Turbina eólica que comprende

unos medios de rotación que incluyen

por lo menos dos palas de turbina eólica (4) que pueden girar alrededor del eje longitudinal de dichas palas,

y un buje de turbina eólica que conecta dichas por lo menos dos palas de turbina eólica (4) con por lo menos un árbol (7, 16),

caracterizada porque dichos medios de rotación incluyen además

un sistema hidráulico (17) para accionar dichas por lo menos dos palas de turbina eólica (4) que incluye,

por lo menos un depósito hidráulico (20), y

por lo menos una bomba hidráulica (21, 25),

en la que dicho sistema hidráulico (17) se incorpora a dichos medios de rotación y se dispone en la línea central de rotación (cl) de dichos medios de rotación y en un cono frontal (3) de la turbina eólica

Turbina eólica, sistema hidráulico, sistema de purgado de aire y procedimiento de control de por lo menos dos palas de turbina eólica.

Campo de la invención

La presente invención se refiere a una turbina eólica, un sistema hidráulico y un procedimiento de control de por lo menos dos palas de turbina eólica.

Antecedentes de la invención

En las turbinas eólicas modernas, se utiliza uno de entre dos sistemas para controlar la potencia generada por los generadores de turbina, especialmente en situaciones de vientos excesivos. Ambos sistemas de control implican una reducción en la fuerza de sustentación transferida del viento a las palas del rotor de la turbina eólica.

En el primer procedimiento, el sistema de inclinación, se consigue el control inclinando las palas alrededor del eje longitudinal.

En el segundo procedimiento, el sistema de pérdida de sustentación, se consigue el control utilizando un perfil de pala concebido para que pierda sustentación cuando tengan lugar situaciones de vientos excesivos. En las turbinas eólicas grandes, el sistema de sustentación se puede combinar con palas que se pueden inclinar, con el fin de establecer un sistema denominado sistema de pérdida de sustentación activo.

La figura 1 muestra un sistema de inclinación según la técnica anterior, en el que la fuerza necesaria para inclinar las palas se suministra mediante un sistema hidráulico. La parte principal de dicho sistema hidráulico está dispuesta en la góndola de la turbina eólica y proporciona presión hidráulica a una pluralidad de accionadores a través de un árbol hueco de baja velocidad. Los accionadores se disponen en el buje de la turbina eólica que conecta las palas con el árbol. Dichos accionadores transforman la presión hidráulica en fuerza mecánica utilizada al inclinar las palas. Un ejemplo del sistema de inclinación descrito se puede apreciar en la solicitud de patente UK número GB-A 2 071 779.

Con los sistemas de control que comprenden sistemas hidráulicos según la técnica anterior surgen una pluralidad de problemas. En particular, la aparición de turbinas eólicas de un valor elevado de megavatios ha puesto de manifiesto problemas con los sistemas hidráulicos y la transmisión de la presión hidráulica de los componentes estacionarios a los componentes giratorios de los sistemas hidráulicos en las turbinas eólicas. Además, los árboles huecos necesarios no resultan adecuados o resultan difíciles de conectar con turbinas eólicas grandes y generalmente resultan demasiado caros de producir. La distancia entre los distintos componentes hidráulicos puede tener como resultado una pérdida de capacidad de la presión significativa y un ruido de golpeo que afecte la vida útil de los componentes hidráulicos.

El objetivo de la presente invención consiste en proporcionar una turbina eólica sin las desventajas mencionadas anteriormente.

Especialmente, un objetivo consiste en proporcionar un sistema hidráulico que se pueda utilizar en todas las turbinas eólicas independientemente de su tamaño.

Sumario de la invención

De acuerdo con la invención, la reivindicación 1 muestra una turbina eólica que comprende unos medios de rotación que incluyen por lo menos dos palas de turbina eólica que pueden girar alrededor del eje longitudinal de dichas palas, y un buje de turbina eólica que conecta dichas dos palas de turbina eólica con por lo menos un árbol, un sistema hidráulico para accionar dichas por lo menos dos palas de turbina eólica, que incluye por lo menos un depósito hidráulico y por lo menos una bomba hidráulica, donde se incorpora dicho sistema hidráulico en dichos medios de rotación y dispuesto en la línea central de rotación (cl) de dichos medios de rotación y en un cono frontal de la turbina eólica.

Incluyendo todos los medios hidráulicos en los medios de rotación, la distancia entre los componentes hidráulicos y, así, la pérdida de capacidad de la presión, se pueden mantener bajas.

Además, el desarrollo de la industria de turbinas eólicas ha comportado unos engranajes cada vez más compactos. Cuando se crean engranajes compactos no se pueden utilizar árboles huecos, ya que el diámetro de dichos árboles es demasiado grande y, si los árboles de los engranajes compactos son huecos, se incrementa el riesgo de desplome de forma significativa.

Asimismo, se pueden evitar los costes de ahuecar los árboles y los componentes hidráulicos que los acompañan.

Al mismo tiempo, se puede ahorrar espacio en la góndola, lo que permite una reducción de tamaño, al mismo tiempo que se utiliza el "espacio libre" en relación con el buje.

El término "medios de rotación" se deberá entender como los medios de una turbina eólica que rotan con respecto a la góndola de dicha turbina eólica, como el rotor, el buje y los árboles.

El término "accionamiento" se deberá entender como la fuerza utilizada para mover una pala de turbina eólica en una nueva posición o para mantener dicha pala de turbina eólica en su posición cuando otras fuerzas intentan moverla.

En un aspecto de la invención, dichos medios hidráulicos pueden incluir por lo menos un depósito hidráulico, por lo menos una bomba hidráulica, por lo menos dos accionadores hidráulicos que accionan dichas por lo menos dos palas de turbina eólica, por lo menos un sistema de purgado de aire, por lo menos un filtro hidráulico, y unos medios de calefacción y/o unos medios de enfriamiento.

Los accionadores pueden así recibir presión hidráulica de la bomba en una distancia limitada, dado que la bomba (y el depósito), así como los accionadores, se pueden disponer muy próximos entre sí.

En otro aspecto de la invención, dichos medios hidráulicos están dispuestos con respecto a la línea central de rotación (cl) de dichos medios de rotación.

Así, se pueden añadir unos medios hidráulicos a los medios de rotación sin crear problemas de equilibrio simétrico en dichos medios de rotación de la turbina eólica. Preferentemente, los medios hidráulicos se disponen de un modo compacto alrededor de la línea central, por ejemplo disponiendo el depósito hidráulico centrado en la línea central con los otros componentes hidráulicos dispuestos de la forma más simétrica posible en los lados del depósito.

Todavía en otro aspecto de la presente invención, dichos medios hidráulicos están acoplados al buje de la turbina eólica.

Así, se puede crear una construcción muy rígida con un grado de fiabilidad elevado.

De acuerdo con la invención, la combinación de los medios de rotación de una turbina eólica, un cono frontal de dicha turbina eólica y un sistema hidráulico para controlar los medios de rotación incluye por lo menos dos palas de turbina eólica y dicho sistema comprende un depósito hidráulico, por lo menos una bomba hidráulica, por lo menos dos accionadores hidráulicos para accionar dichas por lo menos dos palas de turbina eólica en el eje longitudinal de dichas palas con dicha por lo menos una bomba hidráulica bombeando aceite hidráulico de dicho depósito hidráulico a dichos por lo menos dos accionadores hidráulicos, incorporándose dicho sistema hidráulico en los medios de rotación de dicha turbina eólica y estando dispuestos en la línea central de rotación (cl) y en un cono frontal de dicha turbina eólica.

En un aspecto de la invención, dicho sistema también comprende por lo menos un sistema de purgado de aire.

En un aspecto de la invención, se incorpora un sistema de purgado de aire para sistemas hidráulicos en los medios de rotación, comprendiendo dicho sistema de purgado de aire un conducto de purgado de aire dispuesto en la línea central de rotación (cl) de dichos sistemas hidráulicos y conectado de manera que pueda pivotar a dichos sistemas hidráulicos, una conducción de purgado de aire dispuesta en dicho sistema hidráulico y con una entrada de aire alejada de dicha línea central (cl), un bloque de carga con una barra de equilibrado de carga dispuesta en la parte exterior de dicho sistema hidráulico, estando dicha conducción de purgado de aire y dicho bloque de carga conectados de manera que puedan pivotar a dicho conducto de purgado de aire, y estando dicha conducción de purgado de aire conectada a dicho bloque de carga en una conexión fija.

En un aspecto de la invención, dicha conducción de purgado de aire (41) está conectada a dicho conducto de purgado de aire (38) mediante una conexión...

1. Turbina eólica que comprende

unos medios de rotación que incluyen

por lo menos dos palas de turbina eólica (4) que pueden girar alrededor del eje longitudinal de dichas palas, y un buje de turbina eólica que conecta dichas por lo menos dos palas de turbina eólica (4) con por lo menos un árbol (7, 16),

caracterizada porque dichos medios de rotación incluyen además

un sistema hidráulico (17) para accionar dichas por lo menos dos palas de turbina eólica (4) que incluye,

por lo menos un depósito hidráulico (20), y

por lo menos una bomba hidráulica (21, 25),

en la que dicho sistema hidráulico (17) se incorpora a dichos medios de rotación y se dispone en la línea central de rotación (cl) de dichos medios de rotación y en un cono frontal (3) de la turbina eólica.

2. Turbina eólica según la reivindicación 1, caracterizada porque dicho sistema hidráulico (17) incluye

por lo menos dos accionadores hidráulicos (22) que accionan dichas por lo menos dos palas de turbina eólica (4),

por lo menos un sistema de purgado de aire (43),

por lo menos un filtro hidráulico (26) y unos medios de calefacción (18) y/o unos medios de refrigeración (27).

3. Turbina eólica según la reivindicación 1, caracterizada porque las conducciones hidráulicas de entrada y salida (45, 46) se extienden en el depósito (20).

4. Turbina eólica según la reivindicación 1, caracterizada porque las conducciones hidráulicas de entrada y salida (45, 46) comprenden aberturas (49, 50) sustancialmente en la línea central de rotación (cl) de dichos medios de rotación.

5. Turbina eólica según la reivindicación 1, caracterizada porque dicho sistema hidráulico (17) está acoplado al buje de turbina eólica (14).

6. Combinación de los medios de rotación de una turbina eólica, un cono frontal de dicha turbina eólica, y un sistema hidráulico para controlar dichos medios de rotación de la turbina eólica que incluyen por lo menos dos palas de turbina eólica, comprendiendo dicho sistema

un depósito hidráulico (20),

por lo menos una bomba hidráulica (21, 25),

por lo menos dos accionadores hidráulicos (22) para accionar dichas por lo menos dos palas de turbina eólica (4) alrededor del eje longitudinal de dichas palas,

bombeando dicha por lo menos una bomba hidráulica (21, 25) aceite hidráulico de dicho depósito hidráulico a dichos por lo menos dos accionadores hidráulicos, y

caracterizada porque

dicho sistema hidráulico se incorpora a los medios de rotación de dicha turbina eólica y está dispuesto en la línea central de rotación (cl) y en el cono frontal (3) de dicha turbina eólica.

7. Sistema hidráulico según la reivindicación 6, caracterizado porque dicha línea central de rotación (cl) es asimismo la línea central de rotación (cl) de una turbina eólica que utiliza dicho sistema hidráulico.

8. Sistema hidráulico según la reivindicación 7, caracterizado porque dicho sistema comprende además por lo menos un sistema de purgado de aire (43).

9. Sistema hidráulico según la reivindicación 8, caracterizado porque dicho sistema de purgado de aire comprende

• una conducción de purgado de aire (19) dispuesta en la línea central de rotación (cl) de dicho sistema hidráulico y conectada de manera pivotante a dichos sistemas hidráulicos,

• una conducción de purgado de aire (34, 41) dispuesta en el interior de dicho sistema hidráulico y con una toma de aire alejada de dicha línea central (cl),

• un bloque de carga con una barra de equilibrado de carga dispuesta en el exterior de dicho sistema hidráulico,

estando dicha conducción de purgado de aire y dicho bloque de carga conectados a dicho conducto de purgado de aire, y

estando dicha conducción de purgado de aire conectada a dicho bloque de carga con una conexión fija.

10. Sistema hidráulico según la reivindicación 9, caracterizado porque dicha conducción de purgado de aire (41) está conectada a dicho conducto de purgado de aire (38) mediante una conexión en codo (40).

11. Sistema hidráulico según la reivindicación 9, caracterizado porque dicho conducto de purgado de aire (38) comprende una conexión de pivote con respecto a dicho depósito, incluyendo dicha conexión de pivote por lo menos un cojinete (39).

12. Sistema hidráulico según la reivindicación 9, caracterizado porque dicha conexión de pivote comprende por lo menos un anillo de apriete (42).

13. Sistema hidráulico según la reivindicación 9, caracterizado porque dicho bloque de carga (29) pesa más que dicha conducción de purgado de aire (41).

14. Sistema hidráulico según la reivindicación 9, caracterizado porque dicho sistema comprende por lo menos dos, y preferentemente tres, detectores capacitivos (31) dispuestos de manera simétrica alrededor de dicha línea central (cl).

15. Procedimiento de control de un sistema hidráulico, en el que dicho sistema hidráulico se incorpora a los medios de rotación de una turbina eólica y está dispuesto en la línea central de rotación y en un cono frontal de la turbina eólica, con el fin de hacer rotar por lo menos dos palas de turbina eólica alrededor del eje longitudinal de dichas palas en una turbina eólica, comprendiendo dicho procedimiento las etapas que consisten en:

• bombear aceite hidráulico desde por lo menos un depósito hidráulico hasta por lo menos un accionador hidráulico mediante por lo menos una bomba.

• accionar por lo menos un mecanismo de inclinación haciendo girar dichas palas de turbina eólica mediante dichos accionadores hidráulicos,

• devolver dicho aceite hidráulico a dicho por lo menos un depósito hidráulico.

16. Procedimiento de control de un sistema hidráulico según la reivindicación 15, en el que dicho sistema hidráulico rota en dicha línea central de rotación.

17. Procedimiento de control de un sistema hidráulico según la reivindicación 15, en el que dicho sistema hidráulico rota alrededor de dicha línea central de rotación.

18. Procedimiento de control de un sistema hidráulico según la reivindicación 15, en el que dicho sistema hidráulico succiona aceite hidráulico de por lo menos una conducción de entrada y de salida en el interior de dicho depósito hidráulico por medio de dicha por lo menos una bomba.

19. Procedimiento de control de un sistema hidráulico según la reivindicación 18, en el que se lleva a cabo la succión en el centro o próxima al centro de dicho depósito.

20. Procedimiento de control de un sistema hidráulico según la reivindicación 15, en el que un sistema de purgado de aire que conecta el interior del depósito con el entorno controla la presión en el interior del depósito.

21. Procedimiento de control de un sistema hidráulico según la reivindicación 15, en el que una conducción de purgado de aire del sistema de purgado de aire se mantiene en una posición vertical siendo conectada de manera pivotante al depósito y comprendiendo un bloque de carga.