Turbina eólica de accionamiento directo.

Turbina eólica de accionamiento directo,

- en la que un rotor de la turbina eólica está directamente conectado con una cadena cinemática rotatoria de la turbina eólica,

- en la que la cadena cinemática rotatoria está directamente conectada con un rotor

(5) de un generador (1) eléctrico de la turbina eólica,

- en la que la cadena cinemática rotatoria está conectada con una parte estacionaria de la turbina eólica por medio de al menos un cojinete (2), que permite la rotación de la cadena cinemática con respecto a la parte estacionaria,

- en la que el generador (1) eléctrico proporciona una estructura (8) de soporte en la que está montado el lado (7) estacionario del al menos un cojinete (2),

- en la que el al menos un cojinete (2) es un cojinete liso

- en la que el cojinete (2) liso comprende una parte de desgaste, que es un objeto que debe intercambiarse, caracterizada porque

- la cadena cinemática rotatoria está preparada para sujetarse a la parte estacionaria de la turbina eólica, de modo que la cadena cinemática puede fijarse en su posición mediante la conexión de sujeción, de modo que el peso del rotor de la turbina eólica, la cadena cinemática y el rotor del generador se transfiere a la parte estacionaria de la turbina eólica por medio de la conexión de sujeción entre la cadena cinemática y la parte estacionaria,

- en la que puede intercambiarse al menos una parte de desgaste del cojinete (2) liso mientras la cadena cinemática rotatoria está sujeta a la parte estacionaria.

Tipo: Patente Internacional (Tratado de Cooperación de Patentes). Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: PCT/EP2012/065674.

Solicitante: SIEMENS AKTIENGESELLSCHAFT.

Nacionalidad solicitante: Alemania.

Dirección: WITTELSBACHERPLATZ 2 80333 MUNCHEN ALEMANIA.

Inventor/es: THOMSEN,KIM, PEDERSEN,BO.

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;... > 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))

PDF original: ES-2537414_T3.pdf

 

google+ twitter facebook

Fragmento de la descripción:

TURBINA EÓLICA DE ACCIONAMIENTO DIRECTO

La invención se refiere a una turbina eólica accionada de manera directa con un cojinete liso y un método de mantenimiento para este cojinete.

Una turbina eólica transforma la energía eólica en energía eléctrica. El aire en movimiento acelera el rotor de la turbina eólica. La rotación del rotor se transfiere a un generador eléctrico. El generador eléctrico transforma la energía de rotación en energía eléctrica.

En los últimos años se ha establecido el concepto de una turbina eólica accionada de manera directa. En una turbina eólica accionada de manera directa, la energía de rotación del rotor se transfiere al generador directamente sin usar una caja de engranajes.

En una turbina eólica accionada de manera directa, el rotor de la turbina eólica está directamente conectado al rotor del generador eléctrico. La sucesión de partes conectadas mecánicamente que conducen del rotor de la turbina eólica al rotor del generador se denomina cadena cinemática de la turbina eólica.

Para permitir el movimiento de rotación y proporcionar la estabilidad necesaria de las partes rotatorias, la cadena cinemática está montada con al menos un cojinete. Este cojinete permite que la cadena cinemática rote. Al mismo tiempo, proporciona la estabilidad necesaria al soportar las cargas radiales y axiales y los momentos de flexión presentes en la cadena cinemática.

El documento AT 507397 A1 describe un cojinete liso para un árbol de un buje de una turbina eólica, mediante el cual el buje comprende palas de rotor, que consiste en una parte de cojinete liso y una superficie de cojinete dirigida al árbol, y un elemento de soporte que está dispuesto bajo el elemento de soporte. El elemento de soporte comprende un elemento portante o una construcción portante en su superficie o al menos parcialmente dentro del mismo.

El documento US 5271676 A describe un portacojinetes para el árbol de rotación que incluye cojinetes lisos y de empuje axial. Ambos cojinetes lisos y de empuje tienen pasos y rebajes en las respectivas caras de zapata para que fluya lubricante a alta presión entre las zapatas y el árbol para desplazar el árbol y las zapatas entre sí para minimizar el par motor de arranque requerido y el contacto metal con metal. Cada cojinete de empuje incluye una pluralidad de zapatas separadas circunferencialmente y elementos directores de lubricante entre las zapatas. El elemento director de lubricante incluye una nervadura que se extiende de manera generalmente tangencial y radial hacia fuera para canalizar lubricante de una zapata previa a una zapata subsiguiente en el sentido de rotación del árbol y para canalizar el lubricante para que fluya tangencialmente desde el cojinete de empuje al interior de una cavidad anular para su retorno al sumidero. Un conjunto de junta de estanqueidad de extremo incluye un elemento que tiene juntas de estanqueidad laberínticas internas y externas colocadas a ambos lados de una ranura anular que se abre hacia el árbol. Un rebaje anular está previsto a lo largo de la superficie interna del elemento para recibir lubricante salpicado a partir del flujo tangencial y dirigirlo al interior de la cavidad. Unas aberturas de drenaje traseras hacen fluir lubricante desde las juntas de estanqueidad laberínticas al interior de la cavidad.

El documento WO 2011/051538 A1 describe una instalación de energía eólica, que comprende una torre vertical, un rotor que comprende una parte de buje y palas que está instalado en el extremo superior de la torre y que se alinea con el viento y se hace rotar por el viento. Un árbol de rotor, que transmite movimiento de rotación a un generador conectado al árbol mencionado anteriormente en una instalación de energía de accionamiento directo y a una caja de engranajes en una instalación de energía accionada por engranajes. Y también un armazón giratorio que está instalado en el extremo superior de la torre sobre cojinetes de modo que rota alrededor del eje vertical, armazón en el que el árbol de rotor también está montado sobre cojinetes. Para montar el armazón giratorio sobre cojinetes en la parte superior de la torre, la parte superior de la torre comprende un primer cojinete que soporta principalmente al menos la carga vertical procedente del armazón giratorio. Así como un segundo cojinete dispuesto a una distancia H del cojinete mencionado anteriormente, en cuyo caso uno de los cojinetes soporta principalmente la carga radial procedente del armazón giratorio y en cuyo caso el soporte del cojinete superior de los cojinetes mencionados anteriormente se dispone por medio de una pieza de soporte que sale de la torre e instalada dentro del armazón giratorio.

El documento US 2011/0188988 A1 describe un conjunto de cojinete liso para montar una pala en un buje de una turbina eólica; incluye un elemento externo que puede montarse en uno de la pala o el buje, y un elemento interno que puede montare en el otro de la pala o el buje y que puede moverse con respecto al elemento externo. El cojinete liso incluye además cavidades para fluido asociadas con uno del elemento externo o el interno y dispuestas para situarse frente al otro del elemento externo o el interno. Las cavidades para fluido están acopladas a una fuente de presión para establecer una película de fluido a presión entre los elementos interno y externo. Un método incluye monitorizar al menos un parámetro de la película de fluido, comparar el al menos un parámetro con un criterio umbral, y alterar un estado dinámico de la turbina eólica y/o alterar el estado del conjunto de cojinete de pala si se

supera el criterio umbral.

El documento WO 2011/003482 A2 describe un cojinete principal de turbina eólica realizado para soportar un árbol de una turbina eólica. El cojinete comprende un cojinete de fluido con una pluralidad de zapatas de cojinete. El documento describe un cojinete con una superficie de cojinete cilíndrica y una serie de zapatas de empuje.

El cojinete liso tiene que proporcionar una gran superficie para aguantar las fuerzas presentes en la cadena cinemática. Como consecuencia, las zapatas usadas para la superficie de cojinete cilíndrica son muy grandes, pesadas y difíciles de intercambiar.

Para el intercambio de las zapatas de cojinete, es necesario elevar el árbol de la turbina eólica con ayuda de una disposición de elevación.

El objetivo de la invención es proporcionar una turbina eólica con un cojinete liso que permita un mantenimiento del cojinete y un intercambio de las zapatas de cojinete sin tener que usar equipamiento pesado.

El objetivo se consigue mediante las características de la reivindicación independiente. Se describen realizaciones preferidas de la invención en las reivindicaciones dependientes.

Un rotor de la turbina eólica está directamente conectado con una cadena cinemática rotatoria de la turbina eólica. La cadena cinemática rotatoria está directamente conectada con un rotor de un generador eléctrico de la turbina eólica.

La cadena cinemática rotatoria está conectada con una parte estacionaria de la turbina eólica por medio de al menos un cojinete, que permite la rotación de la cadena cinemática con respecto a la parte estacionaria.

El generador eléctrico proporciona una estructura de soporte en la que está montado el lado estacionario del al menos un cojinete. El al menos un cojinete es un cojinete liso y el cojinete liso comprende una parte de desgaste, que es un objeto que debe intercambiarse.

La cadena cinemática rotatoria está preparada para sujetarse a la parte estacionaria de la turbina eólica y puede intercambiarse al menos una parte de desgaste del cojinete liso mientras la cadena cinemática rotatoria... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

1. Turbina eólica de accionamiento directo, -en la que un rotor de la turbina eólica está directamente conectado con una cadena cinemática rotatoria de la turbina eólica, -en la que la cadena cinemática rotatoria está directamente conectada con un rotor (5) de un generador (1) eléctrico de la turbina eólica, -en la que la cadena cinemática rotatoria está conectada con una parte estacionaria de la turbina eólica por medio de al menos un cojinete (2) , que permite la rotación de la cadena cinemática con respecto a la parte estacionaria, -en la que el generador (1) eléctrico proporciona una estructura (8) de soporte en la que está montado el lado (7) estacionario del al menos un cojinete (2) , -en la que el al menos un cojinete (2) es un cojinete liso -en la que el cojinete (2) liso comprende una parte de desgaste, que es un objeto que debe intercambiarse, caracterizada porque -la cadena cinemática rotatoria está preparada para sujetarse a la parte estacionaria de la turbina eólica, de modo que la cadena cinemática puede fijarse en su posición mediante la conexión de sujeción, de modo que el peso del rotor de la turbina eólica, la cadena cinemática y el rotor del generador se transfiere a la parte estacionaria de la turbina eólica por medio de la conexión de sujeción entre la cadena cinemática y la parte estacionaria, -en la que puede intercambiarse al menos una parte de desgaste del cojinete (2) liso mientras la cadena cinemática rotatoria está sujeta a la parte estacionaria.

2. Turbina eólica de accionamiento directo según la reivindicación 1, en la que el cojinete (2) comprende un anillo (14) que puede desmontarse del cojinete (2) para el intercambio de al menos una parte de desgaste 35 del cojinete (1) .

3. Turbina eólica de accionamiento directo según la reivindicación 2, en la que el anillo (14) está segmentado.

4. Turbina eólica de accionamiento directo según la reivindicación 2 o la reivindicación 3, en la que puede desmontarse al menos una parte del anillo (14) para abrir el cojinete (2) para el intercambio de la parte de desgaste.

5. Turbina eólica de accionamiento directo según una de las reivindicaciones anteriores, en la que el cojinete

(2) comprende una junta de estanqueidad y/o una superficie (12) de deslizamiento. 45

6. Turbina eólica de accionamiento directo según la reivindicación 5, en la que la parte de desgaste es la junta de estanqueidad del cojinete (2) y la junta de estanqueidad del cojinete (2) es un objeto que debe intercambiarse.

7. Turbina eólica de accionamiento directo según la reivindicación 5, en la que la superficie (12) de deslizamiento del cojinete (2) está segmentada y los segmentos están dispuestos y conectados dentro del cojinete (2) liso de manera que se permite el intercambio de un segmento individual.

8. Turbina eólica de accionamiento directo según la reivindicación 7, en la que la parte de desgaste es la

superficie (12) de deslizamiento del cojinete (2) y al menos un segmento de la superficie (12) de deslizamiento es un objeto que debe intercambiarse.

9. Turbina eólica de accionamiento directo según una de las reivindicaciones anteriores, en la que la estructura (8) de soporte del generador (1) comprende una abertura (9, 10) , que puede usarse como boca de hombre.

10. Turbina eólica de accionamiento directo según la reivindicación 9, en la que el generador (1) comprende una cavidad (11) a lo largo del eje de rotación del generador.

11. Turbina eólica de accionamiento directo según la reivindicación 10, en la que la abertura (9, 10) es accesible desde la cavidad (11) del generador (1) .

12. Turbina eólica de accionamiento directo según la reivindicación 8, en la que el generador (1) comprende un árbol y la abertura en la estructura (8) de soporte del generador es accesible en la dirección axial a lo largo del árbol.

13. Método para intercambiar la superficie de deslizamiento de una turbina eólica de accionamiento directo según la reivindicación 1, que comprende las etapas de -fijar la parte rotatoria de la cadena cinemática de la turbina eólica a la parte estacionaria de la turbina 10 eólica, -abrir el cojinete (2) liso para acceder a la parte de desgaste del cojinete, -intercambiar la parte de desgaste del cojinete liso. 15