Rotor de aerogenerador con freno para la inclinación de las palas.

Rotor de aerogenerador que comprende un buje, una pluralidad de palas,

y por lo menos un sistema deinclinación de las palas para girar una pala sustancialmente a lo largo de su eje longitudinal y que comprende uno omás frenos para la inclinación de las palas,

definiéndose una posición por debajo de la inclinación nominal como posición predefinida de la palapara velocidades del viento iguales o inferiores a la velocidad nominal del viento, en el queun freno para la inclinación de las palas comprende por lo menos un elemento de disco de freno y unaprimera pastilla de freno, y en el que

uno del buje y una pala comprende dicho elemento de disco de freno y el otro del buje y la palacomprende dicha primera pastilla de freno,

estando dispuestos el elemento de disco de freno y la pastilla de freno de manera que cuando la palase encuentra sustancialmente en la posición por debajo de la inclinación nominal o cerca de la misma el elemento dedisco de freno y la pastilla están en contacto por rozamiento entre sí, y cuando la pala no se encuentra en la posiciónpor debajo de la inclinación nominal o cerca de la misma el elemento de disco de freno y la primera pastilla de frenono están en contacto por rozamiento entre sí o están en contacto por rozamiento reducido, en el queel freno para la inclinación de las palas es pasivo.

La presente invencion se refiere a un rotor de aerogenerador, y mas concretamente a un rotor de aerogenerador que comprende uno o mas sistemas de inclinacion de las palas para girar una o mas palas sustancialmente a lo largo de su eje longitudinal.

Antecedentes de la tecnica Los aerogeneradores modernos se utilizan comunmente para suministrar electricidad a la red electrica. Los aerogeneradores de este tipo generalmente comprenden un rotor con un buje rotor y una pluralidad de palas. El rotor gira bajo la influencia del viento sobre las palas. El giro del eje del rotor acciona el rotor del generador, ya sea directamente ("aerogenerador accionado directamente" o "aerogenerador de accionamiento directo") o mediante el uso de un grupo reductor. Un sistema auxiliar importante que generalmente se dispone en los aerogeneradores es el sistemas de inclinacion de las palas. Los sistemas de inclinacion de las p alas se utilizan para adaptar la posicion de la pala de un aerogenerador a distintas co ndiciones de viento haciendo girar la p ala a lo largo de su eje l ongitudinal. En este sentido, es conocido girar la pala del aerogenerador de manera de que se genere una menor sustentacion (y resistencia) cuando la velocidad del viento aumenta. De esta manera, aunque la velocidad del viento aumente, el par transmitido por el rotor al generador sigue siendo sustancialmente el mismo. Ademas, es tambien conocido girar las palas del aerogenerador hacia su posicion perdida aerodinamica (con el fin de reducir la sustentacion en las palas) cuando la velocidad del viento aumenta. Estos aerogeneradores se denominan a veces aerogeneradores de "perdida aerodinamica activa". La inclinacion de las palas tambien puede utilizarse, ademas, para girar la pala hacia su posicion no operativa, cuando la turbina se detiene o se pone fuera de servicio temporalmente, por ejemplo para mantenimiento. Muchos sistemas de inclinacion de las palas comprenden un motor electrico en el buje que acciona un engranaje de accionamiento. Dicho engranaje de accionamiento (piMon) engrana con una corona dentada dispuesta en la pala del aerogenerador para hacer girar la pala del aerogenerador. Sin embargo, tambien es posible que la corona dentada vaya dispuesta en el buje, mientras que el motor electrico y el actuador van montados en la pala. Todavia se conocen tambien otros mecanismos de accionamiento, por ejemplo que implican actuadores hidraulicos. Es conocido tambien disponer un sistema de inclinacion de las palas individual (que comprende, por ejemplo, un motor separado y un control separado) para cada pala del rotor del aerogenerador. Tambien es conocido disponer un sistema de inclinacion de las palas comun en el que el angulo de inclinacion de las palas es el mismo para todas las palas en un rotor. Este sistema de inclinacion de las palas comun puede comprender un solo motor o puede comprender una pluralidad de motores, uno para cada pala. Una estrategia de co ntrol comun de un sistema de inclinacion de las palas de un a erogenerador de velocidad variable es mantener la pala en una "posicion por debajo de la inclinacion nominal" predefinida a velocidades del viento iguales o inferiores a la velocidad nominal del viento (por ejemplo, de aproximadamente 4 m/s - 15 m/s) . Dicha posicion de inclinacion por defecto generalmente puede ser proxima a un angulo de inclinacion de las palas de 00. El angulo de inclinacion de las palas exacto en condiciones "por debajo de la nominal" depende, sin embargo, del diseMo global del aerogenerador. Por encima de la velocidad nominal (por ejemplo, a partir de aproximadamente 15 m/s - 25 m/s) , se hacen girar las palas para mantener el par aerodinamico suministrado por el rotor sustancialmente constante. Cuando el aerogenerador no esta en funcionamiento, las palas pueden adoptar una posicion no operativa (por ejemplo, a 900 o aproximadamente a este angulo de inclinacion de las palas) para minimizar las cargas sobre las palas. Durante la mayor parte de la vida del aerogenerador, sin embargo, una pala puede encontrarse en la posicion por debajo de la inclinacion nominal. Es evidente que la velocidad nominal de viento, la velocidad de arranque del viento y la velocidad de parada del viento pueden variar en funcion del diseMo del aerogenerador. Durante el funcionamiento del aerogenerador, puede haber fuerzas actuando sobre las palas lo que se traduce en un par v aria constantemente alrededor del eje longitudinal de la p ala. Estas fue rzas pueden incluir el par aerodinamico alrededor del eje longitudinal de la pala y tambien el peso de la pala que puede ejercer un par alrededor del eje longitudinal de la pala, dependiendo de la posicion de la pala. Ambas fuerzas son no constantes, mayoritariamente ciclicas y tienden a hacer girar la pala fuera de la posicion determinada por el sistema de control de inclinacion de las palas. Cuando se utiliza un sistema de inclinacion de las palas que implica engranajes, el par variable puede provocar que los flancos de los dientes del engranaje de accionamiento (piMon) y la corona dentada se toquen repetidamente entre si. El contacto repetido puede producir corrosion por rozamiento y un desgaste prematuro. Como la posicion por debajo de la inclinacion nominal es la posicion que prevalece para la mayoria de los aerogeneradores, el contacto entre los dientes y sus consecuencias se concentra en los mismos dientes.

Se conocen algunas soluciones para estos problemas. Se conoce, por ejemplo disponer un sistema de lubricacion automatica para tratar de evitar la corrosion por contacto. Por ejemplo, DE 20 2005 014 699 U yEP 1 816 346 presentan estos sistemas de lubricacion. Estos sistemas de lubricacion pueden ayudar a reducir la corrosion por contacto en un mayor o menor grado, pero no combaten o resuelven el problema de la corrosion.

WO 2005/019642 describe un mecanismo de inclinacion de las palas que tiene un freno de disco.

Existe todavia la necesidad de un sistema de inclinacion de las palas en un aerogenerador que no padezca la corrosion por contacto. Un objetivo de la presente invencion es cumplir por lo menos parcialmente esta necesidad. Otras ventajas de la presente invencion seran claras a partir de su descripcion.

Descripcion de la invencion En un primer aspecto, la presente invencion dispone un rotor de aerogenerador que comprende un buje, una pluralidad de palas, ypor lo menos un sistema de inclinacion de las palas para girar una pala sustancialmente a lo largo de su ej e lon gitudinal, compren diendo el sistem a de incli nacion de las p alas uno o mas frenos par a la inclinacion de las palas, en el que un freno para la inclinacion de las palas comprende por lo menos un elemento de freno de disco y una primera pastilla de freno, y en el que uno del buje y la pala comprende dicho elemento de disco de freno yel otro del buje yla pala comprende dicha primera pastilla de freno, estandodispuestos el elemento de disco de freno y la pastilla de freno de manera que cuandola pala se encuentra sustancialmente en la posicion por debajo de la inclinacion nominal o cerca de la misma, el elemento de disco de freno y la pastilla estan en contacto por rozamiento entre si.

En este aspecto, cuando una pala esta en su posicion por debajo de la inclinacion nominal estandar o cerca de la misma se proporciona un par de rozamiento adicional. Mientras el par de rozamiento inherente en el sistema d e inclinacion de las palas sea mayor que el par que actua sobre la pala (por ejemplo, debido al peso de la pala) , la pala no girara y cualquier engranaje del sistema de inclinacion de las palas no se vera afectado negativamente por un contacto repetitivo entre los dientes.

En realizaciones preferidas, el elemento de disco de freno y la primera pastilla de freno estan dispuestos de manera que cuando la pala no se encuentra en la posicion por debajo de la inclinacion nominal o cerca de la misma, el elemento de disco de freno y la primera pastilla de freno no estan en contacto por rozamiento entre si o en contacto por rozamiento reducido entre si. De esta manera, el control de accionamiento y de inclinacion de las palas solo se ven minimamente afectados; en estas implementaciones no seria necesario un motor para la inclinacion de las palas mas potente.

En algunas realizaciones, un freno para la inclinacion de las palas puede comprender una segunda pastilla de freno, y uno del buje y la pala comprende dicha segunda pastilla de freno, estando dispuesta la segunda pastilla de freno de manera que cuando la pala se encuentra sustancialmente en la posicion por debajo de la inclinacion nominal o cerca de la misma, la primera y la segunda pastilla de freno estan en contacto por rozamiento con el elemento de disco de freno, estando situado el elemento de disco de freno entre dicha primera ysegunda pastilla de freno. Este tipo de disposicion puede ser util tanto en sistemas de frenado... [Seguir leyendo]

1. Rotor d e a erogenerador que compr ende u n b uje, u na p luralidad d e p alas, y por lo men os un sistema de inclinacion de las palas para girar una pala sustancialmente a lo largo de su eje longitudinal y que comprende uno o mas frenos para la inclinacion de las palas,

definiendose una posicion por debajo de la inclinacion nominal como posicion predefinida de la pala para velocidades del viento iguales o inferiores a la velocidad nominal del viento, en el que un freno para la inclinacion de las palas comprende por lo menos un elemento de disco de freno y una primera pastilla de freno, y en el que unodel buje y una palacomprende dicho elemento dedisco defreno y el otro del buje y la pala comprende dicha primera pastilla de freno,

estando dispuestos el elemento de disco de freno y la pastilla de freno de manera que cuando la pala se encuentra sustancialmente en la posicion por debajo de la inclinacion nominal o cerca de la misma el elemento de disco de freno y la pastilla estan en contacto por rozamiento entre si, y cuando la pala no se encuentra en la posicion por debajo de la inclinacion nominal o cerca de la misma el elemento de disco de freno y la primera pastilla de freno no estan en contacto por rozamiento entre si o estan en contacto por rozamiento reducido, en el que el freno para la inclinacion de las palas es pasivo.

2. Rotor de aerogenerador segun la reivindicacion 1, caracterizado por el hecho de que el freno para la inclinacion de las palas comprende una segunda pastilla de freno, y uno del buje y la pala comprende dicha segunda pastilla de freno, estando dispuesta la segunda pastilla de freno de manera que cuando la pala se encuentra en la posicion por debajo de la inclinacion nominal o cerca de la misma, la primera y segunda pastilla de freno estan en contacto por rozamiento con el elemento de disco de freno.

3. Rotor de aerogenerador segun la reivindicacion 2, caracterizado por el hecho de que cuando la pala se encuentra en la posicion por debajo de la inclinacion nominal o cerca de la misma, el elemento de disco de freno se encuentra situado entre dicha primera y segunda pastilla de freno.

4. Rotor de aerogenerador de acuerdo con cualquier reivindicacion anterior, caracterizado por el hecho de que dicha primera pastilla de freno o dicho elemento de disco de freno esta montado en un anillo interior o exterior de un cojinete para la inclinacion de las palas.

5. Rotor de aerogenerador segun cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por el hecho de que dicha primera y/o segunda pastilla de freno y/o dicho elemento de disco de freno son pastillas de elastomero.

6. Rotor de aerogenerador segun cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por el hecho de que el freno para la inclinacion de las palas comprende medios para aumentar el contacto por rozamiento entre las pastillas de freno y el elemento de disco de freno.

7. Rotor de a erogenerador segun l a re ivindicacion 6, caracterizado p or el h echo d e q ue dichos medios p ara aumentar el contacto por rozamiento entre las pastillas de freno y el elemento de disco de freno son pasivos.

8. Rotor de aerogenerador segun la reivindicacion 7, en el que dichos medios para aumentar el contacto por rozamiento comprenden medios elasticos.

9. Rotor de aerogenerador segun cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por el hecho de que la posicion por defecto de la primera pastilla de freno y/o la segunda pastilla de freno son regulables.

10. Rotor de aerogenerador segun cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por el hecho de que el freno para la inclinacion de las palas esta adaptado para utilizarse como sistema de bloqueo de la inclinacion de las palas.

11. Rotor de aerogenerador segun la reivindicacion 10, caracterizado por el hecho de que dicho elemento de freno de disco comprende por lo menos un primer orificio y dicha primera pastilla de freno comprende por lo menos un segundo orificio, y en el que dicho primer y segundo orificio pueden estar alineados para poder insertar un pasador a traves de los orificios para bloquear el sistema de inclinacion de las palas.

12. Rotor deaerogenerador segun la reivindicacion 10, caracterizado por el hecho de que una pinza de freno comprende dicha primera pastilla de freno y esta adaptada, ademas, para montarse en elemento de bloqueo en cada lado de dicho elemento de disco de freno.

13. Rotor de aerogenerador segun cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por el hecho de que un sistema de inclinacion de las palas comprende por lo menos dos frenos para la inclinacion de las palas.

REFERENCIAS CITADAS EN LA DESCRIPCION

Esta lista de referencias citadas por el solicitante es unicamente para la comodidad del lector. No forma parte del 5 documento de la patente europea. A pesar del cuidado tenido en la recopilacion de las referencias, no se pueden excluir errores u omisiones y la EPO niega toda responsabilidad en este sentido.

Documentos de patentes citados en la descripcion

• DE 202005014699 U • WO 2005/019642 A

• EP 181646 A