TORRE PARA AEROGENERADORES.

Torre (1) para aerogeneradores con palas de rotar que pueden flectar,

formada por una parte superior tubular (2), de forma cónica o cilíndrica, que soporta la barquilla (5) y se extiende a lo largo del área de barrido de las palas del rotor, una parte inferior en celosía (3) y una pieza de conexión (7) entre ambas

Torre para aerogeneradores.

Campo de la invención

La invención se refiere a una estructura de torre para aerogeneradores, en particular para grandes aerogeneradores.

Antecedentes de la invención

El desarrollo e innovación en el campo de los aerogeneradores durante las últimas dos décadas ha dado como resultado el aumento del tamaño y de la potencia de las turbinas de los mismos. Esto implica un aumento de las alturas de las torres, así como del peso y las cargas que actúan sobre las torres de los aerogeneradores. Por esta razón, las torres de los aerogeneradores han de ser más rígidas y resistentes, lo que conduce a mayores dimensiones, en altura y en diámetro, de las citadas torres. Este aumento en las dimensiones de las torres origina problemas para su transporte en tierra, así como problemas de interferencias entre las palas del rotor y la estructura de la torre debidos al conflicto entre las deflexiones de las palas y el mayor diámetro de las citadas torres.

Se citan a continuación algunas propuestas conocidas de torres para aerogeneradores.

La patente DE 10206242 describe una torre completa en celosía con al menos tres patas de sujeción para un aerogenerador.

La patente DE 10230273 describe una torre para aerogenerador que comprende una sección cónica inferior en hormigón y una sección cilíndrica superior en acero, con un dispositivo de conexión entre ambas.

El documento WO 9739240 describe un sistema en chimenea en el cual se introduce una torre para aerogenerador, que aprovecha de esta forma la altura de la chimenea.

El documento WO 2004031578 describe un sistema modular para torres de aerogeneradores, en el cual se adaptan diferentes partes de tubos de acero de diferentes secciones, cónicas y cilíndricas.

Estas propuestas no resuelven, sin embargo, los problemas citados anteriormente, en particular el problema de la interferencia entre las palas del rotor y la torre, que puede causar daños severos.

Sumario de la invención

La presente invención viene a resolver los problemas mencionados anteriormente, al desarrollar una estructura híbrida de torre para aerogeneradores que comprende una parte tubular (cónica o cilíndrica) superior que evita las interferencias entre las palas del rotor y la torre y que puede fabricarse cumpliendo las limitaciones de peso y dimensiones requeridas para el transporte en tierra, y una parte inferior en celosía que proporciona la resistencia necesaria en la base de la citada torre.

La citada parte tubular superior soporta la barquilla del aerogenerador y se extiende a lo largo del área de barrido de las palas del rotor, proporcionando así una torre con diámetro reducido en dicha área para evitar la colisión entre las palas del rotor y la torre cuando las citadas palas deflectan bajo las cargas del viento.

Además, la invención proporciona una pieza de conexión a la cual se unen las citadas partes tubular y en celosía.

Estas y otras características y ventajas de la presente invención se desprenderán de la descripción detallada que sigue de las realizaciones de la misma, a título ilustrativo y no limitativo, en relación con las figuras que se acompañan.

Breve descripción de las figuras

La Figura 1 es una vista esquemática de la estructura de torre según la invención.

La Figura 2 es una vista en perspectiva de la intersección entre las partes tubular y en celosía de la torre, incluyendo una pieza de conexión.

La Figura 3 es una vista en planta de la pieza de conexión.

La Figura 4 muestra una vista agrandada de la parte C de la Figura 3.

Descripción detallada de las realizaciones preferidas

Como se muestra en la Figura 1, la torre 1 para aerogeneradores según la invención comprende una parte superior tubular 2, preferiblemente de acero y de forma cónica o cilíndrica, que soporta la barquilla 5 del aerogenerador, y una parte inferior 3 de estructura en celosía, preferiblemente de acero.

Este diseño es especialmente aplicable a grandes aerogeneradores de más de 2,5 MW y velocidad de giro de más de 15 rpm.

En la parte superior tubular 2 de la torre 1 el diámetro de la citada torre 1 está limitado por la exigencia de holgura entre la torre 1 y las palas del rotor (no mostradas), con objeto de evitar colisiones entre ambas. La deflexión de las palas del rotor flecta las citadas palas hacia la torre 1, especialmente en la zona 4 del extremo de las palas. Por esta razón, existe un diámetro máximo permitido de la citada torre 1 en esta zona 4.

La dimensión del diámetro de la sección tubular 2 estará comprendida preferiblemente entre 3-6 m.

Por debajo del área de barrido de las palas del rotor, no hay necesidad de que la torre tenga un diámetro reducido. Según la invención, esta parte inferior 3 es una estructura en celosía, preferiblemente de sección rectangular o cuadrada de 4-8 m. en la parte superior, con cuatro patas 10, 10', 10'', 10'''.

La sección superior de la parte tubular 2 será más rígida que la parte en celosía 3. Del mismo modo, la parte superior de la estructura en celosía 3 será más rígida que la parte inferior 6, haciendo que sean más fáciles las conexiones entre las secciones de la torre. En la parte inferior 6 de la estructura en celosía 3, la distancia entre las patas 10, 10', 10'', 10''' según la invención reduce las tensiones en la base, evitando así la necesidad de pesadas placas de acero u hormigón, que precisan las torres tubulares.

Según la presente invención, la conexión entre la parte tubular 2 y la estructura en celosía 3 se realiza mediante una pieza de conexión 7 que es un conjunto de varios elementos 12, 12', 12'' que definen una sección superior circular 8 de unión con la parte tubular 2 y una base inferior cuadrada 9 de unión con la parte en celosía 3.

Este diseño tiene la ventaja de que la pieza de conexión dirige la fuerza directamente al centro de la estructura en celosía. Además, esta conexión trabaja como una conexión doble, permitiendo así un número reducido de tornillos en las uniones.

En la realización mostrada en las figuras 3 y 4, la pieza de conexión 7 une la parte de una torre en celosía, con cuatro patas 10, 10', 10'', 10''' formadas con cuatro perfiles metálicos con sección en forma de L unidas entre ellas (de manera no representada en las Figuras) unidos en forma de cruz, con la parte tubular de la torre. La base 9 de la pieza de conexión 7 tiene forma cuadrada y la sección circular 8 de unión queda situada dentro de ella En la Fig. 4 la sección circular 8 tiene puntos de tangencia con la base 9 pero como bien se comprende podría tener un diámetro inferior. En esta realización se observa que las patas 10, 10', 10'' y 10''' están estructuradas de manera que los perfiles en L que las forman estén unidos entre sí dejando un espacio 15 entre ellos para recibir la base 9 de la pieza 7.

La parte tubular 2 se fija a la pieza de conexión 7 bien mediante empalme de bridas, soldando las dos secciones, bien en obra o en el taller, o eventualmente mediante una conexión con brida angular.

Aunque la presente invención se ha descrito enteramente en conexión con realizaciones preferidas, no se han de considerar éstas como limitativas, pudiéndose introducir aquellas modificaciones dentro del alcance definido por las siguientes reivindicaciones.

1. Torre (1) para aerogeneradores con palas de rotor que pueden flectar, caracterizada porque comprende una parte superior tubular (2) que soporta la barquilla (5), una parte inferior en celosía (3) y una pieza de conexión (7) entre ambas, extendiéndose la citada parte tubular (2) a lo largo del área de barrido de las palas del rotor.

2. Torre (1) para aerogeneradores con palas de rotor que pueden flectar según la reivindicación 1, caracterizada porque la parte tubular (2) tiene forma cilíndrica o cónica.

3. Torre (1) para aerogeneradores con palas de rotor que pueden flectar según las reivindicaciones 1 ó 2, caracterizada porque la sección transversal de la parte en celosía (3) tiene forma cuadrada.

4. Torre (1) para aerogeneradores con palas de rotor que pueden flectar según la reivindicación 3, caracterizadas porque la pieza de conexión (7) es un conjunto de varios elementos (12, 12', 12'') que definen una sección superior circular (8) de unión con la parte tubular (2) y una base inferior cuadrada (9) de unión con la parte en celosía (3).

5. Torre (1) para aerogeneradores con palas de rotor que pueden flectar según la reivindicación 4, caracterizada porque la parte en celosía (3) tiene cuatro patas (10, 10', 10'', 10''') formadas por cuatro perfiles en forma de L unidos en forma de cruz, dejando entre ellos un espacio (15) para recibir la base (9) de la pieza de conexión (7).