Estructura de soporte vertical.

Estructura de soporte vertical (01) que comprende un pilar central (02) verticalmente orientado, no unido con el suelo

(06) y dotado de una superficie de apoyo superior para una construcción, al menos tres elementos de pie (05) unidos alrededor del pilar central (02) con el suelo (06) y, por cada elemento de pie (05), al menos un puntal radial superior (03) y un puntal radial inferior (04) con un respectivo eje longitudinal central (20, 21), una respectiva conexión superior (07, 09) al pilar central (02) y una respectiva conexión inferior (08, 10) al elemento de pie (05), caracterizada por un recorrido convexamente curvado de los ejes longitudinales centrales (20) de los puntales radiales superiores que comienza en la conexión superior (07) de los puntales radiales superiores (03) al pilar central (02), y por una disposición de al menos un elemento de tracción (11, 12) para cada puntal radial superior (03) que sirve para la compensación de fuerzas de pandeo y que lleva una conexión exterior (14, 16) al puntal radial superior (03) y una conexión interior (13, 15) al pilar central (02) o al puntal radial inferior (04) o a un puntal radial superior adicional (29) asociado a través del elemento de pie (05).

Tipo: Patente Internacional (Tratado de Cooperación de Patentes). Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: PCT/DE2011/000227.

Solicitante: Alfred-Wegener-Institut Helmholtz-Zentrum für Polar- und Meeresforschung.

Nacionalidad solicitante: Alemania.

Dirección: AM HANDELSHAFEN 12 27570 BREMERHAVEN ALEMANIA.

Inventor/es: HAMM-DUBISCHAR,CHRISTIAN.

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... > F03D11/04 (Estructuras de montaje)

PDF original: ES-2468825_T3.pdf

 

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Fragmento de la descripción:

Estructura de soporte vertical.

La invenciïn se refiere a una estructura de soporte vertical sobre un suelo con un pilar central verticalmente orientado, no unido con el suelo y dotado de una superficie de apoyo para una construcciïn, al menos tres elementos de pie unidos con el suelo alrededor del pilar central y, por cada elemento de pie, al menos un respectivo puntal radial superior y un respectivo puntal radial inferior, cada uno de ellos con un eje longitudinal y una conexiïn superior al pilar central y una conexiïn inferior al elemento de pie.

Las estructuras de soporte verticales pueden soportar sobre su superficie de apoyo, en funciïn de sus dimensiones, construcciones grandes y tambiïn construcciones pequeïas. Las estructuras de soporte verticales para construcciones grandes, por ejemplo obras tïcnicas, en la forma de realizaciïn de estructuras de cimentaciïn, armaduras portantes o montantes, se necesitan en diferentes aplicaciones, por ejemplo para soportar instalaciones energïticas, por ejemplo instalaciones de energïa eïlica mar adentro, centrales transformadoras, por ejemplo en forma de estaciones transformadoras instaladas sobre montantes y puntos nodales de cables en parques de energïa eïlica, recipientes de almacenaje, plataformas de trabajo, dispositivos de seïalizaciïn, grïas, torres o mïstiles. Segïn el caso de aplicaciïn, las estructuras de soporte verticales grandes pueden estar dispuestas sobre tierra firme o en agua sobre el fondo de una masa de agua actuante como suelo. En una disposiciïn en agua estas estructuras se pueden encontrar completamente debajo del agua o bien pueden sobresalir parcialmente (de manera duradera o temporal) del agua. Segïn el caso de aplicaciïn, pueden consistir tambiïn en materiales diferentes, por ejemplo metal, plïstico u hormigïn, con utilizaciïn exclusiva, o bien en un material compuesto, por ejemplo un material compuesto fibroso, o un material hïbrido, por ejemplo una combinaciïn de acero con hormigïn o plïstico, y pueden presentar dimensiones fuertemente diferentes, estando adaptados el material y las dimensiones a las fuerzas de compresiïn y tracciïn reinantes en la estructura de soporte vertical. Las estructuras de soporte verticales con menores dimensiones pueden estar dispuestas sobre un sencillo suelo plano resistente, por ejemplo de madera, vidrio o metal, y son conocidas, por ejemplo, en la electrïnica de entretenimiento para pantallas, televisores, ordenadores, altavoces e instrumentos musicales.

Una aplicaciïn principal para la estructura de soporte vertical reivindicada en un dimensionamiento grande reside en su uso como estructura de cimentaciïn para una instalaciïn de energïa eïlica mar adentro (OWEA) . En este caso, la estructura de soporte vertical soporta la torre de la OWEA con su superficie de apoyo superior. La porciïn principal en las energïas renovables para la generaciïn de corriente elïctrica consiste actualmente en mïs de un 40% de energïa eïlica. El desarrollo de instalaciones de fuerza eïlica progresa rïpidamente. Las alturas de la torres van de 30 m a 120 m y el diïmetro de los rotores va de 15 m a 127 m. En las alturas recientemente exploradas con velocidades de viento incrementadas y rotores agrandados las instalaciones pueden suministrar actualmente hasta 6 MW de potencia del generador. Las instalaciones mïs grandes se hacen funcionar principalmente como instalaciones de energïa eïlica mar adentro, ya que existen suficientes lugares de emplazamiento delante de las costas en un entorno no habitado y las velocidades del viento son aïn mayores. Sin embargo, en las regiones mar adentro reinan fundamentalmente condiciones distintas en comparaciïn con un emplazamiento en tierra, y aparte de grandes fuerzas del viento se presentan sobre todo tambiïn grandes fuerzas de las olas. Por tanto, se tienen que encontrar tambiïn en una OWEA adaptaciones para las estructuras de soporte verticales a fin de poder aguantar las enormes cargas. Ademïs, por motivos de protecciïn del medio ambiente, en las cimentaciones mar adentro se ha de tener presente ya al elegir la clase de cimentaciïn la reconstrucciïn completa de la instalaciïn despuïs de su puesta fuera de servicio. Todas las partes de la instalaciïn tienen que ser retiradas entonces hasta una profundidad de aproximadamente 2-4 m por debajo del fondo marino. La clase de cimentaciones de las OWEAs depende muy fuertemente de la profundidad del agua, la naturaleza del fondo marino y las condiciones del medio ambiente, tales como corrientes, subida de las mareas, olas, deshielo, etc. Para profundidades de agua de aproximadamente 30 m se diferencian monopilotes, cimentaciones de fuerza de gravedad y de tubos de aspiraciïn, asï como estructuras de trïpode y de armazïn. En estas ïltimas se hincan varios tubos pequeïos en el suelo. Sobre ellos se coloca una estructura de celosïa tridimensional (camisa) a base de una construcciïn de tubos que soporta la torre propiamente dicha de la OWEA. La conexiïn de la torre estï situada en general por debajo de la superficie del agua para mantener pequeïas las cargas de las olas y las cargas eventuales del hielo. Las estructuras de trïpode y de camisa tienen frente a los monopilotes las ventajas de que se pueden utilizar tambiïn a profundidades de agua mayores, necesitan menos preparativos del fondo marino y consiguen unas resistencias a la flexiïn y unas frecuencias propias de vibraciïn relativamente grandes. Frente a esto estïn los altos costes para la utilizaciïn de tubos de acero aptos para mar adentro (principalmente protecciïn contra la corrosiïn) y para su transporte y montaje, que estïn asociados, entre otras cosas, a las grandes masas y a las estructuras empleadas.

Estado de la tïcnica Se conoce por el documento GB 2 419 150 A una estructura de soporte vertical en ejecuciïn de celosïa, especialmente para una instalaciïn de energïa eïlica mar adentro, que estï constituida por un pilar central verticalmente orientado, pero que estï cimentado sobre el suelo, es decir que introduce fuerza en el suelo. Aparte de la fuerza del peso de la torre y de la gïndola del generador de la OWEA, se presentan tambiïn fuerzas del viento y

del agua (olas, corrientes, mareas) que actïan sobre la estructura de soporte vertical. Uniformemente alrededor del pilar central estïn cimentados tres elementos de pie sobre un cïrculo perifïrico. Por tanto, el peso de la estructura de soporte vertical se introduce en el suelo tanto a travïs del pilar central como de los elementos de pie. Para la uniïn con el pilar central estïn previstos por cada elemento de pie un puntal radial superior y un puntal radial inferior, derivïndose la denominaciïn "puntal radial" de su orientaciïn en la direcciïn del radio del cïrculo perifïrico. La constituciïn de la estructura de soporte vertical es rotacionalmente simïtrica, es decir que todos los puntales radiales superiores e inferiores se conectan al pilar central con sus conexiones superiores en el mismo plano radial respectivo. Un puntal radial superior y un puntal radial inferior estïn situados cada uno de ellos en un plano axial comïn que pasa por el respectivo elemento de pie, es decir que se asocian uno a otro a travïs del elemento de pie. Los ejes longitudinales centrales de los puntales radiales conocidos presentan un recorrido lineal. Los puntales radiales superiores discurren en este caso oblicuamente, mientras que los puntales radiales inferiores discurren horizontalmente. En caso de carga, se producen fuertes tensiones de entalladura en la zona de uniïn de los puntales radiales superiores - que discurren en lïnea recta bajo un ïngulo agudo - con el pilar central, las cuales pueden conducir a daïos. Un anillo de conexiïn con transiciones especialmente conformadas pretende ofrecer remedios.

Se conoce por el... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

1. Estructura de soporte vertical (01) que comprende un pilar central (02) verticalmente orientado, no unido con el suelo (06) y dotado de una superficie de apoyo superior para una construcciïn, al menos tres elementos de pie (05) unidos alrededor del pilar central (02) con el suelo (06) y, por cada elemento de pie (05) , al menos un puntal radial superior (03) y un puntal radial inferior (04) con un respectivo eje longitudinal central (20, 21) , una respectiva conexiïn superior (07, 09) al pilar central (02) y una respectiva conexiïn inferior (08, 10) al elemento de pie (05) , caracterizada por un recorrido convexamente curvado de los ejes longitudinales centrales (20) de los puntales radiales superiores que comienza en la conexiïn superior (07) de los puntales radiales superiores (03) al pilar central (02) , y por una disposiciïn de al menos un elemento de tracciïn (11, 12) para cada puntal radial superior (03) que sirve para la compensaciïn de fuerzas de pandeo y que lleva una conexiïn exterior (14, 16) al puntal radial superior

(03) y una conexiïn interior (13, 15) al pilar central (02) o al puntal radial inferior (04) o a un puntal radial superior adicional (29) asociado a travïs del elemento de pie (05) .

2. Estructura de soporte vertical (01) segïn la reivindicaciïn 1, caracterizada por un recorrido convexamente curvado del eje longitudinal central (19) del puntal radial superior (03) al menos hasta su centro (23) .

3. Estructura de soporte vertical (01) segïn la reivindicaciïn 1, caracterizada por una disposiciïn de al menos un elemento de tracciïn superior (11) con su conexiïn exterior (14) por encima del centro (23) del puntal radial superior

(03) y con su conexiïn interior (13) por encima del centro (22) del pilar central (02) entre las conexiones superiores (07, 09) del puntal radial superior (03) y el puntal radial inferior (04) , y al menos un elemento de tracciïn inferior (12) con su conexiïn exterior (16) por debajo del centro (23) del puntal radial superior (03) y con su conexiïn interior (15) en la zona del centro (24) del puntal radial inferior (04) conectado al mismo elemento de pie (05) que el puntal radial superior (03) .

4. Estructura de soporte vertical (01) segïn la reivindicaciïn 1, caracterizada por una conexiïn superior (09) del puntal radial inferior (04) al pilar central (02) a una altura (h) sobre el suelo (06) de un tercio a la mitad de la altura (H) de la conexiïn superior (07) del puntal radial superior (03) sobre el suelo (06) .

5. Estructura de soporte vertical (01) segïn la reivindicaciïn 1, caracterizada por elementos de tracciïn horizontales adicionales (18) con ambas conexiones (25) entre los puntales radiales superiores (03) por encima de su centro (23) .

6. Estructura de soporte vertical (01) segïn la reivindicaciïn 1, caracterizada por varios puntales radiales superiores y/o inferiores (03, 04) por cada elemento de pie (05) .

7. Estructura de soporte vertical (01) segïn la reivindicaciïn 1, caracterizada por una configuraciïn rotacionalmente simïtrica de la estructura de soporte vertical (01) .

8. Estructura de soporte vertical (01) segïn la reivindicaciïn 1, caracterizada por un recorrido convexamente curvado de los ejes longitudinales centrales (21) de tambiïn los puntales radiales inferiores (04) , que comienza en la conexiïn superior (09) de los puntales radiales inferiores (03) al pilar central (02) .

9. Estructura (01) segïn la reivindicaciïn 5, caracterizada por una configuraciïn de los elementos de tracciïn superiores y/o inferiores (11, 12) y/o los elementos de tracciïn horizontales (18) como cables (17) , una configuraciïn del pilar central (02) como un tubo de acero o un perfil de acero de una o varias piezas, una configuraciïn del puntal radial superior (03) como un tubo de acero de una o varias piezas o una placa de acero y/o una configuraciïn del puntal radial inferior (04) como un tubo de acero o un perfil de acero de una o varias piezas.

10. Estructura de soporte vertical (01) segïn la reivindicaciïn 9, caracterizada por una configuraciïn de los cables

(17) como cables de acero, una configuraciïn del pilar central (02) como un perfil de acero de forma de Y y/o una configuraciïn del puntal radial inferior (04) como un perfil de acero de forma de T.

11. Estructura de soporte vertical (01) segïn la reivindicaciïn 9, caracterizada por una configuraciïn de al menos los puntales radiales superiores (03) a base de segmentos de tubo de acero lineales o curvados (27) con zonas de uniïn angulosas (28) .

12. Estructura de soporte vertical (01) segïn la reivindicaciïn 11, caracterizada por unas conexiones exteriores (14, 16) de los elementos de tracciïn (11, 12) en la regiïn de las zonas de uniïn angulosas (28) .

13. Estructura de soporte vertical (01) segïn la reivindicaciïn 1, caracterizada por un recorrido cïnico del contorno exterior del pilar central (02) desde las conexiones superiores (07) de los puntales radiales superiores (03) al pilar central (02) hasta las conexiones superiores (09) de los puntales radiales inferiores (04) y/o un recorrido cïnico del contorno exterior de los puntales radiales superiores (03) y/o los puntales radiales inferiores (04) desde sus conexiones superiores (07, 09) al pilar central (2) hasta los elementos de pie (05) .