ES2587274T3

ES2587274T3 - Conjunto de dispositivos neumáticos y de aire

Info

Publication number: ES2587274T3
Application number: ES12721002.9T
Authority: ES
Inventors: Waldemar Piskorz; Tomasz Tadeusz PISKORZ
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2011-04-14
Filing date: 2012-03-28
Publication date: 2016-10-21
Anticipated expiration: 2032-03-28
Also published as: PE20141760A1; EP2721290B1; CN103620215A; RS55032B1; CY1117921T1; MX2013011955A; IL228859A; HUE030087T2; CO6842005A2; IL228859A0; CA2832954A1; US20140083091A1; MY164168A; RS54223B1; RU2604971C2; AU2012243486A1; PL218391B1; CN103620215B; PL394367A1; WO2012141603A1

Abstract

Un conjunto de dispositivos neumáticos y de aire, que comprende unos segmentos que constan de un estator que tiene paletas de guía de aire estacionarias y un rotor con un eje de rotación vertical, estando apilados dichos segmentos en unas columnas verticales soportadas sobre unas placas base, mientras que los árboles de los generadores eólicos conectados entre sí en las columnas están acoplados con receptores de energía, caracterizado por que el conjunto de dispositivos neumáticos y de aire se compone de al menos dos columnas (3), preferiblemente tres, conectadas entre sí con unas barras de conexión (4) rígidas fijadas a unos estatores (5), mientras que cada estator (5) está formado por cuatro puntales tubulares (7) separados de manera uniforme alrededor de un círculo y conectados a una placa inferior (8) redonda y una placa superior (9) redonda, mientras que los puntales tienen dos paneles (18) y (19 ) fijados a los mismos, estando situados dichos paneles en un plano establecido en un ángulo agudo con respecto a un radio que pasa por el eje del puntal (7), y, adicionalmente, al menos un puntal (7) tiene un conducto (31) de aire comprimido fijado al mismo, estando equipado dicho conducto con unas toberas (32) dirigidas en paralelo a los paneles (18) y (19), mientras que en el eje de simetría de la placa inferior (8) y la placa superior (9) se encuentran unos soportes (14) de cojinetes (22) en los está soportado un árbol (23) del rotor (6) con álabes (27), y los árboles (23) de los rotores (6) de una columna (3a) están acoplados con una unidad compresora (33) conectada a un depósito (34) de aire comprimido, que está conectado a un sistema (37) de aire comprimido conectado a los conductos (31) de los estatores (5) de las otras columnas (3b) y (3c).

Description

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DESCRIPCION

Conjunto de dispositivos neumaticos y de aire

El objeto de la presente invencion es un conjunto de dispositivos neumaticos y de aire, especialmente de dispositivos de alta potencia, destinado a la generacion de energla.

A partir de la solicitud japonesa JP2002130110 se conoce una planta de energla eolica de cualquier altura, que consta de multiples unidades de motor con paletas de gula y paletas de gula auxiliares dispuestas coaxialmente. Los rotores de las unidades individuales estan conectados a traves de unas ruedas de trinquete, en conjuncion con trinquetes, con el fin de transferir el par a unos receptores de energla.

Un ejemplo adicional se muestra en la solicitud WO 2009/114920.

Segun la presente invencion, se crea un conjunto de dispositivos a partir de al menos dos columnas, preferiblemente tres, interconectadas con unas barras de conexion rlgidas que forman una construccion de armadura. Cada columna esta compuesta por al menos tres segmentos verticales, apilados coaxialmente uno encima de otro, estando fijado a una base el primero desde el suelo. Preferiblemente, entre cada segmento estan instaladas unas barras de conexion.

Un segmento consta de un estator y un rotor. El estator de un segmento esta formado por cuatro puntales tubulares conectados en cada extremo a traves de unas placas redondas, una inferior y una superior, paralelas entre si, extendiendose las puntas de los puntales mas alla de las placas. La placa superior consiste en un anillo y una placa de soporte, que estan conectados de forma desmontable mediante pernos. Los puntales estan separados simetricamente alrededor de un clrculo que tiene un diametro inferior a la distancia entre las placas. Unos anillos de fijacion estan situados sobre las puntas, que se extienden mas alla de la placa inferior, y estan fijados a la placa. Los anillos de fijacion estan equipados con unas lenguetas para fijar las barras de conexion que conectan las columnas. Las puntas y los anillos de fijacion comprenden unas aberturas dispuestas en una direction, y situadas a la misma distancia tanto de los bordes exteriores de los puntales como de los anillos de fijacion, destinadas a unos pasadores de eje que unen los segmentos individuales. En el eje de simetrla de las placas inferior y superior existen unos soportes para la instalacion de unos cojinetes. Fijados a los puntales y a las placas se encuentran dos paneles verticales, dispuestos dentro de un plano que pasa a traves del eje de los puntales, estando inclinadas dichos paneles en un angulo agudo con respecto a un radio que va desde el eje de la placa hasta el eje del puntal. Entre los paneles estan incrustadas unas paletas de gula en forma de paredes rectangulares, separadas de manera uniforme alrededor de un clrculo, e inclinadas en un angulo agudo con respecto al radio que pasa por sus centros.

Al menos un puntal de cada estator tiene un conducto de aire comprimido conectado al mismo, por el punto de su conexion con el panel situado internamente. Cada conducto de aire comprimido del estator esta equipado con unas boquillas, que estan dirigidas de manera similar a los paneles.

El estator aloja un rotor cuyo arbol esta soportado por cojinetes. El arbol tiene dos discos unidos al mismo, estando situados entre dichos discos unos alabes de rotor verticales, preferiblemente mas de ocho, dispuestos alrededor de la periferia, teniendo dichos alabes una forma semicillndrica. Las paletas de gula del estator estan dispuestas con respecto a los alabes del rotor de manera que los planos que pasan a traves de las paletas de gula sean tangenciales a un clrculo, sobre el que se encuentran los ejes de los alabes de rotor semicillndricos. Unos discos de acoplamiento estan instalados sobre las puntas del arbol de rotor que sobresalen mas alla de los soportes de cojinete, estando provistos dichos discos de unas tiras que tienen unas cubiertas de protection situadas en el lado exterior. Los lados de las cubiertas de proteccion estan revestidos con recubrimientos flexibles.

Los arboles de rotor de una columna estan acoplados con un compresor, conectado a un deposito de aire comprimido. Desde el deposito salen unos conductos de aire comprimido que estan conectados a los conductos de aire comprimido de los estatores, situados en las otras columnas. Los conductos de aire comprimido de los estatores dispuestos dentro de una columna estan conectados de manera estanca. Entre el deposito de aire comprimido y los conductos de los estatores esta instalada una valvula de solenoide, conectada a traves de un sistema de control a un medidor de velocidad del rotor.

La solution segun la presente invencion permite la reception ininterrumpida de energla, desde aquellos segmentos de generador eolico que estan acoplados con los dispositivos que se estan accionando. Durante los periodos sin viento, los rotores de aquellos segmentos se ven impulsados por el aire comprimido acumulado en el deposito. Preferiblemente, cada tercera columna del conjunto de dispositivos neumaticos y de aire esta destinada a la compresion de aire. El diseno de los segmentos asegura un montaje rapido y la estabilidad de la unidad de columna, especialmente en una configuration en la que las columnas esten dispuestas con una configuration de triangulo equilatero. Ademas de esto, el diseno del segmento se caracteriza por un uso altamente eficiente de la fuerza del viento.

El objeto de la presente invencion se ilustra en una solucion ejemplar, en donde la Fig. 1 muestra una vista superior esquematica de una unidad de tres columnas, la Fig. 2 es una vista simplificada de las columnas que incluye una unidad de aire comprimido, la Fig. 3 muestra un estator de segmento en una vista axial, a escala ampliada, la Fig. 4

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muestra un segmento en seccion transversal, la Fig. 5 es una vista general de un rotor, la Fig. 6 es una vista ampliada de la cara del disco de acoplamiento, la Fig. 7 es una vista detallada en seccion transversal de una conexion entre un conducto de aire y un puntal, y la Fig. 8 es una vista esquematica de la unidad de aire comprimido.

Segun el dibujo, tres placas base 1 ancladas en el suelo, dispuestas en una configuracion de triangulo equilatero, soportan cada uno de ocho segmentos 2 de generador eolico en la forma de tres columnas 3a, 3b y 3c interconectadas con unas barras de conexion 4 rlgidas, que forman una construccion de armadura. Un segmento 2 de generador eolico consta de un estator 5 y un rotor 6. El estator 5 esta compuesto por cuatro puntales tubulares 7, conectados en sus extremos a una placa inferior 8 y una placa superior 9, siendo dichas placas paralelas entre si, con las puntas 10 de los puntales 7 sobresaliendo mas alla de las placas 8 y 9. La placa superior 9 consta de un anillo 11 y de una placa 12 de cojinete, unida al anillo 11 con unos pernos 13. Unos soportes 14 de cojinete estan empernados a la placa inferior 8 y la placa superior 12. Los puntales 7 estan separados simetricamente sobre un clrculo con un diametro inferior a la distancia entre las placas 8 y 9. Cuatro aletas 15 estan soldadas a la placa inferior 8, estando conectado el lado mas corto de una aleta a unos anillos de fijacion 16 situados sobre las puntas 10 de los puntales 7. Los anillos de fijacion 16 estan provistos de unas lenguetas 17 para la fijacion de las barras de conexion 4. Los puntales 7 tienen soldados a los mismos, entre el anillo 11 y la placa inferior 8, unos paneles 18 y 19 situados en un plano que pasa por el eje de puntal, estando inclinados dichos paneles 18 y 19 en un angulo agudo con respecto al radio que va desde el eje del estator 5 al eje del puntal 7. Entre los puntales 7 hay dieciseis paletas de gula 20, en forma de paredes rectangulares unidas al anillo 11 y la placa inferior 8. Las paletas de gula 20 estan separadas uniformemente alrededor de un clrculo. Las puntas 10 y los anillos de fijacion 16 comprenden unos orificios 21 para unos pasadores de eje que conectan los segmentos 2 individuales, estando dispuestos radialmente dichos orificios 21 y a una misma distancia de los bordes de las puntas 10 o los bordes de los anillos de fijacion 16.

En unos cojinetes 22 de los soportes 14 del estator 5 se encuentra soportado un arbol 23 del rotor 6, cuyos extremos sobresalen por encima de los soportes 14. El arbol 23 tiene soldado al mismo dos discos 25 y 26, con un diametro ligeramente inferior al diametro interno del anillo 11. Entre los discos 25 y 26, alrededor de su periferia, estan separados de manera uniforme ocho alabes 27 de rotor, cada uno con una forma semicillndrica, que estan insertados en los agujeros de los discos 25 y 26 y conectados de manera permanente a los mismos. La relacion entre el diametro de un alabe 27 semicillndrico de rotor y el diametro de los discos 25 y 26 es de 1: 4. Los alabes 27 estan situados de modo que una llnea recta que pasa por el eje del arbol 23 del rotor 6 sea tangencial a ambos de sus bordes. Las paletas de gula 20 estan dispuestas con respecto a los alabes 27 de rotor de manera similar a los paneles 18 y 19, en planos tangenciales a un clrculo alrededor del cual estan separados los ejes de los alabes semicillndricos 27. Sobre las puntas salientes del arbol 23 del rotor 6 estan montados unos discos 28, teniendo cada uno de dichos discos cuatro tiras 29 que terminan con unas cubiertas de proteccion 30 que apuntan hacia el exterior, estando desplazados dichos discos 28 los unos con respecto a los otros por la anchura de una cubierta de proteccion 30. Los lados de las cubiertas de proteccion 30 estan revestidos con unos recubrimientos 24 de caucho. Cuando dos segmentos 2 estan conectados, las cubiertas de proteccion 30 de los discos de acoplamiento 28 estaran al mismo nivel.

Los puntales 7 tienen unidos a los mismos unos conductos 31 de una unidad de aire comprimido, estando provistos dichos conductos de unas boquillas 32 cuyas salidas estan dirigidas hacia el centro de la superficie interior de los alabes 27. Los conductos 31 estan provistos de conectores estancos, lo que permite suministrar aire comprimido al segmento superior 2. Los conductos 31 del segmento superior 2 estan enchufados. Una unidad compresora 33 esta acoplada con el arbol del rotor inferior 6 de la columna 3a, y conectada a un deposito 34 de aire a alta presion. Los arboles 23 de los rotores 6 de las otras dos columnas 3b y 3c estan acoplados con unos generadores electricos 35. El deposito 34 de aire comprimido esta conectado a traves de una valvula solenoide 36, y de un sistema 37 de aire comprimido y sus ramificaciones a los conductos 31 de los estatores 5 de las columnas 3b y 3c. La valvula solenoide 36 esta acoplada a traves de un sistema de control 38 a un medidor de velocidad de los rotores 6.

Claims

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REIVINDICACIONES

1. Un conjunto de dispositivos neumaticos y de aire, que comprende unos segmentos que constan de un estator que tiene paletas de guia de aire estacionarias y un rotor con un eje de rotacion vertical, estando apilados dichos segmentos en unas columnas verticales soportadas sobre unas placas base, mientras que los arboles de los generadores eolicos conectados entre si en las columnas estan acoplados con receptores de energia, caracterizado por que el conjunto de dispositivos neumaticos y de aire se compone de al menos dos columnas (3), preferiblemente tres, conectadas entre si con unas barras de conexion (4) rigidas fijadas a unos estatores (5), mientras que cada estator (5) esta formado por cuatro puntales tubulares (7) separados de manera uniforme alrededor de un circulo y conectados a una placa inferior (8) redonda y una placa superior (9) redonda, mientras que los puntales tienen dos paneles (18) y (19 ) fijados a los mismos, estando situados dichos paneles en un plano establecido en un angulo agudo con respecto a un radio que pasa por el eje del puntal (7), y, adicionalmente, al menos un puntal (7) tiene un conducto (31) de aire comprimido fijado al mismo, estando equipado dicho conducto con unas toberas (32) dirigidas en paralelo a los paneles (18) y (19), mientras que en el eje de simetria de la placa inferior (8) y la placa superior (9) se encuentran unos soportes (14) de cojinetes (22) en los esta soportado un arbol (23) del rotor (6) con alabes (27), y los arboles (23) de los rotores (6) de una columna (3a) estan acoplados con una unidad compresora (33) conectada a un deposito (34) de aire comprimido, que esta conectado a un sistema (37) de aire comprimido conectado a los conductos (31) de los estatores (5) de las otras columnas (3b) y (3c).
2. El conjunto de dispositivos neumaticos y de aire segun la reivindicacion 1, caracterizado por que los alabes (27) del rotor (6) tienen una forma semicilindrica.
3. El conjunto de dispositivos neumaticos y de aire segun la reivindicacion 1, caracterizado por que las paletas de guia (20) situadas entre la placa inferior (8) y la placa superior (9) en forma de paredes rectangulares estan situadas en planos que son tangenciales a un circulo sobre el que se encuentran los ejes de los alabes semicilindricos (27).
4. El conjunto de dispositivos neumaticos y de aire segun la reivindicacion 3, caracterizado por que la placa superior (9) consiste en un anillo (11) al que esta conectado de manera desmontable una placa (12) de cojinete.
5. El conjunto de dispositivos neumaticos y de aire segun la reivindicacion 1, caracterizado por que las puntas (10) de los tirantes (7) sobresalen mas alla de la placa inferior (8) y el anillo (11), teniendo dichas puntas (10) unos anillos de fijacion (16) montados sobre el lado de la placa inferior (8) o sobre el lado del anillo (11).
6. El conjunto de dispositivos neumaticos y de aire segun la reivindicacion 5, caracterizado por que las puntas (10) y los anillos de fijacion (16) comprenden unos orificios pasantes (21), dispuestos en una direccion y a la misma distancia de los bordes exteriores de los puntales (7) o de los anillos de fijacion (16).
7. El conjunto de dispositivos neumaticos y de aire segun la reivindicacion 5, caracterizado por que los anillos de fijacion (16) estan provistos de unas lenguetas (17) para conectar las barras de conexion (4).
8. El conjunto de dispositivos neumaticos y de aire segun la reivindicacion 1, caracterizado por que las barras de conexion (4) estan sujetas preferiblemente entre cada segmento (2) de una columna (3).
9. El conjunto de dispositivos neumaticos y de aire segun la reivindicacion 1, caracterizado por que sobre los extremos de arbol (23) de rotor (6) que sobresalen mas alla de los soportes (14) de los cojinetes (22) estan situados unos discos de acoplamiento (28), con unas tiras (29) que tienen colocadas unas cubiertas de proteccion (30) sobre su lado exterior, estando revestidos los lados de las cubiertas de proteccion (30) con unos recubrimientos flexibles (24).
10. El conjunto de dispositivos neumaticos y de aire segun la reivindicacion 1, caracterizado por que, entre el deposito (34) de aire comprimido y los conductos (31) de los estatores (5) esta instalada una valvula solenoide (36), conectada a traves de un sistema de control (38) con un medidor de la velocidad del rotor (6).