ES2601203T3

ES2601203T3 - Turbina eólica y procedimiento para impedir la corrosión del equipo por la entrada de aire húmedo del ambiente

Info

Publication number: ES2601203T3
Application number: ES12004208.0T
Authority: ES
Inventors: Peri Sabhapathy
Original assignee: Adwen Offshore SL
Current assignee: Adwen Offshore SL
Priority date: 2012-05-31
Filing date: 2012-05-31
Publication date: 2017-02-14
Anticipated expiration: 2032-05-31
Also published as: CN103470455B; US20130323035A1; EP2669511A1; BR102013013665A8; CN103470455A; DK2669511T3; US9528388B2; BR102013013665A2; EP2669511B1

Abstract

Una turbina eólica que tiene una torre (102), una góndola (104) montada en la torre (102), un rotor (114) que tiene una pluralidad de palas (116) de la turbina soportadas de forma giratoria por la góndola (104), y un sistema para impedir la corrosión en la turbina eólica, en donde el sistema comprende una unidad (120) de tratamiento de aire que trata el aire del ambiente y suministra el aire tratado a la góndola (104) a través de una entrada (122) en la góndola (104), incluyendo la góndola (104) además una salida (124) para la salida de aire caliente, una cámara (200, 300, 400) de sobrepresión presente en el lado exterior de al menos una de las juntas (126, 128, 130) entre la góndola (104) y el rotor (114), entre el rotor (114) y la pluralidad de palas (116), y entre la góndola (104) y la torre (102), teniendo la cámara (200, 300, 400) de sobrepresión una pluralidad de ranuras (202, 302, 402) de entrada en la parte delantera de cara al viento y una pluralidad de ranuras (204, 304, 404) de salida en la parte posterior de espaldas al viento, la cámara (200, 300, 400) de sobrepresión configurada para modular las variaciones de presión de aire en el lado exterior de las juntas (126, 128, 130) de tal manera que no haya entrada de aire del ambiente dentro de la góndola (104) en las juntas (126, 128, 130) que comprende tal cámara (200, 300, 400) de sobrepresión ni salida de aire de la góndola (104) al medio ambiente en las juntas (126, 128, 130) que comprende tal cámara (200, 300, 400) de sobrepresión; y un dispositivo (500) de resistencia variable al flujo de aire presente en la salida (124) de la góndola (104), y un sistema de control configurado para mantener una presión de aire más alta dentro de la góndola (104) en relación con el exterior de la góndola (104) en las juntas (126, 128, 130) en la cámara de sobrepresión mediante el control del funcionamiento del dispositivo (500) de resistencia variable al flujo de aire.

Description

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Descripcion

Turbina eolica y procedimiento para impedir la corrosion del equipo por la entrada de aire humedo del ambiente Campo de la invencion

La presente invencion se refiere en general a turbinas eolicas, y, mas particularmente, a un procedimiento y sistema para impedir la corrosion del equipo en turbinas eolicas marinas. La presente invencion se refiere a una turbina eolica segun la reivindicacion 1 y un procedimiento segun la reivindicacion 9.

Antecedentes de la divulgacion

Una turbina eolica transforma la energfa cinetica del viento en energfa electrica a traves de su rotor, tren de potencia, generador electrico y convertidor. Un transformador electrico transforma la salida de baja tension del convertidor en una salida de alta tension antes de que sea enviada a la subestacion del parque eolico. Durante el funcionamiento de la turbina eolica, estos principales componentes y subsistemas de la turbina eolica disipan una significativa cantidad de calor al aire circundante. Por eso, el aire limpio, de baja humedad, en el interior de la gondola, donde estos componentes y los subsistemas se encuentran en su mayor parte alojados, tiene que ser continuamente enfriado y recirculado (un sistema cerrado de flujo de aire) o reemplazado por aire nuevo, limpio, mas fno y de baja humedad (un sistema abierto de flujo de aire).

Cuando la humedad relativa (HR) del aire circundante es alta, la velocidad de corrosion del equipo es significativa y aumenta exponencialmente cuando la HR del aire es superior a aproximadamente 65 %. La corrosion del equipo se intensifica por la presencia de algunas gotitas de agua y partmulas de sal en el aire. En el caso de una turbina eolica enfriada con un sistema abierto de flujo de aire de refrigeracion, la corrosion del equipo se puede reducir al mmimo asegurando que la turbina eolica este sellada con la excepcion de las entradas y salidas destinadas para el aire, y que el aire de refrigeracion que entra en la turbina eolica este limpio (exento de gotitas de agua y de partmulas de polvo y sal) y tenga una humedad relativa que sea inferior al lfmite aceptable. La HR del aire de refrigeracion que entra en la turbina eolica se puede disminuir bien calentandolo o por deshumidificacion. Cuando el aire de refrigeracion fluye a traves de la gondola desde la entrada de aire a la salida, su temperatura aumenta progresivamente y la humedad relativa disminuye de forma correspondiente debido a la disipacion de calor de los diversos componentes y subsistemas en la gondola. El sellado de la turbina eolica ayuda a impedir que el aire no deseado del ambiente con alta humedad entre en la turbina eolica y por ello aumente la HR del aire de refrigeracion que fluye a traves de la gondola. Esto ayuda a reducir al mmimo la corrosion del equipo.

Mientras la turbina esta funcionando, las interfaces de la gondola con el rotor, de la pala con el rotor y de la gondola con la torre se mueven una respecto a la otra. El rotor gira con respecto a la gondola para generar la potencia del viento. Para generar una potencia optima, las palas de turbina eolica se ajustan, arriba y abajo, segun la velocidad del viento. Este ajuste proviene de girar cada una de las palas a lo largo de su eje longitudinal (cabeceo). Por otra parte, la gondola es guinada continuamente (girada a lo largo de un eje vertical) para asegurar que el rotor esta orientado correctamente hacia la direccion del viento. Y todas estas interfaces contienen tfpicamente juntas selladas dinamicas para impedir la entrada de aire del ambiente en la turbina eolica o la fuga de aire limpio fuera de la turbina eolica. En el interior, las juntas selladas estan expuestas al aire que esta dentro de la gondola o del rotor. Y en el exterior las juntas estan expuestas al aire del ambiente. Es bien sabido que cuando el aire fluye alrededor de un cuerpo achatado tal como un cilindro, la presion de aire a lo largo de su superficie vana significativamente. Una serie de factores tales como las cargas dinamicas en las superficies sellantes y las variaciones y fluctuaciones de la temperatura afectan a la forma, a la estructura y, por ello, a la capacidad sellante de las juntas selladas. Esto da como resultado bien que el aire del ambiente entre en la turbina eolica o bien que el aire dentro de la turbina eolica se escape. Cualquier aire humedo del ambiente en la turbina eolica aumenta las posibilidades de corrosion del equipo.

La tecnica anterior en el control de la corrosion del equipo dentro de una turbina eolica marina consiste principalmente en el uso de deshumidificadores dentro de la turbina eolica, inhibiendo la corrosion del revestimiento del equipo, y enfriamiento y recirculacion del aire limpio, de baja humedad, dentro de la turbina eolica y aumentandolo con aire del ambiente, limpio y de baja humedad. No se aborda espedficamente el problema de la entrada de aire humedo del ambiente en la turbina eolica ni la fuga de aire limpio fuera de la turbina eolica a traves de las interfaces dinamicas.

Aunque se han desarrollado otros diversos procedimientos y sistemas en el pasado para impedir la corrosion en las turbinas eolicas marinas, todavfa hay posibilidades de desarrollo. Por ello, persiste la necesidad de contribuciones adicionales en este area de la tecnologfa.

Compendio de la descripcion

En el presente documento se abordan los inconvenientes, desventajas y problemas antes mencionados que se comprenderan mediante la lectura y comprension de la siguiente memoria descriptiva.

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La presente invencion esta dirigida a un procedimiento y a una turbina eolica que comprende un sistema para reducir al irnnimo la entrada de aire humedo del ambiente en una gondola de una turbina eolica o la fuga de aire de la gondola al exterior. El sistema propone espedficamente una forma de aumentar el sellado de las interfaces de la turbina eolica de la gondola con la torre, de la gondola con el rotor y del rotor con una pluralidad de palas de manera que se reduzca al mmimo la entrada de aire humedo del ambiente en la turbina eolica o la fuga de aire de la turbina eolica. El procedimiento propuesto utiliza el hecho de que la entrada de aire del ambiente en la turbina eolica o la fuga de aire de la gondola fuera de la turbina eolica pueda reducirse al mmimo disminuyendo la diferencia de presion del aire a traves de las caras, exterior e interior, de las juntas selladas. El sistema propuesto consiste en una camara de sobrepresion aerodinamica, simplificada, ranurada, sobre cada una de estas interfaces que ayuda a moderar la presion de aire en el exterior de las juntas selladas. En el interior, la presion de aire sobre las juntas se controla dinamicamente mediante un sistema de resistencia variable al flujo de aire, que consiste en dos placas circulares coaxiales perforadas que pueden girar una con respecto a la otra. El sistema se puede asf disenar de manera que la diferencia de presion de aire a traves de las juntas selladas sea pequena y, de ese modo, se reduzca al mmimo, en todo momento, la entrada de aire del ambiente en la turbina o la fuga de aire limpio fuera de la turbina.

Otros llegaran a ser evidentes para los expertos en la tecnica tras la consideracion de la siguiente descripcion detallada de las realizaciones ilustrativas que ejemplifican el mejor modo de llevar a cabo la invencion como se considera actualmente.

Breve descripcion de los dibujos

En lo sucesivo, se describiran las realizaciones preferidas de la invencion conjuntamente con los dibujos adjuntos proporcionados para ilustrar y no para limitar la invencion, en los que designaciones similares indican elementos similares, y en los que:

La fig. 1 muestra una vista esquematica de una turbina eolica de eje horizontal;

La fig. 2 muestra una vista en perspectiva de una camara de sobrepresion ranurada propuesta que disminuye la variacion de presion a lo largo de la cara exterior de la junta sellada dinamica en la interfaz entre gondola-torre segun una realizacion de la divulgacion;

La fig. 3 es una vista lateral de la camara de sobrepresion ranurada mostrada en la realizacion de la fig. 2;

La fig. 4 muestra una vista en perspectiva de una camara de sobrepresion ranurada propuesta que disminuye la variacion de presion a lo largo de la cara exterior de la junta sellada dinamica en las interfaces rotor-pala segun otra realizacion de la divulgacion;

La fig. 5 muestra una vista lateral de una camara de sobrepresion ranurada propuesta que disminuye la variacion de presion a lo largo de la cara exterior de la junta sellada dinamica en la interfaz gondola-rotor segun otra realizacion de la divulgacion;

La fig. 6a-6d muestra un dispositivo de resistencia variable al flujo de aire propuesto que tiene dobles placas perforadas, circulares y coaxiales, presentes en la salida de aire de la gondola de la turbina eolica de la fig. 1; y La fig. 7 es un diagrama de flujo que ilustra las etapas involucradas en un procedimiento de impedir la corrosion dentro de la turbina eolica descrita en la fig. 1.

Descripcion de realizaciones preferidas

Aunque la presente divulgacion puede adoptar muchas formas diferentes, con el fin de fomentar la comprension de los principios de la divulgacion, ahora se hara referencia a las realizaciones ilustradas en los dibujos, y para describir la misma se usara un lenguaje espedfico. No se pretende limitar, con ello, el alcance de la divulgacion.

La presente invencion se dirige a un procedimiento y sistema para reducir al mmimo la entrada de aire humedo del ambiente en una gondola de una turbina eolica o la fuga de aire desde la gondola. El sistema propone espedficamente una forma de aumentar el sellado de las interfaces de la turbina eolica de la gondola con la torre, de la gondola con el rotor y del rotor con una pluralidad de palas de manera que se reduzca al irnnimo la entrada de aire humedo del ambiente en la turbina eolica o la fuga de aire de la turbina eolica. El procedimiento propuesto utiliza el hecho de que la entrada de aire del ambiente en la turbina eolica o la fuga del aire de la gondola fuera de la turbina eolica pueda reducirse al irnnimo disminuyendo la diferencia de presion de aire a traves de las caras, exterior e interior, de las juntas selladas. El sistema propuesto consiste en una camara de sobrepresion aerodinamica, simplificada, ranurada, sobre cada una de estas interfaces que ayude a moderar la presion de aire en el exterior de las juntas selladas. En el interior, la presion de aire sobre las juntas se controla dinamicamente mediante un sistema de resistencia variable al flujo de aire, que consiste en dos placas circulares, coaxiales, perforadas, que pueden girar una con respecto a la otra. El sistema puede asf ser disenado de manera que la diferencia de presion del aire a traves de las juntas selladas sea pequena y, por ello, se reduzca al irnnimo, en todo momento, la entrada de aire del ambiente en la turbina o la fuga de aire limpio fuera de la turbina.

La fig. 1 muestra una vista esquematica de una tfpica turbina eolica 100 de eje horizontal segun una realizacion de la divulgacion. La turbina eolica 100 incluye una torre 102 y una gondola 104 montada en la parte superior de la torre 102. La gondola 104 aloja los principales componentes y subsistemas de la turbina tal como un tren 106 de potencia, un generador 108, un convertidor 110 y un transformador 112. La parte frontal de la gondola 104 soporta un rotor 114 que sustenta una o mas palas 116. Cuando las palas 116 giran debido al viento, el rotor 114 gira en relacion con

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la gondola 104 a lo largo de un eje casi horizontal H1-H1. El buje del rotor esta unido al arbol principal 118 que pasa al generador electrico 108 tfpicamente a traves del tren 106 de potencia. El convertidor 110 condiciona la salida electrica del generador 108 para que coincida con la frecuencia y otros requisitos de la red de suministro de energfa electrica. El transformador electrico 112 transforma la salida de baja tension desde el convertidor 110 en una salida de alta tension antes de que sea enviada a la subestacion del parque eolico. Un anemometro (no mostrado en la figura) que mide la velocidad del viento en las proximidades y un anemoscopio (no mostrado) que mide la direccion del viento estan dispuestos en lugares apropiados de la superficie periferica exterior (por ejemplo, en la parte superior, etc.) de la gondola 104.

En la turbina eolica 100, los rodamientos de guinada entre la torre 102 y la gondola 104 permiten que la gondola 104 gire a lo largo del eje vertical V1-V1 de manera que el rotor 114 se pueda orientar hacia el viento, y, con ello, se pueda maximizar la produccion de energfa de la turbina eolica. Cada una de las palas 116 del rotor esta unida al buje 114 del rotor a traves de rodamientos que permiten el cabeceo de la pala 116 a lo largo de su eje, X1, X2 o X3.

La turbina eolica 100 incluye ademas una unidad 120 de tratamiento de aire como se muestra en la fig. 1. La unidad 120 de tratamiento de aire puede estar presente en el exterior de la gondola 104. La unidad 120 de tratamiento de aire atrae el aire del ambiente y elimina las gotitas de agua, y las partfculas de sal y de polvo del aire del ambiente, disminuye la humedad relativa (HR) bien por deshumidificacion y/o por calefaccion, e insufla el aire limpio, de baja humedad relativa, al interior de la gondola 104 a traves de la entrada 122 de aire en la parte inferior delantera de la gondola. Cuando el aire fluye a traves de la gondola 104 desde la parte anterior hasta la parte posterior, el aire recoge el calor disipado por los diversos componentes y subsistemas. Finalmente, el aire caliente sale de la gondola 104 a traves de una o mas salidas 124 de aire en la parte posterior de la gondola 104. Para un caudal de aire dado a traves de la gondola, la presion de aire dentro de la gondola 104 depende de la resistencia total del sistema al flujo, y, por otra parte, la presion del aire disminuye desde la entrada 122 de aire hasta la salida 124 de aire.

La turbina eolica 100 incluye ademas juntas selladas dinamicas en varias interfaces de la turbina eolica 100, como se muestra en la fig. 1. Las juntas selladas dinamicas incluyen una junta sellada 126 de gondola-torre presente en la interfaz entre la gondola 104 y la torre 102, juntas selladas 128 de rotor-pala presentes en la interfaz entre el rotor 114 y las palas 116 y una junta 130 de gondola-rotor presente en la interfaz entre la gondola 104 y el rotor 114. Las juntas selladas dinamicas estan dispuestas para impedir la entrada de aire del ambiente en la turbina eolica 100 o que el aire dentro de la turbina eolica 100 se escape. En el interior, las juntas selladas 126, 128 y 130 estan expuestas al aire que esta dentro de la gondola 104 o del rotor 114. Y, en el exterior, las juntas selladas 126, 128 y 130 estan expuestas al aire del ambiente.

Hay una serie de factores tal como las cargas dinamicas sobre las superficies sellantes y las juntas selladas 126, 128 y 130 que pueden hacer que se formen pequenos huecos entre las juntas selladas 126, 128 y 130 y sus respectivas superficies sellantes. Los tamanos de los huecos pueden cambiar a lo largo de la vida util de la turbina eolica 100. Esto da como resultado bien que el aire del ambiente entre en la turbina o bien que el aire dentro de la turbina eolica se escape. Cualquier entrada de aire humedo del ambiente en la turbina eolica 100 aumenta las posibilidades de la corrosion del equipo. Cuanto mayor sea la diferencia de presion de aire entre las caras exterior e interior de las juntas selladas 126, 128 y 130, mayor sera la entrada del aire del ambiente en la turbina eolica 100 o la fuga de aire desde la turbina eolica 100. Dado que la torre 102 tiene seccion transversal circular, el flujo de aire debido al viento sobre la torre 102 cerca de la junta sellada 126 de gondola-torre es similar al del flujo de aire transversal sobre un cilindro circular como se expone en los libros de aerodinamica y mecanica de fluidos. La presion de aire alrededor de la superficie exterior de la torre 102, y, por ello, la presion de aire en las caras externas de las juntas selladas vana significativamente. La presion del aire vana desde el valor mas alto en el punto de estancamiento hasta el valor mas bajo lejos del punto de estancamiento. Las magnitudes de estas presiones de aire alta y baja en la superficie exterior de la torre aumentan con la velocidad del viento. Si hay huecos en las juntas selladas 126, 128 y 130, el aire del ambiente pasara dentro de la gondola 104 a traves de los huecos a menos que la presion del aire dentro sea mas alta que la presion de aire en la cara exterior de la junta sellada. En los lugares donde la presion del aire exterior sobre la junta sellada sea menor que la presion del aire dentro de la gondola, el aire escapara fuera de la gondola. Esta fuga de aire sera mayor cuando la diferencia de presion de aire entre las caras, interior y exterior, de la junta sea grande.

La entrada de aire del ambiente en la gondola 104 puede impedirse vigilando siempre que la presion de aire interna de la gondola 104 sea mayor que la mas alta presion del aire exterior en la junta sellada 126 de gondola-torre a la maxima velocidad del viento. Sin embargo, en los lugares de la junta sellada 126 de gondola-torre donde la presion del aire exterior sea baja, esto dara como resultado una fuga significativa de aire limpio, de baja humedad, destinado para enfriar el equipo dentro de la gondola, desde el interior de la gondola hacia el ambiente exterior. Esto dara como resultado sobredimensionar la unidad 10 de tratamiento del aire acompanado por una mayor potencia para hacerla funcionar. Por otra parte, tambien se requerira reforzar la cobertura de la gondola para soportar la alta presion del aire interno de la gondola.

La fig. 2 muestra una vista en perspectiva de un sistema de camara de sobrepresion propuesto que ayuda a eliminar la variacion de presion en la cara exterior de la junta a lo largo de su circunferencia. El sistema tambien esta configurado para mantener baja la sobrepresion del aire de la gondola. El sistema consiste en una camara 200 de sobrepresion con forma de cono truncado invertido o una primera camara 200 de sobrepresion que cubre la junta

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sellada 126 de gondola-torre de la interfaz gondola-torre. La parte superior de la primera camara de sobrepresion esta unida a la parte inferior de la gondola, y, por lo tanto, guina con la gondola 104. En el extremo proximal de la gondola 104, la seccion horizontal de la primera camara 200 de sobrepresion es similar a un perfil aerodinamico simetrico con el borde de ataque dirigido hacia la parte delantera de la gondola. El extremo distal de la gondola 104, la primera camara 200 de sobrepresion se estrecha lentamente hacia la torre como se muestra en vistas en seccion en la fig. 3 a lo largo del eje horizontal A1-A1, B1-B1 y C1-C1. La primera camara 200 de sobrepresion llega a ser circular en la parte inferior cuando se acerca a la torre 102 como se muestra a lo largo del eje C1-C1. El pequeno hueco en la parte inferior de la camara de sobrepresion entre la primera camara 200 de sobrepresion y la torre 102 permite el movimiento relativo entre la torre 102 y la primera camara 200 de sobrepresion, la primera camara 200 de sobrepresion contiene ademas una pluralidad de ranuras 202 de entrada en la parte anterior de cara al viento y una pluralidad de ranuras 204 de salida en la parte posterior de espaldas al viento. Por ello, las ranuras 202 de entrada en los puntos de estancamiento permiten que el aire del ambiente entre en la primera camara 200 de sobrepresion, y las ranuras 204 de salida en el extremo opuesto permiten que el aire escape de la primera camara 200 de sobrepresion. Dado que estas ranuras actuan como orificios, cuando el aire entra en la primera camara 200 de sobrepresion a traves de los puntos de estancamiento, hay una cafda de presion de aire. Del mismo modo en que el aire sale de la primera camara 200 de sobrepresion a traves de las ranuras 204 de salida, en la parte posterior habra una cafda de presion de aire por las ranuras. Por ello, la presion de aire dentro de la primera camara 200 de sobrepresion estara entre las presiones alta y baja sobre la camara de sobrepresion que resultan de la circulacion de aire externa sobre la primera camara 200 de sobrepresion. Por ello, el sistema propuesto ayuda a mantener la presion de aire en las caras exteriores de la junta sellada 126 de gondola-torre en un valor intermedio entre las presiones alta y baja encontradas del flujo de aire sobre la torre 102. Cualquiera de las gotitas de agua que entran en la primera camara 200 de sobrepresion drenara a traves de la parte inferior en la interfaz entre la camara de sobrepresion y la torre. En otro ejemplo, una ranura adicional (no mostrada) para el drenaje del agua puede tambien practicarse en el lado posterior de la parte inferior de la primera camara de sobrepresion cerca de la interfaz camara de sobrepresion-torre.

La fig. 4 muestra el sistema 300 propuesto de camara de sobrepresion aerodinamico, simplificada, ranurada, o la segunda camara 300 de sobrepresion para la junta sellada 128 de rotor-pala en la interfaz de rotor-palas. El extremo aerodinamico, simplificado, mas grande de la segunda camara 300 de sobrepresion (con el borde de ataque de cara al viento) esta unido al rotor 114. Y en el otro extremo circular mas estrecho, la segunda camara 300 de sobrepresion permite el movimiento relativo de la rafz cilmdrica y circular de la pala, y permite asf el cabeceo de las palas 116. Como en el caso de la primera camara 200 de sobrepresion sobre la junta sellada 126 de gondola-torre, la segunda camara 300 de sobrepresion en la junta sellada 128 de rotor-pala tiene ranuras 302 de entrada en los puntos de estancamiento para la entrada de aire en la segunda camara 300 de sobrepresion y ranuras 304 de salida en el extremo opuesto para la salida de aire fuera de la segunda camara 300 de sobrepresion. Como se ha descrito anteriormente para la primera camara de sobrepresion, el flujo de aire a traves de la segunda camara 300 de sobrepresion sobre la junta sellada 128 de rotor-pala ayuda a mantener la presion de aire dentro de la segunda camara 300 de sobrepresion para estar entre las presiones de aire alta y baja en el exterior de la segunda camara 300 de sobrepresion. Como resultado, la presion de aire en la cara exterior de la junta sellada 128 de rotor-pala es casi uniforme y esta casi a la presion atmosferica en todas las velocidades del viento

En la interfaz 130 de gondola-rotor, la variacion de presion a traves de su circunferencia no es normalmente tan significativa como la de la junta sellada 126 de gondola-torre o la de la junta sellada 128 de rotor-pala. Sin embargo, como se muestra en los ejemplos anteriores, una tercera camara 400 de sobrepresion con entrada y salida de aire se puede emplear para la junta sellada 130 de gondola-rotor asf como para hacer que la presion sobre la cara exterior de la junta gondola-rotor permanezca uniforme y casi constante, como se muestra en una vista lateral de la turbina eolica 100 en la fig. 5. La camara 400 de sobrepresion esta unida al rotor 114 en un extremo y gira libremente sobre la gondola 104 en el otro extremo. En este caso el flujo de aire en la tercera camara 400 de sobrepresion es a traves de ranuras 402 de entrada en los pequenos salientes que estan situados circunferencialmente alrededor de la periferia de la camara de sobrepresion. En lugar de ranuras destinadas para la salida de aire de la camara de sobrepresion, el hueco 404 posterior entre la tercera camara 400 de sobrepresion y la gondola 104 permite que el aire salga de la tercera camara 400 de sobrepresion.

El sistema de camara de sobrepresion propuesto con entrada y salida de aire ayuda a mantener una presion constante, casi uniforme, sobre las caras externas de las juntas selladas en las interfaces de gondola-torre, rotor- pala y gondola-rotor en todas las velocidades del viento. Por otra parte, la presion sobre las caras externas de la junta es casi igual a la presion atmosferica.

Como se indico anteriormente, la presion de aire en las caras internas de las juntas selladas 126, 128 y 130 depende del flujo de aire a traves de la gondola 104 y la resistencia total del sistema al flujo de aire. Para un flujo de aire de refrigeracion dado a traves de la gondola 104, la presion de aire en las caras internas de la junta sellada se puede mantener en el valor deseado utilizando un dispositivo 500 de resistencia variable al flujo de aire. El dispositivo 500 de resistencia variable al flujo de aire incluye dos placas 502 y 504 perforadas, coaxiales y circulares, que pueden girar una con respecto a la otra a lo largo de un eje vertical C1-C1. Estas placas 502 y 504 perforadas se muestran en las fig. 6a a 6d. Las placas 502 y 504 perforadas se encuentran en la salida 124 de aire de la gondola de la fig. 1. Las dos placas 502 y 504 perforadas son identicas entre sf y estan colocadas de tal manera que una esta sobre la otra como se muestra en la fig. 6a. La placa superior 502 puede girar a lo largo del eje C1-C1

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vertical comun. Ambas placas tienen orificios 506 circulares segmentados. La placa inferior 504 esta fija. Girando la placa superior 502 con respecto a la placa inferior 504, el espacio abierto de salida para el flujo de aire se puede ajustar, variando de ese modo la resistencia al flujo de aire mediante las placas como se muestra en las fig. 6b, 6c y 6d. Asf, la presion del aire dentro de la gondola l04, y, de ese modo, la presion de aire en las caras interiores de las juntas selladas 126, 128 y 130 presentes en la interfaz de gondola-torre, en la interfaz de gondola-rotor y en la interfaz de rotor-palas se puede ajustar dinamicamente al valor deseado. Por ello, la presion de aire en las caras interiores de las juntas selladas 126, 128 y 130 se puede ajustar dinamicamente para que sea ligeramente mas alta que en las caras exteriores de las juntas selladas 126, 128 y 130. Las dos placas 502 y 504 perforadas estan controladas normalmente por un sistema de control.

La fig. 7 muestra un diagrama de flujo 700 que ilustra las etapas involucradas en un procedimiento de impedir la corrosion en el interior de la turbina eolica 100. En la etapa 702, al menos una de las camaras 200, 300, 400 de sobrepresion esta dispuesta sobre el lado exterior de al menos una de las juntas entre la gondola 104 y la torre 102, el rotor 114 y la pluralidad de palas 116, y la gondola 104 y el rotor 114. En la etapa 704, un dispositivo 500 de resistencia variable al flujo que comprende dos placas 502 y 504 perforadas, circulares, coaxiales, estan dispuestas en la salida 124 del flujo de aire de refrigeracion a traves de la gondola 104. En la etapa 706, se establece un flujo de aire limpio, de baja humedad, a traves de la gondola, necesario para enfriar los componentes dentro de la gondola, utilizando la unidad 120 de tratamiento de aire, la entrada 122 de aire y la salida 124 de aire. En la etapa 708, se miden las presiones de aire dentro de las camaras 200, 300, 400 de sobrepresion antes mencionadas, y las presiones de aire adyacentes a las juntas antes mencionadas debidas al flujo de aire de refrigeracion dentro de la gondola 104 y del rotor 114. Y, por ultimo, en la etapa 710, la posicion de la placa superior 502 perforada del sistema 500 de resistencia variable al flujo antes mencionado se ajusta de modo que las presiones de aire medidas dentro de la gondola 104 y del rotor 114 debidas al flujo de aire de refrigeracion sean ligeramente mayores que las presiones medidas dentro de las camaras 200, 300, 400 de sobrepresion antes mencionadas. Asf, se impide la entrada de aire humedo del ambiente en la gondola 104 y del rotor 114 y se reduce al mmimo la corrosion del equipo dentro de la turbina.

Debe comprenderse que el procedimiento propuesto de mantener la sobrepresion de aire interno en la gondola no se limita espedficamente a las turbinas eolicas que son refrigeradas por un sistema abierto de flujo de aire en el que entra aire limpio, de baja humedad, en la gondola y de la gondola sale aire caliente. El procedimiento es igualmente aplicable a una turbina que sea enfriada por un sistema cerrado de flujo de aire o a cualquier otro sistema de flujo de aire. En una turbina refrigerada por un sistema cerrado de flujo de aire, el aire que sale a traves de las placas perforadas es enfriado y recirculado a traves de la entrada de aire.

El procedimiento y sistema propuestos ayuda asf a hacer que la diferencia de presion de aire entre las caras exterior e interior de las juntas dinamicas en las interfaces de gondola con torre, de rotor con pala y de gondola con rotor sea pequena y en el valor deseado. Como resultado, se reduce al mmimo la fuga de aire del ambiente en la turbina. Esto ayuda a disminuir la corrosion del equipo y, asf, aumentar la vida util de la turbina. Aunque el procedimiento y el sistema propuestos se refieren espedficamente a una turbina eolica marina, se puede utilizar en cualquier turbina eolica en la que la humedad relativa del aire del ambiente sea alta.

Cualquier teona, el mecanismo de funcionamiento, prueba, o descubrimiento manifestado en el presente documento esta destinado a mejorar aun mas la comprension de los principios de la presente divulgacion y no pretende hacer que la presente divulgacion dependa de ninguna manera de tal teona, mecanismo de funcionamiento, realizacion ilustrativa, prueba o descubrimiento. Debe entenderse que aunque el uso de la palabra preferible, preferiblemente o preferida en la descripcion anterior indica que la caractenstica asf descrita puede ser mas deseable, no obstante, no es obligatoria y dentro del alcance de la divulgacion se pueden contemplar realizaciones que carecen de la misma, estando ese alcance definido por las reivindicaciones siguientes.

En la lectura de las reivindicaciones se pretende que cuando se usan palabras tales como "un", "uno", "al menos uno", "al menos una parte” no hay ninguna intencion de limitar la reivindicacion a solo un artmulo a menos que se especifique lo contrario en la reivindicacion. Cuando se utiliza el lenguaje "al menos una parte" y/o "una parte", el artmulo puede incluir una parte y/o todo el artmulo a menos que se especifique lo contrario.

Claims

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

REIVINDICACIONES

1. Una turbina eolica que tiene una torre (102), una gondola (104) montada en la torre (102), un rotor (114) que tiene una pluralidad de palas (116) de la turbina soportadas de forma giratoria por la gondola (104), y un sistema para impedir la corrosion en la turbina eolica, en donde el sistema comprende una unidad (120) de tratamiento de aire que trata el aire del ambiente y suministra el aire tratado a la gondola (104) a traves de una entrada (122) en la gondola (104), incluyendo la gondola (104) ademas una salida (124) para la salida de aire caliente, una camara (200, 300, 400) de sobrepresion presente en el lado exterior de al menos una de las juntas (126, 128, 130) entre la gondola (104) y el rotor (114), entre el rotor (114) y la pluralidad de palas (116), y entre la gondola (104) y la torre (102), teniendo la camara (200, 300, 400) de sobrepresion una pluralidad de ranuras (202, 302, 402) de entrada en la parte delantera de cara al viento y una pluralidad de ranuras (204, 304, 404) de salida en la parte posterior de espaldas al viento, la camara (200, 300, 400) de sobrepresion configurada para modular las variaciones de presion de aire en el lado exterior de las juntas (126, 128, 130) de tal manera que no haya entrada de aire del ambiente dentro de la gondola (104) en las juntas (126, 128, 130) que comprende tal camara (200, 300, 400) de sobrepresion ni salida de aire de la gondola (104) al medio ambiente en las juntas (126, 128, 130) que comprende tal camara (200, 300, 400) de sobrepresion; y un dispositivo (500) de resistencia variable al flujo de aire presente en la salida (124) de la gondola (104), y un sistema de control configurado para mantener una presion de aire mas alta dentro de la gondola (104) en relacion con el exterior de la gondola (104) en las juntas (126, 128, 130) en la camara de sobrepresion mediante el control del funcionamiento del dispositivo (500) de resistencia variable al flujo de aire.
2. La turbina eolica de la reivindicacion 1, en donde la camara (200, 300, 400) de sobrepresion tiene entradas (202, 302, 402) de aire y salidas (204, 304, 404) de aire para mantener la presion de aire en el lado exterior de la juntas (126, 128, 130) en un valor intermedio entre una presion mas alta y una presion mas baja encontradas para el flujo de aire sobre las diferentes juntas (126, 128, 130) entre la gondola (104) y el rotor (114), el rotor (114) y la pluralidad de palas (116), y la gondola (104) y la torre (102).
3. La turbina eolica de la reivindicacion 1, en donde la camara (200, 300, 400) de sobrepresion tiene una pluralidad de ranuras (202, 302, 402) de entrada en la parte delantera de cara al viento a traves de las cuales el aire del ambiente entra en la camara (200, 300, 400) de sobrepresion.
4. La turbina eolica de la reivindicacion 1, en donde la camara (200, 300, 400) de sobrepresion tiene una pluralidad de ranuras (204, 304, 404) de salida en la parte posterior de espaldas al viento a traves de las cuales el aire se escapa de la camara (200, 300, 400) de sobrepresion.
5. La turbina eolica de la reivindicacion 1, en donde la camara (200, 300, 400) de sobrepresion esta disenada aerodinamicamente para mejorar el flujo de aire a traves de la camara de sobrepresion.
6. La turbina eolica de la reivindicacion 1, en donde el dispositivo (500) de resistencia variable al flujo de aire incluye dos placas (502, 504) circulares coaxiales, configuradas las dos placas (502, 504) circulares para girar una con respecto a la otra.
7. La turbina eolica de la reivindicacion 6, en donde las placas (502, 504) circulares coaxiales tienen ranuras (506) para la salida de aire caliente.
8. La turbina eolica de la reivindicacion 1, en donde la unidad (120) de tratamiento de aire incluye ademas al menos una de entre una unidad de deshumidificacion, una unidad de refrigeracion y una unidad de purificacion.
9. Un procedimiento para impedir la corrosion en una turbina eolica, teniendo la turbina eolica una torre (102), una gondola (104) montada en la torre (102), un rotor (114) unido a la gondola (104) y una pluralidad de palas (116) unidas al rotor (114), comprendiendo el procedimiento las etapas de:

establecer un flujo de aire tratado a traves de la gondola (104) utilizando una unidad (120) de tratamiento de aire; proporcionar una camara (200, 300, 400) de sobrepresion en el lado exterior de al menos una de las juntas (126, 128, 130) entre la gondola (104) y el rotor (114), entre el rotor (114) y la pluralidad de palas (116), y entre la gondola (104) y la torre (102), teniendo la camara de sobrepresion una pluralidad de ranuras (202, 302, 402) de entrada en la parte delantera de cara al viento y una pluralidad de ranuras (204, 304, 404) de salida en la parte posterior de espaldas al viento, en donde la camara de sobrepresion esta configurada para modular las variaciones de presion de aire en el lado exterior de las juntas (126, 128, 130) de forma que no haya entrada de aire del ambiente dentro de la gondola (104) por las juntas (126, 128, 130) que comprende tal camara (200, 300, 400) de sobrepresion o salida de aire de la gondola (104) al medio ambiente por las juntas (126, 128, 130) que comprende tal camara de sobrepresion ( 200, 300, 400); proporcionando un dispositivo (500) de resistencia variable al flujo de aire en una salida (124) de la gondola (104);

controlar mediante un sistema de control (no representado) el flujo de aire tratado en la gondola (104) utilizando el dispositivo (500) de resistencia variable al flujo de aire para mantener una presion mas alta dentro de la gondola (104) en comparacion con la presion en la camara ( 200, 300, 400) de sobrepresion.