Dispositivo para la regulación del ángulo de ataque de una pala de rotor de una instalación de energía eólica y su lubricación.

Dispositivo para la regulación selectiva del ángulo de ataque de una pala de rotor (13) alojada giratoria con su raíz de pala (14) en un cubo (12) de un rotor (11) de una instalación de energía eólica (10),

con un dentado y una rueda dentada de accionamiento (21, 41) que engrana con el dentado (20, 40), con una instalación de lubricación, que presenta un piñón de lubricación (22, 42) que engrana con el dentado (20) o con la rueda dentada de accionamiento (41), y la cual en al menos un diente de lubricación definido (24, 44, 45) del piñón de lubricación (22, 42) puede producir una provisión de lubricante (25, 46), estando la instalación de lubricación configurada de manera que mediante un desplazamiento temporal de la rueda dentada de accionamiento (21, 41) desde una posición de funcionamiento a una posición de lubricación puede realizarse un engrane que transfiere lubricante con el punto del dentado (20) o de la rueda dentada de accionamiento (41) que antes estaba en engrane con la rueda dentada de accionamiento (21) o con el dentado (20, 40), efectuándose el desplazamiento desde la posición de funcionamiento a la posición de lubricación mediante una instalación de control, que está configurada para realizar este desplazamiento en el funcionamiento ordinario de la instalación de energía eólica.

Dispositivo para la regulación del ángulo de ataque de una pala de rotor de una instalación de energía eólica y su lubricación El presente invento se refiere a un dispositivo para la regulación del ángulo de ataque de una pala de rotor de una instalación de energía eólica.

En los dispositivos conocidos la pala de rotor está alojada en un cubo del rotor de la instalación de energía eólica de manera que aquella mediante un dentado dispuesto en la zona de su raíz de la pala orientado en esencia transversal al eje longitudinal de la pala de rotor por medio de una rueda dentada de accionamiento alojada giratoria en el cubo, que engrana con el dentado, puede ser regulada en su ángulo de ataque. Es sin embargo bastante conocida también la disposición a la inversa, es decir, que el cubo puede presentar el dentado, y la rueda dentada de accionamiento puede estar alojada giratoria en la pala de rotor. Asimismo hay disposiciones con accionamientos hidráulicos giratorios o cilindros, cuyo movimiento lineal es transformado en movimiento giratorio mediante barras de acoplamiento.

Los citados accionamientos dentados al descubierto para la regulación del ángulo de ataque de una pala de rotor de una instalación de energía eólica son conocidos por ejemplo por el documento DE 10140793. En él la rueda dentada de accionamiento es accionada por un motor eléctrico y por regla general retenida por frenos que se encuentran en el árbol de accionamiento. Mediante la retención de la rueda dentada de accionamiento se retiene también la pala de rotor en el ángulo de ataque deseado.

Por regla general los accionamientos dentados al descubierto pueden ser lubricados sin más problemas, puesto que utilizan en el curso de un intervalo dado la zona de giro completa que está disponible y por lo tanto todas las zonas del dentado pueden ser llevadas regularmente en contacto con una instalación de lubricación.

Una instalación de lubricación adecuada es conocida por el artículo "Zentralschmieranlagen in Windkraftanlagen" (Instalaciones de lubricación centrales en instalaciones de energía eólica) (T. Biesler, "Erneuerbare Energien" 06/2002. En ello un piñón de lubricación compuesto por ejemplo de fieltro o revestido con fieltro engrana con un dentado de un accionamiento dentado al descubierto. El piñón de lubricación está apoyado sobre un eje taladrado hueco, que a ambos lados dispone de conexiones de lubricante. A través del eje el lubricante en taladros radiales se entrega en el piñón de lubricación y sale de nuevo por sus flancos de dientes. Con el desplazamiento del dentado mediante la rueda dentada de accionamiento el piñón de lubricación gira sincrónico con ella y transfiere lubricante a las respectivas zonas del dentado que están en engrane con él.

Los accionamientos dentados al descubierto para la regulación del ángulo de ataque de una pala de rotor de una instalación de energía eólica se diferencian de la mayor parte de otros accionamientos dentados al descubierto porque durante la mayor parte del tiempo de funcionamiento se encuentran sólo en una posición de funcionamiento definida, que es designada también como posición 0º . El ángulo de ataque de la pala de rotor correspondiente a esta posición se emplea en la mayor parte de todas las situaciones de viento. Los dientes de la rueda dentada de accionamiento y del dentado, que en la posición 0º están en engrane unos con otros, están expuestos a altas cargas, que especialmente son causadas por las fuerzas de torsión de la pala de rotor que se presentan. En casos contados (a saber, cuando la pala de rotor con condiciones de viento fuerte es desplazada para la reducción de potencia desde la posición 0º a otra posición de funcionamiento) son cargados otros dientes de la rueda dentada de accionamiento y del dentado.

Las zonas de la rueda dentada de accionamiento y del dentado principalmente cargadas están expuestas a un peligro de corrosión grande, puesto que con el transcurso del tiempo el lubricante eventualmente existente en los flancos de los dientes cargados es expulsado, de manera que los flancos de los dientes afectados tras algún tiempo engranan unos con otros sin lubricar. Debido a las altas fuerzas transmitidas puede producirse por lo tanto corrosión por rozamiento. El peligro de corrosión es frecuentemente aún reforzado por influencias climáticas (alta humedad del aire, contenido en sal del aire en las proximidades de la costa o lugares mar adentro) . Por lo tanto estas zonas requieren una lubricación selectiva y regular. A la vez, sin embargo, puesto que la mayor parte del tiempo están engranadas unas con otras, no son accesibles o lo son sólo difícilmente para los procedimientos de lubricación convencionales.

Los piñones de lubricación arriba descritos o la mayoría de las instalaciones de lubricación alternativas no son apropiados para accionamientos por engranajes que preponderantemente permanecen en una posición de funcionamiento, puesto que una gran parte del lubricante transportado en todos los dientes del piñón escurre inútilmente, ensucia el cubo y así pondría en peligro la seguridad del personal de mantenimiento que pone el pie sobre el cubo. Una lubricación selectiva de las zonas principalmente cargadas de la rueda dentada de accionamiento y del dentado no es posible con instalaciones de lubricación convencionales.

Las zonas principalmente cargadas de los accionamientos dentados al descubierto para la regulación del ángulo de ataque de una pala de rotor de una instalación de energía eólica sólo pueden ser lubricadas selectivamente si la pala de rotor es desplazada desde su posición de funcionamiento a una posición de lubricación, para hacer estas zonas accesibles para procedimientos de lubricación convencionales. Esto puede efectuarse por ejemplo durante las fases de reposo naturales de la instalación de energía eólica (por ejemplo en caso de viento en calma) . Esta manera de proceder no causa en efecto pérdidas de producción ninguna condicionadas por el funcionamiento, pero es problemática, porque una fase de producción puede ser muy larga, y existe el peligro de que la película lubricante llevada no soporte esta fase y así se produzcan daños en el dentado. Este problema se plantea especialmente en las proximidades de la costa o lugares mar adentro, en los cuales sólo muy raramente se presenta viento en calma. Otra posibilidad es la introducción de intervalos de mantenimiento determinados, durante los cuales la instalación se detiene para desplazar las palas de rotor a la posición de lubricación. Esta manera de proceder asegura sin duda una lubricación suficiente de las zonas cargadas, pero está asociada con una pérdida de producción, que especialmente por la empresa productora es aceptada a su pesar.

El problema del presente invento es poner a disposición un dispositivo para la regulación del ángulo de ataque de una pala de rotor de una instalación de energía eólica con una instalación de lubricación, que pueda atacar regular y fiablemente con lubricante las zonas principalmente cargadas de la rueda dentada de accionamiento y del dentado, sin que en ello tengan que aceptarse pérdidas de producción. Es además un problema poner a disposición un procedimiento que posibilite una lubricación de estas zonas durante el funcionamiento ordinario, sin que esto lleve a pérdidas de producción apreciables.

Estos problemas son solucionados con las características de las reivindicaciones 1 y 8.

El dispositivo según el invento presenta también como los dispositivos conocidos para la regulación del ángulo de ataque de una pala de rotor de una instalación de energía eólica un dentado dispuesto en la zona de la raíz de la pala de rotor, el cual engrana con una rueda dentada de accionamiento, así como una instalación de lubricación. El dentado puede estar dispuesto tanto en la pala de rotor como en el cubo del rotor. Correspondientemente la rueda dentada de accionamiento puede estar apoyada giratoria acoplada con el cubo del rotor o con la pala de rotor. El dentado preferentemente está orientado transversal al eje longitudinal de la pala de rotor. También es concebible sin embargo que esté orientado en otro ángulo con respecto al eje longitudinal, en tanto que esté garantizado que mediante un giro de la rueda dentada de accionamiento puede efectuarse una regulación del ángulo de ataque de la pala de rotor.

Según el invento la instalación de lubricación está configurada de manera que mediante un desplazamiento de la rueda dentada de accionamiento desde una posición de funcionamiento a una... [Seguir leyendo]

1. Dispositivo para la regulación selectiva del ángulo de ataque de una pala de rotor (13) alojada giratoria con su raíz de pala (14) en un cubo (12) de un rotor (11) de una instalación de energía eólica (10) , con un dentado y una rueda dentada de accionamiento (21, 41) que engrana con el dentado (20, 40) , con una instalación de lubricación, que presenta un piñón de lubricación (22, 42) que engrana con el dentado (20) o con la rueda dentada de accionamiento (41) , y la cual en al menos un diente de lubricación definido (24, 44, 45) del piñón de lubricación (22, 42) puede producir una provisión de lubricante (25, 46) , estando la instalación de lubricación configurada de manera que mediante un desplazamiento temporal de la rueda dentada de accionamiento (21, 41) desde una posición de funcionamiento a una posición de lubricación puede realizarse un engrane que transfiere lubricante con el punto del dentado (20) o de la rueda dentada de accionamiento (41) que antes estaba en engrane con la rueda dentada de accionamiento (21) o con el dentado (20, 40) , efectuándose el desplazamiento desde la posición de funcionamiento a la posición de lubricación mediante una instalación de control, que está configurada para realizar este desplazamiento en el funcionamiento ordinario de la instalación de energía eólica.

2. Dispositivo según la reivindicación 1, caracterizado porque la distancia circunferencial del punto de engrane del piñón de lubricación (22, 42) con respecto al punto de engrane de la rueda dentada de accionamiento (21, 41) con el dentado (20, 40) mediante la disposición lo más próxima posible del piñón de lubricación (22, 42) al dentado (20, 40) o a la rueda dentada de accionamiento (21, 41) está elegida de manera que

a) la instalación de control puede llevar la rueda dentada de accionamiento (21, 41) desde la posición de funcionamiento a la posición de lubricación y de nuevo vuelta a la posición de funcionamiento dentro de un espacio de tiempo que es más corto que el espacio de tiempo a partir del cual las oscilaciones en la potencia suministrada llevan a una interrupción de la alimentación a la red de la instalación de energía eólica (10) , y/o

b) el ángulo de ataque de la pala de rotor (13) en la posición de lubricación de la rueda dentada de accionamiento en comparación con el de la posición de funcionamiento varía sólo tan insignificantemente, que la potencia reducida regulada en la fase de lubricación está situada por encima de una potencia crítica, cuyo traspaso del límite inferior lleva a una interrupción de la alimentación a la red de la instalación de energía eólica (10) .

3. Dispositivo según la reivindicación 1 o 2, caracterizado porque durante la en su mayor parte predominante posición de funcionamiento un punto definido de la rueda dentada de accionamiento (21, 41) está en engrane con un punto definido del dentado (20, 40) .

4. Dispositivo según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque el piñón de lubricación (22, 42) presenta un recubrimiento de un material absorbente.

5. Dispositivo según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque el piñón de lubricación (22, 42) está rodeado por un recubrimiento (26, 47) distanciado de él.

6. Dispositivo según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque la instalación de lubricación (23, 43) está configurada de manera que puede producir una provisión de lubricante (25, 46) en varios dientes del piñón de lubricación (22, 42) .

7. Dispositivo según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque el lubricante empleado se compone de grasa.

8. Procedimiento para lubricar el punto de engrane de un dentado (20) o de una rueda dentada de accionamiento (41) con una rueda dentada de accionamiento (21) o con un dentado (40) de un dispositivo según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque la lubricación con la instalación de lubricación del dispositivo según una de las reivindicaciones precedentes se realiza en el funcionamiento ordinario de la instalación de energía eólica en un espacio de tiempo en el cual la rueda dentada de accionamiento (21, 41) es llevada desde su posición de funcionamiento a una posición de lubricación y vuelta de nuevo a su posición de funcionamiento.

9. Procedimiento según la reivindicación 8, caracterizado porque mediante la disposición del piñón de lubricación (22, 42) lo más próxima al dentado (20, 40) o a la rueda dentada de accionamiento (21, 41) el espacio de tiempo es más corto que el espacio de tiempo a partir del cual las oscilaciones en la potencia suministrada llevan a una interrupción de la alimentación a la red de la instalación de energía eólica (10) .

10. Procedimiento según la reivindicación 8 o 9, caracterizado porque la lubricación se realiza a intervalos regulares determinados.

11. Procedimiento según una de las reivindicaciones precedentes 8, 9 o 10, caracterizado porque la lubricación sólo se realiza cuando la instalación de energía eólica (10) en el funcionamiento ordinario presenta una disminución de potencia determinada.

12. Instalación de energía eólica con un dispositivo según una de las reivindicaciones 1 a 7.