ES2321252B1 - Union rotativa para aerogeneradores. - Google Patents
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- Y02E10/70—Wind energy
- Y02E10/72—Wind turbines with rotation axis in wind direction
Abstract
Unión rotativa para aerogeneradores para
trasvasar un fluido bombeado desde la góndola (1) al rotor (2) que
tiene: un conducto (5) fijado a la góndola (1), interno y
sustancialmente paralelo al eje del rotor (2), que tiene medios de
conducción hidráulica y eléctrica que tienen: un primer extremo
orientado hacia la góndola (1) donde ni los cables ni las mangueras
hidráulicas giran; un segundo extremo opuesto al primer extremo
provisto de una primera entrada de fluido a la junta rotativa
hidráulica (6) y una segunda entrada de cables conectado a la junta
rotativa eléctrica (10). Ambas juntas transforman su entrada
estática en una salida rotativa a la velocidad del eje (4) y del
rotor (2).
Description
Unión rotativa para aerogeneradores.
La invención se refiere a una unión rotativa del
tipo de las usadas en aerogeneradores con control de paso de pala
hidráulico o eléctrico. Estas uniones permiten bombear un fluido,
transmitir señales y suministro eléctrico desde la góndola o
nacelle, al rotor, que está girando.
Son conocidas en el estado de la técnica
distintas disposiciones para bombear un fluido desde la góndola o
nacelle al rotor.
EP1105645B1 muestra un método y un mecanismo
para ajustar/controlar el paso de al menos una pala de un
aerogenerador respecto a una dirección de viento paralela a un eje
longitudinal principal del aerogenerador. No obstante, esta patente
se refiere a un mecanismo para orientar una pala que rota en torno a
su eje longitudinal, cuando los medios de activación del mecanismo
se encuentran tanto en la parte posterior del eje longitudinal
principal como en la parte anterior de este.
El resto de soluciones para enviar aceite
hidráulico o suministro eléctrico para variar el paso de las palas,
disponen de una junta rotativa en el interior de la nacelle, bien
detrás de la multiplicadora, bien detrás del generador. Con esta
disposición las mangueras y cables forzosamente han de girar y por
tanto están sujetas a un desgaste no deseado debido a la mencionada
rotación.
La presente invención propone un aparato que
soluciona los problemas presentes en el estado de la técnica
señalados anteriormente, al situar la unión rotativa que puede
comprender una unión rotativa hidráulica y una unión rotativa
eléctrica bien dentro del rotor, bien en el interior del eje
principal. Con esta disposición, las mangueras/cables a través del
tren motriz no giran, y por tanto no están sujetas a un desgaste no
deseado causado por una rotación.
De acuerdo con un primer aspecto, la invención
describe a una unión rotativa para aerogeneradores que
comprenden:
- una góndola;
- un rotor;
- un sistema de transferencia de energía.
La unión rotativa permite transmitir energía
entre conductos estáticos como tuberías/cableados en la góndola y
conductos rotativos como tuberías/cableados en el rotor y la
mencionada unión rotativa comprende:
- un eje fijado a la góndola, interno y sustancialmente paralelo al rotor, que tiene medios de conducción de energía que se extienden desde un primer extremo orientado hacia la góndola, hasta un segundo extremo opuesto al primer extremo y orientado hacia el rotor y
- una unión rotativa de transferencia de energía conectada al segundo extremo.
El sistema de transferencia de energía puede
comprender un sistema hidráulico para transferir un fluido bombeado
desde tuberías estáticas en la góndola a tuberías rotativas en el
rotor de forma que la unión rotativa comprende una unión rotativa
hidráulica.
El sistema de transferencia de energía puede
además comprender un primer sistema eléctrico para transportar un
suministro de energía eléctrica desde primeros cables estáticos en
la góndola a primeros cables rotativos en el rotor de forma que la
unión rotativa comprende una unión rotativa eléctrica.
El sistema de transferencia de energía también
puede comprender un segundo sistema eléctrico para transmitir una
señal eléctrica desde segundos cables rotativos en el rotor a
segundos cables estáticos en la góndola de forma que la unión
rotativa comprende una unión rotativa eléctrica.
En la unión rotativa de la invención:
el eje puede comprender:
- una primera entrada de alimentación de fluido y una primera salida de retorno de fluido en el primer extremo;
\newpage
- una primera salida de alimentación de fluido y una primera entrada de retorno de fluido en el segundo extremo;
la unión rotativa hidráulica puede
comprender:
- una primera carcasa conectada al rotor para que la primera carcasa gire a velocidad de rotor;
- una segunda entrada de alimentación de fluido conectada a la primera salida de alimentación de fluido;
- una segunda salida de retorno de fluido conectada a la primera entrada de retorno de fluido;
- una segunda salida de alimentación de fluido en la primera carcasa conectada a una tercera entrada de alimentación de fluido situada en el rotor;
- una segunda entrada de retorno de fluido en la primera carcasa conectada a una tercera salida de retorno de fluido situada en el rotor.
Adicionalmente, en la unión rotativa de la
invención:
el eje puede además comprender medios internos
de conducción eléctrica que se extienden desde:
- el primer extremo que tiene una primera conexión eléctrica a;
- el segundo extremo que tiene una segunda conexión eléctrica;
una unión rotativa eléctrica puede estar situada
a continuación de la unión rotativa hidráulica, conectada al segundo
extremo y tener:
- una segunda carcasa conectada a una fijación seleccionada entre el rotor, la primera carcasa y combinaciones de los mismos, para que la segunda carcasa gire a la velocidad de rotor;
- una primera caja de conexiones conectada a la segunda conexión eléctrica;
- al menos una segunda caja de conexiones o anillos rozantes en la segunda carcasa conectada a una tercera conexión eléctrica situada en el rotor.
La unión rotativa de la invención también puede
estar instalada en un aerogenerador que comprende una multiplicadora
que tiene un eje de entrada acoplado al rotor y un eje de salida.
Asimismo, la unión rotativa puede estar instalada en un
aerogenerador que además comprende un generador acoplado al eje de
salida.
Por otro lado, el eje de la unión rotativa puede
comprender:
- un primer tramo entre el segundo extremo y la multiplicadora, siendo dicho primer tramo desmontable de;
- un segundo tramo entre la multiplicadora y la unión rotativa hidráulica.
Alternativamente, el eje puede comprender,
- un primer tramo entre el segundo extremo y la multiplicadora, siendo dicho primer tramo desmontable de;
- un segundo tramo entre la multiplicadora y un adaptador;
- un tercer tramo entre el adaptador y la unión rotativa hidráulica;
siendo el segundo tramo, el tercer tramo y el
adaptador desmontables unos de otros.
Asimismo, el primer tramo puede ser un eje donde
una pluralidad de componentes del generador rotan, así como el
segundo tramo puede ser un eje donde una pluralidad de componentes
de la multiplicadora rotan.
En la unión rotativa, la segunda salida de
alimentación del fluido puede ser perpendicular a la dirección del
eje del rotor. Análogamente, la segunda entrada de retorno del
fluido puede ser perpendicular a la dirección del rotor.
En la unión rotativa de la invención:
- el generador puede estar fijado a la góndola en un alojamiento;
- la unión rotativa puede además comprender un acoplamiento hueco entre la multiplicadora y el generador.
\newpage
\global\parskip0.950000\baselineskip
Alternativamente, el generador puede estar
fijado a la multiplicadora.
Alternativamente, el acoplamiento puede estar
situado detrás del generador.
Adicionalmente, el segundo extremo puede estar
fijado al alojamiento del generador.
La unión rotativa puede comprender un eje
principal hueco conectado entre el rotor y la multiplicadora para
que el eje principal hueco y una parte de la multiplicadora giren a
una velocidad de rotor determinada por el rotor.
Opcionalmente, el eje puede ser sustancialmente
concéntrico con el eje principal hueco.
La unión rotativa hidráulica puede estar
localizada bien dentro del eje principal hueco o bien dentro del
rotor.
La unión rotativa eléctrica puede estar
localizada bien dentro del eje principal hueco o bien dentro del
rotor.
El sistema hidráulico puede ser un control de
ángulo de paso de pala.
A continuación se pasa a describir de manera muy
breve una serie de dibujos que ayudan a comprender mejor la
invención y que se relacionan expresamente con una realización de
dicha invención que se presenta como un ejemplo no limitativo de
ésta.
La Figura 1 es una vista en conjunto de los
componentes de la invención.
La Figura 2 es una vista en detalle de la unión
rotativa.
La Figura 3 es un esquema de la unión
rotativa.
Seguidamente se describe, con ayuda de las
figuras, una realización preferida de la invención. La figura 1
muestra la disposición de una unión rotativa en un aerogenerador que
comprende una góndola (1), un rotor (2), una multiplicadora (3) que
tiene un eje de entrada acoplado al rotor (2) y un eje de salida, un
generador (7) acoplado al eje de salida y un sistema hidráulico. En
las figuras 1, 2 y 3 se muestra que la unión rotativa comprende:
un eje (5) fijado a la góndola (1), interno y
sustancialmente paralelo al rotor (2), disponiendo;
- el primer extremo de una primera entrada de alimentación de fluido (511) y de una primera salida de retorno de fluido (500);
- el segundo extremo de una primera salida de alimentación de fluido (510) y de una primera entrada de retorno de fluido (501);
una unión rotativa hidráulica (6) conectada al
segundo extremo que tiene:
- una primera carcasa (60) conectada al rotor (2) para que la primera carcasa gire a velocidad de rotor (2);
- una segunda entrada de alimentación de fluido (611) conectada a la primera salida de alimentación de fluido (510);
- una segunda salida de retorno de fluido (600) conectada a la primera entrada de retorno de fluido (501);
- una segunda salida de alimentación de fluido (610) en la primera carcasa conectada a una tercera entrada de alimentación de fluido (211) situada en el rotor (2);
- una segunda entrada de retorno de fluido (601) en la primera carcasa conectada a una tercera salida de retorno de fluido (200) situada en el rotor (2).
El significado de las referencias numéricas,
centena-decena-unidad (ijk) para las
entradas/salidas de alimentación/retorno del fluido que pueden verse
en las figuras 2 y 3 es el siguiente:
- i-centena: 2 indica que es un elemento del rotor, 5 que es un elemento del eje, 6 que se refiere a un elemento de la unión hidráulica rotativa;
- j-decena: indica el sentido del circuito del fluido: 1 se refiere al circuito de alimentación mientras que 0 se refiere al circuito de retomo;
- k-unidad: indica el tipo de conexión, o toma: 1 para entrada, 0 para salida.
\newpage
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Es decir, que el eje (5) está provisto de:
- una primera entrada de alimentación de fluido (511);
- una primera salida de alimentación de fluido (510);
- una primera entrada de retorno de fluido (501);
- una primera salida de retorno de fluido (500);
Mientras que la unión rotativa hidráulica (6)
está provista de:
- una segunda entrada de alimentación de fluido (611);
- una segunda salida de alimentación de fluido (610);
- una segunda entrada de retorno de fluido (601);
- una segunda salida de retorno de fluido (600);
Y el rotor (2) está provisto de:
- una tercera entrada de alimentación de fluido (211);
- una tercera salida de retorno de fluido (200).
Como se muestra en la figura 1, el eje (5) de la
unión rotativa puede comprender:
- un primer tramo entre el primer extremo y la multiplicadora (3), siendo el mencionado primer tramo desmontable de;
- un segundo tramo entre la multiplicadora (3) y un adaptador (9);
- un tercer tramo entre el adaptador (9) y la unión rotativa hidráulica (6);
siendo el segundo tramo, el tercer tramo y el
adaptador (9) desmontables unos de otros,
Conforme a una realización de la invención:
- el generador (7) está fijado a la góndola (1) en un alojamiento;
- la unión rotativa además comprende un acoplamiento hueco (8) entre la multiplicadora (3) y el generador (7).
Asimismo, como se ve en la figura 1, la unión
rotativa puede comprender un eje principal hueco (4) conectado entre
el rotor (2) y la multiplicadora (3) para que el eje principal hueco
(4) y una parte de la multiplicadora giren a una velocidad de rotor
determinada por el rotor (2).
Adicionalmente, como se muestra en la figura 2,
y especialmente en la figura 3, el eje (5) puede además comprender
medios internos de conducción eléctrica que se extienden desde:
- el primer extremo que tiene una primera conexión eléctrica (51) a;
- el segundo extremo que tiene una segunda conexión eléctrica (52);
comprendiendo además la unión rotativa:
una unión rotativa eléctrica (10) a continuación
de la unión rotativa hidráulica (6), conectada al segundo extremo y
que tiene:
- una segunda carcasa conectada a una fijación seleccionada entre el rotor (2), la primera carcasa y combinaciones de los mismos, para que la segunda carcasa gire a la velocidad de rotor (2);
- una primera caja de conexiones (101) conectada a la segunda conexión eléctrica (52);
- al menos una segunda caja de conexiones o anillos rozantes (102) en la segunda carcasa conectada a una tercera conexión eléctrica (23) situada en el rotor (2).
Claims (21)
1. Una unión rotativa para aerogeneradores que
comprenden:
- una góndola (1);
- un rotor (2);
- un sistema de transferencia de energía;
para transmitir energía entre tuberías/cableados
estáticos en la góndola (1) y tuberías/cableados rotativos en el
rotor (2);
caracterizada porque la unión rotativa
comprende:
- un eje (5) fijado a la góndola (1), interno y sustancialmente paralelo al rotor (2), que tiene medios de conducción de energía que se extienden desde un primer extremo orientado hacia la góndola (1), hasta un segundo extremo opuesto al primer extremo y orientado hacia el rotor (2) y
- una unión rotativa de transferencia de energía (6, 10) conectada al segundo extremo.
2. La unión rotativa de la reivindicación 1
caracterizada porque el sistema de transferencia de energía
comprende un sistema hidráulico para transferir un fluido bombeado
desde tuberías estáticas en la góndola (1) a tuberías rotativas en
el rotor (2) de forma que la unión rotativa comprende una unión
rotativa hidráulica (6).
3. La unión rotativa de cualquiera de las
reivindicaciones 1-2 caracterizada porque el
sistema de transferencia de energía además comprende un primer
sistema eléctrico para transportar un suministro de energía
eléctrica desde primeros cables estáticos en la góndola (1) a
primeros cables rotativos en el rotor (2) de forma que la unión
rotativa comprende una unión rotativa eléctrica (10).
4. La unión rotativa de la reivindicación 3
caracterizada porque el sistema de transferencia de energía
además comprende un segundo sistema eléctrico para transmitir una
señal eléctrica desde segundos cables rotativos en el rotor (2) a
segundos cables estáticos en la góndola (1) de forma que la unión
rotativa comprende una unión rotativa eléctrica (10).
5. La unión rotativa de cualquiera de las
reivindicaciones 2-4 caracterizada
porque:
el eje (5) comprende:
- una primera entrada de alimentación de fluido (511) y una primera salida de retorno de fluido (500) en el primer extremo;
- una primera salida de alimentación de fluido (510) y una primera entrada de retorno de fluido (501) en el segundo extremo;
la unión rotativa hidráulica (6) comprende:
- una primera carcasa (60) conectada al rotor (2) para que la primera carcasa (60) gire a velocidad de rotor (2);
- una segunda entrada de alimentación de fluido (611) conectada a la primera salida de alimentación de fluido (510);
- una segunda salida de retorno de fluido (600) conectada a la primera entrada de retorno de fluido (501);
- una segunda salida de alimentación de fluido (610) en la primera carcasa (60) conectada a una tercera entrada de alimentación de fluido (211) situada en el rotor (2);
- una segunda entrada de retorno de fluido (601) en la primera carcasa (60) conectada a una tercera salida de retorno de fluido (200) situada en el rotor (2).
6. La unión rotativa de la reivindicación 5
caracterizada porque la segunda salida de alimentación del
fluido (610) es perpendicular a la dirección del rotor (2).
7. La unión rotativa de cualquiera de las
reivindicaciones 5-6 caracterizada porque la
segunda entrada de retorno del fluido (601) es perpendicular a la
dirección del rotor (2).
\newpage
8. La unión rotativa de cualquiera de las
reivindicaciones 3-7 caracterizada
porque:
el eje (5) además comprende medios internos de
conducción eléctrica que se extienden desde:
- el primer extremo que tiene una primera conexión eléctrica (51) a;
- el segundo extremo que tiene una segunda conexión eléctrica (52);
una unión rotativa eléctrica (10) está situada a
continuación de la unión rotativa hidráulica (6), conectada al
segundo extremo y que tiene:
- una segunda carcasa conectada a una fijación seleccionada entre el rotor (2), la primera carcasa y combinaciones de los mismos, para que la segunda carcasa gire a la velocidad de rotor (2);
- una primera caja de conexiones (101) conectada a la segunda conexión eléctrica (52);
- al menos una segunda caja de conexiones (102) en la segunda carcasa conectada a una tercera conexión eléctrica (23) situada en el rotor (2).
9. La unión rotativa de cualquiera de las
reivindicaciones 1-8 caracterizada porque el
aerogenerador además comprende:
- una multiplicadora (3) que tiene un eje de entrada acoplado al rotor (2) y un eje de salida.
10. La unión rotativa de la reivindicación 9
caracterizada porque el aerogenerador además comprende:
- un generador (7) acoplado al eje de salida.
11. La unión rotativa de cualquiera de las
reivindicaciones 9-10 caracterizada porque el
eje (5) comprende:
- un primer tramo entre el primer extremo y la multiplicadora (3), siendo dicho primer tramo desmontable de;
- un segundo tramo entre la multiplicadora (3) y la unión rotativa hidráulica (6).
12. La unión rotativa de cualquiera de las
reivindicaciones 9-10 caracterizada porque el
eje (5) comprende:
- un primer tramo entre el primer extremo y la multiplicadora (3), siendo dicho primer tramo desmontable de;
- un segundo tramo entre la multiplicadora (3) y un adaptador (9);
- un tercer tramo entre el adaptador (9) y la unión rotativa hidráulica (6);
siendo el segundo tramo, el tercer tramo y el
adaptador (9) desmontables unos de otros.
13. La unión rotativa de cualquiera de las
reivindicaciones 11-12 caracterizada
porque:
- el primer tramo es un eje donde una pluralidad de componentes del generador (7) rotan;
- el segundo tramo es un eje donde una pluralidad de componentes de la multiplicadora (3) rotan.
14. La unión rotativa de cualquiera de las
reivindicaciones 10-13 caracterizada
porque:
- el generador (7) está fijado a la góndola (1) en un alojamiento;
- la unión rotativa además comprende un acoplamiento hueco (8) entre la multiplicadora (3) y el generador (7).
15. La unión rotativa de cualquiera de las
reivindicaciones 10-13 caracterizada porque
el generador (7) está fijado a la multiplicadora (3).
16. La unión rotativa de cualquiera de las
reivindicaciones 10-15 caracterizada porque
el primer extremo está fijado al alojamiento del generador (7).
17. La unión rotativa de cualquiera de las
reivindicaciones 9-16 caracterizada porque
comprende un eje principal hueco (4) conectado entre el rotor (2) y
la multiplicadora (3) para que el eje principal hueco (4) y una
parte de la multiplicadora giren a una velocidad de rotor
determinada por el rotor (2).
18. La unión rotativa de la reivindicación 17
caracterizada porque el eje (5) es sustancialmente
concéntrico con el eje principal hueco (4).
19. La unión rotativa de cualquiera de las
reivindicaciones 17-18 caracterizada porque
la unión rotativa hidráulica (6) está localizada en una posición
seleccionada entre dentro del eje principal hueco (4) y dentro del
rotor (2).
20. La unión rotativa de la reivindicación 17
caracterizada porque la unión rotativa eléctrica (10) está
localizada en una posición seleccionada entre dentro del eje
principal hueco (4) y dentro del rotor (2).
21. La unión rotativa de cualquiera de las
reivindicaciones 2-20 caracterizada porque el
sistema hidráulico es un control de ángulo de paso de pala.
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