Conexión compuesta para una estructura de torre de un aerogenerador.

Sección de torre (100; 110) para una estructura de torre de un aerogenerador,

que comprende por lo menos dossegmentos de estructura (10, 10'; 11, 11') que definen, en estado montado, una estructura sustancialmente hueca, yque incluye primeros medios de conexión (200) para unir entre sí dos segmentos de estructura adyacentes (10, 10';11, 11') a lo largo de una unión (210), en el que los primeros medios de conexión (200) comprenden una columna dehormigón (220) dispuesta superponiéndose por lo menos parcialmente en la unión (210) entre segmentos deestructura adyacentes (10, 10'; 11, 11'), presentando los primeros medios de conexión (200), además, un encofrado(240) configurado para definir un volumen interior para llenarlo de hormigón para formar la columna de hormigón(220) que une los segmentos de estructura adyacentes (10, 10'; 11, 11'), en el que encofrado (240) comprende unaprimera placa (245) asociada a un primer segmento de estructura (10) y segunda placa (250) asociada a un segundosegmento de estructura adyacente (10'), quedando sujetas dicha primera y segunda placa (245, 250) del encofrado(240) mediante un tornillo dispuesto en un orificio común de ambas placas (245, 250),

caracterizada por el hecho de que dicha primera y segunda placa (245, 250) están dobladas y dicha primera placa(245) está unida a través de un borde de la misma al primer segmento de estructura respectivo (10) y dicha segundaplaca (250) está unida a través de un borde de la misma al segundo segmento de estructura respectivo (10'),mientras que el borde de una placa (250) queda superpuesto substancialmente en el borde correspondiente de laotra placa (245).

Conexión compuesta para una estructura de torre de un aerogenerador.

Campo de la invención La presente invención se refiere a una sección de torre para una estructura de torre de un aerogenerador. La invención es particularmente útil para grandes torres de aerogenerador y, en general, para estructuras tubulares que tienen que soportar cargas elevadas, aunque no se limita a éstas.

Una sección de torre de acuerdo con la invención comprende dos o más segmentos de estructura. En estado montado, los segmentos de estructura definen una estructura sustancialmente hueca que en lo sucesivo se denominará sección de torre. Una sección de torre de acuerdo con la invención incluye primeros medios de conexión para unir entre sí dos segmentos de estructura adyacentes a lo largo de una unión.

La invención se refiere, además, a un procedimiento para la construcción de dicha sección de torre para una estructura de torre de un aerogenerador y a un aerogenerador que comprende una góndola que incluye unas palas giratorias y una torre vertical que comprende por lo menos una de dichas secciones de torre.

Técnica anterior

Los costes involucrados en una estructura de torre de un aerogenerador son generalmente del orden de aproximadamente un 20-25 por ciento de los costes totales del aerogenerador, en función de la altura de la torre y la potencia del aerogenerador. Por lo tanto, es muy importante para los costes finales del aerogenerador construir torres de la manera más óptima posible. El desarrollo de aerogeneradores cada vez más altos (por encima de 80 m) implica cargas elevadas en las partes estructurales que deben tomarse en consideración. Los elevados momentos flectores y cargas producidas por el empuje del viento requiere aumentar el diámetro y el grosor de la pared de las secciones de torre. En la práctica, sin embargo, las dimensiones de la torre están limitadas (hasta 4, 5 m de diámetro) , debido, por ejemplo, a requerimientos de transporte. Esta limitación tiene como resultado un aumento no lineal de los costes de la torre a medida que aumenta el grosor de la pared y, por lo tanto, el diseño de la torre obtenida no es óptimo. Además, hay implicadas otras limitaciones en los diseños de la torre tales como el grosor de la pared de la torre debido a los procesos de fabricación.

El uso de torres de aerogenerador de gran diámetro puede conseguirse mediante el uso de torres formadas por segmentos de estructura y medios de conexión para unir los segmentos entre sí. Cuando se conectan los segmentos de estructura se define una sección de torre cerrada y varias secciones de torre conectadas entre sí (dispuestas una encima de la otra) definen la estructura de torre del aerogenerador.

Un ejemplo de esta configuración se describe, por ejemplo, en W02007095940, que se refiere a una torre de un aerogenerador que comprende dos o más segmentos de estructura adyacentes conectados entre sí a través de placas y tornillos.

WO2004083633 dispone una torre de acero de un molino de viento que comprende una serie de secciones de torre que comprenden cada una dos o más segmentos de estructura alargados, los cuales se combinan en una sección de torre completa mediante unas bridas verticales unidas entre sí mediante tornillos.

DE 19832921A1 describe una sección de torre para una estructura de torre de un aerogenerador que comprende por lo menos dos segmentos de estructura de manera que cuando se ensamblan definen una estructura hueca. Los segmentos se unen entre sí a través una estructura de hormigón formado entre una estructura exterior y una estructura interior y mediante unos elementos de conexión.

DE3900432A1 se refiere a un procedimiento de fabricación de torres mediante unos elementos de anclaje para conectar el hormigón a unas placas metálicas que se conectan después entre sí a través de unas aletas y tornillos cubiertos por hormigón.

Los principales inconvenientes de estas soluciones se refieren a los elevados costes de fabricación, instalación y mantenimiento debido a la gran cantidad de tornillos pretensados que se requieren en conexiones de bridas verticales.

Descripción de la invención La presente invención dispone una sección de torre cuya configuración hace posible la construcción de estructuras de torre de aerogenerador altas que resisten mayores cargas que actúan sobre la torre del aerogenerador. Tal como se usa aquí, una sección de torre se refiere a cada nivel tubular de una estructura de torre (por ejemplo, una estructura de aerogenerador) . Una estructura de torre tal como se utiliza aquí se refiere, por lo tanto, a varias secciones de torre dispuestas verticalmente una encima de la otra, aunque en una realización límite, una estructura de torre puede comprender una única sección de torre. Tal como aquí se utiliza, un segmento de estructura se refiere a placas unitarias (por ejemplo, placas de metal curvadas) que definen, en estado montado, una estructura sustancialmente hueca, es decir, una sección de torre.

La sección de torre de la invención comprende por lo menos dos segmentos de estructura que pueden ser de metal, tal como acero. La sección de torre de la invención puede ser de forma cilíndrica o troncocónica, estando dispuesta en este último de manera que el diámetro aumenta hacia la base con el fin de mejorar la resistencia y ahorrar materiales.

La sección de torre de acuerdo con la invención está provista de primeros medios de conexión para unir entre sí dos segmentos de estructura adyacentes a lo largo de una unión. Dichos primeros medios de conexión pueden comprender una columna de hormigón dispuesta superpuesta en por lo menos parte de la unión entre segmentos de estructura adyacentes en la sección de torre.

Esta columna de hormigón de los primeros medios de conexión está dispuesta sustancialmente vertical en estado montado de la sección de torre. La columna de hormigón puede realizarse de hormigón armado y puede estar dispuesta en el interior de la estructura hueca o bien en el exterior de la estructura hueca, o incluso tanto en el interior de la estructura hueca como en el exterior de la estructura hueca, según se requiera.

Los primeros medios de conexión de los segmentos de estructura en una sección de torre comprenden, además, un encofrado configurado para definir un volumen interior para llenarlo de hormigón (para formar la columna que une los segmentos de estructura) . El encofrado puede comprender, por ejemplo, una primera placa asociada a un primer segmento de estructura y un segunda placa asociada a un segundo segmento de estructura adyacente. En estado montado, la primera y la segunda placa de segmentos de estructura adyacentes definen, respectivamente, un volumen interior adecuado para llenarlo de hormigón. Es evidente que podría ser posible encofrados con otras configuraciones que no pertenecen al ámbito de la invención, tal como, por ejemplo, con una única placa asociada a un segmento de estructura, estando configurada dicha placa única para definir un volumen interior adecuado para llenarlo de hormigón.

Por lo menos uno de los segmentos de estructura pueden estar provistos de unos conectores a cizalladura (por ejemplo, soldados a los segmentos de estructura) que sobresalgan de la misma e insertados en la columna de hormigón en estado montado. De esta manera, dentro del espacio cerrado definido por el encofrado, los conectores a cizalladura, junto con el correspondiente refuerzo de acero, quedan insertados en hormigón en dicho estado montado. Los conectores a cizalladura y el refuerzo de acero sirven para asegurar la resistencia a la cizalladura entre los segmentos de estructura.

En una realización, el encofrado puede ser solidario de por lo menos uno de los segmentos de estructura (encofrado perdido) . En otra realización, el encofrado puede ser desmontable de por lo menos uno de los segmentos de estructura. En este caso, puede conseguirse una reducción de costes ya que el encofrado puede reutilizarse para distintas torres de aerogenerador. Además, las imperfecciones en la columna de hormigón pueden repararse después de desmontar el encofrado.

La sección de torre de la invención está provista, además, de segundos medios de conexión para unir entre sí dos secciones de torre adyacentes, una encima de la otra, para formar la torre del aerogenerador. Estos segundos medios de conexión pueden comprender una brida adaptada para recibir y unir una sección de torre adyacente. En estado montado, la brida queda dispuesta adyacente a un borde periférico de los segmentos de estructura.

La brida puede ser circular y puede ser continua o discontinua. Entre los primeros y los segundos medios de conexión, es decir, entre un extremo... [Seguir leyendo]

1. Sección de torre (100; 110) para una estructura de torre de un aerogenerador, que comprende por lo menos dos segmentos de estructura (10, 10'; 11, 11') que definen, en estado montado, una estructura sustancialmente hueca, y que incluye primeros medios de conexión (200) para unir entre sí dos segmentos de estructura adyacentes (10, 10'; 11, 11') a lo largo de una unión (210) , en el que los primeros medios de conexión (200) comprenden una columna de hormigón (220) dispuesta superponiéndose por lo menos parcialmente en la unión (210) entre segmentos de estructura adyacentes (10, 10'; 11, 11') , presentando los primeros medios de conexión (200) , además, un encofrado (240) configurado para definir un volumen interior para llenarlo de hormigón para formar la columna de hormigón (220) que une los segmentos de estructura adyacentes (10, 10'; 11, 11') , en el que encofrado (240) comprende una primera placa (245) asociada a un primer segmento de estructura (10) y segunda placa (250) asociada a un segundo segmento de estructura adyacente (10') , quedando sujetas dicha primera y segunda placa (245, 250) del encofrado (240) mediante un tornillo dispuesto en un orificio común de ambas placas (245, 250) , caracterizada por el hecho de que dicha primera y segunda placa (245, 250) están dobladas y dicha primera placa

(245) está unida a través de un borde de la misma al primer segmento de estructura respectivo (10) y dicha segunda placa (250) está unida a través de un borde de la misma al segundo segmento de estructura respectivo (10') , mientras que el borde de una placa (250) queda superpuesto substancialmente en el borde correspondiente de la otra placa (245) .

2. Sección de torre (100; 110) según la reivindicación 1, caracterizada por el hecho de que la columna de hormigón (220) está dispuesta en el interior de la estructura hueca.

3. Sección de torre (100; 110) según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizada por el hecho de que la columna de hormigón (220) está dispuesta en el exterior de la estructura hueca.

4. Sección de torre (100; 110) según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizada por el hecho de que por lo menos uno de los segmentos de estructura (10, 10'; 11, 11') está provisto de unos conectores a cizalladura (260, 265) que sobresalen del mismo e insertados en la columna de hormigón (220) en dicho estado montado.

5. Sección de torre (100; 110) según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizada por el hecho de que dicho encofrado (240) es solidario de por lo menos uno de los segmentos de estructura (10, 10'; 11, 11') .

6. Sección de torre (100; 110) según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizada por el hecho de dicho encofrado (240) es desmontable de por lo menos uno de los segmentos de estructura (10, 10'; 11, 11') .

7. Sección de torre (100; 110) según cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizada por el hecho de que la columna (220) de dichos primeros medios de conexión está realizada hormigón armado de acero.

8. Sección de torre (100; 110) según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizada por el hecho de que comprende, además, segundos medios de conexión (270) para unir entre sí dos secciones de torre adyacentes (100, 110) una encima de la otra.

9. Sección de torre (100; 110) según la reivindicación 8, caracterizada por el hecho de que dichos segundos medios de conexión (270) comprenden una brida (280) adaptada para recibir y unir una sección de torre adyacente, estando dispuesta dicha brida (280) , en estado montado, adyacente a un borde periférico de los segmentos de estructura (10, 10'; 11, 11') .

10. Sección de torre (100; 110) según la reivindicación 9, caracterizada por el hecho de que dicha brida (280) es discontinua.

11. Sección de torre (100; 110) según la reivindicación 9, caracterizada por el hecho de que dicha brida (280) tiene unas zonas que sobresalen hacia fuera formadas en correspondencia con la columna de hormigón (220) .

12. Sección de torre (100; 110) según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizada por el hecho de que dichos segmentos de estructura (10, 10'; 11, 11') están realizados en metal.

13. Procedimiento para la construcción de una sección de torre (100; 110) para una estructura de torre de un aerogenerador según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, que comprende las etapas de disponer por lo menos dos segmentos de estructura (10, 10') , colocar los segmentos de estructura (10, 10') de manera que se defina una estructura sustancialmente hueca y formar una columna de hormigón (220) dispuesta superponiéndose en por lo menos parte de una unión (210) entre segmentos de estructura adyacentes (10, 10') y disponer un encofrado

(240) configurado para definir un volumen interior para llenarlo de hormigón para formar la columna de hormigón (220) que une los segmentos de estructura adyacentes (10, 10'; 11, 11') , en el que dicho encofrado (240) comprende una primera placa (245) asociada a un primer segmento de estructura (10) y segunda placa (250) asociada a un segundo segmento de estructura adyacente (10') , estando sujetas dicha primera y segunda placa (245, 250) del encofrado (240) mediante un tornillo dispuesto en un orificio común de ambas placas (245, 250) , caracterizado por el hecho de que dicha primera y segunda placa (245, 250) están dobladas y dicha primera placa (245) está unida a través de un borde de la misma al primer segmento de estructura respectivo (10) y dicha segunda placa (250) está unida a través de un borde de la misma al segundo segmento de estructura respectivo (10') , mientras que el borde de una placa (250) queda superpuesto substancialmente en el borde correspondiente de la otra placa (245) .

14. Procedimiento según la reivindicación 13, caracterizado por el hecho de que comprende, además, la etapa de unir entre sí dos secciones de torre adyacentes (100, 110) , una encima de la otra.

15. Aerogenerador que comprende una góndola que tiene unas palas giratorias y una torre vertical, comprendiendo dicha torre por lo menos una sección de torre (100; 110) según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 12. 15

REFERENCIAS CITADAS EN LA DESCRIPCIÓN

Esta lista de referencias citadas por el solicitante es únicamente para la comodidad del lector. No forma parte del documento de la patente europea. A pesar del cuidado tenido en la recopilación de las referencias, no se pueden 5 excluir errores u omisiones y la EPO niega toda responsabilidad en este sentido.

Documentos de patentes citados en la descripción • WO 2007095940 A DE 19832921 A1 WO 2004083633 A DE 3900432 A1