Elemento elástico, conjunto de suspensión y turbina eólica con el conjunto de suspensión.

Un conjunto de suspensión para suspender una primera parte (7) de una turbina eólica de una segunda parte

(6) de la turbina eólica, donde un tren de accionamiento comprende una de las dos partes (6, 7) y un portador de maquinaria (1) de la turbina eólica comprende la otra parte de las dos partes (6, 7), comprendiendo el conjunto de suspensión además por lo menos dos elementos elásticos (15, 15'), donde cada uno de los elementos elásticos (15, 15') está adaptado para conectarse e interponerse entre la primera y la segunda parte (6, 7) de la turbina eólica, comprendiendo cada elemento elástico (15, 15'):

una superficie externa (25, 25') a un adaptada para ser suspendida en una primera parte (7) de la turbina eólica, una cavidad abierta (16, 16') limitada por una superficie interna (26, 26') del elemento elástico y adaptada para ser suspendida en la segunda parte (6) de las dos partes de la turbina eólica, y

por lo menos dos cámaras (17, 18, 19, 20, 17', 18', 19', 20') elásticamente compresibles, que están separadas entre sí y que se sitúan entre la superficie externa (25, 25') y la superficie interna (26, 26') del elemento elástico, donde cada cámara (17, 18, 19, 20, 17', 18', 19', 20') elásticamente compresible tiene por lo menos un tubo de conexión (28, 29, 30, 31, 28', 29', 30', 31') a través del que se puede cargar y descargar un fluido hidráulico para ajustar el volumen de la cámara (17, 18, 19, 20, 17', 18', 19', 20') elásticamente compresible, donde un primer elemento elástico (15) de los dos elementos elásticos (15, 15') se conecta por medio de conductos de fluido (21, 22, 23, 24) con un segundo elemento elástico (15') de los dos elementos elásticos (15, 15'), donde los conductos de fluido (21, 22, 23, 24) se conectan a los tubos de conexión (28, 29, 30, 31, 28', 29', 30', 31') de los elementos elásticos primero y segundo (15, 15') y donde el primer (15) y el segundo (15') elemento elástico se sitúan consecutivamente a lo largo de sus ejes longitudinales.

Tipo: Patente Europea. Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: E10152958.

Solicitante: VESTAS WIND SYSTEMS A/S.

Nacionalidad solicitante: Dinamarca.

Dirección: Hedeager 42 8200 Aarhus N DINAMARCA.

Inventor/es: RÜSCHOFF,RALF.

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-2536686_T3.pdf

 

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Fragmento de la descripción:

Elemento elástico, conjunto de suspensión y turbina eólica con el conjunto de suspensión Campo de la invención La presente invención se refiere a un elemento elástico adaptado para conectarse e interponerse entre dos partes de una turbina eólica, y en concreto para suspender una caja de engranajes en el portador de maquinaria de la turbina eólica, un conjunto de suspensión con por lo menos uno de tal elemento elástico y una turbina eólica con por lo menos uno de tal conjunto de suspensión.

Antecedentes de la invención Se disponen elementos elásticos en las turbinas eólicas para suspender partes en el portador de maquinaria de la turbina eólica con el fin de amortiguar fuerzas y vibraciones.

Por ejemplo, se conoce de las solicitudes de patente EP 1 566 543 A1 y US 2008/0308980 A1 un elemento de resorte de elastómero, que se utiliza para suspender una caja de engranajes de una turbina eólica al portador de maquinaria. Del documento DE 10 2007 053 586 A1 se conoce una suspensión de una caja de engranajes, en la que se utilizan elementos de amortiguación con elementos elásticos.

Del documento WO 2009/121552 se conocen diferentes componentes de elastómero, que se pueden utilizar, por ejemplo, en una base de una turbina eólica.

Un dispositivo de montaje amortiguado hidráulicamente para suspender un motor de un vehículo se conoce del documento EP 0 192 380 A1. Otro dispositivo anti-vibraciones para un vehículo se conoce del documento EP 1 645 774 A1.

Aunque el elemento de resorte de elastómero como se conoce de EP 1 566 543 A1 y US 2008/0308980 A1 puede proporcionar una suspensión satisfactoria de la caja de engranajes de una turbina eólica, un objeto de la presente invención es proporcionar un elemento elástico mejorado para conectar entre sí por lo menos dos partes de una turbina eólica.

Sumario de la invención De acuerdo con primer aspecto la invención proporciona un conjunto de suspensión para suspender una primera parte de una segunda parte de la turbina eólica, donde un tren de accionamiento comprende una de las dos partes y un portador de maquinaria de una turbina eólica comprende la otra parte de las dos partes, de acuerdo con la reivindicación independiente 1.

De acuerdo con un segundo aspecto, la invención proporciona una turbina eólica, que comprende un conjunto de suspensión de acuerdo con el primer aspecto, un portador de maquinaria, y una caja de engranajes, donde la caja de engranajes se suspende con por lo menos un conjunto de suspensión en el portador de maquinaria.

Aspectos adicionales de la invención se establecen en las reivindicaciones dependientes, la siguiente descripción y los dibujos.

Breve descripción de los dibujos Modos de realización de la presente invención se explican a modo de ejemplo con respecto a los dibujos adjuntos, en los que:

la fig. 1 ilustra esquemáticamente en vista en sección un portador de maquinaria de una turbina eólica en el que se suspende una caja de engranajes con elementos elásticos de acuerdo con la presente invención;

la fig. 2 ilustra esquemáticamente en una vista en sección la forma de una caja de engranajes con extensiones de montaje;

la fig. 3 ilustra esquemáticamente en una vista en sección la suspensión de la caja de engranajes con dos elementos elásticos; y la fig. 4 ilustra esquemáticamente dos elementos elásticos y su conexión hidráulica.

Descripción detallada de modos de realización preferidos La fig. 1 ilustra esquemáticamente en una vista en sección un portador de maquinaria 1 de una turbina eólica en el cual se suspende una caja de engranajes 6 de acuerdo con la presente invención. Antes de una descripción detallada de los

modos de realización preferidos se realizan explicaciones generales.

Como se mencionó al comienzo, son conocidos elementos de resorte elásticos para conectar o suspender, por ejemplo, una caja de engranajes de una turbina eólica, u otros elementos desde el tren de accionamiento del rotor de una turbina eólica al generador, en el portador de maquinaria de la turbina eólica.

Especialmente en el caso de turbinas eólicas grandes con potencia entregada mayor de, por ejemplo, 2 MW fuertes fuerzas actuarán en la pala del rotor, el árbol del rotor y el tren de accionamiento y asimismo en cualquier disposición que soporte el tren de accionamiento.

Las fuerzas que actúan en el rotor de la turbina eólica se transfieren por medio del árbol del rotor asimismo a otros elementos del tren de accionamiento, tales como la caja de engranajes o el generador. Así pues, cualquier guiñada, curvado, empuje o inclinación del rotor se transfiere al árbol del rotor y las fuerzas resultantes se transfieren asimismo por lo tanto a la caja de engranajes.

Típicamente, la caja de engranajes está suspendida en dos extensiones de montaje, denominadas asimismo como brazos de par, que se sitúan a izquierda y derecha con respecto al eje longitudinal de la caja de engranajes de forma cilíndrica. Generalmente, la caja de engranajes se suspende en el portador de maquinaria de la turbina eólica, que a su vez se sitúa en la góndola de la turbina eólica. Debido al par del rotor que se transfiere al árbol del rotor, la caja de engranajes está sometida igualmente a este par. Con la suspensión de la caja de engranajes en sus brazos de par, se evita un giro de la caja de engranajes alrededor de su eje longitudinal.

De las solicitudes EP 1 566 543 A1 y US 2008/0308980 A1 mencionadas al comienzo, se conoce el suspender la caja de engranajes en los brazos de par con elementos de resorte. Los brazos de par, como se divulgó en estos documentos del estado de la técnica anterior, tienen una forma rectangular y están suspendidos en una horquilla. Los elementos de resorte se sitúan en una superficie plana superior e inferior de cada brazo de par y se interponen entre el brazo de par y la horquilla. Los elementos de resorte se rellenan con un fluido hidráulico para ajustar la rigidez del elemento de resorte y se conectan entre sí transversalmente mediante conductos hidráulicos de tal modo que se pueda descargar fluido hidráulico de un elemento de resorte al otro elemento de resorte. Por ejemplo, un elemento de resorte en la superficie superior del brazo de par izquierdo se conecta a un elemento de resorte en la superficie inferior del brazo de par derecho y viceversa. En el caso de que la caja de engranajes gire alrededor de su eje longitudinal o se desplace hacia arriba o hacia abajo en una dirección vertical, los brazos de par ejercen fuerzas de presión respectivas en los elementos de resorte. Por ejemplo, cuando la caja de engranajes se desplaza verticalmente, el fluido hidráulico se descarga de los elementos de resorte en la superficie superior o inferior del brazo de par al interior de elementos de resorte opuestos en la superficie inferior o superior debido a que los brazos de par presionan sobre los respectivos elementos de resorte. En el caso de un desplazamiento rotacional de la caja de engranajes, los brazos de par ejercen una fuerza en los elementos de resorte conectados transversalmente, por ejemplo el elemento de resorte superior izquierdo y el inferior derecho que están conectados entre sí, de tal modo que el fluido hidráulico no se pueda descargar. Así pues, en el caso del desplazamiento vertical, los elementos de resorte tienen una menor rigidez que en el caso del desplazamiento rotacional.

El inventor ha reconocido que la suspensión de la caja de engranajes, como se da a conocer en EP 1 566 543 A1 y US 2008/0308980 A1, no puede amortiguar fuerzas o vibraciones que actúan, por ejemplo, en una dirección horizontal perpendicular al eje longitudinal de la caja de engranajes, que está en paralelo al tren de accionamiento.... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

1. Un conjunto de suspensión para suspender una primera parte (7) de una turbina eólica de una segunda parte (6) de la turbina eólica, donde un tren de accionamiento comprende una de las dos partes (6, 7) y un portador de maquinaria (1) de la turbina eólica comprende la otra parte de las dos partes (6, 7) , comprendiendo el conjunto de suspensión además por lo menos dos elementos elásticos (15, 15) , donde cada uno de los elementos elásticos (15, 15) está adaptado para conectarse e interponerse entre la primera y la segunda parte (6, 7) de la turbina eólica, comprendiendo cada elemento elástico (15, 15) :

una superficie externa (25, 25) a un adaptada para ser suspendida en una primera parte (7) de la turbina eólica, una cavidad abierta (16, 16) limitada por una superficie interna (26, 26) del elemento elástico y adaptada para ser suspendida en la segunda parte (6) de las dos partes de la turbina eólica, y por lo menos dos cámaras (17, 18, 19, 20, 17, 18, 19, 20) elásticamente compresibles, que están separadas entre sí y que se sitúan entre la superficie externa (25, 25) y la superficie interna (26, 26) del elemento elástico, donde cada cámara (17, 18, 19, 20, 17, 18, 19, 20) elásticamente compresible tiene por lo menos un tubo de conexión (28, 29, 30, 31, 28, 29, 30, 31) a través del que se puede cargar y descargar un fluido hidráulico para ajustar el volumen de la cámara (17, 18, 19, 20, 17, 18, 19, 20) elásticamente compresible, donde un primer elemento elástico (15) de los dos elementos elásticos (15, 15) se conecta por medio de conductos de fluido (21, 22, 23, 24) con un segundo elemento elástico (15) de los dos elementos elásticos (15, 15) , donde los conductos de fluido (21, 22, 23, 24) se conectan a los tubos de conexión (28, 29, 30, 31, 28, 29, 30, 31) de los elementos elásticos primero y segundo (15, 15) y donde el primer (15) y el segundo (15) elemento elástico se sitúan consecutivamente a lo largo de sus ejes longitudinales.

2. El conjunto de suspensión de la reivindicación 1, donde las cámaras (17, 18, 19, 20, 17, 18, 19, 20) de por lo menos uno de los elementos elásticos (15, 15) se oponen entre sí, de tal modo que la cavidad abierta (16, 16) se sitúa entre las cámaras (17, 18, 19, 20, 17, 18, 19, 20) .

3. El conjunto de suspensión de la reivindicación 1 o 2, donde por lo menos uno de los elementos elásticos (15, 15) comprende además un material elástico (17, 17) entre la superficie externa (25, 25) y la superficie interna (26, 26) , que se extiende por lo menos parcialmente alrededor de la cavidad abierta (16, 16) y las cámaras (17, 18, 19, 20, 17, 18, 19, 20) elásticamente compresibles.

4. El conjunto de suspensión de la reivindicación 3, donde el material elástico (27, 27) comprende un elastómero.

5. El conjunto de suspensión de cualquiera de las reivindicaciones anteriores, donde la superficie externa (25, 25) y/o la superficie interna (26, 26) de por lo menos uno de los elementos elásticos (15, 15) tiene una forma cilíndrica y/o cónica.

6. El conjunto de suspensión de cualquiera de las reivindicaciones anteriores, donde por lo menos uno de los elementos elásticos (157, 15) tiene una menor rigidez en la región de las cámaras, donde las cámaras (17, 18, 19, 20, 17, 18, 19, 20) no están llenas con fluido hidráulico, y tiene una mayor rigidez, cuando el fluido hidráulico está dentro de las cámaras (17, 18, 19, 20, 17, 18, 19, 20) .

7. El conjunto de suspensión de cualquiera de las reivindicaciones anteriores, donde los dos elementos elásticos (15, 15) comprenden cada uno por lo menos cuatro cámaras (17, 18, 19, 20, 17, 18, 19, 20) elásticamente compresibles donde una cámara elásticamente compresible primera (17, 17) y una segunda (18, 18) se oponen entre sí y una cámara elásticamente compresible tercera (19, 19) y una cuarta (20, 20) se oponen entre sí, de tal modo que la cavidad abierta (16, 16) se sitúa entre las cámaras compresibles primera (17, 17) y segunda (18, 18) y entre las cámaras elásticamente compresibles tercera (19, 19) y cuarta (20, 20) .

8. El conjunto de suspensión de cualquiera de las reivindicaciones anteriores, donde los elementos elásticos primero y segundo (15, 15) se sitúan de tal modo que las cuatro cámaras elásticamente compresibles (17, 18, 19, 20) del primer elemento elástico (15) y las cuatro cámaras elásticamente compresibles (17, 18, 19, 20) del segundo elemento elástico (15) están alineadas entre sí.

9. El conjunto de suspensión de cualquiera de las reivindicaciones anteriores, donde los elementos elásticos (15, 15) están situados de tal modo que las primeras cámaras elásticamente compresibles (17, 17) están en el lado izquierdo, las segundas cámaras elásticamente compresibles (18, 18) están en el lado derecho, las terceras cámaras elásticamente compresibles (19, 19) están en el lado inferior y las cuartas cámaras elásticamente compresibles (20, 20) están en el lado superior con respecto a la cavidad longitudinal abierta (16, 16) .

10. El conjunto de suspensión de cualquiera de las reivindicaciones anteriores, donde la primera cámara elásticamente compresible (17) del primer elemento elástico (15) se conecta por medio de un primer conducto de fluido (21) con la primera cámara elásticamente compresible (17) del segundo elemento elástico (15) , la segunda

cámara elásticamente compresible (18) del primer elemento elástico (15) se conecta por medio de un segundo conducto de fluido (22) con la segunda cámara elásticamente compresible (18) del segundo elemento elástico (15) , la tercera cámara elásticamente compresible (19) del primer elemento elástico (15) se conecta por medio de un tercer conducto de fluido (23) con la tercera cámara elásticamente compresible (19) del segundo elemento elástico (15) , y la cuarta cámara elásticamente compresible (20) del primer elemento elástico (15) se conecta por medio de un cuarto conducto de fluido (24) con la cuarta cámara elásticamente compresible (20) del segundo elemento elástico (15) .

11. Una turbina eólica que comprende:

un conjunto de suspensión de cualquiera de las reivindicaciones 1 a 10, un portador de maquinaria (1) , y una caja de engranajes (6) , donde la caja de engranajes (6) está suspendida con por lo menos un conjunto de suspensión en el portador de maquinaria (1) .

12. La turbina eólica de la reivindicación 11, donde los elementos elásticos (15, 15) del conjunto de suspensión proporcionan una mayor rigidez en el caso de un movimiento de giro de la caja de engranajes (6) y una menor rigidez en el caso de un movimiento de inclinación y/o un desplazamiento horizontal y/o vertical de la caja de engranajes (6) .