Estructura giratoria y turbina eólica horizontal que utiliza dicha estructura.

Estructura giratoria que comprende: un mecanismo de cojinete rodante (8) que comprende: un anillo estacionario

(81) que está formado por una pluralidad de carriles curvos (84) cada uno de ellos con una curvatura predeterminada, y que presenta una forma de anillo sinfín; y una pluralidad de bloques deslizantes (82) que están montados en el anillo estacionario (81) mediante un gran número de elementos rodantes (83), y que pueden moverse libremente a lo largo del anillo estacionario (81); y un mecanismo de cojinete deslizante (9) que comprende: una mesa giratoria (91) que está fijada a la pluralidad de bloques deslizantes (82) del mecanismo de cojinete rodante (8) y presenta forma anular, estando configurada la mesa giratoria (91) para soportar un objeto que va a ser girado; y un elemento de rodamiento (92), que presenta una sección transversal sustancialmente en C de modo que abraza la mesa giratoria (91) axialmente con respecto a la misma, y forma un rodamiento deslizante junto con la mesa giratoria (91).

Tipo: Patente Internacional (Tratado de Cooperación de Patentes). Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: PCT/JP2010/070084.

Solicitante: THK CO., LTD.

Nacionalidad solicitante: Japón.

Dirección: 11-6, Nishigotanda 3-chome Shinagawa-ku Tokyo 141-8503 JAPON.

Inventor/es: YAMADA, YUKIO, YAMASHITA,SHINJI.

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)
  • SECCION F — MECANICA; ILUMINACION; CALEFACCION;... > ELEMENTOS O CONJUNTOS DE TECNOLOGIA; MEDIDAS GENERALES... > ARBOLES; ARBOLES FLEXIBLES; MEDIOS MECANICOS PARA... > Cojinetes para piezas de desplazamiento exclusivamente... > F16C29/06 (en los cuales las bolas o los rodillos no soportan la carga nada más que sobre una parte del camino de rodadura)
  • SECCION F — MECANICA; ILUMINACION; CALEFACCION;... > MAQUINAS O MOTORES DE LIQUIDOS; MOTORES DE VIENTO,... > MOTORES DE VIENTO > F03D1/00 (Motores de viento con el eje de rotación dispuesto sustancialmente paralelo al flujo de aire que entra al rotor (su control F03D 7/00))
  • SECCION F — MECANICA; ILUMINACION; CALEFACCION;... > ELEMENTOS O CONJUNTOS DE TECNOLOGIA; MEDIDAS GENERALES... > ARBOLES; ARBOLES FLEXIBLES; MEDIOS MECANICOS PARA... > Cojinetes para piezas de desplazamiento exclusivamente... > F16C29/02 (Cojinetes de contacto deslizante)
  • SECCION F — MECANICA; ILUMINACION; CALEFACCION;... > ELEMENTOS O CONJUNTOS DE TECNOLOGIA; MEDIDAS GENERALES... > ARBOLES; ARBOLES FLEXIBLES; MEDIOS MECANICOS PARA... > F16C21/00 (Combinaciones de cojinetes de contacto deslizante con cojinetes de bolas o de rodillos, para movimiento rotativo exclusivamente (F16C 17/24, F16C 19/52 tienen prioridad))

PDF original: ES-2486679_T3.pdf

 

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Fragmento de la descripción:

CAMPO TÉCNICO DE LA INVENCIÓN

La presente invención hace referencia a una estructura giratoria y a una turbina eólica de eje horizontal que utiliza dicha estructura giratoria.

ANTECEDENTES

Por ejemplo, una turbina eólica de eje horizontal a utilizar en un aerogenerador incluye un buje que se apoya de forma que pueda rotar sobre una góndola que aloja un generador eléctrico, y una pluralidad de palas que se extienden radialmente desde el buje. Cada una de las palas está acoplada al buje mediante una estructura giratoria de modo que el ángulo de montaje en el buje (a partir de ahora llamado "ángulo de paso") puede ser modificado (Literatura de Patentes 1). Mediante el oportuno cambio del ángulo de paso de la pala se puede controlar la eficiencia de generación según la velocidad del viento representada por vientos suaves o vientos fuertes, suprimir la presión del viento en momentos de viento fuerte como por ejemplo un tifón, y evitar la sobrevelocidad de la propia turbina eólica de eje horizontal.

Dentro de este tipo de estructuras giratorias, según se describe en la Literatura de Patente 1 y en la Literatura de Patente 2, es conocido un rodamiento giratorio que posee un gran número de elementos rodantes dispuestos entre un anillo interior y un anillo exterior. Concretamente, el rodamiento giratorio incluye: un anillo exterior dotado de una superficie de rodadura para los elementos rodantes formada a lo largo de una superficie periférica interior del anillo exterior; un anillo interior dotado de una superficie de rodadura opuesta a la superficie de rodadura del anillo exterior y formada a lo largo de una superficie periférica exterior del anillo interior; y un gran número de elementos rodantes capaces de rodar entre el anillo exterior y el anillo exterior mientras soportan cargas. Como elementos rodantes pueden utilizarse cualquier tipo de bolas y rodillos. En el caso de utilizar rodillos en vez de bolas, para evitar que el anillo interior y el anillo exterior se separen entre sí debido a las cargas, es necesario disponer los rodillos en una única superficie de rodadura en una estructura de rodillos cruzada, o formar unas superficies de rodamiento de doble fila y variar la dirección de la inclinación de los rodillos entre las respectivas superficies de rodamiento.

DOCUMENTOS SOBRE LOS ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN Literatura de patentes

Literatura de patentes 1: WO 27/61439 Literatura de patentes 2: JP 29 127 647 (THK Co. Itd) DIVULGACIÓN DE LA INVENCIÓN PROBLEMAS QUE RESUELVE LA INVENCIÓN

En los últimos años se ha venido aumentando el tamaño de los aerogeneradores con el fin de aumentar su potencia nominal y, en consecuencia, también ha aumentado el diámetro de las turbinas eólicas de eje horizontal. Entre estos aerogeneradores existe un aerogenerador en el que la pala, componente de la turbina eólica de eje horizontal, tiene hasta varias decenas de metros de longitud. Por lo tanto, el rodamiento giratorio para acoplar cada una de las palas al buje tiende a aumentar en diámetro también.

No obstante, se precisan unas instalaciones especiales para fabricar un rodamiento giratorio de unas dimensiones tan enormes. Además, es necesario adquirir productos de acero adecuados para la fabricación. Como resultado, los costes de producción aumentan.

Por otra parte, las cargas aplicadas a la estructura giratoria de las palas concebidas como una carga axial aplicada en una dirección axial de la estructura giratoria, una carga radial aplicada en una dirección perpendicular a la dirección axial y una carga de momento. Cuando la turbina eólica de eje horizontal gira, se

aplica una fuerza centrífuga a cada pala, que a su vez es aplicada a la estructura giratoria como carga axial. Además, una fuerza para hacer rotar el buje, que se genera cuando la pala recibe viento, se aplica a la estructura giratoria como carga de momento. Así, de entre las cargas aplicadas a la estructura giratoria de la pala, la carga axial y la carga de momento son extremadamente grandes comparadas con la carga radial y esta tendencia es más significativa a medida que aumenta la longitud total de la pala.

Sin embargo, en el rodamiento giratorio convencional mencionado arriba, en su aspecto estructural, las capacidades de soportar la carga radial y la carga axial son sustancialmente iguales entre sí. Por lo tanto, cuando el número de elementos rodantes o el diámetro de los elementos rodantes aumenta para que la carga admisible a soportar se ajuste a un valor más alto para tener en consideración la elevada carga axial o de momento, la capacidad para soportar la carga radial es, inevitablemente, excesivamente elevada. Así pues, en este punto surge el problema de que la capacidad de soportar carga excesiva causa un incremento de costes innecesario.

MEDIOS PARA RESOLVER LOS PROBLEMAS

A la vista del problema anteriormente mencionado se ha realizado la presente invención y, por lo tanto, es un objeto de la misma proporcionar una estructura giratoria capaz de soportar de forma fiable la carga radial, la carga axial y la carga de momento aplicadas a dicha estructura giratoria y que ésta sea fabricable a bajo coste. Con el fin de alcanzar el objeto mencionado anteriormente, la presente invención proporciona una estructura giratoria que incluye: un mecanismo de cojinete rodante que incluye: un anillo estacionario que está formado por una pluralidad de carriles curvos, cada uno de ellos con una curvatura predeterminada, que adoptan una forma de anillo sinfín; una pluralidad de bloques deslizantes que están montados en el anillo estacionario a través de un gran número de elementos rodantes y que pueden moverse libremente por el anillo estacionario; y un mecanismo de cojinete deslizante que incluye: una mesa giratoria que está sujeta a la pluralidad de bloques deslizantes del mecanismo de cojinete rodante y que presenta una forma anular, estando la mesa giratoria configurada para soportar el objeto que va a ser girado; y un elemento de rodamiento que presenta una sección transversal sustancialmente en C que abraza la mesa giratoria axialmente con relación a la estructura giratoria y forma un rodamiento de deslizamiento junto con la mesa giratoria.

EFECTOS DE LA INVENCIÓN

Según la estructura giratoria de la presente invención mencionada arriba, el mecanismo de cojinete rodante puede soportar de forma fiable la carga radial aplicada a la estructura giratoria y el mecanismo de cojinete deslizante puede soportar de forma fiable la carga axial y la carga de momento aplicada a la estructura giratoria. Por lo tanto, aún en el caso en que la carga axial y la carga de momento sean extremadamente elevadas en comparación con la carga radial, no es necesario aumentar el número de elementos rodantes ni el diámetro de los elementos rodantes como sería el caso si se tratara de una estructura giratoria convencional. En consecuencia, no se produce un aumento de costes innecesario, resultando en una estructura giratoria que puede fabricarse a bajo coste.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS

[FIG. 1] Vista frontal de un ejemplo de un aerogenerador al que se le ha aplicado la estructura giratoria objeto de la presente invención.

[FIG. 2] Vista en sección de un ejemplo de la estructura giratoria de la presente invención.

[FIG. 3] Vista en perspectiva de un ejemplo de mecanismo de cojinete rodante como componente de la estructura giratoria.

[FIG. 4] Vista en perspectiva de una combinación de un carril curvo y un bloque deslizante como componentes del mecanismo de cojinete rodante ilustrado en la FIG. 3.

MODO DE REALIZACIÓN DE LA INVENCIÓN

A continuación se describe en detalle la estructura giratoria objeto de la presente invención, haciendo referencia a los dibujos que la acompañan.

... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

1. Estructura giratoria que comprende: un mecanismo de cojinete rodante (8) que comprende: un anillo estacionario (81) que está formado por una pluralidad de carriles curvos (84) cada uno de ellos con una curvatura

predeterminada, y que presenta una forma de anillo sinfín; y una pluralidad de bloques deslizantes (82) que están montados en el anillo estacionario (81) mediante un gran número de elementos rodantes (83), y que pueden moverse libremente a lo largo del anillo estacionario (81); y un mecanismo de cojinete deslizante (9) que comprende: una mesa giratoria (91) que está fijada a la pluralidad de bloques deslizantes (82) del mecanismo de cojinete rodante (8) y presenta forma anular, estando configurada la mesa giratoria (91) para soportar un objeto 1 que va a ser girado; y un elemento de rodamiento (92), que presenta una sección transversal sustancialmente en C de modo que abraza la mesa giratoria (91) axialmente con respecto a la misma, y forma un rodamiento deslizante junto con la mesa giratoria (91).

2. Estructura giratoria según la reivindicación 1 caracterizada porque, la mesa giratoria (91) o el elemento de rodamiento (92) que forman el mecanismo de cojinete deslizante (9), posee una placa deslizante fijada a ellos,

presentando dicha placa deslizante propiedades autolubricantes.

3. Turbina eólica de eje horizontal (2) que comprende: un buje (5) que sirve de eje de rotación, y una pluralidad de palas (6) acopladas radialmente al buje, caracterizada porque la estructura de acoplamiento de cada una de la pluralidad de palas (6) al buje (5) comprende la estructura giratoria según las reivindicaciones 1 o 2.