzado lateral de la cabeza de la
barquilla de un convertidor de energía eólica según la invención,
con el soporte de la máquina representado cortado, en un segundo
ejemplo de realización.
Figura 3 Una representación desarrollada en
despiece, de la cabeza de la barquilla representada en la figura 2,
y
Figura 4 Una vista parcial aumentada de la
cabeza de la barquilla representada en la figura 3.
La figura 1 muestra una vista parcial en
perspectiva de la cabeza de la barquilla de un convertidor de
energía eólica según la invención, con el soporte 1 de la máquina
representado cortado, en un primer ejemplo de realización. A la
cabeza de la barquilla está antepuesto un cubo 2 del rotor con un
recinto 3 interior. La barra 4 de accionamiento del cubo 2 del
rotor, está apoyada en el soporte 1 de la máquina, a la entrada en
la cabeza de la barquilla, mediante un cojinete 5 del rotor,
estando unidos uno con otro, el interior 6 de la cabeza de la
barquilla, y el recinto 3 interior del cubo 2 del rotor, mediante
al menos un paso. El paso funciona como canal de circulación,
indicando las flechas la dirección de circulación predominante en el
paso. En el interior 6 de la cabeza de la barquilla, la barra 4 de
accionamiento está unida con un árbol 7 de entrada de una caja 8 de
engranajes.
Según la invención el paso está guiado a través
del anillo interior del cojinete 5 del rotor. Para ello el paso
presenta una abertura de salida que desemboca en el recinto 3
interior del cubo 2 del rotor, y que se configura por el anillo 14
interior del cojinete 5 del rotor. En el extremo opuesto al de la
abertura de salida, el paso presenta tres aberturas 10 de entrada
que desembocan en el interior 6 de la cabeza de la barquilla. Estas
están dispuestas en una rueda 9 de acoplamiento que está insertada
en la barra 4 de accionamiento, en la zona del anillo 14 interior.
La rueda 9 de acoplamiento que presenta un cuerpo de la rueda,
configurado aproximadamente en forma de disco, está unida con el
cubo 2 del rotor mediante el anillo interior del cojinete 5 del
rotor.
La figura 2 muestra un alzado lateral de la
cabeza de la barquilla de un convertidor de energía eólica según la
invención, con soporte 1 de la máquina, representado cortado, en un
segundo ejemplo de realización. A la cabeza de la barquilla está
antepuesto asimismo un cubo 2 del rotor con un recinto 3 interior.
La barra 4 de accionamiento del cubo 2 del rotor, está apoyada en
el soporte 1 de la máquina, a la entrada en la cabeza de la
barquilla, mediante un cojinete 5 del rotor, estando unidos también
aquí uno con otro, el interior 6 de la cabeza de la barquilla, y el
recinto 3 interior del cubo 2 del rotor, mediante al menos un paso.
En el interior 6 de la cabeza de la barquilla, la barra 4 de
accionamiento está unida con un árbol 7 de entrada de una caja 8 de
engranajes. La rueda 9 de acoplamiento que presenta un cuerpo de la
rueda, ensanchado aproximadamente en forma de bandeja, está unida
con el cubo 2 del rotor mediante el anillo interior del cojinete 5
del rotor, y presenta un apoyo 11 de retención, para la
inmovilización mecánica de toda la barra 4 de accionamiento. Entre
la rueda 9 de acoplamiento y el árbol 7 de entrada de la caja de
engranajes, está dispuesto un acoplamiento 12 elástico con una
pieza 13 reductora, con la que el diámetro del cubo de la rueda 9 de
acoplamiento, está reducido al diámetro del árbol 7 de entrada de
la caja de engranajes.
La figura 3 muestra una representación
desarrollada en despiece de la cabeza de la barquilla representada
en la figura 2. El cojinete 5 del rotor presenta un anillo 14
interior, un anillo 15 exterior y rodillos 16 de rodamiento. En la
figura 3 puede reconocerse que la rueda 9 de acoplamiento está unida
con el cubo 2 del rotor mediante el anillo 14 interior que
configura la abertura 14' de salida. El anillo 15 exterior del
cojinete 5 del rotor, se apoya en el soporte 1 de la máquina,
representado cortado. Componentes constructivos iguales están
provistos con iguales números de referencia.
La figura 4 muestra una vista parcial ampliada
de la cabeza de la barquilla representada en la figura 3, en la que
puede reconocerse que el acoplamiento 12 elástico es un acoplamiento
de pernos con manguitos 18 de elastómeros coordinados a sus pernos
17. En estado montado, la rueda 9 de acoplamiento configurada como
pieza hueca de forma de bandeja, está unida con la pieza 13
reductora mediante los pernos 17 que configuran el acoplamiento de
pernos. La pieza 13 reductora y el árbol 7 de entrada de la caja de
engranajes, están unidos una con otro, mediante unión 19 por
chaveta, que presenta una multitud de espigas 20 elásticas,
dispuestas a lo largo del eje de rotación de la barra 4 de
accionamiento. Componentes constructivos iguales están provistos con
iguales números de referencia.
Claims (14)
1. Convertidor de energía eólica con una cabeza
de la barquilla que presenta un soporte de la máquina, a la que
está antepuesto un cubo (2) del rotor que presenta al menos un
recinto interior, y cuya barra (4) de accionamiento está apoyada en
el soporte (1) de la máquina, a la entrada en la cabeza de la
barquilla, mediante al menos un cojinete (5) del rotor con un
anillo (14) interior y un anillo (15) exterior, y está unida en el
interior (6) de la cabeza de la barquilla, con un árbol (7) de
entrada de la caja de engranajes, estando unidos uno con otro el
interior de la cabeza de la barquilla y el recinto interior del cubo
(2) del rotor, mediante al menos un paso (10), caracterizado
porque el paso (10) está guiado a través del anillo (14) interior
del cojinete (5) del rotor y, por tanto, puede suministrarse o
alcanzarse el recinto interior del cubo (2) del rotor desde el
interior (6) de la cabeza de la barquilla.
2. Convertidor de energía eólica según la
reivindicación 1, caracterizado porque el paso presenta al
menos una abertura (14') de salida que desemboca en el recinto (3)
interior del cubo (2) del rotor, y que se configura por el anillo
(14) interior del cojinete (5) del rotor.
3. Convertidor de energía eólica según alguna de
las reivindicaciones 1 y 2, caracterizado porque el paso
presenta al menos una abertura (10) de entrada que desemboca en el
interior (6) de la cabeza de la barquilla, y que está dispuesta en
una rueda (9) de acoplamiento que está insertada en la barra (4) de
accionamiento, en la zona del anillo (14) interior.
4. Convertidor de energía eólica según la
reivindicación 3, caracterizado porque la rueda (9) de
acoplamiento presenta un cuerpo de la rueda, configurado en forma
de bandeja.
5. Convertidor de energía eólica según la
reivindicación 3, caracterizado porque la rueda (9) de
acoplamiento presenta un cuerpo de la rueda, configurado en forma
de disco.
6. Convertidor de energía eólica según alguna de
las reivindicaciones 3 a 5, caracterizado porque la rueda
(9) de acoplamiento presenta varias aberturas (10) de entrada,
dispuestas distribuidas con simetría de rotación, en su cuerpo de
la rueda.
7. Convertidor de energía eólica según la
reivindicación 6, caracterizado porque el cuerpo de la rueda
está reducido a nervios que delimitan las aberturas (10) de
entrada.
8. Convertidor de energía eólica según alguna de
las reivindicaciones 3 a 7, caracterizado porque la rueda
(9) de acoplamiento está unida con el cubo (2) del rotor, mediante
el anillo (14) interior del cojinete (5) del rotor.
9. Convertidor de energía eólica según alguna de
las reivindicaciones 3 a 7, caracterizado porque la rueda
(9) de acoplamiento es un sector parcial del cubo (2) del rotor.
10. Convertidor de energía eólica según alguna
de las reivindicaciones 3 a 9, caracterizado porque la rueda
(9) de acoplamiento presenta al menos un apoyo (11) de retención,
para la inmovilización mecánica de toda la barra (4) de
accionamiento.
11. Convertidor de energía eólica según alguna
de las reivindicaciones 3 a 10, caracterizado porque a la
rueda (9) de acoplamiento está antepuesto al menos un acoplamiento
(12) elástico.
12. Convertidor de energía eólica según alguna
de las reivindicaciones 1 a 11, caracterizado porque el paso
está configurado como canal de circulación.
13. Convertidor de energía eólica según la
reivindicación 12, caracterizado porque al canal de
circulación está coordinado al menos un generador de flujo.
14. Convertidor de energía eólica según alguna
de las reivindicaciones 1 a 13, caracterizado porque el paso
presenta tales dimensiones, que puede pasar por él al menos una
persona.
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2004
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