ES2301395B1 - Rodamiento reforzado de una pala de un aerogenerador. - Google Patents

Rodamiento reforzado de una pala de un aerogenerador. Download PDF

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Abstract

Rodamiento reforzado de una pala de un aerogenerador perteneciente a una disposición de montaje de las palas en el buje (5) de un aerogenerador comprendiendo un rodamiento (11) entre la raíz (13) de cada pala y la correspondiente conexión (15) del buje que tiene un anillo interior (25) y un anillo exterior (23) con una placa rigidizadora (33) unida al menos a una parte del anillo exterior (23), preferiblemente en un plano perpendicular al eje de la pala, en el lado opuesto (29) al lado (37) unido a la conexión (15) del buje.

Description

Rodamiento reforzado de una pala de un aerogenerador.
Campo de la invención
Esta invención se refiere a un aerogenerador y en particular a una disposición de montaje de las palas en el buje del aerogenerador.
Antecedentes
En la técnica conocida las disposiciones de montaje de las palas en el buje de un aerogenerador están basadas generalmente en rodamientos a bolas o de cilindros para la transmisión de los momentos flectores y fuerzas axiales involucradas.
Dichos momentos flectores y fuerzas axiales dependen de muchos factores y en particular de las características y dimensiones de las palas, la velocidad del viento y el sistema de regulación de paso usado para regular el ángulo de incidencia de las palas.
US 6,799,947 B2 describe un rodamiento de una pala regulable de un rotor de un aerogenerador con un sistema de regulación de paso de tipo axial que comprende un anillo del rodamiento para uno de los elementos cooperantes del rodamiento, alojando este anillo en arrastre de forma dos filas de cuerpos rodantes desplazadas radialmente entre ellas y un anillo de rodamiento para el otro elemento cooperante del rodamiento con forma de U en sección transversal que los rodea, en el que el anillo para la pala del rotor que forma el otro elemento cooperante del rodamiento comprende dos anillos de diferentes diámetros que están fijados independientemente uno de otro a la pala del rotor. Esta disposición proporciona, por un lado, un rodamiento de cilindros de tres anillos cuyo anillo central está fijado al otro elemento cooperante del rodamiento que, ante la presencia de momentos flectores (y fuerzas axiales), recibe de los dos anillos exteriores (o de porciones del anillo envolvente) presiones en direcciones más o menos perpendiculares entre ellas y que por tanto se convierten automáticamente en simétricas, permaneciendo por tanto esas fuerzas respectivamente en la región central de los cuadrantes de los caminos de los anillos y, por otro lado, que las fuerzas de la pala del rotor se apliquen simultáneamente a los dos anillos (o porciones de anillos) lo que proporciona una carga más uniforme del rodamiento y de la raíz de la pala del rotor.
En aerogeneradores con sistemas de paso variable basados en actuadores lineales como el sistema descrito en EP 1 126 163 A1 los rodamientos de la pala son generalmente rodamientos de uno o de dos anillos tal como el ilustrado en particular en la Figura 1 de dicho documento. El anillo exterior de esos rodamientos puede tener una gran deflexión y por tanto una mala distribución de cargas. Esta invención está orientada a la solución de ese inconveniente.
Sumario de la invención
Un objeto de la presente invención es proporcionar un rodamiento reforzado de una pala de un aerogenerador.
Otro objeto de la presente invención es proporcionar un rodamiento reforzado de una pala de un aerogenerador que mejora la distribución de carga en los dos anillos del rodamiento.
Estos y otros objetos de la presente invención se consiguen proporcionando una disposición de montaje de las palas en el buje de un aerogenerador comprendiendo un rodamiento entre la raíz de cada pala y la correspondiente conexión del buje que tiene un anillo exterior, un anillo interior y una placa rigidizadora unida al menos a una parte del anillo exterior en el lado opuesto al lado unido a la conexión del buje.
Preferiblemente, la placa rigidizadora está colocada en un plano perpendicular al eje de la pala.
Preferiblemente, la placa rigidizadora está unida al anillo exterior a lo largo de la mitad del anillo exterior orientada hacia el viento.
Una ventaja de la presente invención es que dicha placa rigidizadora mejora la distribución de cargas en los dos caminos de los anillos igualando la rigidez de sus superficies superiores e inferiores.
Otras características y ventajas de la presente invención se desprenderán de la siguiente descripción detallada de una realización ilustrativa y no limitativa de su objeto en relación con las figuras que se acompañan.
Breve descripción de las figuras
La Figura 1 es una vista en sección lateral del rodamiento reforzado usado en la disposición de montaje de una pala en el buje de un aerogenerador según la presente invención.
La Figura 2 es una vista en planta de una placa rigidizadora usada en el rodamiento reforzado según la presente invención.
La Figura 3 es una vista en perspectiva de la disposición de montaje de una pala en el buje de un aerogenerador según la presente invención.
Las Figuras 4b y 4a muestran, respectivamente, la distribución de fuerzas en el rodamiento con y sin la placa rigidizadora según la presente invención.
Descripción detallada de las realizaciones preferidas
Una disposición conocida de montaje de las palas en el buje 5 de un aerogenerador que tiene un sistema de regulación de paso variable con actuadores lineales para cada pala usa un rodamiento 11 entre la raíz 13 de cada pala y la correspondiente conexión 15 del buje comprendiendo un anillo exterior 23 unido a la conexión 15 del buje, un anillo interior 25 con placas de refuerzo 30, 31 de espesor T2 y T3 para minimizar su deflexión y filas superior e inferior 27, 28 de cuerpos rodantes.
Según la invención, una placa rigidizadora 33 de espesor T1 se une al anillo exterior 23 en la superficie superior 29, opuesta a la superficie inferior 37 que está unida a la conexión 15 del buje. En la superficie superior 29, el rodamiento 11 trabaja a tracción y el anillo exterior 23 tiende a sufrir una gran deflexión y consiguiente una mala distribución de cargas.
La placa rigidizadora 33, dispuesta en un plano perpendicular al eje de la pala en una realización preferente de esta invención, refuerza la superficie superior 29 del anillo exterior 23 y mejora la distribución de carga entre los dos caminos de los anillos 27, 28 igualando la rigidez de sus superficies superior e inferior.
La presente invención es aplicable tanto a rodamientos de cilindros como a rodamientos a bolas.
La placa rigidizadora 33 puede estar unida al anillo exterior 23 a lo largo de su perímetro completo o a largo de una parte de él. En cualquier caso, la porción de mayor anchura W debe ser una porción situada en el lado del anillo exterior 23 orientado hacia el viento (flecha 39 en la Figura 3).
En una realización preferente, mostrada en las Figuras 2 y 3, la placa rigidizadora 33 está situada en el lado de la conexión 15 del buje orientado hacia el viento (flecha 39 en la Figura 3). Es en este lado donde aparecen las fuerzas de tracción (el momento de charnela en el rodamiento crea fuerzas de tracción en el lado del viento del buje y fuerzas de compresión en el lado de la góndola del buje). La placa rigidizadora 33 está unida al anillo exterior 23 en un sector de, aproximadamente, 180º.
La anchura de la placa rigidizadora 33 es variable a lo largo de su longitud en relación proporcional a la tracción a ser soportada. En una realización preferente, mostrada en la Figura 2, la placa rigidizadora 33 tiene el valor máximo de su anchura Wmax a lo largo de un hipotético eje diametral del anillo exterior 23 paralelo al eje del rotor y una anchura W simétricamente decreciente hacia ambos lados de dicho eje diametral.
En una realización preferente, especialmente desde un punto de vista constructivo, la placa rigidizadora 33 está unida al anillo exterior 23 a lo largo de su perímetro completo.
En una realización preferente, la placa rigidizadora incluye una pluralidad de orificios 49 para facilitar su unión a la superficie superior 29 del anillo exterior 23 mediante pernos o medios similares.
En una realización preferente, la placa rigidizadora está hecha de acero y se dimensiona de manera que minimice la deflexión y mejore la distribución de cargas en el rodamiento.
La distribución de cargas con y sin placa rigidizadora se ilustra en los gráficos (Angulo A en el eje x; Carga L en el eje y) incluidos en las Figuras 4b y 4a: Tracción 64 en la fila superior 27, Compresión 61 en la fila superior 27, Tracción 65 en la fila inferior 28, Compresión 63 en la fila inferior 28.
Aunque la presente invención se ha descrito enteramente en conexión con realizaciones preferidas, es evidente que se pueden introducir aquellas modificaciones dentro del alcance de, no considerando éste como limitado por las anteriores realizaciones, las reivindicaciones siguientes.

Claims (10)

1. Disposición de montaje de las palas en el buje (5) de un aerogenerador comprendiendo un rodamiento (11) entre la raíz (13) de cada pala y la correspondiente conexión (15) del buje que tiene un anillo exterior (23) y un anillo interior (25), caracterizada porque también comprende una placa rigidizadora (33) unida al menos a una parte del anillo exterior (23) en el lado opuesto (29) al lado (37) unido a la conexión (15) del buje.
2. Disposición de montaje de las palas en el buje (5) de un aerogenerador según la reivindicación 1, caracterizada porque dicha placa rigidizadora (33) está colocada en un plano perpendicular al eje de la pala.
3. Disposición de montaje de las palas en el buje (5) de un aerogenerador según cualquiera de las reivindicaciones 1-2, caracterizada porque la placa rigidizadora (33) está unida al anillo exterior (23) a lo largo del perímetro de la mitad del anillo exterior (23) orientada hacia el viento.
4. Disposición de montaje de las palas en el buje (5) de un aerogenerador según la reivindicación 3, caracterizada porque la anchura W de la placa rigidizadora (33) es variable a lo largo de su longitud.
5. Disposición de montaje de las palas en el buje (5) de un aerogenerador según la reivindicación 4, caracterizada porque la placa rigidizadora (33) tiene el máximo valor de su anchura Wmax a lo largo de un hipotético eje diametral del anillo exterior (23) paralelo al eje del rotor y una anchura W decreciente simétricamente hacia ambos lados de dicho eje diametral.
6. Disposición de montaje de las palas en el buje (5) de un aerogenerador según cualquiera de las reivindicaciones 1-2, caracterizada porque la placa rigidizadora (33) está unida al anillo exterior (23) a lo largo de su perímetro completo.
7. Disposición de montaje de las palas en el buje (5) de un aerogenerador según la reivindicación 6, caracterizada porque porción de la placa rigidizadora (33) de mayor anchura W es una porción situada en la mitad del anillo exterior (23) orientada hacia el viento.
8. Disposición de montaje de las palas en el buje (5) de un aerogenerador según cualquiera de las reivindicaciones 1-7, caracterizada porque la placa rigidizadora (33) incluye una pluralidad de orificios (49) para pernos para su unión al anillo exterior (23).
9. Disposición de montaje de las palas en el buje (5) de un aerogenerador según cualquiera de las reivindicaciones 1-8, caracterizada porque el rodamiento (11) entre la raíz (13) de cada pala y la correspondiente conexión (15) del buje es un rodamiento de cilindros.
10. Disposición de montaje de las palas en el buje (5) de un aerogenerador según cualquiera de las reivindicaciones 1-8, caracterizada porque el rodamiento (11) entre la raíz (13) de cada pala y la correspondiente conexión (15) del buje es un rodamiento a bolas.
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