ES2859512T3 - Inserto de ángulo de cono para rotor de turbina eólica - Google Patents
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Abstract
Un rotor para una turbina eólica (10), que comprende: un buje (20); una pala de rotor (22); un conjunto de rodamiento (56) configurado para girar la pala de rotor (22) con respecto al buje (20); y un inserto (100), comprendiendo el inserto (100) un primer extremo (102), un segundo extremo (104) y un cuerpo (106) que se extiende entre ellos, el primer extremo (102) acoplado al buje (20) y el segundo extremo (104) acoplado al conjunto de rodamiento (50), definiendo el segundo extremo (104) un segundo plano (118) orientado en un ángulo de cono (119) con respecto a un primer plano (116) definido por el primer extremo (102); caracterizado por que: el rotor (18) comprende además un conjunto de accionamiento de rodamiento (140) y una placa (150), el conjunto de accionamiento de rodamiento (140) dispuesto al menos parcialmente dentro de un interior del inserto (100), extendiéndose la placa (150) hacia el interior y comprendiendo un primer extremo, un segundo extremo y un cuerpo que se extiende entre ellos, el conjunto de accionamiento de rodamiento (140) acoplado a la placa (150), en el que la placa (150) está en voladizo de modo que solo uno del primer extremo y del segundo extremo está acoplado al cuerpo (106).
Description
DESCRIPCIÓN
Inserto de ángulo de cono para rotor de turbina eólica
[0001] La presente divulgación se refiere en general a turbinas eólicas, y más específicamente a insertos para rotores de turbinas eólicas que inclinan las palas de rotor en ángulos de cono.
[0002] En general, una turbina eólica incluye una torre, una góndola montada en la torre y un rotor acoplado a la góndola. El rotor incluye típicamente un buje rotativo y al menos una pluralidad de palas de rotor acopladas a y que se extienden hacia fuera del buje. Cada pala de rotor puede estar espaciada en torno al buje para facilitar la rotación del rotor para permitir que la energía cinética se transfiera desde el viento en energía mecánica útil y, posteriormente, en energía eléctrica.
[0003] En muchos casos, en general es deseable aumentar el tamaño de las turbinas eólicas, y específicamente las palas de rotor de las mismas. Aumentar el tamaño de las palas de rotor aumenta la cantidad de energía que pueden captar las palas de rotor. Sin embargo, dichos aumentos de tamaño también aumentarían la cantidad de veces que las palas de rotor se pueden desviar durante el funcionamiento. Los aumentos de desvíos pueden dar lugar a que las palas de rotor golpeen la torre durante el funcionamiento, lo que puede dañar o destruir la turbina eólica. Véase, por ejemplo, el documento US 2010/092288.
[0004] En consecuencia, se han realizado diversos intentos para reducir el riesgo de que las palas de rotor golpeen torres de turbinas eólicas durante el funcionamiento de las turbinas eólicas. Por ejemplo, la curvatura de las palas de rotor se ha modificado para curvar las palas de rotor alejándolas de la torre. Sin embargo, dichas modificaciones pueden reducir la cantidad de energía que pueden captar las palas de rotor. Además, las palas de rotor se han inclinado hacia fuera de la torre en ángulos conocidos como ángulos de cono. Por ejemplo, la brida del buje que conecta una pala de rotor con el buje o la raíz de la pala de rotor pueden estar inclinadas en un ángulo de cono. De forma alternativa, se han unido espaciadores entre una pala de rotor y un buje, con una primera brida del espaciador conectada directamente al buje y una segunda brida conectada directamente a la pala de rotor, que proporcionan un ángulo de cono. Sin embargo, estos intentos de conificación tienen una variedad de inconvenientes. Por ejemplo, la inclinación de la brida del buje o la raíz de la pala de rotor puede tensar estos componentes y causar problemas de ovalización. El uso de espaciadores conectados directamente al buje y a la pala de rotor puede tensar de forma similar los componentes y causar problemas de ovalización, y además causar que la pala de rotor se tambalee durante el funcionamiento. Además, estos diversos intentos de conificación pueden no abordar adecuadamente la necesidad de pitchear las palas de rotor durante el funcionamiento, no facilitando, por ejemplo, adecuadamente la inclusión y el funcionamiento adecuado de conjuntos de rodamientos y conjuntos de accionamiento de rodamientos.
[0005] En consecuencia, en la técnica se desea un rotor de turbina eólica mejorado que proporcione conificación. Por ejemplo, sería ventajoso un inserto que proporcione conificación mientras aborda diversas necesidades desde hace mucho tiempo como se describió anteriormente.
[0006] Diversos aspectos y ventajas de la invención se expondrán en parte en la siguiente descripción, o pueden resultar evidentes a partir de la descripción o se pueden aprender llevando a la práctica la invención.
[0007] La presente invención está definida por las reivindicaciones adjuntas.
[0008] Diversas características, aspectos y ventajas de la presente invención se entenderán mejor con referencia a la siguiente descripción y a las reivindicaciones adjuntas. Los dibujos adjuntos, que se incorporan en y constituyen una parte de esta memoria descriptiva, ilustran modos de realización de la invención y, junto con la descripción, sirven para explicar los principios de la invención. En los dibujos:
la FIG. 1 ilustra una vista en perspectiva de un modo de realización de una turbina eólica de acuerdo con la presente divulgación;
la FIG. 2 es una vista en sección transversal de una porción de un rotor de acuerdo con un modo de realización de la presente divulgación;
la FIG. 3 es una vista en sección transversal de una porción de un rotor de acuerdo con otro modo de realización de la presente divulgación;
la FIG. 4 es una vista en sección transversal de una porción de un rotor de acuerdo con otro modo de realización de la presente divulgación;
la FIG. 5 es una vista en sección transversal de una porción de un rotor de acuerdo con otro modo de realización de la presente divulgación;
la FIG. 6 es una vista en perspectiva de un inserto de acuerdo con un modo de realización de la presente
divulgación;
la FIG. 7 es una vista en perspectiva de un inserto de acuerdo con otro modo de realización de la presente divulgación;
la FIG. 8 muestra una vista en sección transversal en primer plano de una porción de un rotor de acuerdo con un modo de realización de la presente divulgación;
la FIG. 9 muestra una vista en sección transversal en primer plano de una porción de un rotor de acuerdo con otro modo de realización de la presente divulgación;
la FIG. 10 es una vista lateral de un inserto, de un conjunto de accionamiento de rodamiento y de una porción de un buje de acuerdo con un modo de realización de la presente divulgación;
la FIG. 11 es una vista lateral de un inserto, de un conjunto de accionamiento de rodamiento y de una porción de un buje de acuerdo otro modo de realización de la presente divulgación;
la FIG. 12 es una vista lateral de un inserto, de un conjunto de accionamiento de rodamiento y de una porción de un buje de acuerdo otro modo de realización de la presente divulgación;
la FIG. 13 es una vista en perspectiva de un inserto de acuerdo con un modo de realización de la presente divulgación;
la FIG. 14 es una vista en sección transversal en primer plano de una porción de un rotor de acuerdo con un modo de realización de la presente divulgación; y,
la FIG. 15 es una vista en sección transversal en primer plano de una porción de un rotor de acuerdo con otro modo de realización de la presente divulgación.
[0009] Ahora se hará referencia con detalle a modos de realización de la invención, de los cuales se ilustran uno o más ejemplos en los dibujos. Cada ejemplo se proporciona a modo de explicación de la invención, no de limitación de la invención. De hecho, resultará evidente para los expertos en la técnica que se pueden realizar diversas modificaciones y variaciones en la presente invención sin apartarse del alcance de la invención. Por ejemplo, se pueden usar características ilustradas o descritas como parte de un modo de realización con otro modo de realización para proporcionar otro modo de realización más. Por tanto, se pretende que la presente invención cubra dichas modificaciones y variaciones de modo que entren dentro del alcance de las reivindicaciones adjuntas.
[0010] La FIG. 1 es una vista en perspectiva de una turbina eólica 10 ejemplar. En el modo de realización ejemplar, la turbina eólica 10 es una turbina eólica de eje horizontal. De forma alternativa, la turbina eólica 10 puede ser una turbina eólica de eje vertical. En el modo de realización ejemplar, la turbina eólica 10 incluye una torre 12 que se extiende desde una superficie de soporte 14, una góndola 16 montada en la torre 12 y un rotor 18 que está acoplado a la góndola 16. El rotor 18 incluye un buje rotativo 20 y al menos una pala de rotor 22 acoplada a y que se extiende hacia fuera del buje 20. En el modo de realización ejemplar, el rotor 18 tiene tres palas de rotor 22. En un modo de realización alternativo, el rotor 18 puede incluir más o menos de tres palas de rotor 22. En el modo de realización ejemplar, la torre 12 está fabricada de acero tubular para definir una cavidad (no mostrada en la FIG. 1) entre la superficie de soporte 14 y la góndola 16. En un modo de realización alternativo, la torre 12 es cualquier tipo adecuado de torre que tenga cualquier altura adecuada.
[0011] Las palas de rotor 22 pueden estar espaciadas en torno al buje 20 para facilitar la rotación del rotor 18 para permitir que la energía cinética se transfiera desde el viento en energía mecánica útil y, posteriormente, en energía eléctrica. En un modo de realización, las palas de rotor 22 tienen una longitud que varía de aproximadamente 15 metros (m) a aproximadamente 91 m. De forma alternativa, las palas de rotor 22 pueden tener cualquier longitud adecuada que permita que la turbina eólica 10 funcione como se describe en el presente documento. Por ejemplo, otros ejemplos no limitantes de longitudes de palas incluyen 10 m o menos, 20 m, 37 m, o una longitud mayor que 91 m. Cuando el viento golpea las palas de rotor 22 desde una dirección 28, el rotor 18 se hace rotar en torno a un eje de rotación 30. A medida que las palas de rotor 22 se hacen rotar y se someten a fuerzas centrífugas, las palas de rotor 22 también se someten a diversas fuerzas y momentos. Como tal, las palas de rotor 22 se pueden desviar y/o rotar desde una posición neutra, o no desviada, a una posición desviada. Por ejemplo, un ángulo de pitch o un pitch de pala de las palas de rotor 22, es decir, un ángulo que determina una perspectiva de las palas de rotor 22 con respecto a la dirección 28 del viento, se puede cambiar para controlar la carga y la energía generada por la turbina eólica 10 ajustando una posición angular de al menos una pala de rotor 22 con relación a los vectores del viento. Se muestran los ejes de pitch 34 para las palas de rotor 22. Dicho pitch (de las palas individualmente y en combinación) y, de otro modo, el ajuste de las palas de rotor 22 y de la turbina eólica 10 pueden disminuir la carga tanto en las palas 22 como en otros componentes de la turbina eólica 10. Por ejemplo, se pueden reducir el par y las cargas de flexión en un árbol principal que conecta el rotor 18 y un generador (analizado a continuación) y se puede reducir la flexión de la torre 12. Esto puede aumentar la vida útil de estos componentes y/o reducir los costes asociados con el diseño
y el funcionamiento de la turbina eólica 10.
[0012] En el modo de realización ejemplar, un pitch de pala de cada pala de rotor 22 se controla individualmente mediante un sistema de control 36. De forma alternativa, el pitch de pala para todas las palas de rotor 22 se puede controlar simultáneamente mediante el sistema de control 36. Además, en el modo de realización ejemplar, a medida que cambia la dirección 28, se puede controlar una dirección de guiñada de la góndola 16 en torno a un eje de guiñada 38 para situar las palas de rotor 22 con respecto a la dirección 28.
[0013] En la FIG. 1, el sistema de control 36 se muestra centralizado dentro de la góndola 16, sin embargo, el sistema de control 36 puede ser un sistema distribuido por toda la turbina eólica 10, en la superficie de soporte 14, central para una pluralidad de turbinas eólicas 10 en un parque eólico, y/o en un centro de control remoto. El sistema de control 36 incluye un procesador 40 configurado para realizar los procedimientos y/o etapas descritos en el presente documento. Además, muchos de los otros componentes descritos en el presente documento incluyen un procesador. Como se usa en el presente documento, el término "procesador" no se limita a circuitos integrados a los que se hace referencia en la técnica como ordenador, sino que se refiere ampliamente a un procesador, un microcontrolador, un microordenador, un controlador lógico programable (PLC), un circuito integrado específico de la aplicación y otros circuitos programables, y estos términos se usan de forma intercambiable en el presente documento. Debe entenderse que un procesador y/o un sistema de control también pueden incluir memoria, canales de entrada y/o canales de salida.
[0014] Las FIGS. 2 a 15 ilustran diversos modos de realización de diversos componentes del rotor 18 de acuerdo con la presente divulgación. Como se analiza, un rotor 18 de acuerdo con la presente divulgación incluye un buje 20 y una o más palas de rotor 22. Como se muestra, un rotor 18 incluye además uno o más conjuntos de rodamiento 50. Cada conjunto de rodamiento 50 puede estar configurado para hacer rotar una pala de rotor 22 con respecto a un buje 20, tal como en torno aproximadamente a un eje de pitch 34 como se analizó anteriormente. Por tanto, se puede disponer un conjunto de rodamiento 50 entre una brida de buje 52 de un buje 20 y una raíz 54 de una pala de rotor 22. Como se muestra, un conjunto de rodamiento 50 de acuerdo con algunos modos de realización puede incluir una pista interna 62, una pista externa 64 y una pluralidad de elementos de rodamiento 66, tales como bolas, entre ellos. La pista interna 62 se puede acoplar a la pala de rotor 22, tal como a su raíz 54, mediante una pluralidad de elementos de fijación mecánicos 68. Cualquier pieza de sujeción mecánica adecuada, tal como una combinación de perno-tuerca cilíndrica, combinación de perno-tuerca, tornillo, clavo, remache u otro dispositivo de sujeción mecánico adecuado, se puede utilizar de acuerdo con la presente divulgación. La pista interna 62 puede rotar con respecto a la pista externa 64 para hacer rotar la pala de rotor 22. De forma alternativa, se puede utilizar cualquier conjunto de rodamiento 50 adecuado de acuerdo con la presente divulgación para hacer rotar una pala de rotor 22 con respecto a un buje 20.
[0015] Como se muestra, un rotor 18 de acuerdo con la presente divulgación incluye además un inserto 100. Un inserto 100 de acuerdo con la presente divulgación es, en modos de realización ejemplares, un componente en general anular o cilíndrico del rotor 18. El inserto 100 está acoplado al y entre el buje 20 y el conjunto de rodamiento 50. Un inserto 100 de acuerdo con la presente divulgación orienta una pala de rotor 22 asociada en un ángulo de cono, y además puede proporcionar características ventajosas adicionales al rotor 18. Por ejemplo, el inserto 100 puede incluir componentes de refuerzo y/o se puede configurar para reducir o prevenir el riesgo de ovalización durante el funcionamiento. Además, el inserto 100 puede abordar y reducir el riesgo de tambaleo, así como los problemas de tensión.
[0016] Un inserto 100 de acuerdo con la presente divulgación puede incluir, por ejemplo, un primer extremo 102, un segundo extremo 104 y un cuerpo 106 que se extiende entre ellos. El cuerpo 106 puede ser en general hueco, y por tanto definir un interior 108 en el mismo. Como se analizó, el cuerpo 106 en modos de realización ejemplares es en general cilíndrico. El primer extremo 102 se puede acoplar al buje 20. Por tanto, por ejemplo, el primer extremo 102 puede ser una primera brida que se una al buje 20. Una o más elementos de fijación mecánicos 112 se pueden extender a través del primer extremo 102 y del buje 20 para acoplar el primer extremo 102 y el buje 20 juntos. El segundo extremo 104 se puede acoplar al conjunto de rodamiento 50. Por tanto, por ejemplo, el segundo extremo 104 puede ser una segunda brida que se una al conjunto de rodamiento 50, tal como a la pista externa 64 del mismo. Una o más elementos de fijación mecánicos 114 se pueden extender a través del segundo extremo 104 y del conjunto de rodamiento 50 para acoplar el segundo extremo 104 y el conjunto de rodamiento 50 juntos. Los elementos de fijación mecánicos 112, 114 en modos de realización ejemplares son combinaciones de tuerca-perno, pero, en otros modos de realización, puede ser cualquier pieza de sujeción mecánica adecuada como se describe en el presente documento. En otros modos de realización, el primer extremo 102 y el segundo extremo 104 se pueden acoplar respectivamente al buje 20 y al conjunto de rodamiento 50 mediante, por ejemplo, soldadura o cualquier otro proceso o aparato de acoplamiento adecuado.
[0017] En otros modos de realización ejemplares, como se muestra en la FIG. 5, una pluralidad de elementos de fijación mecánicos 160 se pueden extender a través del buje 20, el inserto 100 y el conjunto de rodamiento 50 y acoplarse juntos. Cada pieza de sujeción mecánica 160 se puede extender por tanto a través de cada buje 20, inserto 100 y conjunto de rodamiento 50 como se muestra. Además, en algunos modos de realización, los elementos de fijación mecánicos 160 se pueden extender a través del buje 20 en un ángulo de cono. En modos de realización ejemplares, por ejemplo, una pieza de sujeción mecánica 160 puede incluir una combinación de tuerca-perno.
Específicamente, la pieza de sujeción mecánica 160 de acuerdo con algunos modos de realización incluye un perno 162. El perno 162 se extiende a través del conjunto de rodamiento 50, tal como la pista externa 64 del mismo, a través del inserto 100 y a través del buje 20. En algunos modos de realización, la pieza de sujeción mecánica 160 incluye además una arandela que, en modos de realización ejemplares, es una arandela autoalineable 166. La arandela 166 puede, por ejemplo, estar dispuesta entre un cabezal 168 del perno 162 y el conjunto de rodamiento 50, tal como la pista externa 64 del mismo, u otro componente de rotor adecuado. Debido a que la arandela 166 es autoalineable, se puede permitir que el perno 162 se extienda a través del conjunto de rodamiento 50, del inserto 100 y del buje 20 en ángulo con diversos de los componentes, para alojar un ángulo de cono, como se analiza a continuación, proporcionado a la pala de rotor 22 por el inserto 100. La arandela autoalineable 166 puede permitir que el perno 162, y específicamente el cabezal 168 del mismo, se asiente correctamente con el conjunto de rodamiento 50 mientras se extiende en ángulo con el conjunto de rodamiento 50, como se muestra.
[0018] El primer extremo 102 define un primer plano 116, y el segundo extremo 104 define de forma similar un segundo plano 118. Como se muestra, el segundo plano 118 está orientado en un ángulo de cono 119 con respecto al primer plano 116. Un ángulo de cono 119 está en algunos modos de realización entre aproximadamente 0,1 grados y aproximadamente 5 grados, en otros modos de realización entre aproximadamente 0,5 grados y aproximadamente 5 grados, en otros modos de realización entre aproximadamente 1 grado y aproximadamente 5 grados, en otros modos de realización entre aproximadamente 1 grado y aproximadamente 4 grados. Por tanto, un inserto 100 de acuerdo con la presente divulgación orienta de forma ventajosa una pala de rotor 22 asociada en un ángulo de cono 119.
[0019] Como se analiza, las piezas de sujeción 114, 116 pueden acoplar el primer extremo 102 y el segundo extremo 104 al buje 20 respectivo y al conjunto de rodamiento 50. En algunos modos de realización, como se muestra en las FIGS. 2 y 4, los elementos de fijación mecánicos 114 y/o 116 pueden ser accesibles de forma externa del inserto 100. En estos modos de realización, los elementos de fijación mecánicos 114 y/o 116 no están contenidas en el interior 108 o en el propio cuerpo 106, sino que se extienden a través del primer extremo 102 y/o del segundo extremo 104 desde el exterior del inserto 100. Dicha configuración permite el mantenimiento del rotor desde el exterior del inserto 100 sin necesidad de acceder al interior 108. En otros modos de realización, como se muestra en la FIG. 3, los elementos de fijación mecánicos 114 y/o 116 pueden ser accesibles desde el interior 108 del inserto 100. En estos modos de realización, los elementos de fijación mecánicos 114 y/o 116 se extienden a través del primer extremo 102 y/o del segundo extremo 106 desde el interior 108, y el cuerpo 106 en general rodea esas porciones de los elementos de fijación mecánicos 114 y/o 116 en el interior. Dicha configuración permite el mantenimiento del rotor desde el interior del inserto 100 sin necesidad de acceder al exterior del inserto. En otros modos de realización más, como se muestra en las FIGS. 5 y 13 a 15, los elementos de fijación mecánicos 114 y/o 116 pueden ser accesibles solo desde el primer extremo 102 y/o el segundo extremo 106 y, por tanto, se pueden extender a través del cuerpo 106.
[0020] Un inserto 100 de acuerdo con la presente divulgación puede incluir en algunos modos de realización un labio 120. El labio 120 se extiende desde el primer extremo 102 hacia el buje 20 de modo que el labio 120 rodea al menos parcialmente el buje 20. Un labio 120 de acuerdo con la presente divulgación es en modos de realización ejemplares en general cilíndrico, de modo que el labio 120 puede rodear y contactar con una porción del buje 20. En otros modos de realización, el labio 120 tiene una forma que en general corresponde a la forma del buje 20. Además, el labio 120, en modos de realización ejemplares, es en general periféricamente continuo. De forma alternativa, sin embargo, el labio no necesita ser completamente continuo, sino que puede tener una o más porciones de labio que estén separadas entre sí y que se extiendan hacia y rodeen el buje 20. Al rodear una porción del buje 20, el labio 120 se endurece y, por tanto, refuerza el primer extremo 102 y el inserto 100 en general, evitando por tanto la ovalización del inserto 100 durante el funcionamiento.
[0021] Como se analizó, el cuerpo 106 del inserto 100 se extiende entre el primer extremo 102 y el segundo extremo 104. El cuerpo 106 puede, por ejemplo, extenderse a lo largo de un eje central. En algunos modos de realización, el eje 122 es perpendicular al primer plano 116, como se muestra, por ejemplo, en la FIG. 2. En otros modos de realización, el eje 124 es perpendicular al segundo plano 118, como se muestra, por ejemplo, en las FIGS. 3 y 4. En otros modos de realización, como se muestra en las FIGS. 10 a 12 y que se describen a continuación, porciones del cuerpo 106 se pueden extender a lo largo del eje 122 mientras que otras porciones se extienden a lo largo del eje 124.
[0022] El cuerpo 106 de un inserto 100 de acuerdo con la presente divulgación está formado en algunos modos de realización como un único componente unitario, como se muestra, por ejemplo, en las FIGS. 2 a 9 y 13 a 15. En otros modos de realización, el cuerpo 106 se puede formar a partir de múltiples componentes separados que se acoplan entre sí mediante, por ejemplo, los elementos de fijación mecánicos, soldadura o cualquier otro proceso o aparato de acoplamiento adecuado. Las FIGS. 10 a 12 ilustran diversos modos de realización de múltiples cuerpos de componentes 106.
[0023] Como se muestra en la FIG. 10, por ejemplo, un cuerpo 106 puede incluir una primera porción 132 y una segunda porción 134. La primera porción 132 se puede extender a lo largo del eje 122 perpendicular al primer plano 116. La segunda porción 134 puede ser una porción encodada. Una porción encodada está al menos parcialmente curvada para proporcionar al menos parcialmente una transición para el cuerpo 106 desde extenderse a lo largo del eje 122 a extenderse a lo largo del eje 124. En el modo de realización como se muestra, la primera porción 132 incluye
el primer extremo 102, y la segunda porción 134 incluye el segundo extremo 104.
[0024] Como se muestra en la FIG. 11, por ejemplo, un cuerpo 106 puede incluir una primera porción 132 y una segunda porción 134. La primera porción 132 puede ser una porción encodada. La segunda porción 134 se puede extender a lo largo del eje 124 perpendicular al segundo plano 118. En el modo de realización como se muestra, la primera porción 132 incluye el primer extremo 102, y la segunda porción 134 incluye el segundo extremo 104.
[0025] Como se muestra en la FIG. 12, por ejemplo, un cuerpo 106 puede incluir una primera porción 132, una segunda porción 134 y una tercera porción 136. La primera porción 132 se puede extender a lo largo del eje 122 perpendicular al primer plano 116. La segunda porción 134 puede ser una porción encodada. La tercera porción 136 se puede extender a lo largo de un eje 124 perpendicular al segundo plano 118. En el modo de realización como se muestra, la primera porción 132 incluye el primer extremo 102, y la tercera porción 136 incluye el segundo extremo 104.
[0026] Los cuerpos formados a partir de múltiples componentes como se analizó anteriormente pueden proporcionar diversas ventajas. Por ejemplo, el uso de múltiples porciones permite que la pala de rotor 22 se desplace más desde la torre 12, lo que, junto con el ángulo de conificación, puede reducir aún más el riesgo de contacto con la torre 12. Además, el uso de una porción encodada puede permitir que la interfaz entre los componentes sea circular, en lugar de ovalada. Esto puede proporcionar características de tensión ventajosas y puede servir para reducir la ovalización durante el funcionamiento.
[0027] Un rotor 18 de acuerdo con la presente divulgación incluye además uno o más conjuntos de accionamiento de rodamientos 140. Cada conjunto de accionamiento de rodamiento 140 de acuerdo está asociado con una pala de rotor 22, y acciona el conjunto de rodamiento 50 asociado con esa pala de rotor 22 para hacer rotar la pala de rotor 22, tal como en torno a un eje de pitch 34 como se analizó anteriormente. Un conjunto de accionamiento de rodamiento 140 puede incluir, por ejemplo, un motor 142 y un engranaje 144. El motor 142 puede accionar de forma rotatoria el engranaje 144. Los dientes del engranaje 144 pueden engranar con el conjunto de rodamiento 50, tal como con una pista interna 62 del mismo, y pueden rotar, rotando por tanto el conjunto de rodamiento 50 y la pala de rotor 22 acoplada al mismo.
[0028] El conjunto de accionamiento de rodamiento 140 puede recibir soporte en el rotor 18. En algunos modos de realización, un inserto 100 incluye componentes configurados para soportar un conjunto de accionamiento de rodamiento 140. Por ejemplo, un conjunto de accionamiento de rodamiento 140 puede estar dispuesto al menos parcialmente dentro del interior 108 de un inserto 100. El inserto 100 puede incluir una o más placas 150. Como se muestra en las FIGS. 2 a 5 y 8, el conjunto de accionamiento de rodamiento 140, en algunos modos de realización, se puede extender y acoplarse a una placa 150, tal como mediante elementos de fijación mecánicos, soldadura o cualquier otro proceso o aparato de acoplamiento adecuado. Adicionalmente o de forma alternativa, el conjunto de accionamiento de rodamiento 140 se puede extender a través y hacer contacto con, pero no acoplarse a, una placa 150. Una placa 150 de este tipo puede estabilizar la posición del conjunto de accionamiento de rodamiento 150 en el inserto 100. Por ejemplo, la FIG. 8 ilustra dos placas 150. Una placa 150 está acoplada al conjunto de accionamiento de rodamiento 140, mientras que la otra estabiliza el conjunto de accionamiento de rodamiento 140. En otros modos de realización, no es necesario que el conjunto de accionamiento de rodamiento 140 reciba soporte de un componente del inserto 100. Por ejemplo, un conjunto de accionamiento de rodamiento 140 puede estar acoplado por y recibir soporte de un componente del buje 20, tal como un soporte 158 dispuesto en el buje 20 como se muestra en la FIG.
9.
[0029] Una placa 150 de acuerdo con la presente divulgación puede incluir un primer extremo 152, un segundo extremo 154 y un cuerpo 156 que se extiende entre ellos. En algunos modos de realización, como se muestra, por ejemplo, en las FIGS. 2 a 6 y 8, la placa puede estar en voladizo. Por tanto, solo uno del primer extremo 152 y del segundo extremo 154 está acoplado al cuerpo 106 del inserto 100, mientras que el otro está libre en el interior 108 del inserto 100. En otros modos de realización, como se muestra en la FIG. 7, tanto el primer extremo 152 como el segundo extremo 154 están acoplados al cuerpo 106. La placa 150 en estos modos de realización se extiende por tanto a través de todo el interior 108 del inserto 100. Además, en estos modos de realización, la placa 150 refuerza además el inserto 100, proporcionando características de tensión mejoradas y reduciendo la ovalización durante el funcionamiento.
[0030] Como se analizó, un inserto 100 de acuerdo con la presente divulgación puede incluir en algunos modos de realización una primera pluralidad de elementos de fijación mecánicos 112 para acoplar el inserto 100 al buje 20, y una segunda pluralidad de elementos de fijación mecánicos 114 para acoplar el inserto 100 al conjunto de rodamiento 50. En algunos modos de realización, como se muestra en las FIGS. 8, 9 y 13 a 15, los elementos de fijación mecánicos 112, 114 pueden estar escalonadas en torno a la periferia del inserto 100 y, por tanto, en torno al primer extremo 102 y/o al segundo extremo 104. Como se muestra, los elementos de fijación mecánicos en estos modos de realización alternan por tanto en torno a la periferia del inserto 100. Esto permite la facilidad de conjunto del rotor 18, tal como la facilidad de acoplar el inserto 100 al buje 20 y al conjunto de rodamiento 50. Esto es especialmente ventajoso en modos de realización en los que los elementos de fijación mecánicos solo son accesibles desde los extremos 102,
[0031] La presente descripción escrita usa ejemplos para divulgar la invención, incluyendo el modo preferente, y también para permitir que cualquier experto en la técnica ponga en práctica la invención, incluyendo la fabricación y el uso de cualquier dispositivo o sistema y el modo de realización de cualquier procedimiento incorporado. El alcance patentable de la invención se define mediante las reivindicaciones y puede incluir otros ejemplos que se produzcan por los expertos en la técnica.
Claims (12)
1. Un rotor para una turbina eólica (10), que comprende:
un buje (20);
una pala de rotor (22);
un conjunto de rodamiento (56) configurado para girar la pala de rotor (22) con respecto al buje (20); y un inserto (100), comprendiendo el inserto (100) un primer extremo (102), un segundo extremo (104) y un cuerpo (106) que se extiende entre ellos, el primer extremo (102) acoplado al buje (20) y el segundo extremo (104) acoplado al conjunto de rodamiento (50), definiendo el segundo extremo (104) un segundo plano (118) orientado en un ángulo de cono (119) con respecto a un primer plano (116) definido por el primer extremo (102);
caracterizado por que:
el rotor (18) comprende además un conjunto de accionamiento de rodamiento (140) y una placa (150), el conjunto de accionamiento de rodamiento (140) dispuesto al menos parcialmente dentro de un interior del inserto (100), extendiéndose la placa (150) hacia el interior y comprendiendo un primer extremo, un segundo extremo y un cuerpo que se extiende entre ellos, el conjunto de accionamiento de rodamiento (140) acoplado a la placa (150), en el que la placa (150) está en voladizo de modo que solo uno del primer extremo y del segundo extremo está acoplado al cuerpo (106).
2. El rotor (18) de la reivindicación 1, que comprende además una pluralidad de elementos de fijación mecánicos (114) que acoplan el segundo extremo (104) del inserto (100) al conjunto de rodamiento (50), cada una de la pluralidad de elementos de fijación mecánicos accesibles desde el exterior del inserto.
3. El rotor (18) de cualquier reivindicación anterior, que comprende además una pluralidad de elementos de fijación mecánicos (114) que acoplan el segundo extremo (104) del inserto (100) al conjunto de rodamiento (50), cada una de la pluralidad de elementos de fijación mecánicos accesibles desde un interior del inserto.
4. El rotor (18) de cualquier reivindicación anterior, en el que el inserto (100) comprende además un labio (120) que se extiende desde el primer extremo (102) hacia el buje (20) de modo que el labio rodea al menos parcialmente el buje.
5. El rotor (18) de cualquier reivindicación anterior, en el que el cuerpo (106) del inserto (100) se extiende a lo largo de un eje que se extiende perpendicular al primer plano (116).
6. El rotor (18) de cualquier reivindicación anterior, en el que el cuerpo (106) del inserto (100) se extiende a lo largo de un eje que se extiende perpendicular al segundo plano (118).
7. El rotor (18) de cualquier reivindicación anterior, en el que el cuerpo (106) comprende una primera porción que se extiende a lo largo de un eje que se extiende perpendicular al primer plano y una segunda porción encodada.
8. El rotor (18) de cualquier reivindicación anterior, en el que el cuerpo (106) comprende una primera porción encodada y una segunda porción que se extiende a lo largo de un eje que se extiende perpendicular al segundo plano.
9. El rotor (18) de cualquier reivindicación anterior, en el que el cuerpo (106) comprende una primera porción que se extiende a lo largo de un eje que se extiende perpendicular al primer plano, una segunda porción encodada y una tercera porción que se extiende a lo largo de un eje que se extiende perpendicular al segundo plano.
10. El rotor (18) de cualquier reivindicación anterior, que comprende además una pluralidad de primeros elementos de fijación mecánicos (68) para acoplar el inserto (100) al buje (20) y una pluralidad de segundos elementos de fijación mecánicos para acoplar el inserto (100) al conjunto de rodamiento (50), y en el que la pluralidad de primeros elementos de fijación mecánicos y la pluralidad de segundos elementos de fijación mecánicos están en general escalonadas anularmente en torno al primer extremo y al segundo extremo.
11. Una turbina eólica (10) que comprende:
una torre (12);
una góndola (16) montada en la torre;
un rotor (18) acoplado a la góndola, comprendiendo el rotor:
un buje (20);
una pala de rotor (22);
un conjunto de rodamiento (50) configurado para hacer rotar la pala de rotor (22) con respecto al buje (20); y
un inserto (100), comprendiendo el inserto (100) un primer extremo (102), un segundo extremo (104) y un cuerpo (106) que se extiende entre ellos, el primer extremo acoplado al buje y el segundo extremo acoplado al conjunto de rodamiento, definiendo el segundo extremo un segundo plano orientado en un ángulo de cono con respecto a un primer plano definido por el primer extremo;
caracterizado por
el rotor (18) comprende además un conjunto de accionamiento de rodamiento (140) y una placa (150), el conjunto de accionamiento de rodamiento (140) dispuesto al menos parcialmente dentro de un interior del inserto (100), extendiéndose la placa (150) hacia el interior y comprendiendo un primer extremo, un segundo extremo y un cuerpo que se extiende entre ellos, el conjunto de accionamiento de rodamiento (140) acoplado a la placa (150), en el que la placa (150) está en voladizo de modo que solo uno del primer extremo y del segundo extremo está acoplado al cuerpo (106).
12. La turbina eólica (10) de la reivindicación 11, en la que el inserto (100) comprende además un labio (120) que se extiende desde el primer extremo (102) hacia el buje (20) de manera que el labio (120) rodea al menos parcialmente el buje (20).
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