UNIDAD DE ENGRANAJES PARA UNA TURBINA EÓLICA.

Unidad (8) de engranajes para una turbina eólica (1) que tiene un eje (9) de entrada conectable al cubo (5) de rotor de la turbina eólica (1) y un eje (10) de salida para su conexión a un generador (7) de energía eléctrica,

estando dotada la unidad (8) de engranajes de un tubo hueco (28) que es concéntrico con el eje (AA') de giro principal y que se extiende a través de la unidad (8) de engranajes desde el eje (9) de entrada hasta el eje (10) de salida, conformando dicho tubo hueco (28) un precinto para la unidad (8) de engranajes durante su almacenamiento y/o transporte, estando adaptado el tubo hueco (28) para extenderse adicionalmente a través del generador (7) de energía eléctrica, caracterizada por el hecho de que en el interior del tubo hueco (28) está dispuesto un tubo (24) de energía para alojar cableado (25) y/o tubos (26) para la transmisión de energía eléctrica y/o hidráulica de la carcasa estática (3) de la turbina eólica (1) al cubo (5) de rotor giratorio

La presente invención se refiere a una unidad de engranajes para una turbina eólica.

De forma más específica, la presente invención se refiere a una unidad de engranajes para una turbina eólica que tiene un eje de entrada conectado a las aspas del rotor de la turbina eólica y un eje de salida para su conexión a un generador de energía eléctrica.

Tales unidades de engranajes ya son conocidas según el estado de la técnica. En las mismas, la unidad de engranajes contiene normalmente una o más etapas planetarias, cumpliendo el porta satélites de la primera etapa planetaria la función de eje de entrada y siendo normalmente el eje de salida un eje en el que está montado el planeta de la última etapa planetaria.

De esta manera, el giro lento de las aspas del rotor se transforma en un giro que es suficientemente rápido para hacer que el generador de energía funcione de forma adecuada.

No obstante, por ejemplo, un problema práctico que se produce en todas las unidades de engranajes conocidas es la manera en la que se controla la denominada inclinación de las aspas del rotor. Esta inclinación es la rotación de las aspas del rotor a lo largo de su eje longitudinal con respecto al plano en el que giran las aspas.

Dependiendo de la velocidad del viento, esta inclinación debe ser mayor o menor para obtener una velocidad de giro aceptable de las aspas del rotor. Con frecuencia, la inclinación de las aspas del rotor puede ajustarse mediante motores eléctricos o dispositivos de accionamiento hidráulicos.

Para permitir controlar y ajustar la inclinación de las aspas del rotor, es necesario hacer pasar cables de alimentación eléctrica y de señal a través de la unidad de engranajes y, posiblemente, incluso tubos hidráulicos, por ejemplo, en el caso de que las aspas sean accionadas mediante un dispositivo de accionamiento hidráulico.

En consecuencia, un problema consiste en que la alimentación eléctrica y/o hidráulica es suministrada normalmente desde un punto estático en la carcasa de la turbina eólica, mientras que las aspas del rotor giran cuando la turbina eólica está funcionando.

Tal como es conocido, normalmente se utiliza algún tipo de conexión de energía giratoria.

Por ejemplo, para la transmisión de energía eléctrica de un conductor estacionario a un conductor giratorio, con frecuencia se usa una conexión de energía giratoria en forma de unidad de anillo deslizante, denominada también unidad de anillo colector o unidad de contacto eléctrico giratorio.

De forma típica, la misma comprende un contacto estacionario de grafito o de metal (escobilla) que roza con el diámetro exterior de un anillo de metal giratorio. Cuando el anillo de metal gira, la corriente o señal eléctrica es conducida a través de la escobilla estacionaria al anillo de metal, creando la conexión.

Existen conectores de energía giratorios similares para la transmisión de energía hidráulica de una carcasa estática a una parte giratoria, por ejemplo, de la carcasa de una turbina eólica a su cubo de rotor.

Una dificultad de estos sistemas consiste en que un lado del cableado y de los tubos se encuentra en las aspas del rotor y el otro lado se encuentra en la carcasa de la turbina eólica, y las aspas del rotor y la carcasa de la turbina eólica solamente están unidas entre sí durante el montaje final en su ubicación definitiva.

Por lo tanto, resulta inevitable que el cableado y los tubos deban ser instalados, al menos parcialmente, durante el montaje final en la ubicación definitiva de la turbina eólica, lo cual no resulta práctico en absoluto.

De este modo, es necesario tomar numerosas precauciones para evitar el contacto del cableado y los tubos con las partes giratorias de la unidad de engranajes de la turbina eólica.

Otro problema consiste en que el cableado debe pasar a través de una zona que, debido a su naturaleza, tiene que ser lubricada de forma exhaustiva y permanente.

En algunos diseños de turbinas eólicas conocidos se usa un tubo de energía a tal efecto, siendo dicho tubo de energía un tipo de tubo hueco en el que se instalarán el cableado y los tubos.

Normalmente, este tubo de energía pasa a través del centro de la unidad de engranajes y, con frecuencia, también a través del centro del generador de energía eléctrica.

WO 2006/053940 describe una unidad de engranajes para una turbina eólica según el preámbulo de la reivindicación 1, que comprende un tubo hueco adaptado para extenderse del cubo de rotor al generador.

Normalmente, el tubo de energía está conectado de forma rígida al cubo de rotor y la transmisión real de energía eléctrica y/o hidráulica de la carcasa estática al cubo giratorio se obtiene mediante un conector de energía giratorio que está instalado entre el cubo de energía giratorio y la carcasa de la turbina eólica, en el lado del generador del tubo de energía.

El cableado y los tubos son estáticos con respecto al tubo de energía. No obstante, estos cables o tubos quedan dañados con frecuencia debido a la acción giratoria del tubo de energía y a la mala fijación de los cables y tubos en la superficie interior del tubo de energía.

Un problema práctico del uso de un tubo de energía consiste en que, con frecuencia, la unidad de engranajes es fabricada por especialistas en ese campo técnico, mientras que el montaje final de la totalidad de la turbina eólica es responsabilidad del fabricante de turbinas eólicas.

De este modo, existe la necesidad de una interfaz adecuada entre ambos fabricantes. Con frecuencia, es el fabricante de la unidad de engranajes el que instala el tubo de energía directamente en la unidad de engranajes durante el montaje de la unidad de engranajes en la fábrica.

De esta manera, el tubo de energía permite obtener al mismo tiempo un precinto para la unidad de engranajes, por ejemplo, durante su almacenamiento en un almacén y durante el transporte de la unidad de engranajes de la fábrica a su ubicación definitiva, así como después de la instalación de la unidad de engranajes en su ubicación definitiva.

El precinto evita escapes de aceite de la unidad de engranajes o la entrada de suciedad procedente del ambiente en la unidad de engranajes.

Gracias a esta solución, el tubo de energía lleva a cabo realmente dos funciones, por un lado, permite obtener un alojamiento para el paso de los cables, etc., que puede soportar una carga, fuerza o par determinados, ejercidos por el conector de energía giratorio, y, por otro lado, permite obtener un precinto para la unidad de engranajes.

Resulta evidente que, en tal caso, las responsabilidades en caso de fallo técnico del tubo de energía no están definidas claramente entre el fabricante de la unidad de engranajes y el fabricante de la turbina eólica.

De hecho, por ejemplo, cuando una unidad de engranajes no está precintada correctamente debido a escapes a través del tubo de energía, la causa podría ser un mal montaje responsabilidad del fabricante de la unidad de engranajes, así como, por ejemplo, la aplicación de una sobrecarga por parte del fabricante de la turbina eólica sobre un tubo de energía instalado correctamente.

Otro inconveniente de estas unidades de engranajes conocidas con un tubo de energía giratorio consiste en que el conector de energía giratorio ocupa mucho espacio, lo cual dificulta el desarrollo de diseños más compactos de turbinas eólicas.

El objetivo de la presente invención es dar a conocer una unidad de engranajes para usar en una turbina eólica que no presenta uno o varios de los inconvenientes mencionados anteriormente ni otros inconvenientes adicionales.

Con tal fin, la invención se refiere a una unidad de engranajes para una turbina eólica que tiene un eje de entrada conectado al cubo de rotor de la turbina eólica y un eje de salida para su conexión a un generador de energía eléctrica, estando dotada la unidad de engranajes de un tubo hueco que es concéntrico con el eje de giro principal y que se extiende a través de la unidad de engranajes desde el eje de entrada hasta el eje de salida, conformando dicho tubo hueco un precinto para la unidad de engranajes durante su almacenamiento y/o transporte, extendiéndose el tubo hueco adicionalmente a través del generador de energía eléctrica, en el que en el interior del tubo hueco... [Seguir leyendo]

1. Unidad (8) de engranajes para una turbina eólica (1) que tiene un eje (9) de entrada conectable al cubo (5) de rotor de la turbina eólica (1) y un eje (10) de salida para su conexión a un generador (7) de energía eléctrica, estando dotada la unidad (8) de engranajes de un tubo hueco (28) que es concéntrico con el eje (AA') de giro principal y que se extiende a través de la unidad (8) de engranajes desde el eje (9) de entrada hasta el eje (10) de salida, conformando dicho tubo hueco (28) un precinto para la unidad (8) de engranajes durante su almacenamiento y/o transporte, estando adaptado el tubo hueco (28) para extenderse adicionalmente a través del generador (7) de energía eléctrica, caracterizada por el hecho de que en el interior del tubo hueco (28) está dispuesto un tubo (24) de energía para alojar cableado (25) y/o tubos (26) para la transmisión de energía eléctrica y/o hidráulica de la carcasa estática (3) de la turbina eólica (1) al cubo (5) de rotor giratorio.

2. Unidad (8) de engranajes para una turbina eólica (1) según la reivindicación 1, caracterizada por el hecho de que el tubo hueco (28) está conectado de forma fija a la carcasa (13) de la unidad (8) de engranajes.

3. Unidad (8) de engranajes para una turbina eólica (1) según la reivindicación 1, caracterizada por el hecho de que el tubo hueco (28) está conectado de forma fija al eje (9) de entrada de la unidad (8) de engranajes.

4. Unidad (8) de engranajes según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizada por el hecho de que el tubo hueco (28) está compuesto por múltiples piezas.

5. Unidad (8) de engranajes según la reivindicación 4, caracterizada por el hecho de que las múltiples piezas del tubo hueco (28) están conectadas entre sí de manera que es posible transmitir par a través del tubo hueco (28).

6. Unidad (8) de engranajes según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizada por el hecho de que el tubo (24) de energía está soportado de forma giratoria en el tubo hueco (28) por cojinetes.

7. Unidad (8) de engranajes según la reivindicación 2, caracterizada por el hecho de que el tubo (24) de energía está conectado de forma fija al tubo hueco (28).

8. Unidad (8) de engranajes según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizada por el hecho de que el tubo (24) de energía está conectado de forma fija a la carcasa (13) de la unidad (8) de engranajes o está conectado de forma fija a la góndola (3) de la turbina eólica (1).

9. Unidad (8) de engranajes según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizada por el hecho de que el tubo (24) de energía está asociado a un conector (27) de energía giratorio para la transmisión real de la energía de la carcasa estática (3) al cubo giratorio (5), estando instalado el conector (27) de energía giratorio en el tubo (24) de energía, en el lado del eje (9) de entrada de la unidad (8) de engranajes.

10. Unidad (8) de engranajes según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizada por el hecho de que la misma está aplicada en una turbina eólica (1) que tiene un sistema de control de inclinación, de modo que un tubo (24) de energía está instalado en el tubo hueco (28) para el paso de energía eléctrica y/o hidráulica de la carcasa estática (3) al cubo (5) de rotor para el funcionamiento del sistema de control de inclinación.