PROCEDIMIENTO Y DISPOSITIVO PARA EL MONTAJE DE PALAS DE TURBINA EÓLICA.
Procedimiento para montar una pala (3) de turbina eólica en un buje (1) de turbina eólica mediante el uso de un brazo (5,
105) de grúa, en el que la orientación de la pala (3) se mantiene sustancialmente horizontal cuando la pala (3) se eleva y se separa del suelo y se monta en el buje (1) de rotor, caracterizado porque se usan al menos un cable (13, 113) de control y una disposición (11, 123, 125) de cabrestantes para controlar la orientación de la pala (3) además de al menos un cable (15, 115) de soporte para soportar el peso de la pala
Tipo: Patente Internacional (Tratado de Cooperación de Patentes). Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: PCT/EP2007/010221.
Solicitante: SIEMENS AKTIENGESELLSCHAFT.
Nacionalidad solicitante: Alemania.
Dirección: WITTELSBACHERPLATZ 2 80333 MUNCHEN ALEMANIA.
Inventor/es: MOELLER,JESPER, LYNDERUP,Henrik,Fomsgaard.
Fecha de Publicación: .
Fecha Solicitud PCT: 23 de Noviembre de 2007.
Clasificación PCT:
- B66C1/42 TECNICAS INDUSTRIALES DIVERSAS; TRANSPORTES. › B66 ELEVACION; LEVANTAMIENTO; REMOLCADO. › B66C GRUAS Y PUENTES-GRUA; ELEMENTOS O DISPOSITIVOS DE TOMA DE CARGA PARA GRUAS, PUENTES GRUA, CABRESTANTES, CABRIAS O POLIPASTOS (mecanismos de enroscadura de cuerda, de cable o de cadena, dispositivos de frenado o de parada de su uso B66D; adaptados especialmente para los reactores nucleares G21). › B66C 1/00 Elementos o dispositivos de toma de carga fijados a los mecanismos de subida, bajada o arrastre de las grúas o adaptados para ser utilizados con estos mecanismos y transmitir los esfuerzos a los objetos o grupos de objetos (medios para unir cables o cuerdas F16G 11/00). › Organos de sujeción que enganchan solamente las caras externas o internas de los objetos (para la manutención o la extracción de piezas de fundición o lingotes durante su fabricación B22D 29/00).
- B66C23/36 B66C […] › B66C 23/00 Grúas que constan esencialmente de una viga, aguilón o una estructura triangular que actúan como brazo de palanca, montadas de forma que permitan movimientos de traslación o de orientación en planos verticales u horizontales, o bien una combinación de esos movimientos, p. ej. grúas de aguilón, derricks o grúas sobre torres (estructuras de torres que soportan la base B66C 5/00; adaptaciones de armazones que soportan las vías de rodadura B66C 6/00). › montadas sobre vehículos de carretera o ferroviarios; Grúas de aguilón de maniobra manual para utilización en los talleres; Grúas flotantes (bajo el aspecto vehículo o buque B60 - B63).
- F03D1/00 MECANICA; ILUMINACION; CALEFACCION; ARMAMENTO; VOLADURA. › F03 MAQUINAS O MOTORES DE LIQUIDOS; MOTORES DE VIENTO, DE RESORTES, O DE PESOS; PRODUCCION DE ENERGIA MECANICA O DE EMPUJE PROPULSIVO O POR REACCION, NO PREVISTA EN OTRO LUGAR. › F03D MOTORES DE VIENTO. › Motores de viento con el eje de rotación dispuesto sustancialmente paralelo al flujo de aire que entra al rotor (su control F03D 7/02).
- F03D11/04
Países PCT: Austria, Bélgica, Suiza, Alemania, Dinamarca, España, Francia, Reino Unido, Grecia, Italia, Liechtensein, Luxemburgo, Países Bajos, Suecia, Mónaco, Portugal, Irlanda, Eslovenia, Finlandia, Rumania, Chipre, Lituania, Letonia.
PDF original: ES-2356024_T3.pdf
Fragmento de la descripción:
En general, la invención se refiere a procedimientos de manipulación de palas de turbina eólica y de montaje de dichas palas en una turbina eólica y a un sistema y una unidad de agarre para la manipulación de una pala de turbina eólica. En particular, la presente invención se refiere a un procedimiento de montaje de palas de turbina eólica en un 5 buje de rotor, en el que la orientación de las palas se mantiene sustancialmente horizontal cuando la pala se eleva y se separa del suelo. Además, la presente invención se refiere a un sistema de elevación de palas de turbina eólica que es particularmente adecuado para realizar el procedimiento inventivo.
Las turbinas eólicas modernas normalmente comprenden un rotor con un diámetro y una anchura considerables. El montaje de una turbina eólica podría incluir las etapas de transportar los diferentes elementos hasta el 10 emplazamiento de la turbina eólica, ensamblar las secciones de torre y la torre, elevar la góndola de la turbina eólica con una grúa y montar la góndola en la parte superior de la torre, ensamblar el rotor de la turbina eólica en el suelo, elevar el rotor de la turbina eólica con una grúa y montar el rotor en un árbol de baja velocidad que se extiende desde la góndola.
La manera habitual de montaje de una turbina eólica comprende varios inconvenientes que se han vuelto cada 15 vez más graves con el tamaño y la anchura crecientes del rotor de la turbina eólica. El ensamblaje del rotor de la turbina eólica en el suelo es especialmente difícil ya que requiere una gran zona libre de obstáculos que sea sustancialmente horizontal y estable con el fin de que sea accesible para los trabajadores que participan en el ensamblaje y la grúa. Además, la elevación del rotor hasta la góndola es bastante complicada ya que el rotor debe girarse 90º en el aire.
A partir del documento US 2005/019166 A1, se sabe cómo montar un buje de rotor en el que ya están 20 montadas dos palas en la góndola y luego se monta la pala de rotor restante en el buje de rotor con la pala en una posición vertical.
En otros sistemas de elevación se sabe cómo montar previamente el buje de turbina eólica en la góndola y luego elevar cada pala de turbina eólica individualmente hasta una posición próxima al buje y realizar el montaje de las palas. En un sistema de este tipo, que se da a conocer en el documento US 2006/0120809 A1, la elevación se realiza 25 con las palas de turbina eólica sostenidas en vertical con un dispositivo de elevación. Sin embargo, en este sistema de elevación la pala tiene que estar en vertical durante la elevación y el montaje. Esto significa que, como parte del proceso de elevación, la pala ha de girarse y durante la colocación de la pala hay un escaso control de la orientación angular de la pala.
En otro sistema de elevación que se da a conocer en el documento US 2006/0147308 A1, la pala se sostiene 30 sustancialmente horizontal, descansando en eslingas que se sostienen mediante cables fijados a la pala de turbina. Este sistema tiene la ventaja de que el eje de la pala puede mantenerse en la misma posición durante la elevación y el montaje que cuando descansa sobre el suelo. Sin embargo, cualquier ráfaga de viento que se produzca en el momento de la elevación tenderá a desviar la pala. Por consiguiente, tal elevación requiere varias personas emplazadas a cierta distancia de la turbina durante la elevación y que sostienen largas cuerdas para ayudar a dirigir la pala. Para palas 35 grandes y torres altas, el control de tal dirección se convierte en un importante reto.
Por tanto, es un objetivo de la presente invención proporcionar un procedimiento ventajoso para elevar una pala de turbina eólica hasta un buje de turbina eólica. Otro objetivo es proporcionar un sistema ventajoso de elevación de palas de turbina eólica.
Estos objetivos se resuelven mediante un procedimiento para montar una pala de turbina eólica en un buje de 40 turbina eólica según se reivindica en la reivindicación 1 y mediante un sistema de elevación de palas de turbina eólica según se reivindica en la reivindicación 10.
En el procedimiento inventivo para montar una turbina eólica en un buje de turbina eólica mediante el uso de un brazo de grúa, la orientación de la pala se mantiene sustancialmente horizontal cuando la pala se eleva y se separa del suelo y se monta en el buje de rotor. Se usan cables que pueden controlarse, que se denominan cables de control en lo 45 sucesivo, y una disposición de cabrestantes para controlar la orientación de la pala además de al menos un cable de soporte para soportar el peso de la pala.
Conectando la pala a una disposición de cabrestantes mediante el cable de control, puede controlarse la orientación de la pala usando los cabrestantes que pueden controlarse de manera remota a la ubicación a una distancia segura de la pala colgante. A diferencia de esto, en el estado de la técnica en el que personas sostienen cuerdas en el 50 suelo para controlar la orientación de la pala, estas personas están más o menos debajo de la pala y, por tanto, en una posible zona de peligro. Además, puesto que no es necesario tener personal en el suelo para la manipulación de las cuerdas de control, puede reducirse el número de personas necesarias para montar la pala en el buje de rotor.
En una primera implementación de la invención, se usan cables de control que conectan la pala mediante el brazo de grúa a una disposición de cabrestantes para mantener la orientación de la pala sustancialmente horizontal y/o 55
para controlar la orientación de la pala en un plano horizontal además del al menos un cable de soporte para soportar el peso de la pala.
Conectando la pala a una disposición de cabrestantes mediante el brazo de grúa, puede controlarse la orientación de la pala con respecto al brazo de grúa. A diferencia de esto, en el estado de la técnica, personas sostienen cuerdas en el suelo y se controla la orientación de la pala con respecto a cierto punto en el suelo. Por tanto, cuando se 5 mueve el brazo de grúa la orientación de la pala no sigue al brazo automáticamente en el estado de la técnica. En el procedimiento inventivo, sin embargo, la orientación horizontal de la pala seguirá la orientación horizontal del brazo de grúa automáticamente y puede simplificarse el control de la orientación horizontal de la pala. Además, puesto que no es necesario tener personal en el suelo para la manipulación de las cuerdas de control, puede reducirse el número de personas necesarias para montar la pala en el buje de rotor. Puede lograrse un alto grado de capacidad de control si se 10 usan al menos dos cables de control que pueden controlarse independientemente entre sí.
El procedimiento inventivo puede comprender, en particular, las siguientes etapas: a) elevar al menos una pala de turbina eólica con un sistema de elevación para la manipulación de palas de turbina eólica en el que dicha al menos una pala de turbina eólica se orienta en una posición sustancialmente horizontal; usando el sistema de elevación un dispositivo de elevación que está diseñado para poder unirse a la pala de turbina eólica y al que se conectan los cables 15 de control y el al menos un cable de soporte; b) controlar la orientación de dicha al menos una pala de turbina eólica en la posición sustancialmente horizontal cuando se ha elevado y separado del suelo usando los cables de control y c) fijar dicha al menos una pala de turbina eólica en una posición sustancialmente horizontal con respecto al buje de turbina eólica. Esta implementación del procedimiento puede comprender además, como etapa anterior, la etapa de elevar un buje de turbina eólica hasta una góndola de una turbina eólica con el sistema de elevación y montar el buje en la 20 góndola o elevar el buje de turbina eólica y la góndola junto con el sistema de elevación y montar la góndola que incluye el buje en una torre de turbina eólica.
Además, los cables de control usados en el procedimiento inventivo pueden mantenerse pretensados cuando se eleva la pala. Pretensando los cables de control, la orientación horizontal de la pala puede mantenerse particularmente estable durante el proceso de elevación. En particular, tan pronto como se eleva la pala por encima del 25 punto en el que los cables de control alcanzan el brazo de grúa, la orientación de la pala puede fijarse de manera segura puesto que el cable de soporte y los cables de control tiran de la pala en sentidos más o menos opuestos. Si, en esta situación, las fuerzas que actúan sobre la... [Seguir leyendo]
Reivindicaciones:
1. Procedimiento para montar una pala (3) de turbina eólica en un buje (1) de turbina eólica mediante el uso de un brazo (5, 105) de grúa, en el que la orientación de la pala (3) se mantiene sustancialmente horizontal cuando la pala (3) se eleva y se separa del suelo y se monta en el buje (1) de rotor, caracterizado porque se usan al menos un cable (13, 113) de control y una disposición (11, 123, 125) de cabrestantes para controlar la 5 orientación de la pala (3) además de al menos un cable (15, 115) de soporte para soportar el peso de la pala.
2. Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado porque se usan cables (13) de control que conectan la pala (3) mediante el brazo (5) de grúa a una disposición (11) de cabrestantes para mantener la orientación de la pala (3) sustancialmente horizontal y/o para controlar la orientación de la pala (3) en un plano sustancialmente horizontal además del al menos un cable (15) de soporte para soportar el peso de la pala. 10
3. Procedimiento según la reivindicación 2, caracterizado porque el procedimiento comprende las etapas de:
a) elevar al menos una pala (3) de turbina eólica con un sistema de elevación para la manipulación de palas (3) de turbina eólica, en el que dicha al menos una pala (3) de turbina eólica se orienta en una posición sustancialmente horizontal, usando el sistema de elevación un dispositivo (9) de elevación que está diseñado para poder unirse a la pala (3) de turbina eólica y al que se conectan los cables (13) de control y el al menos un 15 cable (15) de soporte,
b) controlar la orientación de dicha al menos una pala (3) de turbina eólica en la posición sustancialmente horizontal cuando se ha elevado y separado del suelo, usando los cables (13) de control, y
c) fijar dicha al menos una pala (3) de turbina eólica en una posición sustancialmente horizontal con respecto al buje (1) de turbina eólica. 20
4. Procedimiento según la reivindicación 3, caracterizado porque comprende además, como etapa anterior, la etapa de elevar un buje (1) de turbina eólica hasta una góndola (33) de una turbina eólica con el sistema de elevación y montar el buje (1) en la góndola (33) o elevar el buje (1) de turbina eólica y la góndola (33) junto con el sistema de elevación y montar la góndola (33) que incluye el buje (1) en una torre (35) de turbina eólica.
5. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque se usan al menos dos 25 cables (13) de control que pueden controlarse independientemente entre sí.
6. Procedimiento según cualquiera de las anteriores, caracterizado porque los cables (13) de control se mantienen pretensados cuando la pala (3) se eleva.
7. Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado porque se usan una disposición (123, 125) de cabrestantes que está ubicada en un dispositivo (109) de elevación que está diseñado para poder unirse a la 30 pala (3) de turbina eólica, y al menos un cable (113) de control que puede controlarse mediante la disposición (123, 125) de cabrestantes para controlar la distancia de la pala (3) desde el brazo (105) de grúa y/o la orientación de la pala (3) en un plano horizontal.
8. Procedimiento según la reivindicación 7, caracterizado porque se usa una disposición (123, 125) de cabrestantes con al menos un primer cabrestante (123) y un segundo cabrestante (125) para controlar el al 35 menos un cable (113) de control, en el que la distancia de la pala (3) desde el brazo (105) de grúa se controla mediante el primer cabrestante (123) y la orientación de la pala (3) en el plano horizontal se controla mediante el segundo cabrestante (125).
9. Procedimiento según la reivindicación 8, caracterizado porque
- se usa un cable (113) de control que tiene una longitud libre con al menos una primera rama (113A) que 40 comprende una primera fracción del cable (113) de control y una segunda rama (113B) que comprende una segunda fracción del cable (113) de control, conectándose ambas ramas del cable de control directa o indirectamente al brazo (105) de grúa,
- se controla la longitud libre del cable (113) de control mediante el primer cabrestante (123), y
- se controla la distribución de la longitud libre del cable (113) de control a la primera fracción y la segunda 45 fracción mediante el segundo cabrestante (125).
10. Sistema de elevación de palas de turbina eólica que comprende un dispositivo (9, 109) de elevación con un bastidor (17, 117) que está diseñado para poder conectarse a una pala (3) de turbina eólica, un brazo (5, 105) de grúa, una disposición (11, 123, 125) de cabrestantes, y al menos un cable (13, 113) de control que discurre hasta la disposición (11, 123, 125) de cabrestantes para controlar que la orientación de la pala sea 50 sustancialmente horizontal y/o para controlar la orientación de la pala (3) en un plano sustancialmente horizontal cuando se ha elevado y separado del suelo,
caracterizado porque la disposición (123, 125) de cabrestantes está ubicada en el dispositivo (109) de elevación.
11. Sistema de elevación de palas de turbina eólica según la reivindicación 10, en el que al menos una cuerda (121a, 121B) se extiende desde el extremo superior del brazo (105) hasta su extremo inferior y en el que el cable (113) de control se conecta a la al menos una cuerda (121A, 121B). 5
12. Sistema de elevación de palas de turbina eólica según la reivindicación 11, en el que el al menos un cable (113) de control se conecta a la al menos una cuerda (121A, 121B) por medio de poleas (129A, 131A, 129B, 131B).
13. Sistema de elevación de palas de turbina eólica según cualquiera de las reivindicaciones 10 a 12,
- que comprende al menos un cable (113) de control que tiene una longitud libre con al menos una primera 10 rama (113A) que comprende una primera fracción del cable (113) de control y una segunda rama (113B) que comprende una segunda fracción del cable (113) de control, estando conectadas ambas ramas del cable (113) de control directa o indirectamente al brazo (105) de grúa, y
- en el que la disposición (123, 125) de cabrestantes comprende al menos un primer cabrestante (123) y un segundo cabrestante (125), en el que el primer cabrestante (123) está diseñado para actuar sobre el cable 15 (113) de control para controlar su longitud libre y el segundo cabrestante (125) está diseñado para actuar sobre el cable (113) de control para controlar la distribución de la longitud libre del cable (113) de control a la primera fracción y la segunda fracción.
14. Sistema de elevación de palas de turbina eólica según la reivindicación 13, en el que el cable (113) de control comprende extremos que se conectan al primer cabrestante (123) y una sección intermedia que se enrolla 20 alrededor del segundo cabrestante (125).
15. Sistema de elevación de palas de turbina eólica según la reivindicación 13 o la reivindicación 14, en el que una primera cuerda (121A) y una segunda cuerda (121B) se extienden desde el extremo superior del brazo (105) hasta su extremo inferior y en el que la primera rama (113A) y la segunda rama (113B) del cable (113) de control se conectan a la primera cuerda (121A) y la segunda cuerda (121B), respectivamente. 25
16. Sistema de elevación de palas de turbina eólica según la reivindicación 15, en el que la primera rama (113A) y la segunda rama (113B) del cable (113) de control se conectan a la primera cuerda (121A) y la segunda cuerda (121B), respectivamente, por medio de poleas (129A, 131A, 129B, 131B).
17. Sistema de elevación de palas de turbina eólica según cualquiera de las reivindicaciones 10 a 16, en el que el al menos un cable (113) de control discurre sustancialmente en un plano horizontal. 30
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