Turbina eólica de generación de energía con un cojinete de rodillos troncocónicos de doble fila.
Turbina (1) eólica de generación de energía con un cojinete de rodillos troncocónicos de doble fila que comprende:
una góndola (3) instalada en una torre (2), comprendiendo dicha góndola (3) en la misma o sobre la misma un árbol (11) principal en el que se montan palas (5) giratorias de turbina eólica,
una caja (12) de cambios mediante la cual se acelera un giro de dicho árbol (11) principal que va a transmitirse a un árbol (12b) de salida;
un generador (13) accionado por el árbol (12b) de salida y
un acoplamiento (17) configurado para conectar dicho árbol (11) principal y un árbol (12a) de entrada de dicha caja (12) de cambios, con el fin de facilitar el trabajo de ensamblaje y mantenimiento, en la que dicho árbol (11) principal está fijado a un anillo (16b) interior y un anillo (16a) exterior está fijado a una placa (6) de asiento de góndola,
caracterizada porque
la turbina eólica de generación de energía comprende un cojinete (16) de rodillos troncocónicos de doble fila individual que incluye
dicho anillo (16a) exterior que tiene una superficie (C1) inclinada de anillo exterior prevista en una superficie circunferencial interior del anillo (16a) exterior, y dicho anillo (16b) interior que tiene una superficie (C2) inclinada de anillo interior prevista en una superficie circunferencial exterior del anillo (16b) interior, en la que la superficie (C1) inclinada de anillo exterior y la superficie (C2) inclinada de anillo interior están inclinadas respecto al árbol (11) principal, y
una pluralidad de rodillos (R) troncocónicos dispuestos en dos filas y dispuestos entre la superficie (C1) inclinada de anillo exterior y la superficie (C2) inclinada de anillo interior, en la que dicho cojinete (16) de rodillos troncocónicos de doble fila individual está configurado para recibir toda la carga radial, la carga de tracción, y la carga de flexión que se añaden a dicho árbol (11) principal, e impedir la transmisión de la carga radial, la carga de tracción y la carga de flexión a dicho árbol (12a) de entrada de dicha caja (12) de cambios, y dicho árbol (11) principal está conectado de manera separable a un extremo de dicho árbol (12a) de entrada de dicha caja (12) de cambios y está soportado por dicha góndola (3) a través de dicho cojinete (16) de rodillos troncocónicos de doble fila individual,
en la que
dicho acoplamiento es un acoplamiento de engranajes que incluye un primer engranaje (21) interno y un primer engranaje (22) externo.
Tipo: Patente Internacional (Tratado de Cooperación de Patentes). Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: PCT/JP2004/014157.
Solicitante: MITSUBISHI HEAVY INDUSTRIES, LTD..
Nacionalidad solicitante: Japón.
Dirección: 16-5, KONAN 2-CHOME, MINATO-KU TOKYO 108-8215 JAPON.
Inventor/es: NUMAJIRI,Tomohiro, SHIBATA,Masaaki, MIYAKE,Hisao, TOZAKI,Yasuyoshi, SHODA,Katsuhiko.
Fecha de Publicación: .
Clasificación Internacional de Patentes:
- F03D11/00
- F03D11/02
- F03D11/04
- F03D9/00 MECANICA; ILUMINACION; CALEFACCION; ARMAMENTO; VOLADURA. › F03 MAQUINAS O MOTORES DE LIQUIDOS; MOTORES DE VIENTO, DE RESORTES, O DE PESOS; PRODUCCION DE ENERGIA MECANICA O DE EMPUJE PROPULSIVO O POR REACCION, NO PREVISTA EN OTRO LUGAR. › F03D MOTORES DE VIENTO. › Adaptaciones de los motores de viento para usos especiales; Combinaciones de motores de viento con los aparatos que accionan; Motores de viento especialmente adaptados para su instalación en lugares particulares (sistemas híbridos de energía eólica-fotovoltaica para la generación de energía eléctrica H02S 10/12).
- F16C19/38 F […] › F16 ELEMENTOS O CONJUNTOS DE TECNOLOGIA; MEDIDAS GENERALES PARA ASEGURAR EL BUEN FUNCIONAMIENTO DE LAS MAQUINAS O INSTALACIONES; AISLAMIENTO TERMICO EN GENERAL. › F16C ARBOLES; ARBOLES FLEXIBLES; MEDIOS MECANICOS PARA TRANSMITIR MOVIMIENTO EN UNA FUNDA FLEXIBLE; ELEMENTOS DE LOS MECANISMOS DEL CIGÜEÑAL; PIVOTES; UNIONES PIVOTANTES; PIEZAS ROTATIVAS DE INGENIERIA DISTINTAS A LAS PIEZAS DE TRANSMISION MECANICA, ACOPLAMIENTOS, EMBRAGUES O FRENOS; COJINETES. › F16C 19/00 Cojinetes de contacto mediante rodamientos, para movimiento rotativo exclusivamente (cojinetes ajustables F16C 23/00, F16C 25/00). › con dos o más hileras de rodillos.
- F16C33/58 F16C […] › F16C 33/00 Elementos de los cojinetes; Procedimientos especiales de fabricación de los cojinetes o de sus elementos (trabajo de los metales u operaciones análogas, véanse las clases apropiadas). › Pistas de rodadura; Casquillos de rodadura.
- F16C35/067 F16C […] › F16C 35/00 Soportes rígidos de conjuntos de cojinete; Alojamientos, p. ej. casquillos, tapas (F16C 23/00 tiene prioridad). › Su fijación en un alojamiento (con interposición de un elemento F16C 35/07).
- F16H1/28 F16 […] › F16H TRANSMISIONES. › F16H 1/00 Transmisiones de engranajes para transmitir un movimiento rotativo (particulares para transmitir un movimiento rotativo con relación de velocidad variable, o para invertir el movimiento rotativo F16H 3/00). › con engranajes con movimiento orbital.
PDF original: ES-2378876_T3.pdf
Fragmento de la descripción:
Turbina eólica de generación de energía con un cojinete de rodillos troncocónicos de doble fila
Sector de la técnica
La presente invención se refiere a una turbina eólica de generación de energía.
Estado de la técnica
Una turbina eólica de generación de energía comprende una góndola instalada en una torre, una pala giratoria de turbina eólica, una caja de cambios que recibe un momento torsor creado por la fuerza del viento mediante la pala giratoria de turbina eólica a través de un árbol principal y un generador accionado por una salida de la caja de cambios. Tal turbina eólica de generación de energía ya está comprendido en el estado de la técnica.
El documento EP 0811764 da a conocer una turbina eólica de generación de energía que tiene una estructura en la que un rotor dotado de una pala giratoria de turbina eólica está instalado directamente en un soporte planetario de una caja de cambios para soportarse en la caja de cambios.
En el documento WO 02/079644 se da a conocer una turbina eólica de generación de energía que tiene una estructura en la que un buje de rotor está instalado directamente en un soporte planetario para soportarse en una caja de cambios.
El documento US 2002/0049108 da a conocer una turbina eólica de generación de energía que tiene una estructura en la que un rotor se ensambla en una caja de cambios para soportarse en la caja de cambios. Un soporte de engranaje anular y un engranaje anular de la caja de cambios están montados directamente en este rotor de manera que el propio rotor constituye una parte de la caja de cambios.
Sin embargo, en las turbinas eólicas de generación de energía de la técnica anterior, existen los siguientes inconvenientes: es decir, la construcción se realiza de modo que la pala giratoria de turbina eólica y el rotor están soportados por la caja de cambios y por tanto se requiere que la caja de cambios y los elementos de soporte de la caja de cambios tengan una resistencia suficiente para aguantar las cargas transmitidas desde el rotor, tales como una carga radial, una carga de tracción y una carga de flexión.
El tamaño de la caja de cambios se decide dependiendo no sólo de su ratio de aceleración sino también de su resistencia requerida. Es decir, incluso si el ratio de aceleración es el mismo, una caja de cambios para la cual se requiere una resistencia superior se realiza inevitablemente más grande en esa medida. Por este motivo, las turbinas eólicas de generación de energía dadas a conocer en la técnica anterior necesitan estar dotadas de una caja de cambios de tamaño grande.
Tal caja de cambios de tamaño grande es muy pesada y por tanto la carga se añade a la caja de cambios, la góndola y la torre que soporta la góndola El documento EP 1045139 A2 da a conocer una turbina eólica que tiene un cojinete de rodillos de tres filas con el anillo de cojinete exterior conectado a una placa de asiento y llevando el anillo de cojinete interior un árbol de mangueta mediante el cual se transfieren cargas radiales, axiales y de flexión a través del cojinete a una placa de asiento de una turbina eólica mientras que el momento torsor se transmite a una unidad de caja de cambios/generador desmontable a través de un perno engomado.
El documento WO 02/14690 A1 da a conocer una turbina eólica que tiene un cojinete de rodillos troncocónicos de doble fila en el que un árbol de mangueta de un buje de rotor está conectado al anillo de cojinete exterior y el anillo de cojinete interior está conectado a una placa de asiento en la que el árbol de mangueta está integrado en una caja de cambios que lleva sus engranajes planetarios.
El documento WO 02/057624 A1 da a conocer una turbina eólica que tiene un cojinete de rodillos troncocónicos de doble fila en el que un árbol principal que se extiende desde un buje de rotor está conectado al anillo de cojinete exterior junto con un rotor de un generador de accionamiento directo, mientras que el anillo de cojinete interior está conectado a una placa de asiento. También resulta grande. Por tanto, se requiere que estas piezas y componentes tengan una resistencia superior y esto estipula un tamaño grande y un gran peso de estas piezas y componentes.
En la turbina eólica de generación de energía de la técnica anterior, por lo tanto, existen problemas no sólo en el coste de fabricación sino también en el trabajo de transporte e instalación de cada una de las piezas y componentes de construcción, tales como la caja de cambios, la góndola, la torre o similares.
Por otra parte, usando tal caja de cambios de tamaño grande, el espacio en la góndola se vuelve más estrecho y la libertad de la estructura de la góndola y la libertad de disposición de las piezas y componentes instalados en la góndola se vuelven más pequeñas de manera que el diseño se vuelve difícil.
Asimismo, en tal construcción con el rotor soportado en la caja de cambios, si la caja de cambios va a revisarse para mantenimiento, el rotor debe sacarse una vez de la caja de cambios y colocarse en el suelo. Por tanto, el trabajo de mantenimiento se vuelve muy problemático.
Objeto de la invención
En vista de los problemas de la técnica anterior, es un objeto de la presente invención proporcionar una turbina eólica de generación de energía en la que las partes y los componentes previstos en la góndola pueden hacerse de tamaño compacto y de peso ligero y puede facilitarse el mantenimiento.
Para conseguir el objeto mencionado anteriormente, una turbina eólica de generación de energía de la presente invención se construye mediante los medios siguientes:
Una turbina eólica de generación de energía que comprende una góndola instalada en una torre, comprendiendo la góndola en la misma o sobre la misma un árbol principal en el que se monta una pala giratoria de turbina eólica, una caja de cambios mediante la cual se acelera un giro del árbol principal que va a transmitirse y un generador accionado por una salida de la caja de cambios, se caracteriza porque el árbol principal está conectado a un extremo de un árbol de entrada de la caja de cambios y se soporta en la góndola a través de un cojinete de rodillos troncocónicos de doble fila individual.
En la turbina eólica de generación de energía de la presente invención, el árbol principal se soporta mediante el cojinete de rodillos troncocónicos de doble fila individual que se prevé en la góndola. El cojinete de rodillos troncocónicos de doble fila se prevé en una unidad individual y de este modo pueden recibirse la carga radial, la carga de tracción y la carga de flexión que se añaden a los árboles de soporte. Es decir, toda la carga radial, carga de tracción y carga de flexión que se añade al árbol principal se reciben mediante este cojinete de rodillos troncocónicos de doble fila individual.
De esta manera, en la turbina eólica de generación de energía de la presente invención, el árbol principal se soporta mediante el cojinete de rodillos troncocónicos de doble fila individual y de ese modo la estructura de soporte del árbol principal puede hacerse compacta.
Asimismo, la carga radial, la carga de tracción y la carga de flexión que se añaden al árbol principal se reciben mediante el cojinete de rodillos troncocónicos de doble fila y de ese modo la resistencia requerida de la caja de cambios puede hacerse más pequeña.
El tamaño de la caja de cambios se decide dependiendo no sólo de su ratio de aceleración sino también de su resistencia requerida. En la turbina eólica de generación de energía de la presente invención, la resistencia requerida de la caja de cambios puede hacerse más pequeña y por tanto, como caja de cambios, puede usarse una más pequeña en tamaño y más ligera en peso en comparación con la usada en la turbina eólica de generación de energía de la técnica anterior.
Asimismo, el árbol principal está conectado al árbol de entrada de la caja de cambios de manera que son separables entre sí. Por tanto, en caso de mantenimiento de la caja de cambios, la caja de cambios y el árbol principal se separan entre sí y puede llevarse a cabo el mantenimiento solo de la caja de cambios. Asimismo, en caso de mantenimiento del árbol principal, el árbol principal y la caja de cambios se separan entre sí y puede llevarse a cabo el mantenimiento solo del árbol principal.
En la invención según la reivindicación 2,... [Seguir leyendo]
Reivindicaciones:
1. Turbina (1) eólica de generación de energía con un cojinete de rodillos troncocónicos de doble fila que comprende:
una góndola (3) instalada en una torre (2) , comprendiendo dicha góndola (3) en la misma o sobre la misma un árbol
(11) principal en el que se montan palas (5) giratorias de turbina eólica,
una caja (12) de cambios mediante la cual se acelera un giro de dicho árbol (11) principal que va a transmitirse a un árbol (12b) de salida; un generador (13) accionado por el árbol (12b) de salida y un acoplamiento (17) configurado para conectar dicho árbol (11) principal y un árbol (12a) de entrada de dicha caja
(12) de cambios, con el fin de facilitar el trabajo de ensamblaje y mantenimiento, en la que
dicho árbol (11) principal está fijado a un anillo (16b) interior y un anillo (16a) exterior está fijado a una placa (6) de asiento de góndola, caracterizada porque
la turbina eólica de generación de energía comprende un cojinete (16) de rodillos troncocónicos de doble fila individual que incluye dicho anillo (16a) exterior que tiene una superficie (C1) inclinada de anillo exterior prevista en una superficie circunferencial interior del anillo (16a) exterior, y dicho anillo (16b) interior que tiene una superficie (C2) inclinada de anillo interior prevista en una superficie circunferencial exterior del anillo (16b) interior, en la que la superficie (C1) inclinada de anillo exterior y la superficie (C2) inclinada de anillo interior están inclinadas respecto al árbol (11) principal, y una pluralidad de rodillos (R) troncocónicos dispuestos en dos filas y dispuestos entre la superficie (C1) inclinada de anillo exterior y la superficie (C2) inclinada de anillo interior, en la que dicho cojinete (16) de rodillos troncocónicos de doble fila individual está configurado para recibir toda la carga radial, la carga de tracción, y la carga de flexión que se añaden a dicho árbol (11) principal, e
impedir la transmisión de la carga radial, la carga de tracción y la carga de flexión a dicho árbol (12a) de entrada de dicha caja (12) de cambios, y dicho árbol (11) principal está conectado de manera separable a un extremo de dicho árbol (12a) de entrada de dicha caja (12) de cambios y está soportado por dicha góndola (3) a través de dicho cojinete (16) de rodillos troncocónicos de doble fila individual, en la que dicho acoplamiento es un acoplamiento de engranajes que incluye un primer engranaje (21) interno y un primer engranaje (22) externo.
2. Turbina (1) eólica de generación de energía con un cojinete de rodillos troncocónicos de doble fila según la reivindicación 1, caracterizada porque dicho árbol (11) principal está formado con una forma anular o una forma de disco cuyo diámetro exterior es más grande que su longitud direccional axial.
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