ES2585832T3 - Instalación de energía eólica - Google Patents

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ES2585832T3 ES12008157.5T ES12008157T ES2585832T3 ES 2585832 T3 ES2585832 T3 ES 2585832T3 ES 12008157 T ES12008157 T ES 12008157T ES 2585832 T3 ES2585832 T3 ES 2585832T3
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Abstract

Instalación de energía eólica con un cubo de rotor (10) al que está fijada al menos una pala de rotor, con un generador (14) que presenta un rotor exterior y un rotor interior, y con un árbol de accionamiento (31) que presenta una sección de árbol de generador (36) unida al rotor del generador, caracterizada porque la sección de árbol de generador (36) está soportada dentro del estator del generador (14) a través de un rodamiento de rodillos cónicos (56) de doble fila o de dos rodamientos de rodillos cónicos de una sola fila, y el árbol de accionamiento (31) presenta una sección de árbol de rotor (32) que está unida al cubo de rotor (10) y que a través de un segundo rodamiento (46) está soportada con respecto a un soporte de máquina unido al estator del generador (14).

Description

DESCRIPCION
Instalacion de energfa eolica
5 La presente invencion se refiere a una instalacion de energfa eolica con un cubo de rotor, un generador y un arbol de accionamiento que transmite un momento de giro recibido a traves del cubo de rotor a un arbol de entrada del generador.
Por el documento EP2397690A1 se dio a conocer una instalacion de energfa eolica con un arbol flexible. La 10 instalacion de energfa eolica presenta un soporte de maquina y un sistema de generador montado en el costado de sotavento. Ademas, esta previsto un cubo de rotor montado sobre un arbol sobre el soporte de maquina. El arbol transmite las cargas de la corriente de viento y del peso del cubo de rotor y de las palas de rotor unidas a este (carga de viento y de peso) al soporte de maquina y esta unido fijamente al cubo de rotor y al sistema de generador, para transmitir un momento de giro del cubo de rotor al sistema de generador. El arbol es un arbol concebido de 15 forma anisotropica mecanicamente que limita los momentos de flexion entre el cubo de rotor y el sistema de generador y que esta hecho de un material anisotropico compuesto de fibras. Por su anisotropfa, el arbol de rotor por una parte es flexible en el sentido axial, y por otra parte, es ngido a la torsion en el sentido circunferencial. Dado que la flexibilidad del arbol evita la transmision de momentos de flexion entre el rotor y el generador, se reduce una fatiga de material en estos componentes. Los extremos del arbol de rotor pueden estar provistos de bridas de union 20 metalicas unidas por clavijas a los extremos del arbol de un material compuesto de fibras.
Por el documento EP1677005B1 se dio a conocer una instalacion de energfa eolica con un doble rodamiento de rodillos. La instalacion de energfa eolica comprende un arbol principal en el que estan montadas las palas de la turbina eolica. Esta previsto un engranaje con el que una rotacion del arbol principal se multiplica a numeros de 25 revoluciones mas altos para emitirse a un arbol de salida. Un generador es accionado por el arbol de salida del engranaje. Un acoplamiento une el arbol principal a un arbol de entrada del engranaje. Un rodamiento de rodillos conicos de dos filas soporta el arbol principal para recibir la totalidad de la carga radial, la carga de empuje y la carga de flexion y no transmitirlas al engranaje. El acoplamiento entre el arbol principal y el arbol de entrada del engranaje se realiza a traves de un acoplamiento dentado.
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Por el documento WO02/33254A1 se dio a conocer una instalacion de energfa eolica con un arbol de turbina soportado en dos puntos y con un arbol de generador unido a este. El arbol de generador acciona un rotor interior del generador y esta soportado en dos puntos con respecto al estator. El estator exterior esta asegurado en su posicion mediante un acoplamiento no giratorio, y el acoplamiento sustancialmente no ejerce ningun momento de 35 flexion y ninguna fuerza axial sobre el estator cuando se produce una flexion del arbol de turbina a causa de las fuerzas atacantes del cubo de rotor.
Por el documento WO2011/061363A1 se dio a conocer una instalacion de energfa eolica con una cadena cinematica accionada directamente. La cadena cinematica presenta un arbol principal y un arbol de generador, accionando el 40 arbol de generador un generador de iman permanente. El generador y el cubo de rotor de la instalacion de energfa eolica estan dispuestos en lados opuestos de un soporte de maquina. El cubo de rotor se soporta para un soporte de maquina por medio de un rodamiento principal, de tal forma que no se produce ninguna transmision de momentos de flexion a traves del arbol principal. Las conexiones entre el rodamiento principal, el arbol principal y el arbol de generador estan concebidas de tal forma que el momento de giro del rotor eolico es transmitido al arbol de 45 generador sin momento de flexion.
Por el documento EP2143942A1 se dio a conocer una instalacion de energfa eolica que presenta un generador accionado directamente con una disposicion de estator interior y una disposicion de rotor exterior. Un arbol exterior estacionario y un arbol interior giratorio de una sola pieza poseen un eje central. A traves de dos rodamientos, el 50 arbol interior giratorio esta soportado dentro del arbol exterior estacionario, estando dispuesto un rodamiento atras en el extremo del arbol interior detras del estator del generador.
Por el documento DE102011008029A1 se dio a conocer una instalacion de energfa eolica que presenta un soporte de maquina y, en lados opuestos del soporte de maquina, un rotor y un generador, estando acoplados el rotor y el 55 generador uno a otro a traves de un arbol de accionamiento constituido por un arbol de rotor y un arbol de generador y un acoplamiento dispuesto entre estos que acopla las secciones de arbol una a otra sin engranaje. El generador presenta un rotor exterior. El arbol de generador unido al rotor del generador esta soportado por medio de rodamientos sobre el soporte de estator del rotor, estando dispuestos los rodamientos fuera en el soporte de estator y lateralmente con respecto al estator.
La invencion tiene el objetivo de proporcionar una instalacion de ene^a eolica con un concepto de cadena cinematica en el que un generador realizado como inducido exterior esta dispuesto detras de la torre y por los componentes de la cadena cinematica y su disposicion no cabe esperar cambios de holgura esenciales.
Segun la invencion, la instalacion de energfa eolica presenta un cubo de rotor al que esta fijada al menos una pala de rotor. Ademas, la instalacion de energfa eolica presenta un generador que presenta un rotor exterior y un estator interior. El arbol de accionamiento de la instalacion de energfa eolica presenta una seccion de arbol de generador unida al rotor del generador. Esta seccion de arbol de generador esta soportada dentro del estator del generador a 10 traves de un rodamiento de rodillos conicos de doble fila o dos rodamientos de rodillos conicos de una sola fila. La instalacion de energfa eolica segun la invencion presenta un soporte de maquina que esta unido al estator del generador.
Segun la invencion, el arbol de accionamiento de la instalacion de energfa eolica tambien presenta una seccion de 15 arbol de rotor unida al cubo de rotor, que a traves de un segundo rodamiento esta soportado con respecto al soporte de maquina. De manera ventajosa, en la instalacion de energfa eolica, la seccion de arbol de rotor esta realizada como componente separado.
Preferentemente, la seccion de arbol de generador presenta una zona que se estrecha de forma conica en direccion 20 hacia el cubo de rotor.
De manera ventajosa, la seccion de arbol de generador presenta una zona cilmdrica en la que se produce su soporte. Preferentemente, la zona cilmdrica esta dispuesta en el lado de la seccion de arbol de generador, opuesto al cubo de rotor.
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Preferentemente, en la instalacion de energfa eolica segun la invencion, la seccion de arbol de generador esta soportada de forma excentrica dentro del estator del generador. De manera especialmente preferible, la seccion de arbol de generador esta soportada en su mitad orientada en sentido contrario al cubo de rotor.
30 Preferentemente, el rodamiento de rodillos conicos de doble fila o los dos rodamientos de rodillos conicos de una sola fila de la seccion de arbol de generador presentan una configuracion en O.
En una forma de realizacion preferible, la seccion de arbol de rotor presenta en su sentido axial una longitud que es menor que el diametro maximo de la seccion de arbol de rotor en la zona de su conexion al cubo de rotor. El 35 diametro maximo de la seccion de arbol de rotor esta dado por el diametro maximo de la seccion de arbol de rotor en un plano perpendicular con respecto al eje de la seccion de arbol de rotor. Esta configuracion de la seccion de arbol de rotor permite una realizacion especialmente corta de la seccion de arbol de rotor. Mediante la realizacion corta de la seccion de arbol de rotor se ahorra peso. Ademas, la configuracion compacta ofrece ventajas para la fabricacion de la seccion de arbol de rotor. La conformacion de la seccion de arbol de rotor se optimizo de tal forma que se 40 puede exponer a altas solicitaciones mecanicas y no obstante fabricarse de manera sencilla mediante un proceso de fundicion. Es de importancia que la configuracion de la seccion de arbol de rotor permite usar moldes de fundicion tales como coquillas de fundicion configurados con una forma sencilla. Asimismo, por la configuracion de la seccion de arbol de rotor durante el proceso de fundicion es posible una solidificacion orientada del cuerpo de fundicion. De esta manera, se evitan centros termicos cerrados en el cuerpo de fundicion durante su proceso de enfriamiento.
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Preferentemente, la instalacion de energfa eolica presenta un arbol de accionamiento que presenta una seccion de arbol de rotor unida al cubo de rotor, una seccion de arbol de generador unida al rotor del generador y una seccion de arbol intermedio que esta unida a la seccion de arbol de rotor y a la seccion de arbol de generador. Especialmente, en la instalacion de energfa eolica, la seccion de arbol de rotor puede estar realizada como 50 componente separado que esta unido a la seccion de arbol intermedia.
El cubo de rotor, el rotor del generador y el arbol de accionamiento que une el cubo de rotor y el generador rotan al menos alrededor de ejes paralelos, preferentemente alrededor de un eje comun. Por el sentido del eje de rotacion alrededor del que rota el arbol de accionamiento se describe el sentido axial del arbol de accionamiento. La seccion 55 de arbol unida al cubo de rotor presenta en su lado orientado en sentido axial hacia el cubo de rotor una zona en sentido axial en la que esta unida al cubo de rotor, la zona de su conexion al cubo de rotor. La union entre el cubo de rotor y la seccion de arbol de rotor unida a este se realiza preferentemente por ejemplo por union atornillada y/o por clavijas y/o por apriete y/o por remachado. En el caso de la union atornillada, preferentemente, el cubo de rotor y la seccion de arbol de rotor pueden presentar taladros respectivamente con o sin rosca interior por la que se enrosca el
extremo de un tornillo asegurado por una tuerca enroscada sobre el mismo, o por la que se enrosca un perno roscado asegurado bilateralmente por tuercas. Ademas, o bien el cubo de rotor puede presentar un taladro continuo con o sin rosca interior y la seccion de arbol de rotor unida al mismo puede presentar un taladro ciego con rosca o el cubo de rotor presenta un taladro ciego con rosca interior y la seccion de arbol de rotor unida al mismo presenta un 5 taladro continuo con o sin rosca interior. Entonces, para la fijacion, un tornillo se enrosca en primer lugar en el taladro continuo, siempre que el taladro presente una rosca, y despues en el taladro ciego. En la zona en la que se realiza una union de este tipo entre el cubo de rotor y la seccion de arbol de rotor unida al mismo, el diametro exterior maximo de la seccion de arbol de rotor es mayor que la longitud de la seccion de arbol de rotor, unida al cubo de rotor, en su sentido axial. La union entre el cubo de rotor y la seccion de arbol de rotor unida al mismo se 10 encuentra en el sentido radial preferentemente en la zona exterior del diametro exterior maximo de la seccion de arbol de rotor, es decir, en la zona entre 85% y 99% del diametro exterior maximo, preferentemente entre 92% y 98% del diametro exterior maximo y de forma especialmente preferible entre 94% y 97% del diametro exterior maximo.
15 La union entre el cubo de rotor y la seccion de arbol de rotor se realiza preferentemente en uno o varios drculos concentricamente alrededor de un eje comun del cubo de rotor y de la seccion de arbol de rotor, alrededor del que rotan ambos. Preferentemente, los elementos de union tales como tornillos, remaches, pernos, clavijas estan dispuestos en el sentido circunferencial uniformemente en el o los drculos alrededor del eje comun del cubo de rotor y de la seccion de arbol de rotor, pudiendo estar dispuestos en diferentes drculos un numero distinto de elementos 20 de union. Al mismo tiempo, todos o algunos de los elementos de union en uno o varios de los drculos en los que estan dispuestos los elementos de union pueden usarse para unir un disco de retencion para la instalacion de energfa eolica a la seccion de arbol de rotor.
La relacion del diametro maximo de la seccion de arbol de rotor con respecto a su longitud en el sentido axial es 25 especialmente de 1,5:1 como mmimo y de 3:1 como maximo, preferentemente de 2:1 como mmimo y de 2,5:1 como maximo y de forma especialmente preferible de 2,2:1 como mmimo y de 2,3:1 como maximo. Las ventajas de una relacion elegida de esta manera entre el diametro maximo de la seccion de arbol de rotor y su longitud en el sentido radial consisten en un flujo optimizado de las fuerzas ejercidas por el rotor sobre la seccion de arbol de rotor, en una geometna optimizada para la fabricacion de la seccion de arbol de rotor, especialmente en el caso de la fabricacion 30 como pieza de fundicion, y en una geometna optimizada de la seccion de arbol de rotor, para poder montar ademas de manera sencilla un disco de retencion y/o un disco de freno o segmentos de un disco de freno en la seccion de arbol de rotor.
En una variante preferible de la invencion, la seccion de arbol de rotor presenta en su extremo en direccion hacia el 35 cubo de rotor una primera zona de brida que a traves de una curvatura se convierte en un cuerpo de arbol que en una forma de realizacion preferible esta realizado de forma cilmdrica con respecto al eje de la seccion de arbol de rotor. Preferentemente, la curvatura describe un angulo con respecto al eje de la seccion de arbol de rotor, de tal forma que la zona de brida sobresale del cuerpo de arbol hacia fuera. Este angulo es de 70° a 110°, preferentemente de 85° a 95° y de forma especialmente preferible de 90°. La seccion de arbol de rotor puede terminar con la zona de 40 brida, pero tambien puede presentar la zona de brida en su zona final, pero continuar tambien en el sentido axial mas alla de la zona de brida en direccion hacia el cubo de rotor. Alternativamente, el cuerpo de arbol tambien se puede extender de forma conica con respecto al eje de la seccion de arbol de rotor, preferentemente con un angulo constante con respecto al eje de la seccion de arbol de rotor, que preferentemente es inferior a 10° y de forma especialmente preferible inferior a 5°.
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La relacion del diametro maximo de la seccion de arbol de rotor con respecto al diametro exterior de un cuerpo de arbol cilmdrico o con respecto al diametro exterior mmimo de un cuerpo de arbol que se estrecha de forma conica en direccion hacia el cubo de rotor o con respecto al diametro exterior maximo de un cuerpo de arbol que se ensancha de forma conica en direccion hacia el cubo de rotor se situa preferentemente entre 1,2:1 y 2:1, de forma 50 especialmente preferible entre 1,3:1 y 1,7:1 y de forma particularmente preferible entre 1,4:1 y 1,5:1. De esta relacion resulta la medida en que la zona de brida sobresale del cuerpo de arbol en la base de la brida.
La medida absoluta del saliente de la zona de brida resulta de la diferencia del diametro maximo de la seccion de arbol de rotor con respecto al diametro exterior de un cuerpo de rotor cilmdrico o con respecto al diametro exterior 55 mmimo de un cuerpo de arbol que se estrecha de forma conica en direccion hacia el cubo de rotor o con respecto al diametro exterior maximo de un cuerpo de arbol que se ensancha de forma conica en direccion hacia el cubo de rotor. Preferentemente, este saliente de la zona de brida no esta curvado totalmente sino realizado de forma recta despues de la curvatura. Preferentemente, el 15% a 60% exterior del saliente es recto, preferentemente el 20% a 50% exterior del saliente es recto y de forma especialmente preferible, el 30% a 40% exterior del saliente es recto.
Mediante la curvatura en la seccion de arbol de rotor para la formacion de la zona de brida se crea una zona de brida que sobresale hacia fuera y que esta realizada de forma mtegra con la seccion de arbol de rotor y no se tiene que fijar como componente separado a la seccion de arbol de rotor. Mas bien, la seccion de arbol de rotor unida al 5 cubo de rotor puede fabricarse como pieza de fundicion de hierro de fundicion. Preferentemente, el hierro de fundicion esta provisto de grafito esferoidal, es decir que es un material de fundicion basado sustancialmente en hierro, carbono y silicio y en el que el carbono existe preponderantemente en forma de partmulas esfericas de grafito. Los materiales de este tipo son conocidos especialmente por la norma DIN EN 1563:2012-03 de marzo de 2012. De manera especialmente preferible, el hierro de fundicion con grafito esferoidal del que se compone la 10 seccion de arbol de rotor presenta una estructura que contiene ferrita y que es especialmente la estructura predominante en el material. El material de fundicion de la seccion de arbol de rotor presenta despues de la fabricacion preferentemente un alargamiento de rotura de 12% como mmimo, de forma especialmente preferible de 15% como mmimo, de forma particularmente preferible de 17% como mmimo de forma optima de 18% como mmimo, medido en muestras de probetas fundidas con un grosor de pared t decisivo t < 30 mm que se fabricaron 15 mediante mecanizacion (determinado segun la norma DIN EN 1563:2012-03 de marzo de 2012, vease especialmente la tabla 1). Ademas, el material de fundicion de la seccion de arbol de rotor presenta despues de su fabricacion preferentemente una resistencia a la traccion de 300 MPa como mmimo, de forma especialmente preferible de 350 MPa como mmimo, de forma particularmente preferible de 380 MPa como mmimo y de manera optima de 400 MPa como mmimo, igualmente medida en muestras de probetas fundidas con un grosor de pared 20 decisivo t < 30 mm que se fabricaron mediante mecanizacion (determinada segun la norma DIN EN 1563:2012-03 de marzo de 2012, vease especialmente la tabla 1). De manera especialmente ventajosa, el material de fundicion de la seccion de arbol de rotor presenta tanto el valor optimo del alargamiento de rotura de 18% como mmimo como el valor optimo de la resistencia a la traccion de 400 MPa como mmimo. Como material de fundicion de la seccion de arbol de rotor cabe mencionar como posibles materiales ventajosos especialmente los materiales EN-GJS-400-18 y 25 EN-GJS-400-18-LT indicados en la norma DIN EN 1563:2012-03 de marzo de 2012. Mediante un bebedero lateral (suministro de material) en el cuerpo de arbol, preferentemente en el extremo del cuerpo de arbol, situado en el lado del generador, es posible un comportamiento de enfriamiento y de solidificacion especialmente favorable, siendo la zona de brida, situada en el lado del cubo, de la seccion de arbol de rotor, la primera en enfriarse y solidificarse. Con una longitud de la seccion de arbol de rotor de 1,30 cm a 1,90 m y un diametro maximo de la seccion de arbol de 30 rotor de 3 m a 4 m, el tiempo de solidificacion de la seccion de arbol de rotor preferentemente es inferior a 4 horas, de forma especialmente preferible inferior a 3 horas y de forma particularmente preferible inferior a 2 horas. Despues de la solidificacion, la zona del bebedero en la pieza de fundicion en la que se han acumulado escoria e impurificaciones se elimina como cabeza saliente.
35 El rodamiento que soporta la seccion de arbol de rotor preferentemente esta realizado como rodamiento de rodillos conicos. Un rodamiento de rodillos conicos de doble fila ofrece la ventaja de que los momentos de flexion y las fuerzas que atacan en los sentidos axial y radial pueden ser absorbidas por el rodamiento de rodillos conicos de doble fila y ser desviadas al soporte de maquina sin ser transmitidas a traves de la seccion de arbol siguiente, en el lado del generador, del arbol de accionamiento. Para soportar el rodamiento sobre la seccion de arbol de rotor, el 40 cuerpo de arbol de la seccion de arbol de rotor puede presentar ademas uno o varios salientes que sobresalen hacia fuera. Preferentemente, la superficie de contacto del rodamiento esta dispuesta en los salientes radiales en sentido axial en direccion hacia el generador. Preferentemente, todos los salientes radiales estan dispuestos en un plano perpendicular con respecto al eje de la seccion de arbol de rotor. Un saliente radial puede estar realizado de forma circunferencial alrededor de la circunferencia de la seccion de arbol de rotor o estar realizado solo en secciones 45 parciales del contorno. En este saliente, el anillo interior del soporte, que tambien puede estar realizado en varias piezas, puede estar soportado tanto en el lado del cubo como en el lado del generador. El soporte se puede realizar o bien directamente o bien a una distancia por medio de uno o varios elementos distanciadores, preferentemente por medio de uno o varios anillos distanciadores. En una forma de realizacion preferible, el saliente que sobresale radialmente hacia fuera o varios salientes que sobresalen hacia fuera presentan taladros, o bien taladros ciegos con 50 una abertura en el lado del cubo del saliente o de los salientes, o bien taladros continuos. Estos presentan preferentemente una rosca interior. Con tornillos avellanados o pernos roscados y tuercas, con la ayuda de los taladros se pueden fijar un disco de freno o segmentos de disco de freno al saliente radial o a los salientes radiales. Preferentemente, todos los taladros estan dispuestos en un radio alrededor del eje de la seccion de arbol de rotor.
55 Con respecto a la longitud de la seccion de arbol de rotor en el sentido axial, el saliente radial o los salientes radiales estan dispuestos aproximadamente en el centro de la seccion de arbol de rotor. Esto quiere decir especialmente que el centro del saliente o de los salientes esta alejado del extremo, situado en el lado del cubo, de la seccion de arbol de rotor, con respecto a la longitud axial de la seccion de arbol de rotor, como maximo 50%, preferentemente de 30% a 45% y de forma especialmente preferible de 35% a 42%. El saliente radial o los salientes radiales
preferentemente estan dispuestos en la zona de la seccion de arbol de rotor que todavfa no presenta ninguna curvatura, especialmente en la zona en sentido axial que esta situada directamente a continuacion de la zona curvada. La distancia entre la zona curvada y el extremo, situado en el lado del cubo, del saliente radial o de los salientes radiales asciende especialmente a hasta 10% de la longitud de la seccion de arbol de rotor en el sentido 5 axial, preferentemente hasta 5% y de forma especialmente preferible hasta 3% de la longitud de la seccion de arbol de rotor en el sentido axial. De manera especialmente preferible, la zona curvada de la seccion de arbol de rotor se convierte directamente en el saliente radial o los salientes radiales. En su extremo situado en el lado del generador, la seccion de arbol de rotor puede presentar una superficie, especialmente perpendicular con respecto al eje de la seccion de arbol de rotor, que presenta al menos un taladro ciego con rosca. Por medio de este taladro se pueden 10 inmovilizar por union atornillada cuerpos de posicionamiento, por ejemplo con la ayuda de tornillos que se enroscan en los taladros, de manera que con los cuerpos de posicionamiento, el rodamiento de la seccion de arbol de rotor puede inmovilizarse en el sentido axial y, dado el caso, tambien pretensarse.
En una forma de realizacion preferible de la invencion, la primera zona de brida presenta ademas taladros 15 adicionales que presentan otra distancia con respecto al eje de la seccion de arbol de rotor que los taladros que unen el cubo y la seccion de arbol de rotor. Estos taladros presentan preferentemente una rosca. Mediante estos taladros, un disco de retencion se puede fijar por union atornillada a la primera zona de brida empleando especialmente tornillos. El disco de retencion se dispone preferentemente en el lado de generador de la primera zona de brida.
20
En una forma de realizacion preferible estan dispuestos taladros en la primera zona de brida de la seccion de arbol de rotor para la fijacion del disco de retencion en dos drculos alrededor del eje de la seccion de arbol de rotor con diferentes radios, y el disco de retencion y la seccion de arbol de rotor se atornillan con la ayuda de los taladros en uno de los dos drculos, preferentemente en un primer paso de montaje (premontaje), y con la ayuda de los taladros 25 en el otro de los dos drculos se atornillan el disco de retencion, la seccion de arbol de rotor y el cubo de rotor, preferentemente en un segundo paso de montaje (montaje final).
Por medio del disco de retencion que presenta uno o varios taladros de retencion a una distancia del eje de la seccion de arbol de rotor, superior al radio maximo de la primera zona de brida, el rotor de la instalacion de energfa 30 eolica se puede inmovilizar pasando un perno por al menos un taladro de retencion.
En una forma de realizacion preferible, la seccion de arbol de rotor esta provista en su extremo orientado hacia el generador, de una segunda seccion de brida que sobresale radialmente hacia dentro. La segunda seccion de brida presenta preferentemente taladros distribuidos por su contorno, previstos para la union a una seccion de arbol 35 adicional, preferentemente una seccion de arbol intermedia, o a un plano de compensacion dispuesto delante de dicha seccion de arbol adicional. En caso de existir una seccion de arbol intermedia, un plano de compensacion adicional une la seccion de arbol intermedia y la seccion de arbol de generador. Los planos de compensacion se componen de varios elementos de compensacion que preferentemente estan realizados como laminas de acero, por ejemplo como acoplamiento de laminas de acero.
40
Los dos planos de compensacion con su elemento de compensacion correspondiente en combinacion con la seccion de arbol intermedia constituyen como sistema de acoplamiento un acoplamiento cardan capaz de absorber los desplazamientos radiales, angulares y axiales que pueden producirse entre la seccion de arbol de rotor y la seccion de arbol de generador. Estos desplazamientos pueden resultar por tolerancias de fabricacion y de montaje y por la 45 deformacion de la cadena cinematica de la instalacion de energfa eolica, especialmente del arbol de accionamiento a causa de cargas de peso de los componentes de la cadena cinematica y cargas de viento especialmente sobre las palas de rotor de la instalacion de energfa eolica.
Por el hecho de que entre los dos acoplamientos individuales con sus planos de compensacion del acoplamiento 50 cardan se encuentra la seccion de arbol intermedia, se puede producir un mayor desplazamiento radial entre la seccion de arbol de rotor y la seccion de arbol de generador sin que ello conduzca a solicitaciones mecanicas de los componentes. La longitud de la seccion de arbol intermedia en direccion hacia el eje del arbol de accionamiento se situa preferentemente entre 35% y 70% de la longitud total del arbol de accionamiento de la cadena cinematica en su sentido axial, constituido por la seccion de arbol de rotor, la seccion de arbol intermedia y la seccion de arbol de 55 generador. De forma especialmente preferible, la longitud de la seccion de arbol intermedia en direccion hacia el eje del arbol de accionamiento se situa entre 40% y 60% de la longitud total del arbol de accionamiento de la cadena cinematica y de forma particularmente preferible entre 45% y 50% de la longitud total del arbol de accionamiento de la cadena cinematica.
Especialmente por la realizacion corta de la seccion de arbol de rotor, con una longitud limitada del arbol de accionamiento de la cadena cinematica de la instalacion de energfa eolica es posible elegir especialmente grande distancia de los distintos acoplamientos del acoplamiento cardan y por tanto la longitud de la seccion de arbol intermedia. De esta manera, el desplazamiento radial entre la seccion de arbol de rotor y la seccion de arbol de 5 generador que es posible sin que la solicitacion mecanica de los componentes del arbol de accionamiento de la cadena cinematica se haga demasiado grande y pueda causar danos a los componentes. Por lo tanto, una instalacion de energfa eolica segun la invencion resulta especialmente adecuada para poder trabajar sin fallos y de manera fiable incluso bajo solicitaciones de viento diffciles, por ejemplo con cargas de viento muy grandes y/o variables sobre las palas de rotor de la instalacion de energfa eolica, que se encuentran por ejemplo en mar abierto 10 (offshore). Por ello, las instalaciones de energfa eolica segun la invencion presentan un mayor tiempo de servicio y, por consiguiente, una mayor disponibilidad tecnica.
Cada plano de compensacion de la cadena cinematica se realiza mediante un acoplamiento. Se puede usar por ejemplo un acoplamiento de garras, un acoplamiento de membrana o un acoplamiento de dientes, pero 15 preferentemente un acoplamiento de laminas de acero. En este caso, tanto en la segunda zona de brida de la seccion de arbol de rotor como en los dos extremos de la seccion de arbol intermedia, si esta existe, como en el extremo, situado en el lado del rotor, de la seccion de arbol de generador se atornillan paquetes de laminas de acero alternando en el sentido circunferencial.
20 El uso de acoplamientos de laminas de acero ofrece las ventajas de que se pueden recambiar facilmente laminas de acero individuales, sin necesidad de un recambio con una grua como en otros acoplamientos. Las laminas de acero son moviles en medida limitada en el sentido axial de la cadena cinematica (desplazamiento axial) y en el sentido circunferencial (desplazamiento angular), pero son ngidos en el sentido radial. En un acoplamiento cardan con dos acoplamientos de laminas de acero, sin embargo, tambien se puede compensar un desplazamiento radial entre la 25 seccion de arbol de rotor y la seccion de arbol de generador.
Preferentemente, el arbol intermedio esta hecho de un material compuesto de fibras. De manera ventajosa, los extremos del arbol intermedio estan provistos de bridas de union metalicas que estan fijadas por clavijas a los extremos del arbol de un material compuesto de fibras. Las bridas de union metalicas se atornillan entonces a los 30 acoplamientos en la cadena cinematica, en un acoplamiento de laminas de acero con los paquetes de laminas de acero. En al menos una zona parcial de la seccion de arbol intermedia, la orientacion de las fibras esta inclinada con respecto al eje longitudinal de esta, de manera que por ejemplo tienen una extension helicoidal.
A continuacion, se describe en detalle un ejemplo de realizacion de la invencion. Muestran:
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la figura 1. Una vista de la cadena cinematica con el cubo de rotor y el generador, en alzado lateral,
la figura 2. Una vista desde arriba de la cadena cinematica,
40 la figura 3. Una seccion longitudinal a traves de la cadena cinematica, en alzado lateral,
la figura 4. El detalle Z aumentado de la figura 3, en la representacion en seccion en alzado lateral,
la figura 5. El detalle Y de la figura 3 en alzado lateral y
45
la figura 6. Una vista de una seccion de arbol intermedia con dos dispositivos de acoplamiento.
La figura 1 muestra en alzado lateral un cubo de rotor 10, un soporte de maquina 12 y un generador 14. El cubo de
rotor 10 se compone de un componente que presenta tres aberturas 16 circulares para una conexion de una pala de
50 rotor respectivamente. En la representacion de la figura 1 se pueden ver la abertura 16 orientada hacia abajo y la abertura 16 orientada aproximadamente hacia 2 h (posicion de reloj mirando desde fuera al cubo en la direccion del eje de rotacion del arbol de accionamiento). La abertura 16 orientada en la posicion de 10 h esta cubierta y se puede ver solo en parte. El cubo de rotor 10 lleva las palas de rotor (no representadas) que lo hacen girar, siendo transmitido a traves de un arbol el momento de giro recibido.
55
El soporte de maquina 12 presenta una zona de conexion 18 para la union con una union giratoria acimutal, a traves de la que el soporte de maquina 12 esta montado de forma giratoria sobre una torre de la instalacion de energfa eolica. Para poder recibir mejor las fuerzas y los momentos atacantes, el soporte de maquina 12 no esta realizado como plataforma, sino que presenta una estructura aproximadamente cerrada en la que estan previstos calados
individuales, como el calado 20. Por su estructura cerrada, el soporte de maquina 12 permite una conexion estable, preferentemente ngida del generador 14 a una zona de brida 24 prevista en un extremo del soporte de maquina, orientado hacia el generador. Tambien en su extremo orientado hacia el cubo de rotor, el soporte de maquina presenta una zona de conexion 24A circunferencial cerrada. A traves de los calados del soporte de maquina 12 se 5 puede ver el arbol de accionamiento 31 que une el cubo de rotor 10 al generador 14.
El generador 14 esta realizado como inducido exterior que se encuentra fuera del soporte de maquina. La estructura de la cadena cinematica se caracteriza porque el cubo de rotor 10 y el generador 14 estan dispuestos en lados opuestos del soporte de maquina 12. El generador 14 presenta un inducido 14A exterior, accionado por el cubo de 10 rotor 10, y un estator 14B interior unido fijamente al soporte de maquina 12 en la zona de brida 24.
En la figura 1 se puede ver que el sistema formado por el cubo de rotor y el generador presenta una inclinacion (angulo de inclinacion) que desciende hacia el generador 14. El angulo de inclinacion elegido depende del tamano de la instalacion de energfa eolica y de las palas de rotor de la instalacion de energfa eolica. El angulo de inclinacion 15 ha de elegirse de tal forma que incluso en caso de una flexion de palas de rotor largas, estas presenten un paso libre hacia la pared de torre de la instalacion de energfa eolica.
En la figura 1 tambien se puede ver que con respecto al eje de giro X de la cadena cinematica constituida por el cubo de rotor 10, un arbol de accionamiento 31 que une el cubo de rotor al generador 14, el soporte de maquina 12 20 con su zona de conexion 18 para la union giratoria acimutal tiene un diametro inferior al diametro del generador 14. El generador 14 dispuesto detras del soporte de maquina 12 tiene con su inducido 14A exterior un mayor diametro que el cubo de rotor 10 y sobresale lateralmente del soporte de maquina 12.
La figura 2 muestra la representacion de la figura 1 en una vista en planta desde arriba. Se puede ver claramente 25 que el soporte de maquina 12 tiene bridas de union 28 que sobresalen lateralmente y a traves de las que el soporte de maquina esta montado sobre la torre y/o una union giratoria acimutal de la torre. Tambien se pueden ver los calados en el soporte de maquina 12 como el calado 20'. Los calados dejan libre el acceso al interior del soporte de maquina sin debilitar significativamente su rigidez.
30 La figura 3 muestra una seccion a lo largo de la lmea A-A de la figura 2 que corresponde al eje de giro X de la cadena cinematica. La representacion en seccion permite ver el arbol de accionamiento 31 que presenta una seccion de arbol de rotor 32, una seccion de arbol intermedia 34 y una seccion de arbol de generador 36. Las secciones de arbol 32, 34, 36 estan realizadas como componentes separados que respectivamente estan unidos entre sf y realizados como arboles huecos. La seccion de arbol de rotor 32 esta unida al cubo de rotor 10 a traves de 35 una union atornillada fuera del soporte de maquina. Preferentemente, la seccion de arbol de rotor 32 se compone de hierro fundido con grafito esferoidal, por ejemplo el material GJS-400-18-LT segun la norma DIN EN 1563:2012-03 de marzo de 2012.
En la figura 3, dos taladros roscados alineados entre sf en el cubo de rotor 10 y en la seccion de arbol de rotor 32 40 estan realizados como taladro 38 continuo en el que estan enroscados los tornillos 38' para la union del cubo de rotor 10 a la seccion de arbol de rotor 32. En el lado del generador de la union entre el cubo de rotor 10 y la seccion de arbol de rotor 32 esta previsto un disco de retencion 40 que permite una retencion mecanica del cubo de rotor en caso de trabajos de mantenimiento. Para la fijacion, el disco de retencion 40 presenta preferentemente tambien taladros alineados con los taladros 38 continuos. Mediante los tornillos 38' se une entonces tambien el disco de 45 retencion 40 a la seccion de arbol de rotor 32.
La seccion de arbol de rotor 32 presenta un cuerpo de arbol 42 cilmdrico y una curvatura 44. La curvatura 44 de la seccion de arbol de rotor 32 describe una inclinacion de 90°, de manera que resulta una primera zona de brida 41 que sobresale hacia fuera para la union al cubo de rotor 10. El cuerpo de arbol 42 cilmdrico de la seccion de arbol de 50 rotor 32 se asoma al interior del soporte de maquina 12 y se soporta en el soporte de maquina 12 a traves de un rodamiento de rodillos conicos 46 de doble fila. El rodamiento de rodillos conicos de doble fija presenta dos filas de rodillos conicos como cuerpos de rodadura, que estan inclinadas una respecto a otra. La inclinacion es tal que el rodamiento de rodillos conicos de doble fila adopta una configuracion en O en la que la direccion de la normal de la superficie de rodadura en el lado del generador se cruza, en el lado del generador del rodamiento 46 en el eje de 55 rotacion X del arbol de accionamiento, con la direccion de la normal de la superficie de rodadura opuesta en el lado del generador. El rodamiento de rodillos conicos de doble fila esta realizado para recibir las totalmente las fuerzas y los momentos que actuan en los sentidos axial y radial sobre la seccion de arbol de rotor 32 a traves del cubo de rotor, y desviarlos al soporte de maquina 12. En su extremo orientado hacia la seccion de arbol intermedia 34, la seccion de arbol de rotor 32 esta provista de una segunda seccion de brida 45 que sobresale hacia dentro y que
sirve para fijacion de un dispositivo de acoplamiento.
A continuacion de la seccion de arbol de rotor 32 esta situada la seccion de arbol intermedia 34. La seccion de arbol intermedia 34 es la seccion de arbol mas larga. La seccion de arbol intermedia 34 no esta soportada a traves de un 5 rodamiento, sino que esta unida a la seccion de arbol de rotor 32 y la seccion de arbol de generador 36. La seccion de arbol intermedia 34 esta compuesta de un material compuesto reforzado con fibras y por tanto es sensiblemente mas elastica que la seccion de arbol de rotor 32 hecha de metal, preferentemente de hierro de fundicion con grafito esferoidal. Para la union a la seccion de arbol de rotor 32 y la seccion de arbol de generador 36, la seccion de arbol intermedia 34 presenta en sus extremos respectivamente un adaptador 47 con una seccion de brida 48 10 respectivamente que con un manguito de union 50 cilmdrico circular esta unido a traves de remaches o tornillos a la seccion de arbol intermedia 34. El manguito de union 50 puede estar encolado adicionalmente tambien a la seccion de arbol intermedia 34.
La seccion de arbol intermedia 34 hecha de un material compuesto de fibras presenta una reducida rigidez a la 15 torsion a causa de la orientacion de las fibras que preferentemente estan orientadas practicamente en el sentido X del arbol de accionamiento. Preferentemente, la orientacion de las fibras en la seccion de arbol intermedia difiere como maximo 15°, preferentemente como maximo 10° y de forma especialmente preferible como maximo 5° del sentido axial del arbol de accionamiento, al menos a lo largo de una zona esencial de la seccion de arbol intermedia. De esta manera, por una parte resultan ventajas en determinados casos de carga extrema en la cadena cinematica 20 de la instalacion de energfa eolica, ya que el arbol intermedio presenta una menor rigidez en sentido axial. Resulta una mayor amortiguacion de material en la cadena cinematica en la zona de la seccion de arbol intermedia, por lo que las vibraciones en el arbol de accionamiento se extinguen mas rapidamente y se produce un comportamiento de cortocircuito mejorado del generador. Ademas, por el uso del material compuesto de fibras se reduce el peso de la cadena cinematica. Preferentemente, como material compuesto de fibras se usa GFK (material sintetico reforzado 25 con fibra).
En el lado del generador, la seccion de arbol intermedia 34 esta unida a la seccion de arbol de generador 36. La seccion de arbol de generador 36 presenta una zona 52 que se ensancha de forma conica hacia el generador y a continuacion de la que esta situada una seccion a soportar 54 cilmdrica circular. La seccion de arbol de generador 30 36 se extiende saliendo del soporte de maquina 12 al interior del generador 14 compuesto por el inducido exterior 14 A del generador y el estator interior 14 B del generador. La seccion de arbol de generador 36 esta soportada en su seccion a soportar 54 cilmdrica circular a traves de un rodamiento de rodillos conicos 56 de doble fila. El rodamiento de rodillos conicos 56 de doble fila presenta una configuracion en O al igual que el rodamiento de rodillos conicos 46 de doble fila del arbol de rotor. El extremo de la seccion de arbol de generador 36, situado en el lado del generador, 35 esta unido a traves de una brida 58 interior a una placa de rotor 60, a traves de la que el rotor exterior 60A del generador esta unido a la seccion de arbol de generador 36.
La figura 4 muestra una vista de detalle de la seccion de arbol de rotor 32. Se puede ver claramente el rodamiento de rodillos conicos 46 de doble fila para soportar el arbol de rotor. El rodamiento se compone de dos anillos 40 interiores 62 realizados de forma separada, entre los que, dado el caso, se puede disponer un anillo intermedio, y de un anillo exterior 64 comun. Los anillos interiores 62 se sujetan sobre la seccion de arbol de rotor 32 a traves de dos cuerpos de posicionamiento 68 y 68'. Los cuerpos de posicionamiento 68 y 68' ejercen en sentido axial una fuerza sobre los anillos interiores 62 para de esta manera pretensar correspondientemente el rodamiento de rodillos conicos de doble fila y posicionarlo conforme a la posicion del anillo exterior. El anillo exterior 64 esta unido al 45 soporte de maquina 12 a traves de un tornillo 70. El cuerpo de posicionamiento 68' yace en un saliente orientado radialmente hacia fuera que se extiende preferentemente como anillo a lo largo del contorno total de la seccion de arbol de rotor. Pero tambien se pueden distribuir varios salientes radiales por el contorno de la seccion de arbol de rotor 32. Preferentemente, el cuerpo de posicionamiento 68' es un anillo distanciador. El cuerpo de posicionamiento 68 del lado del generador se inmoviliza mediante un tornillo 68A, por lo que se pretensa tambien el rodamiento de 50 rodillos conicos 46 de doble fila. El cuerpo de posicionamiento 68 presenta un taladro, preferentemente un taladro roscado. Este esta alineado con un taladro ciego con rosca en la seccion de arbol de rotor 32. Este esta dispuesto en el extremo de la seccion de arbol de rotor 32, situado en el lado del generador.
La union entre la seccion de arbol de rotor 32 y la seccion de arbol intermedia 34 se realiza a traves de un 55 acoplamiento de laminas 72. El acoplamiento de laminas 72 se compone de elementos de acoplamiento 74 dispuestos entre tornillos de acoplamiento 76. Entre dos tornillos de acoplamiento 76 contiguos se extiende respectivamente un elemento de acoplamiento 74 que se compone por ejemplo de un paquete de laminas de acero. Los tornillos de acoplamiento 76 estan unidos a la seccion de arbol de rotor 32 y la zona de brida de la seccion de arbol intermedia 34 alternando en el sentido circunferencial.
La estructura del acoplamiento de laminas 72 y su union a la seccion de arbol intermedia 34 esta representada en una vista en perspectiva en alzado lateral en la figura 6. La seccion de arbol intermedia 34 presenta en sus extremos respectivamente un acoplamiento de laminas 72 que esta unido respectivamente con el adaptador 47 a la seccion 5 de arbol adyacente. La zona de brida 78 circunferencial del adaptador 47 presenta alternando taladros 80 y escotaduras 82 abiertas. Los taladros 80 estan previstos respectivamente para la fijacion de un tornillo de acoplamiento 76 con el acoplamiento de laminas 72. Un tornillo de fijacion 84 adyacente a los tornillos de acoplamiento 76 no esta unido a la zona de brida 78 de la seccion de arbol intermedia 34 sino a la seccion de arbol de rotor 32 o la seccion de arbol de generador 36. La cabeza del tornillo de fijacion 84 queda alojada en la brida de 10 fijacion 78 en la escotadura 82. Los elementos de acoplamiento 74 elasticos (por ejemplo hechos de acero para resortes) estan dispuestos de forma movil entre los tornillos de fijacion 76, 84, de manera que el acoplamiento de laminas forma planos de compensacion en los que se pueden compensar un desplazamiento radial y un desplazamiento axial y un desplazamiento angular entre las secciones del arbol. Preferentemente, la compensacion del desplazamiento angular es sensiblemente menor que la del desplazamiento axial, es decir, la relacion de la 15 longitud del desplazamiento es especialmente de 1:2, preferentemente de 1:5 y de forma especialmente preferible de 1:10. Ademas, la compensacion del desplazamiento angular es sensiblemente menor que la del desplazamiento radial, es decir la relacion de la longitud del desplazamiento es especialmente de 1:6, preferentemente de 1:15 y de forma especialmente preferible de 1:30. La compensacion de la longitud del desplazamiento axial con respecto a la longitud del desplazamiento radial tiene preferentemente una relacion de 1:2 a 1:4, de forma especialmente 20 preferible una relacion de 1:2,5 a 1:3,5 y de forma particularmente preferible una relacion de 1:2,8 a 1:3,2. La zona de brida 78 circunferencial de la seccion de arbol intermedia esta fijada con el manguito de union 50 a la seccion de arbol intermedia 34.
La union de la seccion de arbol intermedia 34 a la seccion de arbol de generador se realiza de manera 25 correspondiente.
La figura 5 muestra el detalle Y de la figura 3. Se puede ver claramente la seccion de arbol de generador 36 que tiene una seccion 52 que se ensancha de forma conica hacia el generador y una seccion 54 cilmdrica circular. La zona que se ensancha de forma conica se extiende preferentemente en un angulo a constante en la direccion del 30 generador hacia fuera. El angulo a mide especialmente entre 0° y 30°, preferentemente entre 5° y 15° y de forma especialmente preferible entre 7° y 10°. La seccion 54 cilmdrica circular tiene en la zona del rodamiento de rodillos conicos 56 de doble fila una zona de pared 86 reforzada, sobre la que esta soportado el anillo interior del rodamiento de rodillos conicos 56 de doble fila. El anillo interior puede estar realizado en dos o tres piezas. De esta manera, se facilita el montaje del rodamiento de rodillos conicos 56 de doble fila. La zona de pared 86 reforzada se limita en el 35 lado del generador a traves de un saliente 88 que sobresale hacia atras al interior, y hacia el cubo de rotor a traves de un saliente 90 que sobresale hacia delante. El saliente 90 sirve de tope para el anillo in terror 92 del rodamiento de rodillos conicos 56 de doble fila. La fijacion y el pretensado del anillo interior 92 se realizan por medio de un anillo de apriete en el saliente 88 que sobresale hacia atras al interior. Alternativamente, el rodamiento de rodillos conicos de doble fila tambien se puede fijar y pretensar a traves de un cuerpo de posicionamiento, como en el rodamiento de 40 rodillos conicos 46 de doble fila de la seccion de arbol de rotor. El rodamiento de rodillos conicos de doble fila asienta en el estator 14B de forma excentrica con respecto al sentido axial del generador, en concreto, en la mitad de la seccion de arbol de generador, orientado en sentido contrario al cubo de rotor. Con respecto a la longitud L de la zona activa del generador en el sentido axial que en el ejemplo de realizacion representado esta limitada por el apoyo del estator 14B, el rodamiento de rodillos conicos de doble fila esta distanciado en el sentido axial del extremo 45 situado en el lado del generador, de la zona activa del generador, entre 1% y 50% de la longitud L, preferentemente entre 3% y 40%, de forma especialmente preferible entre 5% y 30%. La posicion del rodamiento de rodillos conicos 56 de doble fila en el sentido axial se ha elegido preferentemente de tal forma que por una parte se consiga una larga duracion util del rodamiento y, por otra parte, que se consiga un buen apoyo del estator del generador por el rodamiento de rodillos conicos de doble fila.
50
En su extremo orientado en sentido contrario a la seccion de arbol intermedia 34, la seccion de arbol de generador 36 presenta una brida 58 interior unida a una placa de rotor 60 del rotor exterior. La union se realiza mediante una union roscada de clavija, siendo soportadas por la union roscada las cargas de servicio y por la union de clavija las cargas extremas en forma de momentos de torsion extremos. Preferentemente, se usa una union roscada de dos 55 filas. En lugar de la union de clavija tambien se pueden usar tornillos de ajuste. En el dibujo en seccion representado en la figura 5, debido a la seccion elegida no esta representada la union.
El anillo exterior 94 del rodamiento de rodillos conicos 56 de doble fila esta soportado en una pared interior 96 del soporte de estator. El soporte de estator esta unido a traves de una union de tornillo 98 al soporte de maquina 12 en
su zona de brida 24.
Alternativamente al rodamiento de rodillos conicos 56 de doble fila tambien pueden estar previstos dos rodamientos de rodillos conicos de una sola fila en una configuracion en O. En el rodamiento de rodillos conicos de doble fila o en 5 los rodamientos de rodillos conicos de una fila pueden estar previstas jaulas con segmentos de materia sintetica o jaulas con pernos. Los rodamientos pueden presentar una junta integrada o una junta de contacto o una junta labermtica. Tambien se pueden usar varios de estos tipos de junta a la vez.
Por el hecho de que para el rodamiento de rodillos conicos de doble fila o para los dos rodamientos de rodillos 10 conicos de una sola fila se elige una configuracion en O, existen rodamientos inclinados que durante el montaje se pretensan de manera selectiva en la zona elastica. De esta manera, en los rodamientos esta presente siempre una carga minima, de manera que de evita de forma segura un resbalamiento de los rodamientos que es perjudicial para la estabilidad de los rodamientos. Ademas, por los rodamientos inclinados, la seccion de arbol de generador queda guiada de forma mas precisa axialmente y radialmente, ya que esta reducido el juego de los rodamientos. Esto 15 conduce a menores cambios de holgura en el generador.
Gracias a la forma de construccion compacta del rodamiento de rodillos conicos de doble fila o de los dos rodamientos de rodillos conicos de una sola fila en la configuracion en O, el rodamiento o el grupo de rodamientos se puede montar de forma economica. El anillo interior de rodamiento o el anillo exterior de rodamiento del 20 rodamiento de rodillos conicos de doble fila o de los dos rodamientos de rodillos conicos de una sola fila en la configuracion en O pueden inmovilizarse y tensarse de manera ventajosa a traves de cuerpos de posicionamiento por medio de un tornillo, lo que permite un montaje sencillo.
De manera ventajosa, el rodamiento de rodillos conicos 46 de doble fila que soporta la seccion de arbol de rotor 32 y 25 el rodamiento de rodillos conicos 56 de doble fila que soporta la seccion de arbol de generador 36 y por tanto el rotor del generador 14 A se pueden usar como piezas identicas para conseguir ventajas de costes.
La seccion de arbol de generador 52 que se estrecha de forma conica hacia la seccion de arbol intermedia 34 tiene una zona de curvatura 100 que forma una zona de brida que sobresale hacia fuera. La zona de brida esta unida de 30 forma circunferencial, alternando con la zona de brida de la seccion de arbol intermedia 34, al paquete de laminas del acoplamiento de laminas a traves de tornillos de fijacion 84'.

Claims (7)

  1. REIVINDICACIONES
    1. Instalacion de ene^a eolica con un cubo de rotor (10) al que esta fijada al menos una pala de rotor, con un generador (14) que presenta un rotor exterior y un rotor interior, y con un arbol de accionamiento (31) que
    5 presenta una seccion de arbol de generador (36) unida al rotor del generador, caracterizada porque la seccion de arbol de generador (36) esta soportada dentro del estator del generador (14) a traves de un rodamiento de rodillos conicos (56) de doble fila o de dos rodamientos de rodillos conicos de una sola fila, y el arbol de accionamiento (31) presenta una seccion de arbol de rotor (32) que esta unida al cubo de rotor (10) y que a traves de un segundo rodamiento (46) esta soportada con respecto a un soporte de maquina unido al estator del generador (14).
    10
  2. 2. Instalacion de energfa eolica segun la reivindicacion 1, caracterizada porque el segundo rodamiento esta realizado como rodamiento de rodillos conicos (46) de doble fila.
  3. 3. Instalacion de energfa eolica segun la reivindicacion 1 o 2, caracterizada porque la seccion de arbol 15 de generador (36) presenta una zona (52) que se estrecha de forma conica en direccion hacia el cubo de rotor (10).
  4. 4. Instalacion de energfa eolica segun una de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizada porque la seccion de arbol de generador (36) presenta una zona cilmdrica (54) en la que se produce su soporte.
    20 5. Instalacion de energfa eolica segun la reivindicacion 4, caracterizada porque la zona cilmdrica (54)
    esta dispuesta en el lado de la seccion de arbol de generador (36) opuesto al cubo de rotor.
  5. 6. Instalacion de energfa eolica segun una de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizada porque la seccion de arbol de generador (36) esta soportada de forma excentrica dentro del estator del generador (14).
    25
  6. 7. Instalacion de energfa eolica segun una de las reivindicaciones 1 a 6, caracterizada porque la seccion de arbol de generador (36) esta soportada en su mitad orientada en sentido contrario al cubo de rotor (10).
  7. 8. Instalacion de energfa eolica segun una de las reivindicaciones 1 a 7, caracterizada porque el 30 rodamiento de rodillos conicos (56) de doble fila o los dos rodamientos de rodillos conicos de una sola fila de la
    seccion de arbol de generador (36) presentan una configuracion en O.
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NO320790B1 (no) 2000-10-19 2006-01-30 Scan Wind Group As Vindkraftverk
JP4031747B2 (ja) 2003-09-30 2008-01-09 三菱重工業株式会社 風力発電用風車
DK2143942T3 (en) * 2008-07-07 2016-03-29 Siemens Ag Windmill
ES2360159B1 (es) 2009-11-20 2012-04-10 Gamesa Innovatión & Technology, S.L. Un tren de potencia de un aerogenerador accionado directamente.
KR101775373B1 (ko) 2010-06-21 2017-09-06 엔비전 에너지 (덴마크) 에이피에스 가요성 샤프트 풍력 터빈
DE102011008029A1 (de) * 2011-01-05 2012-07-05 Nordex Energy Gmbh Windenergieanlage

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