Método para la determinación de defectos en la sujeción de la raíz de la pala de un aerogenerador.

Método para determinar los defectos en la sujeción de la raíz de la pala de un aerogenerador,

incluyendodicha sujeción una serie de orificios de la raíz (10) formados en la raíz de la pala (100) y una serie de orificiosde referencia (20) formados en el extensor de la pala (200) o en el buje, siendo la raíz de la pala y los orificiosde referencia (10, 20) adecuados para recibir pernos de sujeción (40) para fijar la raíz de la pala (100) al extensor de la pala (200) o al buje, estando el método caracterizado porque comprende las etapas de:

- Seleccionar al menos dos de dichos orificios de referencia (20);

- Proporcionar al menos una placa de referencia (300, 310) desde un extremo (21) del extensor de la pala(200) o buje;

- Disponer un dispositivo láser de referencia (400, 410) de tal manera que un haz láser de referencia (400', 410') se encuentra en línea con el eje (20') de los orificios de referencia elegidos (20) e incide sobre dichasplacas de referencia (300; 310);

- Seleccionar por lo menos un orificio de la raíz de la pala (10);

- Disponer un dispositivo de medición por láser (500) en dicho orificio de la raíz de la pala (10) de tal maneraque un haz láser de medición (500') se encuentra en línea con el eje de dicho orificio de la raíz de la pala (10') e incide sobre dichas placas de referencia (300; 310), y

- Evaluar dicho haz láser de medición (500') para la determinación de defectos.

Método para la determinación de defectos en la sujeción de la raíz de la pala de un aerogenerador

Campo de la invención La presente invención se refiere a un método para determinar los defectos en la sujeción de la raíz de la pala de un aerogenerador.

ESTADO DE LA TÉCNICA

Las palas de un aerogenerador son miembros muy largos que se exponen a una gran tensión. Las palas se unen, ya sea directamente o a través de un extensor de la pala, al buje del rotor en una porción de las mismas conocida como raíz y a través de una sujeción de la raíz de la pala. La sujeción de la raíz de la pala cuenta con un número de orificios formados en la raíz de la pala y una serie de orificios formados en el extensor de la pala y/o en el buje. Los orificios son adecuados para la recepción de pernos de sujeción, los cuales se usan para fijar la raíz de la pala al extensor de la pala o al buje. Pueden disponerse casquillos o insertos metálicos dentro de los orificios para la recepción de los pernos.

La gran tensión a la que son sometidas las palas dan lugar a deformaciones. Aunque esto puede ser mitigado mediante la variación de la inclinación de las palas, se ha encontrado que los pernos se ven, por lo menos desviados, e incluso algunas veces rotos a cierta distancia de la superficie del extensor causando una grieta longitudinal en el borde de ataque de la pala. La inspección visual durante las operaciones de mantenimiento resulta por lo general en la detección de una desviación del perno y el casquillo. La desviación es generalmente debida a una interferencia con el orificio del extensor de la pala, lo cual se confirma en el proceso de desmontaje de los pernos. Cuando el perno se quita del casquillo, se detectan también arañazos en la tuerca que se enrosca en el perno y, muy especialmente, en una mitad de la arandela empleada. La desviación del casquillo implica un desplazamiento lateral que representa un problema de calidad importante que tiene que ser solucionado mediante la comprobación de todos los pernos y casquillos y mediante la sustitución individual de los que desvían. La operación de reparación para la sustitución de pernos y casquillos desviados y/o rotos hace necesario el uso de herramientas especiales. Sin embargo, se ha encontrado que los pernos y casquillos sustituidos suelen romperse de nuevo.

En consecuencia, sería útil obtener información precisa sobre la deformación de pernos y casquillos. A este respecto, sería útil obtener información sobre el posicionamiento y alineación del casquillo en la raíz de las pala del aerogenerador y/o el extensor de la pala.

En el estado del arte se conocen métodos de medición de las cargas que actúan sobre la raíz de la pala del aerogenerador y de caracterización de cómo esta carga afecta a la sujeción de la raíz de la pala. Estos métodos se basan principalmente en el uso de sensores.

Por ejemplo, en US2006000269 se describe un método en el que un primer extremo de una viga se acopla a la pala del rotor y un segundo extremo de la viga se coloca junto al buje. La deflexión de la viga se mide usando al menos un sensor, y la deflexión de la pala se determina sobre la base de la desviación de la viga.

Como otro ejemplo, en EP2037213 se presenta un método para medir la deformación de un miembro alargado en un aerogenerador. Esto se lleva a cabo midiendo las variaciones de la distancia entre dos puntos de dicho miembro alargado a través del uso de, por ejemplo, un sensor láser.

El principal inconveniente de los métodos conocidos es que los sensores son costosos y no ofrecen mediciones tales como en el eje de la rosca del casquillo, que es de hecho uno de los parámetros más relevantes para caracterizar los posibles problemas de fiabilidad en las palas del aerogenerador. Además, los métodos conocidos no pueden ser empleados para la medición de la perpendicularidad del eje de la rosca del casquillo respecto a la superficie de contacto entre la tuerca atornillada en el perno y la raíz de la pala del aerogenerador.

El documento US2009129925A1 describe un método para determinar defectos en la sujeción de la raíz de la pala de un aerogenerador de acuerdo con el preámbulo de la reivindicación 1.

DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN

La presente invención dispone un método fiable, preciso y rentable para la determinación de defectos en la raíz de la pala del aerogenerador como se define en la reivindicación 1, a través del cual los problemas antes mencionados por el estado anterior de la técnica pueden superarse o, al menos, aliviarse.

La sujeción de la raíz de la pala comprende una serie de orificios en la raíz de la pala espaciados y formados en una superficie del extremo o en una brida de la periferia de la raíz de la pala y un número de orificios de referencia formados en el extensor de la pala o en el buje de rotor del aerogenerador. Tanto la raíz de la pala como los orificios de referencia son aptos para recibir los pernos de fijación en los mismos, los cuales permiten fijar la raíz de la pala al extensor de la pala o al buje mediante el uso de tuercas y arandelas. Pueden también proporcionarse casquillos o insertos metálicos, insertados en al menos algunos de los orificios de la raíz de la pala. Los pernos se pueden montar en dichos casquillos. Los casquillos pueden tener una parte interior roscada.

De acuerdo con el método de la presente invención, por lo menos un perno de sujeción es quitado del orificio donde se hallen instalados. Si el perno está instalado dentro de un casquillo en el orificio, el perno será entonces quitado del casquillo. Entonces, se seleccionan dos o más orificios de referencia en el extensor de la pala o en el buje. Los orificios de referencia tienen una pared interior que es perpendicular a la superficie del extremo o de la brida del extensor o del buje y, en funcionamiento, está en contacto con la raíz de la pala.

Se disponen una serie de placas de referencia, por ejemplo una o dos, dentro del extensor de la pala o del buje. A continuación se disponen uno o varios dispositivos láser de referencia colocados, nuevamente, dentro de dichos orificios de referencia seleccionados. En este ejemplo, se han seleccionado dos orificios de referencia, por lo que se utilizan también dos dispositivos láser de referencia. Los dispositivos láser de referencia se sitúan dentro de los orificios de referencia del extensor de la pala o del buje de manera que los correspondientes haces láser de referencia se proyectan en línea con los respectivos ejes de los orificios de referencia seleccionados. Ambas proyecciones de los haces láser de referencia inciden sobre la placa o placas de referencia.

Entonces, se selecciona al menos un orificio de la raíz de la pala y se ajusta un dispositivo por láser en el mismo. Un haz láser de medición se proyecta hacia la placa de referencia incidiendo sobre ella. El dispositivo láser de medición está instalado dentro del orificio de la raíz de la pala de tal manera que el haz láser de medida está alineado con el eje del orificio de la raíz de la pala, es decir, en línea con el eje de la parte roscada del casquillo.

A continuación, se define una línea por el haz láser de medición que incide en la placa de referencia y se realiza una etapa de evaluación de dicha línea para la determinación de defectos. Dicha etapa de evaluación mediante láser puede comprender, por ejemplo, la comparación de la línea que presenta el haz láser de medida con la línea que representa el haz láser de referencia y la determinación posterior de su desviación angular relativa.

Sin embargo, la etapa de evaluación mediante el láser puede comprender determinar una ecuación de una línea correspondiente al haz láser de medición. A tal efecto, dos o más placas de referencia se incluyen a diferentes alturas, respectivamente, de un extremo del extensor de la pala. A partir de esta ecuación de la recta, puede evaluarse la desviación del eje del perno instalado dentro de la raíz de la pala con respecto al haz láser de referencia.

La pendiente de la superficie del extremo o de la brida del extensor de la pala o del buje también puede ser evaluada a través de la utilización de un comparador de acuerdo con el método de la invención.

El citado dispositivo de medición láser puede ser soportado por una herramienta de medición ajustable que no forma parte de la presente invención. Esta herramienta de medición ajustable es adecuada para determinar los defectos en la sujeción de la raíz de la pala y es de un tamaño tal que puede ser instalado dentro de los orificios de la raíz de la pala. La herramienta de medida consta de un vástago que tiene, en un primer extremo del mismo, una... [Seguir leyendo]

1. Método para determinar los defectos en la sujeción de la raíz de la pala de un aerogenerador, incluyendo dicha sujeción una serie de orificios de la raíz (10) formados en la raíz de la pala (100) y una serie de orificios de referencia (20) formados en el extensor de la pala (200) o en el buje, siendo la raíz de la pala y los orificios de referencia (10, 20) adecuados para recibir pernos de sujeción (40) para fijar la raíz de la pala (100) al extensor de la pala (200) o al buje, estando el método caracterizado porque comprende las etapas de:

- Seleccionar al menos dos de dichos orificios de referencia (20) ;

- Proporcionar al menos una placa de referencia (300, 310) desde un extremo (21) del extensor de la pala

(200) o buje;

- Disponer un dispositivo láser de referencia (400, 410) de tal manera que un haz láser de referencia (400', 410') se encuentra en línea con el eje (20') de los orificios de referencia elegidos (20) e incide sobre dichas placas de referencia (300; 310) ;

- Seleccionar por lo menos un orificio de la raíz de la pala (10) ;

-Disponer un dispositivo de medición por láser (500) en dicho orificio de la raíz de la pala (10) de tal manera que un haz láser de medición (500') se encuentra en línea con el eje de dicho orificio de la raíz de la pala (10') e incide sobre dichas placas de referencia (300; 310) , y

- Evaluar dicho haz láser de medición (500') para la determinación de defectos.

2. Método según la reivindicación 1, caracterizado por el hecho de que la etapa de evaluación con láser implica la comparación de la línea que representa el haz del láser de medición (500') con una línea que representa el haz láser de referencia (400', 410') y determinar su desviación angular relativa (a) .

3. Método según la reivindicación 1, caracterizado por el hecho de que se disponen por lo menos dos placas de referencia (300, 310) a diferentes alturas (h1, h2) respectivamente medidas desde un extremo (21) del extensor de la pala (200) y en el que la etapa de evaluar con láser comprende la determinación de un ecuación de una línea correspondiente al haz láser de medición (500 ') .

4. Método según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por el hecho de que por lo menos algunos de los orificios de la raíz de la pala (10) incluye un casquillo (30) instalado en el mismo.

5. Método según la reivindicación 4, caracterizado por el hecho de que el casquillo (30) tiene una parte roscada interior.

6. Método según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por el hecho de que el haz láser de medición (500') se encuentra en línea con el eje del casquillo (10') .

7. Método según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por el hecho de que el haz láser de medición (500') se encuentra en línea con el eje de la parte roscada interior del casquillo.

8. Método según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por el hecho de que todos los orificios de referencia (20) tienen una pared interior que es perpendicular a una superficie final del extensor

(21) o del buje y está en contacto con la raíz de la pala (100) .

9. Método según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por el hecho de que la etapa de disponer un dispositivo de medición por láser (500) se realiza mediante la provisión de una herramienta de medición ajustable (700) que tiene el dispositivo de medición por láser (500) instalado en la misma, estando adaptada dicha herramienta de medición ajustable (700 ) para ser instalada dentro del orificio de la raíz de la pala (10) .

10. Método según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por el hecho de que incluye además la etapa de la medición de la pendiente ( ) de una superficie final (21) del extensor de la pala (200) o del buje.

11. Método según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por el hecho de que comprende, además, una etapa inicial de desmontaje de los pernos (40) de la raíz de la pala y de los orificios de referencia (10, 20) en los que debe montarse un dispositivo láser (400, 410, 500) .

REFERENCIAS CITADAS EN LA DESCRIPCIÓN

Esta lista de referencias citadas por el solicitante es únicamente para la comodidad del lector. No forma parte del documento de la patente europea. A pesar del cuidado tenido en la recopilación de las referencias, no se pueden excluir errores u omisiones y la EPO niega toda responsabilidad en este sentido.

Documentos de patentes citados en la descripción

• US 2006000269 A • US 2009129925 A1

• EP 2037213 A