ES2925456T3 - Disposición de enfriamiento de una turbina eólica - Google Patents

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Abstract

De acuerdo con la invención, se proporciona una disposición de refrigeración de una turbina eólica. La turbina eólica comprende una góndola y un dispositivo de refrigeración está dispuesto en la parte superior de la góndola. Está preparado para evacuar el calor del aerogenerador al aire ambiente. Una plataforma está ubicada en la parte superior de la góndola. Está preparado para ser abordado por un helicóptero. La plataforma comprende una barrera, que rodea al menos una parte de la plataforma. La barrera comprende al menos una parte del dispositivo de refrigeración. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN
Disposición de enfriamiento de una turbina eólica
La invención se refiere a una disposición de enfriamiento de una turbina eólica.
La maquinaria eléctrica produce calor y, a menudo, necesita un sistema de enfriamiento para evacuar el calor. El sistema de enfriamiento a menudo comprende un fluido refrigerante que circula por conductos o tuberías. El sistema de enfriamiento además comprende una disposición de enfriamiento tal como disipador de calor. La disposición de enfriamiento comprende un radiador y una disposición de soporte. Luego, el fluido refrigerante es enfriado por el aire que fluye a través del radiador. Por lo tanto, el radiador se monta de manera que el aire circundante pueda fluir a través del radiador.
En el caso de, por ejemplo, una turbina eólica, el sistema de enfriamiento evacúa el calor del generador o de un cojinete. El fluido refrigerante se enfría en el radiador. El radiador se monta fuera de la góndola para que el aire circundante pueda moverse a través del radiador.
Las turbinas eólicas a menudo se instalan en alta mar o cerca de la costa y están rodeadas por aire salado. Un objetivo de la instalación es mantener el aire salado fuera de la góndola, ya que el aire salado dañará la instalación en la góndola. Para esto, el radiador del sistema de enfriamiento se monta fuera de la góndola, por lo que tiene que dirigirse el aire salado a través de la góndola.
Para garantizar un enfriamiento confiable por el aire circundante que se mueve a través del radiador, el radiador se monta de manera que el aire circundante pueda fluir fácilmente a través del radiador. El radiador se monta principalmente en el ángulo recto de la dirección del flujo de aire cuando la turbina se encuentra en operación. El radiador se monta en la parte superior de la góndola para aprovechar al máximo el flujo de aire y para proporcionar un buen acceso para mantenimiento.
El documento WO 2010/085960 A2 divulga una turbina eólica que comprende una góndola que tiene una primera cara con una extensión longitudinal en la dirección de viento y un dispositivo de enfriamiento que se extiende perpendicularmente a la cara superior de la góndola. Así, el viento fluye hacia el dispositivo de enfriamiento en un ángulo perpendicular a la extensión longitudinal del área de enfriamiento, lo que resulta en un enfriamiento óptimo.
Para un ejemplo adicional de un dispositivo de enfriamiento montado en la parte superior de la góndola, se hace referencia al documento WO 2012/107049 A1.
Los mismos aspectos aplican para otras disposiciones donde se utilizan sistemas de enfriamiento. Un radiador de un sistema de enfriamiento a menudo se instala en una área más alta de un edificio o construcción, por ejemplo, en un tejado.
Dado que, por ejemplo, las turbinas eólicas a menudo se instalan en alta mar, se encuentran equipadas con un helipuerto, una zona de descenso de helicópteros o una plataforma de ascenso de helicópteros, como puede observarse en el documento EP 1134410 A1 y en el documento WO 2009/132671 A2. Estas plataformas se utilizan con un helicóptero para aterrizar en la plataforma o para dejar o recoger personas o repuestos con la ayuda de un malacate. También es posible utilizar la plataforma con una grúa para izar o bajar aparejos tales como equipo técnico a la plataforma mediante una cuerda. Esto es para proporcionar una manera fácil de entregar o recoger repuestos o personas, por razones de servicio o reparación.
La plataforma está ubicada en la parte superior de la góndola en el extremo posterior de la góndola. El extremo posterior de la góndola es el extremo que se aleja del cubo y del rotor, para evitar interferencia con el rotor.
Es necesario un espacio libre de un cierto tamaño para entregar o recoger personas o equipos en una plataforma. Así se evitan accidentes y daños. Se dispone una barrera alrededor de la plataforma para evitar que personas o equipos se deslicen por el borde de la plataforma.
Se dispone una trampilla en la góndola en el extremo frontal de la plataforma, para permitir un fácil acceso desde la plataforma hacia la góndola y desde la góndola a la plataforma. El extremo frontal de la plataforma es el extremo que apunta hacia el cubo de la turbina eólica.
Esto tiene el inconveniente de que el radiador del sistema de enfriamiento y la plataforma ocupan la misma área en la parte superior de la turbina eólica. El radiador disminuirá el espacio necesario para la plataforma. Al mismo tiempo, la barrera (por ejemplo, un riel) alrededor de la plataforma reducirá el área de aire libre para moverse a través del radiador.
El objetivo de esta invención es proporcionar una disposición de enfriamiento que proporcione un enfriamiento fiable y que no limite las posibilidades de utilizar una plataforma.
El objetivo se logra por las características de la reivindicación independiente. Se describen realizaciones preferidas de la invención en las reivindicaciones dependientes.
De acuerdo con la invención, se proporciona una disposición de enfriamiento de una turbina eólica. La turbina eólica comprende una góndola y un dispositivo de enfriamiento, el cual se dispone en la parte superior de la góndola. El dispositivo de enfriamiento está preparado para evacuar el calor de la turbina eólica al aire ambiente.
Una plataforma está ubicada en la parte superior de la góndola. Está preparada para ser abordada por un helicóptero. La plataforma comprende una barrera, la cual rodea al menos una parte de la plataforma. La barrera comprende al menos una parte del dispositivo de enfriamiento.
Así, el dispositivo de enfriamiento es una parte de la barrera. De esta manera, no se necesita una barrera separada ni un dispositivo de enfriamiento separado mientras se evita material adicional. De esta manera, se ahorran el peso, los costes y el tiempo de trabajo para preparar e instalar la barrera separada y el dispositivo de enfriamiento separado.
El dispositivo de enfriamiento comprende un segmento de radiador y una estructura de soporte para soportar el segmento de radiador. De esta manera, el radiador se monta mediante una estructura de soporte en la góndola o en la barrera. De esta manera, el radiador puede intercambiarse fácilmente en caso de falla.
Al menos una parte del radiador de la turbina eólica es parte integrante de la barrera.
De preferencia, un sistema de enfriamiento interno de la turbina eólica se conecta con el dispositivo de enfriamiento o el radiador. De esta manera, se utilizan al menos dos circuitos de enfriamiento acoplados para evacuar el calor fuera de la góndola o turbina eólica. Cada circuito de enfriamiento podría utilizar un fluido refrigerante específico similar a agua, aceite y/o aire. De esta manera, no hay necesidad de utilizar aire salado del exterior de la góndola para propósitos de enfriamiento interno.
De preferencia, la barrera se dispone en tres lados de la plataforma. Un cuarto lado restante se deja libre para permitir el acceso desde una escotilla hasta la plataforma.
De preferencia, el radiador se dispone en la parte posterior de la plataforma como barrera. Así, el viento, el cual se mueve a lo largo de la góndola para enfriar el radiador cuando la turbina se encuentra en operación, se mueve fácilmente a lo largo de la plataforma y llega al dispositivo de enfriamiento. De esta manera, la superficie del dispositivo de enfriamiento se dispone de manera frontal a la dirección del aire ambiente cuando la turbina eólica se encuentra en operación.
De preferencia, el radiador se dispone en la parte frontal de la plataforma como barrera. Así, el viento puede fluir fácilmente a través del rotor y directamente al dispositivo de enfriamiento cuando la turbina se encuentra en operación. Así, el viento no se bloquea antes de que llegue al radiador.
De preferencia, la estructura de soporte comprende un soporte lateral con forma triangular, el cual está preparado para absorber la carga eólica del aire ambiente que pasa a través del radiador. Así, las fuerzas, generadas por la carga eólica, se transfieren desde el radiador sobre la estructura de soporte hasta la góndola de la turbina eólica. Además, se optimiza el uso de material y el peso.
De preferencia, el dispositivo de enfriamiento se dispone con cierta separación con respecto a la góndola. De esta manera, se permite que el aire se mueva entre el dispositivo de enfriamiento y la góndola. De esta manera, se proporciona un flujo de aire de baja turbulencia. El flujo de aire del aire ambiente alrededor del radiador se optimiza y se evita una congestión del flujo de aire.
De preferencia, el dispositivo de enfriamiento se dispone parcialmente en un surco de la góndola para lograr una distancia predefinida entre el nivel de la plataforma y el borde superior del dispositivo de enfriamiento. De esta manera, se observa una limitación de la altura máxima de la barrera con respecto a la plataforma. Además, puede proporcionarse una gran área de radiador al mismo tiempo que se mantienen las dimensiones de construcción obligatorias.
En otra realización, la plataforma se eleva con respecto al dispositivo de enfriamiento para lograr una distancia predefinida entre el nivel de la plataforma y el borde superior del dispositivo de enfriamiento. De esta manera, se observa una limitación de la altura máxima de la barrera con respecto a la plataforma. Además, puede proporcionarse una gran área de radiador al mismo tiempo que se mantienen las dimensiones de construcción obligatorias.
De preferencia, la barrera comprende una rejilla metálica. Así, el aire de un helicóptero en vuelo estacionario puede pasar a través de la barrera. Así se evita la congestión del aire. De esta manera, se evitan efectos de suelo y flujo de aire turbulento complejo para el helicóptero.
De preferencia, la rejilla metálica comprende aberturas de cierto tamaño, lo que evita que un gancho de puesta a tierra o un conductor de puesta a tierra de un helicóptero, el cual se encuentra en vuelo estacionario sobre la plataforma, se enrede o quede atorado. Así, el gancho no se enreda y se mueve libremente. Se evitan situaciones peligrosas para el helicóptero.
De preferencia, un piso de la plataforma comprende un orificio para drenar agua. Así, se minimiza el peligro de que las personas o equipos se resbalen sobre la superficie mojada.
De preferencia, se prepara una rejilla como suelo de la plataforma. De esta manera, la fricción de equipos y zapatos de las personas es mayor que en una superficie metálica plana. Así, se minimiza el deslizamiento y resbales de equipos y personas.
La invención se muestra con más detalle con la ayuda de las figuras. Las figuras muestran configuraciones preferidas y no limitan el alcance de la invención.
La figura 1 muestra una góndola de una turbina eólica de acuerdo con la invención,
La figura 2 muestra una turbina eólica de acuerdo con la invención,
La figura 3 muestra una plataforma de acuerdo con la invención en una primera vista,
La figura 4 muestra la plataforma de la figura 3 en una segunda vista,
La figura 5 muestra otra realización de la solución inventada,
La figura 6 muestra un detalle de la solución inventada.
La figura 1 muestra una góndola 2 de una turbina eólica de acuerdo con la invención. La góndola 2 comprende una plataforma 3 que está rodeada por una barrera 4. El extremo posterior de la plataforma es la parte que se aleja del cubo 5.
Se proporciona un dispositivo de enfriamiento 6 en la parte superior de la góndola 2. Este dispositivo de enfriamiento 6 es parte integrante de la parte posterior de la barrera 4. La barrera 4 rodea la plataforma 3 en tres lados. En el lado derecho e izquierdo, la barrera comprende una rejilla metálica 7, de modo que el flujo de aire de un helicóptero en vuelo estacionario pueda moverse a través de la barrera 4.
La figura 2 muestra una turbina eólica 1 de acuerdo con la invención. La turbina eólica 1 está equipada con una plataforma 3 en la parte superior de la góndola 2. La plataforma 3 está rodeada por una barrera 4.
La plataforma 3 puede ser abordada por un helicóptero. La plataforma 3 puede estar preparada para que aterrice sobre ella el helicóptero. O está preparada para utilizarse como una área de descenso de helicópteros o una plataforma de ascenso de helicópteros para entregar o recoger equipos y personal hasta y desde la plataforma.
Se proporciona un dispositivo de enfriamiento 6 en el extremo posterior más alejado del cubo 5 de la turbina eólica 1. Este dispositivo de enfriamiento 6 está integrado en la barrera 4 y forma parte de la barrera 4.
La figura 3 muestra una plataforma 3 de acuerdo con la invención en una primera vista. La góndola 2 está equipada con una plataforma 3. Alrededor de la plataforma 3 hay una barrera 4.
En la parte posterior de la barrera 4 se dispone un dispositivo de enfriamiento 6 como parte de la barrera 4. El dispositivo de enfriamiento 6 comprende un radiador 8 y una estructura de soporte 9. El radiador 8 puede estar construido de varios elementos de radiador.
La barrera 4 comprende rejillas metálicas 7. Las rejillas metálicas 7 permiten que el aire fluya y de esta manera evitan una congestión de aire, por ejemplo, de un helicóptero en vuelo estacionario sobre la plataforma 3.
La barrera 4 rodeará la plataforma 3 en tres lados. El lado en la dirección del cubo, el lado frontal, sólo está equipado con una barandilla. Así, el personal y equipo pueden llegar fácilmente a la plataforma 3 a través de la trampilla 10.
El dispositivo de enfriamiento 6 está equipado con un soporte lateral con forma triangular 9. Este soporte lateral 9 absorberá la carga eólica del aire ambiente que se mueve a través del radiador 8 y conducirá las fuerzas hacia la góndola 2.
La figura 4 muestra la plataforma de la figura 3 en una segunda vista. Un dispositivo de enfriamiento 6 se dispone en la parte superior de una góndola 2 de una turbina eólica. El dispositivo de enfriamiento 6 comprende una estructura de soporte 9 y un radiador 8. El dispositivo de enfriamiento 6 es una parte de la barrera 4 que rodea la plataforma 3.
La barrera 4 rodea la plataforma 3 en tres lados. Así, el viento, que enfría el radiador cuando la turbina se encuentra en operación, puede soplar a través del rotor a lo largo de la góndola 2 sobre la plataforma 3 y a través del radiador 6 sin ser perturbado por una barrera en la parte frontal de la plataforma 3.
También el personal puede llegar fácilmente a la plataforma 3 a través de la escotilla 10 y manipular el equipo dentro y fuera de la góndola 2. En el costado de la trampilla 10, la plataforma 3 está equipada con una barandilla. En la parte superior de esta barandilla se instala equipo adicional.
La barrera 4 comprende una rejilla metálica 7 la cual permite que el aire fluya a través de ella. De esta manera, se minimiza la congestión del aire y se evitan el flujo de aire turbulento complejo y los efectos de suelo para el helicóptero que se encuentra en vuelo estacionario sobre la plataforma 3.
La rejilla metálica tiene aberturas que son lo suficientemente pequeñas para que el gancho de puesta a tierra o el conductor de puesta a tierra del helicóptero no pueda enredarse en la rejilla.
La figura 5 muestra otra realización de la solución inventada. En la parte superior de la góndola 2 de una turbina eólica 1 se instala una plataforma 3 que será utilizada con un helicóptero. La plataforma está rodeada por una barrera 4. En el extremo frontal de la plataforma, en el extremo que apunta hacia el cubo 5, la barrera 4 se conecta a un dispositivo de enfriamiento 6. De esta manera, el dispositivo de enfriamiento 6 forma parte de la barrera 4 en el extremo frontal de la plataforma. El dispositivo de enfriamiento está equipado con una estructura de soporte con forma triangular 9.
En esta realización, el dispositivo de enfriamiento 6 se monta en el extremo frontal de la plataforma 3. Cuando la turbina eólica 1 se encuentra en operación, el viento puede fluir fácilmente a través del rotor y a lo largo de la góndola 2 hasta el dispositivo de enfriamiento 6 que comprende el radiador 8. El radiador 8 se dispone principalmente en la parte frontal al viento. Por tanto, el viento proporciona un efecto de enfriamiento optimizado.
La figura 6 muestra un detalle de la solución inventada. La figura muestra un radiador 8 del dispositivo de enfriamiento en una vista lateral. Entre el radiador 8 y la góndola 2 hay una cierta separación que conduce a un entrehierro 12. Este entrehierro permite que el flujo de aire 13 fluya entre el radiador 8 y la góndola 2. De esta manera, el flujo de aire 13 no se bloquea en la parte frontal del radiador 8. Así, se evita una congestión de aire y se optimiza el efecto de enfriamiento.
El radiador 8 se dispone en un cierto nivel en la parte superior de la góndola 2. En este caso, la plataforma 3 se dispone en un nivel superior sobre la góndola 2. La plataforma 2 se eleva con respecto al dispositivo de enfriamiento 6. Así, la distancia entre el extremo superior del dispositivo de enfriamiento 6 y el nivel del suelo de plataforma puede disponerse para que tenga una distancia máxima predeterminada. De esta manera, pueden cumplirse los requisitos con respecto a la altura de la barrera 4 que rodea la plataforma 3.

Claims (12)

REIVINDICACIONES
1. Disposición de enfriamiento de una turbina eólica (1),
- con una góndola (2) de la turbina eólica (1),
- con un dispositivo de enfriamiento (6), el cual se dispone en la parte superior de la góndola (2) y que está preparado para evacuar el calor de la turbina eólica (1) al aire ambiente,
- donde el dispositivo de enfriamiento (6) comprende un segmento de radiador (8) y una estructura de soporte (9) para soportar el segmento de radiador (8),
- con una plataforma (3), la cual se ubica en la parte superior de la góndola (2) y que está preparada para ser abordada por un helicóptero,
- donde la plataforma (3) comprende una barrera (4), la cual rodea al menos una parte de la plataforma (3), caracterizada porque,
- la barrera (4) comprende al menos una parte del dispositivo de enfriamiento (6),
- donde al menos una parte del radiador (8) de la turbina eólica (1) es parte integrante de la barrera (4).
2. Disposición de enfriamiento de acuerdo con la reivindicación 1, donde un sistema de enfriamiento interno de la turbina eólica (1) se conecta con el dispositivo de enfriamiento (6) o el radiador (8).
3. Disposición de enfriamiento de acuerdo con una de las reivindicaciones precedentes, donde la barrera (4) se dispone en tres lados de la plataforma (3).
4. Disposición de enfriamiento de acuerdo con una de las reivindicaciones precedentes, donde el radiador (8) se dispone en la parte posterior de la plataforma (3) como barrera (4).
5. Disposición de enfriamiento de acuerdo con una de las reivindicaciones precedentes, donde el radiador (8) se dispone en la parte frontal de la plataforma (3) como barrera (4).
6. Disposición de enfriamiento de acuerdo con una de las reivindicaciones precedentes, donde la estructura de soporte (9) comprende un soporte lateral con forma triangular, el cual está preparado para absorber la carga eólica del aire ambiente que pasa a través del radiador (8).
7. Disposición de enfriamiento de acuerdo con una de las reivindicaciones precedentes, donde el dispositivo de enfriamiento (6) se dispone con una cierta separación con respecto a la góndola (2), de esta manera, se permite que el aire se mueva entre el dispositivo de enfriamiento (6) y la góndola (2).
8. Disposición de enfriamiento de acuerdo con una de las reivindicaciones precedentes,
- donde el dispositivo de enfriamiento (6) se dispone parcialmente en un surco de la góndola (2) para lograr una distancia predefinida entre el nivel de la plataforma (3) y el borde superior del dispositivo de enfriamiento (6), o
- donde la plataforma (3) se eleva con respecto al dispositivo de enfriamiento (6) para lograr una distancia predefinida entre el nivel de la plataforma (3) y el borde superior del dispositivo de enfriamiento (6).
9. Disposición de enfriamiento de acuerdo con una de las reivindicaciones precedentes, donde la barrera (4) comprende una rejilla metálica (7).
10. Disposición de enfriamiento de acuerdo con la reivindicación 9, donde la rejilla metálica (7) comprende aberturas de un cierto tamaño, la cual impide que un gancho de puesta a tierra o un conductor de puesta a tierra de un helicóptero, el cual se encuentra en vuelo estacionario sobre la plataforma (3), se enrede o quede atorado.
11. Disposición de enfriamiento de acuerdo con una de las reivindicaciones precedentes, donde un suelo de la plataforma (3) comprende un orificio para drenar agua.
12. Disposición de enfriamiento de acuerdo con una de las reivindicaciones precedentes, donde se prepara una rejilla como suelo de la plataforma (3).
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