Sistema de unión de tramos de palas de aerogenerador, para aplicación,

preferentemente, en la unión de tramos de pala (1, 2) cuya formación comprende unas pieles (3) que determinan el perfil aerodinámico exterior, en disposición sobre unos largueros interiores (4) a modo de tabiques longitudinales, estableciéndose la unión entre los tramos (1, 2) mediante vástagos (12) que se incluyen por orificios (8) definidos en sentido longitudinal por el interior de las pieles (3) y de los largueros (4) en los tramos (1, 2), con unión roscada de dichos vástagos (12) por un extremo sobre respectivos elementos (11) que se disponen encajados en uno de los tramos (1) y apriete de tensión mediante correspondientes tuercas (14) que se incorporan sobre el otro extremo de dichos vástagos (12) en el otro tramo (2).

Sistema de unión de tramos de palas de aerogenerador.

Sector de la técnica

La presente invención está relacionada con las palas de aerogenerador que se forman por composición mediante dos o más tramos longitudinales, con el fin de facilitar la construcción y fundamentalmente el transporte por carretera, proponiendo un sistema de unión de los tramos en la formación constructiva de las palas, con el cual se logran unas características ventajosas para dicha función.

Estado de la técnica

La demanda mundial de energías renovables, para hacer frente al cambio climático y mantener una expectativa de producción energética sin dependencia de los recursos naturales agotables, implica de una manera muy relevante a la energía eólica, la cual mayoritariamente se desarrolla mediante aerogeneradores que se accionan por un rotor de palas captador del viento.

El desarrollo de los aerogeneradores y su aplicación a la producción energética mediante aprovechamiento del viento, requiere sin embargo cada vez aerogeneradores de mayor potencia nominal, más eficientes y de inferior costo por Kilovatio de la energía que se produce.

En la generación de energía mediante dichos aerogeneradores es fundamental, entre otros aspectos, la superficie de barrido de las palas del rotor que recibe la acción del viento, de manera que uno de los factores para aumentar la potencia de generación energética es el aumento del tamaño de las palas captadoras de la acción del viento.

Superar una medida del tamaño de las palas de los aerogeneradores entraña, sin embargo, una serie de problemas coligados, debido a las dificultades que surgen, tanto en el aspecto del transporte, por los vehículos existentes y la normativa de la circulación por carretera, como en el aspecto del propio montaje constructivo del aerogenerador, por los tipos de grúas que deben ser empleados.

En efecto, a partir de los 35 metros de longitud las palas de aerogenerador presentan grandes dificultades de transporte, ya que precisan de medios de transporte especiales, que son muy costosos.

Para solucionar ese problema es ya conocida la solución de formar las palas mediante tramos longitudinales, los cuales pueden ser transportados independientemente, para su unión en el lugar de instalación del aerogenerador e incluso en el montaje constructivo de éste.

Esto supone una ventaja para las grandes palas (entre 40 y 60 metros de longitud) que ya demanda el sector eólico, pero también para las palas más tradicionales (entre 30 y 40 metros de longitud), porque al poder hacerse en tramos de entre 15 y 20 metros de longitud, se pueden transportar con medios normales, consiguiéndose una reducción del costo de transporte que es ventajosamente superior al costo de formar los tramos independientes y unir éstos en el montaje constructivo de las palas.

En ese sentido se han desarrollado diversos sistemas para unir los tramos componentes de las palas de aerogenerador que se forman por la unión de tramos longitudinales, como por ejemplo la solución de la Patente ES 9901177, pero las soluciones conocidas en tal sentido adolecen en general de deficiencias relativas a dificultad del montaje y a la eficiencia del amarre que determina la unión entre los tramos.

Objeto de la invención

De acuerdo con la invención se propone un sistema para la unión entre los tramos componentes de las palas de aerogenerador, con unas características que hacen ventajosa la realización del montaje y la efectividad de la unión.

El sistema de la invención se halla previsto fundamentalmente para palas estructuralmente formadas por unas pieles laterales externas laminadas por capas de fibras sintéticas, en disposición sobre una estructura resistente interior formada por unos largueros a modo de tabiques longitudinales, determinándose el perfil aerodinámico de la pala mediante las pieles externas, las cuales se pueden prolongar definiendo ellas mismas el borde de salida del perfil aerodinámico, mientras que la formación del borde de entrada de dicho perfil aerodinámico se prevé mediante una pieza complementaria laminada a su vez con fibras sintéticas.

En la unión de los tramos componentes de las palas se dispone un anillo que determina en sus frentes unos canales en los que encajan con su borde extremo los largueros estructurales interiores de los tramos de pala, así como los bordes de las pieles externas, las cuales en la zona comprendida entre los largueros estructurales interiores se hallan formadas con un tramo regruesado hacia el interior, por dentro del cual, así como por los largueros estructurales se definen unos orificios longitudinales que desembocan en respectivos huecos de las paredes correspondientes, estableciéndose el amarre de la unión mediante vástagos que se insertan por los orificios longitudinales enfrentados de las pieles y de los largueros estructurales de los tramos a unir, pasando a través del anillo intermedio de la unión, los cuales vástagos se unen en acoplamiento roscado de tensión respecto de sendos elementos extremos que se alojan en los huecos en los que desembocan los orificios longitudinales.

En los tramos que se unen los huecos en los que desembocan lo orificios longitudinales se hallan realizados perpendicularmente desde la parte interior de las paredes correspondientes, sin pasar hasta la parte exterior, siendo dichos huecos de forma cilíndrica en uno de los tramos de la unión, para encajar en ellos un correspondiente elemento cilíndrico provisto con un orificio transversal roscado, respecto del cual se acopla a rosca el vástago respectivo del amarre de la unión de los tramos, mientras que en el otro tramo de la unión los huecos son oblongos, estableciéndose en ellos la incorporación de una tuerca sobre el extremo del vástago correspondiente, para realizar la actuación sobre dicha tuerca a través de la embocadura del hueco oblongo respectivo.

Se obtiene así una amarre de unión entre los tramos de pala que permite determinar una sujeción resistente con total precisión mediante el aprieto de las tuercas que se disponen sobre los vástagos de la unión, siendo muy fácil de realizar el montaje, ya que los vástagos de amarre se incorporan antes del acoplamiento en uno de los tramos a unir, de manera que luego solo es necesario acoplar en inserción el segundo tramo y apretar las tuercas de tensión del amarre sobre el segundo extremo de los vástagos de amarre.

La incorporación del anillo intermedio en la unión, determina además una protección que impide el desfibrado de las capas de fibra en el borde de unión de las pieles externas de los tramos de pala, lo cual evita que en el trabajo de aplicación de la pala formada la fuerza del viento pueda causar un deterioro progresivo de desfibrado de las pieles que forman el perfil aerodinámico.

Por otro lado, la realización de los huecos para el alojamiento de los elementos de acoplamiento extremo de los vástagos de amarre de la unión, por la parte interior de las paredes de los tramos y sin sobrepasar al exterior, supone que dichas paredes de los tramos que se unen resulten poco debilitadas, y además la superficie exterior permanece continua, de forma que no resulta afectada la eficiencia del perfil aerodinámico para el rendimiento de la pala.

Por todo ello, el sistema de la invención resulta de unas características ciertamente ventajosas, adquiriendo vida propia y carácter preferente para la función de amarre de los tramos componentes de palas de aerogenerador, frente a las soluciones ya conocidas de dicha función.

Descripción de las figuras

La figura 1 muestra en perspectiva explosionada el conjunto estructural de una pala de aerogenerador que se compone de dos tramos longitudinales, con unión de dichos tramos según la invención.

La figura 2 es una perspectiva de la pala de la figura anterior en su forma montada.

La figura 3 es una perspectiva en detalle de un tramo parcial de la pala anterior, observándose la disposición de los elementos estructurales de su formación.

La figura 4 es un detalle ampliado de la zona IV indicada en la figura 2, que corresponde a la raíz de la pala.

La figura 5 es un detalle ampliado de la zona V indicada en la figura 2, que corresponde a la unión entre los tramos componentes de la pala.

La figura 6 es una perspectiva explosionada de dicha zona de unión de los tramos componentes de la pala.

La figura 7 es...

1. Sistema de unión de tramos de palas de aerogenerador, para unir tramos (1, 2) componentes de palas que comprenden una formación mediante pieles (3) que determinan el perfil aerodinámico exterior, en disposición sobre una estructura interior formada por largueros (4) a modo de tabiques longitudinales, caracterizado porque el amarre entre los tramos (1, 2) que se unen se determina mediante vástagos (12) que se incluyen por orificios longitudinales enfrentados (8) de los tramos (1, 2), uniéndose dichos vástagos (12) en acoplamiento roscado por un extremo sobre unos elementos (11) que se disponen encajados en uno de los tramos (1), mientras que sobre el otro extremo de esos vástagos (12) se incorporan de manera practicable en el otro tramo (2) unas respectivas tuercas (14), mediante las cuales se determina un aprieto de tensión de los correspondientes vástagos (12), comprimiendo los tramos (1, 2) frontalmente el uno contra el otro.

2. Sistema de unión de tramos de palas de aerogenerador, de acuerdo con la primera reivindicación, caracterizado porque los elementos (11) sobre los que se disponen acoplados los vástagos (12), son elementos cilíndricos con un orificio transversal roscado (11.1), disponiéndose dichos elementos (11) encajados en unos correspondientes huecos cilíndricos (9) en los que desembocan los orificios longitudinales (8) del tramo (1), estando practicados esos huecos cilíndricos (9) perpendicularmente por la parte interior de las paredes en las que se hallan definidos los orificios longitudinales (8) correspondientes.

3. Sistema de unión de tramos de palas de aerogenerador, de acuerdo con la primera reivindicación, caracterizado porque las tuercas (14) que se incorporan de manera practicable sobre el segundo extremo de los vástagos (12) se alojan en unos huecos oblongos (10) en los que desembocan los orificios longitudinales (8) del tramo (2), estando practicados esos huecos oblongos (10) por la parte interior de las paredes en las que se hallan definidos los orificios longitudinales (8) correspondientes, con posibilidad de ser actuadas las tuercas (14) a través de la embocadura de dichos huecos oblongos (10).

4. Sistema de unión de tramos de palas de aerogenerador, de acuerdo con las reivindicaciones primera a tercera, caracterizado porque los huecos cilíndricos (9) que se hallan definidos en las pieles (3) del tramo (1) y los huecos oblongos (10) que se hallan definidos en las pieles (3) del tramo (2), interfieren solo parcialmente en el grosor de las mencionadas pieles (3), sin afectar a la superficie exterior de las mismas.

5. Sistema de unión de tramos de palas de aerogenerador, de acuerdo con las reivindicaciones primera a cuarta, caracterizado porque las pieles (3) de los tramos (1, 2) poseen en la parte de unión una zona comprendida entre los largueros interiores (4) con un regruesado (7), en donde se hallan definidos los orificios longitudinales (8) y los huecos (9, 10) correspondientes.

6. Sistema de unión de tramos de palas de aerogenerador, de acuerdo con la primera reivindicación, caracterizado porque en el acoplamiento de la unión se incluye entre los tramos (1, 2) un anillo intermedio (6), el cual determina en sus caras frontales unos acanalados (6.1) en los que encajan con sus bordes extremos las pieles (3) y los largueros interiores (4) de los tramos (1, 2) que se unen, estableciendo dicho anillo un refuerzo que evita el desfibrado de las pieles (3) desde los bordes de la unión.