GRUPO DE ELEMENTOS Y PROCEDIMIENTO PARA LA ELEVACIÓN DE LA GÓNDOLA Y/O EL ROTOR DEL AEROGENERADOR.

Grupo de elementos y procedimiento para la elevación del rotor y/o la góndola en la torre del aerogenerador, que contiene un elemento de soporte

(2) que se instala en la parte superior de la torre (1), uno o varios dispositivos de elevación (11), cabrestantes, en el suelo con cables (12) que suben hasta el elemento soporte (2) y se vinculan a un sistema de poleas (9), polipastos, bajando el/los cable/s (12) hasta asegurar un elemento de desplazamiento (13) que se mueve verticalmente por la torre (1) para ascender la góndola (7) y las palas del rotor (8) mediante el tiro de los cabrestantes hasta el elemento soporte (2), donde un carro (10) se desplazará por un carril hasta la vertical del eje de la torre para descender, mediante el funcionamiento de uno/s polipastos, la góndola (7) y el rotor (8) hasta su lugar de ubicación.

Tipo: Patente de Invención. Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: P201230946.

Solicitante: INGECID INVESTIGACIÓN Y DESARROLLO DE PROYECTOS, S.L.

Nacionalidad solicitante: España.

Inventor/es: BALLESTER MUÑOZ,FRANCISCO, RICO ARENAL,JOKIN.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • 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))
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GRUPO DE ELEMENTOS Y PROCEDIMIENTO PARA LA ELEVACIÓN DE LA GÓNDOLA Y/O EL ROTOR DEL AEROGENERADOR.

Fragmento de la descripción:

GRUPO DE ELEMENTOS Y PROCEDIMIENTO PARA LA

ELEVACIÓN DE LA GÓNDOLA Y/O EL ROTOR DEL AEROGENERADOR

Campo de la invención

Esta invención se refiere a un conjunto de elementos que sirven para elevar hasta lo alto de la torre de un aerogenerador las palas del rotor y/o la góndola, también llamada nacelle, hasta colocar la góndola con las palas en su posición operativa en el extremo superior de la torre. La invención también refiere las fases del procedimiento de elevación. El mismo sistema se puede usar para descender desde lo alto de la torre dichos componentes del aerogenerador para su recambio, reparación o mantenimiento.

Esta invención también puede ser de aplicación para las labores de elevación/descenso de los componentes que deben situarse en lo alto de construcciones similares, como puede ser cualquier tipo de pilón o mástil.

Antecedentes de la invención

En los últimos años la energía eólica ha experimentado un importante desarrollo que la ha situado como una de las energías renovables más implantadas, al ser una forma eficaz de producir energía eléctrica y evitar por completo la emisión de dióxido de carbono a la atmósfera. La preocupación internacional por las posibles consecuencias medioambientales, económicas y sociales del cambio climático ha provocado que se hayan replanteado las formas en el uso de la energía, encontrando en las energías renovables o energías verdes una solución al

deterioro medioambiental causado por las energías

convencionales.

Un aerogenerador eólico es una máquina que

transforma la energía del viento en energía eléctrica. Se compone de una estructura en forma de torre que soporta a una determinada altura el rotor que está acoplado a una góndola, componentes que producen la electricidad del aerogenerador. El rotor se compone de las palas dispuestas en hélice, generalmente son tres, que transmiten la potencia del viento, formando parte del rotor el buje con el que el rotor se vincula a la góndola

o nacelle que es el armazón en cuyo interior se encuentran los elementos eléctricos y mecánicos necesarios para convertir la energía mecánica rotacional del rotor en energía eléctrica. La góndola se une a la torre por una corona dentada que permite la orientación del rotor al viento.

En un principio las torres eran metálicas, necesitando grúas de gran capacidad para la elevación o descenso de la góndola y el rotor hasta su posición en la torre, grúas que son móviles y se trasladan hasta el lugar de ubicación del aerogenerador para estos trabajos.

Las dimensiones del aerogenerador, con diseños cada vez más potentes, ha desembocado en torres de gran altura, soportando un rotor con palas que pueden alcanzar cada una de ellas una longitud de 50 metros, con un peso del conjunto del rotor que oscila alrededor de 50 Toneladas. La góndola puede llegar a alcanzar en el futuro un peso de entre 200 a 400 Toneladas.

El aumento de las potencias y tamaños de los aerogeneradores ha motivado la aparición de nuevas tecnologías constructivas, como la introducción de torres de hormigón ejecutadas “in situ” que son usadas

como elemento de soporte para la elevación de las cargas del aerogenerador al aportar mayor capacidad de resistencia a la flexión y a la torsión que las tradicionales torres metálicas. Esto permite obtener una importante reducción de costes y una simplificación del proceso.

Descripción de la invención

La invención propone un procedimiento de elevación con el concurso de elementos que permiten tanto la elevación como el posicionamiento de la turbina del aerogenerador, conformada por el rotor y la góndola, en su lugar de ubicación en lo alto de la torre.

Estos elementos de elevación y posicionamiento son de fácil transporte y montaje, con sencillo desmontaje una vez se ha realizado la instalación de la góndola y el rotor en la torre; pueden ser usados tanto para las máquinas instaladas en tierra, “onshore”, como en el mar, “offshore”.

El procedimiento permite subir separada la góndola o conjuntamente con las palas del rotor para situarlos en su lugar de ubicación en lo alto de la torre, utilizando para este trabajo la propia torre del aerogenerador como elemento de ascensión. Esta invención este ideada, principalmente, para torres construidas “in situ”.

Para este fin, la invención utiliza uno o varios dispositivos de elevación de cargas que están afianzados en la base de la torre, anclados a la cimentación, dispositivos con uno o más cables cada uno de ellos, cables que ascienden desde su posición de tiro hasta una estructura soporte que se halla en la parte superior de

la torre, para descender el/los cables por el lado opuesto de la torre hasta el suelo donde se colocarán la góndola y palas del rotor antes de su elevación. El o los extremos de el/los cables se asegurarán a un elemento de desplazamiento de configuración ventajosa para deslizarse verticalmente por la torre, sin desplazamientos horizontales, al ponerse en funcionamiento los dispositivos de elevación.

La estructura soporte ubicada en la parte superior de la torre será por donde discurren los cables que salen de los dispositivos de elevación vertical, pudiendo también servir esta estructura soporte para desplazar la carga en sentido horizontal mediante el concurso de un carro que se desplaza por un carril, una vez dicha carga se halla situada en la parte superior. La góndola se colocará en su posición operativa, anclada en la corona dentada que se encuentra en el extremo de la torre, mediante el funcionamiento de poleas móviles presentes en la estructura soporte y vinculadas al carro. Dicha estructura soporte está compuesta por materiales fácilmente transportables y montables.

Para complementar la descripción que se está realizando y con objeto de ayuda a una mejor comprensión de las características del invento, se acompaña la presente memoria descriptiva de planos, mostrando el modo

de realización preferente, donde, con carácter

ilustrativo y no limitativo, se ha representado lo

siguiente:

Figura 1. Vista de la torre del aerogenerador con el elemento soporte.

Figura 2. Muestra la elevación por la torre de la góndola.

Figura 3. Muestra la colocación del rotor en la góndola a una determinada altura.

Figura 4. Vista en planta del elemento soporte, la góndola y el rotor.

Figura 5. Muestra la fase de elevación cuando llega la carga a la parte superior de la torre.

Figura 6. Detalle de la góndola en su desplazamiento horizontal; se muestra sin rotor para apreciar el carro desplazable por el carril.

Figura 7. Vista de la góndola con rotor situada en la vertical del eje de la torre, antes de ser colocada en su lugar de ubicación.

Figura 8. Muestra el aerogenerador instalado, habiéndose retirado la estructura soporte.

Realización preferente de la invención

De acuerdo con las figuras, como trabajo inicial en el procedimiento de elevación es preciso instalar en la torre (1) , en su parte superior, una estructura soporte (2) que presenta una parte vertical (3) que se asegura mediante anclajes (4) a la torre (1) , perpendicular a otra parte horizontal (5) que se dispone paralela al suelo. La parte horizontal (5) presenta un tramo situado encima del extremo de la torre (1) , con unas dimensiones que, al menos, sean equivalentes a la anchura del extremo superior de la torre más la anchura de la góndola (7) . Este diseño resulta ventajoso para posibilitar la elevación de la...

 


Reivindicaciones:

1. Grupo de elementos para la elevación de la góndola y/o el rotor del aerogenerador y la instalación en su lugar de ubicación en extremo superior de la torre (1) , caracterizado porque comprende:

. una estructura soporte (2) anclada en la parte superior de la torre (1) .

. uno o más dispositivos de elevación (11) de cargas con al menos un cable (12) .

. un elemento de desplazamiento (13) que se desplaza verticalmente en la torre (1) .

2. Grupo de elementos para la elevación, según la reivindicación 1, caracterizado porque la estructura soporte (2) presenta una parte horizontal (5) que se dispone paralela al suelo y una parte vertical (3) , perpendicular al horizontal, que se asegura mediante anclajes (4) a la torre (1) .

3. Grupo de elementos para la elevación, según la reivindicación 1, caracterizado porque la estructura soporte (2) son dos vigas en paralelo formando la parte horizontal (5) , vinculadas a otra viga de mayor anchura que forma la parte vertical (3) y que está anclada a la torre (1) .

4. Grupo de elementos para la elevación, según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la parte horizontal (5) de la estructura soporte (2) contiene un tramo (6) que se encuentra encima del extremo de la torre (1) y que presenta dimensiones este tramo (6) equivalentes a la anchura del extremo superior de la torre (1) más la anchura de la góndola (7) .

5. Grupo de elementos para la elevación, según la reivindicación 1, caracterizado porque la estructura soporte (2) contiene un carro (10) que se desplaza horizontalmente por un carril por la parte horizontal (5) .

6. Grupo de elementos para la elevación, según las reivindicaciones 4 y 5, caracterizado porque el carro (10) se desplaza por el tramo (6) de la parte horizontal (5) situado encima del extremo de la torre (1) .

7. Grupo de elementos para la elevación, según la reivindicación 1, caracterizado porque la estructura soporte (2) contiene un sistema de poleas (9) con al menos una polea.

8. Grupo de elementos para la elevación, según la reivindicaciones 6 y 7, caracterizado porque el sistema de poleas (9) se encuentra vinculado con el carro (10) .

9. Grupo de elementos para la elevación, según la reivindicaciones 7 y 8, caracterizado porque el sistema de poleas (9) consiste al menos en un polipasto.

10. Grupo de elementos para la elevación, según cualquiera de la reivindicación anterior, caracterizado porque cada uno de los cables (12) se dividen en dos en la estructura soporte (2) tras pasar cada uno de ellos por un polipasto (9) .

11. Grupo de elementos para la elevación, según la reivindicación 1, caracterizado porque los cables

(12) ascienden desde el dispositivo de elevación (11) de cargas hasta la estructura soporte (2) para asegurar al elemento de desplazamiento (13) .

12. Grupo de elementos para la elevación, según la reivindicación 1, caracterizado porque el dispositivo

de elevación (11) de cargas es un cabrestante anclado en la base de la torre (1) .

13. Grupo de elementos para la elevación, según la reivindicación 2, caracterizado porque los anclajes

(4) mediante los que se instala la estructura soporte

(2) se disponen próximos a la cima de la torre (1) y son pernos que se enroscan a una o varias roscas hembras que quedan embebidas en la torre (1) .

14. Grupo de elementos para la elevación, según la reivindicación 1, caracterizado porque el elemento de desplazamiento (13) consiste en una plataforma que contiene ruedas o rodamientos que le permiten su movimiento por la superficie de la torre (1) .

15. Grupo de elementos para la elevación, según la reivindicación 1, caracterizado porque el elemento de desplazamiento (13) está configurado por un sistema de guiado formado por uno o más carriles adosadas a la superficie de la torre (1) .

16. Procedimiento para la elevación de la góndola y/o el rotor del aerogenerador y la instalación en su lugar de ubicación en extremo superior de la torre (1) , caracterizado porque comprende las siguientes fases:

. Instalación en la parte superior de la torre mediante anclajes (4) de una estructura soporte (2) , incorporando a dicha estructura al menos un sistema de poleas (9) vinculado a un carro (10) que se puede desplazar horizontalmente por la estructura soporte (2) mediante un carril.

. Instalación en la base de la torre de, al menos, un dispositivo de elevación (13) con al menos un cable (12) .

. Instalación del cable/s (12) desde el dispositivo de elevación (13) hasta el sistema de poleas

(9) , para que descienda el cable/s (12) hasta la posición de un elemento de desplazamiento (13) que se desplaza por la superficie de la torre (1) .

17. Procedimiento, según reivindicación

anterior, caracterizado porque incluye la fase de ascensión del elemento de desplazamiento (13) con la góndola (7) hasta una determinada altura en la que se colocará el rotor (8) , siguiendo la ascensión hasta la cima de la torre (1) .

1.

18. Procedimiento, según las reivindicaciones 16 y 17, caracterizado porque incluye la fase de realizar el movimiento horizontal de la góndola (7) y/o el rotor (8) mediante el funcionamiento del carro (10) que es movido por el dispositivo de elevación (11) de cargas y,

posteriormente, con el funcionamiento del sistema de poleas (9) , encajar la góndola en el extremo superior de la torre (1) .

19. Procedimiento para la elevación del rotor y la góndola en la torre del aerogenerador, según las

reivindicaciones de 16 a 18, caracterizado porque una vez está instalada la góndola (7) y el rotor (8) se procede a retirar la estructura soporte (2) dejando embebidos en la torre los elementos que conforman el anclaje (4) .