ES2947045T3 - Aparato y método de tratamiento de superficie de pala de turbina eólica - Google Patents

Abstract

Aparato para tratar una superficie de una pala de turbina eólica, que comprende una estructura expansible que se puede desplegar desde un estado colapsado a un estado expandido en el que la estructura define una zona de tratamiento alargada en la que se puede recibir una pala en uso. El aparato incluye medios de tratamiento dispuestos para aplicar un tratamiento en la zona de tratamiento. También se proporciona un método para tratar una pala de turbina eólica que incluye: posicionar una pala de turbina eólica en una orientación sustancialmente vertical; ubicar una estructura expandible adyacente a la pala de la turbina eólica; desplegar la estructura expandible alrededor de la cuchilla de manera que la estructura expandible defina una zona de tratamiento alargada que recibe al menos parte de la cuchilla; y aplicar un tratamiento superficial a la superficie de la pala usando la estructura expandible. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN

Aparato y método de tratamiento de superficie de pala de turbina eólica

Campo técnico

La invención se refiere a un aparato y a un método para aplicar un tratamiento de superficie a la superficie exterior de una pala de turbina eólica, particularmente, aunque no exclusivamente, con los fines de limpieza de esa pala para retirar la suciedad acumulada y similares.

Antecedentes de la invención

La eficiencia aerodinámica de las palas de turbina eólica es un factor clave que determina cómo de eficiente puede ser un generador de turbina eólica para extraer energía de un flujo de viento. Con este fin, las turbinas eólicas modernas a escala de empresa de servicios públicos tienen habitualmente palas cuyo perfil aerodinámico preciso está diseñado para maximizar la sustentación a lo largo de toda la longitud de la pala para optimizar la eficiencia. La característica de superficie de una pala también es importante porque debe ser lisa y uniforme para mantener un flujo de aire laminar a través de la sección de perfil aerodinámico de la pala para promover buenas características de sustentación. Sin embargo, a medida que gira la pala de turbina eólica, tenderá a acumular una capa de suciedad que tiene el efecto de reducir la eficiencia aerodinámica de la pala. Por tanto, es deseable que las palas de una turbina eólica se limpien de manera periódica para eliminar la acumulación de suciedad, ayudando de ese modo a mantener a la pala a su eficiencia aerodinámica máxima.

En el documento EP1583905B1 se describe un enfoque en el que una plataforma de trabajo aéreo está dispuesta para rodear la pala y moverse verticalmente con respecto a la pala mientras se aplica un tratamiento de superficie a la misma. En un ejemplo, la plataforma está montada en el extremo de un brazo de elevación extensible que proporciona control de posición sobre la plataforma de modo que puede moverse verticalmente con respecto a la pala bajo el control de un operario con formación adecuada. En otro ejemplo, la plataforma está acoplada a una disposición de izado de cable. En esta disposición, la plataforma está suspendida de una serie de cables que cuelgan hacia abajo desde un extremo de raíz de la pala donde están conectados a un bastidor. Los extremos inferiores de los cables están conectados a una base estable, en este caso proporcionada por un vehículo. La plataforma está configurada para subir y bajar a lo largo de los cables, que actúan como guía para la plataforma de trabajo para asegurar que se mueve a lo largo de una trayectoria vertical sustancialmente lineal. Ambos esquemas son complejos y es probable que requieran mucho tiempo lo que extiende el tiempo total y también el coste de esa tarea de mantenimiento. Además, la estructura anular de la plataforma da como resultado una cascada de fluido desde la plataforma hasta la superficie debajo de la misma, y puede considerarse que gran parte de este fluido se desperdicia. A partir del documento US2010132738A1 se enseña un método de limpieza de al menos uno de mugre y hielo acumulado de una pala de rotor de una turbina eólica que incluye, en una realización a modo de ejemplo, posicionar una pala de rotor en una posición inmóvil en una orientación hacia abajo sustancialmente paralela a la torre, posicionar un depósito que contiene una disolución de limpieza directamente debajo de la pala de rotor, y posicionar una pluralidad de brazos de elevación adyacentes al depósito. La pluralidad de brazos de elevación están unidos a un cabezal elíptico de pulverización con al menos una tubería conectada al cabezal elíptico de pulverización y a una bomba operativamente acoplada al depósito. El método también incluye levantar los brazos de elevación para elevar el cabezal elíptico de pulverización hasta una posición predeterminada a lo largo de un eje longitudinal de la pala de rotor, bombear disolución de limpieza desde el depósito hasta el cabezal elíptico de pulverización, pulverizar la disolución de limpieza sobre una superficie externa de la pala de rotor para limpiar la pala de rotor y recoger la disolución de limpieza consumida en el depósito.

La invención se ha ideado frente a estos antecedentes.

Sumario de la invención

Según la invención tal como se define en la reivindicación 1 adjunta, realizaciones de la invención proporcionan un aparato para tratar una superficie de una pala de turbina eólica, que comprende una estructura expansible que puede desplegarse desde un estado plegado hasta un estado expandido en el que la estructura define una zona de tratamiento alargada en la que puede recibirse una pala en uso. El aparato incluye medios de tratamiento dispuestos para aplicar un tratamiento en la zona de tratamiento, en un estado desplegado de la estructura expansible.

Por tanto, de manera beneficiosa, la invención proporciona medios particularmente convenientes para tratar la superficie de una pala de turbina eólica mientras que la pala está montada en la turbina eólica. El aparato no requiere un complicado equipo de funcionamiento hidráulico, como es el caso en los sistemas conocidos, se despliega fácilmente en el sitio para su uso y puede expandirse con bastante rapidez de modo que puede comenzarse rápidamente el tratamiento de superficie. Por tanto, en general, esto acelera el procedimiento de mantenimiento de las superficies de palas de turbina eólica, particularmente a través de un parque eólico que comprende múltiples turbinas eólicas. Además, puesto que el aparato no depende de un complicado equipo de funcionamiento hidráulico para hacerlo funcionar, requiere menos personal cualificado, lo que reduce el coste total de adquisición y funcionamiento del aparato. La estructura expansible comprende una estructura inflable. La estructura inflable forma preferiblemente el elemento de soporte de carga primario de la estructura expansible. Por tanto, la estructura expansible está soportada principal o totalmente por los elementos estructurales inflables de la misma. Por tanto, la estructura inflable puede desplegarse fácilmente inflándola usando medios de inflado adecuados tales como una fuente de aire como depósitos de aire comprimido o un soplador de aire. Por tanto, junto con la estructura expansible, el aparato de tratamiento de superficie puede estar soportado principalmente por la estructura inflable en una condición desplegada de la estructura expansible. La estructura expansible se extiende alrededor de la zona de tratamiento alargada en un estado desplegado de la estructura expansible y, como tal, puede definirse por una sección inflable individual que tiene generalmente forma anular, o una pluralidad de secciones inflables que, tomadas juntas, están dispuestas de modo que se extienden alrededor de la zona de tratamiento y en una dirección de modo que se extienden a lo largo de la longitud de la zona de tratamiento en un estado desplegado de la estructura expansible. El aparato de tratamiento está configurado para tratar una pala en una orientación vertical de la misma. En realizaciones, sustancialmente toda la estructura expansible puede estar compuesta por uno o más elementos estructurales inflables. Preferiblemente, la estructura inflable puede constituir los elementos estructurales primarios de la estructura expansible. La estructura inflable constituye los elementos de soporte de carga primarios de la estructura expansible. Todavía preferiblemente, los elementos estructurales verticales de la estructura expansible pueden ser elementos estructurales inflables. En realizaciones, algunos elementos estructurales radiales de la estructura expansible pueden ser no inflables. En realizaciones, algunos elementos estructurales radiales no inflables de la estructura expansible pueden ser flexibles, por ejemplo, fabricados de materiales flexibles. En realizaciones, tanto los elementos estructurales verticales como los radiales de la estructura expansible pueden ser inflables. En las reivindicaciones dependientes 2-9 adjuntas se definen características opcionales adicionales.

Los medios de tratamiento de superficie pueden adoptar diversas formas. Esto incluye una pluralidad de cabezales de tratamiento. Estos pueden estar configurados para aplicar diversos tratamientos a la superficie de una pala, un ejemplo de lo cual es pulverizar la pala en la zona de tratamiento con un fluido de tratamiento. En particular, los medios de tratamiento de superficie incluyen una pluralidad de cabezales de tratamiento dispuestos a lo largo de la estructura expansible para aplicar un tratamiento de superficie radialmente hacia dentro en la zona de tratamiento. Aunque los cabezales de tratamiento pueden estar posicionados en posiciones seleccionadas a lo largo de la zona de tratamiento, en una realización están dispuestos a lo largo de la longitud de la zona de tratamiento, en un estado desplegado de la estructura inflable, para asegurar que la superficie de la pala recibe un tratamiento sustancialmente simultáneo de fluido. Preferiblemente el peso de los tubos de transporte de fluido puede portarse principalmente por la estructura inflable en un estado desplegado de la misma. También pueden estar comprendidos sensores de tratamiento dentro de los medios de tratamiento de superficie. Por ejemplo, tales sensores pueden incluir sensores ópticos que pueden captar información óptica que representa la superficie de una pala de turbina eólica en las proximidades del aparato de tratamiento.

También pueden incorporarse en los medios de tratamiento sensores de temperatura que pueden indicar la temperatura. Preferiblemente, tales sensores pueden estar soportados por la estructura inflable. En una realización, uno o más sensores ópticos pueden estar asociados con un sistema de control que puede señalizar cuando se ha eliminado la suciedad hasta un grado suficiente de una pala o cuando permanece suciedad sobre una pala por encima de una cantidad predeterminada. En una realización, uno o más sensores de temperatura pueden estar asociados con un sistema de control que puede señalizar cuando una temperatura en un sensor dado ha descendido por debajo de un nivel dado. Una temperatura detectada por debajo de un nivel dado puede dar lugar a una alarma o puede activar un calentamiento de un fluido de limpieza que se está usando, por ejemplo, para una limpieza por pulverización de una superficie de pala.

De manera útil, puede proporcionarse un sistema de suministro de fluido para suministrar a los cabezales de tratamiento un suministro de fluido de tratamiento. El sistema de suministro de fluido puede incluir tubos de transporte de fluido que se extienden dentro de la estructura inflable y forman de ese modo una parte integral de la misma mientras la estructura se despliega y se pliega. Un sistema de suministro de fluido puede incluir un dispositivo de calentamiento que puede calentar un fluido de tratamiento que se suministra a los medios de tratamiento.

Puede incluirse una base para dotar a la estructura expansible de una plataforma estable a partir de la cual se expande. La base también puede actuar como colector para recoger fluido en la parte inferior de la estructura una vez que el fluido se ha aplicado a la pala.

En otro aspecto, realizaciones de la invención proporcionan un método para tratar una pala de turbina eólica que incluye: posicionar una pala de turbina eólica en una orientación sustancialmente vertical; ubicar una estructura expansible adyacente a la pala de turbina eólica; desplegar la estructura expansible alrededor de la pala inflando la estructura expansible, de modo que la estructura expansible define una zona de tratamiento alargada que recibe al menos parte de la pala; y aplicar un tratamiento de superficie a la superficie de la pala usando la estructura expansible. El método de la invención se define en la reivindicación 10 adjunta. En las reivindicaciones dependientes 11-15 se definen características opcionales adicionales del mismo.

El método puede implicar posicionar la estructura expansible bajo la pala de turbina eólica de modo que la estructura se expande hacia arriba desde debajo de una punta de la pala hacia el extremo de raíz de la pala. De esta manera, la pala se envuelve por la estructura expansible en una dirección hacia arriba a medida que se despliega la estructura. Una técnica que puede usarse es levantar la estructura expansible mediante medios adecuados hacia la punta de pala antes de que se despliegue la estructura. De esta manera la estructura expansible comienza a cubrir la pala casi tan pronto como se despliega, lo que significa que una estructura expansible de un determinado tamaño puede tratar una pala más larga en comparación con una situación en la que la estructura expansible se despliega desde el nivel del suelo.

En un método alternativo, la estructura expansible puede expandirse hacia abajo desde el extremo de raíz de la pala hacia un extremo de punta de la pala. Sin embargo, preferiblemente, la estructura expansible puede desplegarse desde o cerca del nivel del suelo usando elementos estructurales inflables. La expansión del elemento expansible puede lograrse mediante el inflado mediante una fuente adecuada, por ejemplo, de aire, aunque puede usarse otro gas tal como helio. La estructura expansible puede inflarse hasta una condición desplegada en la que el aparato de tratamiento de superficie puede estar soportado principalmente por la estructura inflable. El método incluye aplicar un tratamiento de superficie a la pala que incluye pulverizar la superficie de la pala con un fluido de tratamiento de superficie. El fluido de tratamiento de superficie puede aplicarse a una superficie de pala usando los medios de tratamiento a partir de un suministro de fluido de tratamiento. Si se requiere, un aparato de calentamiento puede calentar el fluido de tratamiento. En aspectos, puede calentarse fluido de tratamiento térmico mediante un aparato de calentamiento en respuesta a señales procedentes de sensores de temperatura. En particular, una acción de calentamiento puede activarse mediante una salida de un dispositivo de control asociado con un sensor de temperatura, que puede ser un sensor de temperatura del aparato de tratamiento. A modo de ejemplo, una caída de temperatura detectada por debajo de un nivel umbral predeterminado, almacenado en una memoria del dispositivo de control del sensor de temperatura, puede dar lugar a la activación de un aparato de calentamiento para el fluido de tratamiento. El método puede incluir además hacer recircular el fluido de tratamiento de superficie que se ha pulverizado sobre la superficie de la pala.

Dentro del alcance de esta solicitud se pretende expresamente que los diversos aspectos, realizaciones, ejemplos y alternativas expuestos en los párrafos anteriores, en las reivindicaciones y/o en la siguiente descripción y dibujos, y en particular las características individuales de los mismos, puedan tomarse independientemente o en cualquier combinación. Es decir, todas las realizaciones y/o características de cualquier realización pueden combinarse de cualquier manera y/o combinación, a menos que tales características sean incompatibles. La invención está delimitada por las reivindicaciones adjuntas.

Breve descripción de los dibujos

Para que se entienda más completamente la invención, ahora se describirá únicamente a modo de ejemplo con referencia a los siguientes dibujos, en los que:

la figura 1 es una vista frontal de una turbina eólica, cerca de la cual está ubicado un aparato de tratamiento de superficie según una realización de la invención, en la que el aparato de tratamiento de superficie se muestra en un estado replegado;

la figura 2 es una vista de la turbina eólica en la figura 1, pero que muestra el aparato de tratamiento de superficie en un estado parcialmente desplegado;

la figura 3 es una vista de la turbina eólica en las figuras 1 y 2, pero que muestra el aparato de tratamiento de superficie en un estado completamente desplegado;

las figuras 4, 5 y 6 son diversas vistas del aparato de tratamiento de superficie que se muestra estilizado en las figuras 1 a 3;

la figura 7 es una vista en sección, como la de la figura 6, que muestra una realización alternativa;

la figura 8 es una vista en sección, como la de las figuras 6 y 7, que muestra una realización alternativa;

la figura 9 es una vista en perspectiva que ilustra una realización alternativa adicional; y

la figura 10 es una vista esquemática de una realización alternativa adicional.

Descripción detallada de realizaciones de la invención

Con referencia a la figura 1, se muestra un aparato de tratamiento de superficie 2 según una realización de la invención posicionado delante de una turbina eólica 4.

La turbina eólica 4 en este ejemplo es una turbina eólica de eje horizontal (HAWT) que incluye una góndola 6 montada encima de una torre 8. La góndola 6 soporta un rotor 10 que incluye un buje 12 y tres palas 14. Cada pala tiene una raíz 16, una punta 18 y una superficie externa aerodinámica 20, aunque sólo una de las palas 14 está marcada con estas características por brevedad.

La turbina eólica 4 en la figura 1 está representada en una “posición de mantenimiento” en la que el rotor se fija en una posición de modo que una de las palas 14 está apuntando directamente hacia abajo, es decir, en la posición a las seis en punto, o “posición Y”. Esto permite que el aparato de tratamiento de superficie 2 enganche la pala verticalmente orientada 14, tal como se explicará. Para los fines de esta descripción, el aparato de tratamiento de superficie 2 está configurado para limpiar la superficie de la pala 14. Como tal, puede considerarse que es un sistema o aparato de limpieza de pala, y puede denominarse así a partir de ahora.

El aparato de limpieza de pala 2 comprende una estructura expansible 22 que puede configurarse entre estados replegado y desplegado. En la figura 1, la estructura expansible 22 se muestra en un estado replegado de modo que está posicionada adyacente a la pala 14, directamente por debajo de la punta 18. Tal como se explicará, cuando se despliega, la estructura expansible 22 se extiende desde la posición replegada y se levanta hacia la pala 14 de modo que envuelve la superficie externa de la pala a lo largo de al menos una porción de su longitud. Una vez desplegada, la estructura expansible 22 puede usarse para aplicar un tratamiento de superficie seleccionado a la pala, que puede ser para los fines de limpieza de la pala, por ejemplo, aunque también se prevén otros procedimientos.

En la realización ilustrada, la estructura expansible 22 es inflable lo que permite un paquete relativamente eficiente en cuanto a espacio y ligero cuando está en una configuración replegada. Se proporcionan medios adecuados para inflar la estructura expansible 22 mediante un módulo de servicio 24 que comprende al menos medios de inflado 26, por ejemplo, en forma de un compresor de aire o, alternativamente, depósitos de aire comprimido, aunque puede usarse otro gas tal como un gas que tenga una densidad comparable al aire circundante en el sitio de la turbina, o un gas que tenga una densidad diferente, por ejemplo, helio. En realizaciones en las que la estructura inflable 22 se usa para limpiar la pala 14 con un fluido adecuado, el módulo de servicio 24 también puede comprender medios de ^{bombeo de fluido} 28 ^{adecuados, por ejemplo, que comprenden una bomba de fluido y un depósito de fluido.}

Debido al tamaño y el peso de la estructura expansible replegada, puede maniobrarse hasta su posición mediante un vehículo 30 tal como un pequeño camión o camioneta. Sin embargo, se prevé que la estructura expansible 22 puede estar configurada en una fijación semipermanente adyacente al pie de la torre 8 y puede estar alojada con un recipiente protegido de la intemperie adecuado. De manera similar, aunque el módulo de servicio 24 se muestra como una unidad móvil en la figura 1, también puede proporcionarse como una instalación más permanente. Actualmente, un aparato de limpieza de pala móvil 2 se considera particularmente útil puesto que un único aparato puede moverse entre diferentes turbinas eólicas para la limpieza de pala lo que será menos costoso que dotar a cada turbina eólica de una instalación en el sitio dedicada.

Para que la pala pueda limpiarse de manera eficiente y minuciosa, la estructura expansible 22 debe extenderse alrededor de la pala 14 a medida que se despliega. Con este fin, en esta realización la estructura expansible 22 tiene una forma de tipo tubo o cilíndrica, y es hueca de modo que define una cámara central 32. La cámara central 32 define así una “zona de tratamiento” dentro de la cual puede recibirse la pala 14 y donde puede aplicarse un tratamiento de superficie a la pala, tal como se explicará.

Pasando a las figuras 2 y 3, se muestra la estructura expansible 22 inflándose de modo que la pala 14 se recibe en la zona de tratamiento 32 la cual, cuando se despliega, se alarga de modo que tiene un tamaño sustancialmente similar a la pala. La figura 2 ilustra la estructura expansible 22 parcialmente inflada de modo que su borde de ataque 34 ha pasado la punta de pala 18 y sube por la parte radialmente externa de la pala 14, mientras que la figura 3 muestra la estructura expansible 22 completamente desplegada de modo que el borde de ataque 34 de la estructura 22 se extiende hasta estar cerca de la raíz 16 de la pala 14. De esta manera, sustancialmente toda la longitud de la pala 14 se recibe en la zona de tratamiento 32 y, como tal, puede tratarse sustancialmente toda la superficie externa de la pala 14. Desde la posición desplegada mostrada en la figura 3, la estructura 22 puede plegarse de modo que recupera la forma replegada mostrada en la figura 1. Esto permite volver a empaquetar la estructura 22 en el vehículo 30 lista para moverse a otro sitio.

Debe observarse en este punto que las figuras 1 a 3 proporcionan una vista estilizada de la estructura expansible 22 como medio de ilustrar su principio general de funcionamiento. Para un entendimiento más profundo del aparato de limpieza de pala 2, ahora se describirá haciendo referencia a las figuras 4, 5 y 6 que muestran la estructura expansible 22 con más detalle.

Tal como se ha mencionado anteriormente, la estructura expansible 22 está configurada generalmente como un tubo, funda o cilindro hueco alto que tiene una pared lateral generalmente cilíndrica 40, un extremo inferior cerrado 42 definido por una base 44, y un extremo superior abierto 46 que define una abertura 50 en la zona de tratamiento 32. Opcionalmente, la estructura 22 puede estar dotada de un perfil ligeramente en sección decreciente, de modo que se estrecha hacia el interior desde su base 44 hasta su abertura superior 50, lo cual se muestra en la figura 3.

La pared lateral 40 es hueca y como tal comprende porciones de pared radialmente interna y externa 40a, 40b que definen una cavidad o cámara anular inflable con aire 45 (puede observarse mejor en la figura 6) que se extiende alrededor de la zona de tratamiento 32. En esta realización, la pared lateral 40 es la que proporciona a la estructura expansible 22 la mayor parte de su resistencia para que pueda permanecer en posición vertical cuando se infla y está en uso. La pared lateral 40 puede ser de cualquier material adecuado que sea flexible, relativamente ligero para minimizar la tensión en la estructura 22 cuando se infla, pero lo suficientemente resistente para soportar la presión interna debido al inflado, para evitar un daño debido a perforación o rasgado, pero también para resistir la exposición a la luz UV. Se prevé que un material adecuado será un material textil flexible tratado impermeable tal como se usa en la fabricación de castillos hinchables y rampas de evacuación de aeronaves. Como ejemplo, un material adecuado puede ser nailon recubierto con poli(cloruro de vinilo) (PVC) o poliuretano (PU), que tiene un peso en la región de 600 gsm o más. Sin embargo, el experto sabrá que otros materiales también son adecuados.

Debe mencionarse en este punto que las figuras 4, 5 y 6 no están a escala y, por tanto, la altura relativa de la estructura 22 en comparación con su diámetro no es necesariamente fiel a la realidad. Sin embargo, se prevé que una altura realista para la estructura será de entre 40 m y 60 m, el diámetro puede ser de entre 2 m y 4 m, mientras que el grosor de pared puede estar en la región de 15 cm y 40 cm. Puede usarse cualquier fuente adecuada de aire comprimido (u otro gas) para inflar la estructura expansible 22, aunque un compresor o soplador motorizado se considera particularmente adecuado. Se prevé que el inflado de la estructura expansible hasta una presión de aproximadamente 3 psi (libras por pulgada cuadrada) proporcionará suficiente resistencia estructural, aunque este valor de presión se proporciona únicamente a modo de ejemplo.

También se prevé que la altura de la estructura puede ser mucho mayor de 60 m de modo que pueden tratarse las palas de turbinas eólicas más altas que tienen longitudes de pala de más de 80 m. En tales circunstancias, serán posibles estructuras expansibles con alturas de más de 100 m ya que podrán apoyarse en uno o más cables contravientos que darán soporte a la estructura en una pluralidad de puntos a lo largo de la longitud de la estructura. Una opción adicional o alternativa será levantar la base de la estructura en una plataforma móvil, por ejemplo, en una plataforma de elevación hidráulica, hasta un punto en el que está posicionada justo por debajo de la punta de la pala que va a tratarse.

Tal como puede observarse, la zona de tratamiento 32 se extiende a lo largo de la longitud de la estructura expansible 22 y está dimensionada para albergar la sección transversal de una pala de turbina eólica 14, tal como se muestra de manera particularmente clara en la figura 6. A medida que la estructura 22 se extiende alrededor de, o rodea, la pala 14, proporciona un entorno protector para la aplicación de un tratamiento de superficie por medio de medios de tratamiento 52 que están integrados en la estructura 22. Por tanto, la estructura 22 funciona como una funda, jaula o carcasa que envuelve la pala a medida que se expande hacia arriba.

En un sentido amplio, los medios de tratamiento 52 pueden ser cualquier disposición que aplica un tratamiento a la superficie de la pala 14. Por ejemplo, los medios de tratamiento 52 pueden incluir agitadores de tipo cepillo que están configurados para rascar la superficie de la pala 14 para eliminar depósitos acumulados, o también pueden incluir boquillas de aire para secar una superficie húmeda, por ejemplo, si se ha tratado previamente con pintura o algún otro acabado de superficie. Sin embargo, en esta realización, los medios de tratamiento 52 están configurados para pulverizar un fluido de tratamiento sobre la superficie de la pala 14. Para limpiar la pala, el fluido de tratamiento puede ser un agente de limpieza formulado para descomponer y eliminar depósitos de suciedad. Sin embargo, el fluido también puede realizar otras funciones, tales como deshielo, pintado, relleno de grietas, curado, acabado de superficie, aplicación de laca y así sucesivamente.

En la realización ilustrada, los medios de tratamiento 52 se implementan mediante una pluralidad de boquillas de pulverización 54 (sólo algunas de las cuales están marcadas, por brevedad) dispuestas en una separación radial alrededor de la pala 14 para dirigir una pulverización de fluido radialmente hacia dentro hacia el centro de la zona de tratamiento 32 donde está ubicada la pala 14. Tal como se ha mencionado, la estructura expansible 22 puede ser particularmente útil para limpiar la pala 14, en cuyo caso el fluido de limpieza usado en la pala es libre de caer hacia abajo bajo la influencia de la gravedad para acumulares en la base 44 de la estructura 22, que actúa así como colector. En algunas realizaciones, se prevé que el fluido acumulado en la base 44 puede extraerse, filtrarse y luego usarse de nuevo.

Se proporciona un sistema de suministro de fluido 60 para suministrar fluido a las boquillas 54. Preferiblemente, el fluido se proporcionará a una presión adecuada de modo que el fluido que sale de las boquillas 54 se dispersa de manera eficaz de modo que golpea la superficie de pala 20 de una manera razonablemente uniforme. En la realización ilustrada, el sistema de suministro de fluido 60 comprende una pluralidad de tubos de transporte de fluido 62 que están incorporados en la pared lateral 40 de la estructura inflable. Aunque en principio cualquier número de tubos es posible, en este caso hay ocho tubos de suministro de fluido 62 que están distribuidos alrededor de la pared lateral 40 con una separación angular sustancialmente igual.

Los tubos de suministro de fluido 62 están orientados para extenderse longitudinalmente a lo largo de la estructura expansible 22 de modo que son paralelos a su eje mayor “L”. Aunque esto no es esencial, se prevé actualmente que esta configuración será la más simple en cuanto a fabricación. Sin embargo, en principio los tubos de suministro de fluido 62 pueden estar dispuestos de modo que se extienden formando un ángulo con respecto al eje mayor L de la estructura 22, por ejemplo, para definir una trayectoria helicoidal que en efecto “envuelve” la estructura 22.

Cada uno de los tubos de suministro de fluido 62 porta varias de las boquillas 54, y cada una de esas boquillas 54 en el grupo está alineada verticalmente sobre una superficie radialmente interna de un tubo 62 respectivo y apunta en una dirección hacia el centro de la zona de tratamiento 32. Se prevé que las boquillas 54 serán solidarias a los tubos de suministro de fluido 62 y, por tanto, estarán fabricadas del mismo material flexible. Asimismo, se prevé que los tubos de suministro de fluido 62 serán del mismo material que la pared lateral 40, de modo que la pared lateral 40, los tubos de suministro de fluido 62 y las boquillas 54 pueden fabricarse del mismo material textil flexible e inflarse como un único artículo.

El diámetro de los tubos de suministro de fluido 62 en la realización ilustrada es ligeramente mayor que el grosor de la pared lateral 40 de la estructura 22 dentro de la cual están integrados y, como tal, porciones de los tubos de suministro de fluido 62 sobresalen un poco desde las superficies interna y externa 40a, 40b de la pared lateral, como una nervadura. Dimensionar los tubos de suministro de fluido 62 de esta manera provoca en efecto que la cámara anular 45 de la pared lateral 40 se divida en una pluralidad de secciones inflables 66, cada una de las cuales está intercalada entre un par de tubos de suministro 62. En algunas realizaciones, la estructura 22 está configurada de modo que cada una de las secciones inflables 66 está en aislamiento, es decir, no están en comunicación de fluido unas con otras. Como tal, cada sección inflable 66 debe inflarse independientemente. Una ventaja de esto es que la presión de aire dentro de cada sección inflable 66 puede controlarse individualmente, lo que puede permitir controlar la rigidez de la pared lateral 40 controlando la presión de inflado de las secciones inflables 66. Sin embargo, en otras realizaciones, pueden proporcionarse pasos de aire (no mostrados) entre las secciones inflables 66 de modo que cada sección 66 está unida y por tanto se infla a la misma velocidad ya la misma presión.

En uso, los medios de bombeo de fluido 28 bombean fluido en los tubos de suministro de fluido 62 de modo que se llenan con fluido. Como resultado, se expulsa fluido desde los extremos externos de las boquillas 54 en una pulverización fina hacia la pala 14. Debe apreciarse que las boquillas 54 pueden estar configuradas de manera adecuada para variar la forma de pulverización de las boquillas 54. Por ejemplo, puede proporcionarse un pequeño orificio de salida para dar como resultado una pulverización más fina y, a la inversa, puede proporcionarse un orificio más grande para dar como resultado una forma de pulverización más concentrada y direccional.

En una variación de la realización actual, se prevé que los tubos de suministro de fluido 62 puedan estar configurados para ser más estrechos que los mostrados en las figuras 4-6. Esto reduciría el volumen de fluido requerido para llenar los tubos de suministro de fluido 62, lo que significa que se necesitaría menos fluido para llenar los tubos y activar las boquillas de pulverización, y lo cual reduciría el peso del fluido en los tubos, en uso. De manera beneficiosa, esto puede dar como resultado menos tensión en la estructura inflable. En la figura 7 se muestra una manera en la que puede implementarse esto. En esta realización, se indicará que el diámetro de los tubos de suministro de fluido individuales 62 es menor que el grosor de la pared lateral 44 de modo que no cruzan la anchura de la cámara anular 45. Esto significa que la cámara anular 45 es un único volumen en lugar de estar definido por secciones inflables independientes 66 como en la realización anterior.

Como una alternativa para ensamblar los tubos de suministro de fluido 62 que forman una parte integral del material textil de la estructura expansible, se prevé que en una realización alternativa pueda suministrarse fluido a las boquillas 54 a través de una red de tubos flexibles (no mostrada), estando configurado cada tubo flexible para suministrar a una única boquilla o un grupo de boquillas. Se apreciará además que en esta realización el diámetro de los tubos de suministro de fluido 62 es significativamente menor que el grosor de la pared lateral 40 lo que significa que la cámara anular 45 es un único volumen que puede considerarse como una única sección inflable que se extiende radialmente alrededor de la zona de tratamiento 32 en lugar de una pluralidad de secciones inflables 66 como en la realización anterior.

Con respecto a las realizaciones específicas descritas anteriormente, el experto en la técnica entenderá que pueden modificarse de tal manera que no se apartará del concepto inventivo, tal como se define por las reivindicaciones. Ya se han descrito algunas variantes en las realizaciones específicas, pero a continuación se explicarán algunas opciones adicionales.

En las realizaciones ilustradas, el sistema de suministro de fluido 60 incluye una pluralidad de tubos que se extienden longitudinalmente 62 que se llenan con fluido, en uso, para activar las boquillas de pulverización 54. Mientras que los tubos de suministro de fluido 62 transportan el fluido a las boquillas 54, la pared lateral 40 porta el peso de la estructura 22 por medio de su cámara anular 45 que se infla a una presión adecuada. Sin embargo, se prevén otras realizaciones que no implican el inflado de la pared lateral de esta manera, y la figura 8 ilustra un ejemplo de esto.

En la realización de la figura 8, en la que los mismos números de referencia se usan para referirse a partes iguales o similares que en las realizaciones anteriores, la estructura inflable 22 incluye una pared lateral cilíndrica de extremos abiertos 40 que define una zona de tratamiento central 32, y una pluralidad de boquillas de pulverización 54 que están asociadas con un sistema de suministro de fluido 60 en forma de una pluralidad de tubos de transporte de fluido 62 que se extienden longitudinalmente a lo largo de la pared lateral 40.

En este caso el sistema de suministro de fluido 60 incluye cuatro tubos de suministro de fluido 62, que están ubicados en posiciones mutuamente ortogonales alrededor de la pared lateral 40, es decir, en las posiciones de las tres, las seis, las nueve y las doce en punto cuando se miran desde arriba. Sin embargo, la resistencia de la estructura 22 se proporciona por una pluralidad de elementos inflables con aire 70 que, en esta realización, son también en forma de tubos, muy similares a los tubos de suministro de fluido 62. Por tanto, se apreciará que los elementos inflables con aire 70 son equivalentes a las secciones inflables 66 tal como se describen con referencia a la realización anterior.

Por tanto, en esta realización la cámara anular 45 definida por la pared lateral 40 de la estructura 22 puede no estar necesariamente inflada, y como tal las porciones de pared lateral interna y externa 40a, 40b pueden fabricarse de un material con un peso más ligero, incluso un material textil de tipo malla, que puede reducir el peso total de la estructura. En un caso de este tipo, la pared lateral 40 actuaría simplemente para retener los tubos 62 y los elementos 70 en posiciones relativas fijadas. Un beneficio de esta disposición es que si la pared lateral 40 está formada de un material relativamente abierto tal como una malla o red, esto puede reducir la fuerza que actúa sobre la estructura 22 debido al viento que fluye a través y más allá de la estructura 22.

Queda la opción de inflar la cámara anular 45, proporcionando de ese modo una resistencia adicional a la estructura 22, lo que puede ser útil en condiciones con mucho viento, y puede proporcionar un apoyo a los elementos inflables con aire 70 en el caso de que uno o más de los elementos 70 se desinfle accidentalmente. De manera útil en esta realización, se retiene la pared lateral 40 y proporciona una zona de tratamiento sustancialmente cerrada 32 que proporciona alguna protección para la pala 14, pero también significa que el fluido pulverizado desde las boquillas 54 puede recuperarse desde la base 44 y hacerse recircular.

Un desarrollo de la realización de figura 8 se muestra esquemáticamente en la figura 9. En esta realización, los elementos inflables con aire 70 están conectados mediante una serie de anillos de arnés 72, que son circulares en esta realización, pero pueden tener diferentes formas, que mantienen los elementos inflables con aire 70 en posiciones relativas fijas. Por tanto, se apreciará que la pared lateral de tipo cortina 40 de la realización anterior se omite en esta realización y, como tal, los elementos inflables con aire 70 se asemejan a una estructura de tipo cerca o estructura espacial. Aunque no se muestran en este caso, los anillos de arnés 72 pueden soportar un sistema de suministro de fluido y las boquillas asociadas de una manera similar a las realizaciones anteriores, por ejemplo, como tubos de suministro de fluido que se extienden longitudinalmente que tienen boquillas de pulverización adjuntas, o como una red de tubos flexibles.

En todas las realizaciones anteriores, la estructura expansible 22 está ubicada en el suelo y se expande hacia arriba hacia y alrededor de la pala 14 recibiendo de ese modo la pala 14 dentro de la zona de tratamiento 32. Sin embargo, se prevén otras realizaciones a las que se les aplica el mismo principio, aunque la estructura expansible 22 cuelga hacia abajo, desde la raíz de una pala hasta su punta. Una realización de este tipo se muestra en la figura 10, aunque debe apreciarse que esta es una vista esquemática para demostrar el principio en lugar de un diagrama de trabajo completamente realizado.

En esta realización, la estructura expansible 22 está ubicada en un alojamiento anular 100 que está ubicado en una unión entre el buje 12 de la turbina eólica y la raíz 16 de la pala 14. Tal como puede observarse, el alojamiento puede abrirse mediante puertas 102 que permiten que la estructura expansible se expanda hacia abajo, tal como se indica mediante las flechas “A” de modo que cubre una longitud significativa de la pala. Aunque el inflado de la estructura expansible 22 es una opción, en la que el equipo de inflado puede alojarse dentro del buje 12 de la turbina eólica, también es una opción que la estructura expansible 22 pueda expandirse hacia abajo por su propio peso, simplemente bajo la influencia de la gravedad. En un caso de este tipo, puede proporcionarse un lastre adecuado (no mostrado) en el extremo radialmente externo de la estructura expansible para ayudarla a expandirse hasta su longitud completa.

Claims (15)

1. REIVINDICACIONES

   i. Aparato (2) configurado para tratar una superficie exterior de una pala de turbina eólica de un turbina eólica de eje horizontal que incluye una góndola montada encima de una torre, comprendiendo dicho aparato (2) una estructura expansible (22) que puede desplegarse desde un estado plegado hasta un estado expandido en el que la estructura (22) define una zona de tratamiento alargada (32) en la que puede recibirse una pala de turbina eólica en uso, incluyendo además el aparato medios de tratamiento (52) dispuestos para aplicar un tratamiento en la zona de tratamiento (32), en el que la estructura expansible (22) comprende una estructura inflable, estando configurado dicho aparato (2) para aplicar un tratamiento de superficie a la superficie de dicha pala de turbina eólica usando la estructura expansible (22), mientras que dicha pala de turbina eólica está montada en dicha turbina eólica y en una orientación vertical de la misma, en el que dicha estructura inflable forma el elemento de soporte de carga primario de la estructura expansible y en el que los medios de tratamiento de superficie (52) incluyen una pluralidad de cabezales de tratamiento (54) dispuestos a lo largo de la estructura expansible (22) para aplicar un tratamiento de superficie radialmente hacia dentro en la zona de tratamiento (32).
2. 2. El aparato (2) según la reivindicación 1, en el que la estructura inflable comprende una o más secciones inflables separadas alrededor de la periferia de la zona de tratamiento (32).
3. 3. El aparato según la reivindicación 2, en el que la una o más secciones inflables están dispuestas radialmente alrededor de la periferia de la zona de tratamiento (32).
4. 4. El aparato (2) según las reivindicaciones 1 a 3, en el que los medios de tratamiento de superficie (52) incluyen una pluralidad de cabezales de tratamiento (54) dispuestos a lo largo de la estructura expansible (22) para aplicar un tratamiento de superficie radialmente hacia dentro en la zona de tratamiento (32).
5. 5. El aparato (2) según la reivindicación 4, en el que los medios de tratamiento de superficie (52) están dispuestos para pulverizar un fluido en la zona de tratamiento (32).
6. 6. El aparato (2) según la reivindicación 5, en el que la pluralidad de cabezales de tratamiento (54) están ^{acoplados a un sistema de suministro de fluido (}60^{); preferiblemente en el que el sistema de suministro de} fluido (60) incluye uno o más tubos de transporte de fluido (62) incorporados dentro de la estructura expansible (22).
7. 7. El aparato (2) según la reivindicación 6, en el que al menos uno del uno o más tubos de transporte de fluido (62) se extiende en una dirección a lo largo de la longitud de la estructura expansible (22).
8. 8. El aparato (2) según las reivindicaciones 6 a 7, en el que una pluralidad de tubos de transporte de fluido (62) están separados radialmente alrededor de la zona de tratamiento (32) en un estado desplegado de la estructura expansible (22).
9. 9. El aparato (2) según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, que incluye una base (44) a partir de la cual se expande la estructura expansible (22), preferiblemente, en el que la base (44) define un colector a partir del cual puede recuperarse medio de tratamiento.
10. 10. Un método para tratar una pala de turbina eólica (14) que incluye:

    posicionar una pala de turbina eólica (14) en una orientación sustancialmente vertical;

    proporcionar un aparato según cualquier reivindicación anterior y ubicar la estructura expansible (22) de dicho aparato adyacente a la pala de turbina eólica (14) en el que la estructura expansible (22) comprende una estructura inflable;

    desplegar la estructura expansible (22) alrededor de la pala de turbina eólica (14) de modo que la estructura expansible (22) define una zona de tratamiento alargada (32) que recibe al menos parte de la pala de turbina eólica (14) en el que desplegar la estructura expansible (22) incluye inflar la estructura inflable; y aplicar un tratamiento de superficie a la superficie exterior de la pala de turbina eólica (14) usando la estructura expansible (22).
11. 11. El método según la reivindicación 10, en el que la estructura expansible (22) se posiciona bajo la pala de turbina eólica (14) de modo que la estructura expansible (22) se expande hacia arriba desde debajo de una punta (16) de la pala de turbina eólica (14) hacia el extremo de raíz (18) de la pala de turbina eólica (14).
12. 12. El método según la reivindicación 11, en el que la estructura expansible (22) se incorpora en un alojamiento (100) adyacente al extremo de raíz (18) de la pala de turbina eólica (14), y en el que la estructura expansible (22) se expande desde el extremo de raíz (18) de la pala de turbina eólica hacia un extremo de punta (16) de la pala de turbina eólica (14).
13. 13. El método según las reivindicaciones 10 a 12, en el que aplicar un tratamiento de superficie a la pala de turbina eólica (14) incluye pulverizar la superficie de la pala de turbina eólica (14) con un fluido de tratamiento de superficie, incluyendo dicho método preferiblemente calentar un fluido de tratamiento de superficie.
14. 14. El método según la reivindicación 13, que incluye hacer recircular el fluido de tratamiento de superficie que se ha pulverizado sobre la superficie de la pala de turbina eólica (14).
15. 15. El método según la reivindicación 14, que incluye extraer fluido de tratamiento de superficie usado de un colector de la estructura expansible (22).