Conjunto de bloqueo para el rotor de una turbina eólica.

Turbina (1) eólica que comprende un generador (11) eléctrico que tiene un estator (12) y un rotor (15);

un conjunto (2, 12) fijo que incluye el estator (12); un conjunto (4, 10, 15) móvil que incluye el rotor (15) y montado en el conjunto (2, 12) fijo para la rotación, con respecto al conjunto (2, 12) fijo, alrededor de un eje (5); y un dispositivo (44) de bloqueo para bloquear el conjunto (4, 10, 15) móvil con respecto al conjunto (2, 12) fijo; estando caracterizada la turbina (1) eólica porque el dispositivo (44) de bloqueo comprende al menos una ranura (45, 46; 54, 46; 66, 67, 46), que está formada en uno del conjunto (2, 12) fijo y el conjunto (4, 10, 15) móvil y es coaxial al eje (5); y medios (47, 48; 55, 48; 68, 48) de bloqueo angular adecuados para enganchar a presión la ranura (45, 46; 54, 46; 66, 67, 46) .

Conjunto de bloqueo para el rotor de una turbina eólica La presente invención se refiere a una turbina eólica.

Más específicamente, la presente invención se refiere a una turbina eólica del tipo que comprende una góndola montada normalmente sobre una torre; un generador eléctrico alojado en la góndola y que comprende un rotor y un estator; y un conjunto de pala montado de manera rotatoria en la góndola y que comprende un cubo, y un árbol montado directamente en el cubo y el rotor y soportado por el estator con la interposición de medios de cojinete.

En las denominadas turbinas eólicas de acoplamiento directo del tipo anterior, es decir, sin reductor entre el conjunto de pala y el rotor, uno de los componentes que requiere un mantenimiento y/o sustitución con más frecuencia son los medios de cojinete, que normalmente comprenden uno o más cojinetes de diámetro relativamente grande interpuestos entre el árbol de conjunto de pala y el estator del generador eléctrico.

Para simplificar el mantenimiento y/o la sustitución, se han concebido turbinas eólicas del tipo anterior, en las que puede trabajarse sobre los cojinetes, tras desconectar el árbol del cubo de conjunto de pala, del interior de la góndola, sin tener que separar y bajar el conjunto de pala hasta el suelo.

En las turbinas eólicas conocidas de este tipo, el árbol y los cojinetes sólo pueden desconectarse, obviamente, tras un bloqueo angular del conjunto de pala con respecto al estator.

En las turbinas eólicas conocidas del tipo anterior, el bloqueo angular del conjunto de pala implica normalmente situar en primer lugar el conjunto de pala de manera angular con respecto al estator, donde el bloqueo normalmente sólo puede conseguirse colocando selectivamente el conjunto de pala en un número dado de posiciones angulares con respecto a la góndola tal como se da a conocer en el documento EP 1.772.624 A.

Dado el tamaño y la sensibilidad a los agentes externos de los conjuntos de pala empleados, la colocación del conjunto de pala en posiciones angulares dadas con respecto a la góndola rara vez es rápida o sencilla.

Es un objeto de la presente invención proporcionar una turbina eólica del tipo anterior, diseñada para eliminar sustancialmente los inconvenientes mencionados anteriormente.

Más específicamente, es un objeto de la presente invención proporcionar una turbina eólica del tipo anterior, en la que el conjunto de pala pueda bloquearse con respecto al estator del generador eléctrico independientemente de la posición angular del conjunto de pala con respecto al estator.

Según la presente invención, se proporciona una turbina eólica según la reivindicación 1 y preferiblemente una cualquiera de las siguientes reivindicaciones que dependan directa o indirectamente de la reivindicación 1.

Con referencia a los dibujos adjuntos se describirán una serie de realizaciones no limitativas de la presente invención a modo de ejemplo, en los que:

la figura 1 muestra una vista lateral, con partes eliminadas por motivos de claridad, de una primera realización de la turbina eólica según la presente invención;

la figura 2 muestra una sección axial parcial, a mayor escala de un detalle en la figura 1;

la figura 3 muestra media sección axial parcialmente en despiece ordenado, a mayor escala de un detalle en la figura 2;

la figura 4 muestra una vista en despiece ordenado del detalle de la figura 3;

la figura 5 muestra una vista esquemática en perspectiva de un detalle en las figuras 3 y 4;

la figura 6 muestra media sección axial a mayor escala de un detalle de una segunda realización de la turbina eólica según la presente invención;

la figura 7 muestra media sección axial a mayor escala de un detalle de una tercera realización de la turbina eólica según la presente invención;

la figura 8 muestra media sección axial de una variación de la figura 7.

El número 1 en la figura 1 indica en conjunto una turbina eólica que comprende una góndola 2 montada sobre una torre 3 y que soporta para la rotación un conjunto 4 de pala situado con su eje 5 sustancialmente horizontal.

Tal como se muestra en la figura 2, el conjunto 4 de pala comprende varias palas 6 sustancialmente radiales con respecto al eje 5 y soportadas por un cubo 7, conformado en la parte delantera para formar una bóveda 8, y con sección decreciente en la parte trasera y conectado mediante un acoplamiento 9 de cara al extremo externo de un árbol 10 tubular coaxial con el eje 5.

El extremo de la góndola 2 enfrentado al conjunto 4 de pala y enganchado por el árbol 10 está definido por un generador 11 eléctrico que comprende un estator 12 externo tubular, que es coaxial con el eje 5, tiene aletas 13 de enfriamiento axiales externas, y termina, en el lado enfrentado al conjunto 4 de pala, con una brida 14 anular interna que tiene una sección transversal sustancialmente trapezoidal cuya sección decrece hacia fuera y con su base principal enfrentada al eje 5. El generador 11 eléctrico también comprende un rotor 15 tubular, que es coaxial con el eje 5 y el estator 12, está ubicado dentro del estator 12, está conectado de manera angular a un extremo interno del árbol 10 mediante un dispositivo 16 de conexión, y comprende una pared 17 cilíndrica interna que define, dentro de la góndola 2, una cámara 18 accesible desde el exterior, de una manera no mostrada, para permitir un trabajo de mantenimiento y/o sustitución dentro de la cámara 18, tal como se describe en detalle a continuación.

Tal como se muestra más claramente en las figuras 3 y 4, el árbol 10 tiene una brida 19 anular interna en el extremo enfrentado al cubo 7, y una brida 20 anular externa en el extremo opuesto; y el cubo 7 tiene, en el lado enfrentado al árbol 10, una brida 21 anular interna enfrentada a la brida 19 del árbol 10, y una superficie 22 externa en forma de cono truncado que forma un ángulo de aproximadamente 45º con el eje 5, su sección decrece hacia el árbol 10, y se ubica fuera de la brida 21.

Las bridas 19 y 21 forman parte de un acoplamiento 9 de cara, que también comprende una placa 23 anular interpuesta entre las bridas 19 y 21; y un grupo de tornillos 24, cada uno de los cuales está montado dentro de un respectivo orificio pasante axial en el árbol 10, y un respectivo orificio pasante en la placa 23 anular, y engancha un respectivo orificio 25 roscado en la brida 21.

La placa 23 anular tiene una parte externa anular, que sobresale hacia fuera de una superficie externa cilíndrica del árbol 10, está acuñada en el lado enfrentado a la brida 20 para formar un elemento de ubicación para la placa 23 anular en el árbol 10, y define, junto con la superficie externa del árbol 10 y la brida 20, una cámara cilíndrica para alojar y bloquear con respecto al árbol 10 el anillo interno de un cojinete 26 de rodillos cónico interpuesto entre el árbol 10 y el estator 12, y que comprende un anillo externo bloqueado con respecto a la periferia interna de la brida 14 del estator 12 tal como se describe a continuación.

Tal como se muestra en las figuras 3 y 4, la brida 14 está delimitada, en el lado enfrentado al árbol 10, por una superficie cilíndrica, desde la que sobresale hacia dentro un nervio 27 anular que define un hombro de soporte lateral externo anular para el anillo externo del cojinete 26. En el lado enfrentado a la cámara 18 interna, el anillo externo del cojinete 26 está soportado por un cuerpo 28 anular, que está bloqueado axialmente con respecto a la brida 14 mediante un grupo de pasadores 29, cada uno de los cuales engancha un respectivo orificio axial roscado en el nervio 27, un respectivo orificio pasante axial en el cuerpo 28 anular, un respectivo orificio pasante axial en el anillo externo del cojinete 26, y una respectiva tuerca 30 para bloquear el cuerpo 28 anular con respecto al anillo externo del cojinete 26.

En la parte delantera del nervio 27, la brida 14 tiene una superficie 31 cónica con una sección decreciente hacia la cámara 18 interna y enfrentada a la superficie 22 en forma de cono truncado del cubo 7. Cada línea generatriz de la superficie 31 en forma de cono truncado es paralela a una línea generatriz correspondiente de la superficie 22 en forma de cono truncado, y forma un ángulo de aproximadamente 45º con el eje 5.

Una brida anular sobresale hacia dentro desde el extremo de la pared... [Seguir leyendo]

1. Turbina (1) eólica que comprende un generador (11) eléctrico que tiene un estator (12) y un rotor (15) ; un conjunto (2, 12) fijo que incluye el estator (12) ; un conjunto (4, 10, 15) móvil que incluye el rotor (15) y montado en el conjunto (2, 12) fijo para la rotación, con respecto al conjunto (2, 12) fijo, alrededor de un eje (5) ; y un dispositivo (44) de bloqueo para bloquear el conjunto (4, 10, 15) móvil con respecto al conjunto (2, 12) fijo; estando caracterizada la turbina (1) eólica porque el dispositivo (44) de bloqueo comprende al menos una ranura (45, 46; 54, 46; 66, 67, 46) , que está formada en uno del conjunto (2, 12) fijo y el conjunto (4, 10, 15) móvil y es coaxial al eje (5) ; y medios (47, 48; 55, 48; 68, 48) de bloqueo angular adecuados para enganchar a presión la ranura (45, 46; 54, 46; 66, 67, 46) .

2. Turbina eólica según la reivindicación 1, en la que la ranura (45, 46; 54, 46; 66, 67, 46) es una ranura anular; y los medios (47, 48; 55) de bloqueo angular comprenden elementos (55) cuneiformes o un grupo de tornillos (47, 48) de bloqueo, portado por el otro del conjunto (2, 12) fijo y el conjunto (4, 10, 15) móvil; siendo dichos elementos cuneiformes o el grupo de tornillos de bloqueo adecuados para su accionamiento para enganchar a presión la ranura (45, 46; 54, 46) anular.

3. Turbina eólica según la reivindicación 2, en la que cada tornillo de bloqueo se engancha con respecto a un orificio (50, 51) roscado formado en el otro del conjunto (2, 12) fijo y el conjunto (4, 10, 15) móvil para enganchar a presión la ranura (45, 46) anular.

4. Turbina eólica según la reivindicación 3, en la que la ranura (45, 46) anular tiene una sección transversal trapezoidal, y cada tornillo (47, 48) de bloqueo tiene una punta (49) cónica adecuada para enganchar a presión la ranura (45, 46) anular.

5. Turbina eólica según la reivindicación 3 ó 4, en la que cada tornillo (47, 48) de bloqueo está inclinado con respecto al eje (5) y la ranura (45, 46) anular está formada a lo largo de una superficie (31, 37) cónica perpendicular a los tornillos (47, 48) de bloqueo.

6. Turbina eólica según una cualquiera de las reivindicaciones 3 a 5, en la que el orificio (50, 51) roscado está formado en el conjunto (4, 10, 15) móvil.

7. Turbina eólica según la reivindicación 2, en la que los elementos (55) cuneiformes comprenden un grupo de cuñas (55) , enganchando cada una un asiento (53) relativo formado en el otro del conjunto (2, 12) fijo y el conjunto (4, 10, 15) móvil, y con posibilidad de movimiento radial para enganchar a presión la ranura (54) anular.

8. Turbina eólica según la reivindicación 2, en la que el conjunto (2, 12) fijo incluye una góndola (2) y el estator (12) ; incluyendo el conjunto (4, 10, 15) móvil un conjunto (4) de pala, el rotor (15) , un árbol (10) coaxial con el eje (5) , primeros medios (9) de conexión para conectar el árbol de manera desmontable (10) directamente al conjunto (4) de pala, segundos medios (16) de conexión para conectar de manera desmontable el árbol (10) al rotor (15) ; medios

(26) de cojinete colocados entre el árbol (10) y el estator (12) para soportar de manera rotatoria el árbol (10) en el estator (12) .

9. Turbina eólica según la reivindicación 8, en la que el dispositivo (44) de bloqueo comprende primeros medios (47; 55) de bloqueo para el bloqueo angular del conjunto (4) de pala con respecto al estator (12) , y segundos medios (48) de bloqueo para el bloqueo angular del rotor (15) con respecto al estator (12) .

10. Turbina eólica según la reivindicación 9, en la que los primeros medios (47, 45) de bloqueo comprenden una primera ranura (45) anular formada en el estator (12) y un primer grupo de tornillos (47) de bloqueo montado en el conjunto (4) de pala y adecuado para enganchar a presión la primera ranura (45) anular.

11. Turbina eólica según la reivindicación 9, en la que los primeros medios (55, 54) de bloqueo comprenden una primera ranura (54) anular formada en el conjunto (4) de pala y un grupo de elementos (55) cuneiformes, enganchando cada uno de manera liberable con deslizamiento radial un asiento (53) relativo formado en el estator (12) , y que puede moverse radialmente para enganchar a presión la primera ranura (54) anular.

12. Turbina eólica según la reivindicación 11, en la que primeros medios (63) de tornillo están colocados entre cada elemento (55) cuneiforme y el asiento (53) relativo para desplazar el elemento (55) cuneiforme hacia la primera ranura (54) anular, y segundos medios (62) de tornillo que enganchan cada elemento (55) cuneiforme para bloquear el elemento (55) cuneiforme en el asiento (53) relativo y en el estator (12) .

13. Turbina eólica según una cualquiera de las reivindicaciones 10 a 12, en la que los segundos medios (48, 46) de bloqueo comprenden una segunda ranura (46) anular formada en el estator (12) , y un segundo grupo de tornillos

(48) de bloqueo montado en el rotor (15) y adecuado para enganchar a presión la segunda ranura (46) anular.

14. Turbina eólica según la reivindicación 10 y 13, en la que las ranuras (45, 46) anulares están formadas a lo largo de respectivas superficies (31, 37) cónicas del estator (12) .

15. Turbina eólica según la reivindicación 14, en la que el conjunto (4) de pala comprende un cubo (7) ; encajando cada tornillo de bloqueo del primer grupo de tornillos (47) de bloqueo en un orificio (50) roscado relativo formado en

el cubo (7) .

16. Turbina eólica según la reivindicación 14 ó 15, en la que el rotor (15) comprende una brida (32) interna; encajando cada tornillo de bloqueo del segundo grupo de tornillos (48) de bloqueo en un orificio (51) roscado relativo formado en dicha brida (32) interna.

17. Turbina eólica según la reivindicación 8, en la que los segundos medios (16) de conexión comprenden elementos (39) cuneiformes adicionales colocados entre el árbol (10) y el rotor (15) y medios (40) de tornillo montados en los elementos (39) cuneiformes adicionales y acoplados de manera desmontable al rotor (15) para empujar los elementos (39) cuneiformes adicionales entre el árbol (10) y el rotor (15) .

18. Turbina eólica según la reivindicación 17, en la que dichos elementos (39) cuneiformes adicionales comprenden 10 un nervio (39) anular coaxial con el eje (5) y que tiene una sección transversal cuneiforme.

19. Turbina eólica según la reivindicación 18, en la que los segundos medios (16) de conexión comprenden una placa (38) anular colocada en contacto con un extremo libre del árbol (10) ; sobresaliendo una parte periférica de la placa (38) anular hacia el exterior del árbol (10) y soportando el nervio (39) anular.

20. Turbina eólica según la reivindicación 1, en la que el dispositivo (44) de bloqueo comprende al menos una

primera ranura (66) formada en el conjunto (2, 12) fijo y una segunda ranura (67) formada en el conjunto (4, 10, 15) móvil y enfrentada a la primera ranura (66) ; y medios (68) de bloqueo angular adecuados para enganchar a presión las ranuras (66, 67) primera y segunda, preferiblemente de manera simultánea.

21. Turbina eólica según la reivindicación 20, en la que el dispositivo (44) de bloqueo comprende al menos un sector (68) anular extensible que comprende un elemento (69; 75) cuneiforme externo, un elemento (70, 76) cuneiforme interno adecuado para enganchar a presión respectivamente las ranuras (66, 67) primera y segunda y al menos un elemento (71; 77, 78) cuneiforme intermedio adecuado para separar selectivamente el elemento (69; 75) cuneiforme externo y el elemento (70; 76) cuneiforme interno.