ES2565160T3 - Método de montaje para un árbol de rotor principal y herramienta de instalación correspondiente - Google Patents

Método de montaje para un árbol de rotor principal y herramienta de instalación correspondiente Download PDF

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Abstract

Herramienta de instalación para montar una unidad de árbol de rotor para una turbina eólica, que comprende: - un bastidor (13) de soporte que comprende al menos un primer elemento (16) y un segundo elemento (19) que están configurados para recibir y soportar un árbol (14) de rotor principal de una turbina eólica (1), teniendo el árbol (14) de rotor un extremo (42) de generador y un extremo (43) de rotor, - en la que el primer elemento (16) está situado hacia el extremo (42) de generador del árbol (14) de rotor cuando el árbol (14) de rotor está dispuesto en la herramienta (12) de instalación y una primera superficie (17) de contacto está dispuesta en el primer elemento (16) para contactar al menos con una parte de una primera superficie exterior (18) del árbol de rotor, caracterizada por el hecho de que - el bastidor (13) de soporte comprende medios para girar el árbol (14) de rotor alrededor de al menos un punto de giro situado en el segundo elemento (19) de una primera posición a una segunda posición en la que el eje central del árbol (14) de rotor se extiende en una dirección perpendicular con respecto a la dirección longitudinal del bastidor (13) de soporte.

Description

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DESCRIPCION
Metodo de montaje para un arbol de rotor principal y herramienta de instalacion correspondiente Campo de la invencion
La presente invencion se refiere a una herramienta de instalacion para montar una unidad de arbol de rotor para una turbina eolica, que comprende:
- un bastidor de soporte que comprende al menos un primer elemento y un segundo elemento que estan configurados para recibir y soportar un arbol de rotor principal de una turbina eolica, teniendo el arbol de rotor un extremo de generador y un extremo de rotor,
- en la que el primer elemento esta situado hacia el extremo de generador del arbol de rotor cuando el arbol de rotor esta dispuesto en la herramienta de instalacion y una primera superficie de contacto esta dispuesta en el primer elemento para contactar al menos con una parte de una primera superficie exterior del arbol de rotor.
La presente invencion tambien se refiere a un metodo para montar una unidad de arbol de rotor principal de un aspa de turbina eolica, comprendiendo el metodo las etapas de:
- disponer un arbol de rotor principal que tiene un extremo de generador y un extremo de rotor en un primer elemento y en un segundo elemento de una herramienta de instalacion como la descrita anteriormente usando medios de elevacion, p. ej., una unidad de grua;
- conectar el extremo de generador a los medios de elevacion para girar el arbol de rotor con respecto al extremo de rotor, p. ej., mediante elementos de elevacion montados en el extremo de generador.
Antecedentes de la invencion
El tamano y el peso de las turbinas eolicas y de sus aspas han aumentado, lo que significa que el tamano y la resistencia estructural del cubo del rotor han aumentado, y que el arbol de rotor principal y otros componentes de la gondola deben dimensionarse de acuerdo con las mayores cargas en la turbina eolica. En la actualidad, el arbol de rotor principal constituye una estructura grande y pesada, ya que el mismo debe transmitir el par de giro generado por las cargas del viento a la transmision situada en la gondola, p. ej., a traves de una caja de engranajes. Esto dificulta la manipulacion del arbol de rotor durante el proceso de montaje y, con frecuencia, requiere el uso de dos gruas.
Los dos cojinetes de arbol principal se montan normalmente cuando el arbol de rotor principal esta dispuesto en posicion vertical. Normalmente, el arbol de rotor se hace girar uniendo al menos una correa al extremo de generador del arbol principal y uniendo al menos otra correa al extremo de rotor cuando el arbol esta apoyado en su bastidor de soporte en posicion horizontal. A continuacion, las correas se conectan a unos cables de grna en las gruas para que una grua grne el extremo de generador mientras la otra grua grna el extremo de rotor. Posteriormente, el arbol de rotor principal se eleva y gira hasta una posicion sustancialmente vertical antes de disponerlo en el suelo o en una plataforma. A continuacion, los cojinetes de rotor principal se montan guiandolos por el arbol desde el extremo de generador. El uso de dos gruas significa que el arbol de rotor principal no puede girar en un angulo recto con respecto al suelo, creando de este modo una situacion peligrosa para los trabajadores, ya que el peso del arbol de rotor principal hara que el arbol oscile cuando el extremo de rotor contacta con la superficie del suelo. Esto tambien aumenta el riesgo de danos en el arbol de rotor principal cuando el extremo de rotor se dispone sobre su borde antes de que las superficies extremas contacten con el suelo. El uso de dos gruas supone un proceso que consume tiempo y que requiere que al menos dos operarios controlen las gruas.
Esto puede evitarse descendiendo en primer lugar el arbol y disponiendolo en un grupo de elementos de soporte de madera. Las correas en el rotor se retiran a continuacion y el arbol se levanta de los elementos de soporte, que se retiran posteriormente, y el arbol desciende al suelo. No obstante, estos elementos de soporte pueden ser desplazados o retirados accidentalmente, provocando de este modo que el arbol de rotor principal oscile de forma incontrolada o incluso vuelque. El arbol de rotor principal puede disponerse en un area de gravilla suelta o similar. Las pequenas piedras pueden bloquear los orificios de montaje en el extremo de rotor, debiendo ser retiradas posteriormente despues del montaje, lo que aumenta a su vez el tiempo de montaje.
Los cojinetes de rotor principal tambien pueden instalarse cuando el arbol de rotor principal esta dispuesto en posicion horizontal. No obstante, este proceso es mucho mas complicado y requiere un guiado mas preciso de los cojinetes, de forma espedfica, del cojinete de arbol principal, cuando los mismos se desplazan a lo largo del arbol. Este metodo de montaje presenta un problema significativo, ya que el cojinete de arbol principal debe ser guiado mas alla de al menos de una de las superficies de contacto del bastidor de soporte para disponerlo en su posicion en el arbol.
Los documentos DE 102011013844, JP 2003032974 y DE 102010016840 describen herramientas de instalacion de la tecnica anterior.
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Objetivo de la invencion
Un objetivo de esta invencion consiste en dar a conocer una herramienta de instalacion para un arbol de rotor principal que permite girar el arbol de rotor al disponerlo en la herramienta.
Un objetivo de la invencion consiste en dar a conocer una herramienta de instalacion que aumenta la seguridad de los trabajadores durante el montaje.
Un objetivo de la invencion consiste en dar a conocer un metodo de montaje para una unidad de arbol de rotor principal que reduce la cantidad de mano de obra necesaria para montar la unidad de arbol de rotor.
Descripcion de la invencion
Un objetivo de la invencion se consigue mediante una herramienta de instalacion caracterizada por el hecho de que:
-el bastidor de soporte comprende medios para girar el arbol de rotor alrededor de al menos un punto de giro situado en el segundo elemento de una primera posicion a una segunda posicion en la que el eje central del arbol de rotor se extiende en una direccion perpendicular con respecto a la direccion longitudinal del bastidor de soporte.
Esto permite girar el arbol de rotor principal cuando el mismo sigue dispuesto en la herramienta de instalacion y, de este modo, aumentar la seguridad de los trabajadores situados alrededor del arbol de rotor principal. La herramienta de instalacion permite girar el arbol de rotor principal mediante un trabajador que acciona los medios de giro y, de este modo, eliminar la necesidad de dos gruas y dos trabajadores para girar el arbol. A su vez, esto reduce el tiempo de montaje total de la unidad de arbol de rotor, es decir, el tiempo necesario para montar los cojinetes y sus carcasas en la superficie exterior del arbol.
El bastidor de soporte puede tener una estructura sencilla que comprende una unidad de base configurada para su disposicion en el suelo u otra superficie plana. El primer elemento esta conectado a la unidad de base y puede estar configurado como un brazo, p. ej., un brazo en forma de Y, que se extiende hacia fuera desde la unidad de base. El extremo libre del brazo puede estar configurado como una cavidad que tiene una superficie de contacto conformada para corresponderse al menos con una parte de la superficie exterior del arbol de rotor. El primer elemento puede estar configurado como una placa u otra estructura de soporte, estando dispuesta la cavidad en el extremo libre con una orientacion hacia el arbol de rotor. La superficie de contacto puede estar cubierta con un material deformable blando, tal como plastico, una tela tejida u otro elemento acolchado para proteger el arbol de rotor. La altura y la distancia entre los dos elementos pueden estar adaptadas al tamano y a la configuracion del arbol de rotor.
En una realizacion, una placa de soporte configurada para su montaje en el extremo de rotor del arbol de rotor esta conectada de forma giratoria al segundo elemento en el punto de giro, comprendiendo la placa de soporte una superficie de contacto para contactar con una tercera superficie de contacto en el extremo de rotor cuando la placa de soporte esta montada en el arbol de rotor.
La placa de soporte permite montar o fijar el arbol de rotor principal en la herramienta de instalacion de modo que el mismo no desliza o se da la vuelta con respecto al bastidor de soporte durante el giro. Esto permite hacer girar el arbol de rotor usando una unica unidad de elevacion, tal como una unidad de grua o una unidad de elevacion externa conectada al bastidor de soporte. El uso de una placa de soporte giratoria permite girar el arbol de rotor de forma mas rapida y segura que usando dos gruas. Esto permite reducir la mano de obra del montaje hasta seis horas de trabajo.
La placa de soporte puede comprender uno o mas orificios de montaje para montar la placa de soporte en uno o mas orificios de montaje en el extremo de rotor. Es posible usar medios de fijacion, tales como pernos, tuercas o tornillos, para montar la placa de soporte en el extremo de rotor. Los orificios de montaje en la placa de soporte pueden alinearse con los orificios de montaje principales en el extremo de rotor, usados para montar el arbol de rotor en el cubo de rotor, o pueden alinearse con uno o mas orificios de montaje secundarios dispuestos en el extremo de rotor. El tamano y la configuracion de la superficie de montaje pueden estar adaptados a la configuracion deseada del extremo de rotor del arbol de rotor.
En una realizacion, el centro de gravedad del bastidor de soporte esta situado entre el punto de giro y el primer elemento cuando el arbol de rotor esta dispuesto en la herramienta de instalacion.
Esto permite usar el propio peso de la herramienta de instalacion para evitar que la misma vuelque, ya que el centro de gravedad esta situado entre los dos elementos de soporte que soportan el arbol de rotor. Esto aumenta la seguridad de los trabajadores y permite obtener una herramienta estable para los trabajadores, ya que no es necesario disponer el arbol de rotor en un grupo de elementos de soporte de madera antes de elevarlo en el suelo.
En una realizacion especial, la placa de soporte esta conectada de forma amovible al segundo elemento a traves de al menos un primer elemento de conexion situado en la placa de soporte configurado para su union a al menos un
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segundo elemento de conexion situado en el segundo elemento, estando configurado el primer elemento de conexion para girar con respecto al segundo elemento de conexion cuando la placa de soporte esta conectada al segundo elemento.
Esto permite montar la placa de soporte en el extremo de rotor al inicio del proceso de montaje antes de elevar el arbol de rotor hasta su posicion en la herramienta de instalacion usando una unidad de grua. La placa de soporte puede comprender al menos un elemento de elevacion en forma de gancho o aro para elevar la placa de soporte separandola del bastidor de soporte y hasta su posicion con respecto al extremo de rotor del arbol de rotor. El elemento de elevacion puede estar dispuesto en uno de los lados de la placa de soporte. Preferiblemente, el elemento de elevacion esta situado en un punto de equilibrio en la placa de soporte, p. ej., en un punto situado sobre el centro de gravedad, de modo que la placa de soporte cuelga hacia abajo desde el cable de la grua en una posicion mas o menos vertical. Esto permite una alineacion rapida y facil del bastidor de soporte con respecto al extremo de rotor, ya que los orificios de montaje en el bastidor de soporte solamente deben girar hasta los orificios de montaje correspondientes mas cercanos en caso necesario.
En una realizacion, el segundo elemento comprende medios para bloquear el arbol de rotor con respecto al segundo elemento cuando el arbol de rotor gira alrededor del punto de giro.
Esto permite fijar la placa de soporte al segundo elemento de modo que los elementos de conexion no se separen accidentalmente durante el giro, provocando una situacion peligrosa para los trabajadores. Los medios de bloqueo pueden separarse o retirarse cuando la placa de soporte se eleva separandose del segundo elemento y pueden unirse o disponerse en su posicion cuando la placa de soporte desciende nuevamente al segundo elemento. Los medios de bloqueo pueden estar configurados como una unidad activada electricamente en la que un sensor o detector siente/detecta el momento en el que la placa de soporte se eleva separandose del segundo elemento. De este modo, la senal procedente del sensor/detector se usa para activar un elemento movil mecanico, p. ej., un eje, que evita que los dos elementos de conexion se separen. En una realizacion sencilla, los medios de bloqueo pueden ser un eje amovible o un pestillo de bloqueo, p. ej., que comprende un orificio pasante en el extremo libre para alojar un reten.
El primer elemento puede comprender un sub-elemento movil, tal como un elemento de retencion, configurado para moverse o girar sobre el arbol de rotor para bloquear el extremo de generador con respecto al primer elemento. Es posible bloquear el sub-elemento con respecto al brazo mediante medios de fijacion tales como un perno, una tuerca, un tornillo, una brida u otros medios de fijacion adecuados.
El segundo elemento puede estar configurado como dos brazos de soporte que se extienden hacia fuera o placas, estando dispuesta la placa de soporte entre los dos brazos de soporte. El elemento de conexion puede estar situado en el extremo libre de los brazos y puede estar configurado como una cavidad, p. ej., una cavidad en forma de Y, o como un orificio pasante para recibir al menos parcialmente un elemento de conexion correspondiente en la placa de soporte. El elemento de conexion puede estar dispuesto al menos en uno de los lados de la placa de soporte y puede estar configurado como un eje que se extiende hacia fuera desde el lado de la placa de soporte. En una realizacion, el elemento de soporte comprende dos ejes alineados entre sf, de modo que los mismos forman un eje de giro alrededor del que puede girar el arbol de rotor.
En una realizacion, al menos un dispositivo de accionamiento esta conectado al bastidor de soporte y comprende al menos un elemento movil que tiene una cuarta superficie de contacto para contactar al menos parcialmente con una quinta superficie de contacto del arbol de rotor, siendo accionado el dispositivo de accionamiento por una unidad de accionamiento hidraulica, electrica o neumatica.
Es posible girar el arbol de rotor usando uno o mas dispositivos de accionamiento en forma de embolos moviles dispuestos en el bastidor de soporte, pudiendo estar configurado el extremo libre de los embolos para retener o al menos recibir parcialmente el arbol de rotor. Es posible conectar el embolo a una unidad de accionamiento interna o externa que usa una corriente electrica, un fluido hidraulico o aire comprimido para accionar el embolo. En una realizacion, se usa una unidad de grua para hacer girar el arbol de rotor, siendo posible montar uno o mas elementos de elevacion en el extremo de generador, que se conecta de este modo al cable de la grua.
Un objetivo de la invencion tambien se consigue mediante un metodo de montaje caracterizado por el hecho de que:
- el extremo de rotor se conecta a un punto de giro en el segundo elemento, y
- el extremo de generador gira alrededor del punto de giro de una primera posicion a una segunda posicion en la que el eje central del arbol de rotor se extiende en una direccion perpendicular con respecto a la direccion longitudinal del bastidor de soporte.
Esto permite obtener un proceso de montaje que no requiere el uso de dos unidades de grua para girar el arbol de rotor principal durante el montaje. La herramienta de instalacion permite que un unico trabajador gire el arbol de rotor
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cuando el mismo se dispone en la herramienta, lo que reduce la cantidad de horas de mano de obra necesarias para montar la unidad de arbol de rotor hasta seis horas. Esto tambien aumenta la seguridad del trabajador, ya que el centro de gravedad de la herramienta de instalacion con el arbol de rotor esta situado entre el punto de giro y la posicion del primer elemento. Esto permite obtener una herramienta mas estable durante el giro del arbol de rotor. Cuando el arbol de rotor se dispone en la herramienta de instalacion, uno o mas elementos de elevacion se montan en un numero correspondiente de orificios de montaje en el extremo de generador. De este modo, los elementos de elevacion se conectan a una unidad de grua y el trabajador usa la unidad de grua para girar el arbol de rotor. El trabajador puede conectar el arbol de rotor a un dispositivo de accionamiento en la herramienta de instalacion y girar el arbol de rotor extendiendo el embolo del dispositivo de accionamiento.
En una realizacion, una placa de soporte se monta en el extremo de rotor del arbol de rotor, y la placa de soporte gira alrededor del punto de giro.
Es posible montar el arbol de rotor en una placa de soporte en la herramienta de instalacion, de modo que el mismo no desliza o se da la vuelta con respecto a la herramienta de instalacion durante el giro. Esto aumenta la seguridad del trabajador y permite un giro mas rapido y facil del arbol de rotor que usando dos unidades de grua. El arbol de rotor puede elevarse hasta su posicion en la herramienta de instalacion usando dos o mas eslingas o cables conectados a la unidad de grua. De este modo, el extremo de rotor se alinea con los orificios de montaje en la superficie de contacto del elemento de soporte y se monta en el elemento de soporte. La placa de soporte gira con respecto al segundo elemento mediante uno o mas elementos de conexion de union en el elemento de soporte y la segunda placa, respectivamente.
En una realizacion especial, la placa de soporte se retira de la herramienta de instalacion y se monta en el extremo de rotor antes de disponer el arbol de rotor en la herramienta de instalacion.
Es posible montar la placa de soporte en el extremo de rotor antes de disponer el arbol de rotor en la herramienta de instalacion. Esto puede llevarse a cabo cuando el arbol de rotor sigue dispuesto en el torno o en un bastidor de soporte provisional. El bastidor de soporte puede elevarse y separarse del segundo elemento usando al menos un elemento de elevacion situado en el lado de la placa de soporte. La placa de soporte se eleva en una posicion equilibrada, lo que permite un montaje mas rapido en el extremo de rotor, ya que los orificios de montaje de la placa de soporte solamente deben girar hasta el orificio de montaje mas cercano en el extremo de rotor en caso necesario.
De este modo, es posible elevar el arbol de rotor hasta su posicion en la herramienta de instalacion conectando nuevamente el cable de la grua a uno o mas orificios en los extremos de generador y de rotor, p. ej., mediante uno o mas ganchos o ganchos de carabina. De forma alternativa, es posible disponer una o mas eslingas o cables alrededor del arbol de rotor y conectarlos al cable de la grua.
De este modo, el arbol de rotor se dispone en la herramienta de instalacion de modo que el arbol de rotor contacta con el primer elemento junto al extremo de generador y los elementos de conexion de la placa de soporte se unen a los elementos de conexion del segundo elemento. Es posible usar medios de bloqueo en el segundo elemento para evitar que los elementos de conexion se separen durante el giro.
En una realizacion, el arbol de rotor se eleva separandolo de la herramienta de instalacion despues de girar y se dispone a continuacion en una superficie, p. ej., el suelo, donde el arbol de rotor se apoya en la parte superior de la placa de soporte.
La herramienta de instalacion permite girar el arbol de rotor y elevarlo en el suelo usando la misma unidad de grua. El arbol de rotor simplemente se eleva separandolo de la herramienta de instalacion y se dispone en el suelo. Esto reduce significativamente el riesgo de danos en el extremo de rotor cuando el arbol de rotor contacta con el suelo, ya que es posible alinear la unidad de grua con el eje central del arbol de rotor. Ademas, la placa de soporte actua como una plataforma para el arbol durante el montaje de las unidades de cojinete y permite absorber cualquier impacto con el suelo cuando el arbol de rotor desciende hasta su posicion.
Esto tambien elimina la necesidad de disponer el arbol de rotor en un grupo de elementos de soporte de madera antes de descenderlo hasta el suelo, ya que la placa de soporte se monta en el extremo de rotor y se usa como plataforma para el arbol de rotor.
En una realizacion, una o mas unidades de cojinete son guiadas hasta su posicion en el arbol de rotor desde el extremo de generador y se montan en el arbol de rotor, tras lo cual el arbol de rotor se dispone en la herramienta de instalacion usando nuevamente los medios de elevacion.
Disponer el arbol de rotor en una posicion vertical permite obtener un montaje mucho mas facil de las unidades de cojinete en el arbol de rotor. Las unidades de cojinete pueden ser guiadas hasta su posicion desde el extremo de generador usando su propio peso para guiarlas hasta su posicion. Es posible montar uno o mas elementos de
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precinto, p. ej., una junta de estanqueidad, en la superficie exterior del arbol de rotor en una posicion junto al extremo de rotor. De este modo, uno o mas cojinetes se expanden calentandolos y son guiados a continuacion hasta su posicion en los elementos de precinto. El enfriamiento de los cojinetes hace que los mismos encajen de forma ajustada alrededor de la superficie exterior del arbol de rotor. De este modo, la carcasa es guiada hasta su posicion en los cojinetes y la carcasa puede quedar precintada. De manera similar, es posible montar una segunda unidad de cojinete en la superficie exterior del arbol de rotor en una posicion junto al extremo de generador. La segunda unidad de cojinete puede ser una unidad de freno de rotor, p. ej., una unidad de freno mecanica o electrica.
Una vez se han montado las unidades de cojinete, es posible disponer el arbol de rotor en la herramienta de instalacion conectando nuevamente la unidad de grua a los elementos de elevacion. Los elementos de conexion de la placa de soporte se unen al elemento de conexion correspondiente en el segundo elemento. El arbol de rotor gira a continuacion alrededor del punto de giro hasta que el arbol de rotor contacta nuevamente con el primer elemento. La unidad de grua y el elemento de elevacion se retiran a continuacion y los componentes restantes, tales como una
0 mas plataformas de servicio, escaleras de servicio y otros componentes, se montan finalmente en la unidad de arbol de rotor.
Tambien es posible usar la herramienta de instalacion para transportar la unidad de arbol de rotor a la ubicacion de instalacion, lo que elimina la necesidad de un bastidor de transporte. Es posible fijar el arbol de rotor al primer elemento tambien durante el transporte, p. ej., mediante un elemento de retencion o una o mas correas de transporte. De este modo, el arbol de rotor puede elevarse hasta la gondola conectando dos o mas eslingas o cables al arbol de rotor, que queda conectado a su vez a una unidad de grua en la ubicacion. El cable de la grua puede conectarse a ambos extremos del arbol de rotor conectando el cable de la grua a uno o mas orificios en ambos extremos del arbol de rotor, p. ej., mediante uno o mas ganchos o ganchos de carabina. A continuacion, uno o mas bordes de montaje de las carcasas de cojinete de la unidad de arbol de rotor se disponen y montan en unos bordes de montaje correspondientes en la gondola, tras lo cual es posible desmontar la placa de soporte y descenderla nuevamente hasta la herramienta de instalacion.
Descripcion de los dibujos
La invencion se describe solamente a tftulo de ejemplo y haciendo referencia a los dibujos, en los que:
La Fig. 1 muestra una realizacion ilustrativa de una turbina eolica;
la Fig. 2 muestra una realizacion ilustrativa de una herramienta de instalacion segun la invencion;
la Fig. 3 muestra una imagen ampliada de la conexion giratoria entre el segundo elemento y la placa de soporte;
la Fig. 4 muestra una realizacion ilustrativa de un elemento de elevacion de la placa de soporte;
la Fig. 5 muestra una primera etapa de un metodo de montaje segun la invencion;
la Fig. 6 muestra una segunda etapa de un metodo de montaje segun la invencion;
la Fig. 7 muestra una tercera etapa de un metodo de montaje segun la invencion;
la Fig. 8 muestra una cuarta etapa de un metodo de montaje segun la invencion; y
la Fig. 9 muestra una quinta etapa de un metodo de montaje segun la invencion.
En el siguiente texto se describiran las figuras una a una, y las diferentes partes y posiciones mostradas en las figuras se indicaran con los mismos numeros en las diferentes figuras. No todas las partes y posiciones indicadas en una figura espedfica se describiran necesariamente en esa figura.
Descripcion detallada de la invencion
Lista de referencia
1 Turbina eolica
2 Torre de turbina eolica
3 Gondola
4, 5 Secciones de torre
6 Cubo de rotor
7 Aspa de turbina eolica
8 Cimientos
9 Nivel de suelo
10 Fijacion aspa
11 Punta
12 Herramienta de instalacion
13 Bastidor de soporte
14 Arbol de rotor principal
15 Unidad de base
16 Primer elemento
17 Superficie de contacto en primer elemento
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18 Superficie de contacto en arbol de rotor
19 Segundo elemento 20, 21 Brazos de soporte
22 Placa de soporte
23 Conexion giratoria
23a, 23b Elementos de conexion
24 Primera superficie de contacto en placa de soporte
25 Superficie de contacto en arbol de rotor
26 Orificios de montaje en placa de soporte
27 Orificios de montaje en arbol de rotor
28 Segunda superficie de contacto en placa de soporte
29 Extremo libre de brazo de soporte
30, 31 Superficies laterales en placa de soporte
32 Superficie de contacto en primer elemento de conexion
33 Superficie de contacto en segundo elemento de conexion
34 Borde
35 Eje amovible
36 Orificio pasante
37 Orificio pasante
38 Elemento de elevacion
39 Superficie lateral en placa de soporte
40 Unidad de grua
41 Cable de grua
42 Extremo de generador
43 Extremo de rotor
44 Superficie exterior de arbol de rotor
45 Superficie de contacto en arbol de rotor
46 Primera unidad de cojinete
47 Superficie de contacto en arbol de rotor
48 Segunda unidad de cojinete
49 Orificios de montaje principales 50, 51 Orificios
52 Elemento de elevacion
53 Correas, eslingas
54 Escalera de servicio
55 Plataforma de servicio
56 Bordes de montaje
La Fig. 1 muestra una realizacion ilustrativa de una turbina eolica 1 con una torre 2 de turbina eolica y una gondola 3 montada en la parte superior de la torre 2 de turbina eolica. La torre 2 de turbina eolica puede comprender dos o mas secciones 4, 5 de torre montadas una sobre la otra. Es posible montar un cubo 6 de rotor giratorio en la gondola 3 a traves de un arbol de rotor (no mostrado). Dos o mas aspas 7 de turbina eolica pueden estar montadas en el cubo 6 de rotor, extendiendose hacia fuera desde el centro del cubo 6 de rotor. Las aspas 7 de turbina eolica pueden estar conectadas al cubo 6 de rotor a traves de al menos un sistema de paso (no mostrado) configurado para variar el paso del aspa 7 o de una seccion de la misma un angulo de inclinacion con respecto a la longitud del aspa 7. La torre 2 de turbina eolica puede montarse en unos cimientos 8, extendiendose sobre el nivel 9 del suelo.
El aspa 7 de turbina eolica puede comprender una fijacion 10 de aspa configurada para su montaje en el cubo 6 de rotor y una punta 11 dispuesta en el extremo libre del aspa 7. El aspa 7 de la turbina eolica puede tener un perfil aerodinamico a lo largo de la longitud del aspa 7.
La Fig. 2 muestra una realizacion ilustrativa de una herramienta 12 de instalacion segun la invencion. La herramienta 12 de instalacion puede comprender un bastidor 13 de soporte configurado para recibir y soportar un arbol 14 de rotor principal que esta disenado y configurado para su instalacion en la turbina eolica 1. El bastidor 13 de soporte puede comprender una unidad 15 de base configurada para su disposicion en el suelo u otra superficie plana, tal como una plataforma. La unidad 15 de base puede comprender una superficie de contacto para contactar con una superficie de contacto del suelo.
Al menos un primer elemento 16 puede estar conectado a la unidad 15 de base y extenderse hacia fuera desde la unidad 15 de base, p. ej., en una direccion perpendicular con respecto a la direccion longitudinal de la unidad 15 de base. El primer elemento 16 puede estar configurado como un brazo que tiene un extremo libre orientado en alejamiento con respecto a la unidad 15 de base. El primer elemento 16 puede comprender una superficie 17 de contacto situada en el extremo libre para contactar al menos con una parte de una superficie 18 de contacto en el arbol 14 de rotor. El extremo libre del brazo 16 puede formar una cavidad en la que es posible disponer el arbol 14
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de rotor.
Al menos un segundo elemento 19 puede estar conectado a la unidad 15 de base y extenderse hacia fuera desde la unidad 15 de base, p. ej., en una direccion perpendicular con respecto a la direccion longitudinal de la unidad 15 de base. El segundo elemento 19 puede estar dispuesto en la unidad 15 de base en el extremo opuesto al primer elemento 16, tal como se muestra en la Fig. 2. El segundo elemento 19 puede estar configurado como dos brazos 20, 21 de soporte, extendiendose hacia fuera desde la unidad 15 de base, p. ej., en una direccion perpendicular con respecto a la direccion longitudinal de la unidad 15 de base. Los brazos 20, 21 de soporte pueden estar configurados en su extremo libre para formar un punto de giro alrededor del que puede girar una placa 22 de soporte giratoria. La altura de cada elemento 16, 19 y la distancia entre los dos elementos 16, 19 pueden estar adaptadas al tamano y a la configuracion del arbol 14 de rotor.
La placa 22 de soporte puede disponerse entre los brazos 20, 21 de soporte y puede conectarse a cada uno de los brazos 20, 21 mediante una conexion giratoria 23. La placa 22 de soporte puede estar configurada como una placa de montaje para su montaje en el arbol 14 de rotor. La placa 22 de soporte puede comprender una primera superficie 24 de contacto para contactar con una superficie 25 de contacto en el arbol 14 de rotor. La superficie 24 de contacto puede comprender uno o mas orificios 26 de montaje para montar la placa 22 de soporte en uno o mas orificios 27 de montaje correspondientes en el arbol 14 de rotor mediante medios de fijacion, tales como pernos, tuercas o tornillos. En una realizacion, al menos tres orificios 26 de montaje estan dispuestos en la superficie 24 de contacto, mostrandose ocho orificios en la Fig. 2. Una segunda superficie 28 de contacto puede estar dispuesta en el lado opuesto de la placa 22 de soporte para contactar con la superficie del suelo. El tamano y la configuracion de la placa 22 de soporte y de la superficie 24 de contacto pueden estar adaptados a la configuracion deseada del arbol 14 de rotor.
La Fig. 3 muestra una imagen ampliada de la conexion giratoria 23 mostrada en la Fig. 2. La placa 22 de soporte puede conectarse de forma amovible a cada uno de los dos segundos elementos 19 a traves de un primer elemento 23a de conexion configurado para su union a un segundo elemento 23b de conexion. El primer elemento 23a de conexion puede estar situado en el extremo libre 29 del brazo 20, 21 de soporte y un segundo elemento 23b de conexion puede estar situado en una superficie lateral 30, 31 de la placa 22 de soporte. El primer elemento 23a de conexion puede estar configurado como una cavidad configurada para recibir y soportar el segundo elemento 23b de conexion. El segundo elemento 23b de conexion puede estar configurado como un eje que se extiende hacia fuera desde la superficie lateral 30, 31. El primer elemento 23a de conexion puede comprender una superficie 32 de contacto conformada para corresponderse al menos con una parte de una superficie 33 de contacto en el segundo elemento 23b de conexion. Los elementos 23a, 23b de conexion pueden estar alineados entre sf para formar un eje de giro comun alrededor del que la placa 22 de soporte puede girar.
El primer elemento 23a de conexion puede comprender al menos un borde 34 que se extiende hacia fuera, mostrandose dos bordes en la Fig. 3, para guiar el segundo elemento 23b de conexion hasta su posicion. Los bordes 34 pueden estar dispuestos formando un angulo, p. ej., un angulo agudo, con respecto al punto de giro o entre sf Los bordes 34 pueden estar dispuestos formando un angulo entre 0 grados y 90 grados entre sf, tal como se muestra en la Fig. 3. Esto permite guiar la placa 22 de soporte hasta su posicion en el segundo elemento 19 de soporte.
Es posible disponer medios de bloqueo en forma de eje amovible 35, p. ej., un eje de bloqueo, en los extremos libres de los bordes 34. Ambos bordes 34 pueden comprender un orificio pasante 36 para recibir el eje 35. El eje 35 puede comprender un orificio pasante 37 para alojar un reten (no mostrado). El reten puede conectarse al eje 35 o formar parte del mismo. Esto permite fijar la placa 22 de soporte al segundo elemento 19 durante el giro.
La Fig. 4 muestra una realizacion ilustrativa de un elemento 38 de elevacion conectado a la placa 22 de soporte. El elemento 38 de elevacion puede estar dispuesto en una tercera superficie 39, p. ej., en un borde 39a, de la placa 22 de soporte. El elemento 38 de elevacion puede estar configurado como un aro para elevar la placa 22 de soporte uniendola y separandola con respecto al segundo elemento 19 mediante una unidad 40 de grua. El elemento 38 de elevacion puede estar situado en un punto de equilibrio de la placa 22 de soporte, p. ej., en un punto situado sobre el centro de gravedad, de modo que la misma cuelga hacia abajo desde un cable 41 de grua en una posicion mas o menos vertical.
La Fig. 5 muestra una primera etapa de un metodo de montaje para montar una unidad de arbol de rotor segun la invencion. El arbol 14 de rotor puede comprender un extremo 42 de generador conectado a un extremo 43 de rotor a traves de al menos una superficie exterior 44. El arbol 14 de rotor puede comprender una primera superficie 45 de contacto para contactar con una primera unidad 46 de cojinete y una segunda superficie 47 de contacto para contactar con una segunda unidad 48 de cojinete.
Antes de disponer el arbol 14 de rotor en el bastidor 13 de soporte de la herramienta 12 de instalacion, es posible conectar el cable 41 de grua al elemento 38 de elevacion y es posible elevar la placa 22 de soporte separandola del
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segundo elemento 19. De este modo, la placa 22 de soporte puede disponerse con respecto al arbol 14 de rotor de modo que la superficie 24 de contacto en la placa 22 de soporte puede quedar alineada con la superficie 25 de contacto del extremo 43 de rotor. A continuacion, es posible disponer la placa 22 de soporte en el extremo 43 de rotor a traves de los orificios 26, 27 de montaje. Los orificios 27 de montaje pueden estar dispuestos entre los orificios 49 de montaje principales del extremo 43 de rotor o desplazados con respecto a los orificios 49 de montaje principales, tal como se muestra en la Fig. 5.
De este modo, el arbol 14 de rotor puede elevarse hasta su posicion en la herramienta 12 de instalacion conectando el cable 41 de grua a uno o mas orificios 50, 51 en los extremos 42, 43 de generador y de rotor, p. ej., a traves de uno o mas ganchos o ganchos de carabina. La superficie 18 de contacto puede estar situada hacia el extremo 42 de generador, tal como se muestra en la Fig. 5, p. ej., entre el extremo 42 de generador y la segunda superficie 47 de contacto. El arbol 14 de rotor puede descender hasta su posicion, de modo que el arbol 14 de rotor contacta con el primer elemento 16 y los elementos 23b de conexion de la placa 22 de soporte se unen a los elementos 23a de conexion en el segundo elemento 19.
La Fig. 6 muestra una segunda etapa del metodo de montaje en la que el arbol 14 de rotor ha girado hasta una segunda posicion con respecto al bastidor 13 de soporte.
Antes de girar el arbol 14 de rotor, es posible montar uno o mas elementos 52 de elevacion amovibles en uno o mas de los orificios 51, p. ej., en orificios de montaje, en el extremo 42 de generador. Es posible montar tres elementos 52 de elevacion en el extremo 42 de generador, tal como se muestra en la Fig. 6. Los elementos 52 de elevacion pueden comprender un ojo al que es posible conectar el cable 41 de grua, p. ej., a traves de una o mas correas o eslingas 53. Es posible fijar la placa 22 de soporte al segundo elemento 19 bloqueando el eje 35 en su posicion en los bordes 34. De este modo, es posible usar la unidad 40 de grua para hacer girar el arbol 14 de rotor y la placa 22 de soporte alrededor del punto de giro de una primera posicion, tal como se muestra en la Fig. 5, a la segunda posicion, tal como se muestra en la Fig. 6, en la que el eje central del arbol 14 de rotor puede extenderse en una direccion perpendicular con respecto a la direccion longitudinal del bastidor 13 de soporte.
La herramienta 12 de instalacion puede estar configurada de modo que el centro de gravedad del bastidor 13 de soporte y del arbol 14 de rotor durante el giro puede quedar situado continuamente entre el punto de giro definido por la conexion 23 y la superficie 17 de contacto del primer elemento 16, tal como se muestra en la Fig. 6. Esto permite obtener una herramienta 12 de instalacion estable y aumenta la seguridad del trabajador que hace girar el arbol 14 de rotor mediante la unidad 40 de grua.
La Fig. 7 muestra una tercera etapa del metodo de montaje en la que el arbol 14 de rotor esta dispuesto en el suelo o en otra superficie plana (no mostrados).
Una vez el arbol 14 de rotor ha girado, el arbol 14 de rotor puede elevarse para que los elementos 23b de conexion en la placa 22 de soporte se separen de los elementos 23a de conexion en el segundo elemento 19. El eje 35 de bloqueo puede ser retirado de los bordes 34 antes de elevar el arbol 14 de rotor. De este modo, el arbol 14 de rotor puede disponerse en el suelo, de modo que la superficie 28 de contacto contacta con la superficie del suelo. A continuacion, la unidad 40 de grua puede desconectarse de los elementos 52 de elevacion. Esto permite que el arbol 14 de rotor se apoye en la placa 22 de soporte.
A continuacion, es posible montar una primera unidad 46 de cojinete en la superficie 45 de contacto situada junto al extremo 43 de rotor del arbol 14 de rotor. La unidad 46 de cojinete puede comprender una carcasa en la que es posible disponer uno o mas componentes diferentes, tales como uno o dos elementos de precinto interiores, uno o dos cojinetes (SRB, TRB o CRB), uno o dos elementos de precinto exteriores u otros componentes pertinentes. Los cojinetes y/o los elementos de precinto pueden calentarse hasta una temperatura predeterminada antes de descenderlos hasta el arbol 14 de rotor a traves del extremo 42 de generador y hasta su posicion usando la unidad 40 de grua. Los componentes de la unidad 46 de cojinete y el montaje de los mismos son conocidos y no se describiran de forma mas detallada.
La Fig. 8 muestra una cuarta etapa del metodo de montaje en la que una segunda unidad 48 de cojinete se monta en el arbol 14 de rotor.
De este modo, es posible montar una segunda unidad 48 de cojinete en la superficie 47 de contacto situada junto al extremo 42 de generador del arbol 14 de rotor. La unidad 48 de cojinete puede comprender una carcasa en la que es posible disponer uno o mas componentes diferentes, tales como uno o dos elementos de precinto interiores, uno o dos cojinetes (SRB, TRB o CRB), uno o dos elementos de precinto exteriores u otros componentes pertinentes. Los cojinetes y/o los elementos de precinto pueden calentarse hasta una temperatura predeterminada antes de descenderlos hasta el arbol 14 de rotor a traves del extremo 42 de generador y hasta su posicion usando la unidad 40 de grua. Los componentes de la unidad 48 de cojinete y el montaje de los mismos son conocidos y no se describiran de forma mas detallada.
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La Fig. 9 muestra una quinta etapa del metodo de montaje en la que la unidad de arbol de rotor esta dispuesta en el bastidor 13 de soporte de la herramienta 12 de instalacion.
Una vez las unidades 46, 48 de cojinete se han montado, es posible elevar la unidad de arbol de rotor hasta la herramienta 12 de instalacion para su montaje final. La unidad 40 de grua puede conectarse nuevamente a los elementos 52 de elevacion, p. ej., mediante una o mas correas o eslingas. De este modo, es posible elevar la unidad de arbol de rotor y disponerla con respecto al segundo elemento 19 usando la unidad 40 de grua. La unidad de arbol de rotor puede descender hasta su posicion de modo que los elementos 23a, 23b de conexion se unen nuevamente. De esta manera, es posible montar el eje 35 de bloqueo en los bordes 34 y es posible girar la unidad de arbol de rotor en direccion inversa con respecto al punto de giro. Finalmente, la unidad 40 de grua puede desconectarse del elemento 52 de elevacion despues de que el arbol 14 de rotor contacta con el primer elemento 16. El elemento 52 de elevacion tambien puede desmontarse.
De este modo, es posible montar los componentes restantes de la unidad de arbol de rotor en el arbol 14 de rotor y en las unidades 46, 48 de cojinete. Es posible montar una o mas escaleras 54 de servicio, plataformas 55 de servicio y otros elementos para completar la unidad de arbol de rotor.
En una realizacion, el arbol 14 de rotor puede conectarse firmemente al primer elemento 16 para transportar la unidad de arbol de rotor montada. En la ubicacion de instalacion es posible retirar los medios de fijacion en el primer elemento 16 y el eje 35 de bloqueo y, de este modo, es posible elevar la unidad de arbol de rotor hasta su posicion en la gondola 3 usando otra unidad de grua. Los extremos 42, 43 de generador y de rotor pueden conectarse a la gondola haciendo contactar los bordes 56 de montaje con unos bordes de montaje correspondientes situados en el interior de la gondola 3. De este modo, es posible desmontar la placa 22 de soporte y descenderla nuevamente hasta su posicion en la herramienta 12 de instalacion.

Claims (11)

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    REIVINDICACIONES
    1. Herramienta de instalacion para montar una unidad de arbol de rotor para una turbina eolica, que comprende:
    - un bastidor (13) de soporte que comprende al menos un primer elemento (16) y un segundo elemento (19) que estan configurados para recibir y soportar un arbol (14) de rotor principal de una turbina eolica (1), teniendo el arbol (14) de rotor un extremo (42) de generador y un extremo (43) de rotor,
    - en la que el primer elemento (16) esta situado hacia el extremo (42) de generador del arbol (14) de rotor cuando el arbol (14) de rotor esta dispuesto en la herramienta (12) de instalacion y una primera superficie (17) de contacto esta dispuesta en el primer elemento (16) para contactar al menos con una parte de una primera superficie exterior (18) del arbol de rotor,
    caracterizada por el hecho de que
    - el bastidor (13) de soporte comprende medios para girar el arbol (14) de rotor alrededor de al menos un punto de giro situado en el segundo elemento (19) de una primera posicion a una segunda posicion en la que el eje central del arbol (14) de rotor se extiende en una direccion perpendicular con respecto a la direccion longitudinal del bastidor
    (13) de soporte.
  2. 2. Herramienta de instalacion segun la reivindicacion 1, caracterizada por el hecho de que una placa (22) de soporte configurada para su montaje en el extremo (43) de rotor del arbol (14) de rotor esta conectada de forma giratoria al segundo elemento (19) en el punto de giro, comprendiendo la placa (22) de soporte una superficie (24) de contacto para contactar con una tercera superficie (25) de contacto en el extremo (43) de rotor cuando la placa (22) de soporte esta montada en el arbol (14) de rotor.
  3. 3. Herramienta de instalacion segun la reivindicacion 2, caracterizada por el hecho de que el centro de gravedad del bastidor (13) de soporte esta situado entre el punto de giro y el primer elemento (16) cuando el arbol (14) de rotor esta dispuesto en la herramienta de instalacion (12).
  4. 4. Herramienta de instalacion segun la reivindicacion 2 o 3, caracterizada por el hecho de que la placa (22) de soporte esta conectada de forma amovible al segundo elemento (19) a traves de al menos un primer elemento (23b) de conexion situado en la placa (22) de soporte configurado para su union a al menos un segundo elemento (23a) de conexion situado en el segundo elemento (19), estando configurado el primer elemento (23b) de conexion para girar con respecto al segundo elemento (23a) de conexion cuando la placa (22) de soporte esta conectada al segundo elemento (19).
  5. 5. Herramienta de instalacion segun la reivindicacion 1, caracterizada por el hecho de que el segundo elemento (19) comprende medios (35) para bloquear el arbol (14) de rotor con respecto al segundo elemento (19) cuando el arbol
    (14) de rotor gira alrededor del punto de giro.
  6. 6. Herramienta de instalacion segun la reivindicacion 1, caracterizada por el hecho de que al menos un dispositivo de accionamiento esta conectado al bastidor (13) de soporte y comprende al menos un elemento movil que tiene una cuarta superficie de contacto para contactar al menos parcialmente con una quinta superficie de contacto del arbol (14) de rotor, siendo accionado el dispositivo de accionamiento por una unidad de accionamiento.
  7. 7. Herramienta de instalacion segun la reivindicacion 6, caracterizada por el hecho de que la unidad de accionamiento es una unidad de accionamiento hidraulica, una unidad de accionamiento electrica o una unidad de accionamiento neumatica.
  8. 8. Metodo para montar una unidad de arbol de rotor principal de un aspa de turbina eolica, comprendiendo el metodo las etapas de:
    - disponer un arbol (14) de rotor principal que tiene un extremo (42) de generador y un extremo (43) de rotor en un primer elemento (16) y en un segundo elemento (19) de una herramienta (12) de instalacion segun la reivindicacion 1 usando medios (40) de elevacion, p. ej., una unidad de grua;
    - conectar el extremo (42) de generador a los medios (40) de elevacion para girar el arbol (14) de rotor con respecto al extremo (43) de rotor, p. ej., mediante elementos (52) de elevacion montados en el extremo (42) de generador; caracterizado por el hecho de que
    - el extremo (43) de rotor se conecta a un punto de giro en el segundo elemento (19), y
    - el extremo (42) de generador gira alrededor del punto de giro de una primera posicion a una segunda posicion en la que el eje central del arbol (14) de rotor se extiende en una direccion perpendicular con respecto a la direccion longitudinal del bastidor (13) de soporte.
  9. 9. Metodo segun la reivindicacion 8, caracterizado por el hecho de que una placa (22) de soporte se monta en el extremo (43) de rotor del arbol (14) de rotor, y en el que la placa (22) de soporte gira alrededor del punto de giro.
  10. 10. Metodo segun la reivindicacion 9, caracterizado por el hecho de que la placa (22) de soporte se retira de la herramienta (12) de instalacion y se monta en el extremo (43) de rotor antes de disponer el arbol (14) de rotor en la herramienta (12) de instalacion.
    5 11. Metodo segun la reivindicacion 9 o 10, caracterizado por el hecho de que el arbol (14) de rotor se eleva desde la
    herramienta (12) de instalacion despues de girar y se dispone a continuacion en una superficie, donde el arbol (14) de rotor se apoya en la parte superior de la placa (22) de soporte.
  11. 12. Metodo segun la reivindicacion 8, caracterizado por el hecho de que una o mas unidades (46, 48) de cojinete son 10 guiadas hasta su posicion en el arbol (14) de rotor desde el extremo (42) de generador y se montan en el arbol (14) de rotor, tras lo cual el arbol (14) de rotor se dispone en la herramienta (12) de instalacion usando nuevamente los medios (40) de elevacion.
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