Sistema de freno para una turbina eólica.

Sistema (21) de freno para una turbina (1) eólica que comprende un conjunto de rotor y un conjunto de estator, caracterizado porque el conjunto de estator comprende un disco

(15) de freno y el conjunto de rotor comprende al menos un elemento (27) de fricción configurado de manera operativa para acoplarse por fricción con al menos una parte del disco (15) de freno.

Tipo: Patente Europea. Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: E12169991.

Solicitante: SIEMENS AKTIENGESELLSCHAFT.

Nacionalidad solicitante: Alemania.

Dirección: WITTELSBACHERPLATZ 2 80333 MUNCHEN ALEMANIA.

Inventor/es: STIESDAL, HENRIK, LIND,SOEREN OEMANN, NIELSEN,JACOB BLACH, MUNK-HANSEN,THORKIL.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • SECCION F — MECANICA; ILUMINACION; CALEFACCION;... > MAQUINAS O MOTORES DE LIQUIDOS; MOTORES DE VIENTO,... > MOTORES DE VIENTO > Control de los motores de viento (alimentación o... > F03D7/02 (teniendo los motores de viento el eje de rotación dispuesto sustancialmente paralelo al flujo de aire que entra al rotor)

PDF original: ES-2514390_T3.pdf

 

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Ilustración 1 de Sistema de freno para una turbina eólica.
Ilustración 2 de Sistema de freno para una turbina eólica.
Ilustración 3 de Sistema de freno para una turbina eólica.
Ilustración 4 de Sistema de freno para una turbina eólica.
Sistema de freno para una turbina eólica.

Fragmento de la descripción:

Campo de la invención

La presente invención se refiere a un sistema de freno para una turbina eólica y a una turbina eólica.

Antecedentes de la técnica

Un freno mecánico puede servir como freno auxiliar en caso de fallo de un freno aerodinámico. Puede servir como freno de emergencia cuando falla un componente de la turbina eólica y es necesaria una detención inmediata de la turbina eólica. Además, puede servir como freno de estacionamiento para posicionar y mantener las palas de turbina eólica en una posición particular y también como medio para garantizar que no se produce movimiento alguno cuando se realiza mantenimiento de la turbina eólica.

En una disposición común de una turbina eólica de accionamiento directo se monta una góndola y una bancada en una torre de una turbina eólica. Un generador está ubicado entre un buje con palas y la góndola y la bancada. Un estator del generador está montado en una bancada de estator que comprende un árbol de estator hueco, una placa frontal y una placa trasera. Un estator segmentado con espiras se monta en la placa frontal y la placa trasera. Un rotor equipado con imanes permanentes rodea el estator y puede girar montado en un cojinete. El cojinete está ubicado sobre un lado de buje del árbol de estator.

Es práctica común fijar un disco de freno a un lado de góndola del generador (es decir al rotor) de una turbina eólica de accionamiento directo. En esta disposición las pinzas de freno están fijadas a la parte estacionaria de la turbina eólica, es decir la bancada, el estator del generador o la góndola.

El estado de la técnica se da a conocer en los documentos EP 2 333 325 A1 y EP 1 925 820 B1, que se refieren a configuraciones de rotor externo, y en los documentos US 2009/0026771 A1 y US 2005/0230979 A1, que se refieren a configuraciones de rotor interno.

Descripción de la invención

El objetivo de la presente invención es proporcionar un sistema de freno ventajoso para una turbina eólica y una turbina eólica ventajosa.

Este objetivo se resuelve mediante un sistema de freno para una turbina eólica según la reivindicación 1 y una turbina eólica según la reivindicación 6. Las reivindicaciones dependientes definen desarrollos adicionales de la presente invención.

El sistema de freno de la invención para una turbina eólica comprende un conjunto de rotor y un conjunto de estator. El conjunto de estator comprende un disco de freno y el conjunto de rotor comprende al menos un elemento de fricción configurado de manera operativa para acoplarse por fricción con al menos una parte del disco de freno. El conjunto de rotor puede comprender, por ejemplo, al menos una pinza de freno y/o al menos una pastilla de freno.

La esencia de la invención es un sistema de freno, por ejemplo para una turbina eólica de accionamiento directo, en la que se monta por ejemplo una pinza de freno y una pastilla de freno en un buje giratorio de una turbina eólica. Un disco de freno correspondiente puede montarse en o puede formar parte de la parte estacionaria del cojinete principal, por ejemplo montando las pinzas sobre el buje y usando el anillo de refuerzo sobre el anillo interno de cojinete como disco de freno.

Situar las pinzas de freno en el conjunto de rotor, por ejemplo en el buje, permite facilitar un sistema hidráulico y un acumulador hidráulico del sistema de paso para el sistema de freno. Por tanto se reduce la complejidad en la turbina eólica. El acumulador hidráulico permite un aumento de la fiabilidad del sistema de freno.

Ventajosamente, el sistema de freno de la invención puede comprender un sistema hidráulico que está montado en el conjunto de rotor, por ejemplo en el buje. El sistema hidráulico puede comprender una bomba y/o un acumulador hidráulicos. La bomba hidráulica puede ser conectable a una fuente de energía eléctrica, por ejemplo por medio de un anillo rozante. Además, el sistema hidráulico puede comprender un tubo que conecta la bomba con el acumulador.

Preferiblemente, el sistema de freno está configurado de manera que en caso de una pérdida de presión en el sistema hidráulico el elemento de fricción se acopla con el disco de freno. Esto puede realizarse por medio de un sistema de resorte.

La turbina eólica de la invención comprende un sistema de freno tal como se describió anteriormente. La turbina

eólica puede comprender un buje. Preferiblemente, el elemento de fricción y/o el sistema hidráulico se monta(n) en el buje. Por ejemplo, se montan pinzas de freno que sujetan varias pastillas de freno directamente en el buje. Ventajosamente, el elemento de fricción y/o el sistema hidráulico pueden estar ubicados dentro del buje.

Generalmente, la turbina eólica comprende un cojinete principal con una parte estacionarla. Preferiblemente la parte estacionaria comprende el disco de freno. El disco de freno puede montarse en, o puede formar parte de, la parte estacionarla del cojinete principal.

La turbina eólica comprende además un eje de rotación. El conjunto de rotor puede comprender una parte externa que está ubicada radlalmente hacia fuera del conjunto de estator, lo que significa que el generador tiene una configuración de rotor externo. Alternativamente, el conjunto de estator puede comprender una parte externa que está ubicada radlalmente hacia fuera del conjunto de rotor, lo que significa que el generador tiene una configuración de rotor interno.

Además, la turbina eólica puede ser una turbina eólica de accionamiento directo. La turbina eólica puede comprender un generador con un lado de buje y un lado de góndola. El lado de buje del generador está ubicado cerca del buje o está orientado hacia el buje. El lado de góndola es el lado opuesto del generador que tiene la mayor distancia desde el buje. Preferiblemente, el sistema de freno está ubicado en el lado de buje.

La turbina eólica puede comprender además un cojinete con una parte estacionaria que comprende un anillo de refuerzo. El disco de freno puede estar formado por el anillo de refuerzo. El uso del anillo de refuerzo como disco de freno reduce el número de componentes, la complejidad del sistema y el coste de material. El anillo de refuerzo proporciona rigidez estructural al cojinete y lo mantiene en forma circular o redondeada. Por tanto, se evita el desgaste del cojinete. Este diseño permite un diseño que sirve para más propósitos del rotor en un lado de góndola. Por ejemplo con la ausencia del disco de freno se facilita el acceso a los imanes permanentes cargados en el generador. Además es posible montar dispositivos de refuerzo tales como un anillo o radios al rotor en el lado de góndola sin que se restringa a cumplir una función de freno.

Además, la turbina eólica puede comprender un sistema hidráulico que se conecta al sistema de freno y a un sistema de paso. Por ejemplo, tubos hidráulicos pueden conectar el sistema de freno y el sistema de paso con un acumulador. El acumulador puede ser el acumulador que también puede formar parte del sistema de freno, tal como se describió anteriormente.

Conectando el sistema hidráulico al sistema de freno y a un sistema de paso se evita un complejo sistema hidráulico con un sistema de paso que gira en el buje y pinzas de freno con pastillas de freno montadas de manera estacionaria en la bancada. El sistema hidráulico con la bomba hidráulica, el acumulador, el sistema de paso y el sistema de freno están ubicados cercanos entre sí. Los tubos entre los componentes de sistema hidráulico se mantienen muy cortos. Ya que todos los componentes están ubicados dentro del buje, no hay un movimiento excesivo de los componentes de sistemas hidráulicos unos en relación con otros. Aunque sea giratorio, sólo hay un marco de referencia.... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

Sistema (21) de freno para una turbina (1) eólica que comprende un conjunto de rotor y un conjunto de estator, caracterizado porque el conjunto de estator comprende un disco (15) de freno y el conjunto de rotor comprende al menos un elemento (27) de fricción configurado de manera operativa para acoplarse por fricción con al menos una parte del disco (15) de freno.

Sistema (21) de freno según la reivindicación 1, caracterizado porque el conjunto de rotor comprende al menos una pinza (26) de freno y/o al menos una pastilla (27) de freno.

Sistema (21) de freno según la reivindicación 1 o la reivindicación 2, caracterizado porque el sistema (21) de freno comprende un sistema (16) hidráulico que está montado en el conjunto de rotor.

Sistema (21) de freno según la reivindicación 3, caracterizado porque el sistema (16) hidráulico comprende una bomba (17) hidráulica y/o un acumulador (18).

Sistema (21) de freno según la reivindicación 3 o la reivindicación 4, caracterizado porque el sistema de freno está configurado de manera que en caso de una pérdida de presión en el sistema (16) hidráulico el elemento (27) de fricción se acopla al disco (15) de freno.

Turbina (1) eólica, caracterizada porque comprende un sistema (21) de freno según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5.

Turbina eólica según la reivindicación 6, caracterizada porque comprende un buje (4) y el elemento (27) de fricción y/o el sistema (16) hidráulico está montado en el buje (4).

Turbina (1) eólica según la reivindicación 6 o la reivindicación 7, caracterizada porque comprende un cojinete (11) principal con una parte (12) estacionaria que comprende el disco (15) de freno.

Turbina (1) eólica según cualquiera de las reivindicaciones 6 a 8, caracterizada porque la turbina (1) eólica comprende un eje (9) de rotación y el conjunto de rotor comprende una parte externa que está ubicada radialmente hacia fuera del conjunto de estator o el conjunto de estator comprende una parte externa que está ubicada radialmente hacia fuera del conjunto de rotor.

Turbina (1) eólica según cualquiera de las reivindicaciones 6 a 9, caracterizada porque la turbina (1) eólica es una turbina eólica de accionamiento directo.

Turbina (1) eólica según cualquiera de las reivindicaciones 6 a 10, caracterizada porque la turbina (1) eólica comprende un generador (6) con un lado (19) de buje y el sistema (21) de freno está ubicado en el lado (19) de buje.

Turbina (1) eólica según cualquiera de las reivindicaciones 6 a 11, caracterizada porque la turbina (1) eólica comprende un cojinete (11) con una parte (13) estacionaria que comprende un anillo (15) de refuerzo, y el disco (15) de freno está formado por el anillo (15) de refuerzo.

Turbina (1) eólica según cualquiera de las reivindicaciones 6 a 12, caracterizada porque la turbina (1) eólica comprende un sistema (16) hidráulico que está conectado al sistema (21) de freno y a un sistema (22) de paso.

Turbina (1) eólica según cualquiera de las reivindicaciones 6 a 13, caracterizada porque las pinzas (26) de freno están situadas en el buje (4).