ES2903395T3 - Generador de turbina eólica con bomba hidráulica - Google Patents

Abstract

Turbina eólica, que comprende una torre (2) y un cabezal (6) montado en un extremo superior de dicha torre (2), giratorio alrededor de un eje (X) del cabezal, en donde una hélice (9) está montada en dicho cabezal (6), giratorio alrededor de un eje (Y) de la hélice, en donde se proporciona una bomba (10) hidráulica, accionada por dicha hélice (9), en donde la bomba (10) hidráulica se proporciona sustancialmente en la hélice (9), caracterizada porque la bomba (10) hidráulica está dispuesta en el buje (21) de la hélice (9), de tal manera que la bomba (10) se puede retirar del cabezal (6) junto con la hélice (9).

Description

DESCRIPCIÓN

Generador de turbina eólica con bomba hidráulica

La invención se refiere a una construcción de turbina eólica que comprende al menos una construcción de bomba hidráulica accionada o al menos accionable por el viento a través de al menos una hélice.

Las turbinas eólicas que utilizan bombas hidráulicas en lugar de generadores eléctricos montados en el cabezal o la góndola de la turbina eólica son bien conocidas en la técnica.

El documento US8622719 divulga un generador de turbina eólica en el que se proporciona una bomba de pistones radiales en el cabezal o góndola de la turbina eólica, conectada a un motor hidráulico, que a su vez está conectado a un generador eléctrico. Una hélice con un buje central está conectada al cabezal a través de un eje central que acciona la bomba hidráulica dentro de la carcasa del cabezal. La bomba se utiliza para bombear aceite. El documento US2014/0086733 divulga un sistema similar.

De la técnica anterior también se conocen turbinas eólicas provistas de otros tipos de bombas hidráulicas, tales como bombas centrífugas o radiales o bombas axiales. También en estos sistemas conocidos, la bomba se proporciona en el cabezal, accionada por un árbol de la hélice que se extiende hacia la carcasa del cabezal, o cerca de la parte de abajo o pie de la torre, accionada por el árbol de la hélice a través de un sistema de árboles y engranajes que se extienden a través del cabezal y la torre.

El documento WO2014/109043 divulga una turbina eólica, que comprende una torre y un cabezal montado en un extremo superior de dicha torre, en rotación alrededor de un eje del cabezal. Una hélice está montada en dicho cabezal, que puede girar alrededor de un eje de la hélice, en donde se proporciona una bomba hidráulica, accionada por dicha hélice.

El documento EP 2889475 divulga una turbina eólica cuya bomba hidráulica se proporciona dentro de la cubierta del cabezal de la hélice, separada axialmente del buje de la hélice.

Un objetivo de la presente divulgación es proporcionar una construcción alternativa para una turbina eólica que comprende una bomba hidráulica. Un objetivo de la presente divulgación es proporcionar una turbina eólica que tenga una bomba hidráulica que sea relativamente fácil de construir y/o mantener, especialmente en servicio. Un objetivo de la presente divulgación es proporcionar una turbina eólica que tenga una bomba hidráulica, que permita un servicio relativamente fácil de la bomba hidráulica o partes de la misma. Un objetivo de la presente divulgación es proporcionar un sistema que comprende una turbina eólica que tiene una bomba hidráulica, que requiere poco mantenimiento y requiere poco tiempo de inactividad para el servicio. La divulgación tiene además como objetivo y proporciona métodos y sistemas para la instalación y/o el mantenimiento de turbinas eólicas y parques eólicos que utilizan bombas hidráulicas.

Al menos uno o algunos de estos y otros objetivos se pueden obtener con una turbina eólica, un sistema y/o un método de acuerdo con la divulgación.

En un primer aspecto, una turbina eólica de acuerdo con la divulgación comprende una torre y un cabezal montado en un extremo superior de dicha torre, en rotación alrededor de un eje del cabezal, en donde una hélice está montada en dicho cabezal, giratoria alrededor de un eje de la hélice. El eje de la hélice puede ser un eje físico o un eje virtual. Se proporciona una bomba hidráulica, accionada por dicha hélice. De acuerdo con la divulgación, la bomba hidráulica se proporciona en el buje de la hélice, de modo que la bomba se puede quitar del cabezal junto con la hélice.

En esta divulgación, una bomba hidráulica debe entenderse como al menos una bomba para bombear fluidos, tal como agua, por ejemplo agua dulce o salada, por ejemplo agua de mar, a través de un circuito de fluido. Tal bomba puede, por ejemplo, estar conectada a otra bomba hidráulica o motor, o formar parte del mismo. Tal bomba o motor adicional puede ser, por ejemplo, un motor o generador, por ejemplo para generar corriente eléctrica y/o calor y/o refrigeración. Una bomba hidráulica de la presente divulgación también se puede conectar a otras plantas, tales como plantas industriales, acumuladores de agua u otros sistemas de operadores de fluidos presurizados.

En esta divulgación, proporcionar una bomba sustancialmente en o sobre una hélice debe entenderse en el sentido de que al menos una parte sustancial de la bomba está montada para moverse con la hélice y girar alrededor de dicho eje de la hélice durante el uso. Puede proporcionarse una parte adicional de la bomba en el cabezal o góndola de la turbina eólica. La parte montada en o sobre la hélice se puede colocar en y quitar preferiblemente de la carcasa o góndola con la hélice o al menos con el buje de la hélice.

En realizaciones, la bomba puede comprender una serie de cilindros montados en o formados en un cubo o eje que se extiende desde el cabezal o la góndola.

Los cilindros tienen un eje central que se extiende hacia afuera desde el cubo o eje, preferiblemente de forma sustancialmente radial y están abiertos en un lado que mira hacia afuera. En cada cilindro se extiende un pistón que tiene un cabezal que mira hacia la parte de abajo del cilindro relevante y una porción de pie que mira hacia afuera, que se extiende fuera del cilindro relevante. Un anillo de accionamiento está montado alrededor de las porciones de pie de los pistones, cuyo anillo de accionamiento tiene una abertura central que tiene una sección transversal no circular, de modo que al girar dicho anillo de accionamiento alrededor del cubo o eje, los pistones son forzados a entrar, preferiblemente dentro y fuera de los respectivos cilindros.

En realizaciones, al menos un anillo de revestimiento flexible o ensamblaje de anillo de revestimiento está montado entre dicho anillo de accionamiento y las porciones de pie de los pistones, de manera que al girar el anillo de accionamiento, el anillo de revestimiento se flexiona accionando los pistones hacia los cilindros respectivos.

En realizaciones, se proporcionan cojinetes entre dicho anillo de accionamiento y las porciones de pie de los pistones, de modo que al girar el anillo de accionamiento, los cojinetes fuerzan los pistones a entrar en los cilindros respectivos.

En realizaciones preferidas, los cilindros están montados con sus extremos abiertos en un círculo que se extiende simétricamente alrededor de dicho cubo o eje, de modo que todos los pistones pueden moverse entre las primeras posiciones extremas más alejadas del cubo o eje y las segundas posiciones extremas más cercanas al cubo o eje, estando las primeras posiciones extremas a distancias iguales del eje o cubo y las segundas posiciones extremas a distancias iguales del eje o cubo.

En realizaciones, el anillo de accionamiento puede tener una abertura central que tiene una superficie interior ondulada, de modo que al girar el anillo de accionamiento alternativamente, una parte de arriba y un valle de dicha superficie se engancharán a una porción de pie de un pistón, directa o indirectamente, por ejemplo a través de cojinetes de rodillos o un anillo de revestimiento o un ensamblaje de anillo. En realizaciones, el anillo de accionamiento puede tener una abertura central que tiene una superficie lisa, sustancialmente elíptica para engancharse con las porciones de pie directa o indirectamente, por ejemplo a través de cojinetes de rodillos o un anillo de revestimiento o un ensamblaje de anillo. En realizaciones, el anillo de accionamiento puede estar provisto de una abertura central que define una superficie periférica enfrentada a los pistones, estando provistos los rodillos en o sobre dicha superficie para enganchar las porciones de pie de dichos pistones, directa o indirectamente, por ejemplo a través de un revestimiento flexible o un ensamblaje de revestimiento.

En realizaciones, cada cilindro en un extremo de abajo está provisto de al menos una entrada de fluido y una salida de fluido, acopladas a una línea de entrada de fluido y una línea de salida de fluido respectivamente, que pueden extenderse a través del cubo o eje hacia la carcasa. Preferiblemente, al menos una de la entrada y la salida está provista de una válvula unidireccional, de modo que con el movimiento hacia afuera del pistón en el cilindro relevante, el fluido ingresa a través de la entrada al cilindro y con el movimiento hacia adentro del pistón, dicho fluido es forzado a salir a través de la salida.

En realizaciones alternativas, la bomba puede diseñarse como una bomba axial, en donde preferiblemente un estator de dicha bomba está conectado a o formado por el cubo o eje, y el rotor está provisto en o por un buje de la hélice.

En realizaciones alternativas, la bomba está provista de tracción planetaria o accionamiento por fricción.

En las realizaciones, una bomba, por ejemplo para su uso en una turbina eólica como se describe, puede comprender un accionamiento no circular para pistones y/o cilindros que se extienden radialmente, enganchando directa o indirectamente dichos pistones y/o cilindros, mientras que una tracción y/o accionamiento por fricción se puede proporcionar, enganchar dicho accionamiento no circular y un buje de una hélice, o una parte que se enganche a dicho buje, tal como por ejemplo un anillo adicional, formando un engranaje entre el buje o al menos la hélice y el anillo de accionamiento.

En realizaciones, una turbina eólica de acuerdo con la divulgación puede comprender una grúa montada en el cabezal o provista por el cabezal, con la que se puede levantar la hélice. Preferiblemente, la hélice se puede levantar con la grúa desde el cabezal hasta una posición cercana a un pie de la torre o viceversa. La grúa se proporciona preferiblemente en el cabezal, especialmente en un lado de arriba de dicho cabezal. En realizaciones, la grúa puede diseñarse para levantar la hélice con una parte sustancial de la bomba hidráulica, especialmente la parte de la bomba montada en o sobre la hélice.

En realizaciones, la hélice con la parte de la bomba montada en o sobre la hélice se puede reemplazar por una hélice de reemplazo, de modo que el mantenimiento se puede realizar en la hélice retirada sin la necesidad de una interrupción prolongada de la operación de la turbina.

En una elaboración adicional, una turbina eólica de acuerdo con la divulgación, especialmente la bomba hidráulica de la misma, está conectada a un generador. La bomba hidráulica puede estar conectada a un generador a través de un motor hidráulico o hidroturbina, por ejemplo a través de una hidroturbina tipo Pelton.

En un aspecto adicional, la divulgación está dirigida a un sistema para la instalación y/o mantenimiento de una turbina eólica, especialmente una turbina eólica de acuerdo con la divulgación. El sistema comprende al menos una embarcación provista de una plataforma móvil, preferiblemente de compensación de movimiento, adecuada para transportar un sistema de hélice de una turbina eólica. La plataforma es además adecuada para trasladar personal hacia y a partir de una turbina eólica en la que se va a montar el sistema de hélice o desde el que se va a recuperar el sistema de hélice.

En un aspecto adicional, la divulgación está dirigida a un método para instalar y/o mantener una turbina eólica. En tal método, se puede colocar una torre con un cabezal en una posición seleccionada, y se envía un sistema de hélice a dicha torre, incluyendo el sistema de hélice al menos una parte sustancial de una bomba hidráulica. El sistema de hélice se eleva al cabezal de manera que la bomba hidráulica se puede ensamblar en la turbina y/o se puede conectar a un circuito hidráulico que se extiende a través de la torre y el cabezal. El sistema de hélice está conectado al cabezal. En realizaciones, se puede diseñar un método de acuerdo con la divulgación para el mantenimiento de un parque de turbinas eólicas, que comprende una serie de turbinas eólicas, preferiblemente de acuerdo con la divulgación, en donde la serie de turbinas comprende N turbinas, cada turbina que comprende un sistema de hélice. Se proporciona al menos otro sistema de hélice para intercambiarlo con uno cualquiera de los N sistemas de hélice. Para el mantenimiento de un sistema de hélice, el sistema de hélice se extrae de una turbina eólica y se reemplaza por dicho sistema de hélice adicional, en donde el sistema de hélice retirado puede enviarse a un lugar de mantenimiento alejado de la turbina o parque eólico correspondiente o el mantenimiento se puede realizar en el lugar.

En la presente divulgación se divulgan turbinas eólicas tanto para instalación en alta mar como en tierra. Preferiblemente, las turbinas eólicas de acuerdo con la divulgación se usan en alta mar, en donde se usa agua, especialmente agua de mar, como fluido bombeado por la bomba hidráulica.

Con el fin de aclarar más la presente invención, se divulgarán y analizarán realizaciones de la misma a continuación, con referencia a los dibujos. Allí se muestra esquemáticamente:

La figura 1, una serie de turbinas eólicas, conectadas a una planta;

La figura 2 en una parte en sección transversal de una turbina, que muestra una bomba hidráulica;

La figura 3, un buje de una hélice con un árbol o eje, y una bomba hidráulica montada en el buje;

La figura 4, un motor hidráulico de acuerdo con la divulgación, en vista lateral;

La figura 5 un motor hidráulico de acuerdo con la figura 4, en vista frontal;

La figura 6 un motor hidráulico de acuerdo con la figura 4 y 5, en sección transversal parcial a lo largo de la línea A -A de la figura 4;

La figura 7A, B y C tres posiciones de una bomba de acuerdo con la divulgación, especialmente de acuerdo con la figura 6, en donde un anillo de accionamiento de la figura 7B se ha girado más de 90 grados con respecto a su posición en la figura 7A;

La figura 8 una realización alternativa de una bomba hidráulica, en vista lateral en sección transversal a lo largo de la línea A - A en la figura 4;

La figura 9A, B y C tres posiciones de una bomba de acuerdo con la divulgación, especialmente de acuerdo con la figura 8, en donde un anillo de accionamiento de la figura 9B se ha girado más de 30 grados con respecto a su posición en la figura 9A y en la figura 9C más de 90 grados con respecto a la posición de la figura 9A;

La figura 10, un pistón en un cilindro, conectado a una línea de entrada y una línea de salida de fluido, con parte de un sistema de accionamiento para los pistones, en donde se muestran dos posiciones desde el pistón en el cilindro; La figura 11, una transmisión entre dos elementos de accionamiento en una bomba hidráulica;

La figura 12 , parte esquemática de una bomba hidráulica;

La figura 13, una bomba hidráulica con múltiples filas de cilindros y pistones;

La figura 14, en una vista en perspectiva de parte de una turbina eólica, con una grúa;

La figura 15, en vista lateral de una parte de una turbina eólica de acuerdo con la figura 14;

La figura 16, pasos diferentes en un método para montar, desmontar y/o reparar una hélice de una turbina eólica y/o una bomba hidráulica o parte de la misma;

La figura 17, pasos en la reparación y/o mantenimiento de una hélice y/o bomba, incluido el desmontaje de una hélice; La figura 18, pasos en el mantenimiento y/o reparación de bombas desde el interior de un cabezal de una turbina eólica;

La figura 19, en una vista lateral en sección transversal de una turbina eólica conectada a un generador;

La figura 20, en una vista en perspectiva de un cabezal parcialmente rota de una turbina eólica con una bomba;

La figura 21, en una vista lateral en sección transversal de una bomba de acuerdo con la figura 8 y 9, en una realización de una sola fila; y

La figura 22, en una vista lateral en sección transversal de una bomba de acuerdo con la figura 8 y 9, en una realización de doble fila, con parte de una hélice mostrada.

En esta descripción, se muestran y divulgan realizaciones de la invención, únicamente a modo de ejemplo. Estos de ninguna manera deben interpretarse o entenderse como limitantes del alcance de la presente invención de ninguna manera. En esta descripción, elementos iguales o similares se indican mediante signos de referencia iguales o similares. En esta descripción, se discutirán realizaciones de la presente invención con referencia al agua de mar como fluido a bombear. Sin embargo, también podrían usarse otros fluidos en la presente invención.

En esta descripción, las referencias a encima y debajo, de arriba y de abajo y similares se considerarán, a menos que se estipule específicamente de otra manera, a una orientación normal de una turbina eólica. Esto se muestra, por ejemplo, en los dibujos, especialmente en la figura 1, en donde la parte de arriba, de abajo, arriba y abajo se indican mediante flechas y la redacción adecuada, solo con fines indicativos. Esto no refleja necesariamente la orientación en la que tiene que usarse una turbina de la presente divulgación o partes de la misma.

En los dibujos, a modo de ejemplo, se muestra una turbina eólica que tiene una hélice con dos o tres palas, que se extiende en direcciones opuestas desde un buje. Sin embargo, estará claro que se podría proporcionar cualquier número de palas en una hélice de la presente divulgación, como se conoce en la técnica.

En los dibujos, a modo de ejemplo, se muestra una turbina eólica en la que se extrae agua de un cuerpo de agua, especialmente un lago o mar, y se bombea hacia arriba a través de la torre mediante la bomba hidráulica, y desciende de nuevo a un generador. El circuito de fluido que incluye la bomba hidráulica en la turbina puede ser un circuito abierto o cerrado, y puede comprender otros fluidos, especialmente en un circuito cerrado. Alternativamente, la bomba hidráulica se puede conectar a un generador en el cabezal de la turbina. Alternativamente, la bomba hidráulica se puede usar para bombear agua, tal como agua de mar, a una instalación de almacenamiento, de modo que dicha agua se pueda usar bajo demanda para potenciar un generador conectado a dicha instalación de almacenamiento.

La figura 1 muestra esquemáticamente una serie de turbinas 1 eólicas, en esta realización mostrada como turbinas eólicas instaladas en alta mar, es decir, turbinas 1 eólicas que tienen una torre 2 colocada sobre una base 3 colocada en la parte de abajo 4 de aguas 5 abiertas, por ejemplo un mar u océano. Cada turbina 1 eólica tiene un cabezal 6 montado en un eXtremo 7 de arriba de la torre 2, cuyo cabezal o góndola 6 puede girar alrededor de un eje X sustancialmente vertical de la torre 2. En un extremo 8 del cabezal se proporciona una hélice 9, montada de manera que pueda girar alrededor de un eje Y de la hélice que se extiende sustancialmente de forma horizontal, sustancialmente perpendicular al eje X longitudinal de la torre 2. Se proporcionan cojinetes y engranajes apropiados entre la torre 2 y el cabezal 6, como se conoce en la técnica, para permitir el posicionamiento controlado del cabezal con respecto a la dirección del viento predominante.

En la turbina 1 eólica se proporciona una bomba 10 hidráulica, accionada por la hélice 9, como se muestra, por ejemplo, en la figura 2. La bomba 10 hidráulica está conectada a una línea 11 de entrada y una línea 12 de salida, como por ejemplo se muestra esquemáticamente en la figura 10 y 19, para bombear el fluido. En la realización mostrada en la figura 1, por ejemplo, se puede bombear agua desde el cuerpo de agua 5, a través de la línea 11 de entrada, y bombearse hacia fuera a través de la línea de salida que se extiende hacia abajo a través de la torre 2 y hacia un destino para el fluido. En la figura 1 a modo de ejemplo, tal destino se muestra como un generador 13 proporcionado en una planta 14, como se discutirá. Se bombea agua desde la torre 2 a una presión relativamente alta a través de una tubería 15 hasta el generador 13 para accionar el generador 13 y generar potencia eléctrica.

En realizaciones de la presente invención, la turbina 1 comprende una torre 2 y un cabezal 6 montado en un extremo 7 superior de dicha torre 2, rotacional alrededor de un eje X del cabezal, en donde una hélice 9 está montada en dicho cabezal 6, giratorio alrededor de un eje Y de hélice, en donde se proporciona la bomba 10 hidráulica, accionada por dicha hélice 9. La bomba 10 hidráulica se proporciona sustancialmente en la hélice 9. En realizaciones, el cabezal 6 puede comprender un cubo 16, en donde la bomba gira con la hélice 9 al menos parcialmente alrededor de una parte de dicho cubo 16 que se extiende desde dicho cabezal 6. El cubo 16 puede formar o puede estar provista de una parte 17 sustancialmente estacionaria de la bomba 10 hidráulica, y en donde la hélice 9 comprende una parte 18 giratoria de la bomba 10 hidráulica. En tales realizaciones, como se muestra por ejemplo en la figura 2 y 3, el cubo 16 puede comprender una primera parte 19 en el interior de dicho cabezal 6 y una segunda parte 20 que está conectada de forma liberable a dicha primera parte 19. Entonces, dicha segunda parte 20 puede ser proporcionada en o por dicha bomba 10 hidráulica, extendiéndose dentro de la hélice 9.

En realizaciones, la hélice 9 comprende un buje 21, como se muestra, por ejemplo, en la figura 2 y 3, desde donde se extienden las palas 22 de la hélice 9. Como puede verse en la figura 3, una segunda parte 20 del cubo 16 puede extenderse desde el buje 21, en donde el buje 21 puede girar alrededor de dicha segunda parte 20. La bomba 10 está conectada al buje 21 y a la segunda parte 20, de modo que una rotación del buje 21 con respecto a la segunda parte 20 conducirá al bombeo por la bomba 10 hidráulica. El buje 21 puede además ser engranado y soportado con relación al cabezal 6 de una manera conocida, por ejemplo mediante cojinetes apropiados (no mostrados) entre una superficie 25 del buje 21 que mira hacia el cabezal 6 y una superficie adyacente del cabezal 6. Como se muestra en la figura 3, el buje 21 puede formarse de modo que, por ejemplo, la bomba 10 se coloque directamente más allá de un cuerpo 21A principal del buje 21, por ejemplo, en o sobre un cubo 16, 16A, que aún debe considerarse como al menos sustancialmente en la hélice 9 o en el buje 21.

Un circuito 23 de fluido que comprende la línea 11 de entrada y la línea 12 de salida se extiende a través de la torre 2 y el cabezal 6, cuyo circuito 23 de fluido que comprende una parte 24 que se extiende dentro de un buje 21 de la hélice 9. Dicha parte 24 comprende al menos parte de la bomba 10 hidráulica.

En realizaciones de la presente invención, la bomba 10 hidráulica se proporciona en el buje 21 de la hélice 9, de manera que la bomba 10 se puede extraer del cabezal 6 junto con la hélice 9. Para ello, por ejemplo, la línea 11 de entrada y la línea 12 de salida deben desconectarse del circuito 23, y la conexión entre la primera y la segunda parte del cubo 19, 20 debe desconectarse, después de lo cual la hélice 9 se puede retirar con el buje 21 y la bomba 10, incluida la segunda parte 20 del cubo 16. A este respecto, un cubo 16 debe entenderse como una construcción o ensamblaje de elementos tales como la primera y segunda partes 19, 20, que están estacionarias con respecto al cabezal 6 durante el uso, y que soportan la bomba 10 así como parte del circuito 23.

Adicional o alternativamente, la bomba 10 puede comprender una parte 26 de montaje que puede fijarse de forma desmontable en una posición estacionaria con respecto a un cubo 16 en o que se extiende desde el cabezal 6, o que puede conectarse al cabezal 6, para montar la bomba. En tal realización para retirar la bomba 10, se libera la parte de montaje, como se muestra esquemáticamente en la figura 10. En realizaciones como se muestra en la figura 10, la bomba 10 puede tener una parte 10A interior estacionaria fijada en una plataforma o transportador o dicha parte 26 de montaje, que puede, por ejemplo, atornillarse o fijarse de otro modo al cabezal 6 en una posición estacionaria. El buje 21 con un ensamblaje 10b móvil de la bomba 10 está soportado por dicha parte 26 de montaje, de manera que puede girar alrededor del eje Y de la hélice, alrededor de dicha parte 10A estacionaria. En tal realización, liberar la parte 26 de montaje del cabezal 6 y desconectar la circuitería 23 de la bomba 10 permitirá la extracción de la hélice 9 con la bomba 10 del cabezal 6.

Se puede proporcionar al menos una válvula 27 en la circuitería 23 para cerrar la circuitería 23 cuando se retira la bomba 10.

Al permitir que la bomba 10 sea colocada y/o extraída de la turbina 1, especialmente hacia y/o desde el cabezal 6, con la hélice 9 o al menos con el buje 21 hace que sea muy fácil de ensamblar y, especialmente, proporcionar mantenimiento a la turbina 1, sin un período prolongado de inactividad o tiempo de inactividad, y por lo tanto mejorar la eficiencia de la turbina. Además, lo convierte en un sistema y método muy práctico y económico para la construcción, mantenimiento y/o reparación.

Como se muestra, por ejemplo, esquemáticamente en la figura 2 en sección transversal, la bomba 10 hidráulica puede comprender una serie de pistones 30 móviles en cilindros 31. Los cilindros 31 pueden, por ejemplo, montarse estacionarios con respecto al cubo 16 y/o la parte 26 de montaje, empujándose los pistones 30 hacia adentro y permitiéndose que se muevan fuera de dichos cilindros 31 mediante una rotación de la hélice 9, especialmente el buje 21 alrededor de dicho eje Y. La entrada 11 y la salida 12 pueden conectarse a los cilindros 31, como por ejemplo se muestra esquemáticamente en la figura 10, de manera que cuando un pistón 30 es empujado dentro del cilindro 31 mediante un mecanismo 32 de accionamiento u operación, como se discutirá, en la dirección Fentrada como se indica, hacia un extremo 33 de abajo del cilindro 31, un fluido tal como agua es forzado a salir del cilindro 31 a través de la salida 12, mientras que cuando el pistón 30 se mueve en la dirección opuesta Fsalida, el líquido se introduce en el cilindro a través de la entrada 11. Se pueden proporcionar válvulas 11A, 12A unidireccionales apropiadas en la entrada 11 y la salida 12, respectivamente. Puede proporcionarse una sola fila de cilindros 31 y pistones 30, o múltiples filas, como puede verse, por ejemplo, en la figura 2 y 11. Al proporcionar múltiples filas, se pueden usar cilindros relativamente pequeños, proporcionando no obstante un volumen relativamente grande de líquido a bombear.

En las formas de realización, un extremo 34 de cada pistón 30 se puede conectar al mecanismo 32 de accionamiento, de modo que el pistón 30 se puede empujar en la dirección Fentrada así como halar en la dirección Fsalida. Adicional o alternativamente, el fluido puede presurizarse ligeramente en la línea 11 de entrada, de modo que sea forzado hacia el cilindro a través de una entrada 11 empujando el pistón 30 en la dirección Fsalida.

Las figuras 4 - 6 divulgan esquemáticamente una realización de una bomba 10 con una realización de un mecanismo 32 de accionamiento, a modo de ejemplo. La bomba comprende una parte 10A interior y una parte 10B exterior, pudiendo girar la parte 10B exterior alrededor de la parte 10A interior alrededor de un eje P de bomba, que en uso coincide preferiblemente con el eje Y de la hélice. La parte 10A exterior, mostrada circular, es provista de provisiones 35 de montaje para conectarlo al buje 21 de la hélice 9. Aquí, las provisiones 35 se muestran como orificios que se extienden a través de una brida 36 para atornillar la parte 10B exterior de la bomba al buje 21. La parte 10A interior también está provista de provisiones 37 de montaje, para montar la parte interior en el cubo 16 y/o la parte 26 de montaje o de otra manera en una posición fija con respecto a la carcasa, de modo que no gire alrededor del eje Y de la hélice. cuando la hélice gira alrededor de dicho eje Y. Para ello, en la realización mostrada, la parte interior comprende una serie de orificios 37 que se extienden a través de una parte 38 central, sustancialmente paralela al eje P de la bomba, a través de los cuales se puede atornillar dicha parte 38 central en posición.

En la parte 38 central se proporciona una serie de cilindros 31, cada uno con un eje Ae central extendiéndose sustancialmente de forma radial hacia afuera desde el eje P, desde un extremo 33 de abajo hasta un extremo 39 abierto opuesto que mira hacia afuera. La entrada y la salida 11, 12 se extienden a través de la parte 38 central, por ejemplo a través de un cubo 16 hacia el cabezal 6 y hacia abajo de la torre 2. En realizaciones, los cilindros 31 pueden ser integrales a la parte 38 central. En otras formas de realización, los cilindros pueden montarse en dicha parte 38 central, por ejemplo, de manera que puedan retraerse desde la parte 38 central hacia una abertura 40 central o el cubo 16, por ejemplo para mantenimiento desde dentro del cabezal 6.

La parte 38 central puede tener una periferia 41 exterior sustancialmente circular en la que los extremos 39 abiertos de los cilindros se encuentran y/o se abren. Los pistones 30 están instalados dentro de los cilindros, con un extremo 34 que sale del cilindro 31 y un cabezal 42 que mira hacia el extremo 33 de abajo del cilindro. Se proporciona un anillo de revestimiento flexible o ensamblaje 43 de anillo que se extiende sobre los extremos o porciones 34 de pie de los pistones. El anillo 43 de revestimiento puede ser, por ejemplo, un anillo de metal o plástico o un anillo hecho de un compuesto o emparedado de capas de metal y plástico. El anillo puede, en una posición relajada, tener una sección transversal sustancialmente circular con un diámetro Drevestimiento que es un poco más grande que el diámetro exterior Dcentral de la parte 38 central, medida en la periferia 41, de modo que cuando dicho anillo 43 de revestimiento se coloque alrededor de la parte 38 central habrá un espacio entre la periferia 41 de la parte 38 central y el lado interior del anillo 43.

Se proporciona un anillo 44 de accionamiento, que tiene una abertura 45 central no circular y preferiblemente sustancialmente elíptica, que se extiende alrededor de la parte central y el anillo 43 de revestimiento, de modo que el anillo 43 de revestimiento se fuerza a una forma similar no circular y de forma preferible sustancialmente elíptica, como por ejemplo se muestra en la figura 6. Se pueden proporcionar cojinetes 46, tales como por ejemplo rodillos, entre una superficie 47 exterior del anillo 43 de revestimiento y una superficie 48 interior de la abertura central del anillo 44 de accionamiento. La configuración del anillo 44 de accionamiento, el anillo 43 de revestimiento y los cojinetes 46 es preferiblemente tal que el eje corto o el ancho más pequeño W ⁴³(mín) del anillo 43 de revestimiento es aproximadamente el mismo que el diámetro exterior Dcentral de la parte 38 central, mientras que el eje mayor o más ancho W ⁴³(máx) es mayor que el diámetro exterior Dcentral de la porción 38 central. En la figura 6 el eje largo W ⁴³(máx) se muestra verticalmente, el eje corto W ⁴³(máx) horizontalmente. Por lo tanto, en esta realización por encima y por debajo de la porción 38 central se proporcionan espacios 49 para permitir que los pistones 30 en estas áreas se muevan hacia afuera, a una primera posición extrema más alejada del cubo o eje P, desde una segunda posición extrema más cercana al cubo o eje P, mientras que en el lado izquierdo y derecho de las porciones centrales el anillo 43 de revestimiento está cerca o incluso en tope con la periferia de la porción 38 central y, por lo tanto, los pistones 30 relevantes han sido forzados a una segunda posición extrema, más cercana al cubo o eje P.

La rotación del anillo 44 de accionamiento alrededor del revestimiento 43 flexible, que de forma preferible es relativamente resiliente, flexionará el anillo 43 de revestimiento de manera que el eje largo W ⁴³(máx) y eje corto W ⁴³(mín) girarán alrededor del eje P, como se muestra esquemáticamente en la figura 7A y B. En la figura 7A el eje largo W ⁴³(máx) se extiende sustancialmente de forma vertical, el eje corto W ⁴³(mín) sustancialmente horizontalmente, mientras que en la figura 7B, en la que el anillo 54 de accionamiento se ha girado en un ángulo de aproximadamente N*90 grados alrededor del eje P de la bomba, siendo N un número entero, y con respecto a la parte 38 central que se mantiene estacionaria. El anillo 43 de revestimiento también es preferiblemente estacionario, de modo que solo se flexiona pero no gira alrededor del eje P. Por lo tanto, al girar el anillo 44 de accionamiento, el anillo 43 de revestimiento se flexiona, accionando los pistones 30 dentro de los respectivos cilindros 31. Los cojinetes o rodillos 48 reducirán la fricción entre el anillo 44 de accionamiento y el anillo 43 de revestimiento.

El anillo 44 de accionamiento puede estar conectado directamente a o desde una parte integral de la parte 10B exterior de la bomba 10 y, por tanto, girará con el buje 21 y la hélice 9 a la misma velocidad de rotación. En realizaciones, el anillo de revestimiento o ensamblaje 43 de anillos y/o los rodillos 46 pueden omitirse, de modo que, por ejemplo, la superficie 48 interior del anillo 44 de accionamiento se enganche directamente a los pistones 30 o los rodillos se enganchen a los pistones 30. Los pistones tienen preferiblemente un extremo exterior esférico ligeramente abultado hacia afuera para suavizar el contacto entre el pistón 30 y el mecanismo 32 de accionamiento.

En realizaciones, el anillo 44 de accionamiento puede formar un accionamiento no circular para los pistones y/o cilindros, enganchando directa o indirectamente los pistones 30, mientras que se puede proporcionar un accionamiento de tracción y/o fricción, enganchando el anillo 44 de accionamiento y el buje 21 o una parte que se engancha con el buje 21, tal como por ejemplo un anillo 51 adicional, formando un engranaje 70 entre el buje 21 o al menos la hélice 9 y el anillo 44 de accionamiento. Tal engranaje 70 puede tener una ventaja porque puede aumentar la velocidad de rotación del anillo 44 de accionamiento con respecto al buje 21 y/o la hélice 9. Además, adicional o alternativamente, tal engranaje puede reducir el torque inferior en o desde la hélice 9. Tal engranaje 70 puede tener la ventaja de que una hélice 9 de rotación relativamente lenta puede proporcionar un anillo 44 de accionamiento de movimiento relativamente rápido y, por lo tanto, pistones 30 de movimiento rápido, aumentando el volumen de líquido a bombear y/o la presión del líquido bombeado.

En las realizaciones mostradas, el engranaje 70 puede estar provisto por el anillo 44 de accionamiento que tiene una superficie 50 periférica circular exterior, mientras que la parte 10B exterior comprende un anillo 51 exterior con una abertura 52 central provista de una superficie 53 periférica interior. Entre dichas superficies 50, 53 periféricas se proporciona una serie de cojinetes o rodillos 54, de modo que al girar la hélice 9 y el buje 21, los cojinetes o rodillos 54 giran, forman un engranaje entre el anillo 51 exterior y el anillo 44 de accionamiento . El engranaje puede definirse, entre otras cosas, por los diámetros de la superficie exterior del anillo 44 de accionamiento y la superficie interior del anillo exterior y el diámetro de los cojinetes o rodillos 54. En realizaciones, los cojinetes o rodillos pueden tener un diámetro constante. Como se muestra esquemáticamente en la figura 11 los cojinetes o rodillos 54 pueden tener una primera parte 54A que tiene un diámetro D54A y una segunda parte 54B que tiene un diámetro D54B, que es menor que el diámetro D54A, proporcionando así una superficie 55 escalonada. La superficie 53 interior del anillo 51 exterior puede, por ejemplo, enganchar la segunda parte 54B, la superficie 50 exterior engancha la primera parte 54A. Por tanto, se define una proporción de cebollino entre la rotación del anillo 51 exterior, que puede girar con la hélice 9, y el anillo 44 de accionamiento, que acciona los pistones 30.

En realizaciones preferidas, los cilindros 30 están montados con sus extremos abiertos en un círculo que se extiende simétricamente alrededor de dicho cubo o eje P, de manera que todos los pistones 30 pueden moverse entre las primeras posiciones extremas más alejadas del cubo o eje y las segundas posiciones extremas más cercanas al cubo o eje, estando las primeras posiciones extremas a distancias iguales del eje o cubo y las segundas posiciones extremas a distancias iguales del cubo o eje.

En realizaciones, el anillo 44 de accionamiento puede tener una abertura 45 central que tiene una superficie 48 interior ondulada, por ejemplo, como se muestra en la figura 12 y 13, de manera que al girar el anillo 44 de accionamiento, alternativamente, una parte de arriba 48A y un valle 48B de dicha superficie 48 se engancharán a una porción de pie de un pistón 30. Tal enganche puede ser directa o indirectamente, por ejemplo a través de un anillo de revestimiento o un ensamblaje 43 de anillo. En la figura 12, la porción 38 central se muestra con surcos o empalmes 57 que se extienden en la dirección axial del eje P, para montar la porción central en un cubo 16 con nervaduras correspondientes (no mostradas), de modo que se evita la rotación de la porción central.

Las figuras 8 y 9A - C muestran una realización de una bomba 10 de acuerdo con la divulgación, que es similar a la de la figura 4 - 7. Las mismas partes o elementos tienen los mismos signos de referencia. En esta realización, sin embargo, se proporciona cada pistón 30, en el extremo o porción 34 de pie que mira hacia afuera se proporciona al menos un cojinete 60, que se engancha a la superficie 48 interior del anillo 44 de accionamiento. Por tanto, la rotación del anillo 44 de accionamiento fuerza de nuevo a los pistones 30 al interior de los cilindros 31 o permite que sean empujados hacia fuera de nuevo.

En la realización mostrada, cada pistón 30 está provisto de un ensamblaje 61 de cojinetes, que comprende al menos dos cojinetes 60, tales como cojinetes 60 de rodillos uno al lado del otro que tienen un eje 62 de rollo paralelo, transportados en un sostenedor de cojinete o bogie 63. El sostenedor 63 de cojinete puede montarse en la porción 34 de pie del pistón 30 a través de un eje 64 de pivote, extendiéndose por ejemplo sustancialmente paralelo al eje 62 de rollo de los cojinetes 60. Esto permite que la posición del sostenedor 63 de cojinete con respecto al pistón 30 se desplace correspondiente a la porción relevante de la superficie 48 del anillo 44 de accionamiento que se engancha a los cojinetes 60.

En las formas de realización de la figura 4 - 7 y de la figura 8 y 9 se muestran ensamblajes de cinco cilindros y pistones, sólo a modo de ejemplo. Deberá quedar claro que se puede proporcionar cualquier número de ensamblajes de cilindropistón, dependiendo, entre otros, en el tamaño de los cilindros y pistones 30, 31 y el espacio disponible para la bomba, por ejemplo dependiendo del volumen interno y el diámetro de un buje 21, cabezal 6, tamaño de un cubo o parte de montaje, tamaño de la hélice y similares.

En la figura 12 se muestra que pueden proporcionarse múltiples filas paralelas de cilindros y pistones 30, 31. El mecanismo 32 de accionamiento puede diseñarse para accionar pistones en una columna paralela al eje P simultáneamente y en sincronía, de modo que alcancen sus posiciones extremas al mismo tiempo. Sin embargo, también pueden ser accionados para alcanzar sus posiciones finales alternativamente, de modo que en un momento dado en el tiempo uno de tales pistones se mueva en una dirección hacia afuera Psalida, cuando otro de dichos pistones en dicha fila se mueve en la dirección opuesta hacia adentro Pentrada, por lo tanto, fuerzas de compensación al menos en parte.

Como se muestra en la figura 1, se puede conectar una turbina 1 eólica, especialmente una bomba 10 de la divulgación, a un generador 13 provisto en una planta 14. Se bombea agua desde la torre 2 a una presión relativamente alta a través de una tubería 15 hasta el generador 13 para accionar el generador 13 y generar potencia eléctrica. En la realización mostrada, el generador 13 está conectado a la tubería a través de una bomba 60, especialmente a través de una bomba de tipo Pelton. El generador 13 puede ser un generador 13 de accionamiento múltiple, en donde dicha bomba 60 proporciona un primer accionamiento y un accionamiento 61 de tipo adicional proporciona un segundo accionamiento. Tal segundo tipo de accionamiento 61 puede ser, por ejemplo, un accionador de tipo incinerador, tal como por ejemplo un accionador de combustible fósil o un accionamiento accionado por calor terrestre, accionamiento por mareas, accionamiento por potencia solar o accionamiento accionado por calor residual o similar

En lugar de conectar la línea 15 de tubería directamente a un generador 13, el agua bombeada por la bomba 15 se puede almacenar en un sistema de almacenamiento, por ejemplo, un tanque de agua o una cuba, o tal depósito, para accionar un generador tal como una turbina liberando nuevamente el agua de dicho depósito. Alternativamente, el agua bombeada se puede utilizar para otros fines.

En realizaciones, una turbina eólica, por ejemplo como se discutió aquí antes, puede estar provista de una grúa 100 para levantar la hélice 9 o al menos el buje 21 y/o la bomba, preferiblemente el buje 21 con la bomba 10 o partes de la misma. En la realización mostrada, la grúa 100 se puede montar en el cabezal 6, especialmente en un lado 101 de arriba del mismo. Una grúa 100 puede tener, por ejemplo, un brazo 102 plegable y/o telescópico, de modo que un extremo 103 libre de la misma pueda moverse entre una primera posición, mostrada en la figura 14, alejado de encima del buje 21 de la hélice 9 y una segunda posición, mostrada en la figura 15, en la que dicho extremo 103 libre se coloca encima del buje 21. Una línea 104 de elevación, por ejemplo un cable o cadena, se puede conectar al buje 21 de la hélice 9, de modo que la grúa 100 pueda resistir el peso de la hélice 9, después de lo cual la hélice se puede soltar del cabezal 6 y puede bajarse, por ejemplo, al suelo o al nivel del agua o una embarcación o similar, para el transporte, inspección, mantenimiento, reparación u otra manipulación de la hélice o partes de la misma, por ejemplo una bomba 10 o parte de la misma, si está prevista. De manera similar, la hélice 9 puede elevarse hacia el cabezal usando la grúa 100. En la realización mostrada, la grúa 100 puede pivotar con respecto al cabezal 6, de modo que se pueda almacenar en una posición retraída y/o plegada, por ejemplo, en una posición contra una superficie exterior del cabezal o en un compartimento de almacenamiento u otra provisión 105 similar.

Al proporcionar una grúa 100, se evita la necesidad de llevar equipo pesado hacia y a partir de la turbina eólica, tales como muelles flotantes, grúas y similares.

Para levantar partes de una turbina eólica con la grúa 100 también se pueden conectar otros provisionales a la línea 104, tales como, pero sin limitarse a, una canasta elevadora, imán o similar, para sujetar y/o contener dichas partes.

La figura 16 muestra esquemáticamente diferentes pasos de desmontar y montar una hélice 9 o al menos un buje 21 de una hélice 9 de una turbina 1 eólica. Esto puede incluir o no una parte o una bomba 10 hidráulica completa como se describe.

En esta realización, el buje 21 está conectado al cabezal 6 mediante una parte 26 de montaje. La parte 26 de montaje puede ser, por ejemplo, angular, de modo que una primera parte 26A se extienda por debajo del cabezal 6 y una segunda parte 26b se extienda por delante del cabezal 6. Se proporcionan cojinetes apropiados (no mostrados) para montar el buje 21 y por lo tanto la hélice 9 en la parte 26 de montaje, especialmente en la segunda parte 26B de manera que la hélice en uso pueda girar alrededor del eje Y de la hélice. La parte 26 de montaje puede ser conectada, por ejemplo, atornillándola al cabezal, los pernos indicados por los signos 26C de referencia, preferiblemente accesibles desde el interior del cabezal 6.

Cuando la hélice 9 tiene que ser retirada, la línea 104 de elevación puede conectarse al buje 21 y/o la parte 26 de montaje de una manera apropiada, donde después la parte 26 de montaje puede liberarse del cabezal 6. A continuación, el buje 21 con la parte de montaje y, en su caso, las palas 22 se pueden bajar a lo largo de la torre 2 sobre, por ejemplo, una plataforma 105 al pie de la torre 2. En aplicaciones en alta mar, la plataforma 105 puede ser, por ejemplo, una plataforma de compensación de movimiento como se conoce de Ampelmann, Países Bajos en una embarcación 106. Entonces, el buje 21 y/o la parte 26 de montaje pueden liberarse de la línea 104 de elevación y llevarse a una ubicación diferente, pueden ser reparados, inspeccionados o manipulados de otro modo, por ejemplo, limpiados. Después de la manipulación adecuada, el buje con la parte 26 de montaje se puede volver a levantar hasta el cabezal para volver a montarlo. Alternativamente, el buje 21 y/o la parte 26 de montaje se pueden cambiar por otro buje 21 y/o la parte 26 de montaje, siendo reparada o descartada la parte o partes originales.

En las realizaciones, se puede proporcionar una serie de turbinas 1 eólicas, por ejemplo en un parque eólico, por ejemplo N turbinas eólicas, mientras que se proporciona al menos una hélice 9 de repuesto y/o buje 21 y/o bomba 10, es decir, hay al menos N+1 hélices, bujes y/o bombas disponibles para dicho parque eólico. Esto significa que en cualquier momento se puede retirar una hélice, un buje y/o una bomba de una turbina 1 eólica y reemplazarla por una de repuesto, que luego se puede reparar, por ejemplo, en el sitio. Por tanto, el tiempo de inactividad de las turbinas eólicas de dicho parque eólico puede limitarse considerablemente.

La figura 17 muestra un guion gráfico para una realización de un método de la divulgación, en dieciséis imágenes. Esto solo se discute a modo de ejemplo y de ninguna manera debe entenderse como una limitación del alcance de la presente divulgación. En esta realización, se da servicio a un parque 110 eólico en alta mar, utilizando una embarcación 106 con una plataforma 105 de compensación de movimiento, tal como un sistema Ampelmann.

Después de informar al personal y de los preparativos en tierra (paso 1), la embarcación 106 llevará al personal y el equipo al parque eólico (paso 2) y el personal se cambiará a lñas prendas apropiado, tal como el equipo de protección personal (p p E) (paso 3). El personal 107 se deja en una turbina 1 eólica de acuerdo con la divulgación (paso 4), preferiblemente utilizando la plataforma 105. En la turbina eólica se proporciona preferiblemente un sistema 108 de control con el que se puede activar un modo de mantenimiento (paso 5) mediante el cual al menos la hélice 9 se lleva a una posición segura para el mantenimiento. Luego, el personal 107 sube al cabezal 6 mediante un ascensor o escaleras, preferiblemente dentro de la torre 2 para acceder a la cabecera o góndola (paso 6) y permitir el acceso del personal a la grúa 100. La grúa 100 se puede activar, de modo que se lleve a una posición extendida para unir la línea 104 de elevación a la hélice 9, especialmente el buje 21 y/o una parte 26 de montaje (paso 7). Entonces, la hélice 9 y la parte 26 de montaje, también denominada sistema 111 DOT, pueden liberarse del cabezal 6 (paso 8) de modo que pueda bajarse a la plataforma 105 utilizando la grúa 100 (paso 9). Se puede colocar un sistema 111 DOT de repuesto en la plataforma 105 o al menos se puede levantar hasta el cabezal utilizando la grúa 100 (paso 10) para unirlo al cabezal 6 (paso 11). Luego, la línea 104 de elevación puede liberarse del sistema 111 DOT y la grúa 100 volver a la posición de almacenamiento, después de lo cual el personal 107 puede volver a bajar a través de la torre 2 (paso 12) y el modo de mantenimiento puede desactivarse (paso 13) de manera que la turbina eólica pueda volver a estar operativa. El personal puede ser recogido por la embarcación 106, preferiblemente utilizando la plataforma 105 de nuevo (paso 14). El sistema 111 DOT retirado puede, por ejemplo, ser reparado a bordo de la embarcación 106 (paso 15) mientras que la embarcación 106 puede navegar hasta la siguiente turbina 1 eólica en el parque eólico, utilizando el sistema 111 DOT a bordo como repuesto para dicha siguiente turbina eólica, comenzando un ciclo siguiente en el paso 4 como se discutió anteriormente, preferiblemente repitiendo el proceso hasta que todas las turbinas eólicas en el parque eólico hayan sido reparadas.

La figura 18 muestra esquemáticamente un guion gráfico para el mantenimiento realizado en una turbina 1 eólica, especialmente una bomba 10 de la misma, que puede realizarse desde el interior del cabezal 6 o, por ejemplo, en una embarcación 106 en el paso 15 como se describe con referencia a la figura 17. La figura 18 muestra esquemáticamente diez pasos en dicho mantenimiento. Primero se recogen las herramientas y partes de repuestos apropiados, por ejemplo juntas (paso 15.1), después de lo cual el personal accederá a la bomba 10, por ejemplo a través de la abertura central en la parte 38 central de una bomba 10 como se discutió anteriormente (paso 15.2). Con este fin, el sistema 111 DOT se puede colocar, por ejemplo, sustancialmente en horizontal, con una punta 21A del buje 21 mirando hacia arriba. A continuación, se puede liberar un colector 112, que comprende, por ejemplo, conexiones de entrada 11 y salida 12 (paso 15.3), después de lo cual puede retirarse (paso 15.4). Luego, se puede retirar el cilindro 31 relevante y/o se puede sacar el pistón 30 relevante del cilindro 31 (paso 15.4), por ejemplo, para inspección de y, si es necesario, reemplazar las juntas 30A (paso 15.5), después de lo cual el pistón 30 y/o el cilindro 31 se pueden volver a instalar (paso 15.6). Luego, el colector 112 se puede reemplazar (paso 15.7) y volver a atornillarse en su posición (paso 15.8) y conectar correctamente. Los pasos 15.3 -15.8 se pueden repetir para todos los cilindros 31 de la bomba 10. Luego, después de reunir las herramientas (paso 15.9), el personal puede abandonar el sistema 111 DOT nuevamente (paso 15.10) y la bomba 10 está lista para instalarse en la misma u otra turbina eólica.

La figura 19 muestra un uso alternativo de una turbina 1 eólica de la divulgación, en la que la bomba 10 está integrada en un circuito cerrado para un primer fluido, por ejemplo aceite. La bomba 10 se proporciona, como se ha comentado, al menos en parte y preferiblemente de manera sustancialmente completa en el buje 21 de la hélice 9. Se proporciona un motor 113 en o cerca de la torre 2, por ejemplo en un pie 114 de la torre 2. Una primera línea 115 de baja presión se extiende desde el motor 113 hasta la bomba 10, especialmente las entradas 111 de la misma, mientras que una segunda línea 116 de alta presión se extiende desde la bomba 10, especialmente las salidas 12 de la misma, hacia el motor 113. Por tanto, el primer fluido se bombea hasta la bomba 10, donde la presión aumenta mediante la bomba 10 accionada por la hélice 9. Luego, el fluido a alta presión forzado hacia abajo acciona el motor 113. El motor 113 acciona una segunda bomba 117, por ejemplo una bomba de agua salada, que puede bombear agua, por ejemplo recogida del cuerpo de agua 5 en la que se coloca la turbina eólica, a un generador 13, por ejemplo en una plataforma central para un parque eólico. El generador 13 puede ser accionado por el agua de mar presurizada por la segunda bomba 117. En tal realización, la bomba 10 no necesita ser compatible con agua salada.

La figura 20 muestra esquemáticamente, en una vista en perspectiva, parte de una turbina 1 eólica, con un cabezal 6 parcialmente roto, que muestra una bomba 10 con una carcasa parcialmente rota y una línea 11 de entrada y una línea 12 de salida combinadas.

Las figuras 21 y 22 muestran en una vista lateral en sección transversal parte de una bomba 10, parcialmente rota. Como puede verse en la figura 21,22 y por ejemplo, en la figura 4, la bomba 10 puede ser sustancialmente simétrica en espejo sobre un plano A - A como se muestra en la figura 4, que se extiende perpendicular al eje P de rotación de la bomba y/o al eje Y de la hélice.

En la figura 21 se muestra una realización de una sola fila, que es una realización de una bomba 10 con una sola fila de cilindros 31 con pistones 30. Cada pistón comprende un bogie 63 con cojinetes 60 transportados sobre un pie 34 de pistón, que corre contra una superficie 48 interior del anillo 44 de accionamiento. En la figura 22 se muestra una realización en la que se proporcionan dos filas paralelas de cilindros 31 con pistones 30. Como puede verse en la figura 22, especialmente el anillo o anillos 50 exteriores se pueden conectar a la hélice 9, mostrada parcialmente a la derecha en la figura 22, a través de un buje 21. Así, al girar la hélice 9, el buje 21 girará alrededor del eje Y de la hélice, haciendo girar el anillo o los anillos 50 y, por tanto, el anillo 44 de accionamiento, a través del engranaje 70. Esto, a su vez, acciona los pistones para bombear.

Como puede verse en la figura 22, cada fila R de cilindros 31 y pistones 30 puede estar formada básicamente por una bomba 10 como se muestra en la figura 21, de manera que una bomba 10 puede ser modular, en donde cada módulo M puede comprender, por ejemplo, una fila R, estando los anillos exteriores 50 conectados entre sí directamente y/o a través del buje 21. Por tanto, el escalado es fácilmente posible. En realizaciones, se puede proporcionar un embrague entre todos o algunos de los módulos M, permitiendo que se utilicen algunos o todos los módulos M en una bomba 10, dependiendo, por ejemplo, del viento disponible para accionar la hélice.

La invención no se limita de ninguna manera a las realizaciones divulgadas y discutidas específicamente aquí anteriormente. Son posibles muchas variaciones de la misma, incluidas, pero sin limitarse a, combinaciones de partes de las realizaciones mostradas y descritas. Por ejemplo, los cilindros y pistones 31, 30 se pueden proporcionar en el anillo de accionamiento, mirando radialmente hacia adentro, en donde la porción central se usa para accionar los pistones en una dirección radial, con respecto al eje de la bomba. En tal realización, puede ser preferible conectar la porción 38 central al buje 21 de la hélice 9 y montar el anillo de accionamiento estacionario en una parte 26 de montaje. También son posibles combinaciones de cilindros en el anillo de accionamiento y cilindros en la porción central. Una parte de montaje puede ser una parte separada o puede ser parte del cabezal 6. Como se ha comentado, se pueden utilizar diferentes tipos de bombas 10, tales como, pero sin limitarse a, bombas centrífugas, una bomba que utiliza tracción planetaria o accionamiento por fricción o una bomba axial como se conoce en la técnica. Dicha bomba está montada en la hélice 9, especialmente en un buje 21 de la misma, de modo que la bomba se puede retirar del cabezal 6 junto con la hélice 9. En las formas de realización, se puede proporcionar una grúa en una posición diferente, por ejemplo, en el cabezal 6 o en la torre 2.

Se considera que estas y muchas otras modificaciones también se han divulgado en este documento, incluidas, pero sin limitarse a, todas las combinaciones de elementos de la invención como se divulga, dentro del alcance de la invención como se presenta.

Claims (17)

REIVINDICACIONES

1. Turbina eólica, que comprende una torre (2) y un cabezal (6) montado en un extremo superior de dicha torre (2), giratorio alrededor de un eje (X) del cabezal, en donde una hélice (9) está montada en dicho cabezal (6), giratorio alrededor de un eje (Y) de la hélice, en donde se proporciona una bomba (10) hidráulica, accionada por dicha hélice (9), en donde la bomba (10) hidráulica se proporciona sustancialmente en la hélice (9),

caracterizada porque

la bomba (10) hidráulica está dispuesta en el buje (21) de la hélice (9), de tal manera que la bomba (10) se puede retirar del cabezal (6) junto con la hélice (9).

2. Turbina eólica de acuerdo con la reivindicación 1, en donde el cabezal (6) está provisto de un cubo (16), en donde una parte móvil de la bomba gira con la hélice (9) al menos parcialmente alrededor de una parte de dicho cubo (16), en donde dicho cubo (16) forma o está provisto de una parte (17) sustancialmente estacionaria de la bomba (10) hidráulica, y en donde la hélice comprende una parte (18) giratoria de la bomba (10) hidráulica.

3. Turbina eólica de acuerdo con la reivindicación 1 o 2, en donde dicho cubo (16) comprende una primera parte (19) dentro de dicho cabezal (6) y una segunda parte (20) que está conectada de forma liberable a dicha primera parte (19), en donde dicha segunda parte (20) se proporciona en o por dicha bomba (10) hidráulica.

4. Turbina eólica de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 - 3, en donde un circuito (23) de fluido se extiende a través de la torre (2) y el cabezal (6), cuyo circuito (23) de fluido comprende una parte que se extiende dentro de un buje (21) de la hélice (9), cuya parte comprende al menos parte de la bomba (10) hidráulica, en donde preferiblemente el circuito (23) de fluido comprende al menos una válvula (27) provista en o cerca del cabezal (6) para desconectar un canal de entrada de fluido de dicho circuito (23) desde la bomba (10) hidráulica, preferiblemente provisto además de al menos una segunda válvula en o cerca del cabezal (6) para desconectar un canal de salida de dicho circuito (23) desde la bomba (10) hidráulica.

5. Turbina eólica de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde la bomba (10) es una bomba de pistones múltiples, que comprende una parte (38) central y un anillo (44) de accionamiento que se extiende alrededor de la parte (38) central, en donde al menos:

- la parte (38) central comprende una serie de cilindros (31) que miran radialmente hacia afuera con pistones (30) móviles en dichos cilindros (31) en dicha dirección radial, con respecto a un eje central, en donde el anillo (44) de accionamiento se engancha con los pistones (30) directa o indirectamente para al menos forzar los pistones (30) radialmente hacia adentro; o

- el anillo (44) de accionamiento comprende una serie de cilindros (31) que miran radialmente hacia adentro con pistones (30) móviles en dichos cilindros (31) en dicha dirección radial, con respecto a un eje central, en donde la porción (38) central se engancha con los pistones (30) directa o indirectamente para al menos forzar los pistones (30) radialmente hacia afuera,

en donde preferiblemente el anillo (44) de accionamiento comprende una superficie no circular que mira hacia adentro, que se engancha con los pistones directa o indirectamente, en donde más preferiblemente:

- entre la superficie que mira hacia el interior del anillo (44) de accionamiento y los pistones (30) se proporciona un anillo flexible o ensamblaje (43) de anillo, que durante el uso se flexiona para accionar los pistones (30); o

- entre la superficie que mira hacia el interior del anillo (44) de accionamiento y cada pistón (30) se proporciona al menos un cojinete (46), preferiblemente al menos dos cojinetes (46) transportados por un transportador de cojinetes o bogie (63), durante el uso accionando los pistones (30).

6. Turbina eólica de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde la bomba (10) está montada en el cabezal (6) utilizando una provisión de montaje que también soporta la hélice (9), en donde preferiblemente la hélice (9) comprende un buje (21) con una o más palas (22) conectadas a este, en donde el buje (21) está montado en al menos una ménsula que se extiende desde el buje, cuya ménsula está conectada de forma liberable al cabezal (6).

7. Turbina eólica de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde la hélice (9) comprende un buje (21) con una o más palas (22) conectadas a este, en donde el buje (21) está montado en la carcasa mediante al menos un engranaje y/o cojinete, de manera que el buje (21) pueda girar con respecto al cabezal (6) mediante dicho engranaje y/o cojinete.

8. Turbina eólica de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde la bomba (10) comprende un accionamiento no circular para pistones (30) y/o cilindros (31) que se extienden radialmente, enganchando directa o indirectamente dichos pistones (30) y/o cilindros (31), mientras que se proporciona un accionamiento de tracción y/o fricción, enganchando dicho accionamiento no circular y un buje (21) de la hélice (9), o una parte que engancha dicho buje (21), formando un engranaje entre el buje (21) o al menos la hélice (9) y el accionamiento no circular.

9. Turbina eólica de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde una grúa (100) está montada en el cabezal (6) o provista por el cabezal (6), con la que se puede levantar la hélice (9) desde el cabezal (6) a una posición cerca de un pie de la torre (2) o viceversa, en donde la grúa (100) se proporciona preferiblemente en el cabezal (6), especialmente en un lado de arriba de dicho cabezal (6), en donde la grúa (100) está prevista preferiblemente para elevar la hélice (9) con al menos parte de la bomba (10) hidráulica, preferiblemente la bomba (10) hidráulica completa.

10. Turbina eólica de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde la hélice (9) con la bomba (10) hidráulica o al menos una parte de la misma proporcionada en o por la hélice (9) es intercambiable por una hélice (9) de reemplazo con bomba (10) hidráulica o la parte relevante de la misma.

11. Turbina eólica de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde la bomba (10) hidráulica o la parte de la misma proporcionada por o dentro de la hélice (9) es accesible desde el interior del cabezal (6).

12. Turbina eólica de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde la bomba (10) hidráulica está conectada a un generador (13), preferiblemente a través de un motor (113) hidráulico, más preferiblemente a través de una hidroturbina tipo Pelton, en donde el generador (13) es preferiblemente un generador de accionamiento múltiple, en donde un primer accionamiento es proporcionado por dicha bomba (10) y un segundo accionamiento es proporcionado por otro tipo de accionamiento, por ejemplo un accionamiento de tipo incinerador, tal como por ejemplo un accionamiento de combustible fósil o un accionamiento accionado por calor terrestre, accionamiento por mareas, accionamiento accionado por potencia solar o accionamiento accionado por calor residual o similar.

13. Turbina eólica de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde la bomba (10) hidráulica está conectada a una planta (14), tal como una planta industrial, por ejemplo una planta desalinizadora.

14. Sistema de instalación y/o mantenimiento de una turbina (1) eólica de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde el sistema comprende al menos una embarcación (106) provista de una plataforma (105) móvil, preferentemente compensadora de movimiento adecuada para transportar una sistema de hélice que comprende una hélice que incluye la bomba de una turbina (1) eólica, en donde la plataforma (105) es además adecuada para trasladar personal hacia y desde un molino de viento (1) al que se va a montar el sistema de hélice o desde el que se va a recuperar el sistema de hélice.

15. Método de instalación y/o mantenimiento de una turbina (1) eólica de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1-13, en donde se coloca una torre (2) con un cabezal (6) en una posición seleccionada, y se envía un sistema de hélice a dicha torre (2), el sistema de hélice incluye un buje (21), en donde se proporciona una bomba (10) hidráulica en el buje (21) del sistema de hélice, en donde el sistema de hélice se eleva al cabezal (6) de tal manera que al menos:

- la bomba (10) hidráulica se puede ensamblar en la turbina (1) eólica o

- la bomba (10) hidráulica se puede conectar a un circuito (23) hidráulico que se extiende a través de la torre (2) y el cabezal (6),

en donde el sistema de hélice está conectado al cabezal (6).

16. Método de acuerdo con la reivindicación 15, en donde al menos:

- primero se retira un sistema de hélice del cabezal (6) y luego se reemplaza por un sistema de hélice de reemplazo o

- e l o cada sistema de hélice se eleva mediante una grúa (100) proporcionada en o por la turbina (1) eólica, especialmente una grúa (100) montada en el cabezal (6) de la turbina (1) eólica.

17. Método para el mantenimiento de un parque de turbinas eólicas, que comprende una serie de turbinas eólicas de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 - 13, en donde la serie de turbinas comprende N turbinas, comprendiendo cada turbina un sistema de hélice que comprende una hélice que incluye la bomba, en donde al menos se proporciona un sistema de hélice adicional para intercambiar con uno cualquiera de los N sistemas de hélice, en donde para el mantenimiento de un sistema de hélice, dicho sistema de hélice se retira de la turbina eólica y se reemplaza por dicho sistema de hélice adicional, en donde el sistema de hélice retirado se puede enviar a un lugar de mantenimiento alejado de la turbina o parque eólico relevante.