ES2939774T3 - Traca helicoidal de plástico - Google Patents

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Abstract

Un juego de tracas helicoidales (10) para reducir las vibraciones inducidas por vórtices de una torre (11), destinado a ser transportado sin ensamblar en un contenedor (5), que comprende una pluralidad de segmentos acoplables idénticos (1), donde cada segmento (1) comprende un cuerpo principal (2) de configuración piramidal hueca que comprende un extremo poligonal ancho (21) un extremo poligonal estrecho (22) y una porción poligonal estrecha (24) firmemente unida al extremo poligonal estrecho (22), y cada segmento (1) más que comprende una tapa (3) que comprende una parte poligonal ancha (31) capaz de encajar en el extremo poligonal ancho (21) mediante un elemento de sujeción, donde todos los cuerpos principales (2) y tapas (3) pueden apilarse en uno en otro en un contenedor (5) que produce una reducción significativa en el volumen de transporte marítimo y luego se ensambla en el sitio para reducir las vibraciones inducidas por vórtices de una torre (11). (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN
Traca helicoidal de plástico
Objeto de la invención
La presente invención se incluye en el campo técnico de las tracas helicoidales para reducir las vibraciones inducidas por vórtice de una torre, especialmente para las torres de turbinas eólicas que experimentan aceleraciones y resonancia de amplificación de vórtice. Más en particular, se refiere a un conjunto de traca helicoidal que comprende segmentos fijables previstos para disponerse y transportarse en un contenedor de transporte marítimo para ser montado e instalado posteriormente en la torre, logrando una gran reducción de volumen y optimización de espacio durante el transporte.
Antecedentes de la invención
Las turbinas eólicas comprenden una torre y una góndola colocada en la parte superior de dicha torre, por lo que la góndola está equipada con un rotor que gira gracias al impacto del viento. En la góndola, el movimiento giratorio del rotor se utiliza para generar energía eléctrica.
Las torres de grandes turbinas eólicas comprenden con frecuencia varios segmentos de torre, p. ej., hechos de acero, que cuando se montan juntos forman la torre de turbina eólica completa. El montaje de torres de grandes turbinas eólicas, en particular en entornos marinos, aunque también en tierra, consume mucho tiempo, esfuerzo y recursos financieros.
De este modo, levantar la torre en segmentos o en su totalidad en el lugar de montaje, es decir, en una base sobre la que se apoyará la torre para equiparla posteriormente con la góndola y el rotor, plantea varios problemas. Uno de dichos problemas es que la torre está sujeta a enormes vibraciones inducidas por el viento de procedencia lateral. Dichos vientos laterales pueden tener velocidades elevadas, como resulta previsible especialmente en las áreas en las que funcionan las turbinas eólicas.
Las vibraciones indicadas anteriormente se denominan comúnmente vibraciones inducidas por vórtice (VIV) que pueden ser el resultado de un desprendimiento de vórtice alternante alrededor de la torre en condiciones de viento intenso. Este desprendimiento da lugar a diferencias de presión alternantes sobre la sección transversal de la torre de la turbina eólica perpendiculares a la dirección del viento. En caso de que la frecuencia de desprendimiento esté cerca de la frecuencia natural de la torre de la turbina eólica, el desprendimiento alternante sea regular y la amplitud sea lo suficientemente grande en comparación con la amortiguación estructural de la torre, puede producirse VIV, que podría causar daños a la torre de la turbina eólica o reducir su resistencia a la fatiga.
La VIV se conoce desde hace mucho tiempo y se han determinado varias medidas para reducir estas vibraciones en estructuras tubulares instaladas fácilmente, tales como chimeneas altas.
La patente CN 207795943 U describe un dispositivo de supresión de vibraciones inducidas por vórtice para un sistema generador de turbina eólica, que tiene un dispositivo de supresión de vibraciones inducidas por vórtice dotado de una pieza perturbadora telescópica, y un componente de conexión fijado en la pieza de flujo turbulento telescópica.
Un enfoque consiste en amortiguar la estructura aumentando el peso en su parte superior. Otros enfoques se refieren a hacer más aerodinámica la sección transversal de la estructura tomando medidas en su superficie exterior. Entre estas medidas aerodinámicas, una destacada es la del uso de las denominadas tracas helicoidales.
Las “tracas helicoidales” actuales están hechas de espuma de poliestireno. Como consecuencia, estas espumas de forma triangular “tracas helicoidales” tienen un volumen significativo y, por lo tanto, ocupan varias filas y espacio en los contenedores marítimos, dando lugar a varios problemas, tales como costes de transporte más altos, más contenedores requeridos, logística, etc.
Descripción de la invención
En la presente memoria se describe un conjunto de traca helicoidal para reducir vibraciones inducidas por vórtice con el que se ha observado que se mitigan al menos los inconvenientes anteriores relacionados con las soluciones de la técnica anterior.
Más en particular, se proporciona un conjunto de traca helicoidal para reducir vibraciones inducidas por vórtice de una torre, previsto para su transporte desmontado en un contenedor, que comprende una pluralidad de segmentos fijables idénticos, caracterizado por que cada segmento comprende:
- un cuerpo principal de configuración piramidal hueca que comprende un extremo poligonal ancho, un extremo poligonal estrecho y una parte poligonal estrecha capaz de unirse rígidamente al extremo poligonal estrecho y dicha parte poligonal estrecha comprende además un primer orificio pasante,
- una tapa que comprende una parte poligonal ancha capaz de encajar en el extremo poligonal ancho y que comprende además un segundo orificio pasante,
en donde todos los cuerpos principales y las tapas pueden unirse de forma segura mediante al menos un elemento de sujeción y están configurados geométricamente para apilarse uno dentro del otro en el contenedor.
Preferiblemente, todos los segmentos están hechos de plástico y se fabrican mediante un proceso de moldeo por soplado.
Por medio de estas características técnicas puede montarse un conjunto de traca helicoidal completo mediante cuerpos principales y tapas a efectos de formar un conjunto de traca completo requerido en la torre para reducir sus vibraciones inducidas por vórtice.
Preferiblemente, el extremo poligonal ancho comprende dos cavidades perimetrales y la parte poligonal ancha comprende dos nervaduras perimetrales, en donde las nervaduras perimetrales pueden encajar en las cavidades perimetrales definiendo un primer elemento de sujeción.
Preferiblemente, la parte poligonal estrecha se fabrica como una pieza junto con el cuerpo principal. De forma alternativa, puede ser una parte poligonal similar pero extraíble capaz de encajar en el extremo poligonal estrecho y unirse rígidamente mediante elementos de sujeción. Por ejemplo, en esta opción, el extremo poligonal estrecho del cuerpo principal puede comprender cavidades perimetrales estrechas y la parte poligonal ancha de la parte estrecha comprende nervaduras perimetrales, en donde las nervaduras de proyección perimetrales encajan en las cavidades perimetrales definiendo el segundo elemento de sujeción para unir de forma segura una tapa al extremo poligonal estrecho de un cuerpo principal.
En otra alternativa adicional, cada tapa comprende una parte poligonal ancha capaz de encajar en el extremo poligonal ancho y una parte poligonal estrecha que sobresale desde la parte poligonal ancha capaz de encajar en el extremo poligonal estrecho. En esta realización, la misma tapa sería capaz de encajar en el extremo poligonal estrecho y en el extremo poligonal ancho, comprendiendo en la misma la parte poligonal estrecha que sobresale de la misma, y comprendiendo además elementos de sujeción en cada una de ellas, para su unión al extremo poligonal estrecho y al extremo poligonal ancho.
Como consecuencia de ello, todos los cuerpos principales (2) y tapas (3) pueden apilarse unos dentro de otros, respectivamente, en un contenedor (5), permitiendo obtener una ventaja significativa de reducción del volumen para los contenedores de transporte marítimo y terrestre.
De forma alternativa, cualquier elemento de sujeción conocido podría utilizarse para unir de forma segura las tapas a los cuerpos principales formando un conjunto de traca helicoidal fijado de forma segura.
Preferiblemente, estos conjuntos de tracas helicoidales son para torres de turbinas eólicas que experimentan aceleraciones de amplificación de vórtice o de transición mientras se levantan y montan. Algunas veces pueden utilizarse únicamente durante la instalación, ya que el peso de la góndola puede amortiguar posteriormente la estructura y evitar la resonancia con la frecuencia de desprendimiento.
Debe observarse que la geometría de los segmentos descritos anteriormente permite apilar cada tapa y cuerpo principal uno dentro del otro en un contenedor, reduciendo el espacio requerido. Se ha descubierto que las características descritas reducen el volumen de transporte al menos un 60 % en relación con una sección de impacto helicoidal similar hecha de espuma de poliestireno. Esto es una ventaja significativa en rendimiento de espacio, costes y logística.
El extremo poligonal ancho y el extremo poligonal estrecho tienen preferiblemente una forma triangular. Como consecuencia de ello, los cuerpos principales y tapas pueden disponerse de forma compacta en pilares formando formas paralelopipédicas para optimizar el espacio del contenedor.
Preferiblemente, un conjunto estándar de traca helicoidal completo puede transportarse en 3 contenedores, cada uno de aproximadamente 1,2 x 0,8 m, con un volumen total de aproximadamente 3-5 m3.
Debe observarse que los contenedores estándar para una sección de tracas helicoidales de poliestireno de espuma equivalente requieren al menos un contenedor de 10 m3 para su transporte.
Además, la tapa puede comprender una protuberancia hueca que sobresale del orificio pasante y la parte estrecha comprende una protuberancia hueca equivalente que sobresale del orificio pasante respectivo.
Preferiblemente, un conjunto estándar de traca helicoidal completo se monta en la torre por medio de una cuerda de penetración que pasa a través de cada protuberancia hueca y, por lo tanto, que pasa a través de cada segmento y a través del conjunto de traca helicoidal completo montado alrededor de la torre.
Descripción de los dibujos
Para complementar la descripción que se está realizando y para ayudar a una mejor comprensión de las características de la invención, según un ejemplo preferido de realización práctica de la misma, se adjunta un conjunto de dibujos como una parte integral de dicha descripción en donde, con carácter ilustrativo y no limitativo, se ha representado lo siguiente:
La Figura 1.- Muestra una representación de la técnica anterior de la forma de transporte de tracas helicoidales de espuma de poliestireno convencionales.
La Figura 2.- Muestra una vista en perspectiva de un segmento no unido del conjunto de tracas helicoidales según una realización preferida de la invención.
La Figura 3.- Muestra un segmento unido del conjunto de tracas helicoidales según una realización preferida de la invención.
La Figura 4.- Muestra una vista lateral del cuerpo principal unido de forma segura a la tapa y dos segmentos unidos entre sí por medio de una cuerda interna según una realización preferida de la invención.
La Figura 5.- Muestra una vista en perspectiva de una realización preferida de un conjunto de tracas helicoidales que se transporta en tres contenedores.
La Figura 6a.- muestra una vista esquemática de la traca helicoidal montada en destino y
La Figura 6b.- muestra el conjunto de traca helicoidal dispuesto de forma aerodinámica alrededor de la sección transversal de la superficie exterior de la torre para reducir las vibraciones inducidas por vórtice.
Realización preferida de la invención
A continuación se muestra una explicación detallada de un ejemplo de realización preferida del objeto de la presente invención, con la ayuda de las figuras mencionadas anteriormente.
La Figura 1 ilustra un contenedor lleno de tracas helicoidales hechas de espuma de poliestireno que representa una forma de transporte de un conjunto de traca helicoidal de la técnica anterior. Puede verse claramente que es necesario un volumen significativo para transportar este conjunto de tracas helicoidales, que requiere contenedores con un volumen aproximado de 10 m3.
La Figura 2 ilustra una vista en perspectiva de un segmento (1) no unido de un conjunto (10) de traca helicoidal según una realización preferida de la invención.
Se muestra claramente que cada segmento (1) comprende un cuerpo principal (2) de configuración piramidal hueca con un extremo (21) poligonal ancho y un extremo (22) poligonal estrecho.
En una realización preferida, el cuerpo principal (2) comprende además una parte (24) poligonal estrecha encajada en el extremo (22) poligonal estrecho que forma una pieza rígida de dicho cuerpo principal (2) y que comprende un primer orificio pasante (26). En una realización alternativa, dicha parte poligonal (24) puede retirarse y unirse al extremo (22) poligonal estrecho mediante elementos de sujeción.
La Figura 2 también ilustra que cada segmento (1) comprende además una tapa (3), en donde dicha tapa (3) comprende una parte (31) poligonal ancha capaz de encajar en el extremo (21) poligonal ancho y que comprende además un segundo orificio pasante (33) de donde sobresale una segunda protuberancia hueca (32) del mismo. Como consecuencia de ello, con esta configuración, todos los cuerpos principales (2) y tapas (3) pueden apilarse uno dentro del otro, respectivamente, en un contenedor (5), permitiendo obtener una ventaja de reducción del volumen significativa para contenedores de transporte marítimo y terrestre. Adicionalmente, todos los cuerpos principales (2) y tapas (3) pueden unirse de forma segura mediante al menos una sujeción y es posible montar un conjunto (10) de traca helicoidal completo para reducir las vibraciones inducidas por vórtice de una torre por medio de una cuerda insertada a través del primer y segundo orificio pasante (26,33) y montarlo alrededor de dicha torre (11).
En una realización preferida, el extremo (21) poligonal ancho y el extremo (22) poligonal estrecho tienen una forma triangular, como se muestra en la Figura 2
La Figura 3 ilustra un segmento unido (1) donde se muestra la tapa (3) unida correctamente al cuerpo principal (2) formando un segmento unido (1) de una pluralidad de segmentos (1) idénticos que pueden unirse que establecen un conjunto (10) de tracas helicoidales que puede utilizarse, una vez montado, para reducir vibraciones inducidas por vórtice de una torre (11), especialmente torres de turbina eólica que experimentan aceleraciones y resonancia de amplificación de vórtice.
La Figura 4 muestra una vista lateral del cuerpo principal (2) unido de forma segura a la tapa (3) y dos segmentos (1) unidos entre sí por medio de una cuerda interna (R) según una realización preferida de la invención. Más en particular, muestra que, en una realización preferida, el extremo (21) poligonal ancho del cuerpo principal (2) comprende dos cavidades (23) perimetrales anchas y la parte (31) poligonal ancha de la tapa (3) comprende nervaduras perimetrales (34), en donde las nervaduras perimetrales (34) pueden encajar en las cavidades perimetrales (23) definiendo un primer elemento de sujeción para unir de forma segura y firme una tapa (2) al extremo ancho (21) del cuerpo principal (2).
La Figura 5 ilustra una vista en perspectiva de una realización preferida de un conjunto de tracas helicoidales que se transporta en contenedores (5). Por lo tanto, con las características técnicas descritas, los cuerpos principales (2) y las tapas (3) pueden apilarse verticalmente uno dentro del otro en los contenedores (5) para su transporte. Más en particular, se disponen de forma compacta en pilares formando formas paralelepipédicas en el contenedor rectangular o cuadrado (5).
En la realización preferida descrita en la Figura 5, tres contenedores de 1,2 x 0,8 m pueden transportar un conjunto estándar de tracas helicoidales completo que ocupa un volumen total de aproximadamente 3-5 m3. Debe observarse que en el conjunto equivalente de tracas helicoidales en la técnica anterior ilustrada en la Figura 1 se requieren contenedores de 10 m3.
Como consecuencia de ello, una vez que el conjunto (10) de tracas helicoidales llega al destino requerido de la turbina eólica, todos los segmentos (1) pueden montarse juntos formando un conjunto (10) de traca helicoidal como se muestra en la figura 6a y hacer aerodinámica la sección transversal de la torre (11) en su superficie exterior, tal como se ilustra en la Figura 6b.
En una realización preferida, cada segmento (1) es de plástico fabricado mediante moldeo por soplado. Esto puede reducir en gran medida los costes, permitir obtener las geometrías requeridas para ahorro de transporte, y aumentar la durabilidad del conjunto (10) de tracas helicoidales en comparación con la espuma de poliestireno.

Claims (8)

  1. REIVINDICACIONES
    i. Un conjunto (10) de traca helicoidal para reducir vibraciones inducidas por vórtice de una torre (11), previstas para ser transportadas sin montar en un contenedor (5), que comprende una pluralidad de segmentos (1) idénticos fijables, caracterizado por que cada segmento (1) comprende:
    - un cuerpo principal (2) de configuración piramidal hueca que comprende un extremo (21) poligonal ancho, un extremo (22) poligonal estrecho y una parte (24) poligonal estrecha capaz de unirse rígidamente al extremo (22) poligonal estrecho y dicha parte (24) poligonal estrecha comprende además un primer orificio pasante (26),
    - una tapa (3) que comprende una parte (31) poligonal ancha capaz de encajar en el extremo (21) poligonal ancho y que comprende además un segundo orificio pasante (33),
    en donde todos los cuerpos principales (2) y tapas (3) pueden unirse de forma segura mediante al menos un elemento de sujeción y están configurados geométricamente para apilarse uno dentro del otro en el contenedor (5).
  2. 2. Conjunto de traca helicoidal según la reivindicación 1, caracterizado por que el extremo poligonal ancho (21) comprende dos cavidades perimetrales (23) y la parte poligonal ancha (31) comprende dos nervaduras perimetrales (34), en donde las nervaduras perimetrales (34) pueden encajar en las cavidades perimetrales (23).
  3. 3. Conjunto de traca helicoidal según la reivindicación 1, caracterizado por que la parte poligonal estrecha comprende una primera protuberancia hueca (25) que sobresale del primer orificio pasante (26).
  4. 4. Conjunto de traca helicoidal según la reivindicación 1, caracterizado por que la tapa (3) comprende una segunda protuberancia hueca (32) que sobresale del segundo orificio pasante (33).
  5. 5. Conjunto de traca helicoidal según la reivindicación 1, caracterizado por que el extremo (21) poligonal ancho y el extremo (22) poligonal estrecho tienen una forma triangular.
  6. 6. Conjunto de traca helicoidal según la reivindicación 5, caracterizado por que los cuerpos principales (2) y las tapas (3) apilados con forma triangular pueden disponerse de forma compacta en pilares formando formas de paralelepípedo en el contenedor (5).
  7. 7. Conjunto de traca helicoidal según la reivindicación 1, caracterizado por que cada segmento (1) está hecho de plástico fabricado a partir de un proceso de moldeo por soplado.
  8. 8. Conjunto de traca helicoidal según la reivindicación 1, caracterizado por que un conjunto (10) de traca helicoidal completo se monta en contenedores de 3-5 m3.
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