Conjunto de transferencia de corriente de rayos para una turbina eólica.

Un conjunto de transferencia de corriente de rayos (2) para una turbina eólica

(1) que comprende al menos una primera pieza (8) y una segunda pieza (9) que giran relativamente entre sí, estando dispuesto el conjunto de transferencia de corriente de rayos (2) para transferir corriente de rayos de la primera pieza (8) a la segunda pieza (9), que comprende:

al menos un montaje de contactos eléctricos (11, 11', 11'') que comprende miembros de contacto complementarios (12a, 12b, 12a', 12b', 12a'', 12b'') que proporcionan conexión eléctrica por medio de su contacto mecánico mutuo a la vez que son movibles relativamente entre sí;

un descargador (4) con electrodos de descargador (5);

un conjunto de transferencia de corriente de rayos (2) que proporciona así al menos dos trayectorias de corriente alternativas de la primera pieza (8) a la segunda pieza (9):

(i) una trayectoria de corriente de rayos y

(ii) una trayectoria de corriente de descarga permanente;

caracterizado por que

el descargador (4) está conectado en serie con el al menos un montaje de contactos eléctricos (11, 11', 11''), en el que los electrodos de descargador (5) son estacionarios relativamente entre sí;

una resistencia de puente de descargador (6) conectada en paralelo al descargador (4),

en el que la trayectoria de corriente de rayos es una trayectoria a través del al menos un montaje de contactos eléctricos (11, 11', 11'') y el descargador (4) y

la trayectoria de corriente de descarga permanente es una trayectoria a través del al menos un montaje de contactos eléctricos (11, 11', 11'') y a través de la resistencia de puente de descargador (6).

Tipo: Patente Internacional (Tratado de Cooperación de Patentes). Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: PCT/EP2010/007507.

Solicitante: VESTAS WIND SYSTEMS A/S.

Nacionalidad solicitante: Dinamarca.

Dirección: Hedeager 44 8200 Aarhus N DINAMARCA.

Inventor/es: LYNGBY,CLAUS GRØN, ERICHSEN,HANS V.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • SECCION F — MECANICA; ILUMINACION; CALEFACCION;... > MAQUINAS O MOTORES DE LIQUIDOS; MOTORES DE VIENTO,... > MOTORES DE VIENTO > F03D11/00 (Detalles, partes constitutivas o accesorios no cubiertos por, o con un interés distinto que, los otros grupos de esta subclase)

PDF original: ES-2458192_T3.pdf

 

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Fragmento de la descripción:

Conjunto de transferencia de corriente de rayos para una turbina eólica Campo de la invención La presente invención se refiere a la conducción de corriente de rayos en turbinas eólicas y por ejemplo, a un conjunto de transferencia de corriente de rayos para una turbina eólica y a una turbina eólica que comprende uno o más conjuntos de transferencia de corriente de rayos.

Antecedentes de la invención Un conjunto de transferencia de corriente de rayos para una turbina eólica es conocido, por ejemplo, del documento WO 2005/050008. Este permite que se transfiera corriente de rayos de una pala de rotor de la turbina eólica a la góndola de la turbina eólica por medio de dos montajes de contactos eléctricos. Los montajes de contactos eléctricos proporcionan conexión galvánica a la vez que son movibles relativamente entre sí. Están constituidos por contactos deslizantes y una correa y anillo complementarios en la pala de rotor y la góndola, respectivamente (véanse, por ejemplo, las figs. 3a y 3b del documento WO 2005/050008) .

Se ha propuesto asimismo que tal montaje de contactos eléctricos galvánicos y facilitadores del movimiento puedan ser protegidos de ser dañados por corrientes de rayos elevadas por medio de un descargador conectado paralelamente al montaje de contactos eléctricos. Los electrodos que forman el descargador son movibles relativamente entre sí, como lo son los elementos de contacto del montaje de contactos eléctricos paralelo. Por ejemplo, uno de los electrodos es un anillo circular y el otro es una punta que se mueve sobre el anillo a una corta distancia. Cuando la pala de rotor es golpeada por un rayo, la alta tensión del rayo creará una descarga sobre el descargador, de modo que la corriente de rayos no fluya a través del montaje de contactos eléctricos paralelo. Ejemplos de turbinas eólicas con tales montajes de contactos eléctricos protegidos por descargadores paralelos se conocen del documento WO 2004/044419 A1 (montaje de contactos deslizantes con descargador paralelo entre la pala de rotor y el buje de rotor) , así como de los documentos DE 10 2008 020 262 A1 y EP 1 577 551 A2 (montaje de contactos deslizantes con descargador paralelo entre el buje de rotor y la góndola) .

De modo similar, el documento EP 1 568 883 A2 propone que una escobilla en contacto con un rodillo de contacto de un conjunto de transferencia de corriente de rayos para una turbina eólica esté protegida por medio de un descargador paralelo al contacto de escobilla.

El documento WO 01/86144 A1 se refiere a un conjunto de transferencia de corriente de rayos para una turbina eólica, que permite asimismo que la corriente de rayos sea transferida de una pala de rotor de la turbina eólica a la góndola de la turbina eólica. Sin embargo, es un conjunto de transferencia de corriente de rayos de distinto tipo, ya que los huecos entre la pala de rotor/buje de rotor y entre el buje de rotor/góndola no están puenteados por contactos galvánicos con miembros de contacto que proporcionan conexión galvánica a la vez que son movibles relativamente entre sí, sino en su lugar por descargadores. Cuando la pala de rotor es golpeada por un rayo, la alta tensión del rayo creará una descarga sobre el descargador. Con el fin de evitar que se acumulen cargas debido a carga estática en la pala de rotor, se proporciona una segunda trayectoria de corriente que proporciona una trayectoria de conexión galvánica continua de la pala de rotor a tierra, a través del buje de rotor. Con el fin de evitar que la corriente de rayos tome la segunda trayectoria de corriente (hasta que se dispara la descarga a través del descargador) , se interpone una conexión en serie de una resistencia y un inductor en la segunda trayectoria de corriente.

Sumario de la invención Se proporciona un conjunto de transferencia de corriente de rayos para una turbina eólica, comprendiendo la turbina eólica al menos una primera pieza y una segunda pieza giratorias relativamente entre sí. El conjunto de transferencia de corriente de rayos se dispone para transferir corriente de rayos de la primera pieza a la segunda pieza. El conjunto de transferencia de corriente de rayos comprende las características de la reivindicación 1.

De acuerdo con otro aspecto, se proporciona una turbina eólica según se define en la reivindicación 16, que comprende al menos un conjunto de transferencia de corriente de rayos.

Otras características son inherentes a los procedimientos y productos descritos o serán aparentes para aquellos expertos en la técnica de la siguiente descripción y de los dibujos adjuntos.

Breve descripción de los dibujos Se explican modos de realización de la presente invención por medio de un ejemplo con referencia a los dibujos adjuntos, en los que:

la fig. 1 es un diagrama de circuito de un modo de realización de un conjunto de transferencia de corriente de rayos que transfiere corriente de rayos entre dos piezas giratorias relativamente entre sí alrededor de un eje;

la fig. 2 es un diagrama de circuito de un modo de realización similar al de la fig. 1, sin embargo con las dos piezas giratorias relativamente entre sí alrededor de dos ejes diferentes;

la fig. 3 ilustra esquemáticamente una turbina eólica equipada con un modo de realización del conjunto de transferencia de corriente de rayos que transfiere corriente entre una pala de rotor y un buje de rotor de la turbina eólica;

la fig. 4 es similar a la fig. 3, pero ilustra una turbina eólica equipada con otro modo de realización de un conjunto de transferencia de corriente de rayos que transfiere corriente entre un buje de rotor y una góndola de la turbina eólica;

la fig. 5 es similar a las figs. 3 y 4, pero ilustra una turbina eólica equipada con otro modo de realización de un conjunto de transferencia de corriente de rayos que transfiere corriente entre una pala de rotor y una góndola de la turbina eólica;

la fig. 6 ilustra esquemáticamente un modo de realización de un miembro de contacto en forma de una corredera de contacto;

la fig. 7 es similar a la fig. 6, pero ilustra otro modo de realización de un miembro de contacto en forma de un rodillo de contacto;

la fig. 8 es una vista en perspectiva del modo de realización de una unidad de transferencia de corriente de rayos del tipo ilustrado en las figs. 2 y 5, con miembros de contacto pivotantes;

la fig. 9 es una vista similar de otro modo de realización de una unidad de transferencia de corriente de rayos con los miembros de contacto montados sobre tiras deformables elásticamente;

las figs. 10a y b son una vista lateral y una sección transversal a lo largo de la línea A-A de la fig. 10a, respectivamente, de un modo de realización de un conjunto de descargador con una envolvente del descargador de tipo malla;

las figs. 11a y b son una vista lateral y una sección transversal a lo largo de la línea A-A de la fig. 11a, respectivamente, de otro modo de realización de un conjunto de descargador con una envolvente del descargador de tipo laberinto.

Los dibujos y la descripción de los dibujos son de modos de realización de la invención y no de la propia invención.

Descripción general de modos de realización Antes de volver a la descripción detallada de los modos de realización mostrados en los dibujos, se discutirán en primer lugar unos cuantos elementos más generales.

Las turbinas eólicas pueden ser fuentes no deseadas de radiación electromagnética. El rotor de la turbina eólica puede emitir más o menos continuamente energía electromagnética en un abanico de frecuencias relativamente amplio, incluyendo el intervalo de radiofrecuencia. Esto puede provocar interferencias de radiofrecuencia. Se ha observado que la emisión... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

1. Un conjunto de transferencia de corriente de rayos (2) para una turbina eólica (1) que comprende al menos una primera pieza (8) y una segunda pieza (9) que giran relativamente entre sí, estando dispuesto el conjunto de transferencia de corriente de rayos (2) para transferir corriente de rayos de la primera pieza (8) a la segunda pieza (9) , que comprende:

al menos un montaje de contactos eléctricos (11, 11’, 11’’) que comprende miembros de contacto complementarios (12a, 12b, 12a’, 12b’, 12a’’, 12b’’) que proporcionan conexión eléctrica por medio de su contacto mecánico mutuo a la vez que son movibles relativamente entre sí;

un descargador (4) con electrodos de descargador (5) ;

un conjunto de transferencia de corriente de rayos (2) que proporciona así al menos dos trayectorias de corriente alternativas de la primera pieza (8) a la segunda pieza (9) :

(i) una trayectoria de corriente de rayos y

(ii) una trayectoria de corriente de descarga permanente;

caracterizado por que el descargador (4) está conectado en serie con el al menos un montaje de contactos eléctricos (11, 11’, 11’’) , en el que los electrodos de descargador (5) son estacionarios relativamente entre sí;

una resistencia de puente de descargador (6) conectada en paralelo al descargador (4) ,

en el que la trayectoria de corriente de rayos es una trayectoria a través del al menos un montaje de contactos eléctricos (11, 11’, 11’’) y el descargador (4) y

la trayectoria de corriente de descarga permanente es una trayectoria a través del al menos un montaje de contactos eléctricos (11, 11’, 11’’) y a través de la resistencia de puente de descargador (6) .

2. El conjunto de transferencia de corriente de rayos de la reivindicación 1, en el que la resistencia de puente de descargador (6) comprende una o más resistencias (7, 7’, 7’’) .

3. El conjunto de transferencia de corriente de rayos de la reivindicación 1 o 2, en el que los miembros de contacto complementarios (12a, 12b, 12a’, 12b’, 12a’’, 12b’’) del al menos un montaje de contactos eléctricos (11, 11’, 11’’) comprende una corredera (13) o rodillo (14) de contacto y un anillo (15) o correa (16) complementarios contactados por la corredera (13) o rodillo (14) de contacto.

4. El conjunto de transferencia de corriente de rayos de cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, estando dispuesto el conjunto de transferencia de corriente de rayos (2) para transferir corriente de rayos entre las piezas primera y segunda (8, 9) que giran relativamente entre sí alrededor de dos ejes diferentes (10’, 10’’) , comprendiendo el conjunto de transferencia de corriente de rayos (2) al menos dos montajes de contactos eléctricos (11’, 11’’) conectados en serie.

5. El conjunto de transferencia de corriente de rayos de la reivindicación 4, en el que el descargador (4) y la resistencia de puente de descargador (6) están interpuestos entre los al menos dos montajes de contactos eléctricos (11’, 11’’) , formando así una conexión en serie de un primer montaje de contactos eléctricos (11’) , la conexión en paralelo del descargador (4) y la resistencia de puente de descargador (6) y un segundo montaje de contactos eléctricos (11’’) .

6. El conjunto de transferencia de corriente de rayos de la reivindicación 4 o 5, en el que

el conjunto de transferencia de corriente de rayos (2) se dispone para su montaje en una turbina eólica (1) que comprende al menos una pala de rotor (17) , un buje de rotor (18) y una góndola (19) , siendo giratoria la pala de rotor (17) con relación al buje de rotor (18) alrededor de un primer eje (10’) y siendo giratorio el buje de rotor (18) con relación a la góndola (19) alrededor de un segundo eje (10’’) ,

comprendiendo el conjunto de transferencia de corriente de rayos (2) una unidad de transferencia de corriente de rayos (3) dispuesta para ser montada en el buje de rotor (18) ,

en el que el conjunto de transferencia de corriente de rayos (2) proporciona una trayectoria de corriente de rayos y una trayectoria de corriente de descarga permanente de la pala de rotor (17) a la góndola (19) por medio de los al menos dos montajes de contactos eléctricos (11’, 11’’) , conectados en serie con la conexión en paralelo del

descargador (4) y la resistencia de puente de descargador (6) interpuesta.

7. El conjunto de transferencia de corriente de rayos de la reivindicación 6, en el que tanto la trayectoria de corriente de rayos discontinua galvánicamente como la trayectoria de corriente de descarga permanente a través de la unidad de transferencia de corriente de rayos (3) están aisladas eléctricamente del buje de rotor (18) , de modo que la corriente de rayos rodea el buje de rotor (18) y cojinetes facilitadores de giro (22, 24) entre la pala de rotor (17) y el buje de rotor (18) y entre el buje de rotor (18) y la góndola (19) .

8. El conjunto de transferencia de corriente de rayos de cualquiera de las reivindicaciones 4 a 7, en el que los al menos dos montajes de contactos eléctricos (11’, 11’’) están conectados mediante un cable (35) , estando interpuesto el descargador (4) en la conexión de cables (35) entre los al menos dos montajes de contactos eléctricos (11’, 11’’) .

9. El conjunto de transferencia de corriente de rayos de cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8, en el que el descargador (4) está montado en un apoyo aislante (45) .

10. El conjunto de transferencia de corriente de rayos de cualquiera de las reivindicaciones 1 a 9, que comprende un soporte de base (37) fabricado de material aislante que es un soporte común tanto para el descargador (4) como para al menos uno de los miembros de contacto (12a, 12a’, 12a’’) .

11. El conjunto de transferencia de corriente de rayos de la reivindicación 10, en el que el al menos uno de los miembros de contacto (12a, 12a’, 12a’’) está montado de modo pivotante en el soporte de base (37) o a un miembro (38) fijado al soporte de base (37) .

12. El conjunto de transferencia de corriente de rayos de cualquiera de las reivindicaciones 1 a 11, en el que el descargador (4) esta encapsulado, permitiendo el encapsulado (53) que escape aire, pero impidiendo que escapen partículas producidas cuando tiene lugar una chispa.

13. El conjunto de transferencia de corriente de rayos de la reivindicación 12, en el que el encapsulado de descargador (53) comprende una malla (54) que rodea el descargador (4) .

14. El conjunto de transferencia de corriente de rayos de la reivindicación 12 o 13, en el que el encapsulado del descargador (53) comprende un alojamiento en forma de laberinto (58) .

15. El conjunto de transferencia de corriente de rayos de cualquiera de las reivindicaciones 12 a 14, en el que el encapsulado del descargador (53) está al menos parcialmente fabricado de material eléctricamente conductor y forma parte de la trayectoria de corriente de descarga permanente que puentea el descargador (4) y que incluye la resistencia de puente de descargador (6) .

16. Una turbina eólica (1) que comprende al menos un conjunto de transferencia de corriente de rayos (2) de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 15.

Fig. 1

Fig. 2

Figura 9 Figura 10a Figura 10b Figura 11a Figura 11b