ES2928479T3 - Sistema de suministro de presión para un dispositivo aerodinámico neumáticamente activable de un álabe de rotor de una turbina eólica - Google Patents

Abstract

La invención se refiere a un aerogenerador (10) con pala de rotor (20), en el que la pala de rotor (20) comprende un dispositivo aerodinámico activable neumáticamente (41) y el aerogenerador (10) comprende un sistema de suministro de presión para controlar la activable dispositivo aerodinámico (41). El sistema de suministro de presión comprende un sistema de suministro de aire a presión (31), un sistema de transmisión de aire a presión (32) con líneas de presión para transmitir el aire a presión suministrado desde el sistema de suministro de aire a presión (31) al dispositivo aerodinámico (41), y en al menos un actuador neumático (33) para accionar el dispositivo aerodinámico (41). (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN

Sistema de suministro de presión para un dispositivo aerodinámico neumáticamente activable de un álabe de rotor de una turbina eólica

La presente invención se refiere a una turbina eólica con un álabe de rotor, donde la turbina eólica comprende un sistema de suministro de presión para controlar un dispositivo aerodinámico neumáticamente activable del álabe de rotor.

Los dispositivos aerodinámicos tal como aletas, listones o alerones son un medio común para influir en las propiedades aerodinámicas de un álabe de rotor de turbina eólica. Estos dispositivos frecuentemente se usan para cambiar selectivamente las propiedades aerodinámicas, tal como el levantamiento o el arrastre del álabe de rotor bajo ciertas condiciones operativas de la turbina eólica. Por ejemplo, se puede desear que el levantamiento del álabe del rotor sea lo más alto posible para velocidades de viento por debajo de la velocidad de viento nominal de la turbina eólica, pero reducido para velocidades de viento por arriba de la velocidad de viento nominal. En este contexto, la velocidad de viento nominal de la turbina eólica se refiere como la velocidad de viento a la cual la turbina eólica alcanza su torre de salida nominal. Para las turbinas eólicas industriales modernas, la velocidad de viento nominal es frecuentemente entre ocho y doce metros por segundo.

Estos dispositivos aerodinámicos pueden funcionar de manera pasiva. Esto significa que el dispositivo aerodinámico no cambia su configuración.

Estos dispositivos aerodinámicos también pueden funcionar de manera semipasiva. Esto significa que no se usa ningún medio de accionamiento para inducir un cambio de una primera configuración del dispositivo aerodinámico a una segunda configuración del dispositivo aerodinámico. En cambio, a través de un diseño cuidadoso del dispositivo aerodinámico, se logra que si se alcanza o excede un valor predeterminado de un parámetro elegido, tal como una presión que actúa en una cierta dirección en el dispositivo aerodinámico, se presente el cambio de configuración. Habitualmente, el dispositivo aerodinámico de funcionamiento semipasivo comprende un medio elástico que asegura un cambio de configuración del dispositivo aerodinámico de regreso de la segunda a la primera configuración si se cumplen condiciones predeterminadas.

De manera alternativa, los dispositivos aerodinámicos también pueden funcionar de manera activa. Esto significa que se usa cierto medio de accionamiento para inducir un cambio de una primera configuración del dispositivo aerodinámico a una segunda configuración del dispositivo aerodinámico. Este medio de accionamiento puede, por ejemplo, funcionar de manera mecánica, de manera eléctrica, de manera hidráulica o de manera neumática. La diferencia entre los dispositivos aerodinámicos de funcionamiento activo y semipasivo es que los primeros necesitan un estímulo externo para cambiar su configuración inducida, por ejemplo, por una unidad de control y “transmitida” de manera mecánica, de manera eléctrica, de manera hidráulica o de manera neumática al dispositivo aerodinámico, donde los últimos cambian su configuración sin ningún estímulo externamente controlado.

Una ventaja de los dispositivos aerodinámicos de funcionamiento activo, o simplemente “activos” es que son más versátiles con respecto a los cambios de configuración que se pueden realizar del dispositivo aerodinámico. Se pueden encontrar ejemplos de la técnica anterior en WO2010/023278A2 o US2011/116927A1.

La presente invención se refiere a dispositivos aerodinámicos neumáticamente activables de un álabe de rotor de turbina eólica. La invención busca divulgar un medio para controlar los dispositivos aerodinámicos activables y busca describir específicamente cómo se puede diseñar concretamente este medio.

La invención se describe en la reivindicación independiente 1. Las realizaciones y modificaciones ventajosas se divulgan en las reivindicaciones dependientes.

De acuerdo con la invención, se proporciona una turbina eólica con un álabe de rotor, donde el álabe de rotor comprende un dispositivo aerodinámico neumáticamente activable y la turbina eólica comprende un sistema de suministro de presión para controlar el dispositivo aerodinámico activable. El sistema de suministro de presión comprende un sistema de suministro de aire presurizado, un sistema de transmisión de aire presurizado con líneas de presión para transmitir el aire presurizado suministrado desde el sistema de suministro de aire presurizado al dispositivo aerodinámico y al menos, un accionador neumático para activar el dispositivo aerodinámico. El álabe de rotor se caracteriza además por las características de la porción de caracterización de la reivindicación 1.

El concepto de tal sistema de suministro de presión se adapta específicamente a las demandas y requerimientos de una turbina eólica. Esto incluye, por ejemplo, una fiabilidad muy alta y un alto grado de robustez del sistema, puesto que esto usualmente se requiere para cualquier sistema que se implementa en una turbina eólica. Por el término “turbina eólica” se entiende una turbina eólica para generar electricidad.

En comparación con los dispositivos aerodinámicos de funcionamiento semipasivo, el presente dispositivo aerodinámico se puede activar por un mecanismo adecuado. La presente invención se concentra en la activación neumática del dispositivo aerodinámico. Esto significa que el dispositivo aerodinámico se puede mover de una primera configuración a una segunda configuración al usar un gas de una cierta presión. El gas puede ser simplemente aire.

El término aire “presurizado” comprende aire con una presión por arriba de la presión atmosférica, pero también comprende aire con una presión menor que la presión atmosférica. Por lo tanto, la invención en su alcance más amplio comprende tanto presión positiva como negativa con respecto a la presión atmosférica. En términos descriptivos, la presente invención es aplicable tanto a la sobrepresión como a la baja presión.

El aire presurizado se suministra por el sistema de suministro de aire presurizado. Posteriormente, el aire presurizado se transmite por el sistema de transmisión de aire presurizado desde la ubicación donde se suministra, es decir, el sistema de suministro de aire presurizado, a la ubicación donde se necesita, es decir, en el dispositivo aerodinámico. El sistema de transmisión de aire presurizado comprende líneas de presión, que pueden ser, por ejemplo, tubos o tuberías o dispositivos similares.

Finalmente, el sistema de suministro de presión comprende el accionador neumático que es capaz y está destinado a activar selectivamente el dispositivo aerodinámico. Para dar ejemplos, el accionador neumático se puede realizar como una manguera (de presión) o una cavidad o cualquier otro dispositivo inflable. Una característica común para un accionador neumático adecuado es que comprende un volumen cambiable o variable. En otras palabras, la primera configuración del dispositivo aerodinámico puede correlacionarse con un estado desinflado del accionador y la segunda configuración del dispositivo aerodinámico puede correlacionarse con un estado inflado del accionador o viceversa.

En una realización de la invención, la turbina eólica comprende una pluralidad de álabes de rotor, preferentemente tres álabes de rotor, y la turbina eólica comprende un sistema de suministro de aire presurizado común para todos los álabes de rotor.

Una ventaja de proporcionar un sistema de suministro de aire presurizado común es la racionalización y eficiencia del sistema. Puesto que el aire presurizado como tal se puede usar para todas los álabes de rotor presentes de la turbina eólica, es ventajoso proporcionar un aparato individual para suministrar el aire presurizado.

Este sistema de suministro de aire presurizado común se puede ubicar de manera ventajosa en el cubo de la turbina eólica. La colocación del sistema de suministro de aire presurizado en el cubo es beneficiosa, puesto que representa una ubicación central para suministrar y distribuir el aire presurizado a los álabes de rotor individuales.

Como una alternativa, el sistema de suministro de aire presurizado común también se puede ubicar en otras partes de la turbina eólica, tal como, por ejemplo, la góndola. La colocación del sistema de suministro de aire presurizado en la góndola se puede preferir si solo queda poco espacio en el cubo o si no se desea colocar el sistema de suministro de aire presurizado en un componente de rotación continua de la turbina eólica (al menos durante la operación de la turbina eólica) tal como representa el cubo.

En el caso de que haya un sistema de suministro de aire presurizado común que sirva a una pluralidad de álabes de rotor, se necesita realizar una elección si los álabes de rotor individuales se suministran con la misma cantidad de aire presurizado al mismo tiempo o si los álabes individuales se deben suministrar de manera independiente y separados entre sí. El suministro y control individual de los álabes de rotor por aire presurizado puede ser preferible, puesto que entonces se puede asegurar mayor versatilidad y control del sistema. A fin de realizar este control individual de los álabes de rotor, se proponen válvulas individuales en cada línea de presión que se dirigen desde el sistema de suministro de aire presurizado común hacia los álabes de rotor.

En otra realización de la invención, la turbina eólica comprende sistemas de suministro de aire presurizado individuales, uno para cada álabe de rotor.

Esto tiene la ventaja de que los sistemas de suministro de aire presurizado individuales se pueden configurar más pequeños. Además, si un sistema de suministro de aire presurizado falla, solo un álabe de rotor se ocupa de la falla. Esta falla representa, por supuesto, un evento extraordinario, pero es, sin embargo, posible.

En el caso de que existan sistemas de suministro de aire presurizado individuales para cada álabe de rotor, una posición donde se pueden ubicar estos sistemas de suministro de aire presurizado individuales es nuevamente el cubo de la turbina eólica. Sin embargo, en este caso también las secciones de raíz de los álabes de rotor individuales pueden ser una opción ventajosa. La ventaja de colocar los sistemas de suministro de aire presurizado en las respectivas secciones de raíz es que entonces no se necesitan líneas de presión a fin de proporcionar una conexión a través del rodamiento de pala del álabe de rotor. Además, se señala que los sistemas de suministro de aire presurizado individuales incluso se pueden ubicar más externos en el álabe de rotor en lugar de que se ubiquen en la sección interior, como la sección de raíz. Una ventaja de una colocación del sistema de suministro de aire presurizado adicionalmente externo puede surgir si el dispositivo aerodinámico en sí también se ubica adicionalmente externo en el álabe de rotor. Entonces, la longitud del sistema de transmisión de aire presurizado se puede reducir al mínimo al colocar el sistema de suministro de aire presurizado cerca de la posición donde realmente se necesita.

Se señala que no solo una distancia reducida que se va a cubrir es ventajosa en este escenario (que es, por ejemplo, importante en el contexto de cualquier exposición del sistema a impactos de rayos), sino que una distancia reducida que se va a cubrir para las líneas de presión también es ventajosa en términos de tiempo de reacción del sistema. Se señala que cuanto más cerca está el sistema de suministro de aire presurizado con respecto al accionador neumático, más corto es el tiempo de respuesta con respecto a los cambios en la presión del gas.

De acuerdo con la invención, el dispositivo aerodinámico se realiza como una aleta.

Una aleta frecuentemente se ubica en la sección de borde posterior del álabe de rotor. Contrario a una aleta, un listón se define como que se ubica en la sección de borde delantero del álabe de rotor. Frecuentemente, un listón se separa del cuerpo principal del álabe de rotor por una separación adecuada, es decir, una ranura adecuada. Además, un alerón habitualmente es algo que se une firmemente y se conecta con la superficie del cuerpo principal del álabe de rotor, pero puede cambiar su perfil si se combina con un accionador neumático. Un ejemplo de un alerón es una aleta Gurney, que frecuentemente se monta en el lado de presión en la sección de borde posterior del álabe de rotor. Otro ejemplo de un alerón es un elemento que se monta aguas arriba de la sección de borde posterior en el lado de succión del álabe de rotor y que es capaz de inducir el bloqueo del flujo de aire que fluye desde la sección de borde delantero a la sección de borde posterior del álabe de rotor.

Con respecto a la alineación y el posicionamiento de las líneas de presión, una opción es alinear al menos una parte de las líneas de presión a lo largo del borde posterior del álabe de rotor. Como en el caso de un borde posterior afilado, la región dentro del álabe de rotor en la sección de borde posterior es frecuentemente bastante sensible y el álabe de rotor incluso se puede rellenar con algún material en el caso de un borde posterior afilado, una colocación de las líneas de presión en el exterior, es decir, en la superficie en la superficie exterior del álabe de rotor, también puede ser beneficiosa.

Como una alternativa o en combinación con lo anterior, las líneas de presión también se pueden disponer y alinearse a lo largo de la malla de corte del álabe de rotor. La malla de corte normalmente representa un elemento de soporte entre la cubierta de lado de presión y la cubierta de lado de succión y frecuentemente se ubica entre 20 % y 80 % de longitud de cuerda. Por lo tanto, en este caso, las líneas de presión se ubican en una porción central del álabe de rotor y también en una parte muy estable y rígida del álabe.

En otra realización de la invención, la turbina eólica comprende además al menos un depósito de presión para almacenar el aire presurizado suministrado.

Este depósito de presión tiene la ventaja de que el aire presurizado no se necesita suministrar “bajo demanda”, sino que se puede almacenar en un recipiente apropiado, tal como un recipiente o una caja. La provisión de un depósito de presión puede ser ventajosa si el depósito de presión está más cerca del accionador neumático como el sistema de suministro de aire presurizado. La ventaja sería que se puede reducir el tiempo de respuesta para un cambio de presión en el accionador.

En otra realización de la invención, la turbina eólica comprende además al menos un depósito de vacío para almacenar aire con una presión por debajo de la presión atmosférica.

Como ya se ha mencionado, la invención no solo comprende el uso de aire presurizado que comprende una sobrepresión en comparación con la presión atmosférica, sino que también comprende el uso de aire de baja presión, que implica “aspirar aire” del accionador neumático.

Del mismo modo, esto se puede llevar a cabo “bajo demanda” por el sistema de suministro de aire presurizado, pero también es una opción para proporcionar un depósito de vacío para almacenar aire con baja presión. Al igual que para la colocación del depósito de presión, también el depósito de vacío se puede ubicar más cerca del accionador neumático que el sistema de suministro de aire presurizado para realizar tiempos de respuesta cortos para el accionamiento del dispositivo aerodinámico.

En otra realización de la invención, el accionador comprende un orificio de entrada en el cual el aire presurizado fluye hacia el accionador.

El orificio de entrada se puede ubicar, por ejemplo, en la sección radialmente hacia adentro del accionador, dado el hecho de que el accionador es un objeto de longitud extendida de manera inteligente. El orificio de entrada también se puede equipar con otra válvula para controlar y para proporcionar selectivamente al accionador aire presurizado desde el sistema de suministro de aire presurizado.

Como una opción, el accionador también puede comprender un orificio de escape en el cual el aire presurizado fluye fuera del accionador.

Esto puede ser ventajoso en caso de una descarga rápida deseada del aire presurizado que está presente en el accionador neumático. Si no hay ningún orificio de escape en el accionador, la sobrepresión dentro del accionador necesitaría cierto tiempo para asimilarse con la presión atmosférica.

En otra realización de la invención, el sistema de suministro de presión comprende además una válvula de alivio de seguridad, que preferentemente se puede activar neumáticamente, para permitir una descarga del aire presurizado del accionador en el evento de sobrecargar la turbina eólica.

Esta válvula de alivio de seguridad se puede accionar o activar, por ejemplo, si la presión dentro del accionador alcanza o excede un valor predeterminado. Entonces, la válvula de alivio de seguridad se abriría y descargaría el aire presurizado que está presente dentro del accionador, tal como la manguera inflable o la cavidad inflable.

En otra realización de la invención, el sistema de suministro de presión comprende además elementos de aire acondicionado, tal como filtros y/ o deshumidificadores, para reducir al mínimo la acumulación de suciedad, aceite y/ o humedad dentro de las líneas de presión del sistema de suministro de presión.

Este tipo de elementos se conocen principalmente de otros dispositivos y aparatos con sistemas de transmisión de aire, pero se deben considerar en particular en el presente caso de un sistema de suministro de presión para un álabe de rotor de turbina eólica. Se señala que para muchas turbinas eólicas, pero en particular para las turbinas eólicas marítimas y las turbinas eólicas terrestres de difícil acceso, el servicio de la turbina eólica es extremadamente costoso. Por lo tanto, se aprecia cualquier medida para evitar o reducir al mínimo la acumulación de suciedad, aceite u otros componentes no deseados.

En otra realización de la invención, el dispositivo aerodinámico se ubica en la parte externa del álabe de rotor.

El álabe de rotor que se monta en un cubo de una turbina eólica se puede subdividir en una parte interior y una parte externa. La parte interior corresponde a la parte que se comprende por la sección de raíz del álabe de rotor, en tanto que la sección de punta del álabe de rotor pertenece a la parte externa. Muchos dispositivos aerodinámicos de un álabe de rotor de turbina eólica se colocan en la parte externa, puesto que las velocidades de viento que se experimentan por los álabes de rotor son normalmente más altas y el impacto en el levantamiento y la carga del álabe de rotor se incrementa frecuentemente.

Por lo tanto, este sistema de suministro de presión como se presenta en esta invención es altamente útil y ventajoso especialmente para dispositivos aerodinámicos que se montan en la parte externa del álabe de rotor.

En otra realización de la invención, el depósito de presión se ubica cerca del accionador, en particular a una distancia que es menor de 10 % de la longitud del álabe de rotor.

Esto tiene la ventaja de que el tiempo de respuesta es corto. Sin embargo, se debe tener en cuenta que la provisión del depósito de presión lejos en el álabe de rotor puede implicar un incremento en las cargas y puede requerir una sección específicamente reforzada del álabe de rotor.

Una opción es colocar el depósito de vacío y/o presión cerca de la malla del álabe de rotor. Esto tiene la ventaja de que el depósito se ubica cerca del eje neutro del álabe de rotor. Por lo tanto, se reduce el impacto de un movimiento de flexión o torsión del álabe de rotor en el depósito.

En el caso de que el álabe de rotor tenga una parte de punta separada, tal como una extensión de punta, otra opción sería colocar el depósito de vacío y/o presión en la parte de punta. Esto tiene la ventaja de que se facilita el acceso al depósito. Una colocación del o de los depósitos en la parte de punta normalmente asegura una ubicación relativamente cercana con respecto al accionador, puesto que el dispositivo aerodinámico con el accionador usualmente también se coloca en la parte externa del álabe de rotor.

La invención ahora se describe adicionalmente por la ayuda de los dibujos anexos, de los cuales:

La figura 1 muestra una turbina eólica;

La figura 2 muestra un álabe de rotor de una turbina eólica;

La figura 3 muestra una turbina eólica con un sistema de suministro de presión;

La figura 4 muestra un sistema de suministro de presión con un sistema de suministro de aire presurizado común para todos los álabes de rotor;

La figura 5 muestra los sistemas de suministro de aire presurizado individuales para cada álabe de rotor;

La figura 6 muestra la alineación de las líneas de presión a lo largo de la malla de corte y la provisión de un depósito de presión en un álabe de rotor;

La figura 7 muestra la alineación de las líneas de presión a lo largo del borde posterior del álabe de rotor;

La figura 8 muestra la provisión de un depósito de presión y un depósito de vacío en la parte externa del álabe de rotor;

La figura 9 muestra una aleta que se puede activar por una manguera; y

La figura 10 muestra la misma aleta que en la figura 9, pero con una manguera inflada.

Se señala que los dibujos están en forma esquemática. Elementos similares o idénticos en los dibujos se pueden referenciar por los mismos signos de referencia.

La figura 1 muestra una turbina eólica convencional 10 para generar electricidad. La turbina eólica 10 comprende una torre 11 que se monta en el suelo 16 por un extremo. En el otro extremo de la torre 11, hay montada una góndola 12. La góndola 12 se monta usualmente de manera giratoria con respecto a la torre 11, que se refiere como que comprende un eje de derrape sustancialmente perpendicular al suelo 16. La góndola 12 usualmente aloja el generador de la turbina eólica y la caja de engranajes (si la turbina eólica es una turbina eólica con engranajes). Además, la turbina eólica 10 comprende un cubo 13 que se puede girar alrededor de un eje de rotor sustancialmente horizontal 14 (que incluye un pequeño ángulo de inclinación de unos pocos grados). El cubo 13 se describe frecuentemente como una parte del rotor, donde el rotor es capaz de transferir la energía de rotación al generador.

El cubo 13 es la parte en la cual se montan los álabes de rotor 20. El álabe de rotor 20 usualmente se monta de manera giratoria en el cubo 13. En otras palabras, los álabes de rotor 20 se pueden mover alrededor de los ejes de inclinación 15, respectivamente. Esto mejora el control de la turbina eólica y en particular de los álabes de rotor por la posibilidad de modificar la dirección en la cual el viento está impactando en los álabes de rotor 20. Cada álabe de rotor 20 se monta en el cubo 13 en su sección de raíz 21. La sección de raíz 21 se opone a la sección de punta 22 del álabe de rotor. Se señala que en el ejemplo como se muestra en la figura 1, solo se representan dos álabes de rotor 20. Sin embargo, la mayoría de las turbinas eólicas hoy en día comprenden tres álabes de rotor.

La figura 2 muestra este álabe de rotor 20 de una turbina eólica que comprende una sección de raíz 21 y una sección de punta 22. Ambas secciones, la sección de raíz 21 y la sección de punta 22, comprenden hasta un diez por ciento en la dirección transversal del álabe de rotor. El punto radialmente más alejado del álabe de rotor es la denominada punta 221 del álabe de rotor 20. El álabe de rotor 20 comprende además un borde posterior 231 y un borde delantero 241. El borde delantero 241 tiene habitualmente una forma curvada y redondeada, en tanto que el borde trasero 231 tiene habitualmente un borde afilado u obtuso. La sección alrededor del borde delantero 241 se refiere como la sección de borde delantero 24; del mismo modo, la sección alrededor del borde posterior 231 se refiere como la sección de borde posterior 23.

La línea recta entre el borde posterior 23 y el borde delantero 24 se llama la línea de cuerda 27. La línea de cuerda 27 divide el perfil aerodinámico en un lado de presión 25 y un lado de succión 26. Uno de los perfiles aerodinámicos se muestra a modo de ejemplo en la figura 2. Se va a entender que el álabe de rotor 20 comprende una pluralidad de perfiles aerodinámicos, uno al lado del otro, desde la sección de raíz 21 a la sección de punta 22. Estos perfiles aerodinámicos que cambian gradualmente provocan el cambio gradual de la forma del álabe de rotor. El perfil aerodinámico tiene una forma de generación de levantamiento en la mayoría de las secciones del álabe de rotor.

La figura 3 muestra una turbina eólica 10 con un sistema de suministro de presión de acuerdo con una realización de la invención. La turbina eólica 10 se ve en una vista frontal. Por lo tanto, la góndola 12 se oculta detrás del cubo 13 y no es visible en esta perspectiva. Aparte de eso, la turbina eólica 10 comprende tres álabes de rotor 20, donde cada álabe de rotor 20 comprende un dispositivo aerodinámico 41 que está en el ejemplo de la figura 3 configurado como una aleta de borde posterior. La aleta de borde posterior se monta en el borde posterior 231 de los álabes de rotor 20 y se extiende a lo largo del borde posterior 231 en la parte externa de los respectivos álabes de rotor.

El sistema de suministro de presión comprende un sistema de suministro de aire presurizado común 31 que se ubica de manera central en el cubo 13. El sistema de suministro de aire presurizado 31 proporciona aire presurizado a cada una de las tres álabes de rotor. Por lo tanto, un sistema de transmisión de aire presurizado 32 en la forma de líneas de presión se extiende desde el sistema de suministro de aire presurizado 31 hasta los álabes de rotor individuales. La transmisión de aire presurizado a través de las líneas de presión se puede controlar mediante tres válvulas individuales, una para cada álabe de rotor 20. Después de ingresar a los álabes de rotor mediante la sección de raíz, las líneas de presión se extienden a lo largo de las mallas de corte, que no son visibles en la figura 3, a los dispositivos aerodinámicos 41. Cada sistema de transmisión de aire presurizado 32 ingresa a un accionador neumático 33 en un orificio de entrada y suministra aire presurizado al accionador neumático 33.

La figura 4 ilustra de nuevo la variante de un sistema de suministro de aire presurizado común 31 que se ubica de manera central en el cubo 13 de la turbina eólica. En otras palabras, hay una sola entrada pero múltiples salidas de aire presurizado.

En contraste con la variante mostrada en la figura 4, la figura 5 muestra una realización alternativa, donde hay múltiples fuentes de entrada y múltiples medios de salida. Concretamente, se proporciona un sistema de suministro de aire presurizado individual 31 para cada álabe de rotor y suministra aire presurizado a un álabe de rotor individual. En el ejemplo mostrado en la figura 5, los sistemas de suministro de aire presurizado 31 se ubican en el cubo 13, pero de manera alternativa también se pueden ubicar en el álabe de rotor, tal como en la sección de raíz 21 de los álabes de rotor.

La figura 6 es un corte de sección en un álabe de rotor de una turbina eólica. También se puede describir como que muestra la cubierta de lado de presión de este álabe de rotor, o, para ser más preciso, una parte de éste. El álabe de rotor comprende una malla de corte 42 que se ubica a aproximadamente 40 % de longitud de cuerda, como se mide desde el borde delantero del álabe de rotor. Se puede ver que el sistema de transmisión de aire presurizado que transporta y suministra aire desde el sistema de suministro de aire presurizado al dispositivo aerodinámico se extiende a lo largo de la malla de corte 42 hasta que alcanza un depósito de presión 43. El depósito de presión se alinea y se une a la malla de corte 42. Desde el depósito de presión 43, un sistema de transmisión de aire presurizado, concretamente una línea de presión, está corriendo directamente hacia el borde posterior del álabe de rotor y sale de la cavidad interior del álabe de rotor cerca del borde posterior del álabe de rotor. Allí, se alinea en el lado de presión 25 del álabe de rotor hasta que alcanza el accionador neumático 33.

El accionador neumático 33 es capaz de mover el dispositivo aerodinámico que se realiza como una aleta de dos partes 411 y el accionador neumático es capaz de mover la aleta 411 en la orientación deseada. Por ejemplo, un cambio de la orientación de la aleta 411 hacia abajo, es decir, más hacia el lado de presión 25 puede cambiar considerablemente el levantamiento y la carga del álabe de rotor.

Como una alternativa, la figura 7 muestra la alineación de las líneas de presión no a lo largo de la malla de corte sino a lo largo del borde posterior obtuso y grueso 231 del álabe de rotor. Aquí, las líneas de presión 32 salen del álabe ya desde el principio. También se señala que en el caso de la realización como se ilustra en la figura 7, el sistema de suministro de aire presurizado 31 se ubica en la sección de raíz 21 del álabe de rotor.

La figura 8 muestra una vista completa en un álabe de rotor 20 que comprende un sistema de suministro de presión. El sistema de suministro de presión comprende un sistema de suministro de aire presurizado 31 que se ubica en la sección de raíz 21 del álabe de rotor 20. Desde el sistema de suministro de aire presurizado 31, un sistema de transmisión de aire presurizado en la forma de líneas de presión conduce directamente a un depósito de presión 43. El depósito de presión 43 se ubica en la sección externa del álabe de rotor 20, es decir, cerca del dispositivo aerodinámico 41 con el accionador neumático 33 que se necesita suministrar con aire presurizado. Desde el depósito de presión 43, se alcanza otra línea de presión hacia el accionador neumático 33. El accionador neumático 33 comprende un orificio de entrada donde las líneas de presión alcanzan el accionador neumático 33. Además, el accionador neumático 33 también tiene un orificio de escape que se conecta con un depósito de vacío 44. También el depósito de vacío 44 se ubica en la parte externa del álabe de rotor.

Finalmente, las figuras 9 y 10 muestran un ejemplo de una aleta 411 que es un ejemplo de un dispositivo aerodinámico. La aleta 411 es una aleta de borde posterior que se dispone en la sección de borde posterior 23 del álabe de rotor. Comprende una parte que se conecta directamente a la sección de borde posterior 23 del álabe de rotor. La aleta 411 también comprende otra sección por la cual la aleta 411 se une al lado de presión 25 del álabe de rotor.

La aleta 411 comprende una cavidad donde se proporciona una manguera 331. La manguera 331 casi llena toda la cavidad. La manguera 331 se puede rellenar o vaciar con aire por medio de un sistema de transmisión de aire presurizado que se extiende en el exterior del álabe de rotor primero y posteriormente ingresa en la cavidad del álabe de rotor. El accionador también puede comprender un orificio de escape, sin embargo, esto se ha omitido en la vista de sección transversal como se muestra en las figuras 9 y 10 para propósito de simplicidad.

La diferencia entre la primera configuración como se ilustra en la figura 9 y la segunda configuración como se ilustra en la figura 10 es el volumen de la manguera 331. En la figura 9, la manguera 331 está casi vacía. En otras palabras, se desinfla. No se aplica presión al aire que está presente en la manguera 331. En comparación con eso, en la segunda configuración como se ilustra en la figura 10, se ha presionado aire presurizado en la manguera 33. A través de un diseño cuidadoso de la aleta 411, la aleta 411 cambia su forma y su configuración cuando se infla la manguera 331. En este caso, la aleta 411 se dobla hacia abajo, es decir, hacia el lado de presión 25 del álabe de rotor. Esto tiene el efecto de que se cambia el levantamiento, y por lo tanto también la carga del álabe de rotor. Se señala que las figuras 9 y 10 solo muestran una de muchas realizaciones posibles de este accionador neumático.

Claims (14)

REIVINDICACIONES

1. Turbina eólica (10) que comprende un álabe de rotor (20), donde el álabe de rotor (20) comprende un dispositivo aerodinámico neumáticamente activable (41) y la turbina eólica (10) comprende un sistema de suministro de presión para controlar el dispositivo aerodinámico activable (41); y en donde el sistema de suministro de presión comprende un sistema de suministro de aire presurizado (31), un sistema de transmisión de aire presurizado (32) con líneas de presión para transmitir el aire presurizado suministrado desde el sistema de suministro de aire presurizado (31) al dispositivo aerodinámico (41), y al menos un accionador neumático (33) para activar el dispositivo aerodinámico (41), caracterizado porque el dispositivo aerodinámico neumáticamente activable (41) es una aleta (411) dispuesta en la sección de borde posterior del álabe de rotor, la aleta (411) que comprende una parte conectada directamente a la sección de borde posterior del álabe de rotor (20) y otra sección unida al lado de presión del álabe de rotor, la aleta que comprende además una cavidad, y en donde el accionador (33) comprende una manguera inflable (331) dispuesta en la cavidad y casi que llena toda la cavidad, y en donde la aleta (411) se dobla hacia el lado de presión (25) del álabe del rotor (20) cuando se infla la manguera (331).

2. Turbina eólica (10) de acuerdo con la reivindicación 1, donde la turbina eólica (10) comprende una pluralidad de álabes de rotor (20), preferentemente tres álabes de rotor (20), y la turbina eólica (10) comprende un sistema de suministro de aire presurizado común (31) para todos los álabes de rotor (20).

3. Turbina eólica (10) de acuerdo con la reivindicación 2, donde el sistema de suministro de aire presurizado común (31) se ubica en el cubo (13) de la turbina eólica (10).

4. Turbina eólica (10) de acuerdo con una de las reivindicaciones 2 o 3, donde los álabes de rotor individuales (20) se pueden controlar independientemente entre sí por válvulas individuales controladas por separado (34) que controlan la transmisión del aire presurizado del sistema de suministro de aire presurizado común (31) a los respectivos accionadores (33) de los álabes de rotor individuales (20).

5. Turbina eólica (10) de acuerdo con la reivindicación 1,

donde la turbina eólica (10) comprende una pluralidad de álabes de rotor (20), preferentemente tres álabes de rotor (20), y la turbina eólica (10) comprende sistemas de suministro de aire presurizado individuales (31) para cada álabe de rotor (20).

6. Turbina eólica (10) de acuerdo con la reivindicación 5,

donde cada uno de los sistemas de suministro de aire presurizado individuales (31) se ubica en la sección de raíz (21) del correspondiente álabe de rotor (20).

7. Turbina eólica (10) de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores,

donde las líneas de presión se alinean al menos parcialmente a lo largo del borde posterior (231) del álabe de rotor (20).

8. Turbina eólica (10) de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores,

donde las líneas de presión se alinean al menos parcialmente a lo largo de la malla de corte (42) del álabe de rotor (20).

9. Turbina eólica (10) de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores,

donde la turbina eólica (10) comprende además al menos un depósito de presión (43) para almacenar el aire presurizado suministrado.

10. Turbina eólica (10) de acuerdo con la reivindicación 9,

donde el depósito de presión (43) se ubica cerca del accionador (33), en particular a una distancia que es menor que diez por ciento de la longitud del álabe de rotor (20).

11. Turbina eólica (10) de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores,

donde la turbina eólica (10) comprende además al menos un depósito de vacío (44) para almacenar aire con una presión por debajo de la presión atmosférica.

12. Turbina eólica (10) de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores,

donde el accionador (33) comprende un orificio de entrada (332) en el cual el aire presurizado fluye hacia el accionador (33).

13. Turbina eólica (10) de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores,

donde el accionador (33) comprende un orificio de escape en el cual el aire presurizado fluye fuera del accionador (33).

14. Turbina eólica (10) de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores,

donde el sistema de suministro de presión comprende además una válvula de alivio de seguridad, que preferentemente se puede activar neumáticamente, para permitir una descarga del aire presurizado del accionador (33) en el evento de sobrecargar la turbina eólica (10).