Parte de torre (6) para una turbina eólica (1) que comprende

por lo menos un segmento de pared (9) y

por lo menos un segmento de abertura (10) que incluye por lo menos una abertura (7)

estando conectados dicho segmento de pared (9) y dicho segmento de abertura (10) por medios de conexión,

siendo dicho segmento de abertura (10) de un grosor sustancialmente uniforme y siendo más grueso que el grosor de dicho segmento de pared (9), en la que dicho por lo menos un segmento de pared (9) está formado como inferior a un anillo de 360º completo, caracterizada porque dicho por lo menos un segmento de pared (9) y por lo menos un segmento de abertura (10) forman segmentos de un anillo y cuando se conectan por dichos medios de conexión constituyen un anillo de 360º completo

Parte de torre para una turbina eólica, procedimiento para fabricar una parte de torre y utilizaciones de la misma.

Antecedentes de la invención

La invención se refiere a una parte de torre para una turbina eólica tal como se especifica en el preámbulo de la reivindicación 1, a un sistema de cubierta de abertura tal como se especifica en el preámbulo de la reivindicación 24, a un procedimiento para fabricar una parte de torre y a las utilizaciones de la misma.

Descripción de la técnica relacionada

Una turbina eólica conocida en la técnica comprende normalmente una torre de turbina eólica y una góndola de turbina eólica colocada en la parte superior de la torre. Un rotor de turbina eólica, que comprende tres palas de turbina eólica, está conectado a la góndola a través de un árbol de baja velocidad, que se extiende desde la parte anterior de la góndola tal como se ilustra en la figura 1.

La torre de turbina eólica comprende normalmente una serie de partes de torre redondas montadas unas sobre otras, en la que cada parte de torre está realizada en una placa de acero laminada para obtener una forma circular y soldada para constituir un anillo cerrado. Las partes de torre se ensamblan mediante soldadura para obtener secciones transportables en la planta de fabricación para turbinas eólicas. Cuando las diferentes secciones, que constituyen la torre de turbina eólica, se han transportado al lugar en el que va a levantarse la torre, las secciones se conectan mediante empalmes de bridas.

Para acceder a la góndola en la parte superior de la torre de turbina eólica de la turbina eólica completamente montada, la torre está provista habitualmente de una escalera en el interior de la torre, y una parte de torre próxima a o en la parte inferior de la torre está provista de una abertura para permitir el acceso al interior de la torre, y una puerta para cubrir y sellar esta abertura. Esta parte de torre u otros anillos en la torre también pueden estar provistos de aberturas para, por ejemplo, cables, lámparas u otros elementos. Una abertura se realiza habitualmente mediante corte con soplete de un orificio en la parte de torre.

Una abertura de puerta comprende un marco de puerta grueso soldado al borde en el interior de la abertura, para compensar en cierta medida la pérdida de resistencia en la parte de torre provocada por el orificio. Pero como la soldadura reduce el límite de fatiga de las partes de torre y, por tanto, su resistencia, la parte de torre para alojar una puerta también se realiza de una placa más gruesa de lo que sería necesario para realizar una parte de torre similar sustancialmente de la misma resistencia sin una abertura de puerta. Como el anillo presenta un grosor uniforme, la mayor parte del anillo es más gruesa de lo necesario.

Además en las turbinas eólicas conocidas en la técnica la mayor parte del equipo unido a la parte de torre tal como bisagras de puertas, cubiertas para orificios de ventilación, luces de advertencia para aviones, medios de fijación de cables y otros está unida normalmente mediante soldadura. Esto reduce el límite de fatiga de las partes de torre y para compensar esta pérdida de resistencia se demandan placas incluso más gruesas y/o marcos de puerta más grandes.

Por consiguiente, la parte de torre conocida con abertura presenta el problema de que es muy pesada y complicada y, por tanto, de fabricación cara.

A partir del documento WO 2004/083633 se conoce asimismo la subdivisión de un anillo de torre en segmentos para reducir la anchura y/o altura del anillo de torre durante el transporte.

Una manera de proporcionar una parte de torre similar con una abertura de puerta se da a conocer en la solicitud de patente internacional WO-A 03/036085. En este caso un marco de puerta fundido se suelda en una abertura de puerta de una torre convencional de turbina eólica. Cualquier conexión en el marco de puerta tal como bisagras de puertas y cierres puede fundirse con el marco de puerta. Puesto que el hierro fundido es más frágil que el acero en el que está realizada la torre de turbina eólica, el marco de puerta de hierro fundido tiene que ser considerablemente más pesado que si estuviera realizado en el mismo acero que el resto de la torre. Otra parte de torre según el estado de la técnica se da a conocer en el documento WO 2004/067959.

Además una fundición es considerablemente más cara que un laminador. El equipo para realizar un marco de puerta de hierro fundido de este tipo sería considerablemente más caro de comprar y usar que el equipo para laminar las partes de torre.

En comparación con la laminación, la fundición requiere un conocimiento mucho más especializado tanto para el diseño de las partes de hierro fundido como para su fabricación, mientras que la laminación es un proceso utilizado más habitualmente y más sencillo. La técnica de soldadura requerida para conectar hierro fundido y una placa de acero regular también es muy exigente.

Por consiguiente, la solución dada a conocer en la solicitud de patente internacional WO-A 03/036085 también presenta el problema de que es muy pesada y complicada y por tanto, de fabricación cara.

Además, el peso de las partes de torre de turbina eólica es un problema significativo y en aumento, tanto en cuanto al manejo como en cuanto al transporte.

Un objetivo de la presente invención consiste en minimizar el uso de material en una parte de torre de turbina eólica con abertura tal como una abertura de puerta.

Otro objetivo de la presente invención consiste en simplificar la manera en que se fabrica la parte de torre de turbina eólica con abertura para reducir los costes de producción.

Otro objetivo adicional de la invención consiste en encontrar una manera de cubrir las aberturas en las partes de torre sin reducir el límite de fatiga de las partes de torre.

La invención

La invención proporciona una parte de torre para una turbina eólica que comprende por lo menos un segmento de pared y por lo menos un segmento de abertura que incluye por lo menos una abertura. El segmento de pared y el segmento de abertura están conectados por medios de conexión. La parte de torre se caracteriza porque el segmento de abertura es de un grosor sustancialmente uniforme y es más grueso que el grosor del segmento de pared, y en la que dicho por lo menos un segmento de pared está formado como menos de un anillo de 360º completo y en la que dicho por lo menos un segmento de pared y por lo menos un segmento de abertura forman segmentos de un anillo y cuando se conectan por dichos medios de conexión constituyen un anillo de 360º completo.

Realizando el segmento de abertura de un grosor sustancialmente uniforme, puede realizarse a partir de una placa de acero ordinaria. En la calidad normalmente utilizada para realizar las partes de torre, las placas de acero son relativamente económicas de comprar y relativamente sencillas de mecanizar, laminar y soldar.

Realizando el segmento de abertura más grueso que el segmento de pared, se proporciona resistencia a la sección de la parte de torre en la que es necesario. En este caso, el segmento de pared puede presentar el mismo grosor que si constituyera una parte de torre completa sin abertura, lo que contribuye considerablemente a minimizar el consumo de material y de este modo, el peso de la parte de torre.

Tanto el segmento de abertura como el segmento de pared pueden realizarse a partir de placas laminadas lo que reduce los costes de producción, porque ambos segmentos pueden conformarse mediante el mismo procedimiento de producción, lo que reduce las inversiones en el equipo de producción. Mediante laminación el segmento de abertura puede realizarse en acero de la misma calidad que el segmento de pared. Esto dota a los empalmes entre el segmento de abertura y el segmento de pared considerablemente de más resistencia, que si el segmento de abertura estuviera realizado, por ejemplo, en hierro fundido, cuando se unen mediante soldadura.

Debe apreciarse que el término "abertura" se refiere a cualquier tipo de orificio tal como, por ejemplo, un orificio, hueco, hendidura o muesca de cualquier forma.

Además debe apreciarse que el término "segmento" se refiere a una parte angular cortada a partir de una figura geométrica, tal como la figura geométrica de una parte de torre redonda.

Debe apreciarse aún adicionalmente que el término "grosor" se refiere a la extensión radial de los segmentos, por ejemplo, en una parte de...

1. Parte de torre (6) para una turbina eólica (1) que comprende

por lo menos un segmento de pared (9) y

por lo menos un segmento de abertura (10) que incluye por lo menos una abertura (7)

estando conectados dicho segmento de pared (9) y dicho segmento de abertura (10) por medios de conexión,

siendo dicho segmento de abertura (10) de un grosor sustancialmente uniforme y siendo más grueso que el grosor de dicho segmento de pared (9), en la que dicho por lo menos un segmento de pared (9) está formado como inferior a un anillo de 360º completo, caracterizada porque dicho por lo menos un segmento de pared (9) y por lo menos un segmento de abertura (10) forman segmentos de un anillo y cuando se conectan por dichos medios de conexión constituyen un anillo de 360º completo.

2. Parte de torre (6) según la reivindicación 1, caracterizada porque dicho segmento de abertura (10) y dicho segmento de pared (9) están realizados en acero.

3. Parte de torre (6) según la reivindicación 1 ó 2, caracterizada porque dicho segmento de pared (9) y dicho segmento de abertura (10) se conectan mediante soldadura.

4. Parte de torre (6) según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque dicha parte de torre (6) es sustancialmente redonda.

5. Parte de torre (6) según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque dicho segmento de abertura (10) presenta cuatro lados.

6. Parte de torre (6) según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque dicho segmento de abertura (10) constituye entre 5º y 180º, preferentemente 30º y 100º y todavía más preferentemente 40º y 80º de la parte de torre (6) de 360º completa.

7. Parte de torre (6) según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque dicho por lo menos un segmento de abertura (10) presenta una anchura que es entre 10% y 500%, preferentemente 50% y 300% y todavía más preferentemente 100% y 200% más ancha que la anchura total de dicha por lo menos una abertura (7) vista en una sección transversal horizontal del segmento de abertura (10) en la que dicha por lo menos una abertura (7) presenta su máxima anchura.

8. Parte de torre (6) según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque dicho segmento de pared (9) presenta un diámetro externo de entre 1 metro y 10 metros, preferentemente 2 metros y 6 metros y todavía más preferentemente 3 metros y 5 metros.

9. Parte de torre (6) según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque por lo menos dos bordes en dicho segmento de abertura (10) están afilados (11).

10. Parte de torre (6) según la reivindicación 9, caracterizada porque por lo menos dos bordes opuestos tanto en el lado cóncavo como en el convexo de dicho segmento de abertura (10) están afilados (11), por ejemplo, sustancialmente hasta un grosor de dicho segmento de pared (9).

11. Parte de torre (6) según la reivindicación 10, caracterizada porque los cuatro bordes tanto en el lado cóncavo como en el convexo de dicho segmento de abertura (10) están afilados (11).

12. Parte de torre (6) según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque el diámetro primitivo de dicho segmento de abertura (10) es sustancialmente igual que el diámetro primitivo de dicho segmento de pared (9).

13. Parte de torre (6) según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 11, caracterizada porque el diámetro primitivo de dicho segmento de abertura (10) es menor que el diámetro primitivo de dicho segmento de pared (9).

14. Parte de torre (6) según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque dicho segmento de pared (9) presenta un grosor de entre 5 milímetros y 120 milímetros, preferentemente 15 milímetros y 90 milímetros y todavía más preferentemente 20 milímetros y 70 milímetros.

15. Parte de torre (6) según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque dicho segmento de abertura (10) es entre 10% y 500%, preferentemente 50% y 250% y todavía más preferentemente 80% y 180% más grueso que el grosor de dicho segmento de pared (9).

16. Parte de torre (6) según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque la altura de dicho segmento de pared (9) está entre 1 metro y 10 metros, preferentemente 1,5 metros y 5 metros y todavía más preferentemente 2 metros y 4 metros.

17. Parte de torre (6) según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque dicho segmento de abertura (10) presenta sustancialmente la misma altura que dicho segmento de pared (9).

18. Parte de torre (6) según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque dicha por lo menos una abertura (7) en dicho por lo menos un segmento de abertura (10) se realiza mediante corte con soplete.

19. Parte de torre (6) según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque dicha por lo menos una abertura (7) en dicho por lo menos un segmento de abertura (10) es una abertura de puerta (7).

20. Parte de torre (6) según la reivindicación 19, caracterizada porque dicha abertura de puerta (7) presenta una forma sustancialmente ovalada con lados paralelos verticales y extremos redondos en la dirección longitudinal.

21. Parte de torre (6) según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque se proporciona a dicho segmento de abertura (10) y/o a dicho segmento de pared (9) una forma sustancialmente circular mediante laminación.

22. Parte de torre (6) según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque dicha parte de torre (6) es un anillo (22) de torre.

23. Parte de torre (6) según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, que comprende un sistema de cubierta de abertura para cubrir dicha por lo menos una abertura (7) en dicha parte de torre (6), comprendiendo dicho sistema una o más placas de cubierta y uno o más medios de unión para unir dicho sistema a dicha parte de torre (6), en la que dichos medios de unión no afectan al límite de fatiga de dicha parte de torre (6) al ser medios magnéticos y/o medios adhesivos.

24. Parte de torre (6) según la reivindicación 23, en la que dicho sistema de cubierta de abertura es una puerta (8) con bisagras (23) unidas a dicha parte de torre (6) mediante magnetismo.

25. Procedimiento para fabricar una parte de torre (6) de turbina eólica según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 24, que comprende por lo menos un segmento de abertura (10) y por lo menos un segmento de pared (9), comprendiendo dicho procedimiento las etapas siguientes,

establecer dicho por lo menos un segmento de pared (9) como inferior a un anillo de 360º completo,

establecer una abertura (7) en dicho segmento de abertura (10),

fijar uno de dichos segmentos (9, 10) en una unidad de fijación (12, 17),

mover el otro segmento (9, 10) a una posición en la proximidad del segmento (9, 10) en dicha unidad de fijación (12, 17) y

conectar los segmentos (9, 10) por medios de conexión.

26. Procedimiento para fabricar una parte de torre (6) de turbina eólica según la reivindicación 25, en el que dicho procedimiento comprende la conexión de por lo menos un segmento de pared (9) de un grosor dado y por lo menos un segmento de abertura (10) de un grosor sustancialmente uniforme y que es más grueso que el grosor de dicho segmento de pared (9).

27. Procedimiento para fabricar una parte de torre (6) de turbina eólica según la reivindicación 25 ó 26, en el que dicho por lo menos un segmento de abertura (10) y dicho por lo menos un segmento de pared (9) se realizan mediante laminación.

28. Procedimiento para fabricar una parte de torre (6) de turbina eólica según cualquiera de las reivindicaciones 25 a 27, en el que por lo menos dos bordes en dicho segmento de abertura (10) están afilados (11).

29. Procedimiento para fabricar una parte de torre (6) de turbina eólica según la reivindicación 28, en el que por lo menos dos bordes opuestos en el lado cóncavo y el convexo de dicho segmento de abertura (10) están afilados (11), por ejemplo, sustancialmente hasta un grosor de dicho segmento de pared (9).

30. Procedimiento para fabricar una parte de torre (6) de turbina eólica según cualquiera de las reivindicaciones 25 a 29, en el que la conexión entre dicho por lo menos un segmento de abertura (10) y dicho por lo menos un segmento de pared (9) comprende soldadura.

31. Procedimiento para fabricar una parte de torre (6) de turbina eólica según cualquiera de las reivindicaciones 25 a 30, en el que dicha unidad de fijación (12, 17) es un laminador (13) o parte del mismo.

32. Procedimiento para fabricar una parte de torre (6) de turbina eólica según cualquiera de las reivindicaciones 25 a 31, en el que la fabricación tiene lugar en una planta de fabricación de una planta de turbinas eólicas.

33. Utilización de una parte de torre (6) según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 22 para establecer una o más aberturas (7) en una turbina eólica (1) tales como aberturas de puerta, orificios de cable, aberturas para ventilación o luces de advertencia.