Aerogenerador con dispositivos internos de transporte que comprende un tren de potencia que incluye un generador (41) situado delante del rotor (15) que es accionado directamente por dicho rotor (15),

una torre (11) y una estructura de soporte (13) montada sobre la torre (11); comprendiendo el rotor (15), que está soportado por un eje principal no giratorio (29) unido a la estructura de soporte (13) por medio de al menos un cojinete, un buje (17) y al menos una pala; estando el rotor del generador (45) rígidamente unido al buje rotor (17) y el estator del generador (43) rígidamente unido al eje principal (29), y siendo el eje principal (29) un eje hueco que incluye uno o más dispositivos de transporte, tales como un dispositivo (61) para transportar cargas suspendidas o un carrito (71), para facilitar la sustitución de piezas del generador y/o el transporte de personas.

Aerogenerador con dispositivos internos de transporte.

Campo de la invención

Esta invención se refiere a un aerogenerador y, en particular, a un aerogenerador con un tren de potencia accionado directamente.

Antecedentes

Los aerogeneradores son dispositivos que convierten energía mecánica en energía eléctrica. Un aerogenerador típico incluye una góndola montada sobre una torre que alberga un tren de potencia para transmitir la rotación de un rotor a un generador eléctrico y otros componentes tal como los motores de orientación mediante los que se gira el aerogenerador, varios controladores y un freno. El rotor soporta varias palas que se extienden radialmente para capturar la energía cinética del viento y causan un movimiento rotatorio del tren de potencia. Las palas del rotor tienen una forma aerodinámica de manera que cuando el viento pasa a través de la superficie de la pala se crea una fuerza ascensional que causa la rotación de un eje al que está conectado -directamente o a través de un dispositivo de multiplicación- un generador eléctrico. La cantidad de energía producida por los aerogeneradores depende de la superficie de barrido del rotor de palas que recibe la energía del viento y, consecuentemente, el incremento de la longitud de las palas implica normalmente un incremento de la producción de energía del aerogenerador.

Se conocen en la técnica diversas configuraciones de trenes de potencia sin multiplicadoras.

En una de estas configuraciones, la torre está situada entre el buje del rotor y el generador. Un ejemplo de esas configuraciones está descrito en WO 01/94779 A1 en la que la estructura conectora entre el buje del rotor y el generador es un eje dividido en dos partes y soportado por dos unidades de cojinetes. Otro ejemplo se describe en WO 02/33254 A1 en el que la estructura conectora entre el buje del rotor y el generador es un eje principal soportado por dos cojinetes dispuestos encima de una base situada en lo alto de la torre.

En otra de esas configuraciones, el generador, con un rotor y un estator de gran diámetro, está situado entre el buje del rotor y la torre y la estructura conectora entre el buje del rotor y el generador consiste en un eje hueco soportado por cojinetes en un miembro tubular (interior al eje hueco) unido a la estructura de soporte del aerogenerador. Un ejemplo de estas configuraciones se describe en US 2004/0108733 A1 en la que el eje hueco está soportado por medio de un único cojinete que asimismo transmite momentos al miembro tubular. Esta configuración está orientada a la reducción del tamaño y el peso de los elementos del aerogenerador que se montan encima de la torre pero tiene el inconveniente de un mantenimiento costoso, particularmente cuando se necesita desmontar componentes.

DE 102004030929 B3 describe otra configuración en la que el generador está situado aguas arriba del rotor. Se indica que esta configuración supone varias ventajas respecto a las configuraciones con el generador situado entre el buje del rotor y la torre tal como, particularmente, la de permitir el cambio del generador sin desmontar el rotor eólico, reducir las cargas y los riesgos de rayos en el generador y facilitar el acceso al buje del rotor para tareas de mantenimiento. No se conoce sin embargo ninguna implementación comercial porque esta configuración tiene varios problemas.

Uno de ellos es que el recambio de pequeños componentes del generador como ventiladores o elementos de sellado puede requerir que el personal de mantenimiento tenga que acceder al interior del generador desde su lado frontal y mover las piezas de recambio a lo largo de ese camino. Esto supone que el personal de mantenimiento debe salir al exterior del rotor eólico y del rotor del generador, una acción que implica varios problemas y riesgos. El mayor riesgo es una caída del personal desde el aerogenerador con fatales consecuencias. Adicionalmente el transporte de las piezas de recambio a largo de esa ruta es difícil.

Esta invención está orientada a la solución de ese problema.

Sumario de la invención

Es un objeto de la presente invención proporcionar un aerogenerador con el generador situado delante del rotor eólico que permita que el personal de servicio pueda llevar a cabo la sustitución de pequeños componentes del generador sin estar sujeto a riesgos significativos de sufrir accidentes.

Es otro objeto de la presente invención proporcionar un aerogenerador con el generador situado delante del rotor eólico permitiendo un fácil mantenimiento de los pequeños componentes del generador.

Estos y otros objetos se consiguen proporcionando un aerogenerador que comprende una torre, una estructura de soporte montada sobre la torre, un tren de potencia accionado directamente incluyendo un generador situado delante del rotor eólico que está soportado por un eje principal no giratorio unido a la estructura de soporte por medio de al menos un cojinete, estando el rotor del generador rígidamente unido al buje del rotor y el estator del generador rígidamente unido al eje principal, en el que eje principal es un eje hueco que incluye uno o más dispositivos de transporte para facilitar la sustitución de piezas del generador y/o el transporte de personas.

En una realización preferente uno de dichos dispositivos de transporte es un dispositivo, tal como un patín, apropiado para desplazarse a lo largo de una guía situada a lo largo del eje superior de la superficie interior del eje principal, preferiblemente una barra con forma de C con alas dobladas para retener el patín, y teniendo medios para recibir una carga suspendida. Se consigue con ello un aerogenerador con un dispositivo de transporte instalado dentro del eje principal que es capaz de transportar pequeños componentes del generador.

En otra realización preferente uno de dichos dispositivos de transporte es un carrito con ruedas apropiado desplazarse sobre dos guías, preferiblemente barras con forma de C con alas dobladas para retener las ruedas del carrito (preferiblemente ruedas de patín) situadas a lo largo de ejes paralelos en la parte inferior de la superficie interior de un eje hueco cilíndrico. Preferiblemente la anchura W del carrito está comprendida entre el 60%-90% del diámetro interior D del eje principal. Se consigue con ello un aerogenerador con un dispositivo de dispositivo de transporte instalado dentro del eje principal que es capaz de transportar pequeños componentes del generador y también personas.

En otra realización preferente el patín y/o el carrito con ruedas están equipados con medios de arrastre. Se consigue con ello un aerogenerador con dispositivos de transporte instalados dentro del eje principal que pueden ser movidos fácilmente por el personal de mantenimiento.

En otra realización preferente, las guías del patín y/o del carrito con ruedas incluyen medios de seguridad en sus extremos tales como tacos a los el patín y/o el carrito con ruedas pueden quedar sujetos en una posición fija. Se consigue con ello un aerogenerador con dispositivos de transporte que pueden quedar instalados dentro del eje principal durante varios días para el personal de mantenimiento ó permanentemen- te.

En otra realización preferente las guías del patín y/o del carrito con ruedas incluyen dispositivos removibles de parada en sus extremos. Se consigue con ello un aerogenerador con dispositivos de transporte que pueden ser fácilmente instalados y desinstalados.

En otra realización preferente las guías del patín y/o del carrito con ruedas están fijadas de manera reversible a las bridas de los extremos del eje principal. Se consigue con ello un aerogenerador con dispositivos de transporte cuyas guías pueden fácilmente instaladas y desinstaladas en las bridas del eje princi- pal.

Otras características y ventajas de la presente invención se desprenderán de la siguiente descripción detallada de una realización ilustrativa y no limitativa de su objeto en relación con la figura que se acompaña.

Breve descripción de las figuras

La Figura 1 es una vista esquemática en sección transversal de un aerogenerador con el generador delante del rotor.

La Figura 2 es una vista esquemática de la vía de acceso al generador en el aerogenerador de la Figura 1.

La Figura 3 es una vista esquemática de la vía de acceso al generador en un aerogenerador según la presente invención.

La...

1. Aerogenerador que comprende un tren de potencia que incluye un generador (41) situado delante del rotor eólico (15) que es accionado directamente por dicho rotor eólico (15), una torre (11) y una estructura de soporte (13) montada sobre la torre (11) en el que:

a) el rotor eólico (15), comprendiendo un buje de rotor (17) y al menos una pala, está soportado por medio de al menos un cojinete por un eje principal no giratorio (29) que está unido a la estructura de soporte (13);

b) el rotor (45) del generador está rígidamente unido al buje del rotor (17) y el estator del generador (43) está rígidamente unido al eje principal (29);

caracterizado porque el eje principal (29) es un eje hueco que incluye uno o más dispositivos de transporte (61, 71) para facilitar la sustitución de piezas del generador y/o el transporte de personas.

2. Aerogenerador según la reivindicación 1, caracterizado porque uno de dichos dispositivos de transporte es un dispositivo (61) apropiado para desplazarse a lo largo de una guía (63) situada a lo largo de la generatriz superior de la superficie interior del eje principal (29) y teniendo medios para recibir una carga suspendida.

3. Aerogenerador según la reivindicación 2, caracterizado porque dicho dispositivo (61) es un patín y porque dicha guía (63) es una barra con forma de C con alas dobladas (65) para retener el patín.

4. Aerogenerador según una cualquiera de las reivindicaciones 1-3, caracterizado porque uno de dichos dispositivos es un carrito con ruedas (71) apropiado desplazarse sobre dos guías paralelas (77, 79) situadas en la parte inferior de la superficie interior de un eje principal (29) cilíndrico.

5. Aerogenerador según la reivindicación 4, caracterizado porque las ruedas de dicho carrito (71) son ruedas-patín (73, 75) y las guías (77, 79) son barras con forma de C con alas dobladas (65) para retener las ruedas-patín (73, 75).

6. Aerogenerador según la reivindicación 5, caracterizado porque la anchura W del carrito (71) está comprendida entre el 60%-90% del diámetro interior D del eje principal (29).

7. Aerogenerador según una cualquiera de las reivindicaciones 3-6, caracterizado porque el patín (61) y el carrito (71) están equipados con medios de arrastre (81).

8. Aerogenerador según una cualquiera de las reivindicaciones 3-6, caracterizado porque cualquiera de dichas guías (63, 77, 79) incluyen medios de seguridad (83) en sus extremos a los que el patín (61) y/o el carrito (71) pueden quedar sujetos en una posición fija.

9. Aerogenerador según una cualquiera de las reivindicaciones 3-6, caracterizado porque cualquiera de dichas guías (63, 77, 79) incluyen dispositivos removibles de parada (85) en sus extremos.

10. Aerogenerador según una cualquiera de las reivindicaciones 3-6, caracterizado porque cualquiera de dichas guías (63, 77, 79) están fijadas de manera reversible a las bridas (39) de los extremos del eje principal (29).