Dispositivo de arrastre en rotación de un motor (15) que comprende un volante de inercia (16) y una rueda libre (18) apta para asegurar un embrague unidireccional automático con inversión de par entre el volante de inercia y un árbol (12) del motor (15),

estando destinado el dispositivo de arrastre a estar montado en una extremidad axial del árbol (12) del motor opuesta a la prevista para el acoplamiento con un órgano mecánico arrastrado por el motor (15), caracterizado porque comprende un medio de arrastre (20) en rotación del volante de inercia que comprende un acoplador hidráulico adaptado para estar inactivo durante el arranque del motor y activo una vez alcanzada la velocidad de rotación del motor en función de la alimentación o no de fluido del acoplador.

Volante de inercia con lanzamiento progresivo.

La presente invención se refiere al ámbito de los dispositivos aptos para asegurar una continuidad del arrastre en rotación de un árbol de transmisión durante un corte momentáneo de la alimentación eléctrica de un motor de arrastre del citado árbol.

Una aplicación particularmente interesante de la invención se refiere al arrastre en rotación de una bomba de alimentación de fuel para turbina de combustión.

Generalmente, en una instalación industrial, los auxiliares de una turbina de combustión son alimentados eléctricamente por dos fuentes eléctricas diferentes para no presentar causa común de fallo.

Por razones de fiabilidad, estas dos fuentes no alimentan simultáneamente a los auxiliares con el fin de no transmitir eventuales defectos de una fuente a la otra fuente, por ejemplo una caída de tensión debida a una sobrecarga o a un cortocircuito.

El paso de una fuente de alimentación a la otra se efectúa por tanto con un corte momentáneo de la tensión de alimentación. Este paso de una fuente de alimentación a la otra es realizado de modo automático durante la detección de un defecto en la fuente de servicio, o también por decisión del operador, por ejemplo por razones de explotación o de entretenimiento.

Tales transferencias efectuadas sin precauciones particulares pueden ser particularmente perturbadoras para el funcionamiento de las turbinas de combustión. En efecto, es necesario asegurar la continuidad de la alimentación de fuel a alta presión para no correr el riesgo de una desconexión por pérdida de llama y de afectar a la producción de energía eléctrica. En ciertos países, las condiciones de conexión a la red eléctrica ( {{ Grid Code }} en lengua inglesa) imponen que la turbina de combustión pueda ser capaz de aceptar un corte de 1, 5 segundos. Este es por ejemplo el caso en los Países Bajos.

Para satisfacer estas exigencias, puede preverse la utilización de un acumulador neumático que comprenda un balón cuyo volumen esté separado por una membrana elástica que tenga en un lado el fuel a alta presión de alimentación y en el otro un gas neutro a presión. Esta solución funciona bien para la alimentación de fuel a baja presión. Sin embargo, el acumulador interfiere de una manera inaceptable con la regulación del combustible de la turbina en el lado de alta presión a causa del alargamiento de las constantes de tiempo que éste provoca. La turbina es entonces incapaz de hacer frente a variaciones de carga rápidas por ejemplo durante la apertura de un disyuntor o en una red aislada, no pudiendo seguir fielmente la adaptación del caudal de fuel las variaciones de potencia.

Por otra parte, el caudal de relleno del balón durante el arranque, o durante la reconstitución de la acumulación después de una transferencia de fuentes o de un cambio brusco del régimen de carga de la turbina, es tomado de la capacidad de la bomba. Esto afecta a la facultad de la bomba para producir el caudal necesario para el buen funcionamiento de la turbina. Resulta así una prolongación en el tiempo del régimen transitorio de una transferencia u otras perturbaciones.

De modo similar, ha sido considerado ya el montaje de un acumulador mecánico del tipo que comprende un conjunto cilindro y pistón que delimita una primera cámara en cuyo interior se encuentra el fuel a alta presión de alimentación de la turbina y una segunda cámara llena de un fluido de mando.

En funcionamiento, el pistón es rechazado completamente por la presión del fuel. En funcionamiento normal, este dispositivo es neutro porque el pistón queda a tope cuando el almacenamiento ha terminado, y por tanto no presenta interferencia con la regulación del combustible como los acumuladores neumáticos. Durante un corte momentáneo de la tensión de alimentación, el fluido de mando presente en el acumulador provoca el desplazamiento del pistón, lo que permite restituir a la turbina una cantidad de fuel previamente almacenada y así paliar la pérdida de caudal de la bomba.

Esta solución tiene el grave inconveniente de no estar adaptada para instalaciones industriales en las cuales la presión del fuel varía permanentemente para adaptarse a las condiciones de explotación. En efecto, el acumulador mecánico solamente restituye el fuel de alimentación a la presión a la cual éste ha sido almacenado, lo que solamente corresponde a una condición particular de explotación. Entonces, cuando ocurre un corte momentáneo de electricidad, se produce una variación de carga tanto mayor cuanto que las condiciones de explotación en el momento de la interrupción estén alejadas de las condiciones de funcionamiento durante el almacenamiento.

Por el documento DE 3442080 se conoce un dispositivo de arrastre de acuerdo con el preámbulo de la reivindicación 1.

La presente invención tiene por objetivo poner remedio a los inconvenientes antes citados ligados al almacenamiento del fuel.

De modo más particular, la invención tiene por objetivo prever un dispositivo que permita un arrastre en rotación de una bomba de alimentación con el fin de asegurar la continuidad de la alimentación de fluido a alta presión de una turbina de combustión, durante una interrupción momentánea de corriente eléctrica, y esto, de manera particularmente rápida, eficaz, económica y en un volumen reducido.

La presente invención tiene por objetivo igualmente prever un dispositivo que no aumente el tiempo necesario para el arranque del conjunto motor-bomba. Esta facultad es en efecto necesaria para garantizar una reanudación rápida de emergencia y eficaz por la bomba de reserva durante el fallo de una de las bombas en servicio.

La presente invención tiene todavía por objetivo prever un dispositivo que no interfiera hidráulicamente con los fluidos destinados a la alimentación de la turbina para no alargar las constantes de tiempo de los bucles de regulación.

Estos objetivos son conseguidos con el dispositivo de la reivindicación 1, la utilización de este dispositivo de acuerdo con la reivindicación 9 y el procedimiento de la reivindicación 11.

En un modo de realización, el dispositivo de arrastre en rotación de un motor comprende un volante de inercia, una rueda libre apta para asegurar un embrague unidireccional automático con inversión de par entre el volante de inercia y un árbol del motor, y un medio de arrastre en rotación del volante de inercia. El medio de arrastre en rotación del volante de inercia está adaptado para no afectar al tiempo de arranque del motor. El dispositivo de arrastre está montado en una extremidad axial del árbol del motor opuesta a la destinada al acoplamiento con un órgano mecánico arrastrado por el motor.

Con un dispositivo de este tipo, resulta entonces posible obtener el arrastre en rotación del árbol de transmisión del motor de manera particularmente simple, eficaz y económica, durante la parada momentánea del citado motor substituyéndole por la energía cinética del volante de inercia.

En efecto, durante un corte momentáneo de la alimentación eléctrica del motor, la rueda libre permite acoplar temporalmente el volante de inercia y el árbol del motor, y esto de manera automática sin gobierno exterior, con el fin de obtener una continuidad en el arrastre en rotación. A continuación, cuando el motor de arrastre es alimentado de nuevo eléctricamente, el volante de inercia es desacoplado del árbol de transmisión, lo que no penaliza el tiempo de rearranque del motor.

La utilización de una rueda libre montada entre el volante de inercia y el árbol de transmisión permite así obtener, durante el paso de una fuente de alimentación a otra, un estado transitorio de funcionamiento particularmente corto, lo que asegura la continuidad de la alimentación de fluido de la turbina de combustión.

Además, con el medio de arrastre en rotación del volante de inercia, no es necesario sobredimensionar el motor para permitir un arrastre en rotación del árbol y del volante de inercia.

En efecto, el medio de arrastre está adaptado para no afectar al tiempo de arranque del motor. A este respecto, el medio de arrastre comprende un acoplador hidráulico, por ejemplo de aceite, adaptado para poder mantener el volante de inercia parado durante el arranque del motor y transmitir un par al volante de inercia cuando el motor haya alcanzado su velocidad nominal de rotación... [Seguir leyendo]

1. Dispositivo de arrastre en rotación de un motor (15) que comprende un volante de inercia (16) y una rueda libre (18) apta para asegurar un embrague unidireccional automático con inversión de par entre el volante de inercia y un árbol (12) del motor (15) , estando destinado el dispositivo de arrastre a estar montado en una extremidad axial del árbol (12) del motor opuesta a la prevista para el acoplamiento con un órgano mecánico arrastrado por el motor (15) , caracterizado porque comprende un medio de arrastre (20) en rotación del volante de inercia que comprende un acoplador hidráulico adaptado para estar inactivo durante el arranque del motor y activo una vez alcanzada la velocidad de rotación del motor en función de la alimentación o no de fluido del acoplador.

2. Dispositivo de acuerdo con la reivindicación 1, en el cual el medio de arrastre (20) en rotación es apto para asegurar una puesta en rotación progresiva del volante de inercia.

3. Dispositivo de acuerdo con la reivindicación 2, en el cual el medio de arrastre (20) en rotación es apto para transmitir un par ajustable a partir de un par del árbol (12) con el fin de limitar la sobrecarga del motor (15) durante la puesta en rotación del volante de inercia (16) .

4. Dispositivo de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, que comprende además un árbol primario (22) hueco para el montaje del dispositivo en el árbol (12) .

5. Dispositivo de acuerdo con la reivindicación 4, que comprende además un árbol secundario (30) que rodea radialmente al árbol primario (22) hueco y en el cual está montado el volante de inercia (16) .

6. Dispositivo de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el cual el volante de inercia

(16) comprende un cubo (42) , una llanta (44) y un disco de empalme (46) que une el cubo a la llanta.

7. Dispositivo de acuerdo con la reivindicación 6, en el cual el disco de empalme (46) comprende aletas (50) aptas para generar un flujo de aire durante la rotación del volante de inercia de manera que permite al volante de inercia (16) sustituir a un ventilador del motor (15) .

8. Dispositivo de acuerdo con la reivindicación 7, en el cual la llanta del volante de inercia (16) canaliza el flujo de aire generado en dirección al motor con miras a su ventilación.

9. Utilización de un dispositivo de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones precedentes en una turbina de combustión para el arrastre en rotación de una bomba de alimentación de fuel.

10. Turbina de combustión que comprende una pluralidad de bombas de alimentación de fluido que comprenden cada una un motor, un árbol de transmisión y un dispositivo de arrastre en rotación del citado árbol de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8.

11. Procedimiento de arrastre en rotación de un motor, caracterizado porque se asegura un embrague unidireccional automático con inversión de par entre un volante de inercia (16) y el motor (15) , se arrastra progresivamente el volante de inercia (16) cuando se llega a la velocidad de rotación del motor (15) al que hay que arrastrar, y se arrastra en rotación el motor (15) por intermedio del volante de inercia (16) durante un fallo del citado motor.

12. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 11, en el cual la sustitución del par del motor (15) por un par de inercia del volante de inercia (16) se efectúa en menos de cincuenta milisegundos.

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