ES2863426T3 - Estructura de montaje de actuador de cambio de paso de pala de aerogenerador - Google Patents

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Frank Møller HANSEN
Jesper Lykkegaard Neubauer
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Abstract

Un aerogenerador (10) que comprende: un rotor (16) que comprende un buje (20) y al menos una pala de rotor (18) unida al buje (20), el rotor (16) que está dispuesto para girar alrededor de un eje de rotor (32) que se extiende a través del buje (20), y la al menos una pala (18) que está dispuesta para girar con relación al buje (20) ) alrededor de un eje de paso (40) de la pala (18), al menos un actuador de cambio de paso lineal (38) acoplado al buje (20) en o cerca de un primer extremo (42) del actuador de cambio de paso (38) y acoplado a la pala (18) en o cerca de un segundo extremo (44) del actuador de cambio de paso (38), el actuador de cambio de paso (38) que está dispuesto para extenderse y contraerse para girar la pala (18) alrededor del eje de paso (40); y una estructura de montaje (62) para acoplar el actuador de cambio de paso (38) al buje (20), la estructura de montaje (62) que comprende una o más patas (64) que se proyectan desde una superficie (24) del buje (20), la una o más patas (64) que tienen, cada una, un extremo proximal (66) unido a o integral con el buje (20) y un extremo distal (68) separado de la superficie (24) del buje (20), y la estructura de montaje (62) que comprende además una parte de unión de actuador (72) acoplada al actuador de cambio de paso (38) en el extremo o extremos distales (68) de la una o más patas (64), en donde la una o más patas (64) incluyen, cada una, una parte intermedia flexible (74) entre los extremos proximales y distales (66, 68), la parte intermedia flexible (74) que está configurada para permitir que la una o más patas (64) se flexionen en uso para facilitar el movimiento de pivote del actuador de cambio de pasa (38) en un primer plano, caracterizado por que la estructura de montaje (62) comprende una primera y una segunda patas (64) dispuestas respectivamente en lados opuestos del actuador de cambio de paso (38) y respectivamente en lados opuestos del primer plano.

Description

DESCRIPCIÓN
Estructura de montaje de actuador de cambio de paso de pala de aerogenerador
Campo técnico
La presente invención se refiere de manera general a aerogeneradores que tienen palas que pueden cabecear y, más específicamente, a una estructura de montaje para montar un actuador de cambio de paso en un buje de un aerogenerador y a un aerogenerador que comprende tal estructura de montaje.
Antecedentes
Los aerogeneradores capturan y convierten la energía del viento en energía eléctrica a ser suministrada a una red eléctrica. Un aerogenerador típico comprende una torre que forma la estructura de soporte para la turbina, una góndola que contiene los componentes de generación de energía y un rotor, que comprende un buje y una pluralidad de palas de aerogenerador, que está unido de manera giratoria a la góndola. Cuando el viento es incidente sobre las palas de aerogenerador, éstas se hacen girar alrededor de un eje de rotor. La energía mecánica del rotor giratorio se convierte en energía eléctrica mediante un generador, que está alojado en la góndola junto con otros diversos componentes requeridos para la generación de energía.
Para obtener una operación de aerogenerador eficiente, los aerogeneradores modernos a escala de empresa de servicios públicos generalmente incorporan un sistema de cambio de paso para girar las palas alrededor de sus ejes longitudinales con el fin de controlar el ángulo de las palas con respecto al viento, es decir, para controlar el “ángulo de paso” de las palas. El sistema de cambio de paso incluye uno o más actuadores de cambio de paso lineal, típicamente actuadores hidráulicos que comprenden un cilindro y una biela de pistón dispuesta para extenderse y retraerse desde el cilindro para girar la pala.
En un sistema de cambio de paso estándar, el cilindro del actuador de cambio de paso está unido típicamente al buje y la biela está unida típicamente a la pala. El cilindro está montado en el buje de manera que pueda pivotar ligeramente en una primera dirección alrededor de un primer eje de pivote que es generalmente paralelo al eje de paso de la pala. Esto permite que el cilindro se mueva ligeramente en un plano generalmente perpendicular al eje de paso de la pala cuando la biela se mueve dentro y fuera del cilindro para girar la pala.
Las palas de aerogenerador están sometidas a grandes cargas en uso, y estas cargas dan como resultado fuerzas que actúan sobre el actuador de cambio de paso en una dirección generalmente paralela al eje de paso. Con el fin de evitar que tales cargas doblen o dañen, de otro modo, el actuador de cambio de paso, es conocido montar el cilindro al buje de manera que también pueda pivotar en una segunda dirección, alrededor de un segundo eje de pivote, perpendicular al primer eje de pivote.
Por consiguiente, es conocido montar el cilindro de un actuador de cambio de paso al buje de modo que el cilindro pueda pivotar en dos direcciones mutuamente ortogonales, alrededor del primer y segundo ejes de pivote mutuamente ortogonales. Esto se logra mediante la provisión de un primer y segundo cojinetes de pivote en la disposición de montaje entre el cilindro y el buje.
Las disposiciones de montaje conocidas para el cilindro son relativamente caras debido, en parte, a la provisión de múltiples cojinetes de pivote. Los cojinetes de pivote también incurren en desgaste con el tiempo y requieren mantenimiento o sustitución durante la vida útil del aerogenerador.
Los documentos JP 2010 203260 A, US 2010/276932 A1 y US 2012/189445 A1 son ejemplos de estructuras de montaje para sistemas de actuador de cambio de paso que comprenden una junta flexible.
En este contexto, la presente invención tiene como objetivo proporcionar una estructura de montaje mejorada para un actuador de cambio de paso.
Compendio de la invención
La invención está definida por las reivindicaciones adjuntas.
Según un primer aspecto de la presente invención, se proporciona un aerogenerador que comprende un rotor que comprende un buje y al menos una pala de rotor unida al buje, el rotor que está dispuesto para girar alrededor de un eje de rotor que se extiende a través del buje, y la al menos una pala que está dispuesta para girar con relación al buje alrededor de un eje de paso de la pala. El aerogenerador comprende además al menos un actuador de cambio de paso lineal acoplado al buje en o cerca de un primer extremo del actuador de cambio de paso y acoplado a la pala en o cerca de un segundo extremo del actuador de cambio de paso. El actuador de cambio de paso está dispuesto para extenderse y contraerse para girar la pala alrededor del eje de paso. El aerogenerador comprende además una estructura de montaje para acoplar el actuador de cambio de paso al buje. La estructura de montaje comprende una o más patas que se proyectan desde una superficie del buje. La una o más patas que tienen, cada una, un extremo proximal unido a o integral con el buje y un extremo distal separado de la superficie del buje. La estructura de montaje comprende además una parte de unión de actuador acoplada al actuador de cambio de paso en el extremo o extremos distales de la una o más patas. La una o más patas incluyen una parte intermedia flexible entre los extremos proximales y distales. La parte intermedia flexible está configurada para permitir que la una o más patas se flexionen en uso para facilitar el movimiento de pivote del actuador de cambio de paso en un primer plano. La parte intermedia flexible de la una o más patas permite que las patas se doblen de manera resiliente en uso. La estructura de montaje, por lo tanto, es capaz de absorber cargas que actúan sobre el actuador de cambio de paso. La una o más patas están configuradas para doblarse con preferencia al cilindro y/o a la biela. La una o más patas, por lo tanto, se pueden configurar para ser más flexibles que el actuador de cambio de paso. Por consiguiente, se evita que el actuador se doble, se pandee o se dañe, de otro modo, en uso cuando está bajo carga. El actuador, por lo tanto, permanece recto y cualquier sello permanece intacto. El actuador, por lo tanto, es capaz de cambiar el paso de las palas de manera suave y continua incluso cuando las palas están bajo cargas significativas.
El actuador de cambio de paso puede comprender cualquier actuador lineal adecuado, por ejemplo, un actuador de cambio de paso hidráulico que comprende un cilindro y una biela. El cilindro se puede acoplar al buje y la biela se puede acoplar a la pala. El primer extremo del actuador, por lo tanto, puede ser un extremo del cilindro y el segundo extremo del actuador puede ser un extremo de la biela. La biela se puede disponer para extenderse y retraerse con relación al cilindro para efectuar el giro de la pala alrededor del eje de paso.
El actuador de cambio de paso se puede acoplar a una placa en el extremo de la raíz de la pala, por ejemplo, a una placa de refuerzo de un cojinete de paso. El segundo extremo del actuador de cambio de paso se puede acoplar a la pala en una ubicación desplazada radialmente del eje de paso. Por consiguiente, el movimiento lineal del actuador de cambio de paso se traduce en movimiento de rotación de la pala. El segundo extremo del actuador de cambio de paso se puede acoplar a la pala mediante una junta esférica. Las patas flexibles de la estructura de montaje facilitan el movimiento de pivote del actuador de cambio de paso alrededor de la junta esférica en el primer plano.
El actuador de cambio de paso se puede conectar de manera pivotante a la parte de unión de actuador de la estructura de montaje de manera que el actuador de cambio de paso pueda pivotar en un segundo plano sustancialmente perpendicular al primer plano.
El actuador de cambio de paso, por lo tanto, es capaz de pivotar en o cerca de su primer extremo alrededor de un eje de pivote que se extiende a través de la parte de unión de actuador de la estructura de montaje. Este eje de pivote se sitúa dentro del primer plano y generalmente es paralelo al eje de paso de la pala cuando las patas de la estructura de montaje están rectas, es decir, cuando las patas no están dobladas bajo carga. Cuando las patas están dobladas, la orientación de este eje de pivote en el primer plano cambiará ligeramente de manera que sea transversal pero no estrictamente perpendicular al eje de paso. Por consiguiente, la orientación absoluta del segundo plano variará ligeramente cuando las patas están dobladas, mientras que permanece sustancialmente perpendicular al primer plano.
El actuador de cambio de paso pivotará en el segundo plano durante la extensión/retracción del actuador de cambio de paso. Típicamente, la estructura de montaje permite pivotar unos pocos grados en el segundo plano.
El primer plano es preferiblemente sustancialmente paralelo a un plano que comprende el eje de rotor y el eje de paso. No obstante, cuando el actuador pivota en el segundo plano, se apreciará que la orientación del primer plano variará en unos pocos grados con respecto al plano que comprende el eje de rotor y el eje de paso. Todas estas orientaciones del primer plano todavía se considera que son ‘sustancialmente paralelas' al plano que comprende el eje de rotor y el eje de paso.
La estructura de montaje puede comprender una primera y segunda patas dispuestas respectivamente en lados opuestos del actuador de cambio de paso y respectivamente en lados opuestos del primer plano. En una realización preferida, las dos patas tendrán sustancialmente la misma distancia a la pala.
La parte de unión de actuador puede comprender al menos una horquilla que puentea los extremos distales respectivos de la primera y segunda patas. El actuador se puede conectar de manera pivotante a al menos una horquilla.
La parte de unión de actuador puede comprender una primera y segunda horquillas mutuamente opuestas. La primera y segunda horquillas mutuamente opuestas se pueden disponer respectivamente en lados opuestos de los extremos distales respectivos de la primera y segunda patas. La o cada horquilla puede tener la forma de una placa. La placa se puede unir a las patas mediante cualquier medio adecuado, por ejemplo mediante tornillos o pernos. El actuador de cambio de paso se puede conectar de manera pivotante entre la primera y segunda horquillas opuestas de la estructura de montaje de manera que el actuador de cambio de paso pueda pivotar en el segundo plano.
El actuador de cambio de paso puede moverse entre la primera y la segunda patas cuando el actuador pivota en el segundo plano. El actuador de cambio de paso puede pivotar hacia la primera pata o hacia la segunda pata dependiendo de la dirección del movimiento en el segundo plano.
La o cada pata puede extenderse sustancialmente en el segundo plano cuando la o cada pata está sustancialmente recta, es decir, no doblada bajo carga.
La parte intermedia flexible tiene preferiblemente un grosor reducido en comparación con una parte de la pata adyacente a la parte intermedia. El grosor reducido de la parte intermedia asegura la flexibilidad de la pata. Tal grosor reducido puede ser, por ejemplo, menor que el 50% de una parte de la pata adyacente a la parte intermedia, tal como menor que el 40% o menor que el 25%. La parte intermedia flexible de la o cada pata puede tener una longitud en una dirección generalmente paralela al eje de rotor, un grosor en una dirección generalmente paralela al eje de paso y una anchura generalmente perpendicular tanto al eje de rotor como al eje de paso. La anchura de la parte intermedia puede ser mayor que su grosor. Esto proporciona ventajosamente flexibilidad inherente en la o en cada pata, facilitando por ello el movimiento pivotante del actuador de cambio de paso en el primer plano. La longitud de la parte intermedia de la o cada pata puede ser mayor que la anchura de la parte intermedia. Esto aumenta aún más la flexibilidad y resiliencia de la o de cada pata.
En otras realizaciones, la flexibilidad de la pata se puede lograr por otros medios o por otras configuraciones de la pata. Por ejemplo, la parte intermedia de la pata puede estar hecha de un material diferente al de las partes adyacentes de la pata, por ejemplo, puede estar hecha de un material más flexible, tal como caucho. Alternativamente, la parte intermedia de la pata podría tener una estructura que fomente o aumente la flexibilidad, tal como una estructura de concertina, o la parte intermedia puede comprender un resorte.
La o cada pata de la estructura de montaje pueden extenderse desde una superficie delantera del buje en una dirección generalmente paralela al eje de rotor. Se puede proporcionar un pie de montaje en un extremo proximal de la o cada pata. El pie de montaje se puede unir a la superficie delantera del buje. En otras realizaciones, las patas de la estructura de montaje pueden ser integrales con el buje.
En una realización, la estructura de montaje comprende una primera y una segunda patas, en donde un extremo proximal y un extremo distal de dicha primera pata definen una dirección de la primera pata en dicho segundo plano y un extremo proximal y un extremo distal de dicha segunda pata definen una dirección de la segunda pata en dicho segundo plano, y donde dicha dirección de la primera pata y dicha dirección de la segunda pata no son paralelas, con la distancia entre los extremos distales que es más pequeña que entre los extremos proximales. Con tal estructura no paralela se obtiene una construcción más estable, evitando por ello la necesidad de una estructura de refuerzo adicional.
En una realización adicional, el pivote de dicho actuador de cambio de paso en dicho segundo plano está restringido entre donde el eje central de dicho actuador de cambio de paso es paralelo a dicha dirección de la primera pata y donde es paralelo a dicha dirección de la segunda pata. La distancia entre el actuador de cambio de paso y los extremos distales individuales es más o menos constante, mientras que la distancia entre el actuador de cambio de paso y los extremos proximales individuales se varía en el movimiento pivotante. Con una restricción por la cual el eje central del actuador de cambio de paso se mantiene dentro de estos límites, la construcción estable como se ha mencionado anteriormente se asegura aún más.
En una realización preferida, cada una de dicha una o más patas es una unidad integral. 'Unidad integral' significa que es una única unidad fundida y/o mecanizada.
Para evitar dudas, la superficie delantera del buje es la superficie del buje que típicamente está cubierta por un cono de punta, es decir, está en el lado opuesto del buje a la góndola que típicamente aloja el generador. La parte de unión de actuador de la estructura de montaje, por lo tanto, está separada de la superficie delantera del buje.
El actuador puede extenderse a través de una abertura en la cara delantera del buje de manera que el primer extremo del actuador se proporcione en el exterior del buje y el segundo extremo del actuador se proporcione en el interior del buje. La estructura de montaje y el segundo extremo del actuador se pueden situar dentro de una región sustancialmente encerrada por un cono de punta unido al frente del buje. El cono de punta se puede quitar para acceder a los actuadores de cambio de paso para su mantenimiento o sustitución si esto se requiriese. El cono de punta mejora la estética del aerogenerador y protege las estructuras de montaje y las partes de proyección de los actuadores de cambio de paso de la exposición a las condiciones climáticas y los daños en uso.
Según un segundo aspecto de la presente invención, se proporciona una estructura de montaje para unir un actuador de cambio de paso a un buje de un aerogenerador. La estructura de montaje tiene una o más patas, cada una que tiene un extremo proximal, un extremo distal y una parte intermedia flexible entre los extremos proximales y distales. La estructura de montaje comprende además una parte de unión de actuador para unirla a un actuador de cambio de paso de pala de aerogenerador. La parte de unión de actuador está dispuesta en el extremo o extremos distales de la una o más patas. El extremo o extremos proximales de la una o más patas están configurados para su unión a un buje de aerogenerador. La parte o partes intermedias de la una o más patas están configuradas para flexionarse en uso para absorber cargas que actúan sobre el actuador de cambio de paso.
Las características opcionales descritas anteriormente en relación con el primer aspecto y en las reivindicaciones dependientes son igualmente aplicables al segundo aspecto. La repetición de tales características se evita simplemente por razones de concisión.
Breve descripción de los dibujos
Una o más realizaciones de la invención se describirán ahora, a modo de ejemplo solamente, con referencia a los dibujos que se acompañan, en los que:
la Figura 1 muestra un aerogenerador según una realización de la presente invención;
la Figura 2 es una vista en perspectiva de un buje del aerogenerador de la Figura 1, en la que se muestra un actuador de cambio de paso lineal conectado al buje por medio de una estructura de montaje según una realización de la presente invención;
la Figura 3 es una vista en perspectiva aislada de la estructura de montaje mostrada en la Figura 2;
la Figura 4 es una vista en perspectiva del actuador de cambio de paso y la estructura de montaje mostrados en la Figura 2, en la que la estructura de montaje se muestra de una forma despiezada; y
las Figuras 5a y 5b son vistas esquemáticas que ilustran la estructura de montaje que se flexiona en uso cuando está bajo carga para facilitar el pivote del actuador de cambio de paso.
Descripción detallada
La Figura 1 muestra un aerogenerador 10 según una realización de la presente invención. El aerogenerador 10 comprende una torre 12 que soporta una góndola 14 en la que está montado un rotor 16. El rotor 16 comprende una pluralidad de palas de aerogenerador 18 que se extienden radialmente desde un buje 20. En este ejemplo, el rotor 16 comprende tres palas 18.
Con referencia ahora a la Figura 2, el buje 20 se muestra con más detalle. El buje 20 comprende una carcasa hueca 22, que en este ejemplo está formada como una única pieza de fundición de acero. La carcasa 22 comprende una cara delantera 24 y una cara trasera 26. La cara trasera 26 incluye una pestaña de eje principal 28, que está adaptada para ser conectada a un eje principal (no mostrado) del aerogenerador 10. El buje 20 está dispuesto para girar alrededor de un eje de rotor 32, que se extiende a través de los centros respectivos de las caras delantera y trasera 24, 26 de la carcasa 22.
La carcasa 22 del buje 20 incluye tres pestañas de pala anulares 34, cada una que está adaptada para su conexión a una pala de aerogenerador 18 respectiva, a través de un cojinete de paso respectivo (no mostrado). Una placa 36 está unida a cada cojinete de paso. La placa 36 puede funcionar como una placa de refuerzo.
Un actuador de cambio de paso lineal 38 se muestra en la Figura 2 para girar una pala 18 respectiva alrededor de un eje de paso 40. Un primer extremo 42 del actuador de cambio de paso 38 está montado en el buje 20, mientras que un segundo extremo 44 del actuador de cambio de paso 38 está conectado a la pala 18. Por facilidad de ilustración, solamente se muestra un único actuador de cambio de paso 38 en la Figura 2. No obstante, en la práctica se proporcionan tres de tales actuadores de cambio de paso 38, un actuador 38 que está asociado con cada pala 18.
El actuador de cambio de paso 38 en este ejemplo es un actuador hidráulico que comprende un cilindro 46 y una biela 48. El cilindro 46 se extiende a través de una abertura 50 definida en la cara delantera 24 de la carcasa del buje 22, de manera que un primer extremo 52 del cilindro 46 está situado en el exterior de la carcasa 22 y un segundo extremo 54 del cilindro 46 está situado en el interior de la carcasa 22. Tres de tales aberturas 50 se muestran en la Figura 2, una para cada actuador de cambio de paso 38. La biela 48 incluye un primer extremo (no visible) que está situado en el interior del cilindro 46 y un segundo extremo 56 que está situado en el exterior del cilindro 46. La biela 48 es deslizable dentro del cilindro 46 para variar la extensión lineal del segundo extremo 56 de la biela 48 con relación al segundo extremo 54 del cilindro 46. El segundo extremo 56 de la biela 48 está montado en la placa 36 a través de una junta de rótula 58 en una ubicación de montaje 60 que está desplazada radialmente del eje de paso 40. Por consiguiente, la extensión lineal y la retracción de la biela 48 con relación al cilindro 46 se traducen en un movimiento de rotación de la pala 18 alrededor del eje de paso 40.
El primer extremo 52 del cilindro 46 está fijado al buje 20 a través de una estructura de montaje de actuador de cambio de paso 62. La estructura de montaje 62 comprende dos patas 64 que se proyectan desde la superficie delantera 24 de la carcasa de buje 22 en una dirección generalmente paralela al eje de rotor 32. Cada pata 64 tiene un extremo proximal 66 y un extremo distal 68. Los extremos proximales 66 de las patas 64 están unidos a una pestaña 70 que rodea la abertura 50 a través de la cual se extiende el cilindro 46. Los extremos distales 68 de las patas 64, por consiguiente, están separados de la superficie delantera 24 del buje 20.
Como se describirá con más detalle más adelante, el primer extremo 52 del cilindro 46 está conectado de manera pivotante a una parte de unión de actuador 72 de la estructura de montaje 62 en los extremos distales 68 de las patas 64. Aunque solamente se muestra una única estructura de montaje 62 en la Figura 2, se apreciará que cada actuador de cambio de paso 38 está montado en el buje 20 a través de una estructura de montaje 62 respectiva. La estructura de montaje 62 se describirá ahora con más detalle con referencia a la Figura 3, que muestra una vista aislada de la estructura de montaje 62.
Con referencia a la Figura 3, las patas 64 de la estructura de montaje 62 tienen una longitud paralela a la flecha L, una anchura paralela a la flecha W y un grosor paralelo a la flecha T. Las patas 64 incluyen, cada una, una parte intermedia flexible 74 entre los extremos proximales y distales 66, 68. La parte intermedia flexible 74 tiene un grosor reducido en comparación con el grosor de los extremos proximales y distales 66, 68 de la pata 64. La anchura de la parte intermedia 74 es mayor que su grosor, mientras que la longitud de la parte intermedia 74 es mayor que su anchura. Esta configuración, y en particular el grosor reducido, permite que la parte intermedia 74 se flexione (por ejemplo, se doble de manera resiliente) en uso, como se describirá con más detalle más adelante.
Con referencia aún a la Figura 3, la parte de unión de actuador 72 de la estructura de montaje 62 comprende una primera y segunda placas de horquilla 76, 78 mutuamente opuestas. Las placas de horquilla 76 puentean los extremos distales 68 de las patas 64 de la estructura de montaje 62 y están dispuestas respectivamente en lados opuestos de la primera y segunda patas 64. Las placas de horquilla 76, 78 están unidas a las patas 64 mediante una pluralidad de pernos 80, que se extienden a través de conjuntos alineados de orificios (no mostrados) en los extremos distales 68 de las patas 64 y en las placas de horquilla 76, 78. Se proporciona una tuerca 82 en cada perno 80 para sujetar entre sí el conjunto. Los extremos proximales 66 de las patas 64 incluyen, cada uno, un pie de montaje 84 a través del cual la estructura de montaje 62 se atornilla a la cara delantera 24 del buje 20. Las patas 64, incluyendo los pies de montaje 84, y las placas de horquilla 76, 78 están todas hechas de acero en este ejemplo. Con referencia ahora a la Figura 4, ésta muestra el actuador de cambio de paso 38 y la estructura de montaje 62 de forma aislada, con la parte de unión de actuador 72 mostrada en forma despiezada. El primer extremo 52 del cilindro 46 es de sección transversal sustancialmente cuadrada y está dispuesto entre los extremos distales 68 respectivos de la primera y segunda patas 64. Un primer y segundo pasadores de pivote 86, 88, cada uno que comprende un cojinete de pivote anular 90, 92, sobresalen respectivamente de las superficies superior e inferior 94, 96 del primer extremo 52 del cilindro 46. Los pasadores de pivote 86, 88 y los cojinetes 90, 92 se reciben dentro de las aberturas circulares 98, 100 respectivas proporcionadas en la primera y segunda placas de horquilla 76, 78 cuando el conjunto se sujeta junto por las tuercas 82 y los pernos 80. Unas placas de cubierta 102, 104 se aseguran sobre las aberturas circulares 98, 100 para evitar la entrada de polvo y humedad al tiempo que facilita un fácil acceso a los cojinetes de pivote 90, 92 para mantenimiento o sustitución futuro.
El primer extremo 52 del cilindro 46, por lo tanto, está conectado de manera pivotante a la parte de unión de actuador 72 de la estructura de montaje 62 a través de los pasadores de pivote 86, 88 y los cojinetes de pivote 90, 92. Esta disposición permite que el actuador de cambio de paso 38 pivote ligeramente en uso (por ejemplo, en unos pocos grados) alrededor del eje de pivote 106 indicado en la Figura 4 entre la primera y la segunda patas 64 cuando la biela 48 se extiende o se retrae con relación al cilindro 46.
En uso, las palas de aerogenerador 18 están sometidas a cargas significativas, incluyendo cargas que actúan tanto paralelas como perpendiculares a los ejes de paso 40 (mostrados en la Figura 2) de las palas 18. La estructura de montaje 62 está configurada para absorber y acomodar estas cargas para evitar daños al actuador de cambio de paso 38, es decir, para evitar que las cargas hagan que el actuador de cambio de paso 38 se doble o se pandee en uso, como se describirá ahora con referencia a las Figuras 5a y 5b.
Con referencia a la Figura 5a, ésta es una vista lateral esquemática del actuador de cambio de paso 38 descrito anteriormente. El primer extremo 52 del cilindro 46 está montado en el buje 20 a través de la estructura de montaje flexible 62 descrita anteriormente, mientras que el segundo extremo 56 de la biela 48 está conectado a la placa 36 a través de un poste de montaje 108 y la junta de rótula 58 a la que se ha hecho referencia anteriormente. La flecha vertical hacia arriba 109 mostrada en la Figura 5a indica una fuerza que actúa a lo largo del eje de paso 40 (mostrado en la Figura 2) de la pala en una dirección hacia la raíz de la pala. Esta fuerza hace que la placa 36 se mueva ligeramente en la dirección de la flecha 109, lo que a su vez hace que las partes intermedias flexibles 74 de las patas 64 de la estructura de montaje 62 se flexionen (es decir, se doblen) ligeramente en una dirección opuesta a la fuerza (es decir, hacia abajo como se muestra). Esto da como resultado que el actuador de cambio de paso 38 pivote ligeramente alrededor de la junta de rótula 58 en una dirección hacia abajo, como se muestra en la orientación de la Fig. 5a.
Con referencia ahora a la Figura 5b, la flecha vertical hacia abajo 110 indica una fuerza que actúa a lo largo del eje de paso 40 (mostrado en la Figura 2) de la pala en una dirección lejos de la raíz de la pala. Esta fuerza hace que la placa 36 se mueva ligeramente en la dirección de la flecha 110, lo que a su vez hace que las partes intermedias flexibles 74 de las patas 64 se flexionen (es decir, se doblen) ligeramente en una dirección opuesta a la fuerza, es decir, en una dirección hacia arriba como se muestra. Esto da como resultado que el actuador de cambio de paso 38 pivote ligeramente alrededor de la junta de rótula 58 en una dirección hacia arriba como se muestra en la orientación de la Fig. 5b. Las patas flexibles 64 son deformables de manera resiliente y por lo tanto vuelven a una configuración sustancialmente recta cuando no está bajo carga.
Términos relativos tales como 'hacia arriba' y 'hacia abajo' se usan por conveniencia en los párrafos anteriores para hacer referencia a las direcciones que se muestran en las figuras y no se pretende que sean limitantes. Se debería apreciar que, en realidad, el buje está girando y así las direcciones pertinentes no son necesariamente hacia arriba y hacia abajo. También se debería apreciar que la flexión de las patas 64 ilustrada en las Figuras 5a y 5b está altamente exagerada; en realidad, el grado de flexión sería más sutil.
Las patas flexibles 64 de las estructuras de montaje de cilindro 62 absorben las cargas que actúan sobre los actuadores de cambio de paso 38 flexionándose en uso. Los actuadores de cambio de paso 38, por lo tanto, son capaces de pivotar en uso en un primer plano alrededor de la junta de rótula 58. El primer plano es el plano de la página que comprende las Figuras 5a y 5b, y se apreciará haciendo referencia también a la Figura 2, que este primer plano es sustancialmente paralelo al plano que comprende el eje de rotor 32 y el eje de paso 40 de la pala 18 pertinente.
La estructura de montaje 62 proporciona un montaje de suspensión flexible para el cilindro 46. Las partes intermedias flexibles 74 de las patas 64 están diseñadas para ser más flexibles que el actuador 38 de modo que se doblen con preferencia al actuador 38. El actuador 38, por lo tanto, es capaz de permanecer recto y realizar su función sin daños incluso cuando la pala 18 está sometida a cargas extremas.
Con referencia de nuevo a la Figura 5a, esta figura también muestra el eje de pivote 106 descrito anteriormente y mostrado en la Figura 4. El actuador 38 permanece libre para pivotar alrededor de este eje 106 durante la flexión de las patas 64, y se apreciará que el actuador 38 pivota alrededor de este eje 106 en un segundo plano sustancialmente perpendicular al primer plano, es decir, sustancialmente perpendicular al plano de la página que comprende la Figura 5a. También se apreciará, con referencia a la Figura 2, que este segundo plano es sustancialmente perpendicular al plano que comprende tanto el eje de rotor 32 como el eje de paso 40 de la pala 18 pertinente.
Por consiguiente, la estructura de montaje 62 permite que el actuador de cambio de paso 38 pivote en un primer plano en virtud de las patas flexibles 64, y en un segundo plano sustancialmente perpendicular al primer plano en virtud de la conexión pivotante entre el cilindro 46 y la parte de unión de actuador 72. Las patas flexibles 64 de la estructura de montaje 62, por lo tanto, se permiten el lujo de un grado adicional de libertad al actuador de cambio de paso 38 sin la necesidad de cojinetes de pivote adicionales, reduciendo de este modo el coste y los requisitos de mantenimiento para el montaje del actuador 62 en comparación con las disposiciones de la técnica anterior que incluyen dos juegos de cojinetes de pivote.
Se pueden hacer muchas modificaciones a los ejemplos anteriores sin apartarse del alcance de la invención como se define en las reivindicaciones que se acompañan. Por ejemplo, en otras realizaciones, la flexibilidad de las patas 64 se puede lograr por otros medios o por otras configuraciones de las patas 64. Por ejemplo, las partes intermedias 74 de las patas 64 pueden estar hechas de un material diferente a las partes adyacentes de la pata 64, por ejemplo, pueden estar hechas de un material más flexible tal como caucho. Alternativamente, la parte intermedia 74 de la pata 64 podría tener una estructura que fomente o aumente la flexibilidad, tal como una estructura de concertina, o la parte intermedia 74 puede comprender un resorte. La estructura de montaje 62 en los ejemplos anteriores está atornillada al buje 20. No obstante, en otras realizaciones, la estructura de montaje 62 o las partes de la estructura de montaje 62 pueden ser integrales con el buje 20.

Claims (15)

REIVINDICACIONES
1. Un aerogenerador (10) que comprende:
un rotor (16) que comprende un buje (20) y al menos una pala de rotor (18) unida al buje (20), el rotor (16) que está dispuesto para girar alrededor de un eje de rotor (32) que se extiende a través del buje (20), y la al menos una pala (18) que está dispuesta para girar con relación al buje (20) ) alrededor de un eje de paso (40) de la pala (18),
al menos un actuador de cambio de paso lineal (38) acoplado al buje (20) en o cerca de un primer extremo (42) del actuador de cambio de paso (38) y acoplado a la pala (18) en o cerca de un segundo extremo (44) del actuador de cambio de paso (38), el actuador de cambio de paso (38) que está dispuesto para extenderse y contraerse para girar la pala (18) alrededor del eje de paso (40); y
una estructura de montaje (62) para acoplar el actuador de cambio de paso (38) al buje (20), la estructura de montaje (62) que comprende una o más patas (64) que se proyectan desde una superficie (24) del buje (20), la una o más patas (64) que tienen, cada una, un extremo proximal (66) unido a o integral con el buje (20) y un extremo distal (68) separado de la superficie (24) del buje (20), y la estructura de montaje (62) que comprende además una parte de unión de actuador (72) acoplada al actuador de cambio de paso (38) en el extremo o extremos distales (68) de la una o más patas (64),
en donde la una o más patas (64) incluyen, cada una, una parte intermedia flexible (74) entre los extremos proximales y distales (66, 68), la parte intermedia flexible (74) que está configurada para permitir que la una o más patas (64) se flexionen en uso para facilitar el movimiento de pivote del actuador de cambio de pasa (38) en un primer plano,
caracterizado por que
la estructura de montaje (62) comprende una primera y una segunda patas (64) dispuestas respectivamente en lados opuestos del actuador de cambio de paso (38) y respectivamente en lados opuestos del primer plano.
2. El aerogenerador (10) de la reivindicación 1, en donde la parte intermedia flexible (74) tiene un grosor reducido en comparación con una parte de la pata (64) adyacente a la parte intermedia (74).
3. El aerogenerador (10) de la reivindicación 1 o la reivindicación 2, en donde la parte intermedia flexible (74) tiene una longitud en una dirección generalmente paralela al eje de rotor (32), un grosor en una dirección generalmente paralela al eje de paso (40) y una anchura generalmente perpendicular tanto al eje de rotor (32) como al eje de paso (40), en donde la anchura de la parte intermedia (74) es mayor que su grosor.
4. El aerogenerador (10) de la reivindicación 3, en donde la longitud de la parte intermedia flexible (74) es mayor que su anchura.
5. El aerogenerador (10) de cualquier reivindicación anterior, en donde el primer plano es sustancialmente paralelo a un plano que comprende el eje de rotor (32) y el eje de paso (40).
6. El aerogenerador (10) de cualquier reivindicación anterior, en donde el actuador de cambio de paso (38) está conectado de manera pivotante a la parte de unión de actuador (72) de la estructura de montaje (62) de manera que el actuador de cambio de paso (38) pueda pivotar en un segundo plano sustancialmente perpendicular al primer plano.
7. El aerogenerador (10) de la reivindicación 6, en donde la parte de unión de actuador (72) comprende al menos una horquilla (76) que puentea los extremos distales (68) respectivos de la primera y segunda patas (64).
8. El aerogenerador (10) de la reivindicación 6 o la reivindicación 7, en donde la parte de unión de actuador (72) comprende una primera y segunda horquillas (76, 78) mutuamente opuestas dispuestas respectivamente en lados opuestos de los extremos distales (68) respectivos de la primera y segunda patas (64).
9. El aerogenerador (10) de la reivindicación 8, en donde el actuador de cambio de paso (38) está conectado de manera pivotante entre la primera y segunda horquillas (76, 78) opuestas de la estructura de montaje (62) de manera que el actuador de cambio de paso (38) pueda pivotar en el segundo plano.
10. El aerogenerador (10) de cualquier reivindicación anterior, en donde la o cada pata (64) de la estructura de montaje (62) se extiende desde una superficie delantera (24) del buje (20) en una dirección generalmente paralela al eje de rotor (32).
11. El aerogenerador (10) de cualquier reivindicación anterior, en donde el segundo extremo (44) del actuador de cambio de paso (38) está acoplado a la pala (18) en una ubicación desplazada radialmente del eje de paso (40).
12. El aerogenerador (10) de cualquier reivindicación anterior, en donde el segundo extremo (44) del actuador de cambio de paso (38) está acoplado a la pala (18) a través de una junta esférica (58).
13. El aerogenerador (10) de cualquier reivindicación anterior, en donde el actuador de cambio de paso (38) comprende un cilindro (46) que está acoplado al buje (20) y una biela (48) que está acoplada a la pala (18), en donde la biela (48) está dispuesta para extenderse y retraerse con relación al cilindro (46) para efectuar el giro de la pala (18) alrededor del eje de paso (40).
14. El aerogenerador (10) de cualquier reivindicación anterior, en donde la estructura de montaje (62) comprende una primera y segunda patas (64), en donde un extremo proximal (66) y un extremo distal (68) de dicha primera pata (64) definen una dirección de la primera pata en dicho segundo plano y un extremo proximal (66) y un extremo distal (68) de dicha segunda pata (64) definen una dirección de la segunda pata en dicho segundo plano, y en donde dicha dirección de la primera pata y dicha dirección de la segunda pata no son paralelas con la distancia entre los extremos distales (68) que es más pequeña que entre los extremos proximales (66).
15. El aerogenerador (10) de la reivindicación 14, en donde el pivote de dicho actuador de cambio de paso (38) en dicho segundo plano está restringido entre donde el eje central de dicho actuador de cambio de paso (38) es paralelo a dicha dirección de la primera pata y donde es paralelo a dicha dirección de la segunda pata.
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