Pala para aerogeneradores eólicos.

Pala para generadores eólicos, que está subdividida transversalmnte en dos o más tramos independientes, cada uno de los cuales cmprende paredes o cascaras aerodinámicas

(3) y una estructura logitudinal interna de refuerzo (4), cuyos tramos están dotados ensus secciones extremas de medios de conexión constituidos por inertos metálicos (10) que están alojados y fijados axialmente denro de las paredes de Ia estructura longitudinal interna resistene

Tipo: Patente Internacional (Tratado de Cooperación de Patentes). Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: PCT/ES2006/000147.

Solicitante: GAMESA INNOVATION & TECHNOLOGY, S.L.

Inventor/es: LLORENTE GONZALEZ,JOSE IGNACIO, VELEZ ORIA,SERGIO.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • SECCION F — MECANICA; ILUMINACION; CALEFACCION;... > MAQUINAS O MOTORES DE LIQUIDOS; MOTORES DE VIENTO,... > MOTORES DE VIENTO > Motores de viento con el eje de rotación dispuesto... > F03D1/06 (Rotores)

PDF original: ES-2478590_T3.pdf

 

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Pala para aerogeneradores eólicos.

Fragmento de la descripción:

PALA PARA GENERADORES EOLICOS.

La presente invención se refiere a una pala para generadores eólicos, que esta subdividida transversalmente en dos o mas tramos independientes, cada uno de los cuales comprende una estructura longitudinal resistente y una pared o cáscara externa aerodinámica y dispone en las secciones extremas enfrentables de medios de conexión.

Cada día los generadores eólicos se diseñan para obtener mayores potencias. Entre los componentes que intervienen en la potencia del aerogenerador están las palas que conforman el rotor. La aerodinámica y las dimensiones de las palas son fundamentales para aumentar la potencia del generador. Por este motivo cada día se fabrican palas de mayor longitud.

Debido a que los generadores eólicos se suelen montar en lugar de difícil acceso, el transporte de las palas suele presentar grandes problemas, especialmente por su longitud. Para resolver este problema es ya conocido subdividir transversalmente las palas en dos o mas tramos independientes, los cuales disponen en las secciones enfrentables de medios de unión.

En este sentido puede citarse la EP 1244873, en la cual se describe una pala para un rotor de generador eólico subdividida transversalmente en tramos que se unen entre sí mediante una infinidad de placas que conectan los bordes enfrentables de secciones consecutivas. El sistema de unión provoca un pretensado que hace que el composite trabaje a compresión, lo cual obliga a limitar la carga por punto de unión, haciendo necesario aumentar el número de puntos de unión, repartidos a lo largo de todo el perfil aerodinámico. Además los elementos de unión sobresalen de la superficie aerodinámica, provocando con ello una pérdida de rendimiento del aerogenerador.

Por la EP 1184566 se conoce una pala para aerogeneradores constituida por dos o más tramos longitudinales sucesivamente acoplables, cada uno de los cuales comprende un alma que esta formada por un tubo de fibra de carbono, sobre el que se incorporan una serie de costillas transversales de fibra de carbono o de vidrio. Sobre este conjunto se dispone una cubierta formada por cáscaras de fibra de vidrio o de carbono. Los tramos de tubo que constituyen el alma llevan solidarizados exterior e interiormente en sus porciones extremas unos casquillos que sirven como medio para unir tramos consecutivos. El alma de los tramos esta formada por un tubo de fibra de carbono, de pequeña sección, en comparación con la sección de dichos

tramos. Esto hace necesario recurrir a la disposición de las costillas transversales, también de fibra de carbono, para poder contar con una estructura de refuerzo consistente. La necesidad de disposición de las costillas comentadas supone una complicación y encarecimiento en la fabricación de la pala, especialmente por los procesos de montaje y pegado necesarios. Por otro lado, debido a la misma circunstancia apuntada, pequeña sección del alma de refuerzo respecto de la de los tramos, como la unión entre tramos se efectúa a través de los casquillos fijables al alma, se hace necesario que el número de puntos de anclaje entre los casquillos del alma de refuerzo de tramos consecutivos tengan que ser elevado, en todo el contorno de los casquillos, lo cual puede hacer que determinados puntos de unión que, pueden estar materializados mediante tornillos, pueden resultar de difícil acceso, constituyendo todo ello un problema a la hora de 1 montaje, que debe realizarse en el lugar de instalación del aerogenerador. Además debido a que la posición de los pernos de unión no se encuentra en alineación con el material resistente, se provocan cargas secundarias, tanto en el casquillo con en el alma resistente.

En la solicitud de patente EP 4388, de los mismos titulares que la presente solicitud, se describe una pala para generadores eólicos que esta subdividida transversalmente en dos o más tramos independientes que incluyen paredes o carcasas aerodinámicas externas y una estructura longitudinal interna resistente. Estos tramos están dotados en sus secciones extremas, de medios de conexión que incluyen orejetas unidas a la estructura longitudinal interna resistente, cuyas orejetas disponen de orificios para recibir tornillos o bulones de unión. Las orejetas sobresalen de las secciones extremas de la estructura longitudinal interna resistente en dirección axial, aproximadamente paralelas al eje de los tramos y situadas en posiciones coincidentes en tramos consecutivos, para recibir entre los orificios de cada pareja de orejetas enfrentadas los medios de conexión. Las orejetas van adosadas y unidas a las paredes de la estructura longitudinal interna resistente mediante tornillos, bulones o similares, 1 cual exige que se practique un elevado número de taladros, tanto en las paredes de la estructura longitudinal interna resistente como en las piezas que conforman las palas, para disponer los tornillos o bulones de conexión, pudiendo ello suponer un encarecimiento en los procesos de fabricación y una reducción de las secciones de las paredes de la estructura

longitudinal interna de refuerzo, con el consiguiente debilitamiento de las mismas.

El objeto de la presente invención es eliminar los problemas expuestos, mediante una pala subdividida en dos o mas tramos independientes, los cuales 5 incluyen una estructura 1ngitudinal interna resistente dotada en sus secciones extremas de medios de conexión que incluyen un número relativamente pequeño de puntos de unión y además que tales puntos de unión son fácilmente accesible, todo lo cual facilitará las operaciones de montaje en el lugar de instalación del aerogenerador. Además, los elementos de unión no 1 sobresalen respecto de la superficie aerodinámica.

Otro objeto de la invención es combinar los medios de conexión de los tramos con una especial constitución de la estructura longitudinal de refuerzo, de modo que se obtenga la máxima seguridad entre tramos, sin que se produzca prácticamente reducción de sección en las paredes de la estructura 15 longitudinal interna resistente. Además la fijación de los medios de unión a las secciones extremas de la estructura longitudinal interna de refuerzo se lleva a cabo por procesos que no suponen prácticamente un encarecimiento en la fabricación de la pala.

La invención permite situar los pernos de unión en alineación con el 2 material resistente, eliminando el riesgo de que se provoquen cargas secundarias.

La pala de la invención es del tipo expuesto, subdividida transversalmente en dos o mas tramos independientes que incluyen paredes o cáscaras aerodinámicas externas y una estructura longitudinal interna 25 resistente, estructura que incluye paredes que quedan adosadas y unidas mediante adhesivo a las cáscaras aerodinámicas de los tramos, estando además la estructura longitudinal interna resistente dotada en sus secciones extremas de medios de conexión que incluyen orificios enfrentables para recibir pernos o bulones de sujeción.

La presente invención esta especialmente dirigida a conseguir unos

medios de conexión que dispongan de un número relativamente reducido de puntos de unión y que éstos sean fácilmente accesibles, facilitando las labores de montajes en el lugar de instalación del aerogenerador. Además se prevé una especial constitución de las paredes de la estructura longitudinal interna de 35 refuerzo, que permite un sistema de unión de los medios de conexión a dichas

paredes por procesos que no suponen prácticamente encarecimiento en el costo de la pala.

Para ello, los medios de conexión consisten en insertos metálicos que están alojados y fijados axialmente dentro de las paredes de la estructura longitudinal interna resistente, a partir del canto libre de las mismas y situados en posiciones coincidentes.

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Reivindicaciones:

1Pala para generadores eólicos, que está subdividida transversalmente en dos o mas tramos independientes (1,2), cada uno de los cuales comprende paredes o cáscaras aerodinámicas (3) y una estructura longitudinal interna de refuerzo (4), que incluye paredes adosadas (5, 6) que son unidas mediante adhesivo a las cáscaras aerodinámicas (3), cuyos tramos (1,2) están dotados en sus secciones extremas de medios de conexión, con orificios enfrentables (19, 2,22) para recibir pernos o bulones de sujeción, caracterizada porque los medios de conexión citados consisten en insertos metálicos (1) que están alojados y fijados axialmente dentro de las paredes (5) de la estructura longitudinal interna resistente (4), a partir del canto libre de las mismas, en posiciones coincidentes en las secciones enfrentables de tramos consecutivos y donde las paredes (5) están constituidas, al menos en parte de su longitud, por un sándwich compuesto por una capa a base de fibras de refuerzo (7) y un núcleo intermedio (8) y a partir del canto libre y en coincidencia con el núcleo intermedio (8), se disponen perfiles tubulares a base de fibra de carbono (9), que definiendo el núcleo del sándwich y quedando en contacto con y estando unidos a las capas de fibra de refuerzo de dicho sándwich, los insertos metálicos (1) estando ubicados sobre los perfiles (9) teniendo una sección externa igual a la interna de los perfiles (9) a los que se unen mediante adhesivo

2.- Pala según la reivindicación 1 , caracterizada porque el sándwich de las paredes (5) de la estructura longitudinal de refuerzo (4) se transforma en las porciones extremas en las que se disponen los insertos metálicos (1), en un laminado sólido de fibras de refuerzo, en el que se mecanizan axialmente alojamientos para dichos insertos (1), los cuales se fijan mediante adhesivo a las fibras de refuerzo.

3.- Pala según la reivindicación 1, caracterizada porque los insertos metálicos (1) disponen a partir de su sección externa, de taladros axiales enfrentables, para recibir pernos de unión, que se fijan mediante tuercas y trabajarán a tracción.

4.- Pala según la reivindicación 3, caracterizada porque el taladro de uno de los insertos (1) esta rascado, para el enroscado de uno de los extremos de

un perno, mientras que el taladro del inserto opuesto carece de rosca y es de diámetro ligeramente mayor que el del perno, para permitir el paso de dicho perno, que sobresale a partir del taladro en una porción destinada a recibir tuercas de bloqueo.

5.- Pala según las reivindicación 1, caracterizada porque los insertos metálicos (1) disponen, a partir de su sección externa, de orejetas (21) que quedan ligeramente desfasadas entre sí en insertos enfrentables (1), de módo que queden adosadas entre sí al acoplar dos tramos consecutivos, disponiendo dichas orejetas de orificios enfrentables en la posición adosada para recibir, en dirección perpendicular al eje longitudinal de los tramos, un perno o bulón de unión que trabajara a cortadura.