ES2929902T3

ES2929902T3 - Procedimiento para retirar o instalar una pala de rotor de una turbina eólica

Info

Publication number: ES2929902T3
Application number: ES18184398T
Authority: ES
Inventors: Paul Howard Davidson; Stephanie Lohberg Willman; Santiago Murcia; Joshua Adam Klinghagen; Gregory Clarence Thomas; Michael Royce Johnson; Don Conrad Johnson; Ulrich Werner Neumann; Adam Sean Davis; Dean Thomas Roney; Kathleen Lynne Bentzel
Original assignee: General Electric Co
Current assignee: General Electric Co
Priority date: 2017-07-20
Filing date: 2018-07-19
Publication date: 2022-12-02
Anticipated expiration: 2038-07-19
Also published as: US10598158B2; EP3431752B1; DK3431752T3; US20190024639A1; EP3431752A1

Abstract

Un método para separar o instalar una pala de rotor 22 desde o hacia un cubo 20 de una turbina eólica 10 incluye posicionar la pala de rotor 22 hacia una ubicación en el suelo entre una posición de las tres en punto y una posición de las nueve en punto. El método también incluye montar un brazo mecánico 74 en una ubicación superior de la turbina eólica 10. Además, el brazo mecánico 74 incluye una herramienta de torsión 78 en un extremo distal 76 del mismo. Por lo tanto, el método también incluye quitar o instalar, a través de la herramienta de torsión 78, cada uno de la pluralidad de sujetadores del cubo 20 para separar o unir la pala del rotor 22 desde o al cubo 20. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN

Procedimiento para retirar o instalar una pala de rotor de una turbina eólica

[0001] La presente divulgación se refiere en general a turbinas eólicas y, más en particular, a sistemas y procedimientos para retirar o instalar equipo de palas del rotor de una turbina eólica en lugares de difícil acceso.

[0002] La energía eólica se considera una de las fuentes de energía más limpias y más ecológicas disponibles en la actualidad, y las turbinas eólicas han obtenido una creciente atención a este respecto. Una turbina eólica moderna incluye típicamente una torre, un generador, una caja de engranajes, una góndola y una o más palas de rotor. Las palas de rotor captan energía cinética del viento usando principios aerodinámicos conocidos. Las palas de rotor transmiten la energía cinética en forma de energía de rotación para hacer girar un eje que acopla las palas de rotor a una caja de engranajes o, si no se usa una caja de engranajes, directamente al generador. A continuación, el generador convierte la energía mecánica en energía eléctrica que se puede distribuir en una red de suministro.

[0003] Típicamente, para instalar inicialmente una pala de rotor en el buje de turbina eólica y/o para retirar una de las palas de rotor existentes del buje, se debe transportar una grúa grande al sitio de turbina eólica para proporcionar un medio para elevar y/o bajar la pala de rotor en relación con el buje. Sin embargo, el proceso para retirar y ensamblar el equipo asociado con la unión de la pala de rotor al buje cuando el equipo está localizado fuera del buje, así como el acceso físico al equipo, es difícil. Más específicamente, a menudo, es típicamente difícil acceder al equipo en la parte superior de la torre de manera segura por el personal. Además, incluso si es accesible, a menudo existen holguras estrechas entre el equipo que se va a retirar y los componentes de pala de la parte superior de la torre, lo que dificulta el uso de herramientas estándar.

[0004] El documento WO 2012/093245 A1 muestra un ejemplo de suspensión de una pala de turbina eólica para reemplazar el rodamiento de raíz de pala y el documento WO 2009/128708 A2 muestra un ejemplo de una construcción de ascensor para levantar y bajar una pala de turbina eólica. El documento EP 3163071 A1 muestra un ejemplo de apriete de un perno en una conexión atornillada entre un anillo exterior de un rodamiento de pitch (“pitch bearing") y un buje o una pala de una turbina eólica.

[0005] En consecuencia, la tecnología acogería con beneplácito procedimientos mejorados y sistemas relacionados para retirar y/o instalar equipo de pala de rotor desde y hacia el buje que aborde los problemas mencionados anteriormente.

[0006] Diversos aspectos y ventajas de la invención se expondrán, en parte, en la siguiente descripción, o pueden resultar evidentes a partir de la descripción o se pueden aprender poniendo en práctica la invención.

[0007] En un aspecto, la presente divulgación está dirigida a un procedimiento para desmontar o instalar una pala de rotor de o en un buje de una turbina eólica. El procedimiento incluye situar la pala de rotor hacia una localización en el suelo entre una posición de las tres en punto y una posición de las nueve en punto. El procedimiento también incluye montar un brazo mecánico en una localización en la parte superior de la torre de la turbina eólica. Además, el brazo mecánico incluye una herramienta de torsión en un extremo distal del mismo. Por tanto, el procedimiento también incluye retirar o instalar, por medio de la herramienta de torsión, una pluralidad de fijadores de buje (por ejemplo, pernos, tuercas, arandelas, fijadores y similares) para desmontar o unir la pala de rotor del o al buje.

[0008] En un modo de realización, el procedimiento incluye además retirar, por medio de la herramienta de torsión, cada uno de la pluralidad de fijadores de buje para desmontar la pala de rotor del buje con un rodamiento de pitch unido a la misma por medio de una pluralidad de pernos de pala. En otro modo de realización, el procedimiento puede incluir situar la pala de rotor en una posición sustancialmente de las seis en punto.

[0009] En varios modos de realización, la localización en la parte superior de la torre puede incluir una raíz de pala de la pala de rotor, el buje, un rodamiento de pitch, una estructura de soporte externa (por ejemplo, una plataforma) montada en la parte superior de la torre o cualquier otra estructura de la parte superior de la torre adecuada.

[0010] En otros modos de realización, el procedimiento puede incluir localizar cada uno de la pluralidad de fijadores de buje por medio del brazo mecánico y aplicar torsión a cada uno de la pluralidad de fijadores de buje por medio del brazo mecánico para aflojar o apretar la pala de rotor del buje en base a si la pala de rotor se está desmontando o instalando en el buje.

[0011] En modos de realización adicionales, el procedimiento puede incluir además almacenar la pluralidad de fijadores de buje en un sistema de almacenamiento configurado con la herramienta de torsión después de la retirada.

[0012] En modos de realización particulares, la herramienta de torsión se puede diseñar con una altura y/o diámetro máximos para garantizar que la herramienta de torsión pueda encajar en holguras predeterminadas en la parte superior de la torre.

[0013] En otros modos de realización, el procedimiento puede incluir retirar, por medio de un dispositivo de retirada de material, una parte de la pala de rotor en la raíz de pala para crear espacio para la herramienta de torsión. Más específicamente, en dichos modos de realización, la etapa de retirar la parte de la pala de rotor en la raíz de pala por medio del dispositivo de retirada de material puede incluir montar el dispositivo de retirada de material contiguo a y en contacto con la parte de la pala de rotor que se va a retirar y pitchear la pala de rotor por medio de un sistema de pitch existente de modo que la rotación de la pala de rotor contra el dispositivo de retirada de material retira la parte de la pala de rotor.

[0014] De forma alternativa, la etapa de retirar la parte de la pala de rotor en la raíz de pala puede incluir utilizar el dispositivo de retirada de material para retirar áreas seleccionadas de la raíz de pala. Como tal, en determinados modos de realización, el dispositivo de retirada de material puede ser activo. En modos de realización alternativos, el dispositivo de retirada de material puede ser pasivo.

[0015] En otros modos de realización, el procedimiento también puede incluir asegurar la pala de rotor a una torre de la turbina eólica en la raíz de pala y una punta de pala de la pala de rotor durante la retirada o instalación de cada uno de la pluralidad de fijadores de buje por medio de al menos una de una abrazadera, una funda, una o más líneas de soporte o combinaciones de las mismas. Más en particular, en determinados modos de realización, el procedimiento puede incluir asegurar la pala de rotor a la torre continuamente entre la raíz de pala y la punta de pala de la misma durante la retirada, instalación o almacenamiento de cada uno de la pluralidad de fijadores de buje.

[0016] Aún en otro modo de realización, el procedimiento puede incluir ajustar continuamente el brazo mecánico para admitir la retirada o instalación de cada uno de la pluralidad de fijadores de buje. Como tal, el brazo mecánico se puede montar y/o ajustar para admitir palas de rotor y rodamientos de pitch de diferentes tamaños.

[0017] En otro aspecto, la presente divulgación está dirigida a un procedimiento para desmontar o instalar una pala de rotor de o en un buje de una turbina eólica. El procedimiento incluye situar la pala de rotor en una primera posición. El procedimiento también incluye aplicar torsión a un primer subconjunto de la pluralidad de fijadores de buje mientras la pala de rotor está en la primera posición. Además, el procedimiento incluye cambiar una posición de la pala de rotor desde la primera posición a una segunda posición, siendo la segunda posición diferente de la primera posición. Además, el procedimiento incluye aplicar torsión a un segundo subconjunto de la pluralidad de fijadores de buje para desmontar o instalar la pala de rotor del buje. Por tanto, para la retirada de la pala de rotor, los primer y segundo subconjuntos de la pluralidad de fijadores de buje también se retiran después de aplicar torsión en una primera dirección. De forma alternativa, para la instalación de la pala de rotor, los primer y segundo subconjuntos de la pluralidad de fijadores de buje se instalan antes de aplicar torsión en una segunda dirección. Además, se debe entender que las primera y segunda direcciones son opuestas. El procedimiento puede incluir además cualquiera de las etapas y/o rasgos característicos adicionales que se describen en el presente documento.

[0018] Además, en un modo de realización, la etapa de aplicar torsión al segundo subconjunto de la pluralidad de fijadores de buje puede incluir montar un brazo mecánico que tiene una herramienta de torsión en un extremo distal del mismo en una localización en la parte superior de la torre de la turbina eólica y aplicar torsión, por medio de la herramienta de torsión, al segundo subconjunto de la pluralidad de fijadores de buje.

[0019] En otro modo de realización, el primer subconjunto de la pluralidad de fijadores de buje puede ser mayor que el segundo conjunto de la pluralidad de fijadores de buje.

[0020] En otros modos de realización, la primera posición puede incluir posiciones de rotor que varían de aproximadamente una posición de las nueve en punto a una posición de las doce en punto a aproximadamente una posición de las tres en punto. Como tal, cuando la pala de rotor está en la primera posición, los fijadores de buje son en general más accesibles que en la segunda posición, que incluye posiciones de rotor que varían de aproximadamente una posición de las tres en punto a una posición de las seis en punto a aproximadamente una posición de las nueve en punto. Por tanto, cuando la pala de rotor está en la segunda posición, es más difícil acceder a los fijadores de buje que en la primera posición.

[0021] Aún en otro aspecto, la presente divulgación está dirigida a un procedimiento para desmontar o instalar una pala de rotor de o en un buje de una turbina eólica. El procedimiento incluye situar la pala de rotor hacia una localización en el suelo entre una posición de las tres en punto y una posición de las nueve en punto. El procedimiento también incluye montar un brazo mecánico en una localización en la parte superior de la torre de la turbina eólica. Además, el procedimiento incluye asegurar una plataforma de soporte a un extremo distal del brazo mecánico. Otra etapa incluye maniobrar la plataforma de soporte hasta una localización cerca de la pluralidad de fijadores de buje. Por tanto, el procedimiento también incluye retirar, por medio de una herramienta de torsión, la pluralidad de fijadores de buje para desmontar la pala de rotor del buje. Se debe entender que el procedimiento puede incluir además cualquiera de las etapas y/o rasgos característicos adicionales como se describe en el presente documento.

[0022] Diversos rasgos característicos, aspectos y ventajas de la presente invención se entenderán mejor con referencia a la siguiente descripción y reivindicaciones adjuntas. Los dibujos adjuntos, que están incorporados en, y constituyen una parte de, esta memoria descriptiva, ilustran modos de realización de la invención y, conjuntamente con la descripción, sirven para exponer los principios de la invención.

[0023] En los dibujos:

la FIG. 1 ilustra una vista en perspectiva de una turbina eólica de acuerdo con un modo de realización de la presente divulgación;

la FIG. 2 ilustra una vista interna simplificada de un modo de realización de una góndola de una turbina eólica de acuerdo con la presente divulgación;

la FIG. 3 ilustra una vista en perspectiva de una pala de rotor de acuerdo con un modo de realización de la presente divulgación;

la FIG. 4 ilustra una vista frontal de un modo de realización de un rotor de la turbina eólica de acuerdo con la presente divulgación, que ilustra en particular una pala de rotor que se extiende en una primera posición del rotor;

la FIG. 5 ilustra una vista frontal de un modo de realización de un rotor de la turbina eólica de acuerdo con la presente divulgación, que ilustra en particular una pala de rotor que se extiende en una segunda posición del rotor;

la FIG. 6 ilustra una vista en perspectiva de un modo de realización de una turbina eólica, que ilustra en particular una de las palas de rotor aseguradas a la torre por medio de una única funda de pala de acuerdo con la presente divulgación;

la FIG. 7 ilustra una vista en perspectiva detallada de la turbina eólica de la FIG. 6;

la FIG. 8 ilustra una vista en perspectiva de otro modo de realización de una turbina eólica, que ilustra en particular una de las palas de rotor asegurada a la torre por medio de una pluralidad de fundas de pala de acuerdo con la presente divulgación;

la FIG. 9 ilustra un modo de realización de un brazo mecánico de acuerdo con la presente divulgación, que ilustra en particular el montaje automatizado en la raíz de pala de la pala de rotor;

la FIG. 10 ilustra una vista en sección transversal de la pala de rotor y el buje de la turbina eólica conectados entre sí por medio de una pluralidad de fijadores de buje, que ilustra en particular una holgura estrecha entre el equipo de perno y la raíz de pala de la pala de rotor;

la FIG. 11 ilustra una vista en sección transversal del modo de realización de la FIG. 10, que ilustra en particular un dispositivo de retirada de material configurado dentro de la holgura estrecha entre el equipo de perno y la raíz de pala de la pala de rotor; y

la FIG. 12 ilustra otro modo de realización del brazo mecánico de acuerdo con la presente divulgación, que ilustra en particular una plataforma de soporte montada en un extremo distal del brazo mecánico.

[0024] Ahora se hará referencia en detalle a modos de realización de la invención, de los que se ilustran uno o más ejemplos en los dibujos. Cada ejemplo se proporciona a modo de explicación de la invención, no de limitación de la invención. De hecho, será evidente para los expertos en la técnica que se pueden realizar diversas modificaciones y variaciones en la presente invención sin apartarse del alcance de la invención como se define por las reivindicaciones adjuntas.

[0025] En referencia ahora a los dibujos, la FIG. 1 ilustra una vista lateral de un modo de realización de una turbina eólica 10. Como se muestra, la turbina eólica 10 incluye, en general, una torre 12 que se extiende desde una superficie de soporte 14 (por ejemplo, el suelo, una plataforma de hormigón o cualquier otra superficie de soporte adecuada). Además, la turbina eólica 10 también puede incluir una góndola 16 montada en la torre 12 y un rotor 18 acoplado a la góndola 16. El rotor 18 incluye un buje rotatorio 20 y al menos una pala de rotor 22 acoplada a, y que se extiende hacia fuera desde, el buje 20. Por ejemplo, en el modo de realización ilustrado, el rotor 18 incluye tres palas de rotor 22. Sin embargo, en un modo de realización alternativo, el rotor 19 puede incluir más o menos de tres palas de rotor 22. Cada pala de rotor 22 puede estar espaciada alrededor del buje 20 para facilitar la rotación del rotor 19 para posibilitar que la energía cinética del viento se convierta en energía mecánica utilizable y, posteriormente, en energía eléctrica. Por ejemplo, el buje 20 se puede acoplar de forma rotatoria a un generador eléctrico 25 (FIG. 2) situado dentro de la góndola 16 para permitir que se produzca energía eléctrica.

[0026] En referencia ahora a la FIG. 2, se ilustra una vista interna simplificada de un modo de realización de la góndola 16 de la turbina eólica 10 mostrada en la FIG. 1. Como se muestra, el generador 25 puede estar dispuesto dentro de la góndola 16. En general, el generador 25 puede estar acoplado al rotor 18 para producir potencia eléctrica a partir de la energía de rotación generada por el rotor 18. Por ejemplo, como se muestra en el modo de realización ilustrado, el rotor 18 puede incluir un eje de rotor 27 acoplado al buje 20 para su rotación con el mismo. El eje de rotor 27, a su vez, se puede acoplar de forma rotatoria a un eje de generador 29 del generador 25 a través de una caja de engranajes 33. Como se entiende en general, el eje de rotor 27 puede proporcionar una entrada de baja velocidad y alto par de torsión a la caja de engranajes 33 en respuesta a la rotación de las palas de rotor 22 y del buje 20. A continuación, la caja de engranajes 33 puede estar configurada para convertir la entrada de baja velocidad y alto par de torsión en una salida de alta velocidad y bajo par de torsión para accionar el eje de generador 29 y, por tanto, el generador 25.

[0027] La turbina eólica 10 también puede incluir un controlador 35 centralizado dentro de la góndola 16. De forma alternativa, el controlador 35 puede estar localizado dentro de cualquier otro componente de la turbina eólica 10 o en una localización en el exterior de la turbina eólica 10. Además, el controlador 35 se puede acoplar de forma comunicativa a un número cualquiera de componentes de la turbina eólica 10 para controlar el funcionamiento de dichos componentes y/o implementar diversas acciones correctivas como se describe en el presente documento.

[0028] Todavía en referencia a la FIG. 2, cada pala de rotor 22 también puede incluir un mecanismo de accionamiento de pitch 45 configurado para rotar cada pala de rotor 22 alrededor de su eje de pitch 47. Además, cada mecanismo de accionamiento de pitch 45 puede incluir un motor de accionamiento de pitch 49 (por ejemplo, cualquier motor eléctrico, hidráulico o neumático adecuado), una caja de engranajes de accionamiento de pitch 50 y un piñón de accionamiento de pitch 51. En dichos modos de realización, el motor de accionamiento de pitch 49 se puede acoplar a la caja de engranajes de accionamiento de pitch 50 de modo que el motor de accionamiento de pitch 49 confiera fuerza mecánica a la caja de engranajes de accionamiento de pitch 50. De forma similar, la caja de engranajes de accionamiento de pitch 50 se puede acoplar al piñón de accionamiento de pitch 51 para su rotación con el mismo. El piñón de accionamiento de pitch 51 puede estar, a su vez, en acoplamiento rotatorio con un rodamiento de pitch 52 acoplado entre el buje 20 y una pala de rotor 22 correspondiente de modo que la rotación del piñón de accionamiento de pitch 51 provoque la rotación del rodamiento de pitch 52. Por tanto, en dichos modos de realización, la rotación del motor de accionamiento de pitch 49 acciona la caja de engranajes de accionamiento de pitch 50 y el piñón de accionamiento de pitch 51, haciendo rotar de este modo el rodamiento de pitch 52 y la pala de rotor 22 alrededor del eje de pitch 47. De forma similar, la turbina eólica 10 puede incluir uno o más mecanismos de accionamiento de orientación 54 acoplados de forma comunicativa al controlador 35, estando configurado cada mecanismo de accionamiento de orientación 54 para cambiar el ángulo de la góndola 16 en relación con el viento (por ejemplo, engranando un rodamiento de orientación (“yaw bearing”) 56 de la turbina eólica 10).

[0029] En referencia ahora a la FIG. 3, se ilustra una vista en perspectiva de una de las palas de rotor 22 mostradas en la FIG. 1 de acuerdo con aspectos de la presente materia objeto. Como se muestra, la pala de rotor 22 incluye una raíz de pala 24 configurada para montar la pala de rotor 22 en el buje 20 de una turbina eólica 10 (FIG. 1) y una punta de pala 26 dispuesta opuesta a la raíz de pala 24. Un cuerpo 28 de la pala de rotor 22 se puede extender longitudinalmente entre la raíz de pala 24 y la punta de pala 26 y, en general, puede servir como concha externa de la pala de rotor 22. Como se entiende en general, el cuerpo 28 puede definir un perfil aerodinámico (por ejemplo, definiendo una sección transversal conformada como perfil alar, tal como una sección transversal conformada como perfil alar simétrico o arqueado) para posibilitar que la pala de rotor 22 capte energía cinética del viento usando principios aerodinámicos conocidos. Por tanto, el cuerpo 28 puede incluir en general un lado de presión 30 y un lado de succión 32 que se extienden entre un borde de ataque 34 y un borde de salida 36. Adicionalmente, la pala de rotor 22 puede tener una envergadura 38 que define la longitud total del cuerpo 28 entre la raíz de pala 24 y la punta de pala 26 y una cuerda 40 que define la longitud total del cuerpo 28 entre el borde de ataque 34 y el borde de salida 36. Como se entiende en general, la cuerda 40 puede variar en longitud con respecto a la envergadura 38 a medida que el cuerpo 29 se extiende desde la raíz de pala 24 hasta la punta de pala 26.

[0030] Además, como se muestra en la FIG. 2, la pala de rotor 22 también puede incluir una pluralidad de pernos en T o conjuntos de unión de raíz 42 para acoplar la raíz de pala 22 al buje 20 de la turbina eólica 10. En general, cada conjunto de unión de raíz 42 puede incluir una tuerca cilíndrica 44 montada dentro de una parte de la raíz de pala 24 y un perno de buje 46 acoplado a, y que se extiende desde, la tuerca cilíndrica 44 para proyectarse hacia afuera desde un extremo de raíz 48 de la raíz de pala 24. Al sobresalir hacia afuera desde el extremo de raíz 48, los pernos de buje 46 se pueden usar en general para acoplar la raíz de pala 24 al buje 20 por medio de uno de los rodamientos de pitch 52 de la turbina eólica 10. Por ejemplo, el rodamiento de pitch 52 puede definir una pluralidad de orificios de perno configurados para recibir los pernos de buje 48.

[0031] Diversos modos de realización de los procedimientos para retirar una de las palas de rotor 22 del buje 20 de la turbina eólica 10, que incluye diversos componentes de sistema que se pueden usar para realizar dichos procedimientos, se describirán ahora con referencia a las FIGS. 3-13. Más específicamente, se proporcionan procedimientos para retirar y ensamblar el equipo asociado con la unión de las palas de rotor 22 al buje 20 de la turbina eólica 10 cuando el equipo está localizado en el exterior del buje 20 y el acceso físico es difícil. Dichos procedimientos, que se describen más a continuación, pueden incluir opciones para retirar parcialmente el equipo en una orientación accesible, retirar el equipo con un brazo mecánico 74 que se monta externa o directamente en la pala 22 y/o una estructura de soporte 90 que soporta una persona en la localización de difícil acceso para utilizar las herramientas manuales actuales para la retirada del equipo. Se debe apreciar que, aunque los procedimientos en general se describirán con referencia a la retirada de una pala de rotor 22 del buje 20, las diversas etapas de procedimiento y componentes de sistema divulgados en el presente documento se pueden usar de forma similar para instalar una pala de rotor 22 en una turbina eólica 10, simplemente invirtiendo el orden en que se realiza el procedimiento. También se debe apreciar que, aunque los procedimientos se describirán en el presente documento como realizados en un orden particular, los procedimientos se pueden realizar en general en cualquier orden adecuado que sea coherente con la divulgación proporcionada en el presente documento.

[0032] En referencia en particular a las FIGS. 4 y 5, como se menciona, se puede retirar parte del equipo (es decir, los pernos de buje 46 y las tuercas asociadas 53) mientras la pala de rotor 22 está situada en una primera posición 37 (FIG. 4) o en una orientación más accesible que una segunda posición (FIG. 5). Por ejemplo, como se muestra en la FIG. 4, la primera posición 37 puede incluir posiciones de rotor que varían de aproximadamente una posición de las nueve en punto a una posición de las doce en punto a aproximadamente una posición de las tres en punto. Como tal, cuando la pala de rotor 22 está en la primera posición 37, los pernos de buje 46 están en general más accesibles que en la segunda posición 39, que, como se muestra en la FIG. 5, incluye posiciones de rotor que varían de aproximadamente una posición de las tres en punto a una posición de las seis en punto a aproximadamente una posición de las nueve en punto. Por tanto, se puede aplicar torsión a y retirar un primer subconjunto de los pernos de buje 46 mientras la pala de rotor 22 está en la primera posición 37. Debido a la facilidad de acceso, en determinados modos de realización, el primer subconjunto de pernos de buje 46 puede ser mayor (es decir, incluir más pernos) que un segundo conjunto de pernos de buje 46 que se retiran mientras la pala de rotor 22 está en la segunda posición 39.

[0033] Más específicamente, como se muestra en la FIG. 5, después de retirar el primer conjunto de pernos de buje 46, la pala de rotor 22 se puede rotar a la segunda posición para retirar los pernos 46 restantes (es decir, el segundo conjunto de pernos de buje 46). En otras palabras, el procedimiento de retirada de equipo aprovecha la retirada de la mayoría de los pernos 46 mientras que es más fácil acceder al equipo, a continuación cambia la posición de rotor de la pala de rotor 22 a una posición correspondiente a la retirada de pala, después de lo que se pueden retirar los pernos 46 restantes para desmontar la pala de rotor 22 del buje 20. La retirada del equipo cuando la pala de rotor 22 está en la segunda posición se analiza en el presente documento a continuación. Además, también se debe entender que todos los pernos de buje 46 se pueden retirar mientras la pala de rotor 22 está en la segunda posición (en lugar de retirar primero algunos de los pernos 46 en la primera posición).

[0034] En referencia en particular a la FIG. 6, la pala de rotor 22 que se va a retirar se sitúa en general en una orientación vertical en relación con la superficie de soporte 14 de la turbina eólica 10. Más específicamente, como se muestra, la pala de rotor 22 se extiende sustancialmente (es decir, /- 10 %) verticalmente hacia abajo desde el buje 20 aproximadamente en una posición de las seis en punto, de modo que la punta de pala 26 de la pala de rotor 22 apunta hacia la superficie de soporte 14. Se debe apreciar que, debido a un ángulo de inclinación y/o ángulo cónico de la turbina eólica 10, la pala de rotor 22 puede inclinarse ligeramente alejándose de la torre 12 cuando se mueve a la posición verticalmente hacia abajo. Como se menciona, aunque dichas posiciones (es decir, entre las 3-6-9 en punto) son beneficiosas para retirar la pala de rotor 22 del buje 20 y bajar la pala 22 al suelo, dichas posiciones de rotor pueden crear dificultades para que el personal acceda a las localizaciones de equipo para desmontar la pala de rotor 22 del buje 20. Como tal, los diversos modos de realización proporcionados en el presente documento describen procedimientos para mejorar la seguridad asociada con la retirada de dicho equipo cuando la pala está en una posición de difícil acceso (también denominada en el presente documento como la segunda posición 39).

[0035] En varios modos de realización, una vez que la pala de rotor 22 se rota a la posición verticalmente hacia abajo, la pala de rotor 22 se puede asegurar opcionalmente a la torre 12 en la raíz de pala 24 y la punta de pala 26. Más específicamente, la pala de rotor 22 se puede asegurar a la torre 12 por medio de una abrazadera, una funda, una o más líneas de soporte o combinaciones de las mismas. Por ejemplo, como se muestra en la FIG. 6, la pala de rotor 22 se asegura a la torre 12 por medio de una funda de pala 60 opcional que se sujeta en su lugar por medio de las líneas de soporte 62. Más específicamente, como se muestra, la funda de pala 60 se extiende continuamente entre la raíz de pala 24 y la punta de pala 26. En modos de realización alternativos, como se muestra en la FIG. 8, la pala de rotor 22 se puede asegurar a la torre 12 por medio de una o más fundas 60, es decir, una en la raíz de pala 24 y otra en la punta de pala 26, en lugar de hacerlo continuamente desde la raíz de pala 24 hasta la punta de pala 26.

[0036] Además, como se muestra en las FIGS. 6-8, la funda de pala 60 se puede envolver alrededor de la pala de rotor 22 y la torre 12 para restringir el movimiento de la pala de rotor 22 durante la separación de la raíz de pala 24 de la pala de rotor 22 del buje 20. Más específicamente, como se muestra en particular en la FIG. 7, la funda 60 puede corresponder a un material de tela 66 que se divide a lo largo de al menos una línea divisoria 68 de modo que el material 66 se pueda envolver fácilmente alrededor de la pala de rotor 22 y la torre 12 y a continuación asegurarla de nuevo entre sí, por ejemplo, por medio de cordones, botones, una correa de trinquete, un adhesivo, cinta y/o una cremallera). Por ejemplo, como se muestra en la FIG. 7, el material de tela 66 se asegura alrededor de la pala de rotor 22 por medio de cordones 70 configurados a lo largo de la línea divisoria 68 que se anudan entre sí.

[0037] Además, como se muestra en las FIGS. 6-8, la(s) funda(s) de pala 60 puede(n) alojar al menos un componente amortiguador 64 entre la torre 12 y la pala de rotor 22. Por tanto, como se muestra, el/los componente(s) amortiguador(es) 64 puede(n) actuar como una bolsa de aire que está configurada para adaptarse a la pala de rotor 22 y/o la torre 12 para proporcionar apoyo sobre una gran área de superficie para evitar el aplastamiento de la pala de rotor 22 y/o la torre 12.

[0038] En referencia en particular a las FIGS. 6 y 8, una o más líneas de soporte 62 pueden estar aseguradas a la(s) funda(s) de pala 60 y se pueden extender hacia arriba hasta una localización en la parte superior de la torre, tal como en una localización sobre y/o dentro del buje 20 o la góndola 16. Por ejemplo, en un modo de realización, la(s) línea(s) de soporte 62 se puede(n) extender hacia arriba desde la(s) funda(s) de pala 60 hasta el personal localizado dentro y/o en la parte superior del buje 20 o la góndola 16. Independientemente, la(s) línea(s) de soporte 62 se puede(n) usar para levantar la(s) funda(s) de pala 60 verticalmente hacia arriba en relación con la superficie de soporte 14 para permitir que la funda 60 se instale alrededor de la pala de rotor 22 y la torre 12. Se debe entender también por los expertos en la técnica que el sistema y procedimiento como se describe en el presente documento pueden funcionar sin el uso de la(s) funda(s) de pala 60.

[0039] En referencia ahora a la FIG. 9, para continuar con el procedimiento de retirada de la pala de rotor 22, se puede montar un brazo mecánico 74 en una localización en la parte superior de la torre de la turbina eólica 10. Más específicamente, en varios modos de realización, la localización en la parte superior de la torre puede incluir la raíz de pala 24 de la pala de rotor 22, el buje 20, el rodamiento de pitch 52, una estructura de soporte externa (por ejemplo, una plataforma) montada en la parte superior de la torre o cualquier otra estructura de la parte superior de la torre adecuada. Por ejemplo, como se muestra en el modo de realización ilustrado, el brazo mecánico 74 se monta en la raíz de pala 24. Se debe entender que el brazo mecánico 74 se puede montar en la localización en la parte superior de la torre usando cualquier medio adecuado que incluye pero sin limitarse a fijadores, placas de fijación, cinta o adhesivos. Por ejemplo, como se muestra, un extremo proximal 75 del brazo mecánico 74 se asegura a una placa de fijación 77 que está montada en la raíz de pala 24 por medio de una pluralidad de pernos (no mostrados).

[0040] Además, como se muestra, el brazo mecánico 74 incluye una herramienta de torsión 78 en un extremo distal 76 del mismo. Por tanto, la herramienta de torsión 78 está configurada para localizar cada uno de los pernos de buje 46 por medio del brazo mecánico 74 y aplicar torsión a cada uno de los pernos de buje 46, tuercas, arandelas y similares para aflojar la pala de rotor 22 del buje 20. Más específicamente, el brazo mecánico 74 como se describe en el presente documento puede incluir cualquier tipo de brazo manual o automatizado programable que se pueda manipular para localizar y retirar los fijadores de buje, en particular cuando dichos fijadores están localizados en localizaciones de difícil acceso. Además, como se muestra, el brazo mecánico 74 puede incluir uno o más brazos individuales 79 unidos entre sí por articulaciones que permiten un movimiento más fácil del brazo 74.

[0041] Además, el brazo mecánico 74 puede incluir un ordenador u otra unidad de procesamiento adecuada. Por tanto, en varios modos de realización, el ordenador puede incluir instrucciones legibles por ordenador adecuadas que, cuando se implementan, configuran el ordenador para realizar diferentes funciones diversas, tales como recibir, transmitir y/o ejecutar señales de control. Como tal, el brazo mecánico 74 se puede ajustar continuamente por medio de su ordenador para admitir la retirada de cada uno de los pernos de buje 46. Por ejemplo, como se muestra, los brazos individuales 79 del brazo mecánico 74 pueden estar abisagrados entre sí para alcanzar los pernos 46 en diferentes localizaciones como se ordene por su procesador interno. Además, los brazos 79 pueden ser extensibles o telescópicos. Como tal, el brazo mecánico 74 se puede montar y/o ajustar para admitir palas de rotor y rodamientos de pitch de diferentes tamaños.

[0042] En modos de realización adicionales, la herramienta de torsión 78 se puede diseñar con una altura y/o un diámetro máximos para garantizar que la herramienta 78 pueda encajar en holguras predeterminadas en la parte superior de la torre. Por ejemplo, en modos de realización particulares, la herramienta de torsión 78 puede corresponder a un sistema de crowfootde trinquete (“ratcheting crow foot system"), una llave inglesa (tal como una llave de tubo (“socket wrench”)), un destornillador o cualquier otra herramienta adecuada que pueda retirar los pernos de buje 46. Como tal, en determinados modos de realización, la herramienta de torsión 78 está configurada para aplicar torsión y retirar las tuercas 53 que sujetan los pernos de buje 46 en su lugar y a continuación, opcionalmente, retirar los pernos de buje 46. En otros modos de realización, la herramienta de torsión 78 también se puede configurar para almacenar el equipo de modo que el equipo no se caiga al suelo. Por ejemplo, como se muestra, la herramienta de torsión 78 puede incluir un sistema de almacenamiento 80 para almacenar la pluralidad de pernos de buje 46 en la misma herramienta después de su retirada. Más específicamente, el sistema de ^{almacenamiento}80 ^{puede ser un sistema de almacenamiento anidado en el casquillo de la herramienta de torsión}78 (cuando corresponda) o un sistema de bolsa o alimentación.

[0043] En modos de realización adicionales, la pala de rotor 22 se puede desmontar del buje 20 con el rodamiento de pitch 52 todavía unido a la misma, por ejemplo, por medio de una pluralidad de pernos de pala 43 (FIG. 9). En dichos modos de realización, la retirada del equipo acelera el procedimiento de reemplazo de rodamiento de pitch porque la pala de rotor 22 y el rodamiento de pitch 52 se desmontan al mismo tiempo y la retirada del rodamiento de la pala de rotor 22 se puede producir en el suelo, que es más seguro que en la parte superior de la torre, así como en paralelo con el procedimiento de instalación de rodamiento en el buje 20.

[0044] En referencia ahora a la FIG. 10, para varios modos de realización, se puede requerir cierta cantidad de mecanización en la parte superior de la torre para crear espacio para que la herramienta de torsión 78 retire los pernos de buje 46. Por ejemplo, como se muestra en 82, el espacio entre la tuerca de perno de buje 53 y la raíz de pala 24 puede no ser lo suficientemente grande para recibir la herramienta de torsión 78. Por lo tanto, como se muestra en la FIG. 11, se puede montar un dispositivo de retirada de material 84 en la raíz de pala 24 (o en cualquier otra localización en la parte superior de la torre adecuada) para retirar una parte de la raíz de pala 24 para crear espacio para la herramienta de torsión 78. Más específicamente, en dichos modos de realización, el dispositivo de retirada de material 84 se puede montar de modo que la parte rectificadora 86 se extienda hacia el hueco 82 de modo que la parte rectificadora 86 pueda retirar material para crear espacio para la herramienta de torsión 78.

[0045] La parte rectificadora 86, como se describe en el presente documento puede ser pasiva o activa. Por ejemplo, en un modo de realización, cuando la parte rectificadora 86 es pasiva, el controlador 35 se configura para pitchear la pala de rotor 22 por medio del mecanismo de accionamiento de pitch 45 de modo que la rotación de la pala de rotor 22 contra el dispositivo de retirada de material 84 retira la parte de la pala de rotor 22. En dichos modos de realización, el material se retira de la raíz de pala 24 de forma cilíndrica. En modos de realización alternativos, cuando la parte rectificadora 86 es activa, se puede retirar una parte de la raíz de pala 24 por medio del dispositivo de retirada de material 84 rectificando el material en el hueco 82 por medio de una parte rectificadora 86 accionada eléctricamente. En dichos modos de realización, el material se puede retirar de áreas seleccionadas (es decir, justo alrededor de las tuercas 53) en lugar de hacerlo de forma cilíndrica. Se debe entender que el dispositivo de retirada de material 84 se puede integrar en la herramienta de torsión 78 de modo que la pala de rotor 22 no tenga que pitchear. De forma alternativa, como se muestra en la FIG. 11, el dispositivo de retirada de material 84 puede ser una herramienta separada.

[0046] En referencia ahora a la FIG. 12, se ilustra otro modo de realización del/de los brazo(s) mecánico(s) 74 de la presente divulgación. Más específicamente, como se muestra, un primer brazo mecánico 74 está montado en el buje 20 de la turbina eólica 10. De forma alternativa, como se menciona, el primer brazo mecánico 74 se puede montar en cualquier localización en la parte superior de la torre adecuada de la turbina eólica 10. Además, como se muestra, una plataforma de soporte 90 está montada en el extremo distal 76 del primer brazo mecánico 74. Como tal, el brazo mecánico 74 se puede maniobrar hasta una localización cerca de la pluralidad de pernos de buje 46, creando de este modo una superficie segura para que el personal trabaje cuando retire los pernos 46. En dichos modos de realización, el personal puede usar la herramienta de torsión 78 descrita en el presente documento, así como cualquier otro dispositivo herramental adecuado para la retirada de pernos. De forma alternativa, como se muestra, se puede montar un segundo brazo mecánico 74 en la plataforma de soporte 90 para retirar los pernos de buje 46.

[0047] Una vez que se retira el equipo usando los diversos procedimientos que se describen en el presente documento en relación con la presente divulgación, la pala de rotor 22 (y opcionalmente el rodamiento de pitch 52) se puede bajar al suelo usando cualquier medio adecuado conocido en la técnica.

[0048] En esta descripción escrita se usan ejemplos para divulgar la invención, incluyendo el modo preferente, y también para posibilitar que cualquier experto en la técnica lleve a la práctica la invención, incluyendo la fabricación y el uso de cualquier dispositivo o sistema y la realización de cualquier procedimiento incorporado. El alcance patentable de la invención está definido por las reivindicaciones adjuntas.

Claims

REIVINDICACIONES

1. Un procedimiento para desmontar o instalar una pala de rotor (22) de o en un buje (20) de una turbina eólica (10), comprendiendo el procedimiento:

situar la pala de rotor (22) hacia una localización en el suelo entre una posición de las tres en punto y una posición de las nueve en punto;

montar un brazo mecánico (74) en una localización en la parte superior de la torre de la turbina eólica (10), comprendiendo el brazo mecánico (74) una herramienta de torsión (78) en un extremo distal (76) del mismo; y,

retirar o instalar, por medio de la herramienta de torsión (78), cada uno de la pluralidad de fijadores de buje para desmontar o unir la pala de rotor (22) de o al buje (20).

2. El procedimiento de la reivindicación 1, que comprende además:

retirar, por medio de la herramienta de torsión (78), cada uno de la pluralidad de fijadores de buje (46) para desmontar la pala de rotor (22) del buje (20) con un rodamiento de pitch (52) unido a la misma por medio de una pluralidad de pernos de pala (43).

3. El procedimiento de la reivindicación 1 o 2, que comprende además situar la pala de rotor (22) sustancialmente en una posición de las seis en punto.

4. El procedimiento de cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que la localización en la parte superior de la torre comprende al menos una de una raíz de pala (24), el buje (20), un rodamiento de pitch (52) o una estructura de soporte externa (90) montada en la parte superior de la torre.

5. El procedimiento de cualquiera de las reivindicaciones precedentes, que comprende además:

localizar cada uno de la pluralidad de fijadores de buje (46) por medio del brazo mecánico (74); y aplicar torsión a cada uno de la pluralidad de fijadores de buje (46) por medio del brazo mecánico (74) para aflojar o apretar la pala de rotor (22) del buje (20) en base a si la pala de rotor (22) se está desmontando o instalando en el buje (20).

6. El procedimiento de cualquiera de las reivindicaciones precedentes, que comprende además almacenar la pluralidad de fijadores de buje en un sistema de almacenamiento configurado con la herramienta de torsión (78) después de su retirada.

7. El procedimiento de cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que la herramienta de torsión (78) comprende una altura y/o diámetro máximos para garantizar que la herramienta de torsión (78) pueda encajar en holguras predeterminadas en la parte superior de la torre.

8. El procedimiento de cualquier reivindicación precedente, que comprende además retirar, por medio de un dispositivo de retirada de material, una parte de la pala de rotor (22) en la raíz de pala (24) para crear espacio para la herramienta de torsión (78).

9. El procedimiento de la reivindicación 8, en el que la retirada de la parte de la pala de rotor (22) en la raíz de pala (24) por medio del dispositivo de retirada de material comprende además:

montar el dispositivo de retirada de material contiguo a y en contacto con la parte de la pala de rotor (22) que se va a retirar; y

pitchear la pala de rotor (22) por medio de un sistema de pitch existente de modo que la rotación de la pala de rotor (22) contra el dispositivo de retirada de material retira la parte de la pala de rotor (22).

10. El procedimiento de la reivindicación 8, en el que retirar la parte de la pala de rotor (22) en la raíz de pala (24) comprende además utilizar el dispositivo de retirada de material para retirar áreas seleccionadas de la raíz de pala (24).

11. El procedimiento de cualquier reivindicación precedente, que comprende además asegurar la pala de rotor (22) a una torre de la turbina eólica (10) en la raíz de pala (24) y una punta de pala de la pala de rotor (22) durante la retirada o instalación de cada uno de la pluralidad de fijadores de buje (46) por medio de al menos una de una abrazadera, una funda, una o más líneas de soporte o combinaciones de las mismas.

12. El procedimiento de la reivindicación 11, que comprende además asegurar la pala de rotor (22) a la torre continuamente entre la raíz de pala (24) y la punta de pala de la misma durante la retirada, instalación o almacenamiento de cada uno de la pluralidad de fijadores de buje (46).

13. El procedimiento de cualquiera de las reivindicaciones precedentes, que comprende además ajustar continuamente el brazo mecánico (74) para admitir la retirada o instalación de cada uno de la pluralidad de fijadores de buje (46).