ES2857107T3 - Dispositivo de guía para componentes en forma de hebra, como cables de aerogeneradores que guían energía y/o información - Google Patents
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Abstract
Dispositivo de guía para componentes en forma de hebra, como cables (5) de aerogeneradores (1, 3) que guían energía y/o información, que consta de al menos una pieza (7) de guía para un alojamiento parcial de los componentes, en donde al menos esta pieza (7) de guía puede fijarse por medio de un equipo (13, 15) de inmovilización a un segmento (3) de torre del aerogenerador (1, 3), en donde el equipo de inmovilización por medio de un equipo (13) de adherencia, preferentemente de manera que pueda separarse de nuevo, ejecuta la fijación de la pieza (7) de guía correspondiente, en donde el equipo de adherencia consta de segmentos individuales (13) que discurren con curvatura en forma de arco, cuyo curso de curvatura respectivo sigue el curso de curvatura de la pared interna del segmento de torre (3) del aerogenerador (1, 3) que puede asignarse, en donde cada segmento individual (13) presenta un gran número de imanes permanentes (17) individuales, que pueden colocarse por medio de un elemento (21) de manejo común sobre el segmento (3) de torre y pueden retirarse de allí de nuevo, caracterizado porque una banda (21) sobresale lateralmente a ambos lados de la sucesión de los imanes permanentes (17) y forma por ello el elemento (21) de manejo que puede agarrarse para desprender el segmento individual (13) de la posición de adherencia para un desmontaje, al inclinarse hacia afuera los imanes permanentes (17) sucesivamente desde la posición normal en la que están en contacto con intensa fuerza de adherencia con el segmento (3) de torre.
Description
DESCRIPCIÓN
Dispositivo de guía para componentes en forma de hebra, como cables de aerogeneradores que guían energía y/o información
La invención se refiere a un dispositivo de guía para componentes en forma de hebra, como cables de aerogeneradores que guían energía y/o información, con las características en el preámbulo de la reivindicación 1.
Para evacuar las energías generadas en aerogeneradores, así como para otros fines operativos, como control, monitorización y similares, los cables, que discurren desde la caja de la maquinaria a través de la torre hacia abajo, deben guiarse de modo que en los movimientos operativos de los cables, que cuelgan como haces de cables desde la caja de la maquinaria hacia la torre, no se produzcan daños o deterioros de los cables. Dado que en los aerogeneradores convencionales la caja de la maquinaria con la unidad de generador, desde la cual cuelga el haz de cables por la torre, puede ejecutar en el funcionamiento varias revoluciones, antes de que la caja de la maquinaria se dirija hacia su posición inicial, el haz de cables debe guiarse de modo que, aunque los cables en el haz de cables que cuelga por la torre puedan participar en el movimiento, sin embargo, al mismo tiempo no se forme ninguna madeja desordenada en la que los cables se rocen unos con otros de tal modo que haya que temer deterioros en el aislamiento
Para ello es estado de la técnica, compárese el documento WO 2010/108538 A1 la guía de cables que cuelgan de la caja de la maquinaria mediante una serie de piezas de guía consecutivas que, como espaciadores, llamados spacer en inglés, guían los cables distanciados unos de otros, en donde la pieza de guía del fondo, también llamada estrella fija o bottomspacer (espaciador de fondo), está inmovilizada en un segmento de torre respectivo.
La fijación de la pieza de guía del fondo que va a inmovilizarse en el segmento de torre correspondiente se configura con dificultad en aerogeneradores ya instalados. Una unión soldada como equipo de inmovilización, debido al peligro de corrosión que a la larga lleva a un deterioro de la resistencia estructural del segmento de torre, es muy desventajosa y por razones de seguridad no está permitida. Se aplica lo correspondiente para una fijación mediante intervención por arranque de virutas en el material de torre.
El documento WO 2004/099609 A1 describe un dispositivo de guía para componentes en forma de hebra, como cables de aerogeneradores que guían energía y/o información, con las características en el preámbulo de la reivindicación 1, que consta de al menos una pieza de guía para un alojamiento parcial de los componentes, pudiendo fijarse al menos esta pieza de guía por medio de un equipo de inmovilización a un segmento de torre del aerogenerador, llevando a cabo el equipo de inmovilización por medio de un equipo de adherencia, preferentemente de manera que pueda separarse de nuevo, la fijación de la pieza de guía correspondiente, en donde el equipo de adherencia consta de segmentos individuales que discurren con curvatura en forma de arco, cuyo curso de curvatura respectivo sigue el curso de curvatura de la pared interna del segmento de torre del aerogenerador que puede asignarse, en donde cada segmento individual presenta un gran número de imanes permanentes individuales que por medio de un elemento de manejo común pueden colocarse sobre el segmento de torre y pueden retirarse de allí de nuevo.
Otros equipos de guía se desprenden de los documentos EP 2762723 A1, DE 102010008639 A1 y el CN 202034719 U.
En cuanto a esta problemática la invención se plantea el objetivo de poner a disposición un dispositivo de guía cuyo equipo de inmovilización permite una unión segura de la pieza de guía que va a inmovilizarse sin peligro para la estructura de torre.
De acuerdo con la reivindicación 1, la invención, para resolver este objetivo en un dispositivo de guía del tipo mencionado al principio, prevé que una banda sobresalga lateralmente a ambos lados de la sucesión de los imanes permanentes y por ello forme el elemento de manejo que puede agarrarse para desprender el segmento individual de la posición de adherencia para un desmontaje, al inclinarse hacia afuera los imanes permanentes sucesivamente desde la posición normal en la que están en contacto con el segmento de torre con intensa fuerza de adherencia.
El equipo de adherencia consta de segmentos individuales que discurren con curvatura en forma de arco, cuyo curso de curvatura respectivo sigue el curso de curvatura de la pared interna del segmento de torre del aerogenerador que puede asignarse. Por ello, se consigue una fuerza de adherencia especialmente intensa.
Cada segmento individual presenta un gran número de imanes permanentes individuales que por medio del elemento de manejo común pueden colocarse sobre el segmento de torre y pueden retirarse de allí de nuevo. El montaje y desmontaje del dispositivo de guía pueden realizarse por ello de manera sencilla.
Está previsto además, que el equipo de inmovilización por medio de un equipo de adherencia, preferiblemente de manera que pueda separarse de nuevo, lleve a cabo la fijación de la pieza de guía correspondiente. En el uso de un equipo de inmovilización eficaz sin intervención en la estructura de material del segmento de torre, que actúa por medio de fuerza de adherencia, que está formado, por ejemplo, por equipos que generan fuerza magnética, puede realizarse una inmovilización inofensiva para la estructura de torre.
El equipo de adherencia, diseñado de manera que puede separarse de nuevo, permite la retirada de la pieza de guía de su posición operativa. Los trabajos de mantenimiento o ampliaciones del aerogenerador pueden realizarse por ello de manera sencilla y cómoda cuando el equipo de inmovilización está separado.
El equipo de adherencia presenta al menos un componente de inmovilización que genera campos magnéticos, como un imán permanente que coopera con un material de atracción magnética, como un material de acero, del segmento de torre del aerogenerador que puede asignarse. En el uso de imanes permanentes el equipo de inmovilización funciona de manera autárquica sin que sea necesario un accionamiento o alimentación de energía desde fuera. En particular, cuando el material de acero del segmento de torre presenta por motivos de anticorrosión una capa protectora de color el componente de inmovilización que genera campos magnéticos, preferiblemente en forma de un imán permanente, puede instalarse, y también en caso de demanda retirarse de nuevo sin que se dañe la capa protectora.
Ventajosamente el equipo de adherencia puede presentar al menos un equipo compensador que permite movimientos de compensación axiales y/o radiales de la pieza de guía en una zona que puede especificarse. Por ello, queda garantizada una guía especialmente cuidadosa del haz de cables, y se captan posibles oscilaciones del haz de cables.
Ventajosamente el equipo compensador puede presentar un gran número de resortes de tracción que con uno de sus extremos libres están unidos de manera articulada al elemento de manejo de los imanes permanentes de un segmento individual y con su otro extremo libre a un taburete articulado común que transmite la fuerza de tracción común a un cable de articulación, en el que está dispuesta la pieza de guía que puede asignarse. El uso de un cable de articulación para la transmisión de la fuerza de retención permite un modo de construcción de peso ligero del dispositivo de guía.
De manera especialmente ventajosa tres segmentos individuales dispuestos a una distancia entre sí medida en dirección perimetral del segmento de torre pueden soportar la pieza de guía en su estado operativo en el segmento de torre del aerogenerador.
En ejemplos de realización especialmente ventajosos del dispositivo de guía, además de la pieza de guía que puede inmovilizarse por medio del equipo de inmovilización, las piezas de guía adicionales están dispuestas entre esta pieza de guía y una góndola pivotante del aerogenerador, estando configuradas las piezas de guía adicionales a modo de cuerpos de abrazadera de cable. Estos pueden estar configurados de manera conocida per se, como se muestra por ejemplo en las figuras 1 a 6 en el documento DE 102010032687 A1. La ventaja especial es que este dispositivo de retención puede reequiparse en aerogeneradores instalados.
De manera igualmente conocida per se, compárese el documento WO 2010/108538, en el lado opuesto a la góndola, por debajo de la pieza de guía con el equipo de inmovilización que puede separarse de nuevo una guía en bucle puede estar dispuesta en la torre del aerogenerador para el seguimiento de cable de manera estacionaria.
A continuación, la invención se explica en detalle mediante un ejemplo de realización representado en el dibujo. Muestran:
figura 1 en una representación a modo de esbozo simplificada de manera muy esquemática el lado interno de los segmentos de torre adyacentes a la góndola (caja de la maquinaria) de un aerogenerador con un ejemplo de realización del dispositivo de guía de acuerdo con la invención;
figura 2 una vista en planta del aerogenerador de la pieza de guía, inmovilizada en un segmento de torre, del ejemplo de realización del dispositivo de guía de acuerdo con la invención;
figura 3 una vista en planta dibujada aproximadamente en tamaño natural de una forma de realización práctica de un segmento individual del equipo de inmovilización del ejemplo de realización del dispositivo de guía de acuerdo con la invención; y
figura 4 y 5 en representación ampliada con respecto a la figura 3 una vista lateral o vista frontal de un imán permanente individual del segmento individual de la figura 3 con soporte correspondiente.
La figura 1 muestra, de un aerogenerador, la zona de los segmentos 3 de torre superiores adyacente a la góndola 1 (caja de la maquinaria) con haz 5 de cables situado en el interior, que cuelga de la góndola 1. Este se guía en el curso de la góndola 1 hasta una pieza 7 de guía del fondo inmovilizada por medio de un equipo de inmovilización sin posibilidad de giro en un segmento de torre 3 asignado, una denominada estrella fija o bottomspacer, mediante una sucesión de piezas 9 de guía que pueden girar libremente. Estas piezas 9 de guía, al igual que la pieza 7 de guía inmovilizada, guían como espaciadores, de manera conocida per se, el haz 5 de cables de modo que los cables individuales están distanciados unos de otros en orden. Para la compensación de longitud que es necesaria en una torsión del haz 5 en los movimientos giratorios de la góndola 1, porque el haz 5 no torsionado se acorta durante la torsión, los cables individuales se guían de manera que pueden moverse axialmente en la pieza de guía 7 del fondo inmovilizada. Para ello, esta pieza de guía 7 puede estar diseñada del modo como se da a conocer en el documento WO 2014/053230 A1, por ejemplo, en las figuras 7 a 10 para piezas de guía de este tipo. Por debajo de esta pieza 7 de guía, para la compensación de longitud necesaria, está presente una guía en bucle 11 dispuesta en aerogeneradores de este tipo de manera estacionaria en la torre para el seguimiento de cable, cuyos detalles no están representados en la figura 1.
En las figuras 2 a 5 están representadas particularidades más detalladas del equipo de inmovilización previsto en el dispositivo de guía de acuerdo con la invención para el anclaje de la pieza 7 de guía del fondo en el segmento 3 de torre respectivo.
Tal como muestra la figura 2, el equipo de inmovilización presenta tres segmentos individuales 13 que, en una distancia entre sí medida en dirección perimetral del segmento 3 de torre, se adhieren a la pared interna del segmento 3 de torre. Cada segmento individual 13 está unido a través de un cable 15 de tracción con la pieza 7 de guía. Mientras que la figura 2 muestra un ejemplo de la disposición de los segmentos individuales 13, en el que dos de los segmentos individuales 13 están dispuestos a una distancia angular de 90 ° entre sí y el segmento individual 13 restante presenta una distancia angular mayor en cada caso respecto a estos, se entiende que todos los segmentos individuales 13 pueden estar dispuestos a la misma distancia angular de 120 ° entre sí. La figura 3 muestra uno de los segmentos individuales 13 en representación separada. Como muestra la figura 3, cada segmento 13 presenta diez imanes permanentes 17 que están soldados a escasa distancia unos de otros en sucesión con su carcasa 19 de imán (figura 4 y 5) con una banda metálica 21. Con la banda 21 la serie de los imanes 17 sigue el curso de curvatura de la pared interna del segmento 3 de torre. En alineación, sobre cada imán 17 en la banda 21 está instalada una placa 23 de retención por medio de tornillos 25, y en la zona central de las placas 23 de retención en estas está soldada una argolla 27 de retención. En cada una de las argollas 27 de retención está enganchado un extremo de un resorte 29 de tracción. El otro extremo de los resortes 29 de tracción está unido de manera articulada a un taburete articulado 31. Este tiene la forma de una placa metálica en forma de un triángulo estrecho que se extiende por toda la disposición en serie de los resortes 29 de tracción. En la zona central el taburete articulado 31 forma el punto 33 de articulación para la unión con el cable 15 de tracción correspondiente. En esta disposición los resortes 29 de tracción, cooperando con el taburete articulado 31, forman un equipo compensador que transmite de manera uniforme a cada imán permanente 17 la fuerza de retención que actúa entre cable 15 de tracción y la pared interna del segmento 3 de torre. La banda 21 sobresale a ambos lados de la sucesión de los imanes 17 lateralmente y forma por ello un elemento de manejo que puede agarrarse para desprender el segmento 13 de la posición de adherencia para un desmontaje, al inclinarse hacia afuera los imanes 17 sucesivamente desde la posición normal, en la que están en contacto con intensa fuerza de adherencia con el segmento 3 de torre.
Tal como muestra la comparación de las figuras 4 y 5, los imanes 17 presentan una forma de bloque rectangular en la que el lado longitudinal visible en la figura 4 tiene más del doble de la longitud del ancho del lado frontal que puede verse en las figuras 3 y 5. En la banda 21 los imanes 17 están dispuestos a una distancia que es algo más corta que el ancho del lado frontal. Con la elasticidad del equipo compensador de los segmentos individuales 13, proporcionada mediante los resortes 29 de tracción, el equipo de inmovilización para la pieza 7 de guía del fondo, aunque está retenido esencialmente sin posibilidad de giro, permite movimientos de compensación axiales y/o radiales mínimos mediante los cuales se atenúan las fuerzas transversales entre haz 5 y pieza 7 de guía que aparecen durante el funcionamiento posiblemente de manera brusca, de modo que queda garantizada una guía de cable especialmente cuidadosa.
Claims (8)
1. Dispositivo de guía para componentes en forma de hebra, como cables (5) de aerogeneradores (1,3) que guían energía y/o información, que consta de al menos una pieza (7) de guía para un alojamiento parcial de los componentes, en donde al menos esta pieza (7) de guía puede fijarse por medio de un equipo (13, 15) de inmovilización a un segmento (3) de torre del aerogenerador (1, 3), en donde el equipo de inmovilización por medio de un equipo (13) de adherencia, preferentemente de manera que pueda separarse de nuevo, ejecuta la fijación de la pieza (7) de guía correspondiente, en donde el equipo de adherencia consta de segmentos individuales (13) que discurren con curvatura en forma de arco, cuyo curso de curvatura respectivo sigue el curso de curvatura de la pared interna del segmento de torre (3) del aerogenerador (1, 3) que puede asignarse, en donde cada segmento individual (13) presenta un gran número de imanes permanentes (17) individuales, que pueden colocarse por medio de un elemento (21) de manejo común sobre el segmento (3) de torre y pueden retirarse de allí de nuevo, caracterizado porque una banda (21) sobresale lateralmente a ambos lados de la sucesión de los imanes permanentes (17) y forma por ello el elemento (21) de manejo que puede agarrarse para desprender el segmento individual (13) de la posición de adherencia para un desmontaje, al inclinarse hacia afuera los imanes permanentes (17) sucesivamente desde la posición normal en la que están en contacto con intensa fuerza de adherencia con el segmento (3) de torre.
2. Dispositivo de guía según la reivindicación 1, caracterizado porque el equipo (13) de adherencia, diseñado de manera que puede separarse de nuevo, permite la retirada de la pieza (7) de guía desde su posición operativa.
3. Dispositivo de guía según la reivindicación 1 o 2, caracterizado porque el equipo (13) de adherencia presenta al menos un componente de inmovilización que genera campos magnéticos, como un imán permanente (17) que coopera con un material de atracción magnética, como un material de acero, del segmento (3) de torre del aerogenerador (1,3) que puede asignarse.
4. Dispositivo de guía según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el equipo (13) de adherencia presenta al menos un equipo compensador (29, 31) que permite movimientos de compensación axiales y/o radiales de la pieza (7) de guía en una zona que puede especificarse.
5. Dispositivo de guía según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el equipo compensador (29, 31) presenta un gran número de resortes (29) de tracción que están unidos de manera articulada con uno de sus extremos libres en el elemento (21) de manejo de los imanes permanentes de un segmento individual (13), y con su otro extremo libre a un taburete articulado (31) común, que transmite la fuerza de tracción común a un cable (15) de articulación en el que está dispuesta la pieza (7) de guía que puede asignarse.
6. Dispositivo de guía según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque tres segmentos individuales (13) dispuestos a una distancia entre sí medida en dirección perimetral del segmento (3) de torre soportan la pieza (7) de guía en su estado operativo en el segmento (3) de torre del aerogenerador (1, 3).
7. Dispositivo de guía según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque además de la pieza (7) de guía que puede fijarse por medio del equipo (13, 15) de inmovilización están dispuestas piezas (9) de guía adicionales entre esta pieza (7) de guía y una góndola (3) pivotante del aerogenerador (1,3), y porque las piezas (9) de guía adicionales están configuradas a modo de cuerpos de abrazadera de cable.
8. Dispositivo de guía según la reivindicación 7, caracterizado porque en el lado opuesto a la góndola (3), por debajo de la pieza (7) de guía, con el equipo (13, 15) de inmovilización que puede separarse de nuevo, está dispuesta de manera estacionaria una guía (11) en bucle en la torre del aerogenerador (1, 3) para el seguimiento de cable.
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