ES2951204T3 - Aparato y método de elevación de elemento de turbina eólica - Google Patents

Abstract

Yugo de elevación (10) configurado para soportar una carga (1) mientras está suspendido de un cable de soporte (16); el yugo (10) comprende un marco (15) que se extiende alrededor de un eje de soporte (17); dicho yugo (10) comprende además una disposición de ajuste de orientación que comprende al menos dos propulsores (20) asociados con un sistema de control de orientación (51); siendo dichos propulsores (20) controlables para ajustar y/o estabilizar la orientación angular de dicho yugo (10) en un plano horizontal; caracterizado porque dicha carga (10) es un elemento de una turbina eólica; en el que dicho yugo incluye al menos dos brazos de dirección (30), cada uno de los cuales se extiende en direcciones mutuamente opuestas alejándose de dicho eje de cojinete (16) y más allá de dicho marco de yugo (15); y en el que cada uno de dichos al menos dos propulsores (20) está dispuesto en un respectivo brazo de dirección (30) de dicho yugo (10); en el que cada uno de dichos brazos de dirección (30) tiene una interfaz de yugo en un extremo proximal (43) del mismo, y en el que dicho propulsor (20) está dispuesto en dicho brazo (30) hacia un extremo distal (44) del mismo. También se describe un método para levantar una carga por medio del yugo, o un método para orientar un yugo para que se levante una carga. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN

Aparato y método de elevación de elemento de turbina eólica

Esta invención se refiere a un aparato y método de elevación para un elemento de una turbina eólica. En particular, la invención se refiere a elevar un elemento de turbina eólica de manera segura cuando se construye o se desensambla o se le proporciona mantenimiento a una turbina eólica, y a métodos y aparatos para hacer lo mismo.

Una turbina eólica de eje horizontal comprende normalmente una góndola en la parte superior de una torre y un rotor de palas unido a la góndola. Más específicamente, el rotor comprende normalmente un conjunto de palas conectadas radialmente a un buje. El buje está montado en un árbol de accionamiento que puede rotar alojado en la góndola. El árbol de accionamiento forma parte de un tren de accionamiento que incluye un generador y que puede incluir una caja de engranajes. El árbol de accionamiento y otros elementos de tren de accionamiento generalmente se alojan en la góndola. Uno o más transformadores y/o sistemas de gestión de potencia también pueden alojarse en la góndola. El árbol de accionamiento puede estar acoplado directamente a un generador, o acoplado indirectamente, por ejemplo a través de una caja de engranajes. El generador está normalmente asociado con componentes de gestión de potencia que incluyen un transformador y sistemas de inversor y/o convertidor. El rotor rota a medida que el viento aplica fuerza de elevación a las palas. Esto rota el árbol de accionamiento, que a su vez acciona el generador. El generador envía energía eléctrica a los sistemas de gestión de potencia que incluyen transformadores y equipos de conmutador. La potencia eléctrica puede suministrarse entonces a la red eléctrica u otra red de distribución de potencia.

Cuando se construye una turbina eólica, es una práctica habitual construir en primer lugar una torre, habitualmente a partir de uno o más segmentos, fijada sobre una cimentación o pieza de transición u otra base. A continuación, puede colocarse una góndola en la parte superior de la torre. La góndola puede colocarse en posición sobre la torre en un estado parcial o totalmente preensamblado. Es decir, la góndola puede comprender algunos o todos los elementos del tren de accionamiento y/o de gestión de potencia cuando se monta sobre la torre. En algunos casos, también puede preinstalarse un buje en una góndola, antes de la instalación de la góndola sobre la torre. En los casos en los que la góndola se instala cuando está parcialmente preensamblada, posteriormente pueden elevarse uno o más elementos a su posición en la góndola instalada. Esto puede incluir el tren de accionamiento o elementos del mismo, y/o un sistema de gestión de potencia o elementos del mismo. Si se requiere, un buje puede estar unido al árbol de accionamiento de una góndola instalada. En algunos casos, un buje puede estar unido a la góndola en forma de un rotor completo. A menudo, las palas están unidas una por una a un buje instalado, en la parte superior de una torre.

Cuando se eleva un elemento de turbina eólica a su posición durante la construcción, especialmente cuando se usa una grúa o equipo de elevación similar, puede ser necesario que la orientación del elemento que está elevándose se mantenga bajo un control cuidadoso para garantizar su posicionamiento correcto en relación con su punto de unión. Puede surgir la misma necesidad de controlar la orientación de un elemento de turbina eólica durante las operaciones de desmontaje o mantenimiento, en las que puede requerirse llevar un yugo de elevación a una orientación requerida en relación con un elemento de turbina eólica en una turbina eólica, para conectar el yugo con el elemento de turbina eólica. Los elementos de turbina eólica son normalmente muy pesados y pueden ser voluminosos. Maniobrar tales objetos, normalmente suspendidos de una grúa, puede ser difícil. El viento ambiental puede dificultar adicionalmente la tarea de orientar o alinear un componente de turbina eólica suspendido. El creciente tamaño de las turbinas eólicas y sus elementos constituyentes hace que la orientación de los elementos suspendidos sea cada vez más difícil.

Según la práctica tradicional al elevar grandes cargas, pueden estar conectados cables de maniobra a la propia carga o a un yugo de soporte de carga. Los cables de maniobra pueden estar controlados por operarios, habitualmente a nivel del suelo. Esto puede tener implicaciones de seguridad para los operarios, especialmente cuando las cargas aumentan y cuando las fuerzas sobre las cargas se hacen más grandes. También se ha sugerido conectar cables de maniobra a sistemas de cabrestante más o menos automatizados dispuestos total o parcialmente en una grúa. Se proporcionan ejemplos de sistemas de cabrestante de cable de maniobra en grúas en los documentos US2012/0328408 o WO2008/061797 o WO2015/165463. Según este último de estas menciones, el control de la posición y rotación de la carga suspendida se realiza mediante actuadores de cabrestante de cable de maniobra a partir de señales de al menos una unidad de medición con transmisor de señales ubicado en la carga y que mide ángulos o cambios en los ángulos a lo largo del tiempo que se transmiten a y se procesan en una unidad central de monitorización y control que realiza el control de rotación y posición de la carga mediante la transmisión múltiple de señales de control compensatorias a los actuadores relevantes para los cables de maniobra y el cable principal de grúa, a partir de múltiples señales de carga que se procesan en la unidad central de monitorización y control. Estos sistemas, a menudo, requieren modificaciones en grúas, con los requisitos de certificación correspondientes. Por lo tanto, estos sistemas implican un gasto de capital significativo, gastos de instalación y, en algunos casos, requieren que se adapten individualmente, dependiendo del tipo de grúa, la capacidad de carga o el diseño. La certificación de sistemas de cables de maniobra en una grúa puede llevar mucho tiempo. En el documento DE2356504, se ha propuesto evitar la necesidad de cables de maniobra cuando se conecta un armazón de yugo de elevación a un contenedor de carga, ajustando ventiladores controlables al yugo. En el documento DE102012010019, se sugiere conectar aletas ajustables direccionalmente a un yugo de elevación para una pala de turbina eólica, combinándose las aletas ajustables direccionalmente con ventiladores ajustables direccionalmente, ventiladores que también pueden deslizarse hacia delante y hacia atrás a lo largo de una dirección longitudinal del yugo. El uso previamente sugerido de ventiladores en un yugo de elevación suspendido no proporciona buena capacidad de control de la orientación angular de una carga voluminosa y pesada en cuanto a ajustabilidad, precisión o estabilidad.

El documento JPH10305989A da a conocer un yugo de orientación controlable, de tipo viga horizontal que puede suspenderse de un cable de grúa y equipado con ventiladores de empuje variable que generan un empuje horizontal para controlar la orientación del yugo alrededor de un eje vertical; teniendo el yugo una carga suspendida y en el que, en un lado del yugo, está unido un equipo para el control de ventilador; el equipo de control junto con la viga de yugo está alojado en un conjunto de cubierta con forma de sección transversal de aleta generalmente plana. Este yugo también comprende dos juntas ajustables telescópicas que pueden ajustar la distancia entre los ventiladores, de tal manera que las juntas pueden tener una configuración plegada y una configuración extendida.

El documento JP2016210607A da a conocer proporcionar un dispositivo de control de situación y un método de control de situación para una carga suspendida, que están habilitados para ajustar una fuerza giratoria para actuar sobre un yugo de tipo viga de suspensión finamente, mediante el uso de un generador de empuje para generar un flujo de chorro, dispositivo de control de situación que comprende: un yugo de tipo viga de suspensión; grupos propulsores para producir un flujo de chorro; y plataformas giratorias para hacer que los ángulos de los grupos propulsores para el yugo de suspensión sean variables en un plano horizontal para soportar de ese modo los grupos propulsores en la parte de extremo del yugo de suspensión; las direcciones de los grupos propulsores se cambian en un plano horizontal de modo que se ajusta la fuerza de giro que va a aplicarse al yugo de suspensión para controlar la situación de una carga suspendida. El documento EP2886503A1 se refiere a un yugo de tipo viga para elevar objetos pesados con al menos dos brazos de horquilla o con un brazo de horquilla y al menos una correa de elevación para recibir los objetos, con al menos un dispositivo de mantenimiento de vacío que está dispuesto en puntos de soporte de los objetos; en una realización, el yugo de tipo viga comprende un elemento de control y una unidad de control configurados para cambiar la orientación de manera que pueda contrarrestarse la oscilación del yugo y, de ese modo, de la carga suspendida; el elemento de control puede comprender un rotor o propulsor.

Sumario de la invención

Se propone proporcionar un aparato para orientar cargas suspendidas durante operaciones de elevación. Por consiguiente, la invención propone un yugo de elevación como se define en la reivindicación 1 adjunta. Otras características opcionales del mismo se definen en las reivindicaciones 2 a 7 adjuntas. También se propone proporcionar un método de elevación y posicionamiento para una carga suspendida. Tal método se define en la reivindicación 8 adjunta. Todavía se propone además proporcionar un método de elevación y posicionamiento para un yugo de elevación suspendido. Tal método se define en la reivindicación 9 adjunta. Otras características opcionales de dichos métodos se definen en las respectivas reivindicaciones dependientes 10 a 13. La invención y diversos aspectos opcionales de la misma se describirán en particular con referencia a los dibujos, en los que aspectos opcionales de la invención se ilustran a modo de ejemplo no limitativo.

La figura 1 muestra una vista simplificada y tridimensional de una carga, en forma de una pala de turbina eólica, suspendida en un yugo de tipo pinza que incluye aspectos opcionales de la invención;

la figura 2 muestra una vista ortogonal de un yugo de elevación de tipo pinza según aspectos opcionales de la invención;

las figuras 3a-c muestran vistas en planta, traseras y desde un extremo esquemáticas, no a escala, simplificadas respectivas de un yugo de elevación de tipo pinza que muestra aspectos opcionales de la invención;

la figura 4 muestra un diagrama esquemático simplificado de un yugo de elevación que incluye elementos de control y actuadores según aspectos opcionales de la invención;

la figura 5 muestra un diagrama de vista en planta esquemática de un yugo de elevación que incluye brazos de direccionamiento telescópicos según aspectos de la invención;

las figuras 6a-b muestran detalles adicionales de un brazo de direccionamiento telescópico según aspectos opcionales particulares de la invención;

la figura 7 muestra un propulsor articulado según un aspecto opcional de la invención;

la figura 8 muestra un diagrama de vista en planta esquemática que representa un yugo de elevación que incluye brazos propulsores según aspectos opcionales adicionales de la invención;

la figura 8a muestra un diagrama de vista en planta que representa un yugo de elevación cuyos brazos de direccionamiento se retiran según aspectos opcionales adicionales de la invención; la figura 8b muestra diagramas de vista en planta que representan brazos de direccionamiento retirables, según aspectos opcionales adicionales de la invención;

la figura 9 muestra una vista simplificada de una realización alternativa de un brazo de direccionamiento que incluye algunas características combinadas de la invención;

las figuras 10a y 10b muestran vistas en planta esquemáticas que representan brazos de direccionamiento plegables en un yugo de elevación según y que incluyen algunos aspectos opcionales adicionales de la invención;

la figura 11 muestra una vista en planta esquemática todavía alternativa de una variante de un yugo de elevación que tiene brazos de direccionamiento plegables y telescópicos combinados;

la figura 12 muestra una vista simplificada de un sitio de construcción o mantenimiento en una turbina eólica en el campo;

la figura 13 muestra un aspecto opcional adicional de la invención, funcionando en un modo de amortiguación del viento.

Descripción detallada

Según la invención, un yugo de elevación 10, configurado para soportar un elemento de turbina eólica mientras está suspendido de un cable de apoyo 16, comprende brazos de direccionamiento 30 que se extienden en sentidos mutuamente opuestos, radialmente alejándose de un eje de apoyo 17 del yugo 10, y más allá del armazón de yugo 15, en el que se proporciona un propulsor controlable 20 en al menos dos brazos de direccionamiento respectivos 30 hacia un extremo distal 44 de los mismos. Usando los propulsores 20, espaciados en los brazos de direccionamiento 30, la orientación angular alrededor de un eje de apoyo 17 (de incluso una carga pesada y grande 1 en el yugo 10) puede ajustarse con un alto grado de controlabilidad, estabilidad y precisión. La provisión de propulsores 20 en los brazos de direccionamiento 30 en un yugo de elevación 10 magnifica el efecto de giro o estabilización en un yugo 10 o una carga 1, de una cantidad dada de empuje producido por un propulsor 20. También aumenta la controlabilidad de la orientación angular de la carga 1 o del yugo 10. Los propulsores 20 pueden ajustarse para que funcionen entre un intervalo más amplio de niveles de salida de empuje de lo que sería posible sin el uso de los brazos de direccionamiento 30. Por ejemplo, un bajo nivel de empuje, aplicado a los propulsores 20, puede permitir un ajuste angular pequeño de la carga suspendida 1, o puede permitir estabilizar la carga 1 en una brisa ligera. La posibilidad de ajustar la orientación de una carga usando bajos niveles de empuje también puede permitir que los propulsores 20 funcionen durante más tiempo usando una fuente de alimentación dada 56 tal como, por ejemplo, una batería.

Un brazo de direccionamiento 30 puede estar unido a un armazón de yugo 15 en una interfaz de brazo de direccionamiento a yugo 29. Un brazo de direccionamiento 30, cuando está en su configuración desplegada en un yugo de elevación 10, se extiende en un plano horizontal alejándose del eje de apoyo 17 en más del 60 % de la distancia horizontal desde el cable de apoyo hasta el perímetro de armazón de yugo, cuando se mide en una línea horizontal entre el propulsor 20 del brazo de direccionamiento relevante y el eje de apoyo 17. En particular, cuando se mide desde un punto medio de un propulsor 20 hasta el eje de apoyo 17.

Preferiblemente, el yugo 10 está configurado para soportar la carga 1 en una relación fija con el yugo 10. Por lo tanto, cuando una carga 1 está soportada en dicho yugo 10, un cambio en la orientación del yugo 10 corresponde a un cambio en la orientación de la carga 1. El eje de apoyo 17 puede ser, en particular, un eje vertical. El eje de apoyo 17 puede coincidir con un cable de apoyo 16 de una grúa 3, de la que está suspendido el yugo 10. El yugo 10 puede estar conectado por una cubierta (véase, por ejemplo, la figura 1) u otra interfaz de elevación tal como un sistema de tipo polea, suspendido de un cable de apoyo 16.

El transporte, la manipulación, la construcción, el mantenimiento y otras operaciones de manipulación de componentes de turbina eólica tienen lugar normalmente en el campo. Tales operaciones requieren maquinaria tal como un yugo de elevación 10 para realizar las operaciones relevantes. Es necesario transportar la maquinaria a la ubicación de manipulación relevante de un elemento de turbina eólica en el campo, lo que puede implicar transporte a una distancia considerable y a ubicaciones remotas, posiblemente inaccesibles. El transporte de maquinaria de manipulación voluminosa puede ser un factor en el coste operativo creciente de la construcción, el transporte o el mantenimiento, etc. Por lo tanto, en un aspecto adicional de la invención, un brazo de direccionamiento 30 está configurado de tal manera que puede moverse entre una configuración plegada y una configuración desplegada, extendida en relación con el yugo 10. La configuración plegada del brazo de direccionamiento 30 puede corresponder a una configuración de transporte o envío del yugo 10, mientras que la configuración desplegada o extendida del brazo de direccionamiento 30 puede corresponder a una configuración de funcionamiento del yugo 10, para elevación. En particular, antes de una operación de elevación usando el yugo 10, el brazo de direccionamiento 30 puede extenderse desde su configuración plegada. Esto aumentará la compacidad del yugo de elevación 10, cuando no está en una configuración de funcionamiento. Preferiblemente, al menos dos brazos de direccionamiento 30 en un yugo 10 pueden ser plegables. Preferiblemente, los brazos de direccionamiento 30 en lados o extremos mutuamente opuestos de un yugo 10 pueden ser plegables. Preferiblemente, todos los brazos de direccionamiento 30 en un yugo 10 pueden ser plegables. Cuando está en una configuración plegada, la longitud de un brazo de direccionamiento 30 que se extiende más allá del armazón del yugo cuando está en una configuración desplegada del mismo, puede reducirse en un tercio o más. Preferiblemente, dicha longitud puede reducirse en la mitad o más. Todavía preferiblemente, dicha longitud puede reducirse en dos tercios o más. Opcionalmente, un brazo de direccionamiento 30 puede plegarse en una posición plegada contra el armazón de yugo 15. Opcionalmente, un brazo de direccionamiento 30 puede plegarse en una posición plegada que se extiende al menos parcialmente dentro de un perímetro del armazón de yugo 15. Un brazo de direccionamiento 30 puede comprender una o más articulaciones 35 para permitir una extensión de plegado o una acción de plegado del mismo. Un brazo de direccionamiento 30 es plegable en una posición retraída telescópicamente en el yugo 10. Opcionalmente, un brazo de direccionamiento 30 puede plegarse en una posición retraída telescópicamente, al menos parcialmente dentro de un perímetro del armazón de yugo 15. Un brazo de direccionamiento 30 comprende de ese modo elementos telescópicos (véanse, por ejemplo, las figuras 5, 6a, 6b, 7, 9, 10a, 10b u 11) para permitir la retracción telescópica del mismo a una posición o extensión plegada del mismo a una posición desplegada. Preferiblemente, el armazón de yugo 15 puede comprender una o más disposiciones de soporte de estiba 77 configuradas para retener un brazo de direccionamiento 30 en una configuración plegada del mismo. Opcionalmente, una interfaz entre el armazón de yugo 15 y un brazo de direccionamiento 30 puede estar configurada para permitir que el brazo de direccionamiento 30 se fije de manera segura a, y se retire rápidamente de, el armazón de yugo 15. Una disposición de soporte de estiba 77 en el armazón de yugo 15 puede estar configurada para estibar uno o más brazos de direccionamiento 30 retirados en el armazón de yugo 15. Preferiblemente, dicha disposición de soporte de estiba 77 puede estar configurada para estibar uno o más brazos de direccionamiento 30 retirados dentro de un perímetro del armazón de yugo 15.

En aspectos opcionales, un brazo de direccionamiento 30 puede ser retráctil en una configuración plegada por medio de una o más articulaciones 35 en el brazo 30. En particular, un brazo de direccionamiento 30 puede ser móvil entre una configuración plegada y una configuración desplegada por medio de una o más articulaciones 35 en el brazo 30. Una articulación 35 puede colocarse ventajosamente hacia un extremo proximal 43 de un brazo de direccionamiento 30. Preferiblemente, una articulación 35 puede proporcionarse adicionalmente entre un extremo proximal 43 y un extremo distal 44 de un brazo de direccionamiento 30. Adicionalmente, un brazo de direccionamiento 30 es retráctil en dicha configuración plegada por medio de una disposición telescópica a lo largo del brazo 30. En particular, un brazo de direccionamiento 30 es móvil entre una configuración plegada y una configuración desplegada por medio de una disposición telescópica en el brazo 30. Ventajosamente, puede disponerse un alojamiento de brazo telescópico hacia un extremo proximal 43 de un brazo de direccionamiento 30. Alternativa o adicionalmente, un brazo de direccionamiento 30 puede ser retráctil en una configuración plegada por medio de una interfaz de brazo de direccionamiento a yugo liberable 29 en el extremo proximal 43 del brazo 30. En particular, un brazo de direccionamiento 30 puede ser móvil entre una configuración plegada y una configuración desplegada por medio de una interfaz de yugo liberable 29 en el extremo proximal 43 del brazo 30. Se ilustra un brazo retráctil telescópicamente 30 a modo de ejemplo en las figuras 6a y 6b. Se ilustran variantes adicionales de un brazo de direccionamiento retráctil 30 a modo de ejemplo en las figuras 5, 7 y 9 u otras. En realizaciones, un brazo de direccionamiento 30 puede ser tanto plegable por articulaciones 35 como retráctil telescópicamente y también retirable opcionalmente de un armazón de yugo 15. Tales disposiciones se ilustran de diversas formas a modo de ejemplo en las figuras 10a, 10b o la figura 11. En la figura 9, se muestra un ejemplo de un brazo de direccionamiento 30 que tiene tanto elementos telescópicos como también un elemento de conexión de yugo liberable 31 en su extremo proximal 43. Preferiblemente, al menos un brazo de direccionamiento 30 puede incluir un terminal de conexión o enchufe 38, 39 para la conexión eléctrica entre dicho propulsor 20 fijado sobre el mismo y dicho yugo 10. Esta característica puede ser especialmente ventajosa en relación con un brazo de direccionamiento 30 que está configurado para fijarse de manera retirable a un yugo 10. Preferiblemente, una conexión eléctrica 37 puede conectar elementos eléctricos en un yugo 10, tal como una unidad de control de propulsor 54 y/o una fuente de alimentación 56, con un propulsor 20 en un brazo de direccionamiento 30.

En aspectos opcionales, puede proporcionarse una articulación 35 entre un propulsor 20 y un brazo de direccionamiento 30. De ese modo, el propulsor 20 puede ser plegable contra el brazo de direccionamiento 30 para compacidad. Esta característica puede combinarse con la característica de un brazo plegable 30. Preferiblemente, un brazo de direccionamiento 30 puede comprender una articulación entre sí mismo y un propulsor 20. Preferiblemente, puede proporcionarse una articulación adicional en un brazo de direccionamiento, por ejemplo, hacia un extremo proximal 43 del mismo o entre un extremo proximal 43 y un extremo distal 44 del mismo.

Opcionalmente, los propulsores 20 pueden estar dispuestos equidistantes del eje de apoyo 17 del yugo de elevación 10. Esta disposición puede proporcionar un equilibrio mejorado en la fuerza de empuje generada a partir de propulsores opuestos 20, garantizando una tendencia reducida de la carga 1 o el yugo 10 a la oscilación o el balanceo como resultado del accionamiento de un par de propulsores. Además, una disposición 30 de este tipo puede garantizar que los propulsores 20 en los brazos de direccionamiento 30 opuestos en lados opuestos de un eje de apoyo 17 pueden tener igual potencia. Por lo tanto, en un aspecto opcional adicional de la invención, los propulsores 20 en lados opuestos de un eje de apoyo pueden tener una potencia nominal de salida de empuje igual. En particular, los propulsores 20 pueden estar dispuestos en pares de propulsores 20 de igual potencia en lados opuestos de un eje de apoyo 17 y equidistantes del mismo. Más particularmente, los propulsores 20 pueden estar dispuestos simétricamente alrededor de dicho eje de apoyo 17, y pueden tener potencias nominales de salida de empuje iguales. Una ventaja adicional de dotar a todos los propulsores de potencias nominales iguales surge de la estandarización y modularidad de los elementos de yugo. Además, las salidas de accionamiento desde una disposición de control a los propulsores pueden configurarse todas de ese modo con las mismas potencias nominales de salida y características de control.

Cada propulsor 20 es direccionalmente reversible, capaz de proporcionar empuje en sentidos mutuamente opuestos (véanse las flechas A, B en la figura 12 o en la figura 2).

Preferiblemente, la orientación angular del yugo 10 y, de ese modo, de una carga 1 soportada en dicho yugo 10, alrededor de dicho eje de apoyo 17, en un plano horizontal, es controlable por una unidad de control remoto 57, en particular por un operario. Véase, por ejemplo, la unidad de control remoto 57 ilustrada a modo de ejemplo en la figura 4. Esto puede denominarse operación manual y puede ser útil, por ejemplo, cuando un operario sentado en una turbina eólica 2 instalada busca mantener una orientación requerida de un elemento de turbina eólica suspendido, mientras está acoplándose en una ubicación particular en la turbina eólica. Alternativamente, durante una operación de desmontaje de un elemento de turbina eólica, la orientación del elemento en un plano horizontal puede mantenerse durante la desconexión. Véase, por ejemplo, la figura 12. Si las condiciones son ventosas, un modo de operación de este tipo puede evitar daños durante el acto de desconectar un elemento. Esto también puede ser útil si hay un espacio limitado para maniobrar el elemento retirado. Todavía preferiblemente, o adicionalmente, una disposición de ajuste de orientación en un yugo 10 puede comprender un sistema de control de orientación 51 en dicho yugo, en comunicación con dichos propulsores 20. Un dispositivo de control remoto 57 puede funcionar conjuntamente con un receptor 53 en dicho sistema de control 51. Por lo tanto, puede proporcionarse un transmisor 52 en una unidad de control remoto 57. Dicho sistema de control de orientación 51 puede ser en particular un sistema de control de orientación 51 automático. El sistema de control 51 puede estar montado en el yugo 10. El sistema de control 51 puede incluir preferiblemente un sensor de orientación 55 y una unidad de control de propulsor 54. Preferiblemente, la unidad de control de orientación 51 puede estar asociada con una fuente de alimentación eléctrica 56. Una fuente de alimentación 56 puede montarse en el yugo 10, especialmente durante el funcionamiento del yugo de elevación. Preferiblemente, dicha unidad de control 51 puede incluir una fuente de alimentación 56.

La invención también se refiere a un método de elevación y posicionamiento de una carga 1, usando un yugo 10 según la invención y que incluye las etapas de llevar la carga 1 a una ubicación requerida, siendo preferiblemente una ubicación de conexión en una turbina eólica 2, mientras se mantiene la carga 1 en una orientación predefinida a en relación con la ubicación de conexión. Esto se logra usando los propulsores 20 en los brazos de direccionamiento 30. Preferiblemente, el ángulo de orientación de la carga a en relación con la ubicación de conexión se controla usando un sistema de control de orientación 51 proporcionado en el yugo 10. Opcionalmente, el método puede llevarse a cabo usando una unidad de control remoto 57 en comunicación con dicho sistema de control 51. Opcionalmente, el método puede llevarse a cabo automáticamente usando un sensor de orientación 55 asociado con dicho sistema de control 51. Preferiblemente, el método puede incluir fijar la carga 1 a la turbina eólica 2 en la ubicación de conexión requerida. Opcionalmente, el método puede llevarse a cabo automáticamente usando dicho sensor de orientación 55 y posteriormente de manera manual usando una unidad de control remoto 57. Opcionalmente, las etapas finales de llevar dicha carga 1 a dicha ubicación de conexión, para la conexión entre las dos, puede llevarse a cabo usando dicha unidad de control remoto 57. A modo de ejemplo, una ubicación de conexión para, por ejemplo, una góndola puede incluir una plataforma de guiñada superior de torre. Una ubicación de conexión para, por ejemplo, una pala de turbina eólica puede incluir un anillo de regulación de paso en un buje 7. El método de la invención puede implementarse en particular durante la construcción de una turbina eólica. El método de la invención puede implementarse, por ejemplo, durante el mantenimiento de una turbina eólica 2 o elementos de la misma. El método puede incluir preferiblemente extender un brazo de direccionamiento 30 de un yugo 10 desde una configuración plegada hasta una configuración extendida del mismo, en particular antes de elevar dicha carga 1.

Además, la invención también se refiere a un método de elevación y posicionamiento del yugo de elevación 10 en una carga 1 que va a elevarse. Un método de este tipo puede ser útil en particular en una fase de llevar un yugo de elevación 10 a un elemento de turbina eólica en una turbina eólica 2, para agarrar o soportar el elemento antes del desmontaje, por ejemplo, para el mantenimiento del elemento. El método puede incluir preferiblemente extender un brazo de direccionamiento 30 de un yugo 10 desde una configuración plegada hasta una configuración extendida del mismo, en particular antes de elevar dicho yugo 10.

En aspectos opcionales, el método puede incluir proporcionar un sistema de control de orientación 51 en dicho yugo de elevación 10 en comunicación con dichos propulsores 20 y ajustar automáticamente la orientación horizontal y angular del yugo 10. Para este fin, el sistema de control de orientación 51 puede incluir en particular un sensor de orientación 55. El método incluye preferiblemente: definir, en dicho sistema de control de orientación 51, una orientación angular requerida a y detectar, por medio de uno o más de dichos sensores 55 en dicho sistema de control de orientación 51, una desviación angular en una dirección A, B dada con respecto a dicha orientación angular requerida a y accionar automáticamente un propulsor 20 por medio de dicho sistema de control 51 para proporcionar una fuerza direccional que actúa sobre dicho yugo 10, y/o sobre una carga 1 soportada en dicho yugo 10, fuerza que actúa en una dirección opuesta a dicha desviación angular detectada. Una desviación angular detectada por el sensor 55 puede ser una desviación absoluta con respecto a dicha orientación angular requerida a, o puede ser una aceleración en una dirección alejada de dicha orientación angular requerida a .

En aspectos opcionales, el método puede incluir además ajustar la orientación angular del yugo 10, y/o de una carga 1 soportada en el yugo 10, en un plano horizontal alrededor de un eje de apoyo 17, usando control remoto de la disposición de ajuste de orientación, por ejemplo, usando una unidad de control remoto 57 que se hace funcionar por un operario.

Pueden apreciarse características generales y específicas adicionales con referencia particular a los dibujos. Por ejemplo, la figura 12 muestra un ejemplo de un sitio de turbina eólica que puede ser un sitio de instalación de turbina eólica o un sitio de mantenimiento de turbina eólica. Por ejemplo, mientras se conecta o vuelve a conectarse una carga 1 en forma de una pala de turbina eólica a una ubicación de conexión tal como un buje 7 en una turbina eólica 2, por medio de una grúa 3 y un yugo 10, puede ser necesario, por un lado, mantener la carga 1 bajo control, quizás en condiciones ventosas, y, por otro lado, garantizar que la carga 1 esté situada exactamente en la orientación correcta a para su conexión a la turbina eólica 2. Con el viento ambiental W puede haber una tendencia a que la carga 1 se empuje fuera de su orientación prevista a. Esto puede suponer un riesgo de que la carga 1 pueda colisionar con una parte de la turbina eólica 2 o la grúa u otro equipo durante la elevación. También puede suponer un riesgo de daño a la carga 1 o a la ubicación de conexión en una turbina eólica 2, si la carga 1 está fuera de orientación durante una fase de conexión. En la figura 12, un movimiento basculante del yugo 10, o la carga 1, alrededor de su cable de apoyo 16, o eje de apoyo 17, se indica mediante el indicador de dirección A y su dirección opuesta B. Puede ser que, durante una elevación, sea necesaria una primera orientación a para evitar colisiones con otros elementos, por ejemplo, mientras la carga 1 está en camino hacia arriba o hacia abajo, mientras que durante una fase de conexión entre la carga 1 y una turbina eólica 2, sea necesaria una segunda orientación posiblemente diferente a. En cualquier caso, puede ser necesario garantizar que la carga 1 se mantenga bajo control, con respecto a su orientación angular horizontal durante una fase de conexión/desconexión y/o durante una operación de elevación/bajada. Además, en una operación en la que un yugo 10 se lleva a un elemento de turbina eólica en una turbina eólica 2, puede ser necesario controlar la orientación angular a del yugo 10 durante un movimiento de aproximación del yugo a la carga 1, fijada a una turbina eólica 2, y durante una acción de acoplamiento del yugo 10 a la carga 1. Si, por ejemplo, el viento W empuja la carga 1 fuera de su orientación horizontal prevista en una dirección A , entonces existe la necesidad de aplicar una fuerza a la carga 1 para empujarla en la dirección B, hacia su orientación prevista a . Para esto, puede inducirse al yugo 10 a que bascule alrededor de un eje vertical, en particular un eje de apoyo 17, preferiblemente coincidente con un cable de apoyo 16 de la grúa. Para esto, la invención proporciona un yugo 10 con brazos de direccionamiento 30 que comprenden propulsores 20, un ejemplo del cual se ilustra en las figuras 1 y 2. Si un viento ambiental W tiende de manera desigual a empujar contra una carga 1, es decir, si un viento W tiende a empujar más contra un extremo de una carga suspendida 1 que el otro, entonces la carga 1 puede tender a bascular alejándose de su orientación angular momentánea.

Una carga 1 en forma de una pala de turbina eólica puede estar soportada en un yugo 10 por cualquier medio adecuado, tal como mediante una pinza 12 que comprende elementos de pinza en brazos de pinza. Los brazos de pinza pueden estar asociados con un actuador 112 configurado para abrir y cerrar la pinza 12 entre una posición de soporte de una carga 1 y una posición de liberación. Además, pueden preverse además otros elementos de soporte, 0 como alternativas, tales como eslingas, superficies de fricción o rebajes conformados o cualquier mecanismo de tipo abrazadera. El yugo 10 mostrado en las figuras 1 y 2 tienen una construcción a partir de dos elementos de armazón de extremo en forma de “C” separados y paralelos, cuyas aberturas están orientadas en la misma dirección. Los dos armazones de extremo en forma de “C” están unidos en una dirección longitudinal del yugo 10 por un conjunto de vigas generalmente paralelas. En el ejemplo mostrado, hay cuatro vigas longitudinales generalmente paralelas que definen una forma generalmente rectangular del armazón de yugo 15 cuando se observa desde arriba, desde abajo o desde la parte trasera. Una vista del yugo 10 desde la parte delantera es una vista al interior de la abertura longitudinal del yugo, aunque el armazón 15 del yugo 10 también parecería generalmente rectangular cuando se observa directamente desde la parte delantera. En las puntas de cada uno de los armazones de extremo en forma de “C”, pueden proporcionarse amortiguadores de choque para evitar daños a una carga 1, tal como una pala de turbina eólica u otro elemento longitudinal, mientras se coloca en el yugo 10. Los amortiguadores de choque mostrados en las figuras 1 y 2 están en forma de rodillos. En los ejemplos de las figuras 1 y 2, el yugo 10 puede suspenderse de un cable de apoyo 16 de una grúa 3 usando cualquier medio adecuado, tal como una cubierta, mostrada en la figura 1, que conecta el cable de apoyo 16 a cada esquina del yugo 10. Pueden preverse otras interfaces entre un yugo 10 y un cable de apoyo 16, tal como una conexión directa desde el cable de apoyo 16 hasta un elemento de armazón de un yugo 10 o una conexión de tipo polea. Una conexión o interfaz entre un cable de apoyo 16 y el yugo 10 puede permitir, en particular, un movimiento basculante del yugo 10 alrededor del cable de apoyo 16 y, de ese modo, alrededor del eje del cable de apoyo 17. El yugo 10 está configurado para recibir una carga 1. El yugo 10 está configurado para soportar una carga 1. En particular, el yugo 10 está configurado para suspenderse de un cable de apoyo 16. Más particularmente, el yugo 10 está configurado para suspenderse de un cable de apoyo 16 y para soportar una carga 1 durante una elevación de la misma. El yugo 10 también está configurado para suspenderse de un cable de apoyo 16 y para recibir una carga 1, por ejemplo, para acoplarse con una carga 1, tal como un elemento de turbina eólica conectado a una turbina eólica 2.

Como se ha mencionado, el yugo 10 incluye un armazón 15, sobre el que pueden soportarse diversos elementos auxiliares. Por ejemplo, el yugo 10 ilustrado en las figuras 1 y 2 comprende un armazón 15 que soporta una pinza de tipo abrazadera 12 y una interfaz para un cable de apoyo 16. El armazón de yugo 15 también puede soportar los amortiguadores de choque mencionados anteriormente. El armazón de yugo 15 también proporciona una interfaz para los brazos de direccionamiento 30. Un brazo de direccionamiento 30 puede comprender preferiblemente un propulsor 20, dispuesto hacia un extremo distal 44 del mismo. Preferiblemente, cada brazo de direccionamiento 30 puede comprender un propulsor 20. Puede proporcionarse un propulsor 20 en forma de un ventilador tal como una hélice o turbina. Opcionalmente, un propulsor 20 puede comprender un motor de cohete. Opcionalmente, cada propulsor 20 puede comprender un grupo de elementos de empuje, como se ilustra, por ejemplo, más claramente en la figura 9.

Los brazos de direccionamiento 30 se extienden longitudinalmente y sobresalen en una dirección alejada del eje de apoyo 17. Los brazos de direccionamiento 30 sobresalen más allá del armazón de yugo 15, en una dirección alejada del eje de apoyo 17. Opcionalmente, los brazos de direccionamiento 30 pueden extenderse en una dirección radialmente alejada del eje de apoyo 17. Opcionalmente, los brazos de direccionamiento 30 pueden extenderse simétricamente alejándose de un plano que biseca el yugo 10 perpendicular a su eje longitudinal 119. Opcionalmente, los brazos de direccionamiento 30 pueden extenderse simétrica y radialmente alejándose de dicho eje de apoyo 17. Preferiblemente, los brazos de direccionamiento 30 pueden estar dispuestos en un yugo 10 en pares opuestos, alrededor del eje de apoyo 17 o alrededor de un plano 18 coincidente con el eje de apoyo 17. Preferiblemente, cada uno de los brazos de direccionamiento 30 opuestos de un par comprende el mismo número de propulsores 20. Preferiblemente, los propulsores 20 dispuestos en brazos de direccionamiento 30 opuestos de un par están dispuestos cada uno correspondientemente equidistantes del eje de apoyo 17 o de un plano 18 coincidente con el eje de apoyo y que pasa perpendicular al eje principal 119 del yugo 10. Esto puede corresponder a una disposición de tipo imagen especular de los propulsores 20 en los brazos de direccionamiento 30.

Los brazos de direccionamiento 30 están conectados en un extremo proximal 43 de los mismos al armazón 15 del yugo 10. El tipo de conexión entre los brazos de direccionamiento 30 y el armazón de yugo 15 puede ser de cualquier tipo adecuado. Preferiblemente, cada uno de los brazos de direccionamiento 30 puede estar conectado al armazón de yugo 15 en una interfaz de brazo de direccionamiento a yugo 29. Esta interfaz 29 puede ser fija o separable. Una interfaz separable 29 puede permitir la retirada de un brazo de direccionamiento 30 del armazón de yugo 15. A modo de ejemplo, ilustrado en la figura 8, una interfaz de yugo separable 29 puede comprender una conexión de yugo 31 en un brazo de direccionamiento 30 y una conexión de brazo de direccionamiento 32 en el yugo 10. Una conexión de brazo de direccionamiento 32 puede incluir un soporte o enchufe en el armazón 15. Del mismo modo, una conexión de yugo 31 puede incluir un soporte o enchufe en el brazo de direccionamiento 30. Puede insertarse un árbol de conexión en un enchufe de conexión para fijar de manera segura un brazo de direccionamiento 30 al armazón de yugo 15. Pueden preverse disposiciones alternativas, tales como disposiciones fijas de una interfaz 29 entre un brazo de direccionamiento 30 y un armazón de yugo 15, tal como mediante soldadura.

Las figuras 3a-c ilustran esquemáticamente un posible diseño de un yugo 10 según aspectos opcionales de la invención. Se muestran los brazos de direccionamiento 30, extendiéndose en direcciones opuestas alejándose de un eje de apoyo 17. Para la estabilidad, cada brazo de direccionamiento 30 puede comprender más de una riostra 33, 34. Por ejemplo, un brazo de direccionamiento 30 puede comprender una primera riostra 33 y una segunda riostra 34. Las riostras primera y segunda 33, 34 de un brazo de direccionamiento 30 pueden estar separadas en un extremo proximal 43 de un brazo de direccionamiento, mientras convergen y se unen entre sí hacia un extremo distal 44 del mismo. En la figura 9 se muestran detalles de un ejemplo de un brazo de direccionamiento 30 que comprende riostras primera y segunda 33, 34 que están unidas hacia un extremo distal 44 del mismo. Cada riostra 33, 34 comprende un conector de yugo 31 para la conexión a un conector de brazo de direccionamiento 32 en una interfaz 29 en un armazón de yugo 15. Cada propulsor 20 puede configurarse de manera seleccionable para proporcionar empuje en una dirección hacia delante y en una dirección inversa, como se indica por las flechas en los diagramas de las figuras 3a y 3c. En aspectos opcionales, un sistema de control 51 en conexión con una unidad de control de propulsor 54 puede estar configurada para garantizar que la acción de empuje en un yugo 10 se proporcione por dos o más propulsores que actúan juntos, al unísono. Por ejemplo, los propulsores 20 en los brazos de direccionamiento 30 que se extienden de manera opuesta pueden responder a una señal de accionamiento de empuje de tal manera que actúen juntos para proporcionar un momento de rotación alrededor del eje de apoyo 17 del yugo. En otras palabras, propulsores opuestos correspondientes pueden aplicar cada uno un empuje en direcciones opuestas, equivalentes a una única dirección de rotación A o B alrededor del eje de apoyo 17. El yugo 10 y cualquier carga 1 (no mostrada en la figura 2 o 3) soportada en el mismo tenderán a rotar 20 alrededor del eje de apoyo 17 como resultado de la acción de empuje de los propulsores 20.

En realizaciones, la dirección de empuje de un propulsor 20 puede fijarse en relación con una carga 1 o un yugo 10. En otros aspectos opcionales, la orientación de un propulsor puede dirigirse en relación con una carga 1 o un yugo 10.

Un propulsor 20 puede comprender, por ejemplo, un par de unidades de propulsor orientadas en dirección opuesta. De ese modo, un brazo de direccionamiento 30 puede someterse a una acción de empuje en una primera dirección desde una primera unidad de propulsor de un propulsor 20, y el mismo brazo de direccionamiento 30 también puede someterse de manera seleccionable a una acción de empuje en una segunda dirección, por ejemplo opuesta, desde una segunda unidad de propulsor de un mismo propulsor 20.

Como ya se mencionó, para garantizar que la carga 1 se lleve a su orientación prevista a, los propulsores 20 pueden accionarse para que funcionen en direcciones opuestas, tendiendo ambos de ese modo a girar la carga 1 en el sentido horario A o en el sentido antihorario B hasta que el eje principal de la carga 19 esté alineado con una orientación angular horizontal prevista a. En algunos casos, una carga 51 puede, mediante esta acción, devolverse a la orientación correcta a, aunque mientras permanece fuera de su alineación prevista. Una carga 1 que está en una orientación correcta a pero que al mismo tiempo se encuentra desplazada de su alineación prevista, puede tener más particularmente su eje principal 19 paralelo a y desplazado con respecto al eje previsto I (véase la figura 13) que tiene una orientación a Esto puede ocurrir, por ejemplo, cuando un viento ambiental W forma un viento cruzado en relación con el eje principal 19 de la carga 1 (o en relación con el eje principal 119 del yugo 10). Si los propulsores 20 en los extremos opuestos de un yugo 10 actúan en oposición entre sí, entonces la carga 1 puede asentarse en la orientación correcta a, pero empujada fuera de su eje previsto l, es decir, fuera de alineación con su eje previsto I, por ejemplo, paralelo a su eje de orientación previsto l. De manera similar, en otros casos, el efecto de un viento cruzado W que actúa sobre una carga 1 puede ser empujar la carga 1 fuera de su eje previsto l, pero paralelo a su ángulo de orientación previsto a. Cuando el yugo suspendido 10 y/o la carga 1 que porta se empuja fuera de su línea de alineación I prevista, esto puede, si está provocado por un viento cruzado W, coincidir con el cable de apoyo 16 y, de ese modo, el eje de apoyo 17 está desalineado con la dirección vertical. Una acción de empuje de los propulsores 20 en una dirección común D hacia el eje de alineación previsto I puede restablecer el cable de apoyo 16 para que se encuentre en una dirección vertical. Por lo tanto, puede hacerse funcionar un yugo 10 para llevar el yugo 10 o y/la carga 1 a la alineación prevista I, mediante el control adicional de los propulsores 20 para que apliquen una componente de empuje lateral al yugo 10, es decir, una componente de empuje en una dirección lateral al eje principal de yugo 119.

En tal caso, los propulsores 20 pueden hacerse funcionar para proporcionar empuje en una misma dirección D, para llevar la carga 1 a su alineación prevista. En particular, un propulsor 20 o un conjunto de propulsores 20 en un brazo de direccionamiento 30 puede aplicar empuje en una dirección A mientras que otro propulsor 20 o un conjunto de propulsores 20 en un brazo de direccionamiento 30 opuesto puede aplicar un empuje en una misma dirección, pero rotacionalmente opuesta B, tendiendo de ese modo a mover la carga 1 en un movimiento de traslación D hacia su eje de alineación previsto l. Una acción de traslación por los propulsores 20 puede ser adicional a una acción de los propulsores 20 que tiende a corregir una desviación angular. Opcionalmente, una carga 1 o yugo 10 ya alineado en una orientación prevista a puede controlarse para aplicar solo un movimiento de traslación D, para mover el yugo 10 o la carga 1 a una posición en la que el eje de carga 19 se encuentra a lo largo del eje de alineación previsto l. Preferiblemente, esta posición también coincide con el cable de apoyo 16 que es vertical. En aspectos opcionales de la invención, un dispositivo de control 51 en el yugo puede incluir un sensor capaz de detectar una desviación del eje de apoyo 17 del yugo con respecto a la dirección vertical. Tal sensor puede ser un detector de inclinación, conocido como tal en la técnica. Por lo tanto, en aspectos opcionales, el empuje aplicado por los propulsores 20 puede adaptarse para generar un movimiento lateral de la carga 1 y/o el yugo 10 en una dirección transversal, o normal a su eje principal longitudinal 19, 119. En algunos casos, el empuje aplicado por los propulsores 20 en los brazos de direccionamiento 30 orientados de manera opuesta puede ser en una misma dirección y de una magnitud diferente. Tal señal de control a los propulsores 20 tendería, por ejemplo, a contrarrestar un viento cruzado W con una tendencia a tanto empujar la carga 1 lateralmente lejos de su alineación prevista I como lejos de su orientación angular prevista a.

El diagrama de la figura 4 muestra elementos de control de un yugo 10 según aspectos opcionales de la invención. Un yugo 10 puede comprender un sistema de control de orientación 51 asociado operativamente con los propulsores 20 en los brazos de direccionamiento 30. El sistema de control 51 puede comprender una unidad de control de propulsor 54. La unidad de control de propulsor 54 puede emitir señales a los propulsores 20, señales que están calibradas para generar una cantidad de empuje necesaria para corregir una desviación angular de la carga 1 y/o del yugo 10 con respecto a una orientación angular prevista a. La línea de referencia a través del yugo 10 para medir su propia orientación puede ser un eje principal 119 de un yugo 10 o una línea paralela al mismo. El sistema de control 51 puede comprender una fuente de alimentación 56. En aspectos opcionales, los propulsores 20 pueden alimentarse de energía desde la misma fuente de alimentación 56 que el sistema de control 51. Alternativamente, los propulsores 20 pueden alimentarse de energía desde una fuente de alimentación separada de la fuente de alimentación 56 del sistema de control. En realizaciones, puede montarse una fuente de alimentación de propulsor en el yugo 10. Preferiblemente, puede montarse un sistema de control de orientación 51 en el yugo 10. Opcionalmente, puede montarse un sistema de control de orientación 51 directamente en la carga 1. Preferiblemente, un sistema de control de orientación 51 incluía un sensor de orientación 55. El sensor de orientación 55 puede ser un sensor de tipo giroscopio o un sensor magnético u otro, tal como un sensor de orientación microelectrónico y puede basarse en g Ps o efecto Hall u otro efecto para detectar la orientación absoluta o cambios momentáneos en la orientación. Por ejemplo, un dispositivo de giroscopio, cuando el yugo 10 se hace rotar alrededor de un eje vertical, puede emitir una señal proporcional a la aceleración rotacional del yugo 10. De manera similar, un sensor 55 accionado por cambios en su orientación con respecto al campo magnético terrestre puede emitir una señal indicativa de su orientación. Un procesador en la unidad de control de propulsor 54, conectado al sensor 55, puede determinar una señal de salida de propulsor que va a aplicarse, en respuesta a una señal del sensor 55 que representa un movimiento u orientación detectado lejos de una orientación predefinida. Por ejemplo, puede implementarse un algoritmo de control proporcional-integral-diferencial (PID) en la unidad de control de propulsor, que genera una señal de accionamiento de propulsor que contrarresta la desviación con respecto a una orientación predefinida o requerida o por defecto del yugo 10. Una orientación requerida del yugo 10 puede predefinirse en el sistema de control 51 usando una consola de entrada de datos 58 que, en el ejemplo mostrado en la figura 4, puede ser un dispositivo de control inalámbrico 57. Posteriormente, durante una elevación de una carga 1 o del yugo 10, o durante una operación para acoplar el yugo 10 en un componente que va a recibirse en el mismo, el sistema de control 51 puede funcionaren un modo automático, en el que los propulsores 20 se accionan automáticamente en compensación de las desviaciones de orientación del yugo 10, detectadas por un sensor 55. En un aspecto opcional adicional, la orientación angular de la carga 1 o el yugo 10 puede ajustarse usando un dispositivo controlado de manera remota 57. Esto puede adoptar la forma de un ligero ajuste al ángulo de orientación requerido, predefinido. Por ejemplo, a medida que un elemento, que forma una carga 1, se aproxima a una ubicación de conexión, su orientación angular predefinida, en la que se mantiene automáticamente, puede resultar estar ligeramente fuera de la orientación requerida. En tal circunstancia, un operario puede añadir o restar un pequeño ángulo, por ejemplo, un grado o más, de la orientación angular predefinida a por medio de un ajuste final durante una fase de conexión. Para esto, un operario puede introducir instrucciones correspondientes usando una pantalla o teclas en una interfaz de usuario 59 de un dispositivo de control remoto 57. Un transmisor/receptor 52 en el dispositivo remoto 57 puede transmitir la instrucción relevante a través de un receptor/transmisor 53 en el sistema de control 51. La observación visual de la carga 1 y/o el yugo 10 por un operario puede informar de la necesidad de hacer ajustes. Alternativamente, más de una orientación predefinida a i, a²,... puede introducirse y almacenarse como configuraciones previas en el sistema de control 51 o en la consola de operario 58. Estas pueden entonces aplicarse selectivamente por un operario en diferentes fases durante una operación de elevación del yugo 10. Por lo tanto, por ejemplo, cuando se requiere mantener una primera orientación a i durante las fases iniciales de una operación de elevación, pueden darse instrucciones al sistema de control 51 de que mantenga el yugo 10 orientado de manera acorde. En una fase posterior de la misma operación, puede ser apropiada una orientación diferente, momento en el cual pueden darse instrucciones al sistema de control 51 de que aplique y siga un segundo ángulo de orientación diferente a2. Opcionalmente, el sistema de control 1 puede incluir un sensor de inclinación 61. Una señal del sensor de inclinación 61, que tiende a indicar una inclinación del yugo 10 lejos de la horizontal, indicaría una desviación del eje de apoyo 17 lejos de la vertical. Esto puede ser indicativo de que la carga 1 y/o el yugo 10 se empuja por un viento cruzado W lejos de su alineación prevista I. Una señal de control desde la unidad de control de propulsor 54 a los propulsores 20 puede compensar de ese modo una desalineación con respecto a una orientación angular predeterminada a así como una desviación con respecto a una alineación prevista l.

La figura 5 muestra un brazo de direccionamiento plegable 30 en forma de un brazo telescópico en un alojamiento telescópico. El alojamiento telescópico puede estar unido al armazón de yugo 15 en una interfaz de brazo de direccionamiento a yugo 29 que en esta realización puede ser una interfaz fija 29. El brazo de direccionamiento 30 puede plegarse a una posición telescópicamente retraída como se muestra en la figura 6a. Durante una fase de configuración del yugo 10, para su uso, el brazo de direccionamiento telescópico 30 puede extenderse como se muestra en la figura 6b. Para algunas operaciones, el brazo de direccionamiento 30 puede hacerse funcionar en una configuración parcialmente extendida como se muestra en la figura 6b. En aspectos opcionales, y para compacidad adicional durante el transporte o cuando no está en uso de otro modo, un propulsor 20 en un brazo de direccionamiento 30 puede estar conectado de manera articulada al brazo de direccionamiento 30 a través de una articulación de propulsor 25, como se muestra en la figura 7. En un aspecto opcional adicional, un propulsor 20 puede estar dotado de un carenado radial protector 21. En particular, un propulsor de tipo hélice 20 o un propulsor de tipo turbina 20 puede estar dotado de un carenado radial protector 21.

En aspectos opcionales, un brazo de direccionamiento plegable 30 puede retraerse por medio de una interfaz separable 29 entre el yugo 10 y el brazo de direccionamiento 30 en el extremo proximal 43 del brazo de direccionamiento 30. Una disposición de este tipo se ilustra en la figura 8 o la figura 9. Después de una operación de elevación, o antes de una operación de transporte o para el almacenamiento del yugo 10, el brazo de direccionamiento 30 puede desconectarse del armazón de yugo 11 y colocarse, por ejemplo, en una posición de estiba en un soporte de estiba 77 en el yugo 10. El brazo de direccionamiento 30 puede comprender una conexión de yugo 31 conectable a una conexión de brazo de direccionamiento 31 en el yugo 10. La energía eléctrica a los propulsores 20 puede suministrarse a través de un cable eléctrico 37 en el brazo de direccionamiento 30. El cable puede conectarse a una fuente de alimentación 56 en el yugo 10 a través de un terminal de conexión 38 en el cable eléctrico 37 y un enchufe 39 en el yugo 10, o viceversa. Los cables eléctricos 37 pueden ser cables de alimentación entre una fuente de alimentación 56 en el yugo 10 y los propulsores 20 en un brazo de direccionamiento 30. Los cables eléctricos 37 pueden incluir cables de comunicación entre un sistema de control 51 en un yugo 10 y un propulsor 20. Alternativamente, un propulsor 20 y un sistema de control de orientación 51 que están en comunicación, pueden estar en comunicación inalámbrica. En algunas realizaciones, cada propulsor 20 puede incluir su propia fuente de alimentación. En una disposición de este tipo, un cable 37 a lo largo de un brazo de direccionamiento 30 puede ser solo un cable de comunicación.

Un ejemplo de un brazo de direccionamiento 30 que puede conectarse de manera retirable a un yugo 10 y también plegarse telescópicamente se muestra en la figura 9. En esta realización, también pueden proporcionarse articulaciones 35, para adoptar un ángulo cambiante entre una primera y una segunda riostra 33, 34 del brazo de direccionamiento. También se ilustra a modo de ejemplo un propulsor 20 que incluye cuatro unidades secundarias de propulsor dispuestas hacia un extremo distal 44 de un brazo de direccionamiento 30. En otras realizaciones, un propulsor 20 puede incluir una unidad de propulsor o dos unidades secundarias de propulsor.

Para permitir que un brazo de direccionamiento 30 se mueva entre una configuración plegada y una desplegada en un yugo 10, pueden proporcionarse una o más articulaciones 35 en un brazo de direccionamiento 30. Esto puede ser una alternativa a una disposición plegable telescópica o puede ser además de una disposición telescópica. La figura 10a muestra un brazo de direccionamiento articulado 30 en una configuración desplegada. El brazo tiene dos riostras, una primera riostra 33 y una segunda riostra 34, separadas en su conexión al armazón de yugo 15, en una interfaz 29 con el mismo, y unidas entre sí hacia un extremo distal 44 del brazo de direccionamiento 30. La segunda riostra 34 puede ser deslizable sobre una primera riostra 33, a través de una conexión deslizante 36 entre las dos. Una configuración plegada del brazo de direccionamiento se muestra en la figura 10b. En la realización mostrada en las figuras 10a y 10b, el brazo de direccionamiento está articulado y es telescópico. El propulsor 20 se muestra con una articulación de propulsor 25 para compacidad adicional cuando está en una configuración plegada.

En todavía realizaciones adicionales, una riostra 34 puede comprender múltiples elementos de enlace unidos entre sí por articulaciones. En la figura 11, puede observarse una segunda riostra 34 compuesta por un primer elemento de enlace 341 y un segundo elemento de enlace 342. Estos dos elementos de enlace 341, 342 pueden estar unidos de manera articulada entre sí por una articulación de codo 355. Un segundo elemento de enlace 342 de una segunda riostra puede unirse a una primera riostra en una articulación de muñeca 356. Un primer elemento de enlace 341 de una segunda riostra puede unirse a un armazón 15 en una articulación de hombro 357. La articulación de hombro 357 de una segunda riostra puede estar en particular separada, en el armazón 15, con respecto a una conexión articulada 35 entre el armazón 15 y una primera riostra 33 del brazo de direccionamiento 30. En la realización mostrada en la figura 11, el brazo de direccionamiento 30 puede ser plegable usando las articulaciones 35, 355, 356, 357. El brazo de direccionamiento 30 ilustrado puede ser plegable adicionalmente por una porción de brazo telescópico y un alojamiento telescópico. Todo el brazo de direccionamiento 30 puede ser adicionalmente retirable del yugo, como se ilustra en, por ejemplo, las figuras 8, 8a y 8b. Una simple acción de plegado en la dirección de la flecha 60 puede permitir que el brazo de direccionamiento 30 se mueva de su configuración desplegada a su configuración retraída. Para compacidad adicional, el propulsor puede ser plegable en el brazo de direccionamiento 30 en una articulación de propulsor 25. El brazo de direccionamiento 30 puede ser adicionalmente retráctil telescópicamente.

Una carga 1 puede comprender una góndola de turbina eólica. La góndola puede colocarse en la parte superior de una torre en una operación de elevación. La orientación angular de la góndola en un plano horizontal alrededor de un eje de apoyo 17 puede controlarse usando los brazos de direccionamiento 30 con los propulsores 20 descritos anteriormente en el presente documento. Los brazos de direccionamiento 30 se extienden longitudinalmente más allá del armazón 15 en una dirección horizontal. El eje principal 19 de la carga puede llevarse a una misma orientación que un eje principal de yugo 10. La carga 1 puede suspenderse debajo del yugo 10 elevando cables o cadenas o correas o cualquier otro medio. En una realización alternativa, la carga 1 que va a elevarse puede tener un eje principal perpendicular al eje principal 119 de un yugo de elevación 10. Opcionalmente, los brazos de direccionamiento 30 pueden extenderse en direcciones opuestas alejándose de un eje de apoyo 17 y en una dirección horizontal que es lateral con respecto al eje principal 119 del yugo de elevación. Preferiblemente, en aspectos opcionales, el yugo 10 puede configurarse de tal manera que sus brazos de direccionamiento 30 se extienden en una dirección que es paralela o está sustancialmente alineada con un eje principal 19 de una carga 1 que va a elevarse por el yugo 10.

En el presente contexto, un elemento de turbina eólica puede comprender, en particular, un rotor de turbina eólica o componente del mismo, tal como un buje o pala. Un elemento de turbina eólica puede comprender una góndola u otro elemento de la misma, tal como un enfriador o tren de accionamiento o sistema de gestión de potencia. Un elemento de turbina eólica puede comprender un componente de un tren de accionamiento tal como un árbol de accionamiento o caja de engranajes o generador. Un componente de turbina eólica también puede ser una torre o segmento de torre. Un elemento de turbina eólica puede comprender cualquier elemento de una turbina eólica. Una referencia a una turbina eólica puede incluir una turbina eólica en construcción. Para evitar dudas, el término “elevación” puede incluir el acto o la operación de bajar una carga 1, especialmente de una pala o góndola de turbina eólica. Una grúa a la que se hace referencia en el presente documento puede incluir cualquier implemento de elevación, en particular una grúa o implemento de elevación dimensionado y configurado para elevar un elemento de turbina eólica en general o un elemento de turbina eólica dado en particular. La orientación de una carga suspendida puede incluir mantener una orientación definida de la misma. La palabra “aspecto” en el presente contexto pretende entenderse como que designa características, elementos o realizaciones opcionales, no esenciales de la materia objeto de la presente divulgación.

Claims (13)

REIVINDICACIONES

1. Yugo de elevación (10) configurado para soportar una carga (1) mientras está suspendido de un cable de apoyo (16);

comprendiendo dicho yugo (10) un armazón (15) que se extiende alrededor de un eje de apoyo (17);

comprendiendo adicionalmente dicho yugo (10) una disposición de ajuste de orientación que comprende al menos dos propulsores (20) asociados con un sistema de control de orientación (51);

siendo dichos propulsores (20) controlables para ajustar y/o estabilizar la orientación angular de dicho yugo (10) en un plano horizontal;

en el que dicha carga (10) es un elemento de una turbina eólica;

en el que dicho yugo incluye al menos dos brazos de direccionamiento (30), cada uno de los cuales se extiende en sentidos mutuamente opuestos alejándose de dicho eje de apoyo (16) y más allá de dicho armazón de yugo (15);

y en el que cada uno de dichos al menos dos propulsores (20) se proporciona en un brazo de direccionamiento (30) respectivo de dicho yugo (10);

en el que cada dicho brazo de direccionamiento (30) tiene una interfaz de yugo en un extremo proximal (43) del mismo, y en el que dicho propulsor (20) está dispuesto en dicho brazo (30) hacia un extremo distal (44) del mismo, en el que cada dicho brazo de direccionamiento (30) tiene una configuración plegada y una configuración extendida en relación con dicho yugo (10), en el que cada propulsor (20) es direccionalmente reversible, capaz de proporcionar empuje en sentidos mutuamente opuestos (A, B);

y porque al menos dicho brazo de direccionamiento (30) es retráctil en dicha configuración plegada de dicho brazo de direccionamiento (30) por medio de una disposición telescópica a lo largo de dicho brazo en el que la longitud de un brazo de direccionamiento (30) que se extiende más allá del armazón de yugo (15) cuando está en una configuración desplegada del mismo, puede reducirse en un tercio o más; además en el que dicho brazo de direccionamiento (30), cuando está en su configuración desplegada en un yugo de elevación (10) se extiende en un plano horizontal alejándose del eje de apoyo (17) en más del 60 % de la distancia desde el cable de apoyo (17) hasta el perímetro de armazón de yugo.

2. Yugo de elevación (10) según la reivindicación 1, en el que al menos dicho brazo de direccionamiento (30) es retráctil en dicha configuración plegada de dicho brazo de direccionamiento (30) por medio de una articulación (35) en dicho brazo (30); y/o en el que al menos dicho brazo de direccionamiento (30) es retráctil en dicha configuración plegada de dicho brazo de direccionamiento (30) por medio de una interfaz de yugo liberable (31, 32) en dicho extremo proximal (43) de dicho brazo (30).

3. Yugo de elevación según la reivindicación 1 o según cualquier reivindicación anterior, en el que se proporciona una articulación de propulsor (25) entre dicho propulsor (20) y dicho brazo de direccionamiento (30).

4. Yugo de elevación (10) según la reivindicación 1 o según cualquier reivindicación anterior, en el que dichos propulsores (20) están dispuestos equidistantes de dicho eje de apoyo (17); preferiblemente, en el que dichos propulsores (20) están dispuestos simétricamente alrededor de dicho eje de apoyo (17).

5. Yugo de elevación (10) según la reivindicación 1 o cualquier reivindicación anterior, en el que dicha orientación angular de dicho yugo (10) alrededor de dicho eje de apoyo (17), en un plano horizontal, es controlable desde una unidad de control remoto (57), en particular por un operario.

6. Yugo de elevación (10) según la reivindicación 1 o cualquier reivindicación anterior, comprendiendo adicionalmente dicho yugo (10) un sistema de control de orientación (51) en comunicación con dichos propulsores (20); incluyendo dicho sistema de control de orientación (51) una unidad de detección de orientación (55) y una unidad de control de propulsor (54).

7. Yugo de elevación (10) según la reivindicación 6, en el que al menos dicho brazo de direccionamiento (30) incluye un terminal de conexión o enchufe (38, 39) para conexión eléctrica entre dicho propulsor (20) fijado sobre el mismo y dicho yugo (10).

8. Método de elevación y posicionamiento de una carga (1), incluyendo dicho método:

proporcionar una grúa (3) que tiene un cable de apoyo (16);

proporcionar una carga (1);

proporcionar un yugo de elevación (10) según cualquiera de las reivindicaciones 1-7, configurado para soportar dicha carga (1) y suspendido de dicho cable de apoyo (16); y

soportar dicha carga (1) en dicho yugo (10);

y elevar dicha carga (1), suspendida de dicho cable de apoyo (16); y

controlar dichos propulsores (20) para ajustar y/o estabilizar la orientación angular de dicha carga (10) alrededor de dicho eje de apoyo (17);

en el que:

dicha carga (1) es un elemento de turbina eólica; incluyendo además dicho método llevar dicha carga (1) a una ubicación requerida en una turbina eólica (2) mientras que se mantiene dicha carga en una orientación predefinida (a) en relación con dicha ubicación por medio de dicha disposición de ajuste de orientación, y preferiblemente fijar dicha carga (1) a dicha turbina eólica (2) en dicha ubicación requerida.

9. Método de elevación y posicionamiento de un yugo de elevación (10) en una carga (1) que va a elevarse, incluyendo dicho método:

proporcionar una grúa (3) que tiene un cable de apoyo (16);

proporcionar dicha carga (1);

proporcionar un yugo de elevación (10) según cualquiera de las reivindicaciones 1-7, configurado para soportar dicha carga (1) y suspendido de dicho cable de apoyo (16); y

elevar dicho yugo (10), suspendido de dicho cable de apoyo (16); y

controlar dichos propulsores (20) para ajustar y/o estabilizar la orientación angular de dicho yugo (10) alrededor de dicho eje de apoyo (17) y mantener dicho yugo (10) en una orientación predefinida (a) en relación con dicha carga (1) por medio de dicha disposición de ajuste de orientación mientras se coloca dicho yugo (10) en dicha carga (1), y preferiblemente fijar dicho yugo (10) a dicha carga (1);

en el que:

dicha carga (1) es un elemento de turbina eólica, preferiblemente en una turbina eólica (2).

10. Método según la reivindicación 8 o la reivindicación 9, incluyendo además dicho método extender un brazo de direccionamiento (30) de dicho yugo (10) desde una configuración plegada hasta una configuración extendida del mismo.

11. Método según cualquier reivindicación anterior 8 a 10, que incluye adicionalmente proporcionar un sistema de control de orientación (51) en dicho yugo de elevación (10) en comunicación con dichos propulsores (20); definir, en dicho sistema de control de orientación (51), una orientación angular requerida (a) del mismo; y detectar, por medio de uno o más sensores (55) en dicho sistema de control de orientación (51), una desviación angular en una dirección dada (A, B) con respecto a dicha orientación angular requerida (a); y accionar automáticamente un propulsor (20) por medio de dicho sistema de control (51) para proporcionar una fuerza direccional que actúa sobre dicho yugo (10) y que se opone a dicha desviación angular detectada.

12. Método según la reivindicación 11, que incluye además ajustar la orientación angular de dicho yugo (10) usando control remoto de dicha disposición de ajuste de orientación, por un operario.

13. Método según cualquier reivindicación anterior 8 a 10, que incluye adicionalmente proporcionar un sistema de control de orientación (51) en dicho yugo de elevación (10) en comunicación con dichos propulsores (20); definir, en dicho sistema de control de orientación (51), una inclinación requerida del mismo con respecto a la horizontal; y

detectar, por medio de uno o más sensores (61) en dicho sistema de control de orientación (51), una inclinación angular en una dirección dada con respecto a la horizontal; y

accionar automáticamente los propulsores (20) por medio de dicho sistema de control (51) para proporcionar una fuerza direccional que actúa sobre dicho yugo (10) y que se opone a dicha inclinación angular detectada.