ES2821788T3 - Pala del rotor de una planta de energía eólica, sistema de descongelación y método - Google Patents

Abstract

Una pala del rotor (10) de una planta de energia eolica, en donde la pala del rotor (10) se extiende desde la raiz de la pala (11) hasta la punta de la pala (12) y tiene una cavidad (31) en la que se dispone un travesano (13) en la extension longitudinal de la pala del rotor (10), en donde el travesano (13) separa una primera area (19) de la pala del rotor (10) que comprende la punta de la pala del rotor (15) de una segunda area (20) de la pala del rotor (10) que comprende el borde trasero de la pala del rotor (16), caracterizada porque la disposicion de un conducto aislado termicamente (18) en la primera area (19) de la pala del rotor (10) en el travesano (13), para guiar el aire caliente (24) alrededor de un flujo de aire (24, 24') en direccion a la punta de la pala (12), en donde se disponen orificios (26) en el conducto (18), que estan disenadas de tal manera que guian el aire caliente (24) hacia la nariz de la pala del rotor (15), en donde el aire caliente se envia de regreso a la raiz de la pala (11) en la primera area (19) de la pala del rotor (10), en donde los orificios (26) del conducto (18) estan disenadas como boquillas, y en donde el conducto aislado termicamente (18) tiene en su extremo hacia la punta de la pala (12) un orificio (26) orientado hacia la punta de la pala (12) y que esta disenado como un boquilla (27).

Description

DESCRIPCIÓN

Pala del rotor de una planta de energía eólica, sistema de descongelación y método

La invención se refiere a una pala del rotor de una planta de energía eólica, en donde la pala del rotor se extiende desde la raíz de la pala hasta la punta de la pala y tiene una cavidad en la que se dispone un travesaño en la extensión longitudinal de la pala del rotor, en donde el travesaño separa una primera área de la pala del rotor, que comprende la punta de la pala del rotor, de una segunda área de la pala del rotor, que comprende el borde trasero de la pala del rotor.

La invención se refiere, además, a un sistema de descongelación para una planta de energía eólica. Además, la invención se refiere a un método para descongelar la pala de un rotor de una planta de energía eólica.

Durante el funcionamiento de las plantas de energía eólica, existe el problema de la congelación de las palas del rotor en lugares fríos, lo que por un lado empeora la aerodinámica y por lo tanto la eficiencia de las palas del rotor y por otro lado conduce a problemas de carga no deseados.

Por esta razón, se han desarrollado sistemas para calentar las palas del rotor para proporcionar descongelación.

La patente alemana núm. DE 102010030472 A1 describe una pala del rotor de una planta de energía eólica con un primer y un segundo conducto que transcurren dentro de la pala del rotor para el paso de un flujo de aire. Además, se especifica un método para descongelar una pala del rotor de una planta de energía eólica. La pala del rotor de acuerdo con la patente alemana núm. DE 102010 030472 A1 tiene un dispositivo de separación que separa los conductos entre sí de manera que el primer conducto se dispone en un primer lado del dispositivo de separación hacia el lado de presión de la pala del rotor y el segundo conducto se dispone en un segundo lado del dispositivo de separación hacia el lado de succión de la pala del rotor. El método descrito prevé que la velocidad del flujo de aire proporcionado en el primer y el segundo conducto esté predeterminada al menos en secciones de la pala del rotor.

Un problema fundamental de los sistemas de aire caliente es que una proporción importante de la energía térmica se pierde en el área cercana a la raíz de la pala, lo que significa que la descongelación en el área exterior de la pala, especialmente en el área de la punta de la pala, solo es posible con una entrada de energía y flujos de masa muy elevados. Dado que el material de las palas del rotor, normalmente plástico reforzado con fibra de vidrio, no puede soportar temperaturas demasiado altas y, por lo tanto, la temperatura del aire calentado es limitada y, además, las pérdidas de presión aumentan desproporcionadamente con el flujo de masa, en algunos casos se han desarrollado sistemas eléctricos. Sin embargo, esos sistemas tienen problemas con el concepto de protección contra rayos de una pala del rotor. Además, el esfuerzo de mantenimiento es mayor, ya que las láminas calefactoras suelen estar adheridas al exterior de las palas del rotor y están expuestas a la intemperie.

La patente alemana núm. DE 10 2010 051 292 A1 describe una pala del rotor, que comprende una cámara de calentamiento y un dispositivo de calentamiento diseñado como un dispositivo de soplado. Se proporcionan varios tubos interconectados que forman una tubería de circulación para una corriente de aire, en donde al menos un tubo se conecta a la cámara de calefacción. En al menos uno de los tubos se proporciona una pluralidad de orificios a través de las cuales una parte del flujo de aire puede salir del tubo.

La patente alemana núm. DE 102010 051 297 A1 describe otra pala del rotor. La pala del rotor está formada por barras longitudinales que se conectan a las caras internas de un lado de succión y una pared de la pala del rotor del lado de presión. En el área de la punta de la pala del rotor, al menos una de las barras tiene orificios a través de los cuales una corriente de aire que corre por el lado del borde trasero del travesaño puede pasar hacia un área del lado del borde de la nariz a través del orificio del travesaño. El área de paso de aire formada por los orificios disminuye a medida que aumenta la distancia de la raíz de la pala.

Además, de la patente alemana núm. DE 10 2010 051 293 A1 se conoce una pala del rotor que comprende un conducto central que se extiende hacia el interior de la pala del rotor en su dirección longitudinal. El conducto central tiene un conducto en el borde de la nariz y un conducto en el borde trasero, que están separados por una pared central. La pala del rotor comprende además un dispositivo de soplado que genera un flujo de aire desde la raíz de la pala del rotor hasta la punta de la pala del rotor a través del conducto central. Un dispositivo de calefacción calienta el flujo de aire. El conducto central tiene una pluralidad de orificios de salida y entrada de aire a lo largo de la dirección longitudinal que da al borde delantero de la pala del rotor.

El objetivo de la presente invención es proporcionar un sistema de descongelación eficaz y de bajo mantenimiento, en donde se especifiquen, en particular, una pala del rotor de una planta de energía eólica y un método para descongelar una pala del rotor de una planta de energía eólica, que permita un descongelamiento más eficaz de la pala del rotor.

Este objetivo se logra con una pala del rotor de una planta de energía eólica, en donde la pala del rotor se extiende desde la raíz de la pala hasta la punta de la pala y tiene una cavidad, en la que se dispone un travesaño en la extensión longitudinal de la pala del rotor, en donde el travesaño separa una primera área de la pala del rotor, que comprende la punta de la pala del rotor, de una segunda área de la pala del rotor, que comprende el borde trasero de la pala del rotor, mejorada por el hecho de que en la primera área de la pala del rotor se dispone un conducto aislado térmicamente sobre el travesaño, para guiar el aire caliente en un flujo de aire en dirección a la punta de la pala, en donde se disponen orificios en el conducto, diseñados de tal manera que guíen el aire caliente hacia la nariz de la pala del rotor, en donde el aire caliente se envía de regreso a la raíz de la pala en la primera área de la pala del rotor, en donde los orificios del conducto tienen forma de boquilla.

Al proporcionar un conducto aislado térmicamente, el aire caliente se puede transportar muy lejos hacia la punta de la pala sin grandes pérdidas de calor. Además, la disposición del conducto aislado térmicamente en el travesaño, en particular en el travesaño que se dispone hacia el extremo de la pala del rotor, favorece un recorrido corto del flujo de aire desde el conducto hasta la pared interior del extremo de la pala del rotor. Esto también permite una descongelación muy eficiente y efectiva. En particular, se debe entender como primera área de la pala del rotor una primera área de la cavidad o espacio interior de la pala del rotor, y como segunda área de la pala del rotor, una segunda área de la cavidad o espacio interior de la pala del rotor.

Preferentemente se proporciona un flujo de aire cerrado. Por tanto, los componentes de la pala del rotor se rediseñan de manera que permitan un flujo de aire cerrado. Al proporcionar un flujo de aire cerrado, es posible un descongelación muy eficaz, ya que no se pierde aire y, en particular, hay un posible calor residual en el aire, que no tiene que ser recalentado para ser reintroducido en la pala del rotor como aire caliente. Esto garantiza una elevada eficiencia energética.

Los orificios del conducto tienen forma de boquilla, lo que aumenta la velocidad del aire caliente a medida que sale de los orificios, lo que permite un correspondiente flujo de aire directamente sobre la pared interior de la nariz de la pala del rotor.

Preferentemente el conducto aislado térmicamente se estrecha hacia la punta de la pala. Esto aumenta la velocidad o compensa la pérdida de velocidad descargando aire caliente a través de los orificios del conducto. Preferentemente la conicidad del conducto es al menos seccionalmente continua o alternativamente al menos seccionalmente escalonada.

Preferentemente, el conducto aislado térmicamente tiene un orificio en su extremo hacia la punta de la pala, que apunta hacia la punta de la pala y que, en particular, tiene forma de boquilla. Esto permite aplicar aire caliente de manera muy eficiente a la pared interna de la punta de la pala y que esta se descongele.

Preferentemente la primera área está diseñada como una caja frontal. La caja frontal comprende entonces el travesaño, que se dispone hacia el extremo de la pala del rotor, así como las partes de la carcasa de la pala del rotor, que rodean el extremo de la pala del rotor y se extienden hacia el travesaño.

Particularmente, es preferible disponer un dispositivo de guía del flujo de aire en la primera área, que guíe el flujo de aire caliente a lo largo de la nariz de la pala del rotor en dirección a la raíz de la pala. El dispositivo de guía del flujo de aire puede ser un deflector o un ángulo guía. Este se dispone preferentemente en el interior o en la pared interna de la nariz de la pala del rotor. Preferentemente el conducto está diseñado como un tubo.

El conducto o tubo es termoaislante o está aislado térmicamente para evitar grandes pérdidas de calor. Por diseño aislado térmicamente o conducto o tubo aislado térmicamente se entiende un conducto o tubo cuya pared tiene un aislamiento térmico correspondiente, que tiene una baja conductividad térmica. Preferentemente la conductividad térmica es inferior a 1 W/(m*K), en particular inferior a 0,8 W/(m*K), en particular inferior a 0,4 W/(m*K). Se prefiere una conductividad térmica inferior a 0,11 W/(m*K), en particular inferior a 0,1 W/(m*K). Preferentemente, el grosor de la pared del conducto aislado térmicamente es de entre 1 y 10 cm, en particular entre 3 y 8 cm, en particular entre 4 y 6 cm. Preferentemente, la pared del conducto aislado térmicamente se hace, al menos en secciones, de un material aislante y un material estabilizador como el plástico reforzado con fibra de vidrio. Preferentemente, la pared tiene una estructura en forma de sándwich, en donde un material estabilizador encierra un material aislante. Esto resulta en la siguiente estructura de dentro a fuera: Material de estabilización/material de aislamiento/material de estabilización. También se pueden proporcionar otras capas o estratos, por ejemplo, las siguientes: Material de estabilización/Material de aislamiento/Material de estabilización/Material de aislamiento/Material de estabilización. Los materiales de aislamiento preferidos son poliuretano, lana mineral, lana de vidrio y/o espuma de PVC.

Preferentemente, el conducto o tubo está pegado al travesaño. Esto es particularmente eficiente durante la producción, ya que el tubo o conducto puede montarse en el travesaño fuera del molde principal de la pala del rotor durante la producción, y por lo tanto, preferentemente, no se incrementa el tiempo de carga del molde y ni se tiene que cambiar el molde.

Como medida adicional, se prefiere proporcionar un dispositivo para sellar una fuga en el conducto aislado térmicamente. Este dispositivo puede tener forma de lanza, en particular tubular, y se puede utilizar para introducir un adhesivo o resina en el área de una fuga en el conducto aislado térmicamente. En particular, se puede proporcionar preferentemente un cabezal de inyección, mediante el cual se inyecta adhesivo o resina en el punto de fuga. El cabezal de inyección puede tener forma de cepillo, y las cerdas del cepillo entran en contacto con la pared interior del conducto aislado térmicamente y hacen que el adhesivo o la resina se transfieran a la fuga.

En particular, se puede prever proporcionar cerdas huecas a través de las cuales el adhesivo o la resina se puedan transferir desde el dispositivo en forma de lanza o desde el interior de este dispositivo a través de las cerdas hasta la superficie interior del conducto aislado térmicamente. De esta manera, se puede aplicar el material apropiado específicamente solo en el área de una fuga para eliminarla.

También se pueden utilizar otros métodos de reparación, como la introducción de alfombras de plástico reforzado con fibra de vidrio en el área de la fuga, preferentemente alfombras de plástico ya recubiertas o impregnadas de resina o adhesivo, que luego se pegan a la fuga. También se pueden aplicar cintas adhesivas o, en particular, preferentemente, materiales termoaislantes provistos de adhesivo al menos en un lado.

El objetivo se logra, además, con un sistema de descongelación para una planta de energía eólica con una pala del rotor de acuerdo con la invención o preferida como la descrita anteriormente. El sistema de descongelación proporciona un flujo de aire caliente o un flujo de aire calentado para permitir la descongelación.

Preferentemente, el sistema de descongelación proporciona un dispositivo de calentamiento de aire en el área de la góndola de la máquina, el cubo del rotor o la raíz de la pala. El dispositivo de calentamiento del aire, preferentemente, también incluye un dispositivo generador de flujo de aire. En particular, el dispositivo de calentamiento de aire está diseñado preferentemente como un calefactor.

El objetivo se logra, además, con un método para descongelar una pala del rotor de una planta de energía eólica que tiene las siguientes etapas:

• guiar un flujo de aire caliente desde la raíz de la pala de la pala del rotor hacia la punta de la pala, en donde

• el flujo de aire caliente es guiado en un conducto aislado térmicamente, dispuesto en un travesaño, en donde el travesaño delimita una primera área de la pala del rotor, que comprende una nariz de la pala, hasta una segunda área, que comprende el borde trasero de la pala, en donde

• el flujo de aire caliente se desvía al menos parcialmente del conducto en el trayecto hacia la punta de la pala y es guiado en dirección a la nariz de la pala del rotor, y

• a continuación, el flujo de aire desviado se envía de regreso a la raíz de la pala, en una cavidad proporcionada entre la nariz de la pala del rotor y el travesaño, así como el conducto,

en donde el flujo de aire desviado se envía de regreso a la raíz de la pala en la pared interior de la nariz de la pala del rotor, y la velocidad del flujo de aire se incrementa al salir del conducto, mediante un efecto de boquilla para dirigir el flujo de aire directamente a la pared interior de la nariz de la pala del rotor.

El término o característica en dirección a la nariz de la pala del rotor incluye el significado en dirección a la pared interna de la nariz de la pala del rotor. Por tanto, parte del flujo de aire se dirige directamente a la pared interna de la nariz de la pala del rotor.

Preferentemente, el flujo de aire desviado se envía de regreso a la raíz de la pala en la pared interior de la nariz de la pala del rotor. De esta manera, el calor residual se puede usar para descongelar la pala del rotor en la nariz de la misma.

La velocidad del flujo de aire aumenta al desviarlo fuera del conducto. Se utiliza un efecto de boquilla o el efecto Bernoulli para dirigir el flujo de aire directamente a la pared interna de la nariz de la pala del rotor.

Preferentemente, parte del flujo de aire caliente se dirige hacia la pared interior de la punta de la pala y luego regresa a la raíz de la pala en la cavidad, en particular en la nariz de la pala del rotor. De esta manera, la punta de la pala del rotor también se puede calentar de manera muy eficiente.

Se prefiere muy particularmente un circuito cerrado de flujo de aire.

También se prefiere dirigir el flujo de aire hacia la pared interna de la nariz de la pala del rotor y/o hacia la pared interna de la punta de la pala del rotor mediante un dispositivo de guía del flujo de aire. En este caso, se utiliza preferentemente un efecto Coanda. Por ejemplo, el dispositivo de guía puede ser curvo de tal manera que el flujo de aire caliente se ajuste al dispositivo de guía del flujo de aire y luego se ajuste a la pared interna de la nariz de la pala del rotor y/o a la pared interna de la punta de la pala del rotor. También se pueden proporcionar una pared de guía o un ángulo guía como dispositivo de guía del flujo de aire, que se extiende a lo largo de la pala del rotor y restringe una parte sustancial del flujo de aire caliente a un área determinada de la pared interna de la nariz de la pala del rotor y/o la punta de la pala del rotor.

Preferentemente, solo un área de 40 % a 100 %, en particular 50 % a 95 %, de la longitud de la pala del rotor medida desde la raíz de la pala hasta la punta de la misma está expuesta al flujo de aire caliente que proviene directamente del conducto. Por tanto, se proporcionan orificios preferentemente en el conducto solo a partir del 40 % medido desde la raíz de la pala, preferentemente solo a partir del 50 % medido desde la raíz de la pala, de los que sale aire caliente, que actúa sobre la pared interior de la nariz de la pala del rotor. La modalidad preferida del método de acuerdo con la invención prevé apoyar el descongelamiento con medidas adicionales del sistema de gestión operacional. En este caso se prefiere girar el rotor para alejarlo del viento, por ejemplo, moviendo la góndola sobre la torre, cambiar la posición del rotor, por ejemplo, alinear la pala horizontalmente con la nariz apuntando hacia abajo o el eje de la pala verticalmente hacia abajo, cambiar el ángulo de la pala (inclinación) en 180° y/o provocar una mayor vibración para sacudir el hielo descongelado.

Preferentemente, el método de descongelación solo se lleva a cabo en una de las palas del rotor, que se dispone en el rotor de tal manera que ninguna otra pala del rotor se disponga debajo de la pala del rotor que se va a descongelar. En las plantas de energía eólica con rotores, que tienen tres palas, ello ocurre normalmente si la pala del rotor que se va a descongelar se encuentra en la mitad inferior del círculo del rotor. Ello evita que el hielo que cae dañe otra pala del rotor.

Además, para la descongelación se prefiere colocar un borde trasero de la pala del rotor en contra del viento entrante. El borde trasero de la pala del rotor, que se coloca en la dirección del viento entrante, es decir, donde el viento golpea por primera vez, impide la convección en la nariz de la pala. La nariz de la pala del rotor está a sotavento y el borde trasero de la pala del rotor está a barlovento. Por tanto, el flujo de viento se separa delante de la nariz, de modo que ahí no se puede formar más hielo, lo que simplifica la descongelación de la nariz de la pala del rotor.

Preferentemente, si el conducto aislado térmicamente sufre algún desperfecto, el conducto se repara inyectando una resina o un adhesivo en el punto defectuoso o en un punto de fuga. Para ello se utiliza, por ejemplo, un dispositivo similar a una lanza, que en particular, puede ser tubular y tiene un cabezal de inyección. El cabezal de inyección se coloca en el área de fuga o el área dañada, de modo que el adhesivo o la resina se puedan aplicar allí de forma dirigida.

Se prefiere, en particular, un cabezal de inyección en forma de cepillo, que actúa ventajosamente en toda la circunferencia de la superficie interior del conducto aislado térmicamente. El cabezal de inyección en forma de cepillo se puede utilizar para aplicar el adhesivo en el punto de fuga de manera muy eficiente.

También se puede utilizar un cabezal de inyección que tenga el cepillo por en un solo lado, de manera que en cada momento se pueda proporcionar adhesivo o resina solo a una pequeña área de la superficie interior del conducto aislado térmicamente, para que el punto de fuga pueda ser sellado de manera selectiva con poco consumo de material.

Alternativamente, un material termoaislante, que tiene un adhesivo o una capa adhesiva por un lado, se puede pegar al punto de fuga.

También se puede llevar a cabo un monitoreo, por ejemplo, mediante un robot con cámara que se lleva hasta el área de la fuga para comprobarla con precisión y determinar cuál es la medida de reparación más adecuada.

Otras características de la invención se desprenden de la descripción de las modalidades de acuerdo con la invención junto con las reivindicaciones y los dibujos acompañantes. Las modalidades de acuerdo con la invención pueden cumplir con características únicas o con una combinación de varias características.

A continuación, se describe la invención sin limitación de la idea general de la invención sobre la base de ejemplos de modalidades tomando como referencia los dibujos, en donde en los dibujos se hace referencia explícita a todos los detalles de acuerdo con la invención no explicados más detalladamente en el texto. Se muestran:

En la Figura 1, una vista seccional esquemática de una pala del rotor,

En la Figura 2, una vista de planta de una sección esquemática 25 de la Figura 1,

En la Figura 3 una sección transversal esquemática de una parte de la pala de un rotor de acuerdo con la invención, transversal a su extensión longitudinal, y

En la Figura 4, una representación esquemática de una sección de otra pala del rotor de acuerdo con la invención.

En los dibujos, los elementos y/o partes iguales o similares tienen los mismos números de referencia, de modo que no haya necesidad de explicarlos de nuevo.

La Figura 1 muestra, esquemáticamente, una vista seccional y una vista de planta de una pala del rotor 10. La pala del rotor 10 tiene una raíz de la pala 11, que suele estar unida a un cubo del rotor. En el lado opuesto de la raíz de la pala 11 se proporciona una punta de la pala 12. La extensión longitudinal de una pala del rotor 10 puede ser, por ejemplo, de hasta 60 metros o más.

Se muestra una nariz de pala del rotor 15, es decir, un área frontal de la pala del rotor, a saber, el área donde el aire fluye contra la pala del rotor durante su uso previsto, y un borde trasero 16. En la pala del rotor, por ejemplo, se disponen dos travesaños 13 y 14, en donde el travesaño 13 es el travesaño delantero o el travesaño que se dispone hacia la nariz de la pala del rotor 15.

Una pala del rotor 10 suele ser hueca o tiene una cavidad 31. De acuerdo con la invención, la cavidad 31 o la pala del rotor 10 se divide en una primera área 19 y una segunda área 20, en donde la primera área 19 es el área entre el travesaño delantero 13 y la nariz de la pala del rotor 15. De acuerdo con la invención, en esta área se dispone un conducto o tubo 18, que se extiende esencialmente desde la raíz de la pala 11 hasta esencialmente el extremo de la pala del rotor 12. En este ejemplo de modalidad, el tubo comienza a una distancia de la raíz de la pala 11 y termina a una distancia de la punta de la pala 12. Hay una conexión entre el tubo 18 y un calefactor 22 a través de un tubo conector 21, que está diseñado preferentemente para ser flexible con el fin de compensar las tolerancias y desacoplar las vibraciones y la transmisión de ruido.

El tubo 18 se estrecha gradualmente en la dirección axial longitudinal de la pala del rotor hacia la punta de la pala 12. Esto se puede lograr preferentemente utilizando tubos de diferentes diámetros acoplados entre sí con juntas de goma adecuadas, de modo que al mismo tiempo también sea posible compensar fácilmente la expansión térmica o el movimiento axial. En la raíz de la pala 11 hay un tabique 23 que cierra la cavidad 31 opuesta al cubo del rotor. El tabique 23 tiene un pasaje a través del cual se pasa el tubo conector 21.

Por medio del calefactor 22 se impulsa el aire caliente 24 a través del tubo 18. En la nariz de la pala del rotor se indica hielo 17. El aire caliente 24 se dirige a través del tubo 18 y desde el tubo 18 a través de los orificios 26 no mostrados en la Figura 1, pero sí en la Figura 2, hacia la pared interior de la nariz de la pala del rotor 32 y hacia el extremo del tubo 18 en dirección a la pared interior 33 de la punta de la pala 12. Esto permite una descongelación eficiente.

La Figura 2 muestra esquemáticamente el área de la sección 25 de la Figura 1. Aquí se muestran los orificios 26 y el correspondiente flujo de aire caliente 24, que puede ser llamado flujo de aire caliente parcial. El tubo 18 está unido al travesaño 13. Se puede fijar, por ejemplo, mediante adhesivo, en particular plano o por medio de lengüetas adhesivas, o, en el caso de los tubos acoplados entre sí para la compensación longitudinal, por medio de abrazaderas engomadas, que a su vez están pegadas. En la Figura 2 se muestra sobre todo también que en el extremo de la punta de la pala del tubo 18 se proporciona una boquilla 27, para permitir un aumento de la velocidad del flujo de aire caliente 24, que sale del tubo 18. Esto permite una eficiente descongelación en el área de la punta de la pala, donde la sección transversal de la caja frontal se hace muy estrecha.

La Figura 3 muestra esquemáticamente una vista transversal al eje longitudinal de la pala del rotor 10 de una parte de la pala del rotor 10, a saber, la parte delantera de la pala del rotor 10, y en particular la caja frontal de la pala del rotor 10. Se muestra la nariz de la pala del rotor 15, sobre la que se dispone el hielo 17. El conducto 18 se coloca en el travesaño 13 por medio de un adhesivo 28. Además, se muestra la primera área 19 de la cavidad 31 y los correspondientes ángulos guía 29, que aseguran que el flujo de aire se forme esencialmente entre los dos ángulos guía 29, de modo que el calentamiento de la nariz de la pala del rotor 15 desde la pared interior 32 de la nariz de la pala del rotor 15 tenga lugar esencialmente allí.

La Figura 4 muestra otra modalidad de una pala del rotor 10 de acuerdo con la invención, en la que adicionalmente se proporciona un tubo de conexión 21' para el retorno del flujo de aire 24', que termina en el calefactor 22. Además, para asegurar la recirculación del flujo de aire de forma segura y por lo tanto no se pierda el flujo de aire, se proporciona un elemento de cierre 30 a través del cual se guía el flujo de aire recirculado 24'. El elemento de cierre también puede diseñarse de manera muy sencilla en forma de una lámina flexible, por ejemplo, una lona de camión. Esta es una forma particularmente eficiente de lograr un circuito cerrado de flujo de aire. En el área de la recirculación del flujo de aire 24', se prefiere prever una rejilla o similar para evitar la succión de suciedad o grumos de resina. En la Figura 4 se muestran los correspondientes flujos de masa de aire con m1 y m2. Para un circuito de aire cerrado, m1=m2.

Al proporcionar un sistema de descongelación adecuado, que tiene un tubo aislado térmicamente en una pala del rotor, que se fija con una sección transversal decreciente en la caja frontal de la pala del rotor y en el travesaño delantero, es posible un diseño en particular compatible con la producción, ya que el tubo se puede montar en el travesaño fuera del molde principal durante la producción. El tubo lleva aire caliente hasta la punta de la pala. En el área de la punta de la pala, se perfora un gran número de orificios individuales generar las correspondientes corrientes o chorros de aire caliente.

En el contexto de la invención, el término área exterior de la pala incluye en particular un área de la pala del rotor 10 que se encuentra a más del 50 % del radio. El área exterior de la pala puede ser, por lo tanto, 50 % a 100 % de la longitud de la pala del rotor, medida desde la raíz de la misma. En el contexto de la invención, una parte del área exterior de la pala se define como la punta de la pala. La punta de la pala está definida en el 85 % a 100 % de la longitud de la pala del rotor. Preferentemente, la punta de la pala comprende un área de 90 % a 100 % de la pala del rotor con respecto a la longitud de la pala del rotor medida desde la raíz de la misma.

Los flujos de aire caliente apuntan directamente al borde delantero a descongelar y, por tanto, transfieren allí la cantidad de calor de manera óptima. Los ángulos guía correspondientes guían el flujo de masa a lo largo del borde delantero. El tubo se estrecha más hacia la punta de la pala, donde sirve de boquilla. Esto crea un flujo de aire caliente adicional, que puede ser transferido a los últimos metros de la punta de la pala con la correspondiente energía de calor, ya que ya no hay espacio disponible para un tubo.

Preferentemente, el sistema de descongelación o el sistema de aire caliente es cerrado, es decir, el aire caliente fluye en el área de la raíz de la pala a través del tubo aislado hacia la caja frontal y es conducido por los chorros de aire caliente hacia el borde delantero. A continuación, el aire fluye sobre la caja frontal de regreso a la raíz de la pala, donde se coloca un calefactor.

También se prefiere que la caja frontal esté completamente cerrada. En este caso, se utilizan dos orificios, en los que se colocan los correspondientes tubos flexibles o tubos de conexión 21,21', para conectar el calefactor. El sistema de calefacción o la pala del rotor y el método para descongelar una pala del rotor requieren muy poco mantenimiento y preferentemente no tienen componentes metálicos fuera del cubo del rotor. Por supuesto, se pueden proporcionar componentes metálicos en forma de pararrayos y/o incorporarse a la carcasa de la pala para conducir mejor el calor hacia el hielo. De esta forma, la energía térmica se transfiere de forma óptima y el hielo puede descongelarse preferentemente en el área exterior crítica de la pala.

De acuerdo con la invención, se prevé un menor esfuerzo de construcción en comparación con la patente alemana núm. DE 102010030472 A1 y, además, se producen menos pérdidas por fricción debido a la conducción más directa del flujo.

A pesar de ser una construcción muy simple, es posible una funcionalidad muy eficiente y por lo tanto la descongelación. Al proporcionar una disposición adecuada de los orificios, que puede ser predeterminada, es posible proporcionar las curvas de temperatura deseadas en las áreas específicas de la nariz de la pala del rotor, en particular en el área exterior de la pala. En este contexto, se pueden tener en cuenta las variaciones en la estructura y el grosor de la cubierta de la pala en el área de la nariz, realizadas debido a la optimización estructural desde el punto de vista de la resistencia. El sistema de descongelación o la pala del rotor se pueden adaptar cambiando o añadiendo u omitiendo orificios. El sistema o la pala del rotor se pueden optimizar de manera que se pueda descongelar principalmente el área exterior crítica de la pala del rotor, es decir, del 50 % a 95 % de la longitud de la pala, es decir, del 50 % a 95 % de la longitud de la pala medida desde la raíz de la pala.

Todas las características mencionadas, incluidas las que se pueden ver en los dibujos por sí solas, así como las características individuales que se describen en combinación con otras características, se consideran esenciales para la invención, tanto por sí solas como en combinación. Las modalidades de acuerdo con la invención pueden cumplir con características individuales o con una combinación de varias características. En el marco de la invención, las características marcadas con "en particular" o "preferentemente" deben entenderse como características opcionales.

Lista de referencia de los dibujos:

10 Pala del rotor

11 Raíz de la pala

12 Punta de la pala

13 Travesaño

14 Travesaño

15 Nariz de la pala del rotor

16 Borde trasero de la pala del rotor

17 Hielo

18 Tubo

19 Primera área

20 Segunda área

21,21' Tubo conector

22 Calefactor

23 Tabique

24, 24' Flujo de aire

25 Área de la sección

26 Orificio

27 Boquilla

28 Adhesivo

29 Ángulo guía

30 Elemento de cierre

31 Cavidad

32 Pared interior

33 Pared interior

Claims (11)

REIVINDICACIONES

1. Una pala del rotor (10) de una planta de energía eólica, en donde la pala del rotor (10) se extiende desde la raíz de la pala (11) hasta la punta de la pala (12) y tiene una cavidad (31) en la que se dispone un travesaño (13) en la extensión longitudinal de la pala del rotor (10), en donde el travesaño (13) separa una primera área (19) de la pala del rotor (10) que comprende la punta de la pala del rotor (15) de una segunda área (20) de la pala del rotor (10) que comprende el borde trasero de la pala del rotor (16), caracterizada porque la disposición de un conducto aislado térmicamente (18) en la primera área (19) de la pala del rotor (10) en el travesaño (13), para guiar el aire caliente (24) alrededor de un flujo de aire (24, 24') en dirección a la punta de la pala (12), en donde se disponen orificios (26) en el conducto (18), que están diseñadas de tal manera que guían el aire caliente (24) hacia la nariz de la pala del rotor (15), en donde el aire caliente se envía de regreso a la raíz de la pala (11) en la primera área (19) de la pala del rotor (10), en donde los orificios (26) del conducto (18) están diseñadas como boquillas, y en donde el conducto aislado térmicamente (18) tiene en su extremo hacia la punta de la pala (12) un orificio (26) orientado hacia la punta de la pala (12) y que está diseñado como una boquilla (27).

2. La pala del rotor (10) de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizada porque se proporciona un flujo de aire cerrado (24, 24').

3. La pala del rotor (10), de acuerdo con la reivindicación 1 o 2, caracteriza porque el conducto aislado térmicamente (18) se estrecha hacia la punta de la pala (12).

4. La pala del rotor (10) de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizada porque la primera área (19) está diseñada como una caja frontal.

5. La pala del rotor (10) de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizada porque en la primera área (19) se dispone un dispositivo de guía del flujo de aire (29), que guía el flujo de aire (24, 24') a lo largo de la nariz de la pala del rotor (15) en dirección a la raíz de la pala (11).

6. Una planta de energía eólica, que tiene una pala del rotor (10) de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5.

7. La planta de energía eólica de acuerdo con la reivindicación 6, caracterizada porque un dispositivo de calentamiento de aire (22) se encuentra en el área de la góndola de una máquina, en el cubo del rotor o en la raíz de la pala (11).

8. El método para descongelar una pala del rotor (10) de una planta de energía eólica que tiene las siguientes etapas:

guiar un flujo de aire caliente (24) desde la raíz de la pala (11) de la pala del rotor (10) hacia la punta de la pala (12) , en donde

el flujo de aire caliente (24) es guiado en un conducto aislado térmicamente (18) dispuesto en un travesaño (13) , en donde el travesaño (13) delimita una primera área (19) de la pala del rotor (10) que comprende una nariz de la pala (15) hasta una segunda área (20) que comprende el borde trasero de la pala (16), en donde el flujo de aire caliente (24) se desvía al menos parcialmente del conducto (18) en el trayecto hacia la punta de la pala (12) y es guiado en dirección a la nariz de la pala del rotor (15), y

a continuación, el flujo de aire (24) desviado se encía de regreso a la raíz de la pala (11) en una cavidad (31) proporcionada entre la nariz de la pala del rotor (15) y el travesaño (13), así como el conducto (18), en donde el flujo de aire (24) desviado se envía de regreso a la raíz de la pala (11) en la pared interior (32) de la nariz de la pala del rotor (15), y la velocidad del flujo de aire (24) se incrementa al salir del conducto (18) mediante un efecto de boquilla para dirigir el flujo de aire (24) directamente a la pared interior (32) de la nariz de la pala del rotor (15), y

una parte del flujo de aire caliente (24) se dirige hacia la pared interior (33) de la punta de la pala (12) y se envía de regreso posteriormente a la raíz de la pala (11) en la cavidad (31) en la nariz de la pala del rotor (15).

9. El método de acuerdo con la reivindicación 8, caracterizado porque se proporciona un circuito cerrado de flujo de aire.

10. El método de acuerdo con la reivindicación 8 o 9, caracterizado porque solo un área de 40 % a 100 %, en particular 50 % a 95 %, de la longitud de la pala del rotor medida desde la raíz de la pala (11) hasta la punta de la pala (12) está expuesta al flujo de aire caliente (24), que proviene directamente del conducto (18).

11. El método de acuerdo con una de las reivindicaciones 8 a 10, caracterizado porque el proceso de descongelación se lleva a cabo solo en el caso de una pala del rotor (10), que se dispone en el rotor de tal manera que no se dispone ninguna otra pala del rotor (10) debajo de la pala del rotor (10) para ser descongelada, en donde, en particular para la descongelación, se coloca un borde de fuga de la pala del rotor (16) en la dirección contraria al viento incidente.