ES2471916T3 - Drenaje de �labe de rotor - Google Patents

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ES2471916T3 ES11710721.9T ES11710721T ES2471916T3 ES 2471916 T3 ES2471916 T3 ES 2471916T3 ES 11710721 T ES11710721 T ES 11710721T ES 2471916 T3 ES2471916 T3 ES 2471916T3
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Abstract

Álabe de rotor para una instalación de energía eólica, que comprende un cuerpo de álabe de rotor (12) que rodea un espacio hueco (16) y presenta un orificio (18) para el drenaje del espacio hueco (16), y un elemento funcional (14) que está unido de manera móvil con el cuerpo de álabe de rotor (12) y dispuesto en el orificio (18) y que se puede trasladar de una posición cerrada a una posición abierta, caracterizado por que el elemento funcional (14) se puede mover de forma meramente traslatoria.

Description

Drenaje de �labe de rotor
La invención se refiere a un �labe de rotor para una instalación de energía e�lica.
Habitualmente, las instalaciones de energía e�lica modernas presentan �labes de rotor que pueden tener longitudes de por ejemplo 40 metros o más. Los �labes de rotor se fabrican a este respecto habitualmente a partir de semic�scaras, formándose entre las semic�scaras al menos en parte espacios huecos. En los espacios huecos se puede producir una acumulación de agua líquida como consecuencia de condensación o una penetraci�n directa de humedad. En particular en invierno, el agua puede llevar a daños en los �labes de rotor por una congelación o por una evaporación repentina en caso de un golpe de rayo. Para evacuar el agua, por tanto, se disponen aberturas, por ejemplo, en la punta de �labe de rotor, tal como se muestra en el documento DE 10 2004 028 917 A1.
En las medidas conocidas para drenar �labes de rotor resulta desventajosa la producción de ruidos que aumenta a medida que aumenta el tamaño de las aberturas de drenaje debido a la velocidad de flujo elevada contra el �labe de rotor. Además, suciedades y piezas pequeñas desprendidas llevan a menudo a un atascamiento de las aberturas de drenaje.
El documento JP 2005 105916 A muestra un �labe de rotor para una instalación de energía e�lica, que comprende un cuerpo de �labe de rotor que rodea un espacio hueco y presenta un orificio para el drenaje del espacio hueco, y un elemento funcional que est� unido de manera móvil con el cuerpo de �labe de rotor y dispuesto en el orificio y que se puede trasladar de una posición cerrada a una posición abierta.
El documento WO 02/48546 A1 y el documento DE 10 2008 007910 A1 también muestran �labes de rotor para
El objetivo de la invención es proporcionar un �labe de rotor que tenga un drenaje mejorado con una producción de ruidos reducida y que evite mejor un atascamiento de las aberturas de drenaje.
La solución del objetivo se realiza según la invención mediante las características de la reivindicación 1. Configuraciones ventajosas de la invención se indican en las reivindicaciones dependientes.
El �labe de rotor según la invención para una instalación de energía e�lica comprende un cuerpo de �labe de rotor, rodeando el cuerpo de �labe de rotor un espacio hueco, presentando el cuerpo de �labe de rotor un orificio para el drenaje del espacio hueco, y un elemento funcional, estando el elemento funcional unido de manera móvil con el cuerpo de �labe de rotor y dispuesto en el orificio. Según la invención, el elemento funcional se puede trasladar de una posición cerrada a una posición abierta, pudiendo el elemento funcional moverse de forma meramente traslatoria.
El elemento funcional est� dispuesto en el �labe de rotor según la invención de modo que, en la posición cerrada, el orificio para el drenaje del espacio hueco queda cerrado de manera estanca al agua o al menos queda cubierto por el elemento funcional. En la posición abierta, el elemento funcional est� dispuesto de modo que el orificio no est� cubierto o cerrado o sólo est� cubierto o cerrado en parte. El elemento funcional puede estar configurado a este respecto de forma maciza, es decir, sin espacio hueco, puede presentar una hendidura o puede estar configurado de modo que rodea un espacio hueco del elemento funcional. A este respecto, en el estado cerrado, el espacio hueco del elemento funcional puede ser adyacente continuamente al espacio hueco del cuerpo de �labe de rotor. A este respecto, el traslado del elemento funcional de la posición cerrada a la posición abierta se puede realizar de manera ventajosa de forma progresiva. El movimiento del elemento funcional se realiza a este respecto en un movimiento meramente traslatorio a lo largo de un eje longitudinal del �labe de rotor o del cuerpo de �labe de rotor sin que el elemento funcional gire o rote alrededor del eje longitudinal del �labe de rotor o del cuerpo de �labe de rotor. En la posición abierta, el elemento funcional abre al menos en parte el orificio, de modo que por ejemplo agua o piezas pequeñas pueden salir del espacio hueco a través del orificio fuera del �labe de rotor.
Resulta ventajoso en la configuración según la invención del �labe de rotor que se pueda prever un orificio con una abertura grande para realizar un mejor drenaje del espacio hueco del �labe de rotor. Una producción de ruidos debido al orificio grande se evita por que el orificio est� cerrado de manera estanca al agua o al menos est� cubierto por el elemento funcional durante el funcionamiento normal de la instalación de energía e�lica, por lo que no puede existir un flujo directo de aire contra el orificio, a no ser que, si es necesario, el elemento funcional se traslade durante un periodo corto a la posición abierta. Además, mediante un orificio grande se puede garantizar que también suciedades o piezas pequeñas, que por ejemplo pueden caer al interior del espacio hueco de un �labe de rotor durante el mantenimiento de la instalación de energía e�lica, se pueden eliminar de manera segura del espacio hueco, pudiendo evitarse un atascamiento del orificio. De este modo se evita un daño de los �labes de rotor por agua acumulada en el espacio hueco, por ejemplo en invierno por una congelación o por una evaporación en caso de un golpe de rayo. Además, el traslado sin rotación, meramente traslatorio del elemento funcional de la posición cerrada a la posición abierta ofrece la ventaja de que no se produzca un cambio fundamental del ángulo de flujo contra el elemento funcional y, por tanto, sólo se produzca una influencia aerodinámica muy reducida en el �labe de
rotor. De este modo se evita una alteración fundamental del rendimiento de la instalación de energía e�lica, por ejemplo mediante un frenado de los �labes de rotor.
Preferiblemente, est� previsto que el orificio est� dispuesto radialmente por fuera en el �labe de rotor. Debido al hecho de que, durante el funcionamiento de la instalación de energía e�lica, agua o también suciedades o piezas pequeñas en el espacio hueco se mueven radialmente hacia fuera por la fuerza centrífuga, se puede garantizar un drenaje fiable al disponer el orificio radialmente por fuera en el cuerpo de �labe de rotor.
En una configuración especialmente preferida de la invención, el orificio est� configurado en un extremo radialmente exterior del cuerpo de �labe de rotor de manera transversal a la dirección longitudinal del cuerpo de �labe de rotor. El orificio puede estar configurado a este respecto en una superficie que est� dispuesta de manera transversal o fundamentalmente en ángulo recto con respecto a la dirección longitudinal del cuerpo de �labe de rotor, por ejemplo en una superficie de sección transversal del cuerpo de �labe de rotor. Mediante la disposición del orificio en la superficie de sección transversal del cuerpo de �labe de rotor en un extremo radialmente exterior en la dirección longitudinal del cuerpo de �labe de rotor se puede conseguir un drenaje completo del espacio hueco del cuerpo de �labe de rotor.
Adem�s, est� previsto según una configuración preferida que el elemento funcional est� conformado como punta del �labe de rotor y que, en la posición cerrada, una superficie del elemento funcional est� configurada a ras con una superficie exterior del cuerpo de �labe de rotor. Mediante la conformación del elemento funcional como punta del �labe de rotor, por un lado, el orificio para el drenaje se puede disponer en el extremo exterior del cuerpo de �labe de rotor y as� posibilitar un drenaje completo del espacio hueco sin tener en cuenta aspectos aerodinámicos en la configuración del extremo radialmente exterior del cuerpo de �labe de rotor, ya que el orificio est� cubierto por el elemento funcional durante el funcionamiento normal. El elemento funcional puede estar configurado a este respecto, bajo aspectos aerodinámicos, por ejemplo como punta de �labe de rotor móvil para evitar pérdidas de rendimiento de la instalación de energía e�lica, por ejemplo por una formación de remolinos. Esto se garantiza en la posición cerrada en particular mediante un contacto de la superficie del elemento funcional a ras con la superficie exterior del cuerpo de �labe de rotor, por lo que puede existir un flujo favorable y sin perturbaciones aerodinámicas ni pérdidas de rendimiento contra el cuerpo de �labe de rotor con el elemento funcional que se apoya en el cuerpo de �labe de rotor como un cuerpo global. Las superficies del cuerpo de �labe de rotor y/o del elemento funcional, contra las que puede existir un flujo en la posición abierta, también pueden estar configuradas de manera favorable con respecto a un flujo aerodinámico, por ejemplo para evitar ruidos de flujo de aire debido a remolinos. El elemento funcional conformado como punta de �labe de rotor puede estar configurado a este respecto de manera hueca, pudiendo estar dispuesto el espacio hueco del elemento funcional as� formado y rodeado por el elemento funcional continuamente con el espacio hueco del cuerpo de �labe de rotor en el estado cerrado.
Adem�s, est� previsto preferiblemente que el elemento funcional se pueda activar mediante un dispositivo de control. De este modo, el elemento funcional se puede mover de forma controlada, por ejemplo, para conseguir una apertura adecuada según las necesidades del orificio para el drenaje. A este respecto, el elemento funcional por ejemplo puede permanecer en la posición abierta durante un intervalo de tiempo determinado hasta que el orificio se vuelva a cerrar. El dispositivo de control puede estar conectado a este respecto con el elemento funcional y una unidad de ajuste. La unidad de ajuste genera las fuerzas necesarias, por ejemplo durante el funcionamiento de la instalación de energía e�lica, para sujetar el elemento funcional, por ejemplo en la posición cerrada. La unidad de ajuste genera también las fuerzas necesarias para mover el elemento funcional de una posición cerrada a una posición abierta o viceversa. La unidad de ajuste puede generar las fuerzas necesarias tanto durante el funcionamiento de la instalación de energía e�lica, es decir, con los �labes de rotor en rotación, como con �labes de rotor que no est�n en rotación. Además, el control se puede regular con respecto al funcionamiento de la instalación de modo que, por ejemplo en caso de un viento flojo y/o durante el funcionamiento de barrena, el control activa y abre automáticamente el elemento funcional dirigido respectivamente hacia abajo en la dirección de la tierra. Las fuerzas se transmiten a través del dispositivo de control al elemento funcional y, de este modo, el elemento funcional se puede mover de forma meramente traslatoria. El dispositivo de control puede estar configurado por ejemplo de manera hidráulica y/o neumática. Además, el dispositivo de control puede estar configurado de manera eléctrica y/o mecánica, por ejemplo en forma de un torno de cable. Fuerzas de tracción que actúan sobre el torno de cable, por ejemplo dirigidas radialmente hacia dentro, pueden aplicar fuerzas dirigidas radialmente hacia fuera sobre el cable de tracción unido con el elemento funcional mediante una desviación del cable de por ejemplo 180 � dentro del espacio hueco del cuerpo de �labe de rotor. De este modo, el elemento funcional se puede llevar a la posición abierta de forma dirigida radialmente hacia fuera. Durante el funcionamiento de la instalación de energía e�lica, el elemento funcional se puede mover, por ejemplo mediante fuerzas centrífugas que se producen y que actúan sobre el elemento funcional, de la posición cerrada a la posición abierta. El dispositivo de control puede estar conectado con muelles, proporcionando los muelles una fuerza dirigida radialmente hacia dentro, por lo que se puede garantizar un desplazamiento y/o una sujeción del elemento funcional en la posición cerrada. Además, el dispositivo de control puede estar fabricado a partir de un material el�ctricamente conductor, por ejemplo de metal, y puede estar conectado a tierra y servir como conductor de rayos.
En una configuración especialmente preferida de la invención, el dispositivo de control est� configurado en forma de una barra de control. La barra de control puede estar configurada a este respecto a partir de un varillaje de una sola
pieza o de varias piezas. La barra de control est� unida con el elemento funcional y una unidad de ajuste, generando la unidad de ajuste las fuerzas de ajuste para mover el elemento funcional. Resulta especialmente ventajoso a este respecto que, mediante una estructura mecánica sencilla, tanto las fuerzas para trasladar el elemento funcional a la posición abierta como las fuerzas de retroceso para trasladar el elemento funcional a la posición cerrada se puedan transmitir de la unidad de ajuste al elemento funcional. La barra de control posibilita a este respecto disponer la unidad de ajuste que genera la fuerza radialmente por dentro del �labe de rotor alejándose de la punta de �labe de rotor, por ejemplo en la zona de una suspensión de �labe de rotor. De este modo se puede reducir el efecto de fuerzas dinámicas sobre el �labe de rotor por el peso de la unidad de ajuste durante el funcionamiento. La barra de control puede estar fabricada a partir de un material el�ctricamente conductor, por ejemplo metal, y puede estar conectada a tierra y servir como conductor de rayos.
En una configuración preferida de la invención, el elemento funcional est� configurado de manera el�ctricamente conductora y est� conectado a tierra. De este modo, el elemento funcional se puede utilizar como receptor de rayos, por ejemplo, en forma de un componente constructivo fresado o componente constructivo colado met�lico. Mediante la conexión a tierra del elemento funcional, por ejemplo mediante una conexión del elemento funcional con un conductor de rayos, se puede posibilitar una descarga segura de energía eléctrica y se puede evitar un daño del �labe de rotor o de la instalación de energía e�lica, por ejemplo por un golpe de rayo.
En una configuración preferida adicional de la invención, el elemento funcional est� fabricado a partir de materiales plásticos compuestos. De este modo se posibilita la fabricación de elementos funcionales espacialmente ligeros y resistentes. Además, debido al peso reducido en comparación, por ejemplo, con elementos funcionales met�licos, se pueden reducir las fuerzas dinámicas que actúan sobre el cuerpo de �labe de rotor. En los materiales compuestos se pueden empotrar materiales el�ctricamente conductores que son adecuados para actuar como receptor de rayo y/o conductores de rayos.
Adem�s, est� previsto preferiblemente que el elemento funcional est� unido de manera móvil con una pieza de inserción de fijación, estando la forma de la pieza de inserción de fijación adaptada al espacio hueco del cuerpo de �labe de rotor y pudiendo insertarse la pieza de inserción de fijación en el espacio hueco. La pieza de inserción de fijación se puede insertar en el espacio hueco del cuerpo de �labe de rotor y se puede unir con el cuerpo de �labe de rotor. De este modo, por ejemplo, un �labe de rotor convencional se puede reequipar con un elemento funcional móvil según la invención. Esto se puede realizar, por ejemplo, al separarse la punta de �labe de rotor original e insertarse la pieza de inserción de fijación con el elemento funcional unido con esta última, por ejemplo en forma de una pieza de inserción o injerto, que entonces forma una punta de �labe de rotor que se puede mover de forma meramente traslatoria.
La invención se refiere además a una instalación de energía e�lica con un �labe de rotor según una de las reivindicaciones 1 a 9. El �labe de rotor puede estar configurada y perfeccionada a este respecto tal como se describió anteriormente. Con ayuda del �labe de rotor según la invención, con una producción de ruidos reducida, se puede conseguir un drenaje mejorado y se puede evitar mejor un atascamiento del drenaje.
A continuación, la invención se explica en más detalle haciendo referencia al dibujo adjunto.
Muestra:
La figura 1 una representación esquemática de un �labe de rotor según la invención
En la figura 1 se representa un �labe de rotor 10 según la invención para una instalación de energía e�lica en una posición abierta. El �labe de rotor 10 comprende un cuerpo de �labe de rotor 12 y un elemento funcional 14. El cuerpo de �labe de rotor 12 rodea un espacio hueco 16 y presenta un orificio 18 que une de forma permeable el espacio hueco 16 en la posición abierta con el entorno. El elemento funcional 14 se representa en la posición abierta a una distancia con respecto al cuerpo de �labe de rotor 12 y libera el orificio 18 en esta posición abierta, por lo que el espacio hueco 16 del cuerpo de �labe de rotor 12 est� unido de manera permeable con el entorno. El elemento funcional 14 est� unido con el cuerpo de �labe de rotor 12 a través de una guía 20 y un dispositivo de control en forma de una barra de control 22 que est� apoyada en el espacio hueco 16 a través de apoyos 26, y est� guiado en el cuerpo de �labe de rotor 12. El elemento funcional 14 est� guiado a este respecto de modo que el elemento funcional 14 sólo puede realizar un movimiento sin rotación, meramente traslatorio en la dirección longitudinal del cuerpo de �labe de rotor 12 en el traspaso de la posición abierta a una posición cerrada y viceversa. La barra de control 22, a través de la que se controla el movimiento meramente traslatorio del elemento funcional 14, est� unida con una unidad de ajuste 24 que en este caso sólo se representa de manera esquemática. La unidad de ajuste 24 genera las fuerzas necesarias en particular durante el funcionamiento de la instalación de energía e�lica para mover de forma meramente traslatoria el elemento funcional 14. La unidad de ajuste 24 genera también las fuerzas necesarias durante el funcionamiento de la instalación de energía e�lica para sujetar el elemento funcional 14 en la posición cerrada.
LISTA DE NÚMEROS DE REFERENCIA
10
Pala de rotor
5
12 Cuerpo de �labe de rotor
14
Elemento funcional
10
16 18 Espacio hueco Orificio
20
Guía
15
22 Barra de control
24
Unidad de ajuste
20
26 Apoyo

Claims (9)

  1. REIVINDICACIONES
    1. �labe de rotor para una instalación de energía e�lica, que comprende un cuerpo de �labe de rotor (12) que rodea un espacio hueco (16) y presenta un orificio (18) para el drenaje del espacio hueco (16), y un elemento funcional
    5 (14) que est� unido de manera móvil con el cuerpo de �labe de rotor (12) y dispuesto en el orificio (18) y que se puede trasladar de una posición cerrada a una posición abierta, caracterizado por que el elemento funcional (14) se puede mover de forma meramente traslatoria.
  2. 2. �labe de rotor según la reivindicación 1, caracterizado por que el orificio (18) est� dispuesto radialmente por 10 fuera en el cuerpo de �labe de rotor (12).
  3. 3. �labe de rotor según las reivindicaciones 1 o 2, caracterizado por que el orificio (18) est� configurado en un extremo radialmente exterior del cuerpo de �labe de rotor (12) de manera transversal a la dirección longitudinal del cuerpo de �labe de rotor (12).
  4. 4. �labe de rotor según una de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado por que el elemento funcional (14) est� conformado como punta del �labe de rotor (10) y, en la posición cerrada, una superficie del elemento funcional (14) est� configurada a ras con una superficie exterior del cuerpo de �labe de rotor (12).
    20 5. �labe de rotor según una de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado por que el elemento funcional (14) se puede activar a través de un dispositivo de control.
  5. 6. �labe de rotor según la reivindicación 5, caracterizado por que el dispositivo de control est� configurado en
    forma de una barra de control (22). 25
  6. 7. �labe de rotor según una de las reivindicaciones 1 a 6, caracterizado por que el elemento funcional (14) est� configurado de manera el�ctricamente conductora y est� conectado a tierra.
  7. 8. �labe de rotor según una de las reivindicaciones 1 a 7, caracterizado por que el elemento funcional (14) est� 30 fabricado a partir de materiales plásticos compuestos.
  8. 9. �labe de rotor según una de las reivindicaciones 1 a 8, caracterizado por que el elemento funcional (14) est� unido de manera móvil con una pieza de inserción de fijación, estando la forma de la pieza de inserción de fijación adaptada al espacio hueco (16) del cuerpo de �labe de rotor (12) y pudiendo insertarse la pieza de inserción de
    35 fijación en el espacio hueco (16).
  9. 10. Instalación de energía e�lica, que comprende al menos un �labe de rotor (10) según una de las reivindicaciones 1 a 9.
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