ES2695549T3

ES2695549T3 - Elemento de torre

Info

Publication number: ES2695549T3
Application number: ES09707259T
Authority: ES
Inventors: Arne Kryger; Lars Ryholl
Original assignee: Vestervangen Holding Odense Aps
Current assignee: Vestervangen Holding Odense Aps
Priority date: 2008-02-06
Filing date: 2009-02-05
Publication date: 2019-01-09
Anticipated expiration: 2029-02-05
Also published as: WO2009097858A1; CA2713368A1; BRPI0907722A2; CN101970776A; US20100319276A1; KR20100117641A; NZ587002A; DK2252749T3; EP2252749A1; CA2713368C; CN101970776B; US8590276B2; EP2252749B1

Abstract

Un elemento (3, 4) de torre para una torre (1), preferiblemente para una planta de energía eólica, donde varios elementos (3, 4) de torre son adecuados para ser montados uno encima del otro, donde el elemento (3, 4) de torre tiene una superficie exterior y una superficie interior, donde la periferia del elemento (3, 4) de torre está formada por una serie de segmentos (7), preferiblemente de acero, donde estos segmentos (7) están provistos de bridas (12) enfrentadas hacia adentro, en los lados longitudinales, donde estas bridas (12) están conectadas a las bridas (12) correspondientes en segmentos (7) dispuestos lateralmente, constituyendo así una cubierta para una torre (1), donde los segmentos (7) individuales se hacen con una superposición en la superficie exterior en las juntas transversales y se caracterizan por una junta a tope en las bridas (12) orientadas hacia dentro demodo que las bridas quemiran hacia el interior de un segmento superior descansan sobre las bridas que miran hacia el interior de un segmento inferior cuando los segmentos se montan para formar la torre.

Description

DESCRIPCION

Elemento de torre

Campo de la invencion

La presente invencion se refiere a un elemento de torre para una torre, preferiblemente para una planta de energfa eolica, donde varios elementos de torre estan montados uno encima del otro, donde el elemento de torre tiene una superficie exterior y una superficie interior, donde la periferia del elemento de torre esta formada por una serie de segmentos, preferiblemente de acero, donde estos segmentos estan provistos de bridas orientadas hacia el interior en los lados longitudinales, donde estas bridas estan conectadas a las bridas correspondientes en segmentos dispuestos lateralmente, constituyendo asf una carcasa para un elemento de torre.

Antecedentes de la invencion

Es comunmente conocido el uso de varios tipos de disenos de torres para i.a. Modernas plantas de energfa eolica. A traves de los anos, se han aplicado diferentes variantes, por ejemplo, disenos de obras de celosfa; sin embargo, en los ultimos anos, las mas preferidas han sido particularmente las torres de acero hechas con forma tubular. Estas se hacen tipicamente en longitudes que permiten el manejo en carreteras comunes y principalmente con medios de transporte comunes. Cuando los elementos de la torre alcanzan el lugar de la construccion, la torre se ensambla generalmente de tres o mas segmentos de torre, en algunos casos que constituyen una torre ensamblada de mas de 100 metros o incluso mas de 150 metros.

Dado que nada indica que tales torres para plantas de energfa eolica seran mas pequenas en el futuro, es necesario con soluciones que permitan el transporte a traves de las carreteras si no se aplican otras soluciones de transporte que son apreciablemente mas caras. Por lo tanto, es un hecho que el tamano de estas torres esta aumentando y que no es raro que las torres tengan un diametro tan grande que el transporte a traves de la red de carreteras ya no sea posible sin dividir los elementos individuales de la torre en secciones mas pequenas.

El documento WO 031083236 A1 divulga un elemento de torre hecho con el preambulo de la reivindicacion 1.

Del documento WO 2004/083633 se conoce una solucion en la que un elemento de torre se divide en tres secciones longitudinalmente del elemento. Las secciones individuales se ensamblan mediante bridas en los lados largos, que constituyen un elemento de torre tradicional cuando se ensamblan. Dichos elementos de torre aun requieren mucho tiempo de taller para el laminado y la soldadura y, ademas, aun son diffciles de transportar.

Ademas, a partir del documento WO 2005/075763, se conoce de hacer torres para plantas de energfa eolica en segmentos. Estos segmentos se ensamblan con juntas de brida tradicionales en la direccion longitudinal de los segmentos y se pueden hacer con forma rectangular o con forma conica. Las uniones horizontales entre dos segmentos contiguos se hacen sin uniry simplemente se sellan con un medio de sellado adecuado. La razon para no unir mecanicamente las uniones en direccion horizontal se debe aparentemente al hecho de que en otras construcciones de torres de la tecnica anterior existe la tradicion de que los elementos de torre soldados tienen una debilidad en estas uniones. Las juntas estan expuestas a cargas de fatiga que a su vez causan ruptura en las costuras horizontales de soldadura. En la solucion descrita en el documento WO 2005/075763, los segmentos individuales se montan desplazados con relacion al segmento dispuesto lateralmente con un desplazamiento correspondiente entre el 50% y el 75% de la longitud del segmento. El caso es que la torre, en principio, esta construida con elementos que se montan con juntas o uniones de rotura.

Sin embargo, las torres hechas de acuerdo con este principio tienen algunos inconvenientes. Por un lado, es necesario montar los segmentos con desplazamiento con segmentos de diferentes longitudes. Ademas, un elemento de torre no puede montarse en el suelo, el cual posteriormente se levanta en el lugar sobre una o mas de las secciones de torre ya montadas, si la cubierta es una torre conica ya que las caras de las juntas son grandes en direccion vertical. Sin embargo, este proceso se puede realizar mas facilmente haciendo torres cilmdricas, pero aun con gran dificultad.

Objeto de la invencion

El objetivo de la invencion es indicar una solucion para una torre, preferiblemente una torre para una planta de energfa eolica, donde la torre esta construida con segmentos prefabricados, donde la produccion, el transporte y el montaje de estos segmentos se pueden efectuar de una manera facil y sencilla. Donde hay un alto grado de flexibilidad en estos pasos.

Descripcion de la invencion

Como se menciono anteriormente, la invencion se refiere a un elemento de torre para una torre, preferiblemente para una planta de energfa eolica, donde la periferia del elemento de torre esta formada por una serie de segmentos provistos de bridas orientadas hacia el interior en los lados longitudinales para su montaje en las bridas correspondientes en segmentos dispuestos lateralmente, donde los segmentos individuales se hacen con una superposicion en la superficie exterior en las juntas transversales y con una junta a tope en las bridas que miran hacia adentro.

Mediante un elemento de torre de este tipo se logra la gran ventaja y flexibilidad de que la produccion en forma de maquinado, tratamiento de superficie, transporte y montaje de los segmentos individuales se puede realizar de una manera mucho mas facil de lo posible con elementos de torre que se sueldan y terminan en una fabrica. En comparacion con la tecnica anterior mas cercana a la descrita anteriormente, existe una gran ventaja de la solucion de acuerdo con la invencion de que en el solapamiento existente en la superficie exterior entre dos segmentos dispuestos uno tras otro, se puede realizar una union mecanica entre los dos segmentos en direccion transversal. Esta union mecanica entre dos segmentos da como resultado una construccion mas estable y una rigidez que se corresponde sustancialmente con la rigidez que se puede lograr en los segmentos unidos por soldadura. Una union entre segmentos sin unir en direccion transversal es menos ngida, por lo que obviamente proporciona un diseno que esta expuesto a mayores desviaciones durante la operacion. La junta mecanica puede disenarse de modo que se permitan movimientos muy pequenos entre los dos segmentos, o alternativamente, la junta se puede hacer como una junta de ajuste que proporciona una rigidez optima en la junta.

Ademas, se realiza una union mecanica en la direccion longitudinal que se produce entre las bridas orientadas hacia el interior. Las bridas orientadas hacia el interior en dos segmentos dispuestos lateralmente pueden hacerse identicas, por ejemplo, hay dos bridas planas que estan interconectadas, pero las bridas tambien pueden ser diferentes de manera que hay dos bridas diferentes que, por ejemplo, enganchan la una con la otra.

Durante el montaje de los segmentos, y tambien posteriormente, la junta mecanica se libera en el solape en la superficie exterior, ya que las bridas orientadas hacia el interior estan con una junta a tope donde un segmento superior descansa en principio sobre las bridas orientadas hacia dentro de un segmento inferior. Simultaneamente, al lograr una union y un solapamiento ventajosos entre dos segmentos, tambien se logra un montaje facil y seguro, ya que es facil para los instaladores determinar si los segmentos estan en la posicion correcta.

En una variante preferida de un elemento de torre de acuerdo con la invencion, una o mas esquinas en la brida orientada hacia el interior estan aseguradas en al menos el borde orientado hacia abajo de un segmento, donde en la direccion transversal el borde descansa sobre la brida orientada hacia el interior en un segmento montado. De este modo se logra el posicionamiento seguro de los segmentos y un solapamiento como se describe anteriormente. La esquina asegurada puede estar con una o mas caras de contacto de manera que, en principio, es una junta en la que un segmento engancha a un seguro correspondiente con varias caras en otro segmento. La variante preferida es, sin embargo, con un enclavamiento donde una superficie unica en un enclavamiento en un segmento se pone en contacto con una superficie correspondiente en otro segmento.

Un elemento de torre para una torre de acuerdo con la invencion puede ser donde los segmentos se unen con otros segmentos previamente montados en un elemento de torre. Alternativamente, uno o mas segmentos pueden unirse con uno o mas segmentos de cimentacion. Estos segmentos de cimentacion se pueden adaptar para incrustar en una cimentacion de concreto o para montar sobre una cimentacion de uno u otro tipo adecuado. Los segmentos de cimentacion pueden, por ejemplo, constituir un refuerzo de al menos parte de la parte mas baja del elemento de torre. Esto se puede lograr haciendo que los segmentos de cimentacion sean un refuerzo de la construccion, ya que el espesor del material aumenta con los segmentos de elementos de la torre y los segmentos de cimentacion se superponen entre sf, mediante, por ejemplo, uno, dos, tres metros, o mas. De esta manera, se puede hacer facilmente un refuerzo que permita la apertura de una puerta en el lateral de la torre.

De manera similar, los segmentos para un elemento de torre en el borde orientado hacia arriba en un segmento pueden estar con una o mas esquinas aseguradas en la brida orientada hacia adentro para apoyarse en, por ejemplo, otro segmento en un elemento de torre o un elemento superior. Por un aseguramiento en la parte superior e inferior de los segmentos, se puede realizar un solapamiento con una altura correspondiente a la altura total de los dos aseguramientos. El uso de un elemento superior es, como se menciono, tambien una posibilidad, y dicho elemento superior puede ser, en principio, segmentos terminados por una brida tradicional para montar el objeto u objetos que se montan en la torre, por ejemplo, una gondola para una planta de energfa eolica.

Con el fin de aumentar la resistencia de la union entre segmentos respectivos, la junta a tope en las bridas orientadas hacia el interior puede superponerse mediante la brida orientada hacia el interior del segmento dispuesto lateralmente. De este modo, no solo se logra un solapamiento entre dos segmentos montados uno encima del otro, sino tambien un solapamiento en las bridas orientadas hacia el interior entre dos segmentos montados lateralmente.

Las juntas entre los segmentos en las bridas orientadas longitudinalmente y hacia el interior en la superposicion transversal se pueden ensamblar ventajosamente en su totalidad o en parte mediante pernos y tuercas, pero tambien se pueden usar remaches o combinaciones de pernos y remaches.

Un elemento de torre para una torre donde la periferia del elemento de torre esta formada por una serie de segmentos de acuerdo con la invencion puede ensamblarse de manera que todos los segmentos en el elemento de torre tengan una longitud sustancialmente igual, lo que indica un elemento de torre que aparece sustancialmente con segmentos que comienzan y terminan a la misma altura. Pero tambien puede ser con segmentos que son sustancialmente de igual longitud, lo que indica un elemento de torre que aparece sustancialmente con segmentos que comienzan y terminan a al menos dos alturas diferentes, respectivamente. Mediante la primera variante se logra una superposicion que solo esta constituida por las esquinas aseguradas, mientras que en la segunda variante puede haber una superposicion correspondiente a la mitad de la longitud de un segmento. En principio una articulacion donde los segmentos son una union.

Los segmentos individuales se pueden ensamblaren un elemento de torre terminado antes del montaje en segmentos de cimentacion o en un elemento de torre erigido previamente, pero tambien se pueden construir de un segmento a la vez. Los segmentos de los que esta hecho el elemento de la torre pueden ser planos en la superficie exterior o con una o mas curvas. Por lo tanto, un elemento de torre puede aparecer como una torre con bordes con un numero de superficies correspondientes al numero de segmentos, pero tambien puede aparecer con menos bordes, ya que los segmentos estan hechos con, por ejemplo, dos lmeas de doblamiento en direccion longitudinal, por lo que la torre aparecera con tres veces mas bordes.

Las bridas orientadas hacia el interior pueden usarse ventajosamente para la fijacion de tabiques de pisos y posibles refuerzos internos en la torre. Ademas, las bridas orientadas hacia el interior, asf como las solapas transversales, pueden ser reforzadas por bridas sueltas que se comontan en la junta mecanica. Las bridas longitudinales pueden, por ejemplo, ser reforzadas por varillas de hierro plano que se sujetan a ambos lados de dos bridas orientadas hacia adentro.

Los calculos de los costos de las torres construidas de segmentos como se describe aqrn muestran que ya a una altura de torre de unos 60 metros es mas barato usar este principio de construccion en comparacion con las torres soldadas. Ademas, el grosor del material puede reducirse en algunos casos de 48 mm a 16 mm, por lo que obviamente se obtiene un precio de material mas bajo, pero tambien un manejo mucho mas facil durante la produccion y el montaje. Si los segmentos se hacen en longitudes de 12 a 18 metros, es posible transportarlos por medios de transporte habituales y por longitudes de hasta aproximadamente 12 metros incluso en contenedores estandar cerrados, y en segmentos mas largos en contenedores especiales. Otra ventaja muy significativa es que los segmentos pueden protegerse contra la corrosion mediante galvanizacion, ya que los segmentos no son mas grandes de lo que pueden manejarse durante el proceso de galvanizacion.

Descripcion del dibujo

La invencion se describe a continuacion con referencia al dibujo, en el que:

La fig. 1 muestra una torre completa construida de segmentos;

La fig. 2 muestra un unico elemento de torre construido de segmentos;

La fig. 3 muestra detalles en la parte superior de un elemento de torre;

La fig. 4 muestra un elemento de cimentacion con marco de puerta; y

La fig. 5 muestra un elemento superior con reborde.

Descripcion detallada de la invencion

En la Fig. 1 aparece una torre 1 completa que, por ejemplo, es adecuada para su uso en conexion con una planta de energfa eolica moderna. En la variante mostrada, la torre 1 esta construida con un elemento 2 de cimentacion que esta fijo a una cimentacion de concreto en la tierra. El elemento 2 de cimentacion esta formado por segmentos y se describira con mas detalle en la descripcion de la FIG. 4.

Sobre el elemento 2 de cimentacion se monta un elemento 3 de torre y un elemento 4 de torre adicional. Ambos de estos elementos de torre se fabrican de acuerdo con el mismo principio, y la unica diferencia es en principio que no tienen el mismo diametro que el diametro inferior en el elemento 4 de torre correspondiente al diametro superior en el elemento 3 de torre, por lo que estos ajustan juntos. En la parte superior del elemento 4 de la torre esta montado un elemento 5 superior con una brida 6 para el montaje, por ejemplo, un anillo de guinada u otros objetos.

En la Fig. 2 se ve un elemento 3 de torre que consta de nueve segmentos 7 identicos. Como se ve en la Figura, los segmentos individuales 7 estan hechos con dos lmeas 8 de flexion longitudinales, por lo que el elemento 3 de torre aparece con dieciocho bordes. Sin embargo, es obvio que una torre 1 construida de acuerdo con la invencion puede estar provista de segmentos 7 sin las lmeas 8 de flexion longitudinales, o con mas de dos lmeas 8 de flexion. En la parte superior 9 y en la parte inferior 10 del elemento 3 de torre, aparece una pluralidad de orificios 11 para sujetar los elementos contiguos. Las bridas 12 longitudinales orientadas hacia dentro se ven dentro del elemento 3 de torre.

En la Fig. 3, que es una ampliacion de la parte superior, 9 del elemento 3 de torre en la FIG. 2, nuevamente se ven los segmentos 7 individuals con tres filas de orificios 11 para sujetar un elemento 4 de torre o un elemento 5 superior. Ademas, aparecen las bridas 12 que miran hacia dentro, que tambien estan con orificios 13 para unirse con el segmento 7 dispuesto lateralmente. En la parte superior de las bridas 12 que miran hacia adentro se ve que las esquinas 14 y 15 en la brida 12 estan aseguradas. De este modo, aparecen dos caras 16 y 17 de contacto al final de las bridas 12 que miran hacia adentro. Estas caras 16 y 17 de contacto se desplazan de manera tal que mediante un segmento 7 de torre, que esta montado apoyado en la cara de contacto 17, se logra un solapamiento con la brida 12 orientada hacia dentro del segmento dispuesto lateralmente. Los segmentos 7 de torre individuales estan formados en la parte inferior 10 con las correspondientes esquinas aseguradas.

En la Fig. 4 aparece un elemento 2 de cimentacion que esta formado por 9 segmentos de los cuales ocho 18 son identicos y el noveno 19 incluye un marco 20 de puerta. El marco 20 de la puerta constituye un refuerzo que supera la debilidad que surge cuando se corta una abertura en un perfil tubular cerrado como la torre. En el segmento 3 de torre que se va a montar en el elemento 2 de cimentacion hay una abertura correspondiente de la puerta, y en la medida en que se proporciona un doble espesor de material en esta area, se logra la rigidez deseada en la torre. Las bridas 22 para montar la torre en una cimentacion tradicional o similar se proporcionan en el pie 21 del elemento de cimentacion.

Finalmente, en la fig. 5 aparece un elemento 5 superior con la brida 6 tradicional en el borde superior y con segmentos afilados en la direccion longitudinal de la torre, correspondiente al elemento de cimentacion y los elementos 3, 4 de la torre. Este elemento 5 superior esta, al igual que los otros elementos 3 y 4, provisto de bridas 12 orientadas hacia dentro en las que se monta la brida 6 tradicional y sobre las cuales descansa tambien la brida 6 tradicional. Asf es el hecho de que la brida 6 y la carga prevista para ella transmiten esta carga, no solo a lo largo de la periferia exterior de la torre sino tambien en las bridas 12 que miran hacia el interior que, por lo tanto, actuan como columnas dentro de los elementos 2, 3, 4 y 5.

Claims

REIVINDICACIONES

1. Un elemento (3, 4) de torre para una torre (1), preferiblemente para una planta de energfa eolica, donde varios elementos (3, 4) de torre son adecuados para ser montados uno encima del otro, donde el elemento (3, 4) de torre tiene una superficie exterior y una superficie interior, donde la periferia del elemento (3, 4) de torre esta formada por una serie de segmentos (7), preferiblemente de acero, donde estos segmentos (7) estan provistos de bridas (12) enfrentadas hacia adentro, en los lados longitudinales, donde estas bridas (12) estan conectadas a las bridas (12) correspondientes en segmentos (7) dispuestos lateralmente, constituyendo asf una cubierta para una torre (1), donde los segmentos (7) individuales se hacen con una superposicion en la superficie exterior en las juntas transversales y se caracterizan por una junta a tope en las bridas (12) orientadas hacia dentro de modo que las bridas que miran hacia el interior de un segmento superior descansan sobre las bridas que miran hacia el interior de un segmento inferior cuando los segmentos se montan para formar la torre.

2. Elemento (3 ,4) de torre para una torre (1) donde la periferia del elemento (3, 4) de torre esta construido de una serie de segmentos (7) de acuerdo con la reivindicacion 1, caracterizada porque una o mas esquinas (14, 15) tiene muescas en las bridas (12) orientadas hacia adentro en al menos un borde orientado hacia abajo de un segmento (7), donde en direccion transversal el borde es adecuado para apoyarse sobre la brida (12) orientada hacia adentro en un segmento (7) montado previamente.

3. Elemento (3, 4) de torre para una torre (1) donde la periferia del elemento (3, 4) de torre esta construido de una serie de segmentos (7) de acuerdo con la reivindicacion 2, caracterizada porque el segmento (7) previamente montado es un segmento (7) en un elemento (3, 4) de torre.

4. Elemento (3, 4) de torre para una torre (1) donde la periferia del elemento (3, 4) de torre esta construido de una serie de segmentos (7) de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizada porque una o mas esquinas (14, 15) en las bridas (12) orientadas hacia adentro tienen muescas en un borde (16, 17) orientado hacia arriba de un segmento (7) para apoyarse en, por ejemplo, otro segmento (7) en un elemento (3, 4) de torre o un elemento (5) superior.

5. Elemento (3, 4) de torre para una torre (1) donde la periferia del elemento (3, 4) de torre esta construido de una serie de segmentos (7) de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1-4, caracterizada porque la junta a tope en las bridas (12) orientadas hacia el interior estan solapadas por una brida (12) orientada hacia el interior del segmento (7) dispuesto lateralmente.

6. Elemento (3, 4) de torre, para una torre (1) donde la periferia del elemento (3, 4) de torre esta construido de una serie de segmentos (7) de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizada porque los segmentos (7) estan unidos total o parcialmente por pernos y tuercas en las bridas (12) longitudinales y orientadas hacia adentro y en la superposicion transversal.

7. Elemento (3, 4) de torre para una torre (1) donde la periferia del elemento (3, 4) de torre esta construido de una serie de segmentos (7) de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1-6, caracterizada porque todos los segmentos (7) en el elemento (3, 4) de torre son sustancialmente de igual longitud, lo que indica un elemento (3, 4) de torre que aparece sustancialmente con segmentos (7) que comienzan y terminan a la misma altura.

8. Elemento (3, 4) de torre para una torre (1) donde la periferia del elemento (3, 4) de torre esta construido de una serie de segmentos (7) de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1-6, caracterizada porque todos los segmentos (7) en el elemento (3, 4) de torre son sustancialmente de igual longitud, lo que indica un elemento (3, 4) de torre que aparece sustancialmente con segmentos (7) que comienzan y terminan en al menos dos alturas diferentes, respectivamente.

9. Torre (1) que comprende:

- un primer elemento (3) de torre segun la reivindicacion 2, y

- un elemento (2) de cimentacion que comprende segmentos (9) de cimentacion que estan fijados a una base,

en el que el elemento (3) de torre esta sujeto a los segmentos (9) de cimentacion, y en el que los segmentos (2) de cimentacion constituyen un refuerzo de al menos parte de una parte mas baja del elemento (3) de torre.

10. Torre (1) segun la reivindicacion 9, que comprende ademas al menos un elemento (4) de torre adicional segun la reivindicacion 2 montado en la parte superior del primer elemento (3) de torre.