PT1395752E - Dispositivos de arrefecimento para um gerador de turbina eólica. - Google Patents

Description

DESCRIÇÃO "DISPOSITIVO DE ARREFECIMENTO PARA UM GERADOR DE TURBINA EÓLICA" A presente invenção refere-se a uma instalação de energia eólica com um gerador circular e uma caixa com uma secção de caixa condutora térmica na zona do gerador circular.

No caso da conversão de energia surgem regularmente perdas regulares na forma de calor. Isto é naturalmente válido também no caso da conversão da energia cinética do vento em energia eléctrica no gerador de uma instalação de energia eólica, sendo que estas perdas também têm lugar regularmente no veio de accionamento principal da instalação de energia eólica. No veio de accionamento principal, o qual é recolhido na gôndola da instalação de energia eólica, as perdas surgem em grande medida no gerador.

Este calor perdido é até agora dissipado para o ambiente mediante a utilização de ventiladores, ou na medida em que ar frio é sugado a partir de fora, ou na medida em que o ar aquecido é circulado dentro da torre e o calor é dissipado para fora através da parede de torre. A partir do documento DD 256169, o qual é considerado como estado da técnica mais perto, é conhecida uma instalação de energia eólica com um gerador circular cujo estator é recolhido em união positiva por uma assim designada caixa de conversor (gôndola), a qual é por seu lado provida com chapas de arrefecimento. 1

No caso desta solução conhecida é, contudo, desvantajoso que oscilações mecânicas do gerador possam ser sentidas como incomodo acústico. 0 documento DE 677398 mostra uma instalação de energia eólica com um gerador circular e uma caixa de gôndola que circunda o gerador circular. A caixa de gôndola apresenta uma secção de caixa condutora térmica na zona do gerador circular. Entre o perímetro exterior do gerador circular e a secção de caixa condutora térmica é formada uma distância. 0 objectivo da presente invenção é o de eliminar tanto quanto possivel esta desvantagem. 0 objectivo é resolvido de acordo com a invenção numa instalação de energia eólica do tipo referido inicialmente, através de uma distância previamente determinada entre o perímetro exterior do gerador circular e a secção de caixa condutora térmica, sendo que a secção de caixa condutora térmica consiste num outro material que o resto da caixa de gôndola.

Através desta distância previamente determinada entre o perímetro exterior do gerador circular e a secção de caixa condutora térmica, resulta um desacoplamento mecânico do gerador e caixa de gôndola, de modo que oscilações mecânicas não podem ser transmitidas pelo gerador para a caixa e deste modo, não podem ser sentidas no ambiente. A energia térmica deve na verdade ser neste caso transferida através do ar, mas, em contra partida, energia inicialmente radiada lateralmente pelo gerador também pode ser recolhida e dissipada para fora. 2

Uma possibilidade de montagem particularmente simples resulta quando a secção de caixa condutora térmica é fixada a uma parte fixa da caixa de gôndola.

De modo a aumentar a superfície efectiva para a dissipação de calor, nervuras de arrefecimento podem estar previstas segundo a direcção axial e distribuídas sobre o perímetro exterior.

De um modo particularmente preferido, a secção condutora térmica é produzida em alumínio, visto que o alumínio apresenta de maneira vantajosa peso reduzido e uma boa condutibilidade térmica. Numa outra forma de execução preferida, a forma da secção de caixa condutora térmica é neste caso ajustada à forma da caixa de gôndola.

Numa optimização preferida da presente invenção, a secção de caixa condutora térmica sobrepõe-se ao gerador em pelo menos um lado, numa dimensão previamente determinada, de modo a poder ainda também dissipar para o ambiente fracções de calor inicialmente radiadas lateralmente do gerador.

Formas de execução vantajosas são indicadas nas reivindicações dependentes. A invenção será em seguida explicada em maior detalhe com base nos desenhos. Neste caso mostram: 3

Figura 1 uma vista em alçado lateral simplificada de uma instalação de energia eólica de acordo com a invenção; e

Figura 2 uma vista de pormenor simplificada de uma forma de execução alternativa da presente invenção.

Na Figura 1, 10 indica a secção superior de uma torre que suporta a gôndola da instalação de energia eólica de acordo com a invenção. Esta gôndola apresenta uma secção 12 dianteira e uma secção 14 posterior. A secção 12 dianteira compreende as raizes das pás 11 de rotor representadas de forma rudimentar e roda-se com o rotor. A secção 14 posterior compreende o gerador circular com o seu estator 16 e o seu rotor 18. O estator 16 é correspondentemente fixo tal como a zona posterior da gôndola 14, enquanto que o rotor 18 interactua com as pás 11 de rotor através do cubo de rotor não representado.

Na zona do gerador 16, 18, uma secção 20, com uma distância previamente determinada relativamente àquela, da parte posterior da caixa 14 de gôndola é formada num material condutor térmico, de um modo preferido, em aluminio. Esta secção 20 de caixa condutora térmica recebe o calor radiado pelo gerador 16, 18 e dissipa este para o ar ambiente que passa. Por causa do estreito espaço de ar previamente determinado entre o estator 16 do gerador e a secção 20 de caixa condutora térmica, não existe qualquer ligação mecânica entre ambos estes componentes, de modo que vibrações não são transmitidas pelo gerador para esta secção 4 20 de caixa condutora térmica e não se tornam deste modo audíveis no exterior.

Visto que a secção 20 de caixa condutora térmica é mais larga, segundo a direcção axial, do que o gerador, ela pode receber também do gerador 16, 18 fracções de calor inicialmente radiadas lateralmente e dissipá-las para o ambiente.

Uma nervura 26 de arrefecimento encontra-se representada do lado de fora sobre uma secção 20 de caixa condutora térmica da caixa 14 de gôndola, na zona entre a cabeça da torre 10 e a aplicação de pá 11 de rotor que aponta para baixo. Esta nervura 26 de arrefecimento aumenta a superfície da secção 20 de caixa condutora térmica, de modo que o calor pode ser ainda melhor dissipado para o ambiente exterior. Tais nervuras de arrefecimento 26 podem estar dispostas - do lado de dentro e/ou do lado de fora - sobre a totalidade do perímetro exterior (ou partes deste) (ou sobre o perímetro interior) da caixa de gôndola. No caso de tais nervuras de arrefecimento estarem dispostas do lado de dentro, então as nervuras de arrefecimento são formadas sobretudo na zona lateral da secção 20 de caixa condutora térmica que não é formada directamente por cima do estator 16 do gerador. A Figura 2 mostra uma forma de execução alternativa no caso da qual a secção 20 de caixa condutora térmica se encontra dividida em duas secções 22 e 24 que se sobrepõem uma à outra. Uma secção 12 de caixa encontra-se neste caso unida a uma parte da secção 22 de caixa condutora térmica, enquanto que a segunda parte da gôndola 14 se encontra unida a uma segunda parte da secção 24 de caixa condutora térmica. Tanto a secção 12 de caixa como também a caixa 14 de gôndola são neste caso produzidas, de 5 um modo preferido, num material não metálico e deste modo, numa substância não condutora térmica ideal, por exemplo, plástico reforçado em fibra de vidro.

Visto que a instalação de energia eólica representada nesta forma de execução é um assim designado rotor exposto ao vento, o vento irá sempre passar primeiro através da primeira secção de caixa 12 com a secção 22 de caixa condutora térmica adjacente, antes de ele alcançar a segunda secção 24 de caixa condutora térmica que transita então para a segunda secção 14 de gôndola. Assim, a humidade é sempre transportada pelo vento a partir da secção 22 e depois através da secção 24 para o lado posterior (lado não exposto ao vento) da instalação de energia eólica e não se pode infiltrar de maneira significativa através de um estreito espaço entre as secções 22 e 24 na gôndola.

Meios de vedação podem estar naturalmente previstos entre ambas as secções 22, 24 de caixas condutoras térmicas, os quais dificultam ainda mais a infiltração de humidade.

Quando a caixa interior de gôndola se encontra sob uma determinada sobrepressão, o ar pode escapar-se através do espaço estreito entre ambas as secções 22, 24, de caixa de modo que pode ser impedida qualquer entrada de humidade no interior de gôndola.

Também nesta forma de execução da presente invenção, a dimensão das secções 22, 24 de caixa condutoras térmicas segundo a direcção axial, é claramente maior do que a dimensão do gerador 16, 18, de modo a poder de novo dissipar calor radiado lateralmente.

Lisboa, 18 de Setembro de 2006 6

Claims (12)

1. REIVINDICAÇÕES 1. Instalação de energia eólica com um gerador (16) circular e uma caixa (12, 14) de gôndola que circunda o gerador circular da instalação de energia eólica, sendo que a caixa (12, 14) de gôndola apresenta uma secção (20) de caixa condutora térmica na zona do gerador circular, e é formada uma distância previamente determinada entre o perímetro exterior do gerador (16) circular e a secção (20) de caixa condutora térmica, caracterizada por a secção (20) de caixa condutora térmica consistir num outro material que o resto da caixa de gôndola.
2. 2. Instalação de energia eólica de acordo com a reivindicação 1, caracterizada por uma fixação da secção (20, 24) de caixa condutora térmica a uma parte fixa da caixa (14).
3. 3. Instalação de energia eólica de acordo com uma das anteriores reivindicações, caracterizada por nervuras (26) de arrefecimento segundo a direcção axial, dispostas afastadas no perímetro exterior.
4. 4. Instalação de energia eólica de acordo com a reivindicação 1, caracterizada por uma fixação da secção (20, 22) de caixa condutora térmica a uma parte rotativa da caixa (12).
5. 5. Instalação de energia eólica de acordo com a reivindicação 1, caracterizada por uma divisão da secção (22, 24) de caixa condutora térmica ao longo do perímetro em duas secções separadas entre si, sendo que a primeira secção 1 (22) é montada na parte rotativa da caixa (12) e a segunda secção (24) na parte fixa da caixa (14).
6. 6. Instalação de energia eólica de acordo com a reivindicação 5, caracterizada por nervuras de arrefecimento na segunda parte da secção (24) de caixa condutora térmica.
7. 7. Instalação de energia eólica de acordo com uma das reivindicações 5 ou 6, caracterizada por a primeira parte da secção (22) de caixa condutora térmica se sobrepor à segunda parte da secção (24) de caixa condutora térmica.
8. 8. Instalação de energia eólica de acordo com uma das reivindicações 5 a 7, caracterizada por meios de vedação entre as primeiras e segundas secções (22, 24) de caixa condutoras térmicas.
9. 9. Instalação de energia eólica de acordo com uma das anteriores reivindicações, caracterizada por a secção de caixa (20 , 22, 24) condutora térmica ser produzida no essencial em alumínio.
10. 10. Instalação de energia eólica de acordo com uma das anteriores reivindicações, caracterizada por a forma da secção (20, 22, 24) de caixa condutora térmica ser ajustada à forma da caixa (12, 14) de gôndola.
11. 11. Instalação de energia eólica de acordo com uma das anteriores reivindicações, caracterizada por a secção (20, 22, 24) de caixa condutora térmica se sobrepor numa dimensão previamente determinada, segundo a direcção axial e em pelo menos um lado, ao gerador (16, 18). 2
12. 12. Instalação de energia eólica de acordo com a reivindicação 6, caracterizada por as nervuras de arrefecimento serem formadas do lado de fora e/ou do lado de dentro na secção de caixa condutora térmica. Lisboa, 18 de Setembro de 2006 3