Aerogenerador.

Aerogenerador con un buje de rotor (10) al que se fija al menos una pala del rotor, un generador

(14) y un árbol de accionamiento (31) que presenta una sección de árbol del rotor (32) unida con el buje del rotor (10), una sección de árbol intermedia (34) y una sección de árbol del generador (36) unida con el rotor del generador, estando configuradas la sección de árbol del rotor (32), la sección de árbol intermedia (34) y la sección de árbol del generador (36) como componentes independientes que están unidos unos con otros mediante un sistema de acoplamiento con dos acoplamientos (72), estando previsto un primer acoplamiento (72) del sistema de acoplamiento entre la sección de árbol del rotor (32) y la sección de árbol intermedia (34) y un segundo acoplamiento del sistema de acoplamiento, entre la sección de árbol del generador (36) y la sección de árbol intermedia (34), caracterizado porque el sistema de acoplamiento está configurado para compensar un desfase radial ente la sección de árbol del rotor (32) y la sección de árbol del generador (36).

Tipo: Patente Europea. Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: E12008159.

Solicitante: NORDEX ENERGY GMBH.

Nacionalidad solicitante: Alemania.

Dirección: Langenhorner Chaussee 600 22419 Hamburg ALEMANIA.

Inventor/es: NITZPON,JOACHIM, NICKEL,VIKTOR.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • SECCION F — MECANICA; ILUMINACION; CALEFACCION;... > MAQUINAS O MOTORES DE LIQUIDOS; MOTORES DE VIENTO,... > MOTORES DE VIENTO > Detalles, partes constitutivas o accesorios no cubiertos... > F03D11/02 (Transmisión de la potencia, p. ej. utilizando álabes de aspiración huecos)

PDF original: ES-2550964_T3.pdf

 

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Ilustración 1 de Aerogenerador.
Ilustración 2 de Aerogenerador.
Ilustración 3 de Aerogenerador.
Ilustración 4 de Aerogenerador.
Ilustración 5 de Aerogenerador.
Ilustración 6 de Aerogenerador.
Aerogenerador.

Fragmento de la descripción:

Aerogenerador La presente invención se refiere a un aerogenerador con un buje de rotor, un generador y un árbol de accionamiento que transmite un par de giro absorbido por el buje del rotor a un árbol de entrada del generador.

A partir del documento EP 2 397 690 A1 se ha dado a conocer un aerogenerador con un árbol flexible. El aerogenerador presenta un soporte de maquinaria y un sistema de generador montado en el lado de sotavento. 10 Asimismo, está previsto un buje de rotor que está montado sobre un árbol en el soporte de maquinaria. El árbol transmite las cargas originadas por la corriente de viento así como el peso del buje del rotor y las palas unidas a este (carga de viento y peso) al soporte de maquinaria, y está unido fijamente con el buje del rotor y el sistema de generador para transmitir un par de giro desde el buje del rotor al sistema de generador. El árbol es un árbol diseñado de forma mecánicamente anisótropa que limita momentos de flexión entre el buje del rotor y el sistema de 15 generador y está hecho de un material compuesto de fibras anisótropo. En este caso, gracias a su anisotropía, el árbol del rotor, por una parte, puede flexionarse en la dirección axial y, por otra parte, es resistente a la torsión en la dirección circunferencial. Dado que la flexibilidad del generador evita la transmisión de momentos de flexión entre el rotor y el generador, se reduce la fatiga del material de estos componentes. En este sentido, los extremos del árbol del rotor pueden estar dotados de bridas de unión metálicas que se fijan a los extremos del árbol hecho de material compuesto de fibras.

A partir del documento EP 1 677 005 B1, se conoce un aerogenerador con rodamiento de doble hilera de rodillos cónicos. El aerogenerador comprende un árbol principal en el que están montadas las palas de la turbina eólica. Está previsto un engranaje con el que se multiplica la rotación del árbol principal para conseguir mayores números de revoluciones y transmitirlos a un árbol de salida. El árbol de salida del engranaje opera un generador. Un acoplamiento conecta el árbol principal con un árbol de entrada del engranaje. Sobre un rodamiento de doble hilera de rodillos cónicos, se dispone el árbol principal para absorber la totalidad de la carga radial, la carga de empuje y la carga de flexión y no transmitirlas al engranaje. El acoplamiento entre el árbol principal y el árbol de entrada del engranaje se realiza a través de un acoplamiento dentado.

A partir del documento WO 02/33254 A1 se conoce un aerogenerador con un árbol de turbina, soportado sobre rodamientos en dos puntos, y un árbol de generador unido a este. El árbol de generador impulsa un rotor interno del generador y está soportado sobre rodamientos en dos puntos respecto al estator. El estator, que se dispone externamente, está asegurado en su posición mediante un acoplamiento no giratorio, no ejerciendo el acoplamiento fundamentalmente ningún momento de flexión ni ninguna fuerza axial sobre el estator cuando se produce una flexión del árbol de la turbina debido a las fuerzas que inciden del buje del rotor.

A partir del documento WO 2011/061 363 A1, se ha dado a conocer un aerogenerador con un tren de potencia accionado directamente. El tren de potencia presenta un árbol principal y un árbol del generador, accionando el árbol del generador un generador de imanes permanentes. El generador y el buje del rotor del aerogenerador se disponen en lados opuestos de un soporte de maquinaria. El buje del rotor se dispone, respecto al soporte de maquinaria, sobre un rodamiento principal de modo que no se transmiten momentos de flexión a través del árbol principal. Las conexiones entre el rodamiento principal, el árbol principal y el árbol del generador están configuradas de manera que el par de giro del rotor eólico se transmite al árbol del generador sin momentos de flexión.

A partir del documento DE 10 2011 008 029 A1, se conoce un aerogenerador que presenta un soporte de maquinaria y, en lados opuestos del soporte de maquinaria, un rotor y un generador, estando acoplados entre sí el rotor y el generador sin necesidad de engranajes mediante un árbol de rotor, un árbol de generador y un acoplamiento dispuesto en medio de estos, y el generador está configurado como inducido exterior.

A partir del documento DE 10 2009 015 926 A1, se conoce un aerogenerador cuyo árbol principal está compuesto por varias partes. El aerogenerador presenta dos generadores cuyos rotores forman parte del árbol principal. Otras secciones del árbol sirven para disponer el árbol principal sobre un soporte de maquinaria y para fijarlo al buje del rotor. Las secciones del árbol se unen mediante un sistema de acoplamiento con uniones de acoplamiento rígidas.

La invención se basa en el objetivo de facilitar un aerogenerador cuyo árbol de accionamiento esté configurado de forma especialmente compacta y pueda integrarse bien en un diseño de tren de potencia en el que un generador, configurado como inducido exterior, se dispone detrás de la torre, así como de manera que no quepa esperar variaciones fundamentales del entrehierro ocasionadas por los componentes del tren de potencia utilizado y su

disposición.

Según la invención, el aerogenerador presenta un buje de rotor al que se fija al menos una pala del rotor. Asimismo, el aerogenerador presenta un generador. Además, el aerogenerador dispone de un árbol de accionamiento que 5 presenta una sección de árbol del rotor unida al buje del rotor, una sección de árbol intermedia y una sección de árbol del generador unida con el rotor del generador. Según la invención, la sección de árbol del rotor, la sección de árbol intermedia y la sección de árbol del generador están configuradas como componentes independientes que se unen entre sí mediante un sistema de acoplamiento con dos acoplamientos. En este sentido, entre la sección de árbol del rotor y la sección de árbol intermedia está previsto un primer acoplamiento del sistema de acoplamiento.

Asimismo, entre la sección de árbol del generador y la sección de árbol intermedia está previsto un segundo acoplamiento del sistema de acoplamiento. Según la invención, el sistema de acoplamiento puede compensar un desfase radial entre la sección de árbol del rotor y la sección de árbol del generador.

Preferiblemente, la sección de árbol del rotor tiene una longitud en su dirección axial que es menor que el diámetro máximo de la sección de árbol del rotor en la zona de su unión al buje del rotor. El diámetro máximo de la sección de árbol del rotor viene dado por el diámetro máximo de la sección de árbol del rotor en un plano perpendicular al eje de la sección de árbol del rotor. Este diseño de la sección de árbol del rotor permite una configuración especialmente corta de la sección de árbol del rotor. Gracias a la configuración corta de la sección de árbol del rotor, se ahorra peso. Asimismo, la configuración compacta ofrece ventajas para la fabricación de la sección de árbol del rotor. El diseño de la sección de árbol del rotor se ha optimizado de modo que puede someterse a elevadas cargas mecánicas y, a pesar de ello, fabricarse de forma sencilla mediante un proceso de fundición. En este sentido, es importante que el diseño de la sección de árbol del rotor permita utilizar moldes de fundición tales como coquillas de fundición que tienen una forma sencilla. Asimismo, gracias a dicha configuración de la sección de árbol del rotor, se posibilita una solidificación encauzada del cuerpo de fundición durante el proceso de fundición. A través de ello, se evita que durante el proceso de enfriamiento se formen centros térmicos cerrados en el cuerpo de fundición.

Preferiblemente,... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

1. Aerogenerador con un buje de rotor (10) al que se fija al menos una pala del rotor, un generador (14) y un árbol de accionamiento (31) que presenta una sección de árbol del rotor (32) unida con el buje del rotor (10) , una 5 sección de árbol intermedia (34) y una sección de árbol del generador (36) unida con el rotor del generador, estando configuradas la sección de árbol del rotor (32) , la sección de árbol intermedia (34) y la sección de árbol del generador (36) como componentes independientes que están unidos unos con otros mediante un sistema de acoplamiento con dos acoplamientos (72) , estando previsto un primer acoplamiento (72) del sistema de acoplamiento entre la sección de árbol del rotor (32) y la sección de árbol intermedia (34) y un segundo acoplamiento del sistema de acoplamiento, entre la sección de árbol del generador (36) y la sección de árbol intermedia (34) , caracterizado porque el sistema de acoplamiento está configurado para compensar un desfase radial ente la sección de árbol del rotor (32) y la sección de árbol del generador (36) .

2. Aerogenerador según la reivindicación 1, caracterizado porque la sección de árbol del generador 15 (36) y la sección de árbol del rotor (32) se disponen sobre rodamientos.

3. Aerogenerador según la reivindicación 1 o 2, caracterizado porque la sección de árbol intermedia (34) se dispone, sin rodamiento, entre la sección de árbol del rotor (32) y la sección de árbol del generador (36) .

4. Aerogenerador según una de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque la sección de árbol intermedia (34) presenta un cuerpo de árbol hecho de material compuesto de fibras, en particular, un material compuesto de fibras reforzado con fibra de vidrio.

5. Aerogenerador según la reivindicación 4, caracterizado porque la orientación de las fibras en la sección de árbol intermedia (34) , al menos por un área fundamental de la sección de árbol intermedia, se desvía un máximo de 15° de la dirección axial del árbol de accionamiento (31) .

6. Aerogenerador según una de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizado porque la longitud de la sección de árbol intermedia (34) en dirección al eje del árbol del accionamiento (31) es entre un 35 % y un 70 % de 30 la longitud total del árbol de accionamiento (31) .