Procedimiento para equilibrar un cuerpo de rotación.

Rotor Magnus (1, 100) que presenta un cuerpo de rotación cilíndrico (2, 102) para transformar la fuerza del viento en una fuerza de empuje aprovechando el efecto Magnus, que comprende un eje de giro

(110) alrededor del cual gira el cuerpo de rotación (2, 102), un soporte (3) sobre el cual está montado el cuerpo de rotación (2, 102), caracterizado porque el cuerpo de rotación presenta elementos para conferir rigidez al cuerpo de rotación (2, 102), el cuerpo de rotación (2, 102) presenta, en al menos dos planos separados entre sí en la dirección axial y perpendiculares al eje de giro (110) del cuerpo de rotación (2, 102), alojamientos en los que se colocan contrapesos de equilibrado (111).

Tipo: Patente Internacional (Tratado de Cooperación de Patentes). Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: PCT/EP2011/065957.

Solicitante: Wobben Properties GmbH.

Nacionalidad solicitante: Alemania.

Dirección: Dreekamp 5 26605 Aurich ALEMANIA.

Inventor/es: ROHDEN,ROLF, BOHLEN,THOMAS.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • SECCION B — TECNICAS INDUSTRIALES DIVERSAS; TRANSPORTES > BUQUES U OTRAS EMBARCACIONES FLOTANTES; SUS EQUIPOS > PROPULSION O GOBIERNO MARINO (propulsión de vehículos... > Aparatos propulsores accionados directamente por... > B63H9/02 (que utilizan el efecto Magnus)

PDF original: ES-2543107_T3.pdf

 

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Fragmento de la descripción:

Procedimiento para equilibrar un cuerpo de rotación La presente invención se refiere a un rotor Magnus con un cuerpo de rotación para transformar la fuerza del viento en una fuerza de empuje aprovechando el efecto Magnus, así como a un procedimiento para equilibrar un cuerpo de rotación de este tipo.

Un rotor Magnus, también denominado "rotor Flettner" o "rotor-vela", o un cuerpo de rotación similar simétrico en el giro gira alrededor de un eje de giro y, gracias a ello, aprovechando el efecto Magnus, transforma una corriente de aire, especialmente viento, en una fuerza aproximadamente transversal a la corriente de aire, la cual puede utilizarse como fuerza de empuje.

Durante un movimiento de giro del rotor Magnus, particularmente en el caso de grandes rotores Magnus, pueden producirse desequilibrios debido a una distribución asimétrica de las masas. Debido a los desequilibrios, se producen oscilaciones que perturban la estabilidad del rotor Magnus y pueden conducir a un mayor desgaste de las disposiciones de rodamientos o, incluso, a que estas se rompan.

En el caso de un cuerpo de rotación rígido, en especial, con un eje de rotación rígido, a saber, en el caso de un cuerpo de rotación en el que en la zona del régimen de revoluciones operativo solo se presenten reducidas deformaciones despreciables de modo que el cuerpo de rotación se comporta prácticamente como un cuerpo rígido ideal, es suficiente un equilibrado en dos planos o incluso solo en un plano (equilibrado simple) . En este sentido, un plano se encuentra perpendicular al eje de giro del cuerpo de rotación en una posición predeterminada en la dirección axial del eje de giro y está limitado por el tamaño del cuerpo de rotación.

No obstante, si un rotor-vela es tan grande en la dirección axial que, idealizando, no puede partirse de un cuerpo rígido, entonces ya no es suficiente con un equilibrado simple para conseguir un movimiento de giro estable sin desequilibrios.

Como estado general de la técnica ha de remitirse a los documentos DE102006025732A1 y DE29818774U1.

Por tanto, el objetivo de la presente invención es solventar al menos uno de los problemas antes descritos o, como mínimo, reducirlos. En especial, debe posibilitarse un equilibrado de masas giratorias desequilibradas en un rotor Magnus.

Para alcanzar el objetivo se propone, según la invención, un rotor Magnus según la reivindicación 1 así como un procedimiento según la reivindicación 9. En las reivindicaciones secundarias también se describen perfeccionamientos ventajosos.

El rotor Magnus según la invención sirve para transformar la fuerza del viento en una fuerza de empuje aprovechando el efecto Magnus. Presenta un cuerpo de rotación preparado para girar de forma simétrica en el giro respecto a un eje de giro así como un soporte sobre el que está montado el cuerpo de rotación, y está configurado en forma de cilindro. Este tipo de forma permite una incidencia homogénea del viento y es favorable en términos de la técnica de fabricación. Asimismo, el cuerpo de rotación presenta elementos que le confieren rigidez

denominados en lo sucesivo "elementos de rigidez".

Con ello, el cuerpo de rotación está preparado para alojar en un punto predeterminado contrapesos de equilibrado en al menos dos planos separados uno del otro en la dirección axial y perpendiculares al eje de giro. En este sentido, los puntos predeterminados se encuentran, en un plano de este tipo, en diferentes posiciones en la 50 dirección periférica del cuerpo de rotación. Es decir, en caso de un contorno circular de 360°, por ejemplo, cada punto de un plano con separaciones de 10° de 0° a 360° puede estar preparado para alojar contrapesos de equilibrado. Es decir, tiene lugar un equilibrado en tres dimensiones.

La colocación de los contrapesos en una posición predeterminada de este tipo sirve para equilibrar el cuerpo de 55 rotación. En este caso, se necesitan al menos dos planos en la dirección axial del eje de giro en el caso de un cuerpo de rotación en el que ya no puede partirse de un cuerpo rígido, tal como, por ejemplo, un rotor Magnus, para contrarrestar las deformaciones debidas a masas desequilibradas.

De forma alternativa, el cuerpo de rotación presenta elementos de contrapeso a los que puede extraerse masa, por

ejemplo, mediante orificios.

Preferiblemente, también un disco final que se encuentra en el extremo superior de un rotor Magnus dispuesto en perpendicular está preparado para el equilibrado. En el disco final se producen grandes momentos de flexión 5 debidos a un brazo de fuerza grande por ejemplo, en caso de que el rotor Magnus presente una altura superior a 25 metros, los cuales perturban la estabilidad del rotor Magnus.

Una forma de realización preferida del rotor Magnus consiste en que se colocan contrapesos de equilibrado en al menos dos elementos de rigidez. Para realizar un equilibrado preciso en los lugares en los que se presentan las 10 formas propias se propone prever los elementos de rigidez, por ejemplo, con una separación homogénea de un metro entre sí en la dirección axial del eje de giro. Separaciones preferidas son 0, 5 a 2 metros, en especial, 0, 8 a 1, 5 metros. De forma alternativa, las separaciones de los elementos de rigidez también pueden discurrir de forma no homogénea en la dirección axial del eje de giro. Separaciones preferidas son 0, 8 metros en un extremo del cuerpo de rotación aumentando en la dirección axial hasta separaciones de 1, 5 metros en el otro extremo del cuerpo de rotación.

En otra forma de realización preferida, puede accederse desde el interior al cuerpo de rotación y / o al soporte del rotor Magnus. Por tanto, puede accederse fácilmente al espacio interior del rotor Magnus para, por ejemplo, determinar los desequilibrios y / o para el subsiguiente equilibrado. Los accesos a las posiciones correspondientes en las que deben colocarse o de las que deben retirarse contrapesos de equilibrado pueden alcanzarse, por ejemplo, mediante escaleras y plataformas.

Preferiblemente, está previsto un soporte que se encuentra, al menos en parte, en el interior del cuerpo de rotación y presenta aberturas, a través de las cuales el personal de servicio puede acceder desde el soporte a al menos uno de 25 los elementos de rigidez. Las aberturas podrían estar colocadas, por ejemplo, también con separaciones regulares en la dirección axial del eje de giro, pudiendo adaptarse el número de aberturas según las necesidades.

En una forma de realización preferida, las aberturas se cierran mediante tapas. Las tapas pueden colocarse, por ejemplo, mediante una unión atornillada y, con ello, en caso necesario, también pueden retirarse. Esto tiene la ventaja de que, durante el funcionamiento del rotor Magnus, las aberturas no originan riesgos de seguridad, por ejemplo, para el personal de servicio, y, sin embargo, es posible un acceso desde el soporte a los elementos de rigidez para, en caso necesario, colocar contrapesos de equilibrado.

Preferiblemente, los elementos de rigidez se encuentran en el lado interior del cuerpo de rotación y discurren en 35 cada caso en la dirección periférica. Están configurados especialmente como cuadernas y / o nervios circundantes.

Resulta ventajoso, entre otras cosas, que los elementos de rigidez presenten escotaduras, orificios y / o salientes por todo el contorno con separaciones regulares. Con ello, los contrapesos de equilibrado pueden colocarse en diferentes posiciones predeterminadas en un plano del cuerpo de rotación, en cada caso, sobre los elementos de rigidez, en la zona de una escotadura de este tipo o un resalte de este tipo. Preferiblemente, las escotaduras, los orificios y / o los resaltes están colocados con... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

1. Rotor Magnus (1, 100) que presenta un cuerpo de rotación cilíndrico (2, 102) para transformar la fuerza del viento en una fuerza de empuje aprovechando el efecto Magnus, que comprende un eje de giro (110)

alrededor del cual gira el cuerpo de rotación (2, 102) , un soporte (3) sobre el cual está montado el cuerpo de rotación (2, 102) , caracterizado porque el cuerpo de rotación presenta elementos para conferir rigidez al cuerpo de rotación (2, 102) , el cuerpo de rotación (2, 102) presenta, en al menos dos planos separados entre sí en la dirección axial y perpendiculares al eje de giro (110) del cuerpo de rotación (2, 102) , alojamientos en los que se colocan contrapesos de equilibrado (111) .

2. Rotor Magnus (1, 100) según la reivindicación 1, caracterizado porque los contrapesos de equilibrado (111) están colocados en los elementos de rigidez.

3. Rotor Magnus (1, 100) según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque puede 15 accederse desde dentro al cuerpo de rotación (2, 102) y / o al dispositivo de soporte (3) .

4. Rotor Magnus (1, 100) según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque el soporte (3) está dispuesto, al menos parcialmente, en el interior del cuerpo de rotación (2, 102) y presenta aberturas

(5) para permitir al personal de servicio acceder, desde el soporte (3) , a al menos uno de los elementos de rigidez 20 (106) .

5. Rotor Magnus (1, 100) según la reivindicación 4, caracterizado porque las aberturas (5) se cierran con tapas (10) .

6. Rotor Magnus (1, 100) según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque los elementos de rigidez (106) se encuentran en el lado interior del cuerpo de rotación (2, 102) y discurren en la dirección periférica del cuerpo de rotación (2, 102) , así como están configurados principalmente como cuadernas (6) y / o nervaduras circundantes.

7. Rotor Magnus (1, 100) según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque los elementos de rigidez (106) presentan escotaduras, orificios y / o salientes por todo el contorno con separaciones regulares, por ejemplo, de 10 cm.

8. Rotor Magnus (1, 100) según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque un motor de propulsión (14) está dispuesto en el interior del soporte (3) , propulsando el motor de propulsión (14) al cuerpo de rotación (2, 102) .

9. Procedimiento para equilibrar un rotor Magnus (1, 100) según una de las reivindicaciones precedentes que comprende los pasos de girar el cuerpo de rotación (2, 102) mediante un motor de propulsión (14) en el interior del rotor Magnus (1, 100) , registrar desequilibrios de un cuerpo de rotación (2, 102) del rotor Magnus (1, 100) en al menos dos planos desfasados axialmente y dispuestos perpendiculares al eje de giro (110) del cuerpo de rotación (2, 102) , y colocar contrapesos de equilibrado (111) correspondientes en los elementos de rigidez (106) en los planos correspondientes para eliminar el desequilibrio.

10. Procedimiento según la reivindicación 9, caracterizado porque los contrapesos de equilibrado (111) se colocan en los elementos de rigidez (106) o se retiran de los elementos de rigidez (106) a través de las aberturas (5) de un soporte (3) .

11. Procedimiento según las reivindicaciones 9 o 10, caracterizado porque los contrapesos de 50 equilibrado (111) se fijan en cada caso mediante al menos un tornillo prisionero.

12. Procedimiento según las reivindicaciones 9 a 11, caracterizado porque el número de planos separados entre sí en la dirección axial y perpendiculares al eje de giro (110) del cuerpo de rotación (2, 102) en los que se colocan o de los que se retiran contrapesos de equilibrado (111) se fija en función de las distintas formas 55 propias de flexión (116, 117) que se presentan a un número de revoluciones predeterminado por debajo del régimen de revoluciones operativo.

13. Procedimiento según la reivindicación 12, caracterizado porque para n formas propias de flexión (116, 117) se colocan m contrapesos de equilibrado (111) en o planos separados axialmente entre sí

perpendiculares al eje de giro (110) del cuerpo de rotación (2, 102) o m+2 contrapesos de equilibrado (111) en o+2 planos perpendiculares al eje de giro (110) del cuerpo de rotación (2, 102) .

14. Vehículo, en especial, un buque (300) , con un rotor Magnus (1, 100, 301) según una de las 5 reivindicaciones 1 a 8.