ES2381833B1 - Montaje de elementos en el interior de un gran aerogenerador - Google Patents

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Abstract

Montaje de elementos en el interior de un gran aerogenerador dispuestos entre el tramo superior (3) de la torre (1) y debajo de la góndola. Los elementos, que se transportan pre-montados hasta el lugar de emplazamiento, son unas plataformas (6a y 6b) horizontales de forma circular, una escalera (5) vertical que atraviesa ambas plataformas (6a y 6b) y una estructura central (7) que une e integra todo el conjunto. La pieza de conexión intermedia (8) montada sobre el bastidor de la góndola (4) permite el acoplamiento entre el conjunto anteriormente mencionado y la góndola. Las plataformas (6a y 6b) albergan aparatos eléctricos del tren de potencia y sistema de giro así como el sistema de lubricación y refrigeración de dicho tren de potencia. Una vez montados todos los elementos, giran solidariamente con la góndola en el movimiento de rotación que realiza para orientarse hacia el viento.

Description

1 ES 2381833A1 2
Montaje de elementos en el interior de un gran aerogenerador. Objeto de la invención
La presente invención se refiere al montaje de elementos en el interior de la torre de un aerogenerador de gran tamaño y en particular, el montaje de los citados elementos entre la parte inferior de la góndola y la parte superior de la torre. Antecedentes de la invención
El desarrollo de nuevos aerogeneradores ha dado como resultado el aumento del tamaño y de la potencia de los mismos. Los grandes aerogeneradores permiten instalar más potencia en un mismo emplazamiento y reducen el impacto visual que presenta un parque formado por varios aerogeneradores. Por otro lado, la altura a la que se encuentra el buje del rotor está relacionada con la energía capturada por el viento, por lo que se tiende a torres de elevada altura, tubulares, de forma troncocónica y autoportantes. El diseño de la torre requiere de un conocimiento general del sistema, siendo muy importantes los criterios de accesibilidad tanto al rotor eólico como a los equipos embarcados en la góndola. Por todo ello es común que la torre disponga en su interior de una escalera y distintas plataformas para acceder a la góndola, dicha escalera y plataformas se ancla a las paredes de la torre. Las fijaciones se realizan mediante soldadura, pero este método de fijación penaliza los espesores de la pared. En este sentido las patentes EP1156175 y US200922319 protegen distintas formas de soportar las plataformas en el interior de la torre, anclándolas a las paredes. Por el interior de la torre también se ubican las canalizaciones de los cables de potencia que bajan desde el generador situado en la góndola hasta la base de la torre. De allí se une a la red eléctrica.
El diseño del eje de giro del rotor eólico y su integración en el tren de potencia y en la estructura de la góndola es uno de los puntos fundamentales para el diseño del aerogenerador, ya que la citada estructura soporta las cargas que posteriormente se transmiten a la torre. Contar con una adecuada distribución de los elementos constitutivos del tren de potencia permite un tamaño compacto de la góndola y una distribución de cargas apropiada para los grandes tamaños de torre utilizados en la actualidad. Por ello la presente invención se centra en ahorrar espacio en el interior de la góndola instalando elementos eléctricos y de lubricación sobre las plataformas montadas según la invención.
Las fijaciones mediante atornillado o soldadura de los elementos en el interior de la torre, obligan a aumentar el espesor de la pared de la torre al reducirse la resistencia a fatiga de la misma. La presente invención propone un novedoso sistema de montaje de elementos en el interior de la torre, solucionando el inconveniente de las penalizaciones en el espesor de la pared. Descripción de la invención
La invención describe el montaje de elementos tales como una o varias plataformas horizontales que abarcan casi la totalidad del diámetro interno de la torre, una escalera vertical que enlaza el interior de la góndola con las plataformas mencionadas y una estructura central que conforma la unión de las plataformas y de la escalera, así como la disposición del conjunto en el interior del aerogenerador. La invención torre con su consiguiente penalización en el espesor de la pared y, por otra parte, ancla el citado conjunto al bastidor de la góndola de donde queda unido y suspendido.
La estructura central que une plataformas y escalera está diseñada de tal modo que proporciona el máximo espacio libre sobre la plataforma, se utilizan para albergar los cables de potencia por el interior de una estructura central y se fijan de forma rápida y fácil al bastidor de la góndola a través de una pieza de conexión intermedia.
Es un objeto de la invención lograr una disposición mejorada sobre las citadas plataformas evitando soldarlas a las paredes de la torre y dotarlas de cuantos huecos sean necesarios para implementar la escalera y la estructura auxiliar central.
Es otro objeto de la invención que el bastidor de la góndola soporte el conjunto de estructura central, plataforma horizontal y escalera vertical, de forma que todo el conjunto gire al unísono con la góndola, ya que la góndola debe estar constantemente orientada de una forma adecuada al viento incidente.
Otro objeto de la presente invención es que se simplifica el proceso de montaje en campo ya que el módulo formado por los elementos anteriormente citados va montado y transportado en el tramo superior de la torre con la colaboración de un utillaje temporal que se retira al completar el montaje en campo.
Y por último es otro objeto de la invención que el montaje de estos elementos proporcione la superficie necesaria sobre las plataformas para incluir el sistema control eléctrico del tren de potencia y su lubricación, minimizando el tamaño de la góndola. Breve descripción de los dibujos
Con el fin de explicar cómo están montados los elementos anteriormente mencionados y su unión con el bastidor de la góndola, se acompañan las siguientes figuras:
La figura 1 muestra un sector de la torre y el bastidor de la góndola.
La figura 2 constituye una vista en perspectiva del bastidor las plataformas, la escalera vertical y la estructura central.
La figura 3 constituye una vista explosionada de los elementos utilizados en el montaje representado en la figura anterior.
La figura 4 muestra una disposición final de las plataformas y de los equipos que se disponen sobre ellas. Descripción de una realización preferencial
Tal y como se muestra en la figura 1, la torre (1) de un aerogenerador está formada por distintos tramos
o sectores. Los tramos se transportan separados y se montan en el lugar de emplazamiento. Los elementos que constituyen el objeto de la invención se transportan ya montados en el interior del tramo superior (3) con la ayuda de un utillaje temporal. Una vez izado el tramo superior (3) de la torre (1) y una vez izado el bastidor (4) de la góndola, el conjunto de plataformas, escalera y estructura central se desengancha del último tramo (3) de la torre y se une al bastidor (4).
En la figura 2 se muestra el bastidor (4) de la góndola. El bastidor es una pieza de fundición que soporta la góndola y el rotor (no mostrados en la figura). Para acceder a la góndola desde el exterior del aerogenerador es necesaria una escalera (5) que permita
3 ES 2381833A1 4
a los operarios ascender de forma vertical por el interior de la torre (1). La escalera (5) se relaciona con otro importante elemento que debe montarse en el interior de la torre, las plataformas (6) de apoyo. Estas plataformas horizontales (6), son de sección circular, se disponen a intervalos regulares por todo el interior de la torre y normalmente están fijadas a las paredes de la misma. En el montaje descrito en la presente realización las plataformas horizontales (6) y la escalera vertical (5) están unidas a una estructura central
(7)
que a su vez fija todo el conjunto por medio de una pieza de conexión intermedia (8) que permite la unión con el bastidor (4).
En las figuras 2 y 3 se aprecia que la estructura central (7) es una pieza única con uniones a las dos plataformas (6a y 6b) y a la pieza intermedia de conexión (8). Dicha estructura central (7) es un cuerpo cilíndrico hueco cuya parte inferior (9) une la plataforma inferior (6a) con la plataforma superior (6b) y proporciona soporte al tramo intermedio de la escalera (5b), y cuya parte superior (10) une la plataforma superior (6b) a la pieza de conexión intermedia (8) y proporciona soporte al tramo superior de la escalera (5c). Los puntos de unión de las plataformas y la pieza de conexión intermedia con la estructura central
(7)
son tres placas cuadradas (19) que se disponen en la parte superior, en la parte intermedia y en la parte inferior, bordeando la citada estructura central (7).
Las plataformas (6) tienen una estructura portante
(11)
en la base, unas trampillas (12) que escamotean el hueco de la escalera según necesidades y un hueco central (13) donde conectan la estructura central (7).
La escalera (5) vertical dispone de barras de fijación que se unen a la estructura central (7) en los tramos intermedio (5b) y superior (5c). El tramo inferior de la escalera (5a), fijada mediante sus correspondientes barras al entramado de soportes (11), queda colgando de la plataforma inferior (6a).
La estructura intermedia (8) que se une a la estructura central (7) se ancla al bastidor (4) mediante elementos de unión convencionales. La estructura intermedia (8) está formada por un entramado de dos vigas principales y alguna más trasversales a ellas. Se anclan mediante lengüetas horizontales y verticales que se ubican en los extremos de las vigas principales.
Tal y como se muestra en la figura 4, las plataformas (6a y 6b) albergan distintos elementos que ocupan una superficie importante. La plataforma superior (6b) incluye un armario eléctrico (14) para el sistema de giro y dispone de mucho espacio libre para manipular carretillas con herramientas para el mantenimiento del sistema de orientación o de giro. También dispone de unas poleas de re-envío (no mostradas en la figura) ancladas en el conjunto que conforman las vigas transversales de la pieza de conexión intermedia (8), que junto con el polipasto de la góndola, permiten intercambiar pesadas piezas por el interior de la torre. Para ello en la plataforma superior (6b) se incluye una trampilla de doble hoja (15b) y en la plataforma inferior (6a) existe otro hueco tapado con una trampilla simple (15a). La plataforma inferior (6a) por su parte incluye el tanque de lubricación y el sistema de refrigeración de aceite (16) y el armario de control (18) del sistema de lubricación y refrigeración (16).
En una segunda realización práctica los elementos auxiliares de fijación (7) están formados por una serie de vigas (pueden ser tres o cuatro uniformemente distribuidas) que conectan las plataformas (6) con la pieza de conexión intermedia (8) anclada en el bastidor (4).
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Claims (8)

  1. REIVINDICACIONES
    1. Montaje de elementos en el interior de un gran aerogenerador, concretamente en el tramo superior
    (3) de la torre (1), justo debajo de la góndola, siendo los elementos al menos una plataforma (6) y una escalera (5), caracterizado porque la plataforma o plataformas (6a y 6b) son horizontales, la escalera (5) es vertical y junto con una estructura central (7) constituida por una pieza única que atraviesan ambas plataformas (6a y 6b) forman un conjunto que se integra mediante una pieza de conexión intermedia (8) al bastidor de la góndola (4) girando solidariamente con ella.
  2. 2.
    Montaje de elementos en el interior de un gran aerogenerador según reivindicación 1, caracterizado porque la estructura central (7) es un cuerpo cilíndrico hueco que une con una placa cuadrada (19) las plataformas (6a y 6b) y la pieza de conexión intermedia (8) en tres puntos: los dos extremos y el centro.
  3. 3.
    Montaje de elementos en el interior de un gran aerogenerador según reivindicación 1, caracterizado porque la escalera (5) vertical dispone de barras de fijación que se unen a la estructura central (7) en los tramos intermedio (5b) y superior (5c) y el tramo inferior de la escalera (5a) se fija mediante sus corres
    plataforma inferior (6a) quedando colgada.
  4. 4.
    Montaje de elementos en el interior de un gran aerogenerador según reivindicación 1, caracterizado porque la pieza de conexión intermedia (8) es un entramado formado por vigas principales y transversales, que se anclan al bastidor (4) mediante elementos de unión dispuestos en los extremos y formados por lengüetas horizontales y verticales que se ubican en los extremos de las vigas principales.
  5. 5.
    Montaje de elementos en el interior de un gran aerogenerador según reivindicación 1, caracterizado porque las plataformas (6a y 6b) tienen una estructura portante (11) en la base y unas trampillas (12) que escamotean el hueco de la escalera dispuestas junto a un hueco central (13).
  6. 6.
    Montaje de elementos en el interior de un gran aerogenerador según reivindicación 5, caracterizado porque la plataforma (6b) incluye un armario eléctrico (14) y de una trampilla de doble hoja (15b).
  7. 7.
    Montaje de elementos en el interior de un gran aerogenerador según reivindicación 5, caracterizado porque la plataforma (6a) tiene una trampilla simple (15a), incluye un tanque de lubricación y sistema de refrigeración de aceite (16) y un armario de control
    (18) del sistema de lubricación y refrigeración.
    OFICINA ESPAÑOLA DE PATENTES Y MARCAS
    N.º solicitud: 201000445
    ESPAÑA
    Fecha de presentación de la solicitud: 08.04.2010
    Fecha de prioridad:
    INFORME SOBRE EL ESTADO DE LA TECNICA
    51 Int. Cl. : Ver Hoja Adicional
    DOCUMENTOS RELEVANTES
    Categoría
    56 Documentos citados Reivindicaciones afectadas
    A
    EP 1933029 A1 (GAMESA INNOVATION AND TECHNOLO) 18/06/2008, todo el documento. 1-7
    A
    WO 0036724 A2 (DAN CONTROL ENGINEERING A S ET AL.) 22/06/2000, todo el documento. 1-7
    A
    WO 2007130002 A1 (TOWER LOGISTICS LLC ET AL.) 15/11/2007, todo el documento. 1-7
    A
    WO 2008055576 A2 (GREIFZUG HEBEZEUGBAU GMBH ET AL.) 15/05/2008, resumen; figuras. 1-7
    A
    WO 0105695 A1 (FERNANDEZ SOTO LETICIA) 25/01/2001, resumen; figuras. 1-7
    A
    WO 2006056196 A1 (VESTAS WIND SYS AS ET AL.) 01/06/2006, todo el documento. 1-7
    Categoría de los documentos citados X: de particular relevancia Y: de particular relevancia combinado con otro/s de la misma categoría A: refleja el estado de la técnica O: referido a divulgación no escrita P: publicado entre la fecha de prioridad y la de presentación de la solicitud E: documento anterior, pero publicado después de la fecha de presentación de la solicitud
    El presente informe ha sido realizado • para todas las reivindicaciones • para las reivindicaciones nº:
    Fecha de realización del informe 18.05.2012
    Examinador M. P. Prytz González Página 1/4
    INFORME DEL ESTADO DE LA TÉCNICA
    Nº de solicitud: 201000445
    CLASIFICACIÓN OBJETO DE LA SOLICITUD F03D1/00 (2006.01)
    F03D11/00 (2006.01) F03D11/04 (2006.01) Documentación mínima buscada (sistema de clasificación seguido de los símbolos de clasificación)
    F03D
    Bases de datos electrónicas consultadas durante la búsqueda (nombre de la base de datos y, si es posible, términos de búsqueda utilizados) INVENES, EPODOC
    Informe del Estado de la Técnica Página 2/4
    OPINIÓN ESCRITA
    Nº de solicitud: 201000445
    Fecha de Realización de la Opinión Escrita: 18.05.2012
    Declaración
    Novedad (Art. 6.1 LP 11/1986)
    Reivindicaciones Reivindicaciones 1-7 SI NO
    Actividad inventiva (Art. 8.1 LP11/1986)
    Reivindicaciones Reivindicaciones 1-7 SI NO
    Se considera que la solicitud cumple con el requisito de aplicación industrial. Este requisito fue evaluado durante la fase de examen formal y técnico de la solicitud (Artículo 31.2 Ley 11/1986).
    Base de la Opinión.-
    La presente opinión se ha realizado sobre la base de la solicitud de patente tal y como se publica.
    Informe del Estado de la Técnica Página 3/4
    OPINIÓN ESCRITA
    Nº de solicitud: 201000445
    1. Documentos considerados.-
    A continuación se relacionan los documentos pertenecientes al estado de la técnica tomados en consideración para la realización de esta opinión.
    Documento
    Número Publicación o Identificación Fecha Publicación
    D01
    EP 1933029 A1 (GAMESA INNOVATION AND TECHNOLO) 18.06.2008
    D02
    WO 0036724 A2 (DAN CONTROL ENGINEERING A S et al.) 22.06.2000
    D03
    WO 2007130002 A1 (TOWER LOGISTICS LLC et al.) 15.11.2007
    D04
    WO 2008055576 A2 (GREIFZUG HEBEZEUGBAU GMBH et al.) 15.05.2008
    D05
    WO 0105695 A1 (FERNANDEZ SOTO LETICIA) 25.01.2001
    D06
    WO 2006056196 A1 (VESTAS WIND SYS AS et al.) 01.06.2006
  8. 2. Declaración motivada según los artículos 29.6 y 29.7 del Reglamento de ejecución de la Ley 11/1986, de 20 de marzo, de Patentes sobre la novedad y la actividad inventiva; citas y explicaciones en apoyo de esta declaración
    La presente solicitud de patente hace referencia a un sistema de montaje de elementos en el interior de un gran aerogenerador. Consta la solicitud de 7 reivindicaciones, siendo la reivindicación 1 independiente y el resto dependientes, directa o indirectamente, de ella.
    Es propósito de la primera reivindicación el montaje de elementos en el interior de un gran aerogenerador, concretamente en el tramo superior de la torre, justo debajo de la góndola, siendo los elementos al menos una plataforma y una escalera, caracterizado porque la plataforma o plataformas son horizontales, la escalera es vertical y junto con una estructura central constituida por una pieza única que atraviesa ambas plataformas, forman un conjunto que se integra mediante una pieza de conexión intermedia al bastidor de la góndola girando solidariamente con ella.
    Los documentos D01 a D06 suponen una representación del estado de la técnica la que pertenece la invención. Ninguno de los documentos citados considerados de modo aislado o en combinación, divulgan un sistema de montaje de elementos en el interior de un gran aerogenerador con las características que se reivindican en la primera reivindicación. La diferencia fundamental entre los documentos citados y la invención radica en que no se ha encontrado un montaje de elementos en el interior de un gran aerogenerador en el que una plataforma horizontal y una escalera vertical junto a una única pieza a modo de estructura central queden acopladas como un conjunto al bastidor de la góndola mediante una conexión intermedia. Por tal motivo, el objeto inventivo de la reivindicación 1 puede considerarse nuevo y que posee actividad inventiva, en el sentido de los artículos 6 y 8, respectivamente, de la ley 11/1986 de Patentes.
    Al ser nueva y con actividad inventiva la reivindicación 1 también resultan nuevas y con actividad inventiva las reivindicaciones 2 a 7 por ser dependientes de dicha reivindicación 1.
    Informe del Estado de la Técnica Página 4/4
ES201000445A 2010-04-08 2010-04-08 Montaje de elementos en el interior de un gran aerogenerador Withdrawn - After Issue ES2381833B1 (es)

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