ES2714428T3 - Método y sistema de protección contra rayos para palas de turbina eólica - Google Patents

Método y sistema de protección contra rayos para palas de turbina eólica Download PDF

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ES2714428T3 ES17154491T ES17154491T ES2714428T3 ES 2714428 T3 ES2714428 T3 ES 2714428T3 ES 17154491 T ES17154491 T ES 17154491T ES 17154491 T ES17154491 T ES 17154491T ES 2714428 T3 ES2714428 T3 ES 2714428T3
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Matthew Flemming
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Abstract

Método de instalación de un sistema de protección contra rayos en una pala de turbina eólica (170) con una primera pared de pala (174) formada en un primer molde de pala, una segunda pared de pala (178) formada en un segundo molde de pala, y una cavidad de pala (180) formada cuando se fija la primera pared de pala a la segunda pared de pala, incluyendo el sistema de protección contra rayos un primer receptáculo (34) con una primera pared inferior (122), un segundo receptáculo (34) con una segunda pared inferior (122), un primer enchufe de receptor (36), un segundo enchufe de receptor (36), un primer elemento de receptor (38) y un segundo elemento de receptor (38), comprendiendo el método: colocar la primera pared inferior (122) del primer receptáculo (34) en el primer molde de pala; formar la primera pared de pala (174) en el primer molde de pala de modo que la primera pared de pala (174) se forma alrededor de, e incluye al menos parcialmente, el primer receptáculo (34); retirar al menos parte de la primera pared inferior (122) del primer receptáculo (34) para proporcionar un primer agujero a través de la primera pared de pala (174) por medio del primer receptáculo (34); fijar el primer enchufe de receptor (36) al primer receptáculo (34) con el primer enchufe de receptor (36) dispuesto al menos parcialmente en un lado interior de la primera pared de pala (174); fijar temporalmente el segundo enchufe de receptor (36) al lado interior de la primera pared de pala (174); colocar la segunda pared inferior (122) del segundo receptáculo (34) en el segundo molde de pala; formar la segunda pared de pala (178) en el segundo molde de pala de modo que la segunda pared de pala (178) se forma alrededor de, e incluye al menos parcialmente, el segundo receptáculo (34); unir la primera pared de pala (174) a la segunda pared de pala (178) para formar la cavidad de pala; retirar al menos parte de la segunda pared inferior (122) del segundo receptáculo (34) para proporcionar un segundo agujero a través de la segunda pared de pala (178) por medio del segundo receptáculo (34); tras retirar la al menos parte de la segunda pared inferior (122), acceder al segundo enchufe de receptor (36) por medio del segundo agujero para retirar el segundo enchufe de receptor (36) de la primera pared de pala (174) y fijar el segundo enchufe de receptor (36) al segundo receptáculo (34); fijar el primer elemento de receptor (38) al primer enchufe de receptor (36) por medio del primer agujero; y fijar el segundo elemento de receptor (38) al segundo enchufe de receptor (36) por medio del segundo agujero.

Description

DESCRIPCION
Metodo y sistema de proteccion contra rayos para palas de turbina eolica
Antecedentes
Las turbinas eolicas y otras estructuras pueden verse sometidas a impactos de rayos, que posiblemente pueden danar las propias estructuras, danar componentes electronicos u otros soportados por las estructuras o dar como resultado otros efectos perjudiciales. Por consiguiente, puede ser util proporcionar a turbinas eolicas y otras estructuras sistemas de proteccion contra rayos con el fin de dirigir de manera apropiada la corriente electrica procedente de impactos de rayos a la tierra.
Los sistemas de proteccion contra rayos convencionales para turbinas eolicas adoptan generalmente uno o mas de tres enfoques para proteger las palas de turbina eolica (en este caso, de manera general, “palas”) frente a impactos de rayos. Un primer enfoque convencional usa receptores de punta, que estan configurados generalmente como conductores cilmdricos que sobresalen a traves de las aletas distales de palas respectivas, o como tapas de extremo conductor que coinciden generalmente con los perfiles de pala relevantes. Generalmente, un receptor de punta se conecta a un conductor de bajada, o electrodo de conexion a tierra, que se extiende desde una conexion del conductor de bajada con el receptor de punta, a traves de una cavidad interna de la pala de turbina, hasta la rafz de pala. Algunos disenos convencionales tambien pueden usar un bloque de anclaje, tambien denominado bloque de receptor, que puede estar ubicado dentro de la cavidad de pala alejado cierta distancia de la punta de pala y puede proporcionar un empalme de union electromecanica para el receptor de punta y el conductor de bajada.
Un segundo enfoque convencional usa discos de receptores de superficie conductora, cada uno con una cara expuesta respectiva y un cuerpo de receptor. Un cuerpo de receptor se rebaja generalmente al interior de la pared de pala relevante y algunas veces puede extenderse al interior de la cavidad de pala relevante. Generalmente, la cara expuesta de un disco de receptor es circular, mientras que la forma del cuerpo de receptor puede variar. En algunas instalaciones, se disponen discos de receptores cerca del borde de salida de una pala. En algunas instalaciones, pueden disponerse varios discos de receptores en diversos puntos a lo largo de la longitud de la pala, dependiendo el numero de discos de receptores de la longitud de la pala. En algunas instalaciones, pueden disponerse conjuntos de discos de receptores cerca de la punta de una pala en lugar de un receptor de punta (por ejemplo, tal como se describio anteriormente).
Un tercer enfoque convencional usa cubiertas de pala, que estan generalmente configuradas como capas conductoras que se extienden sobre un area relativamente grande de la superficie de una pala. Las capas de las cubiertas de pala pueden formarse como solidos continuos, mallas o resinas curadas. Generalmente, las cubiertas de pala se aplican en laminas, tiras o parches, y pueden colocarse sobre la superficie exterior de una pala o justo por debajo de un recubrimiento de superficie de la pala.
La publicacion de patente de la WIPO n.° 2014/200333A1 ensena un metodo para montar un receptor de rayos en una pala de turbina eolica. Se dispone una capa de superficie exterior y se forma un orificio en la misma. Se acopla un segundo elemento de montaje en el primer elemento de montaje y en un receptor de rayos. Se dispone material de nucleo sobre la capa de superficie exterior, dejando espacio para otros componentes, incluyendo el primer elemento de montaje. Despues se dispone una capa de superficie interna con un orificio sobre el material de nucleo. La publicacion de patente estadounidense n.° 2012/0020791A1 ensena un conjunto de receptor para proteccion contra rayos para una pala de turbina eolica. Un aislante de bloque de receptor incluye un bloque de receptor solidario. El aislante de bloque de receptor, una cubierta que se engancha con el aislante de bloque de receptor, y una tapa que se engancha con la cubierta, pueden definir una camara que esta revestida con un recubrimiento electricamente conductor intercalado entre medios dielectricos de manera relativamente alta para aislar electricamente y blindar partes internas del conjunto de receptor.
Sumario
Segun la presente divulgacion, se proporciona un metodo de instalacion de un sistema de proteccion contra rayos en una pala de turbina eolica segun la reivindicacion 1, y un sistema de proteccion contra rayos para una pala de turbina eolica segun la reivindicacion 8. En las reivindicaciones dependientes se exponen caractensticas opcionales del metodo y el sistema.
Algunas realizaciones de la invencion proporcionan un sistema de proteccion contra rayos para una pala de turbina eolica con una pared de pala y una cavidad de pala. Un receptaculo puede estar configurado para extenderse al menos parcialmente a traves de la pared de pala, y puede incluir un cuerpo de receptaculo y una pluralidad de primeros dientes. Un enchufe de receptor puede estar configurado para fijarse al receptaculo estando el enchufe de receptor dispuesto al menos parcialmente dentro de la cavidad de pala, y puede incluir un cuerpo de enchufe, un conductor de enchufe al menos parcialmente encerrado por el cuerpo de enchufe, y una pluralidad de segundos dientes. La pluralidad de primeros dientes puede engancharse con la pluralidad de segundos dientes, cuando el enchufe de receptor esta fijado al receptaculo, para resistir la rotacion del enchufe de receptor con respecto al receptaculo.
Algunas realizaciones de la invencion tambien proporcionan un sistema de proteccion contra rayos para una pala de turbina eolica con una pared de pala y una cavidad de pala. Un receptaculo puede estar configurado para extenderse al menos parcialmente a traves de la pared de pala, y puede incluir un cuerpo de receptaculo no conductor con un agujero y un primer reborde de retencion. Un enchufe de receptor puede incluir un cuerpo de enchufe no conductor, un conductor de enchufe al menos parcialmente encerrado por el cuerpo de enchufe no conductor y un segundo reborde de retencion. Un elemento de receptor puede estar configurado para conectarse al enchufe de receptor para transmitir corriente procedente de impactos de rayos al conductor de enchufe. El segundo reborde de retencion puede engancharse con el primer reborde de retencion para fijar el enchufe de receptor al receptaculo, estando el cuerpo de enchufe no conductor dispuesto al menos parcialmente dentro de la cavidad de pala. El elemento de receptor puede conectarse al enchufe de receptor, cuando el enchufe de receptor esta fijado al receptaculo, por medio del agujero en el cuerpo de receptaculo no conductor.
Algunas realizaciones que no forman parte de la invencion reivindicada proporcionan un sistema de proteccion contra rayos para una pala de turbina eolica con un receptor de punta que incluye un cuerpo conductor con un perfil de receptor. Un montaje de receptor de punta puede incluir un cuerpo de montaje de receptor, al menos dos alas de union, un conductor y un conector conductor. Cada una de las alas de union puede extenderse alejandose del cuerpo de montaje de receptor, y puede incluir un entramado no conductor respectivo. El conductor puede estar incluido al menos parcialmente en el cuerpo de montaje de receptor. El conector conductor puede extenderse al menos parcialmente fuera del cuerpo de montaje de receptor. El receptor de punta puede fijarse al montaje de receptor de punta con el conector conductor. Las alas de union pueden fijarse a la pala de turbina eolica con un material de union que rellena al menos parcialmente los entramados no conductores.
Algunas realizaciones de la invencion proporcionan un metodo de instalacion de un sistema de proteccion contra rayos en una pared de pala formada en un molde de pala, en el que el sistema de proteccion contra rayos incluye un enchufe de receptor, un elemento de receptor y un receptaculo con una pared inferior. La pared inferior del receptaculo puede colocarse en el molde. La pared de pala puede formarse en el molde de modo que la pared de pala se forma alrededor de, e incluye al menos parcialmente, el receptaculo. Al menos parte de la pared inferior del receptaculo puede retirarse para proporcionar un agujero a traves de la pared de pala por medio del receptaculo. El enchufe de receptor puede fijarse al receptaculo, con el enchufe de receptor en un lado interior de la pared de pala. Tras retirarse la al menos parte de la pared inferior, el elemento de receptor puede fijarse al enchufe de receptor por medio del agujero.
Algunas realizaciones de la invencion proporcionan un metodo de instalacion de un sistema de proteccion contra rayos en una pala de turbina eolica con una primera pared de pala formada en un primer molde de pala, una segunda pared de pala formada en un segundo molde de pala, y una cavidad de pala formada cuando la primera pared de pala se fija a la segunda pared de pala, en el que el sistema de proteccion contra rayos incluye un primer receptaculo con una primera pared inferior, un segundo receptaculo con una segunda pared inferior, un primer enchufe de receptor, un segundo enchufe de receptor, un primer elemento de receptor y un segundo elemento de receptor. La primera pared inferior del primer receptaculo puede colocarse en el primer molde de pala. La primera pared de pala puede formarse en el primer molde de pala de modo que la primera pared de pala se forma alrededor de, e incluye al menos parcialmente, el primer receptaculo. Al menos parte de la primera pared inferior del primer receptaculo puede retirarse para proporcionar un primer agujero a traves de la primera pared de pala por medio del primer receptaculo. El primer enchufe de receptor puede fijarse al primer receptaculo con el primer enchufe de receptor en un lado interior de la primera pared de pala. El segundo enchufe de receptor puede fijarse temporalmente al lado interior de la primera pared de pala.
La segunda pared inferior del segundo receptaculo puede colocarse en el segundo molde de pala. La segunda pared de pala puede formarse en el segundo molde de pala de modo que la segunda pared de pala se forma alrededor de, e incluye al menos parcialmente, el segundo receptaculo. La primera pared de pala puede unirse a la segunda pared de pala para formar la cavidad de pala. Al menos parte de la segunda pared inferior del segundo receptaculo puede retirarse para proporcionar un segundo agujero a traves de la segunda pared de pala por medio del segundo receptaculo.
Tras retirar la al menos parte de la primera pared inferior, el primer elemento de receptor puede fijarse al primer enchufe de receptor por medio del primer agujero. Tras retirar la al menos parte de la segunda pared inferior, puede accederse al segundo enchufe de receptor por medio del segundo agujero para retirar el segundo enchufe de receptor de la primera pared de pala y fijar el segundo enchufe de receptor al segundo receptaculo. El segundo elemento de receptor puede fijarse al segundo enchufe de receptor por medio del segundo agujero.
Breve descripcion de los dibujos
Los dibujos adjuntos, que se incorporan en, y forman parte de, esta memoria descriptiva, ilustran realizaciones de la invencion y, junto con la descripcion, sirven para explicar los principios de realizaciones de la invencion:
la figura 1 es una vista en perspectiva de parte de una pala de turbina eolica y un sistema de proteccion contra rayos para la pala, segun algunas realizaciones de la invencion, con una porcion superior de la pala retirada para mostrar aspectos del sistema de proteccion contra rayos;
la figura 2 es una vista en perspectiva de una ramificacion para su uso con el sistema de proteccion contra rayos de la figura 1, que incluye dos enchufes de receptores laterales y un montaje de receptor de punta;
las figuras 3A a 3D son vistas en planta desde abajo, alzado lateral, planta desde arriba y alzado frontal, respectivamente, de un enchufe de receptor lateral para su uso con el sistema de proteccion contra rayos de la figura 1;
las figuras 4A y 4B son vistas en perspectiva desde abajo, frontal, izquierda y en perspectiva desde arriba, frontal, derecha, respectivamente, del enchufe de receptor lateral de las figuras 3A a 3D;
la figura 5A es una vista en perspectiva en seccion desde abajo, frontal, izquierda del enchufe de receptor lateral de las figuras 3A a 3D;
la figura 5B es una vista en seccion lateral de otro enchufe de receptor lateral para su uso con el sistema de proteccion contra rayos de la figura 1;
las figuras 6A a 6C son vistas en planta desde abajo, alzado lateral y planta desde arriba, respectivamente, de un receptaculo para su uso con el sistema de proteccion contra rayos de la figura 1;
la figura 7 es una vista en perspectiva en seccion desde arriba, izquierda, frontal del receptaculo de las figuras 6A a 6C;
la figura 8 es una vista en perspectiva desde arriba, izquierda, frontal del receptaculo de las figuras 6A a 6C, con una lengueta desprendible del receptaculo que se ha retirado;
las figuras 9 y 10 son vistas en perspectiva desde arriba, izquierda, frontal de receptaculos adicionales para su uso con el sistema de proteccion contra rayos de la figura 1;
las figuras 11A a 11C son vistas en perspectiva desde arriba, desde abajo y en seccion transversal, respectivamente, de un disco de receptor lateral para su uso con el sistema de proteccion contra rayos de la figura 1; las figuras 12A a 12C son vistas en alzado lateral, planta desde arriba y alzado frontal, respectivamente, de un montaje de receptor de punta para su uso con el sistema de proteccion contra rayos de la figura 1;
la figura 13 es una vista en perspectiva desde arriba, izquierda, frontal del montaje de receptor de punta de las figuras 12A a 12C;
la figura 14 es una vista en perspectiva desde arriba, izquierda, frontal, en seccion parcial del montaje de receptor de punta de las figuras 12A a 12C;
la figura 15A es una vista en perspectiva desde abajo, trasera, izquierda de un receptor de punta para una pala de turbina eolica;
la figura 15B es una vista en perspectiva en seccion desde abajo, trasera, izquierda del receptor de punta de la figura 15A, tomada a lo largo del plano A-A de la figura 15A;
la figura 16A es una vista en perspectiva desde arriba, izquierda, frontal del montaje de receptor de punta de las figuras 12A a 14 fijado al receptor de punta de las figuras 15A y 15B;
la figura 16B es una vista en perspectiva desde arriba, izquierda, frontal, en seccion parcial del montaje de receptor de punta y receptor de punta de la figura 16A;
la figura 17 es una vista en perspectiva desde arriba, izquierda, trasera de otro montaje de receptor de punta para su uso con el sistema de proteccion contra rayos de la figura 1; y
las figuras 18A a 18K ilustran un metodo de instalacion para partes del sistema de proteccion contra rayos de la figura 1.
Descripcion detallada
Antes de explicar en detalle cualquier realizacion de la invencion, debe entenderse que la aplicacion de la invencion no se limita a los detalles de construccion y la disposicion de componentes expuestos en la siguiente descripcion o ilustrados en los siguientes dibujos. La invencion puede implementarse en otras realizaciones y ponerse en practica o llevarse a cabo de diversas maneras. Ademas, debe entenderse que las frases y terminologfa usadas en el presente documento son con fines de descripcion y no deben considerarse como limitativas. Se pretende que el uso de “que incluye”, “que comprende” o “que tiene” y variaciones de los mismos en el presente documento abarque los elementos indicados despues de los mismos y equivalentes de los mismos asf como elementos adicionales.
A menos que se especifique o se limite de otro modo, se pretende que las frases “al menos uno de A, B y C”, “uno o mas de A, B y C” y similares, indiquen A o B o C o cualquier combinacion de A, B y/o C, incluyendo combinaciones con multiples casos de A, B y/o C. Asimismo, a menos que se especifique o se limite de otro modo, los terminos “montado”, “conectado”, “soportado” y “acoplado” y variaciones de los mismos se usan de manera amplia y abarcan montajes, conexiones, soportes y acoplamientos tanto directos como indirectos. Ademas, a menos que se especifique o se limite de otro modo, “conectado” y “acoplado” no estan limitados a conexiones o acoplamientos ffsicos o mecanicos. Por ejemplo, en algunos casos, elementos “conectados” pueden estar electricamente conectados, incluyendo a traves de contacto directo o a traves de un medio u objeto intermedio.
La siguiente discusion se presenta para permitir a un experto en la tecnica realizar y usar realizaciones de la invencion. Diversas modificaciones de las realizaciones ilustradas resultaran evidentes para los expertos en la tecnica, y los principios genericos en el presente documento pueden aplicarse a otras realizaciones y aplicaciones sin alejarse de realizaciones de la invencion. Por tanto, no se pretende que realizaciones de la invencion se limiten a las realizaciones mostradas, sino que se les debe acordar el mayor alcance compatible con los principios y las caractensticas dados a conocer en el presente documento. La siguiente descripcion detallada debe leerse con referencia a las figuras, en las que elementos iguales en diferentes figuras tienen los mismos numeros de referencia. Las figuras, que no estan necesariamente a escala, representan realizaciones seleccionadas y no se pretende que limiten el alcance de realizaciones de la invencion. Los expertos en la tecnica reconoceran que los ejemplos proporcionados en el presente documento tienen muchas alternativas utiles y se encuentran dentro del alcance de realizaciones de la invencion.
Algunas figuras pueden incluir multiples casos de estructuras o relaciones estructurales similares. Por conveniencia de presentacion, en figuras seleccionadas, puede que solo algunas de estas estructuras o relaciones similares se marquen espedficamente con un numero de referencia. Un experto en la tecnica reconocera que las caractensticas no marcadas con numeros de referencia pueden incluir aspectos similares y realizar funciones similares a caractensticas similares que estan marcadas con numeros de referencia.
En la discusion de determinadas figuras, pueden usarse referencias direccionales tales como arriba, abajo, superior, inferior, izquierda, derecha y asf sucesivamente. A menos que se especifique lo contrario, estas referencias se proporcionan solo por conveniencia, y unicamente con respecto a la(s) figura(s) y realizacion/realizaciones particular(es) comentada(s).
Realizaciones de la invencion pueden mejorar los sistemas de proteccion contra rayos (“LP”) convencionales de diferentes maneras. En el contexto de palas de turbina eolica (en este caso, de manera general, “palas”), realizaciones de la invencion pueden reducir la dificultad de instalacion en comparacion con sistemas de proteccion contra rayos convencionales, asf como la necesidad de trabajo significativo de procesamiento posterior despues de haberse cerrado las palas. Por ejemplo, en un procedimiento de instalacion convencional para sistemas de LP convencionales, se construye un bloque de receptor (por ejemplo, pieza maciza de metal) en el interior de una cavidad de pala. Una vez cerrada la pala, el bloque de receptor debe localizarse y despues perforarse y realizar una toma de modo que puede fijarse un disco de receptor (u otro elemento de receptor) a la pieza de metal. Este procedimiento puede ser relativamente diffcil y requerir mucho tiempo. En otro procedimiento de instalacion convencional para sistemas de LP convencionales, debe cortarse un orificio en una pared de pala una vez cerrada la pala. Una vez cortado el orificio, se realiza una conexion conductora a traves del orificio cortado, y despues se tapa con parche el orificio para volver a acabar la pala. De nuevo, este procedimiento puede ser relativamente diffcii y requerir mucho tiempo.
Algunas realizaciones de la invencion pueden proporcionar un sistema de LP que no solo puede reducir generalmente la dificultad del procedimiento de instalacion, sino que ademas reduce significativamente la necesidad de trabajo de procesamiento posterior que puede requerirse con sistemas de LP convencionales. Por ejemplo, realizaciones de la invencion pueden incluir receptaculos que pueden moldearse en paredes de pala a medida que estan formandose las paredes de pala. Una vez formadas las palas, puede retirarse una parte de los receptaculos con el fin de proporcionar orificios de montaje sistematicos, disenados, a traves de las paredes de pala para fijar y conectar un disco de receptor. Ademas, los receptaculos pueden proporcionar una union relativamente facil de enchufes asociados, con el fin de transmitir corriente electrica desde los discos de receptores hasta el conductor de bajada relevante. Como tal, mediante el uso de los receptaculos, pueden instalarse discos de receptores en palas, y pueden conectarse electricamente a conectores de bajada, sin la necesidad de cortar y reparar (o someter de otro modo a procesamiento posterior) las palas.
En algunas realizaciones de la invencion, un sistema de LP puede incluir un montaje de receptor de punta que puede adaptarse facilmente para unirse a, y conducir corriente electrica desde, una variedad de diferentes receptores de punta. Esto puede permitir personalizar receptores de punta a perfiles de pala particulares, sin requerir necesariamente una reconfiguracion significativa de los montajes de receptor de punta asociados. Ademas, el montaje de receptor de punta puede incluir caractensticas de union no conductoras, tales como alas de union con un entramado no conductor, para recibir material de union (por ejemplo, resina) con el fin de ayudar a fijar el montaje de receptor de punta a una pala.
Algunas realizaciones de la invencion pueden proporcionar un metodo de instalacion para sistemas de LP que mejora los metodos de instalacion convencionales. Por ejemplo, pueden moldearse multiples receptaculos (por ejemplo, receptaculos tal como se describio de manera general anteriormente) en paredes de pala para ambos lados de una pala. Pueden instalarse varios enchufes con conductores en receptaculos en un primer lado de la pala, y pueden unirse temporalmente enchufes adicionales al interior del primer lado de la pala usando adhesivos, abrazaderas u otros mecanismos. Despues puede cerrarse la pala uniendo las paredes de pala entre su Una vez cerrada la pala, los enchufes que estan unidos al interior del primer lado de la pala con el adhesivo, abrazaderas u otros mecanismos, pueden localizarse visualmente a traves de agujeros en receptaculos en el segundo lado de la pala. Despues puede extenderse una herramienta relativamente sencilla a traves de los agujeros para agarrar esos enchufes, retirarlos de la union temporal en el primer lado de la pala, y unirlos a receptaculos en el segundo lado de la pala. Cada enchufe que se ha conectado a un receptaculo puede conectarse entonces a un disco de receptor, que puede instalarse, por medio del enchufe, a nivel con la superficie exterior de la pala.
En la siguiente discusion, diversos ejemplos comentan sistemas de LP segun la invencion en el contexto de palas de turbina eolica convencionales. Se entendera que esta discusion se presenta unicamente a modo de ejemplo, y que la invencion dada a conocer tambien puede usarse de manera beneficiosa en otros entornos.
La figura 1 ilustra un sistema de LP 20 segun una realizacion de la invencion. En la realizacion ilustrada, el sistema de LP 20 esta instalado en una pala 22 con una pared inferior 22a y una pared superior (no mostrada por motivos de claridad), que pueden moldearse por separado y despues unirse entre sf para dar la pala 22. Generalmente, el sistema de LP 20 incluye varios receptores para impactos de rayos, que estan conectados mediante conductores 24 y mediante diversos empalmes 26 a un conductor de bajada 28. En una punta distal 22b de la pala 22, el sistema de LP 20 incluye un receptor de punta de metal 30. El receptor de punta 30 esta conformado generalmente para corresponder con el perfil de la pala local 22 y proporciona una superficie de receptor conductora en el exterior de la pala 22 para recibir impactos de rayos. El receptor de punta 30 esta fijado a un montaje de receptor de punta 32, que esta conectado mediante uno de los conductores 24 al conductor de bajada 28.
Ademas del receptor de punta 30, el sistema de LP 20 tambien incluye una pluralidad de receptores laterales, que incluyen cada uno un receptaculo 34 respectivo montado en la pared relevante de la pala 22, un enchufe de receptor lateral 36 fijado al receptaculo 34 y un disco de receptor lateral 38 fijado al enchufe de receptor lateral 36. (Tal como se ilustra en la figura 1, uno de los receptores laterales se muestra sin un receptaculo 34, para ilustrar aspectos de la union del enchufe de receptor lateral relevante 36 al disco de receptor lateral relevante 38). Generalmente, los pares de los enchufes de receptores laterales 36 y los receptaculos 34 sujetan el disco de receptor lateral respectivo 38 con una superficie de receptor 38a del disco de receptor lateral 38 orientada hacia fuera de, y a nivel (es decir, sustancialmente en paralelo) con, la pared relevante de la pala 22. Uno de los conductores 24 se extiende desde cada uno de los enchufes de receptores laterales 36 para conectar los receptores laterales al conductor de bajada 28.
La figura 1 tambien ilustra varias abrazaderas 40 fijadas al interior de las paredes de la pala 22. Tal como tambien se comenta a continuacion, las abrazaderas 40 pueden usarse durante la instalacion del sistema de LP 20 en la pala 22.
Se entendera que la configuracion ilustrada en la figura 1 se presenta unicamente como ejemplo, y que otras realizaciones del sistema de LP dado a conocer pueden incluir otros numeros o disposiciones de enchufes de receptores laterales, receptores de punta, cables, empalmes y otros componentes. En general, la figura 2 ilustra una configuracion de “empalme en W” que puede usarse en el sistema de LP 20 o en diversos otros sistemas de LP. En la realizacion ilustrada, la configuracion de empalme en W puede incluir dos de los receptores laterales (cada uno con uno respectivo de los enchufes de receptores laterales 36) y uno de los montajes de receptor de punta 32 unidos al conductor de bajada 28 con un empalme 44. Tal como tambien se ilustra en la figura 2, pueden incluirse conectores tales como una orejeta 46 para ayudar al conductor 28 (u otros componentes) a unir mecanicamente y transferir corriente electrica a otras partes del sistema.
En la realizacion ilustrada en la figura 2, uno de los enchufes de receptores laterales 36 esta dispuesto para fijarse a un lado de una pala y otro de los enchufes de receptores laterales 36 esta dispuesto para fijarse a un lado opuesto de la pala. Por consiguiente, usando la realizacion ilustrada en la figura 2, pueden disponerse receptores para impactos de rayos a ambos lados de una pala (asf como en la punta de pala).
En otras realizaciones, son posibles otras configuraciones. Por ejemplo, para algunos montajes, sistemas de LP apropiados pueden incluir conductores de 30-50 metros o mas, y pueden emplear significativamente mas de dos receptores laterales. En algunas realizaciones, puede usarse una conexion de empalme en Y individual para cada ramificacion de receptor lateral (por ejemplo, una conexion de empalme en Y para cada par de receptores laterales), como alternativa (o ademas de) a la configuracion de empalme en W ilustrada en la figura 2.
Las figuras 3A a 5A ilustran diversos aspectos de uno de los enchufes de receptores laterales 36 de la figura 1. En la realizacion ilustrada, el enchufe de receptor lateral 36 incluye un cuerpo sobremoldeado 60 con una porcion de carcasa generalmente semiesferica 62 y una porcion de cuello generalmente cilmdrica 64. El cuerpo sobremoldeado 60 esta formado generalmente a partir de un material no conductor (por ejemplo, plastico) con el fin de disuadir el acoplamiento de rayo a elementos conductores internos a la pala 22, y para actuar generalmente como aislante para la corriente electrica que se mueve a traves del sistema de LP 20.
Generalmente, la porcion de carcasa 62 del cuerpo sobremoldeado 60 incluye un extremo abierto 66, con un conjunto de lenguetas de retencion 68 dispuestas circunferencialmente alrededor de un reborde 58 dentro del extremo abierto 66. Las lenguetas de retencion 68 estan generalmente separadas unas de otras mediante huecos 70, de modo que las lenguetas de retencion 68 no se extienden de manera continua alrededor de la circunferencia del extremo abierto 66. En la realizacion ilustrada, los huecos 70 son generalmente mas pequenos en cuanto al alcance circunferencial que las lenguetas de retencion 68. Ademas, los huecos 70 y las lenguetas de retencion 68, respectivamente, tienen un alcance circunferencial generalmente similar entre st Sin embargo, se entendera que son posibles otras configuraciones. Por ejemplo, puede usarse una unica lengueta de retencion (no mostrada) de alcance circunferencial parcial o completo en lugar (o ademas) de las lenguetas de retencion 68.
Para ayudar a fijar el enchufe de receptor lateral 36 a uno de los receptaculos 34 (tal como tambien se comenta a continuacion), cada una de las lenguetas de retencion 68 incluye un reborde de retencion 72 que se extiende radialmente hacia fuera. Ademas, una pluralidad de dientes 74 se extiende desde extremos libres de la lengueta de retencion respectiva 68 alejandose del extremo abierto 66. Tal como se ilustra, los dientes 74 estan configurados como dientes generalmente triangulares con extremos en punta, dispuestos colectivamente en una unica matriz circunferencial. En otras realizaciones, son posibles otras configuraciones. Por ejemplo, los dientes para un enchufe de receptor pueden incluir alternativa (o adicionalmente) dientes redondeados, dientes cuadrados, dientes dispuestos en un conjunto de matrices circunferenciales (por ejemplo, cada uno a una distancia radial diferente desde un eje de referencia) y asf sucesivamente.
Para proporcionar una trayectoria conductora a traves del enchufe de receptor lateral 36, un conector, tal como un perno 76, esta asentado dentro de (por ejemplo, moldeado en el interior de) la porcion de carcasa 62 y esta en contacto con una placa de carcasa 78 tambien asentada dentro de la porcion de carcasa 62. La placa de carcasa 78 esta dispuesta parcialmente en una cavidad interna abierta de la porcion de carcasa 62 y esta separada de las lenguetas de retencion 68 mediante un reborde en el extremo abierto 66 de la porcion de carcasa 62. La placa de carcasa 78 esta en contacto con un conductor tal como un cable 80 que se extiende a traves de la porcion de cuello 64 (vease la figura 5A) con el fin de conectar electricamente el enchufe de receptor lateral 36 a un conductor de bajada (no mostrado en las figuras 3A a 5A). Tal como tambien se describe a continuacion, el perno 76 puede usarse para fijar uno de los discos de receptores laterales 38 (no mostrados en las figuras 3A a 5A) al enchufe de receptor lateral 36. Por consiguiente, la corriente electrica (por ejemplo, debida a un impacto de rayo en el disco de receptor lateral 38) que entra en el enchufe de receptor lateral 36 por medio del contacto entre el disco de receptor lateral relevante 38 y la placa de carcasa 78 (o de otro modo) puede transmitirse a traves y fuera del enchufe de receptor lateral 36 por medio de la placa de carcasa 78, la conexion de soldadura exotermica 82 (o la orejeta de compresion 88) y el cable 80.
Se entendera que otras configuraciones son posibles para fijar los discos de receptores laterales 38 a los enchufes de receptores laterales 36. Por ejemplo, en vez de un perno roscado tal como el perno 76, los discos de receptores laterales 38 pueden incluir otros tipos de dispositivos de union, tales como tuercas cerradas/de caperuza, tuercas de presion ciegas, tuercas de soldadura ciegas y asf sucesivamente. De manera similar, los discos de receptores laterales 38 pueden incluir dispositivos de union distintos de orificios con toma. Por ejemplo, otros discos de receptores laterales pueden estar configurados con caractensticas de perno roscado solidario (no mostrado), que puede engancharse con un orificio con toma correspondiente en un enchufe de receptor lateral correspondiente (no mostrado).
En la realizacion ilustrada en la figura 5A, el cable 80 esta configurado como un cable de cobre que puede fijarse a la placa de carcasa por medio de una conexion de soldadura exotermica 82. Esto puede ser util, por ejemplo, porque las conexiones exotermicas presentan generalmente baja resistencia, no se sueltan o corroen a lo largo del tiempo y muestran un perfil generalmente menor que orejetas de cables con pernos comparables y conexiones engarzadas. Sin embargo, en otras realizaciones, son posibles otras configuraciones para conexiones conductoras. Por ejemplo, tal como se ilustra en la figura 5B, uno o mas de los enchufes de receptores laterales 36 pueden incluir un cable de aluminio (u otro) 84 que puede conectarse a un perno 86 usando una orejeta de compresion 88 u otro conector mecanico.
Las figuras 6A a 8 ilustran diversos aspectos de uno de los receptaculos 34 de la figura 1, que esta configurado generalmente para unirse al enchufe de receptor lateral 36 de las figuras 3A a 5A. En la realizacion ilustrada en las figuras 6A a 8, el receptaculo 34 incluye generalmente un cuerpo cilmdrico 100, con una brida perimetral exterior 102. La brida perimetral 102 se extiende alrededor del extremo superior del receptaculo 34 e incluye un labio 104 que esta inclinado generalmente hacia fuera desde una perspectiva moviendose hacia abajo desde la parte superior del receptaculo (es decir, moviendose de derecha a izquierda en la figura 6B). En la realizacion ilustrada, la brida 102 tambien esta conectada al cuerpo cilmdrico 100 con diversas cartelas planas 108. Como el enchufe de receptor lateral 36, el receptaculo 34 esta formado generalmente a partir de un material no conductor (por ejemplo, plastico) con el fin de disuadir el acoplamiento de rayo a elementos conductores internos a la pala 22 y para actuar generalmente como aislante para corriente electrica que se mueve a traves del sistema de LP 20.
La parte superior del receptaculo 34 incluye un agujero central 106 dividido por una pared cilmdrica 110 en un rebaje cilmdrico interno 112 y un rebaje anular externo 114. Una brida cilmdrica 116 se extiende radialmente hacia dentro desde la pared cilmdrica 110 al interior del rebaje cilmdrico 112. Una serie de rebordes de retencion 118 se extienden al interior del rebaje anular 114, con una profundidad radial que es generalmente similar a la extension radial de los rebordes de retencion 72 (por ejemplo, tal como se ilustra en las figuras 3A a 5A). Conjuntos de dientes 120 con geometna generalmente complementaria a los dientes 74 (por ejemplo, tal como se ilustra en las figuras 3A a 5A) tambien estan dispuestos dentro del rebaje anular 114 en posiciones que estan axialmente separadas (es decir, hacia la pagina en la figura 6C) de los rebordes de retencion 118.
En una configuracion inicial (por ejemplo, antes de la instalacion), tal como se ilustra en particular en las figuras 6A, 6C y 7, la parte inferior del receptaculo 34 incluye una placa inferior 122 que cierra completamente la parte inferior del agujero central 106, pero tambien incluye una lengueta desprendible 124. Generalmente, una lengueta desprendible puede estar configurada para retirarse de manera relativamente facil del resto de la pared inferior de un receptaculo, en un momento apropiado en la instalacion del sistema de LP 20 (por ejemplo, tal como tambien se comenta a continuacion), con el fin de proporcionar un agujero en la parte inferior del receptaculo 34 (vease, por ejemplo, la figura 8). En la realizacion ilustrada en las figuras 6A, 6c y 7, la lengueta desprendible 124 esta configurada para su retirada manual, con una caractenstica de agarre 126 y con un perfil desprendible de grosor reducido 128 que se extiende dentro del penmetro de, y al menos parcialmente alrededor de, la lengueta desprendible 124. Para retirar la lengueta desprendible 124, un usuario puede asir la caractenstica de agarre 126 (por ejemplo, con una herramienta) y tirar de manera generalmente axial con respecto al receptaculo 34. Esto puede dar como resultado relativamente que el material del receptaculo 34 se desprenda del resto de la placa inferior 122 a lo largo del perfil de desprendimiento 128, permitiendo asf que la lengueta desprendible 124 se retire facilmente del receptaculo 34. Tal como se ilustra en la figura 8, esto puede dar como resultado que el agujero central 106 se extienda axialmente a traves de todo el cuerpo del receptaculo 34, por medio de un orificio generalmente circular 130 que se extiende desde el rebaje cilmdrico 112 a traves de la placa inferior 122 del receptaculo 34.
Tal como tambien se comenta a continuacion, el receptaculo 34 (u otros receptaculos segun esta divulgacion) puede moldearse en una pared de pala particular a medida que esta formandose la pared de pala. Por consiguiente, pueden proporcionarse receptaculos de diferentes grosores con el fin de adaptarse a paredes de pala de diferentes grosores. Tal como se ilustra en las figuras 9 y 10, por ejemplo, los receptaculos 34a y 34b son generalmente similares al receptaculo 34 ilustrado en las figuras 6A a 8, pero muestran una altura algo menor y una altura algo mayor, respectivamente, que el receptaculo 34.
Las figuras 11A y 11C ilustran aspectos del disco de receptor lateral 38, que puede estar generalmente configurado para su union al enchufe de receptor lateral 36. Generalmente, el disco de receptor lateral 38 incluye la superficie de receptor 38a en un extremo axial del disco de receptor lateral 38, y una perforacion con toma 132 en un extremo axial opuesto del disco de receptor lateral 38. Un cuerpo 134 del disco de receptor lateral 38 puede estar generalmente formado a partir de un material conductor (por ejemplo, aluminio) e incluye un reborde 136, de modo que el cuerpo 134 muestra un alcance radial generalmente mayor cerca de la superficie de receptor 38a que cerca de la perforacion con toma 132.
En otras realizaciones, son posibles otras configuraciones para un receptor lateral. Por ejemplo, en el disco de receptor lateral 38, el extremo axial del disco de receptor lateral 38 que es opuesto a la superficie de receptor 38a puede incluir un pilar roscado u otro mecanismo de union, en lugar de la perforacion con toma 132, para conectar el disco de receptor lateral 38 al enchufe de receptor lateral 36. En algunas realizaciones, un receptor lateral puede estar configurado con geometna no cilmdrica (u otra).
Las figuras 12A a 14 ilustran aspectos del montaje de receptor de punta 32 de la figura 1. Generalmente, el montaje de receptor de punta 32 incluye un cuerpo sobremoldeado 140 con una porcion de conexion ensanchada 142 y una porcion de cuello generalmente cilmdrica 144. El cuerpo sobremoldeado 140 puede estar formado, por ejemplo, a partir de un material no conductor (por ejemplo, plastico) con el fin de disuadir el acoplamiento de rayo a elementos conductores internos a la pala 22 y para actuar generalmente como aislante para corriente electrica que se mueve a traves del sistema de LP 20.
La porcion de conexion 142 del cuerpo sobremoldeado 140 rodea parte de una placa de conexion conductora 146 (vease, en particular, la figura 13), extendiendose diversas (por ejemplo, tres) orejetas 148 de la placa de conexion 146 fuera de la porcion de conexion. La porcion de cuello 144 del cuerpo sobremoldeado 140 rodea parte de un conductor, tal como un cable de cobre (u otro) 150. Una conexion de soldadura exotermica 152 (vease la figura 13), u otro tipo de conexion, tambien rodeada por el cuerpo 140, puede permitir que corriente electrica que entra en el montaje de receptor de punta 32 por medio de las orejetas 148 (por ejemplo, debido a un impacto de rayo en el receptor de punta 30 (vease la figura 1)) se transmita a traves y fuera del montaje de receptor de punta 32 por medio del cable 150.
El cuerpo sobremoldeado 140 del montaje de receptor de punta 32 puede incluir diversas caractensticas para ayudar en la manipulacion del montaje de receptor de punta 32 y fijar el montaje de receptor de punta 32 en su sitio con respecto a una pala. Por ejemplo, en la realizacion ilustrada en las figuras 11A a 13, la porcion de cuello 144 incluye una serie de crestas circunferenciales parciales 154 que pueden proporcionar una superficie de agarre relativamente segura para que un operario manipule el cuerpo 140, y tambien pueden ayudar a enganchar la porcion de cuello 144 con material de union para anclar el montaje de receptor de punta 32 dentro de una pala. En algunas realizaciones, la cresta 154 puede extenderse completamente alrededor de la circunferencia de la porcion de cuello 144, o puede mostrar diversas otras configuraciones, tales como un perfil de dientes de sierra que se extiende de manera generalmente circunferencial alrededor de la porcion de cuello 144, o un perfil recto (u otro) que se extiende de manera generalmente axial a lo largo de la porcion de cuello 144.
Generalmente, el montaje de receptor de punta 32 tambien puede incluir alas de union con entramados no conductores, para ayudar a fijar el montaje de receptor de punta 32 dentro de una pala. Tal como se ilustra en las figuras 12A a 14, por ejemplo, un par de alas de union 156 con entramado, no conductoras, se ensanchan generalmente hacia fuera desde la porcion de conexion 142 del montaje de receptor de punta, desde una perspectiva moviendose desde las orejetas 148 hacia el cable 150 (es decir, de derecha a izquierda en la figura 11B). En la realizacion ilustrada, las alas de union 156 tienen un penmetro generalmente triangular, con agujeros de entramado generalmente triangulares o trapezoidales 156a separados por nervaduras de entramado 156b. En otras realizaciones, son posibles otras configuraciones. Cuando se usa pasta de union epoxfdica, resina u otro material de union similar para fijar el montaje de receptor de punta 32 dentro de una pala, el material de union puede rellenar los agujeros de entramado 156a en las alas de union 156 antes de curarse, y ayudar asf a bloquear mecanicamente el montaje de receptor de punta 32 en la estructura de pala relevante. Esto puede ser util, por ejemplo, para ayudar a prevenir que puntas de metal solidas (por ejemplo, el receptor de punta 30) se lancen desde palas en rotacion en casos en los que un conductor de bajada se fractura cerca de la punta de una pala.
Tal como se ilustra en las figuras 15A y 15B, el receptor de punta 30 puede incluir diversas caractensticas de montaje correspondientes a las orejetas 148 (u otros mecanismos de union) del montaje de receptor de punta 32. En la realizacion ilustrada, el receptor de punta 30 incluye un conjunto de tres aberturas rectangulares 160 con extremos ciegos redondeados correspondientes a la geometna de las tres orejetas 148 del montaje de receptor de punta 32. El receptor de punta 30 incluye ademas tres aberturas con toma ciegas 162 que se extienden en perpendicular a traves del receptor de punta 30 para intersecarse con las aberturas rectangulares 160. En la realizacion ilustrada, dos de las aberturas 162 se extienden desde un lado del receptor de punta 30 y una de las aberturas 162 se extiende desde el lado opuesto del receptor de punta 30. En otras realizaciones, son posibles otras configuraciones, incluyendo configuraciones con diferentes numeros de aberturas.
Durante la instalacion como parte del sistema de LP 20, el montaje de receptor de punta 32 puede fijarse al receptor de punta 30 usando las orejetas 148. Por ejemplo, tal como se ilustra en las figuras 16A y 16b , las tres orejetas 148 en el montaje de receptor de punta 32 ilustrado pueden insertarse en las aberturas rectangulares 160 y fijarse en las mismas usando pernos 158 que se extienden a traves de las aberturas con toma 162 para engancharse con las orejetas 148. Por consiguiente, la corriente electrica que entra en el receptor de punta 30 (por ejemplo, debido a un impacto de rayo) puede desplazarse al interior del montaje de receptor de punta 32 por medio de las orejetas 148, antes de pasar al interior del cable 150 y continuar hasta la tierra.
En la realizacion ilustrada en las figuras 16A y 16B, tres de los pernos 158 se usan para fijar el receptor de punta 30 a las tres orejetas 148, extendiendose uno central de los pernos 158 al interior de una central de las orejetas 148 (y el receptor de punta 30) en un sentido opuesto a los dos pernos laterales 158 (solo se ilustra uno de los pernos 158 en la figura 16B). En otras realizaciones, son posibles otras configuraciones. En algunas realizaciones, por ejemplo, pueden usarse diferentes numeros, formas o disposiciones de orejetas y aberturas correspondientes. En alguna realizacion, las orejetas pueden incluir orificios con toma, para recibir pernos que se extienden a traves de aberturas correspondientes en el receptor de punta.
De manera util, debido a la naturaleza configurable implementada en el montaje de receptor de punta 32 y el receptor de punta 30, un receptor de punta particular (y montaje de receptor de punta correspondiente) segun la invencion puede personalizarse para adaptarse a un diseno de pala o punta de pala particular, segun se necesite. Tal como se ilustra en la figura 17, por ejemplo, un montaje de receptor de punta 32a puede estar configurado con un perfil exterior de manera generalmente similar al montaje de receptor de punta 32 ilustrado en las figuras 12A a 14. Sin embargo, a diferencia del montaje de receptor de punta 32, el montaje de receptor de punta 32a solo incluye dos orejetas 148a, tal como puede corresponder a un receptor de punta (no mostrado) con tan solo dos ubicaciones de montaje (por ejemplo, un receptor de punta mas pequeno, mas delgado o conformado de otro modo de manera diferente en comparacion con el receptor de punta 30 de las figuras 15A y 15B). De manera similar, en otras realizaciones (no mostradas), pueden variarse el tamano o la orientacion de los orificios de perno en las orejetas de un montaje de receptor de punta, al igual que aspectos de diversas otras caractensticas.
Tal como se indico anteriormente, realizaciones del sistema de LP dado a conocer (por ejemplo, el sistema de LP 20 de la figura 1) pueden instalarse de manera relativamente eficiente en una pala, en comparacion con sistemas convencionales y procedimientos de instalacion convencionales. Generalmente, con respecto a esto, pueden moldearse diversos receptaculos en dos paredes de pala independientes, despues retirarse lenguetas retirables de las paredes inferiores de los receptaculos con el fin de proporcionar orificios generalmente uniformes a traves de las paredes de pala (por medio de los receptaculos). Entonces puede fijarse un primer conjunto de enchufes de receptores a los receptaculos en una primera de las paredes de pala y puede fijarse temporalmente un segundo conjunto de enchufes de receptores a la primera pared de pala. Las paredes de pala pueden unirse entre sf, de modo que los enchufes de receptores (incluyendo los fijados a receptaculos y los fijados temporalmente a la pared de pala) estan dispuestos dentro del interior de la pala. Entonces puede extenderse una herramienta a traves del orificio en cada uno de los receptaculos en la segunda pared de pala para engancharse con uno correspondiente de los enchufes de receptores fijados temporalmente y mover ese enchufe de receptor para engancharse con el receptaculo relevante. Finalmente, pueden fijarse elementos de receptores (por ejemplo, discos de receptores) a los diversos enchufes de receptores por medio de los agujeros en los receptaculos.
Como un ejemplo, las figuras 18A a 18K ilustran un procedimiento para instalar dos de los receptaculos 34 en una pala 170 (veanse las figuras 18J y 18K), junto con dos correspondientes de los enchufes de receptores laterales 36 y los discos de receptores laterales 38.
Tal como se ilustra en la figura 18A, uno de los receptaculos 34 puede colocarse en primer lugar en un molde de pala 172, con la placa inferior 122 (y la lengueta desprendible 124) asentada contra el molde de pala 172. Tal como se ilustra en la figura 18B, despues puede construirse una pared de pala inferior 174 y hacerse pasar resina a traves de la misma, segun metodos apropiados de fabricacion de pala. Cuando se ha curado la resina y se ha retirado el molde de pala 172, el receptaculo 34 se moldeara en consecuencia en la pared de pala 174, con la placa inferior 122 (y la lengueta desprendible 124) en una superficie exterior de la pared de pala 174, y con los rebajes cilmdrico y anular 112 y 114 del receptaculo 34 abiertos en una superficie interior de la pared de pala 174.
A medida que se hace pasar y se cura la resina, la configuracion del receptaculo 34 puede proporcionar diversos beneficios. Como un ejemplo, la brida perimetral 102 del receptaculo puede proporcionar una superficie de montaje definida para materiales (por ejemplo, cinta adhesiva) que puede usarse para prevenir que fluya resina al interior de ubicaciones no deseadas. Asimismo, la placa inferior 122, con la lengueta desprendible 124 intacta, puede prevenir que entre resina en el interior del receptaculo 34 desde la parte inferior del receptaculo 34 durante el procedimiento de dispersion de resina.
Como otro beneficio, la configuracion de la brida perimetral 102 puede ayudar a anclar el receptaculo 34 en su sitio con respecto a la pared de pala 174. Por ejemplo, a medida que se hace pasar resina, la resina puede fluir sobre el labio inclinado 104 en la brida perimetral 102 (vease, por ejemplo, la figura 18B), lo cual puede ayudar a bloquear el receptaculo 34 en el interior de la pared de pala 174 y ayudar de ese modo a prevenir que el receptaculo 34 se mueva hacia la cavidad de pala interior (es decir, hacia arriba desde la perspectiva de la figura 18B) una vez que se ha curado la resina. Asimismo, dado que el alcance radial de la brida perimetral 102 es generalmente mayor que el del cuerpo cilmdrico 100 del receptaculo 34, la brida puede ayudar generalmente a prevenir que el receptaculo 34 se mueva hacia el exterior de la pala (es decir, hacia abajo desde la perspectiva de la figura 18B).
En algunas realizaciones, el labio inclinado 104 puede estar configurado de manera diferente, al tiempo que todavfa ayuda a anclar el receptaculo 34 en su sitio con respecto a la pared de pala 174. Por ejemplo, en algunas realizaciones, el labio inclinado 104 puede estar configurado como una caractenstica escalonada (por ejemplo, en angulo recto). De manera similar, en algunas realizaciones, el labio inclinado 104 puede incluir orificios (por ejemplo, orificios circulares) para recibir resina a medida que se forma la pared de pala 174.
Como todavfa otro beneficio, una vez encapsuladas mediante resina durante el procedimiento de dispersion, las cartelas 108 alrededor del exterior del cuerpo cilmdrico 100 pueden proporcionar un bloqueo antirrotacional con respecto a la pared de pala 174. Ademas, dado que la placa inferior 122 puede asentarse directamente sobre el molde de pala 172, el receptaculo 34 puede alinearse automaticamente para soportar uno de los discos de receptores 38 (vease, por ejemplo, la figura 18J) con el disco de receptor 38 a una alineacion angular y de profundidad apropiadas con respecto a la superficie exterior de la pared de pala 174.
En algunas realizaciones, los receptaculos 34 pueden estar configurados de otras maneras para resistir la rotacion una vez moldeado el receptaculo 34 en el interior de la pared de pala 174. Por ejemplo, uno o mas de los receptaculos 34 pueden incluir patrones o contornos externos de dientes de sierra u otros en el cuerpo cilmdrico relevante 100 (o en otra parte) para proporcionar un bloqueo antirrotacional con respecto a la pared de pala 174. En la realizacion ilustrada en las figuras 18A-18H, la capa de resina de pared de pala 174 se forma directamente en el molde de pala 172 a medida que se hace pasar la resina. En otras realizaciones, pueden interponerse diversas capas de material entre el molde de pala 172 y la capa de resina de la pared de pala 174. Por consiguiente, en algunas realizaciones, el receptaculo 34 puede asentarse directamente en el molde de pala 172 (por ejemplo, en un recorte en una o mas capas relevantes). En alguna realizacion, el receptaculo 34 puede asentarse indirectamente en el molde, y puede asentarse directamente en una o mas capas por encima del molde 172. Se entendera que, en cualquiera de estas configuraciones, puede considerarse como que el receptaculo 34 se ha colocado (o asentado) “en” el molde de pala 172 para el procedimiento de formacion.
Tal como se ilustra en la figura 18B y 18C, tras haberse curado la pared de pala 174, puede retirarse la lengueta desprendible 124 del receptaculo 34 (por ejemplo, usando la caractenstica de agarre 126 (vease la figura 18B)), de modo que el orificio circular 130 en el receptaculo 34 proporciona un agujero sistematico, disenado, en la pared de pala 174. Con respecto a esto, a pesar de la retirada de la lengueta desprendible 124, las costuras soldadas de la placa inferior 122 pueden ayudar a impedir que entren agua y residuos en el interior de la pala 170 a traves del receptaculo 34.
Tal como se ilustra en la figura 18D, una vez que se ha asentado apropiadamente el receptaculo 34 en la pared de pala 174, puede fijarse uno de los enchufes de receptores laterales 36 al receptaculo 34. En la realizacion ilustrada, por ejemplo, el enchufe de receptor lateral 36 puede posicionarse con la porcion de carcasa 62 y el extremo abierto 66 generalmente alineados con el agujero central 106 y el orificio circular 130 del receptaculo 34. Despues puede aplicarse fuerza generalmente axial para ajustar a presion los rebordes de retencion 72 (vease, por ejemplo, la figura 4A) mas alla de los rebordes de retencion 118 (vease, por ejemplo, la figura 6C) y de ese modo fijar el enchufe de receptor lateral 36 al receptaculo 34 con una conexion de ajuste a presion. En esta configuracion, los dientes 74 en el enchufe de receptor lateral 36 (vease, por ejemplo, la figura 4A) tambien pueden engancharse con los dientes 120 en el receptaculo 34 (vease, por ejemplo, la figura 6C) con el fin de proporcionar fuerza antirrotacion al enchufe de receptor lateral 36 (con respecto al receptaculo 34). Con el enchufe de receptor lateral 36 instalado de este modo, el reborde 58 del enchufe de receptor lateral 36 puede asentarse contra (por ejemplo, directamente o por medio de una junta u otro elemento) la brida cilmdrica 116 del receptaculo 34 para ubicar de manera apropiada los rebordes de retencion 72 y los dientes 74 con respecto a los rebordes de retencion 118 y los dientes 120.
Debido a la disposicion circunferencial de los conjuntos respectivos de los rebordes de retencion 72 y 118 y los dientes 74 y 120, el receptaculo 34 y el enchufe de receptor lateral 36 pueden fijarse generalmente entre sf independientemente de las orientaciones rotacionales relativas particulares del receptaculo 34 y el enchufe de receptor lateral 36. Esto puede ser util, por ejemplo, con el fin de permitir que el cable 84 (vease, por ejemplo, la figura 18D) se extienda alejandose del receptaculo 34 formando cualquiera de varios angulos, segun sea apropiado para el diseno particular del sistema de LP relevante.
Con el enchufe de receptor lateral 36 fijado al receptaculo 34, tal como se ilustra en la figura 18D, el enchufe de receptor lateral 36 puede cerrar generalmente el receptaculo 34 frente a la infiltracion de agua y residuos en el interior de la pala 170. En algunas realizaciones, uno o mas elementos de sellado tales como juntas, sobremoldeo, silicio, adhesivo y asf sucesivamente (no mostrados) pueden disponerse entre el enchufe de receptor lateral 36 y el receptaculo 34 (por ejemplo, en la brida cilmdrica 116 (vease, por ejemplo, la figura 6C)), o en otras ubicaciones, con el fin de sellar adicionalmente el conjunto.
Tal como se ilustra en las figuras 18E y 18F, antes de cerrarse completamente la pala 170, pueden fijarse enchufes de receptores laterales adicionales a la superficie interior de la pared de pala 174. Por ejemplo, puede fijarse una abrazadera 176 (vease la figura 18E) a la superficie interior de la pared de pala 174, y despues puede fijarse un cable para otro de los enchufes de receptores laterales 36 a la abrazadera 176 (vease la figura 18F) orientandose el extremo abierto 66 del enchufe de receptor lateral 36 en sentido contrario a la pared de pala 174. En otras realizaciones, puede fijarse un enchufe de receptor lateral (u otro componente) a la pared de pala 174 de otras maneras (por ejemplo, con adhesivos).
Con un numero apropiado de los enchufes de receptores laterales 36 fijados en receptaculos 34 correspondientes en la pared de pala 174, y con un numero apropiado de los enchufes de receptores laterales 36 sujetos por abrazaderas (u adheridos de otro modo) a la superficie interior de la pared de pala 174, puede instalarse una pared de pala superior 178, definiendo de ese modo completamente la pala 170 y la cavidad de pala interior 180 correspondiente (vease la figura 18G). Tal como se ilustra en la figura 18G, uno (o mas) de los receptaculos 34 puede moldearse en el interior de la pared de pala 178 antes de instalarse la pared de pala 178, correspondiendo generalmente la ubicacion del/de los receptaculo(s) 34 en la pared de pala 178 a la ubicacion del/de los enchufe(s) de receptor lateral(es) 36 que se ha(n) sujetado con abrazaderas (u adherido de otro modo) a la superficie interior de la pared de pala 174.
Una vez unidas las paredes de pala 174 y 178, puede insertarse una herramienta en los receptaculos 34 en la pared de pala 178, engancharse con los enchufes de receptores laterales 36 correspondientes que se sujetaron con abrazaderas (u se unieron temporalmente de otro modo) a la pared de pala 174, despues usarse para levantar el enchufe de receptor lateral 36 para engancharse con el receptaculo 34. Tal como se ilustra en las figuras 18H y 18I, por ejemplo, puede insertarse un vastago 182 con una tuerca de enganche roscada 184 en el receptaculo 34, enroscarse sobre el perno 76 del enchufe de receptor lateral 36 (vease la figura 18G), usarse para tirar del enchufe de receptor 36 para engancharse con el receptaculo 34 relevante, y despues desenroscarse del perno 76. De esta manera, por ejemplo, los enchufes de receptores laterales 36 (y receptores laterales de manera general) pueden instalarse en las paredes superior e inferior 178 y 174 de la pala 170 sin necesidad de cortar y reparar orificios en la pala 170.
Tal como se ilustra en la figura 18J, una vez que se han fijado los enchufes de receptores laterales 36 a los receptaculos 34 respectivos, pueden fijarse discos de receptores laterales 38 respectivos (u otros elementos de receptores) a los enchufes de receptores laterales 36. Tal como tambien se indico anteriormente, la instalacion de los receptaculos 34 directamente en las paredes de pala 174 y 178 durante la fabricacion de la pala 170, y la geometna relativa de los receptaculos 34 y los enchufes de receptores laterales 36, pueden ayudar a soportar los discos de receptores laterales 38 con las superficies de receptor 38a respectivas en una alineacion a nivel de manera apropiada con las superficies exteriores de las paredes de pala 174 y 178.
Durante la instalacion y despues de la misma, las bridas 116 en los enchufes de receptores laterales 36 pueden interaccionar con los rebordes 136 en los discos de receptores 38 para ayudar a prevenir que los discos de receptores 38 pasen al interior de la pala 170 (por ejemplo, si uno de los enchufes de receptores laterales 36 se retira de manera involuntaria de su receptaculo 34 respectivo). Ademas, en el caso de que uno de los enchufes de receptores laterales 36 no se asentara de manera apropiada en el receptaculo 34 respectivo cuando se instalo inicialmente, la brida 116 relevante puede apoyarse sobre el reborde 136 relevante a medida que el disco de receptor lateral 38 se aprieta sobre el perno 76 relevante, para tirar del enchufe de receptor lateral 36 para engancharlo de manera apropiada con el receptaculo 34.
Tal como se indico anteriormente, el interenganche de los dientes 74 y 120 en los enchufes de receptores laterales 36 y los receptaculos 34 puede proporcionar fuerza antirrotacional, asf como permitir una alineacion angular relativa diferente de pares respectivos de los enchufes de receptores laterales 36 y los receptaculos 34. En algunas realizaciones, los dientes 74 y 120 pueden estar configurados para proporcionar suficiente fuerza antirrotacional como para permitir que se aplique un nivel predeterminado de par de torsion para fijar los discos de receptores 38 a los enchufes de receptores laterales 36 respectivos.
Se entendera que la secuencia particular de etapas comentada anteriormente con respecto a las figuras 18A a 18J se presentan unicamente como ejemplo. En otras realizaciones, son posibles otros metodos de instalacion. Por ejemplo, en algunas implementaciones, el disco de receptor lateral 38 puede instalarse antes de cerrarse la pala 170, o en otros momentos durante el procedimiento de instalacion. De manera similar, en algunas implementaciones, la lengueta desprendible 124 puede retirarse en un momento diferente de lo ilustrado y comentado de manera expresa anteriormente.
Se entendera ademas que el metodo de instalacion general comentado anteriormente puede aplicarse a un sistema de LP con una disposicion diferente de la ilustrada en las figuras 18A a 18J. Por ejemplo, el metodo comentado puede usarse con sistemas de LP que incluyen diferentes numeros, configuraciones y disposiciones de enchufes de receptores laterales, receptaculos y discos de receptores laterales, u otros componentes distintos de los ilustrados y comentados de manera expresa anteriormente.
Por tanto, realizaciones del sistema de LP y metodo de instalacion dados a conocer pueden proporcionar diversos beneficios en comparacion con los sistemas de LP y metodos de instalacion convencionales. Por ejemplo, en algunas realizaciones, el sistema de LP dado a conocer puede permitir una configuracion de punta y receptores laterales altamente personalizables para palas de turbina eolica, y puede permitir instalar con precision discos de receptores laterales a ambos lados de una pala sin requerir cortar y despues reparar las palas.
La descripcion anterior de las realizaciones dadas a conocer se proporciona para permitir que cualquier experto en la tecnica realice o use la invencion. Diversas modificaciones de estas realizaciones resultaran facilmente evidentes para los expertos en la tecnica, y los principios genericos definidos en el presente documento pueden aplicarse a otras realizaciones sin alejarse del alcance de la invencion. Por tanto, no se pretende que la invencion se limite a las realizaciones mostradas en el presente documento sino que se le conceda el maximo alcance compatible con los principios y las caractensticas novedosas dadas a conocer en el presente documento.

Claims (14)

REIVINDICACIONES
1. Metodo de instalacion de un sistema de proteccion contra rayos en una pala de turbina eolica (170) con una primera pared de pala (174) formada en un primer molde de pala, una segunda pared de pala (178) formada en un segundo molde de pala, y una cavidad de pala (180) formada cuando se fija la primera pared de pala a la segunda pared de pala, incluyendo el sistema de proteccion contra rayos un primer receptaculo (34) con una primera pared inferior (122), un segundo receptaculo (34) con una segunda pared inferior (122), un primer enchufe de receptor (36), un segundo enchufe de receptor (36), un primer elemento de receptor (38) y un segundo elemento de receptor (38), comprendiendo el metodo:
colocar la primera pared inferior (122) del primer receptaculo (34) en el primer molde de pala;
formar la primera pared de pala (174) en el primer molde de pala de modo que la primera pared de pala (174) se forma alrededor de, e incluye al menos parcialmente, el primer receptaculo (34);
retirar al menos parte de la primera pared inferior (122) del primer receptaculo (34) para proporcionar un primer agujero a traves de la primera pared de pala (174) por medio del primer receptaculo (34);
fijar el primer enchufe de receptor (36) al primer receptaculo (34) con el primer enchufe de receptor (36) dispuesto al menos parcialmente en un lado interior de la primera pared de pala (174);
fijar temporalmente el segundo enchufe de receptor (36) al lado interior de la primera pared de pala (174); colocar la segunda pared inferior (122) del segundo receptaculo (34) en el segundo molde de pala; formar la segunda pared de pala (178) en el segundo molde de pala de modo que la segunda pared de pala (178) se forma alrededor de, e incluye al menos parcialmente, el segundo receptaculo (34);
unir la primera pared de pala (174) a la segunda pared de pala (178) para formar la cavidad de pala; retirar al menos parte de la segunda pared inferior (122) del segundo receptaculo (34) para proporcionar un segundo agujero a traves de la segunda pared de pala (178) por medio del segundo receptaculo (34); tras retirar la al menos parte de la segunda pared inferior (122), acceder al segundo enchufe de receptor (36) por medio del segundo agujero para retirar el segundo enchufe de receptor (36) de la primera pared de pala (174) y fijar el segundo enchufe de receptor (36) al segundo receptaculo (34);
fijar el primer elemento de receptor (38) al primer enchufe de receptor (36) por medio del primer agujero; y fijar el segundo elemento de receptor (38) al segundo enchufe de receptor (36) por medio del segundo agujero.
2. Metodo segun la reivindicacion 1, en el que la primera pared inferior (122) del primer receptaculo (34) incluye una lengueta desprendible (124) configurada para retirarse manualmente para proporcionar el primer agujero.
3. Metodo segun la reivindicacion 1 o la reivindicacion 2, en el que el primer receptaculo (34) incluye una brida interna (116) y el primer elemento de receptor (38) incluye un primer reborde (136), comprendiendo el metodo ademas:
como parte de fijar el primer elemento de receptor (38) al primer enchufe de receptor (36), asentar el primer reborde (136) del primer elemento de receptor (38) contra la brida interna (116) del primer receptaculo (34) para impulsar el primer enchufe de receptor (36) hacia el primer receptaculo (34).
4. Metodo segun la reivindicacion 1 o la reivindicacion 2 o la reivindicacion 3, en el que el primer receptaculo (34) incluye una brida exterior (102) con un labio inclinado (104), comprendiendo el metodo ademas: como parte de formar la primera pared de pala (174) en el primer molde de pala, formar la primera pared de pala (174) con el labio inclinado (104) dispuesto al menos parcialmente dentro de la primera pared de pala (174).
5. Metodo segun la reivindicacion 1 o cualquier reivindicacion anterior, en el que, cuando el primer elemento de receptor (38) esta fijado al primer enchufe de receptor (36), una superficie exterior (38a) del primer elemento de receptor (38) se dispone sustancialmente en paralelo con una superficie exterior (38a) de la primera pared de pala (174).
6. Metodo segun la reivindicacion 2 o segun cualquiera de las reivindicaciones 3-5 cuando dependen de la reivindicacion 2, en el que retirar al menos parte de la primera pared inferior (122) del primer receptaculo (34) incluye retirar manualmente la lengueta desprendible (124) de un lado interno de la primera pared de pala (174).
7. Metodo segun cualquier reivindicacion anterior, que comprende ademas:
como parte de fijar el primer elemento de receptor (38) al primer enchufe de receptor (36), hacer rotar el primer elemento de receptor (38) para impulsar el primer enchufe de receptor (36) axialmente hacia el primer receptaculo (34).
8. Sistema de proteccion contra rayos para una pala de turbina eolica (22, 170) con una pared de pala (22a, 174, 178) y una cavidad de pala (180), comprendiendo el sistema de proteccion contra rayos:
un receptaculo (34) configurado para extenderse al menos parcialmente a traves de la pared de pala (22a, 174, 178), incluyendo el receptaculo (34) un cuerpo de receptaculo no conductor (100) con un agujero (106) y un primer reborde de retencion (118) y una pluralidad de primeros dientes (120), estando el primer reborde de retencion y la pluralidad de primeros dientes dispuestos al menos parcialmente dentro del agujero (106);
un enchufe de receptor (36) que incluye un cuerpo de enchufe no conductor (60), un conductor de enchufe (76, 78, 82, 84) al menos parcialmente encerrado por el cuerpo de enchufe no conductor (60), y una lengueta de retencion que se extiende alejandose del cuerpo de enchufe no conductor (60) e incluye una pluralidad de segundos dientes (74) y un segundo reborde de retencion (72); y
un elemento de receptor (38) configurado para conectarse al enchufe de receptor (36) para transmitir corriente procedente de impactos de rayos al conductor de enchufe (76, 78, 82, 84);
enganchandose el segundo reborde de retencion (72) con el primer reborde de retencion (118) para fijar el enchufe de receptor (36) al receptaculo (34), extendiendose la lengueta de retencion al menos parcialmente al interior del agujero (106) y estando el cuerpo de enchufe no conductor (60) dispuesto al menos parcialmente dentro de la cavidad de pala (180);
enganchandose la pluralidad de primeros dientes (120) con la pluralidad de segundos dientes (74), cuando el enchufe de receptor (36) esta fijado al receptaculo (34), para resistir la rotacion del enchufe de receptor (36) con respecto al receptaculo (34); y
conectandose el elemento de receptor (38) al enchufe de receptor (36), cuando el enchufe de receptor (36) esta fijado al receptaculo (34), por medio del agujero en el cuerpo de receptaculo no conductor (100).
9. Sistema de proteccion contra rayos segun la reivindicacion 8, en el que el primer reborde de retencion (118) forma parte de una pluralidad de primeros rebordes de retencion diferenciados (118) dispuestos al menos parcialmente dentro del agujero (106) en el cuerpo de receptaculo no conductor (100);
en el que la lengueta de retencion forma parte de una pluralidad de lenguetas de retencion diferenciadas (68) que se extienden alejandose del cuerpo de enchufe no conductor (60);
en el que el segundo reborde de retencion (72) forma parte de una pluralidad de segundos rebordes de retencion diferenciados (72) incluidos en la pluralidad de lenguetas de retencion diferenciadas (68); y en el que la pluralidad de segundos rebordes de retencion diferenciados (72) se enganchan con la pluralidad de primeros rebordes de retencion diferenciados (118) con una conexion de ajuste a presion para fijar el enchufe de receptor (36) al receptaculo (34).
10. Sistema de proteccion contra rayos segun la reivindicacion 8 o la reivindicacion 9, en el que una brida de soporte (116) esta dispuesta dentro del agujero (106) en el cuerpo de receptaculo no conductor (100); y en el que un reborde (136) en el elemento de receptor (38) se apoya sobre la brida de soporte (116), cuando el elemento de receptor (38) esta conectado al enchufe de receptor (36), para fijar adicionalmente el enchufe de receptor (36) al receptaculo (34).
11. Sistema de proteccion contra rayos segun la reivindicacion 8, la reivindicacion 9 o la reivindicacion 10, en el que una pared inferior (122) del cuerpo de receptaculo no conductor (100) incluye una porcion retirable (124); y
en el que, cuando la porcion retirable (124) de la pared inferior (122) del cuerpo de receptaculo no conductor (100) esta retirada, el agujero (106) en el cuerpo de receptaculo no conductor (100) se extiende totalmente a traves del cuerpo de receptaculo no conductor (100).
12. Sistema de proteccion contra rayos segun la reivindicacion 9 o segun cualquiera de las reivindicaciones 10 a 11 cuando dependen de la reivindicacion 9, en el que la pluralidad de segundos dientes (74) esta incluida en cada lengueta de retencion de la pluralidad de lenguetas de retencion diferenciadas (68).
13. Sistema de proteccion contra rayos segun la reivindicacion 8, o segun cualquier reivindicacion de sistema anterior, en el que las pluralidades de primeros dientes (120) y segundos dientes (74) estan dispuestas en matrices circunferenciales respectivas.
14. Sistema de proteccion contra rayos segun la reivindicacion 8, o segun cualquier reivindicacion de sistema de proteccion anterior, en el que el agujero (106) del receptaculo (34) incluye un rebaje anular (114), estando la pluralidad de primeros dientes (120) dispuesta dentro del rebaje anular (114) y extendiendose el primer reborde de retencion (118) al interior del rebaje anular (114).
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