ES2592323A1 - Receptor de rayos para una pala de aerogenerador - Google Patents

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Abstract

Receptor de rayos para una pala de aerogenerador. La invención proporciona una disposición receptora de rayos (11, 12) para una pala de aerogenerador (10) que comprende al menos un tornillo de auto-roscado (21) que tiene una cabeza (21) y un vástago roscado (23) como elemento receptor metálico externo para recibir rayos en un lado de la pala de aerogenerador (10) y un elemento interno que comprende un bloque eléctricamente conductor (20) configurado con al menos un orificio no roscado (41) para cooperar con dicho vástago roscado (23) y conectado a un conductor de bajada (18) de una disposición de conexión a tierra. El elemento interno está unido a al menos una concha (17) de la pala de aerogenerador con una fuerza adhesiva capaz de resistir el par aplicado al tornillo de auto-roscado (21) para roscarlo en el orificio no roscado (41).

Description

El contacto del perno 14 y el bloque interno eléctricamente conductor 15 a
través de una superficie plana o cónica es necesario para evitar un daño físico en
la conexión roscada 31 entre ellos debido a que en esta disposición la mayoría de
las corrientes de rayo se transfieren a través de la superficie de contacto 16. De lo
5
contrario, la unión atornillada puede sufrir un daño físico a causa del flujo de
corrientes de rayo.
Como se muestra en las Figuras 3a, 3b y 3c una disposición receptora de
rayos 9 conocida situada en una región de la punta de la pala de aerogenerador
10 comprende como elementos receptores unos pernos 14 en ambos lados de
10
la pala de aerogenerador 10 conectados a un bloque interno eléctricamente
conductor 15 que está unido a al menos una de las conchas 17, 19 Y
conectados al conductor de bajada 18. Las conexiones mecánicas y eléctricas
entre los pernos 14 y el bloque interno eléctricamente conductor 15 son
similares a los descritos para la disposición receptora de rayos 8.
15
La transmisión de corrientes de rayo de los elementos receptores 14 al
bloque interno eléctricamente conductor 15 debe garantizar una transmisión
correcta del rayo y permitir el ajuste de los elementos receptores 14 a la
superficie exterior de las conchas 17, 19 para cumplir con los requisitos
aerodinámico así como los de reducción de ruido.
2 O
Sin embargo, en las disposiciones receptoras de rayos 8, 9 puede existir
un espacio G entre las superficies exteriores de los elementos receptores 14 y
las conchas 17, 19 (véanse las Figuras 1 c y 3C) debido a las variaciones de
grosor de las conchas como consecuencia de las tolerancias durante su proceso
de fabricación causando una posición incorrecta del bloque interno
25
eléctricamente conductor 5 o una variación dimensional inesperada entre la
cabeza de un elemento receptor 14 y la concha circundante.
Esta invención está dirigida a la solución de este inconveniente.
RESUMEN DE LA INVENCiÓN
30
La invención proporciona una disposición receptora de rayos para una pala de aerogenerador que comprende al menos un tornillo de auto-roscado que
tiene una cabeza y un vástago roscado como elemento receptor metálico
externo para recibir rayos en un lado de la pala de aerogenerador y un elemento
interno que comprende un bloque eléctricamente conductor configurado con al
menos un orificio no roscado para cooperar con dicho vástago roscado y
5
conectado a un conductor de bajada de una disposición de conexión a tierra. El
material del tornillo de auto-roscado tiene mayor dureza y menor ductilidad que
el material del bloque eléctricamente conductor y el vástago roscado y el orificio
no roscado están dimensionados de modo que la conexión roscada entre ellos
pueda transmitir todas las corrientes de rayo recibidas por el tornillo de auto
10
roscado. El elemento interno está unido a al menos una concha de la pala de
aerogenerador con una fuerza adhesiva capaz de resistir el par aplicado al
tornillo de auto-roscado para roscarlo en el orificio no roscado.
Ventajosamente, el elemento interno comprende además un
recubrimiento aislante para el bloque eléctricamente conductor para prevenir su*
15
corrosión y evitarle un impacto de rayo.
Ventajosamente, el vástago roscado y el orificio no roscado también
están dimensionados de modo que su conexión roscada puede tener una
longitud que asegure una alineación correcta de la cabeza del tornillo de auto
roscado con la superficie exterior de la concha de la pala de aerogenerador para
2 O
finalidades de continuidad aerodinámica.
Ventajosamente, el vástago roscado y el orificio no roscado tienen una
forma cilíndrica y el ratio entre sus respectivos diámetros D1, D2 está
comprendido entre 1.03-1.60.
Ventajosamente, el tornillo de auto-roscado está hecho de acero, acero
25
inoxidable o tungsteno y el bloque eléctricamente conductor está hecho de
aluminio, cobre o latón.
En una realización para una región de la punta de la pala de
aerogenerador, la disposición receptora de rayos también comprende un tornillo
de auto-roscado adicional, como elemento metálico receptor para recibir rayos
3O
en el lado opuesto de la pala de aerogenerador, que tiene una cabeza y un
vástago roscado y el bloque eléctricamente conductor también está configurado
con un orificio no roscado adicional para cooperar con el vástago roscado del Las Figuras 5 y 6 son vistas similares a las Figuras 2c y 4c incluyendo un Dada la posibilidad de variaciones del espesor de las conchas 17 el
tornillo de auto-roscado adicional.
Otras características y ventajas de la presente invención se desprenderán
de la descripción detallada que sigue, a continuación, de una realización
5
ilustrativa de su objeto, en relación con las figuras que se acompañan.
BREVE DESCRIPCiÓN DE LAS FIGURAS
La Figura 1 a es una vista esquemática en planta de una pala de
10
aerogenerador con una disposición receptora de rayos conocida en la técnica
situada lejos de la punta de la pala y las Figuras 1 b Y 1 c son vistas en sección
de dicha disposición receptora de rayo que tienen, respectivamente, el elemento
receptor alineado y desalineado con respecto a la concha circundante.
La Figura 2a es una vista esquemática en planta de una pala de
15
aerogenerador con una disposición receptora de rayos según la invención
situada lejos de la punta de la hoja, la Figura 2b es una vista en sección de los
componentes de la disposición receptora de rayos y la Figura 2c es una vista en
sección de dicha disposición receptora de rayos montada en la pala de
aerogenerador con el elemento receptor debidamente alineado con la concha
2 O
circundante.
La Figura 3a es una vista esquemática en planta de una pala de
aerogenerador con una disposición receptora de rayos conocida en la técnica
situada en la región de la punta de la pala y las Figuras 3b y 3c son vistas en
sección de dicha disposición receptora de rayos que tienen, respectivamente, el
25
elemento receptor alineado y desalineado con respecto a la concha circundante.
La Figura 4a es una vista esquemática en planta de una pala de
aerogenerador con una disposición receptora de rayos según la invención
situada en la región de la punta de la pala, la Figura 4b es una vista
esquemática en sección de los componentes de la disposición de un rayo y la
3 O
Figura 4c es una vista en sección de dicha disposición receptora de rayo
montada en la pala de aerogenerador con los elementos receptores
debidamente alineados con las conchas circundantes.
recubrimiento aislante para el bloque conductor de la electricidad.
DESCRIPCiÓN DETALLADA DE LA INVENCiÓN
5
Una disposición receptora de rayos 11 (ver Figs. 2a, 2b, 2c) situada lejos
de la punta de una pala de aerogenerador 10 comprende un tornillo de auto
roscado 21 como elemento receptor y, como elemento interno, un bloque
eléctricamente conductor 20 configurado con un orificio no roscado 41 para
10
cooperar con el tornillo de auto-roscado 21 de modo que su conexión roscada
permita transmitir corrientes de rayo entre ambos componentes sin la necesidad
de una "superficie de contacto plana o cónica", como en la técnica anterior.
El tornillo de auto-roscado 21 tiene un vástago roscado 25 de diámetro
01, una punta de perforación en un extremo del vástago roscado 25, y una
15
cabeza 23 en el extremo opuesto del vástago roscado 25. La cabeza 23 está
provista de medios de transmisión de rotación para una herramienta de
accionamiento del tornillo tal como un destornillador o una llave.
El bloque eléctricamente conductor 20 está configurado con un orificio no
roscado 41 de diámetro 02 ligeramente menor que el diámetro 01 del tornillo de
2 O
auto-roscado 21 para permitir una fuerte conexión roscada entre ellos aplicando
un par a la cabeza 23 del tornillo de auto-roscado 21 con una herramienta de
accionamiento del tornillo. En particular, la relación entre 01 y 02 deberá estar
comprendida entre 1.03-1.60. Esta disposición requiere que el bloque
eléctricamente conductor 20 esté unido a la concha 17 con una fuerza adhesiva
25
capaz de soportar dicho par.
El tornillo de auto-roscado 21 debe estar hecho de un material con una
dureza más alta y una ductilidad más baja respecto al material del bloque
eléctricamente conductor 20. El acero, el acero inoxidable o el tungsteno son
materiales típicos para el tornillo de auto-roscado 21 mientras que los materiales
30
típicos para el bloque eléctricamente conductor 20 son el aluminio, el cobre o el
latón.
vástago roscado 25 del tornillo de auto-roscado 21 y el orificio no roscado 41 del
bloque eléctricamente conductor 20 deberán estar dimensionados de modo que
su conexión roscada debe tener, para todo el posible rango de variación de
5
espesor, una longitud L (véase la Fig. 2c) que asegure, por un lado, la robusta
conexión eléctrica que es necesaria para la transmisión de todas las corrientes
de rayo a través de dicha conexión roscada y, por otro lado, la alineación de la
cabeza 23 del tornillo de auto-roscado 21 con la superficie exterior de la concha
17 de la pala de aerogenerador 10 para fines de continuidad aerodinámica.
10
Una disposición receptora de rayo 12 (ver Figs. 4a, 4b, 4c) situada en la
región de punta de una pala de aerogenerador 10 comprende un tornillo de
auto-roscado adicional 22, que tiene un vástago roscado 26 de diámetro 01, una
punta de perforación dispuesta en un extremo del vástago roscado 26, y una
cabeza 24 dispuesta en el extremo opuesto del vástago roscado 26, como
15
elemento receptor en el otro lado de la pala de aerogenerador 10 Y el bloque
eléctricamente conductor 20 está configurado con un orificio no roscado
adicional 42 para cooperar con el tornillo de auto-roscado adicional 22 de modo
que su conexión roscada permita transmitir corriente del rayo entre ambos
componentes sin necesidad de una "superficie de contacto plana o cónica",
2 O
como en la técnica anterior.
Las características de la conexión roscada entre el tornillo de auto
roscado adicional 22 y el orificio no roscado adicional 42 son similares a la del
tornillo de auto-roscado 21 y el orificio no roscado 41.
En las realizaciones mostradas en las Figuras 5 y 6, el bloque interno de
25
las disposiciones receptoras de rayos 11, 12 comprende también un
revestimiento aislante 27 para el bloque eléctricamente conductor 20. El
recubrimiento aislante 27 impide la corrosión del bloque eléctricamente
conductor 20 y que reciba los rayos.
Aunque la presente invención ha sido descrita en conexión con varias
3 O
realizaciones, se apreciará a partir de la especificación de que en ella se pueden
hacer varias combinaciones de elementos, variaciones o mejoras, y están dentro
del alcance de la invención como se define por las reivindicaciones adjuntas.

Claims (13)

  1. REIVINDICACIONES
    1. Una disposición receptora de rayos (11, 12) para una pala de
    aerogenerador (10) que comprende al menos un elemento receptor metálico
    5
    externo para recibir un rayo en un lado de la pala de aerogenerador (10) y un
    elemento interno unido al menos a la cara interna de una concha (17) de la pala
    de aerogenerador (10) y conectado a un conductor de bajada (18) de un
    dispositivo de conexión a tierra de la pala de aerogenerador (10), caracterizado
    porque:
    10
    -el elemento receptor metálico externo es un tornillo de auto-roscado (21)
    que tiene una cabeza (23) y un vástago roscado (25);
    -el elemento interior.comprende un bloque eléctricamente conductor (20)
    configurado con al menos un orificio no roscado (41) para cooperar con dicho
    vástago roscado (25);
    15
    -el material del tornillo de auto-roscado (21) tiene mayor dureza y menor
    ductilidad que el material del bloque eléctricamente conductor (20) y el vástago
    roscado (25) y el orificio no roscado (41) están dimensionados de manera que la
    conexión roscada entre ellos pueda transmitir todas las corrientes de rayo
    recibidas por el tornillo de auto-roscado (21);
    2 O
    -el elemento interior está unido a la carcasa (17) con una fuerza adhesiva
    capaz de resistir el par de torsión aplicado a la cabeza (23) del tornillo de auto
    roscado (21) para roscarlo en el orificio no roscado (41).
  2. 2. Una disposición receptora de rayos (11, 12) según la reivindicación 1,
    25
    en la que el elemento interno comprende además un recubrimiento aislante (27)
    para el bloque eléctricamente conductor (20).
  3. 3. Una disposición receptora de rayos (11, 12) según cualquiera de las
    reivindicaciones 1-2, en la que el vástago roscado (25) y el orificio no roscado
    3 O
    (41) también están dimensionados para que su conexión roscada puede tener
    una longitud que asegure una correcta alineación de la cabeza (23) del tornillo
    de auto-roscado (21) con la superficie exterior de la carcasa (17) de la pala de
    aerogenerador (10) para fines de continuidad aerodinámica.
  4. 4. Una disposición receptora de rayos (11, 12) según cualquiera de las
    5
    reivindicaciones 1-3, en la que el vástago roscado (25) y el orificio no roscado
    (41) tienen una forma cilíndrica estando comprendida la relación entre sus
    respectivos diámetros D1, D2 entre 1.03-1.60.
  5. 5. Una disposición receptora de rayos (11, 12) según cualquiera de las
    10
    reivindicaciones 1-4, en la que:
    -el tornillo de auto-roscado (21) está hecho de acero, acero inoxidable o
    tungsteno;
    -el bloque eléctricamente conductor (20) está hecho de aluminio, cobre o
    latón.
    15
  6. 6. Una disposición receptora de rayos (12) según cualquiera de las
    reivindicaciones 1-5, que comprende además un tornillo de auto-roscado
    adicional (22) como elemento metálico receptor para recibir un impacto de rayo
    en el lado opuesto de la pala de aerogenerador (10) que tiene una cabeza (24) y
    2 O
    un vástago roscado (26) en la que:
    -el bloque eléctricamente conductor (20) también está configurado con
    un orificio no roscado adicional (42) para cooperar con el vástago roscado (26)
    del tornillo de auto-roscado adicional (22);
    -el material del tornillo de auto-roscado adicional (22) tiene mayor dureza
    25
    Y menor ductilidad el material del bloque eléctricamente conductor (20) y el
    vástago roscado (26) del tornillo de auto-roscado adicional (22) y el orificio no
    roscado adicional (42) están dimensionados de manera que la conexión roscada
    entre ellos pueda transmitir todas las corrientes de rayo recibida por el tornillo de
    auto-roscado adicional (22).
    30
  7. 7. Una disposición receptora de rayos (12) según la reivindicación 6, en la
    que el vástago roscado (26) del tornillo de auto-roscado adicional (22) y el
    orificio no roscado adicional (42) también están dimensionados de modo que la conexión roscada entre ellos puede tener una longitud que asegure una alineación correcta de la cabeza (24) del tornillo de auto-roscado adicional (22) con la superficie exterior de la concha (19) de la pala de aerogenerador (10)
    5 para fines de continuidad aerodinámica.
  8. 8. Una disposición receptor de rayos (12) según cualquiera de las reivindicaciones 6-7, en la que el vástago roscado (26) del tornillo de autoroscado adicional (22) y el orificio no roscado adicional (42) tienen una forma
    10 cilíndrica estando comprendida la relación entre sus respectivos diámetros 01, 02 entre 1.03 a 1.60.
  9. 9. Una disposición receptora de rayos (12) según cualquiera de las
    reivindicaciones 6-8, en la que el tornillo de auto-roscado adicional (22) está 15 hecho de acero, acero inoxidable o tungsteno.
    18 8
    FIG.1a
    FIG.1b
    ~G
    T
    FIG.3a
    9~
    FIG.3b
    9~
    ~
    --
    G
    T
    FIG.3e
    10 18 12
    ','-----.....:z:==----------?
    FIG.4a
  10. 21 ............
    -+02+
    +01+
    22 ~
    FIG.4b
  11. 12 ............
  12. 11 ............
    I
    FIG.5
  13. 12 ........... 17 21
    I
    FIG.6
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