ES2451000T3

ES2451000T3 - Aerogenerador

Info

Publication number: ES2451000T3
Application number: ES10158262.5T
Authority: ES
Inventors: Daniel CASTELL MARTÍNEZ
Original assignee: Alstom Renovables Espana SL
Current assignee: General Electric Renovables Espana SL
Priority date: 2010-03-29
Filing date: 2010-03-29
Publication date: 2014-03-26
Anticipated expiration: 2030-03-29
Also published as: EP2372150B1; US20120146337A1; EP2372150A1; DK2372150T3; KR20130054949A; WO2011120720A1; CN102834612A

Abstract

Aerogenerador que comprende un buje (10) que lleva una o más palas, un generador (60), un eje (30), y un primer elemento de acoplamiento (40, 40a, 40b, 40c) montado en el eje (30) que acopla operativamente el eje (30) a un lado frontal del buje (10), en el que el buje (10) está montado de forma giratoria en un bastidor (20) y está adaptado para girar alrededor de dicho bastidor (20), el eje (30) está provisto al menos parcialmente internamente de dicho bastidor (20), y en el que el primer elemento de acoplamiento (40, 40a, 40b, 40c) está adaptado para transmitir el par alrededor del eje de rotación del buje desde dicho buje (10) a dicho eje (30) mientras que limita sustancialmente la transmisión de otras cargas, caracterizado por el hecho de que, en funcionamiento, el rotor (62) del generador es accionado directamente por el eje (30), el rotor del generador (62) está montado de manera giratoria en el bastidor (20), y está adaptado para girar alrededor de dicho bastidor (20), y el eje (30) está conectado a un lado posterior del rotor del generador (62) a través de un segundo elemento de acoplamiento no rígido (70) montado en el eje en el lado posterior del rotor del generador (62), en el que dicho segundo elemento de acoplamiento no rígido está adaptado para transmitir el par alrededor del eje de rotación del eje desde el eje (30) al rotor (62) del generador mientras que limita sustancialmente la transmisión de otras cargas desde el eje (30) al generador (60).

Description

Aerogenerador

[0001] La presente invencion se refiere a un aerogenerador. [0002] Los aerogeneradores modernos se utilizan comunmente para suministrar electricidad a la red electrica. Los aerogeneradores de este tipo generalmente comprenden un rotor con un buje de rotor y una pluralidad de palas. El rotor es puesto en rotacion bajo la influencia del viento en las palas. La rotacion del eje del rotor acciona directamente el rotor del generador (Uaccionamiento directoU) o bien mediante el uso de una caja de cambios. [0003] Las cajas de cambios forman uno de los componentes de mantenimiento mas intensivo del aerogenerador. Estas necesitan ser inspeccionadas con regularidad y no siempre cumplen con su vida de servicio esperada; la caja de cambios o algunas de sus partes a veces necesitan ser reemplazadas antes de tiempo. Esto es debido a las cargas elevadas y a las cargas fluctuantes a las que esta sometida una caja de cambios. Son particularmente dafinas, las cargas de flexion sobre las palas, que pueden ser transmitidas a traves del eje del rotor a la caja de cambios. [0004] Los aerogeneradores de accionamiento directo no sufren de los problemas relacionados con la caja de cambios. Sin embargo, puesto que no hay aumento de la velocidad, el eje del generador gira muy lentamente. Como consecuencia de ello, en general se necesita un generador grande y caro para ser capaz de generar la electricidad en una forma efectiva. Ademas, cuando se transmiten cargas de flexion y movimientos (y deformaciones correspondientes) a traves del eje del rotor al generador, puede que no sea posible mantener constante un espacio de aire entre el rotor del generador y del estator del generador. Por otra parte, las cargas de flexion elevadas podrian, incluso, causar dafos estructurales a partes del generador, por ejemplo, sus rodamientos. El reemplazo o la reparacion de este tipo de piezas del generador pueden ser muy costosos debido al tamafo y al coste relacionado del generador. [0005] Tambien, en el caso de disefos de aerogeneradores de accionamiento directo mas integrados, que carecen de un eje de rotor y que tienen un acoplamiento directo entre el buje o sus palas y el rotor del generador (conocido a partir de, por ejemplo, DE 10255745), los momentos de flexion y las deformaciones son transmitidos directamente desde el buje al rotor y/o el estator, haciendo mas dificil el minimizar las variaciones de espacio de aire. [0006] En aplicaciones marinas (tanto cerca de la costa, como lejos de la costa), los costos de mantenimiento son una parte importante del coste de funcionamiento de un aerogenerador. Por lo tanto, en estos tipos de aplicaciones, a menudo se elige una configuracion de transmision directa a fin de evitar el coste de mantenimiento relacionado con una caja de cambios. Sin embargo, esto no resuelve los problemas mencionados anteriormente que se refieren a la transmision de cargas de flexion, las deformaciones asociadas con el generador, y las variaciones en el espacio de aire del generador. [0007] La causa de la transmision de las cargas de flexion y de las deformaciones de las palas y del buje al generador radica en la configuracion del aerogenerador. En la mayoria de los aerogeneradores convencionales, el buje del rotor esta montado en un extremo del eje del rotor. El eje del rotor esta montado giratoriamente en una estructura de apoyo dentro de la gondola encima de la torre del aerogenerador. Asi pues, el rotor forma una estructura en voladizo que transmite el par, pero, ademas, transmite las cargas de flexion ciclicas debido a las cargas en las palas y al peso del buje y de las palas. Estas cargas de flexion se transmiten al generador (en el caso de los aerogeneradores de transmision directa) causando variaciones de espacio de aire. [0008] Con el fin de resolver este problema, se conoce a partir de, por ejemplo ES 2 163 362, proporcionar una torre de aerogenerador con un bastidor que se extienden hacia delante. El buje del rotor con su pluralidad de palas esta montado sobre dicho bastidor y puede girar; el buje del rotor esta acoplado a un eje de rotor situado dentro de dicho bastidor. Dicho aerogenerador ha sido indicado esquematicamente en la figura 1. En la figura 1, un aerogenerador 100 comprende un buje 110, que esta montado de forma giratoria sobre el bastidor 170, en un extremo distal de dicho bastidor. El bastidor 170 esta montado sobre la torre 180. Un elemento de acoplamiento 120 acopla el eje del rotor 130 al buje 110. La rotacion del eje del rotor 130 es transformada con una caja de cambios 140 a una rotacion rapida del eje de salida 150 que acciona el generador 160. [0009] Con este tipo de configuracion que comprende un buje montado sobre un bastidor, las cargas debidas al peso del buje y de las palas son transmitidas de forma mas directa a traves del bastidor a la torre, mientras que el eje del rotor transmite principalmente par a la caja de cambios (y/o al generador), de este modo se evitan sustancialmente deformaciones no deseadas en el tren de potencia. Esto representa una mejora importante con respecto a otros aerogeneradores de la tecnica anterior, pero no se puede evitar por completo la transmision de cargas flexion desde las palas al eje del rotor, (y a traves del eje del rotor a la caja de cambios).

[0010] Una configuracion de aerogenerador similar a la que se divulga en ES 2 163 362 es conocida de US 4 757 211 A1.

[0011] Todavia existe una necesidad de un aerogenerador de accionamiento directo en el que la transferencia de cargas de flexion y de movimientos desde el buje del rotor al generador puedan reducirse sustancialmente. Es un objeto de la presente invencion satisfacer esta necesidad.

[0012] En un primer aspecto, la presente invencion proporciona un aerogenerador de acuerdo con la reivindicacion

1.

[0013] En este aspecto de la invencion, el acoplamiento entre el eje y el buje esta adaptado para transmitir el par alrededor del eje de rotacion del buje desde dicho buje a dicho eje al tiempo que limita la transmision de otras cargas (por ejemplo, momentos de flexion, cargas transversales y axiales). Debe entenderse que el acoplamiento no puede evitar completamente la transmision de estas otras cargas. Sin embargo, el acoplamiento puede ser relativamente flexible con respecto a estas otras cargas, de modo que puedan ser transmitidas a traves de trayectorias de carga diferentes (particularmente a traves del bastidor). Tambien la disposicion del generador debe entenderse de la misma manera: aunque la transmision de otras cargas (momentos de flexion, cargas transversales y axiales) no pueda evitarse por completo, su transmision estara sustancialmente limitada.

[0014] Con esta configuracion, las cargas de flexion y las deformaciones potencialmente perjudiciales a las que esta sometido inevitablemente el buje pueden ser evitadas en el generador. La conexion entre el buje y el generador a traves del eje es relativamente rigida con respecto a torsion pero flexible con respecto a cargas de flexion y movimientos. De esta manera, estas cargas se transmiten directamente desde el buje al bastidor y a la torre. [0015] El eje esta conectado al rotor del generador a traves de un segundo acoplamiento no rigido, y dicho segundo acoplamiento esta adaptado para transmitir el par alrededor del eje de rotacion del eje desde el eje al generador, mientras que limita sustancialmente la transmision de otras cargas. Opcionalmente, dicho segundo acoplamiento comprende ranuras circulares. Otra opcion es que el segundo acoplamiento comprenda una pieza central de la que se extienden sustancialmente radialmente una pluralidad de rayos, estando montada dicha pieza central sobre dicho eje, y se disponen elementos flexibles para conectar los rayos al rotor del generador. Aun, una opcion adicional es que dicho segundo acoplamiento comprenda una pieza central montada en dicho eje, comprendiendo dicha pieza central un disco sustancialmente circular, estando conectado dicho disco circular al rotor del generador a traves de una pluralidad de pernos axiales dispuestos circunferencialmente, en el que dichos pernos estan dispuestos dentro de dicho disco circular con una pluralidad de casquillos flexibles.

[0016] En realizaciones no reivindicadas, el eje esta conectado rigidamente al rotor del generador, y el estator del generador esta soportado por y conectado de manera flexible a una estructura fija a traves de un tercer acoplamiento. El tercer acoplamiento puede estar conectado, por ejemplo, a una parte del bastidor, a una brida conectada al bastidor u otro componente adecuado. En este sentido, se ha de entender una estructura UfijaU como una estructura no giratoria que esta fija con respecto a la gondola, tales como la gondola en si, o el bastidor sobre el cual esta montado el buje. Estara claro que estrictamente hablando, estos componentes no son totalmente UfijosU, ya que pueden girar con respecto a la torre con la ayuda de un mecanismo de orientacion.

[0017] Preferiblemente, este tercer acoplamiento sera relativamente rigido con respecto a la torsion, pero flexible con respecto a otras cargas (de manera que estas cargas no sean transmitidas desde el estator al bastidor).

[0018] En algunas realizaciones, se proporcionan uno o mas rodamientos dentro del bastidor para soportar el eje.

[0019] En algunas realizaciones, dicho primer acoplamiento comprende una pieza central de la que se extienden radialmente una pluralidad de rayos, estando montada dicha pieza central sobre dicho eje, y el buje esta provisto de una pluralidad de salientes axiales dispuestos circunferencialmente y se disponen elementos flexibles para conectar los rayos a dichos salientes. En otras realizaciones, dicho primer acoplamiento comprende una pieza central montada en dicho eje, comprendiendo la pieza central un disco sustancialmente circular, estando conectado dicho disco circular al buje a traves de una pluralidad de pernos axiales dispuestos circunferencialmente, en el que dichos pernos estan dispuestos dentro de dicho disco circular con una pluralidad de casquillos flexibles. Dentro del alcance de la invencion, se pueden utilizar incluso otras realizaciones del primer acoplamiento, que comprenden, por ejemplo, elementos elasticos o visco-elasticos dispuestos convenientemente, o todavia otros tipos de elementos que cedan a cargas de flexion, etc.

0020] En algunas realizaciones, dicha pieza central mencionada anteriormente puede estar montada sobre dicho eje con un disco de contraccion. Sin embargo, en otras realizaciones dicha pieza central puede estar soldada, atornillada o conectada a traves de otros medios adecuados.

[0021] En algunas realizaciones, el rotor del generador esta dispuesto radialmente en el exterior del estator del generador. En otras realizaciones, el estator del generador esta dispuesto radialmente fuera del rotor del generador. Dentro del alcance de la invencion, incluso otras realizaciones son posibles, por ejemplo, configuraciones en las que el rotor del generador y el estator estan dispuestos axialmente uno con respecto al otro.

[0022] En algunas realizaciones de la invencion, dicho eje comprende una parte frontal y una parte posterior conectadas una con la otra. Dicha parte frontal y dicha parte posterior del eje estan conectadas preferentemente de forma rigida entre si. La division del eje en una parte frontal y una parte posterior puede facilitar el proceso de instalacion. Tambien puede facilitar la fabricacion del eje. Por otro lado, el uso de un eje integral puede conducir a un peso total del eje menor.

[0023] En algunas realizaciones de la invencion, dicho bastidor comprende una parte frontal y una parte posterior, en el que el buje esta montado de forma giratoria sobre dicha parte frontal, y la parte posterior parte de dicho bastidor esta montado de manera giratoria en una torre. Por lo tanto, el buje es capaz de girar alrededor de su eje de rotacion y la parte posterior del bastidor es capaz de girar alrededor del eje de la torre. Dentro del alcance de la invencion, el bastidor puede estar formado de una parte integral o puede comprender dos o mas partes separadas. En una realizacion, el bastidor comprende tres partes: una parte delantera que soporta el buje, una parte media montado de manera giratoria en la torre del aerogenerador y una parte trasera que lleva el generador. El bastidor que comprende una pluralidad de partes separadas puede tener ventajas para la instalacion del aerogenerador.

[0024] Ademas, el bastidor puede ser de cualquier forma y configuracion adecuadas: el bastidor puede tener, por ejemplo, una seccion transversal circular, eliptica, rectangular u otra. El bastidor puede ser un componente forjado pero tambien puede estar formado, por ejemplo, por una pluralidad de vigas o una estructura de armadura adecuada.

[0025] En algunas realizaciones de la invencion, el eje es un eje solido UtradicionalU. Sin embargo, en realizaciones preferidas de la invencion, el eje puede ser un eje hueco tubular. Debido a las cargas reducidas en el eje, el eje puede hacerse mas ligero. En algunas realizaciones de la invencion, en lugar de un eje solido convencional, puede emplearse un eje hueco tubular.

[0026] Las realizaciones particulares de la presente invencion se describiran en lo que sigue, solo a modo de ejemplo no limitativo, con referencia a las figuras adjuntas, en las que:

La figura 1 ilustra un aerogenerador de la tecnica anterior; La figura 2 ilustra esquematicamente una primera realizacion de un aerogenerador de acuerdo con la presente invencion; Las figuras 3a -3c ilustran esquematicamente algunas realizaciones de acoplamientos entre el buje y el eje del rotor que pueden ser utilizadas en realizaciones de la presente invencion; La figura 4 ilustra esquematicamente una segunda forma de realizacion de un aerogenerador de acuerdo con la presente invencion; La figura 5 ilustra esquematicamente una tercera forma de realizacion de un aerogenerador de acuerdo con la presente invencion; La figura 6 ilustra esquematicamente una cuarta forma de realizacion de un aerogenerador de acuerdo con la presente invencion; La figura 7 ilustra esquematicamente una quinta forma de realizacion de un aerogenerador de acuerdo con la presente invencion; La figura 8 ilustra esquematicamente una realizacion no reivindicada de un aerogenerador; La figura 9 ilustra esquematicamente un acoplamiento entre un generador y un bastidor que puede ser utilizado en realizaciones de la presente invencion; La figura 10 ilustra esquematicamente una realizacion no reivindicada de un aerogenerador; Las figuras 11a y 11b ilustran esquematicamente una conexion ranurada esferica que puede utilizarse en realizaciones de la presente invencion.

[0027] La Figura 2 ilustra esquematicamente una primera forma de realizacion de un aerogenerador de acuerdo con la presente invencion. El aerogenerador 1 comprende una torre 50, en la que esta montado el bastidor 20. En esta forma de realizacion, el bastidor 20 comprende una parte frontal 20a, una parte media 20b, y una parte posterior 20c. El buje 10 lleva una pluralidad de palas (no mostrado) y esta montado de manera giratoria con dos rodamientos 15 sobre la parte frontal 20a del bastidor.

[0028] El buje 10 esta conectado al eje 30 a traves del elemento de acoplamiento 40. El elemento de acoplamiento 40 esta disefado de tal que transmite par de torsion desde el buje 10 de rotor al eje 30, al tiempo que limita sustancialmente la transferencia de otras cargas. Estara claro que el elemento de acoplamiento 40 puede adoptar diversas formas adecuadas. Las figuras 3a - 3c ilustran diversos elementos de acoplamiento adecuados.

[0029] En una primera forma de realizacion de la figura 3a, el elemento de acoplamiento 40a conecta el eje 30 al buje 10 (no mostrado en la figura 3a). El elemento de acoplamiento 40a comprende un disco circular 46, montado en el eje 30 con un disco de contraccion 45. La pluralidad de agujeros 48 se ha dispuesto en el disco 46 para proporcionar el acceso al buje. El borde anular del disco 46 comprende una pluralidad de orificios, en los que se proporcionan los pernos para conectar el disco al buje. Los pernos 41 se proporcionan en casquillos flexibles 42a. Estos casquillos 42a pueden estar hechos de un material elastico o flexible adecuado. Con esta disposicion, la conexion entre el buje y el eje 30 limita sustancialmente la transferencia de cualquier carga distinta de la del par de torsion desde el buje. El signo de referencia 39 indica un elemento de cierre, conectado al disco de contraccion 45, que cierra sustancialmente el eje y puede servir para proteger el interior del eje del medio ambiente.

[0030] Otra solucion se muestra en la figura 3b: el acoplamiento 40b. Se proporciona una pieza central en el eje 30. Tres rayos 44 se extienden radialmente desde dicha pieza central. Los rayos 44 crean aberturas 47 en sus extremos. Las protuberancias del buje (no mostrado) se pueden montar en estas aberturas 47. Los elementos flexibles 42b conectan los rayos 44 a las protuberancias del buje. Los segmentos anulares 49 con orificios de acceso 48 estan dispuestos entre los rayos 44. Tambien con esta forma de realizacion, el par se transmite desde el buje, mientras que la transferencia de otras cargas se limita sustancialmente. Sera claro que el numero de rayos puede variar libremente en esta realizacion particular.

[0031] Una opcion adicional se muestra en la figura 3c: el acoplamiento 40c. De modo similar al acoplamiento 40b, una pieza central que se monta en el eje 30 tiene una pluralidad de rayos 44 que se extienden radialmente. Se proporcionan elementos flexibles 42b en sus extremos distales. Los rayos se pueden instalar entre salientes desde el buje adecuados.

[0032] Los elementos flexibles que se muestran en los acoplamientos 40a, 40b y 40c pueden adoptar muchas formas adecuadas. Pueden ser, por ejemplo, elasticos o visco-elasticos. Se pueden fabricar a partir de, por ejemplo, elastomeros o a partir de ambos elastomeros y metales. En algunas realizaciones, la rigidez (o la flexibilidad, o la elasticidad) de los elementos flexibles puede ser ajustable. En realizaciones preferidas, pueden estar pre-cargados. El aspecto mas importante de los elementos flexibles es que, debido a su disposicion y sus propiedades, resisten en cierta medida todas las cargas, pero transmiten de manera segura el par desde el buje.

[0033] Con referencia adicional a la figura 2, el elemento de acoplamiento 40 esta montado en el eje 30 a traves de un disco de contraccion 45. Sin embargo, dentro del alcance de la presente invencion, el elemento de acoplamiento 40 puede estar montado en el eje 30 en cualquier otra forma adecuada (por ejemplo, soldado, atornillado, enroscado, ajuste por interferencia, etc.) Se puede ver en la figura 2 que el eje 30 se extiende internamente del bastidor 20. Un segundo elemento de acoplamiento 70 se proporciona que transmite el par desde el eje 30 al rotor del generador 62, mientras que al mismo tiempo limita la transferencia de otras cargas. El segundo acoplamiento es similar al primer acoplamiento en el sentido de que se transmite sustancialmente solo el par. Este segundo acoplamiento puede, por lo tanto, tener tambien una forma similar al primer acoplamiento mostrado en las figuras 3a

-: 3c: en algunas realizaciones, el segundo acoplamiento comprende una pieza central desde la cual se extienden una pluralidad de rayos que se extienden sustancialmente radialmente, dicha pieza central esta montada en dicho eje, y los elementos flexibles estan dispuestos para conectar los rayos al rotor del generador. En otras realizaciones, el segundo acoplamiento comprende un pieza central montada en dicho eje, comprendiendo dicha pieza central un disco sustancialmente circular, estando conectado dicho disco circular al rotor del generador a traves de una pluralidad pernos axiales dispuestos circunferencialmente, en el que dichos pernos estan dispuestos dentro de dicho disco circular con una pluralidad de casquillos flexibles. La invencion sin embargo no se limita a tales ejemplos.

[0034] El rotor del generador 62 esta montado sobre el bastidor 20c a traves de rodamientos 65 adecuados. El estator del generador 64 esta dispuesto radialmente fuera del rotor del generador 62. Se proporciona la carcasa del generador 61 para proteccion contra las influencias del clima. Debido a los primer y segundo acoplamientos flexibles, se evita sustancialmente la transferencia de cualquier carga que no sea el par desde el buje al generador. Dado que las cargas de flexion y deformaciones que acompafan no se transfieren, el espacio de aire entre el rotor del generador y el estator se puede mantener relativamente estable.

[0035] Una forma de realizacion adicional de la presente invencion se ilustra esquematicamente en la figura 4. Los mismos signos de referencia se han utilizado para denotar los mismos elementos. La principal diferencia entre las realizaciones de las figuras 4 y 2 esta en el generador 60, y mas particularmente en la disposicion de la carcasa 61. En la figura 4, el generador esta completamente cerrado, lo que hace que el generador sea estructuralmente mas fuerte. Por otro lado, comprende mas material que puede hacer que esta realizacion sea mas cara que la realizacion de la figura 2.

[0036] Aun otra forma de realizacion se muestra en la figura 5. En esta realizacion, se proporciona un rodamiento adicional 85 entre la carcasa del generador 61 y el rotor del generador 62. Este rodamiento reduce aun mas las variaciones de espacio de aire, minimizando el movimiento relativo entre el estator y el rotor del generador.

[0037] En la forma de realizacion de la figura 6, se proporciona un unico rodamiento 85 entre la carcasa del generador 61 y el rotor del generador 62. Tambien se proporciona un unico rodamiento 65 entre el rotor del generador 62 y el bastidor 20c. En esta realizacion, el elemento de acoplamiento 70 y el disco de contraccion 75 estan dispuestos completamente dentro de la carcasa del generador 61.

[0038] En la forma de realizacion de la figura 7, el rotor del generador 62 esta dispuesto radialmente en el exterior del estator del generador 64. Asi, la carcasa del generador 61 esta formada por el rotor. Se proporcionan los rodamientos 95 entre la carcasa del generador 61 y el bastidor 20c. Se proporciona un acoplamiento flexible 70, de manera similar a la los mostrados antes, entre el rotor del generador y el eje del rotor 30 para transferir el par del eje y limitar sustancialmente la transferencia de otras cargas.

[0039] Dicho acoplamiento flexible no se proporciona en la realizacion no reivindicada de la figura 8. La conexion entre el eje 30 y el rotor del generador 62 es rigida. Se evitan de una manera diferente las deformaciones no deseadas en el generador y el espacio de aire que acompafa la inestabilidad: en primer lugar (como en otras realizaciones), se proporciona un acoplamiento flexible entre el buje del rotor 10 y el eje 30. En segundo lugar, el estator del generador 64 (y la carcasa 61) es apoyado por y conectado de manera flexible al bastidor 20c a traves de un tercer acoplamiento 90. El tercer acoplamiento 90 es un acoplamiento no giratorio que es relativamente rigido con respecto a la torsion pero relativamente flexible con respecto a otras cargas.

[0040] Un ejemplo preferido de dicho acoplamiento 90 se muestra en la figura 9. Una pieza central 91 puede estar montada en el bastidor 20c. Una pluralidad de rayos 92 se extiende radialmente desde la pieza central. La carcasa del generador 61 comprende un pluralidad de salientes radiales 94. Estos salientes radiales estan conectados a los rayos 92 por medio de elementos flexibles adecuados 93. Sera claro que se podrian emplear muchos elementos flexibles diferentes adecuados, de muchos materiales diferentes adecuados. La caracteristica mas importante de los elementos flexibles es que con ellos aguantan facilmente a las cargas fuera del plano del acoplamiento 90.

[0041] La combinacion del primer acoplamiento entre el buje y el eje y el tercer acoplamiento entre el estator del generador y el bastidor asegura que las variaciones de espacio de aire puedan ser minimizadas.

[0042] La figura 10 muestra una forma de realizacion no reivindicada. Se proporciona el acoplamiento rigido 80 entre el eje del rotor 30 y la carcasa del generador 61 (y el rotor del generador 62, que esta dispuesto una vez mas radialmente externo al estator del generador 64). Los rodamientos 65 se proporcionan entre el rotor del generador y el bastidor 20c. Ademas, se proporciona un rodamiento 35 entre el eje del rotor y el bastidor 20b. En esta realizacion, la conexion 99 entre el bastidor de la parte media 20b y el bastidor de la parte trasera 20c es tal que la transferencia de cargas que no sean en el plano de la conexion esta sustancialmente limitada. Esto puede conseguirse de diversas maneras posibles, por ejemplo, con una disposicion que se muestra en la figura 9, otra disposicion adecuada de elementos elasticos o flexibles entre las partes del bastidor, o la provision de casquillos flexibles para pernos o tornillos utilizados para conectar entre si las partes del bastidor.

[0043] En esta realizacion, el rodamiento 35 ha sido proporcionado en la union entre la parte media del bastidor 20b y la parte trasera del bastidor 20c. En otras realizaciones, el rodamiento 35 puede ser colocado en una posicion diferente.

[0044] Las figuras 11a y 11b ilustran muy esquematicamente otra forma de un acoplamiento no rigido entre el eje del rotor 30 y el rotor del generador 62, que transmite el par desde el eje al rotor del generador, pero limita sustancialmente la transferencia de otras cargas. La conexion mostrada utiliza ranuras 33 provistas en el eje del rotor 30 y ranuras de acoplamiento 63 provistas en el rotor del generador. Las ranuras 33 que se extienden radialmente tienen forma de segmento circular. Las ranuras de acoplamiento 63 tienen una forma que es complementaria con las ranuras 33, de tal manera que las ranuras 33 encajen dentro de ellas.

[0045] Cuando se somete a cargas de flexion, las ranuras 33 se deslizarian con respecto a las ranuras 63. Cuando se somete a par, las cargas son transmitidas directamente a traves de las ranuras 33 y 63. Por lo tanto, tambien utilizando este tipo de conexion uno puede garantizar que el par del eje del rotor sea transmitido al tiempo que se limite sustancialmente la transmision de otras cargas.

[0046] Aunque en las realizaciones mostradas en las figuras, el eje del rotor 30 ha sido representado como un eje hueco tubular, en otras formas de realizacion de la invencion, el eje puede ser un eje macizo.

[0047] Y aunque en las realizaciones mostradas en la figuras, el bastidor 20 ha sido representado como comprendiendo tres partes separadas, en otras formas de realizacion de la invencion, el bastidor puede ser unitario

o puede comprender dos o cuatro o mas partes diferentes. Dentro del alcance de la invencion, el bastidor puede ademas adoptar una forma y estructura diferentes.

[0048] La presente invencion esta, ademas, no limitada en cualquier manera a la clase de rodamientos utilizados para montar el buje en el bastidor o para montar el generador en el bastidor. Se pueden emplear rodamientos de fluido adecuados, particularmente rodamientos hidrodinamicos o hidrostaticos. Alternativamente, pueden ser utilizados tambien rodamientos de elementos rodantes adecuados, tales como rodamientos de rodillos, rodamientos

5 de rodillos conicos dobles, o rodamientos de bolas. Los rodamientos pueden, ademas, ser puramente rodamientos radiales o rodamientos radiales y axiales.

[0049] La presente invencion esta, ademas, no limitada en cualquier manera a la clase de generador utilizado en el aerogenerador. Puede ser utilizado cualquier tipo adecuado de generador sincronico o asincronico. En una forma de

10 realizacion preferida de la presente invencion, se proporciona el rotor del generador con imanes permanentes.

[0050] A pesar que esta invencion solo ha sido divulgada en el contexto de algunas realizaciones y ejemplos particulares, los expertos en la material entenderan que la presente invencion se extiende mas alla de las realizaciones especificamente reveladas a otras realizaciones y/o usos alternativos de la invencion y a las

15 modificaciones evidentes y equivalentes de la misma. Mas aun, la presente invencion cubre todas las combinaciones posibles de las realizaciones particulares descritas. Asi, se pretende que el alcance de la presente invencion no este limitado por la divulgacion de las realizaciones particulares descritas anteriormente, sino que dicho alcance venga determinado por una lectura razonable de las reivindicaciones que siguen.

Claims

REIVINDICACIONES

1. Aerogenerador que comprende un buje (10) que lleva una o mas palas, un generador (60), un eje (30), y un primer elemento de acoplamiento (40, 40a, 40b, 40c) montado en el eje (30) que acopla operativamente el eje (30) a un lado frontal del buje (10), en el que

el buje (10) esta montado de forma giratoria en un bastidor (20) y esta adaptado para girar alrededor de dicho bastidor (20),

el eje (30) esta provisto al menos parcialmente internamente de dicho bastidor (20), y en el que

el primer elemento de acoplamiento (40, 40a, 40b, 40c) esta adaptado para transmitir el par alrededor del eje de rotacion del buje desde dicho buje (10) a dicho eje (30) mientras que limita sustancialmente la transmision de otras cargas, caracterizado por el hecho de que,

en funcionamiento, el rotor (62) del generador es accionado directamente por el eje (30),

el rotor del generador (62) esta montado de manera giratoria en el bastidor (20), y esta adaptado para girar alrededor de dicho bastidor (20), y

el eje (30) esta conectado a un lado posterior del rotor del generador (62) a traves de un segundo elemento de acoplamiento no rigido (70) montado en el eje en el lado posterior del rotor del generador (62), en el que dicho segundo elemento de acoplamiento no rigido esta adaptado para transmitir el par alrededor del eje de rotacion del eje desde el eje (30) al rotor (62) del generador mientras que limita sustancialmente la transmision de otras cargas desde el eje (30) al generador (60).
2.

Aerogenerador segun la reivindicacion 1, en el que dicho segundo elemento de acoplamiento (70) comprende ranuras (33) sustancialmente circulares.
3.

Aerogenerador segun la reivindicacion 1, en el que dicho segundo elemento de acoplamiento (70) comprende una pieza central a partir del cual se extienden sustancialmente radialmente una pluralidad de rayos, estando montada dicha pieza central sobre dicho eje (30), y en el que se disponen elementos flexibles para conectar los rayos al rotor

(62) del generador.
4.

Aerogenerador segun la reivindicacion 1, en el que dicho segundo elemento de acoplamiento (70) comprende una pieza central montada en dicho eje (30), comprendiendo dicha pieza central un disco sustancialmente circular, estando conectado dicho disco circular al rotor del generador a traves de una pluralidad de pernos axiales dispuestos circunferencialmente, en el que dichos pernos estan dispuestos dentro de dicho disco circular con una pluralidad de casquillos flexibles.
5.

Aerogenerador de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que dicho primer elemento de acoplamiento (40b, 40c) comprende una pieza central desde la que se extienden sustancialmente radialmente una pluralidad de rayos (44), estando montada dicha pieza central en dicho eje (30), y en el que el buje (10) esta provisto de una pluralidad de salientes axiales dispuestos circunferencialmente, y en el que se disponen elementos flexibles (42b) para conectar los rayos (44) a dichos salientes.
6.

Aerogenerador de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 -4, en el que dicho primer elemento de acoplamiento (40a) comprende una pieza central montada en dicho eje (30), comprendiendo dicha pieza central un disco sustancialmente circular (46), estando conectado dicho disco circular (46) al buje (10) a traves de una pluralidad de pernos axiales (41) dispuestos circunferencialmente, en el que dichos pernos (41) estan dispuestos dentro de dicho disco circular (46) con una pluralidad de casquillos flexibles (42a).
7.

Aerogenerador de acuerdo con la reivindicacion 5 o 6, en el que dicha pieza central esta montada en dicho eje

(30) con un disco de contraccion (45).
8. Aerogenerador de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que el rotor del generador

(62) esta dispuesto radialmente en el interior del estator del generador (64).
9. Aerogenerador de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que el rotor del generador

(62) esta dispuesto radialmente fuera del estator del generador (64).
10.

Aerogenerador de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que dicho eje (30) comprende una parte delantera y una parte posterior conectadas entre si.
11.

Aerogenerador de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que dicho bastidor (20) comprende una parte frontal (20a), una parte media (20b), y una parte posterior (20c), en el que el buje (10) esta montado de forma giratoria en dicha parte frontal (20a), y la parte media (20b) de dicho bastidor esta montada de manera giratoria en una torre (50).
12.

Aerogenerador de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que dicho eje (30) es un eje hueco tubular.

Figura 1

Figura 2

Figura 3a Figura 3b

Figura 3c

Figura 4

Figura 5

Figura 6

Figura 7

Figura 8

Figura 9

Figura 10

Figura 11a

Figura 11b

REFERENCIAS CITADAS EN LA DESCRIPCIÓN

Esta lista de referencias citadas por el solicitante es únicamente para la comodidad del lector. No forma parte del documento de la patente europea. A pesar del cuidado tenido en la recopilación de las referencias, no se pueden 5 excluir errores u omisiones y la EPO niega toda responsabilidad en este sentido.

Documentos de patentes citados en la descripción

10 • DE 10255745 [0005]

•

ES 2163362 [0008] [0010]

•

US 4757211 [0010]