TORRE DE AEROGENERADOR Y PROCEDIMIENTO DE MONTAJE DE LA MISMA.

Torre de aerogenerador y procedimiento de montaje de la misma.

Se describe una torre de aerogenerador encargada de dar soporte al rotor y a la góndola que dispone de varios módulos que una vez montados definen la torre; asimismo se describe el procedimiento de montaje de dicha torre. La torre troncocónica montada a partir de módulos de hormigón armado objeto de la invención dispone de un sistema de tensado que dota mayor resistencia a la misma, a su vez las juntas definidas entre los módulos que conforman la torre se encuentran selladas.

TORRE DE AEROGENERADOR y PROCEDIMIENTO DE MONTAJE DE LA MISMA

5 DESCRIPCiÓN OBJETO DE LA INVENCiÓN

10 La presente invención se refiere al campo de las estructuras de hormigón armado, más concretamente a las torres de hormigón armado. El objeto de la invención consiste en una torre de hormigón armado para aerogeneradores con sus correspondientes medios de tensado y uniones en juntas y un procedimiento de montaje de la misma.

15 ANTECEDENTES DE LA INVENCiÓN

2 O 25 Las energías renovables son una opción muy a tener en cuenta hoy en día, de entre ellas una de las más eficientes es la energía eólica, que permite obtener electricidad a partir del viento mediante molinos de viento o aerogeneradores. Dicho aerogeneradores constan básicamente de una torre, una góndola, un rotor y unas aspas; donde la torre del aerogenerador soporta la góndola y el rotor. En los grandes aerogeneradores las torres tubulares pueden ser de acero, de celosía o de hormigón armado. Las torres tubulares tensadas con vientos sólo se utilizan en aerogeneradores pequeños (cargadores de baterías, etc.) .

3 O Existen diversos tipos de torres como las torres modulares, como la reflejada en la patente europea ES2272954T3 a nombre de Mecal Applied Mechanics donde se describe una torre modular consistente en dividir la torre en diferentes secciones anulares, estando cada sección anular construida a base de poner varios módulos unos junto a otros, apilándose las secciones anulares así construidas unas sobre las otras.

En el modelo de utilidad ES1058539U a nombre de Inne021 se describe

también una torre modular resultante de la idea de dividir la torre en secciones

anulares, estando cada sección construida con varios módulos puestos unos

junto a otros.

5

Asimismo en la patente europea EP1561883B1 a nombre de Corus Staal

se describe una torre metálica modular compuesta por secciones metálicas

substancialmente cuadrangulares dispuestas de manera escalonada.

10 Finalmente en la solicitud internacional de patente de Cortina con número

W02009/056969 se describe un sistema de montaje de una torre de hormigón

armado consistente en montar una estructura metálica interior que tiene por

objeto sujetar las dovelas, una vez izadas una a una a su posición, hasta la

realización de las juntas verticales.

15

En dichas torres de aerogenerador se hacen necesarias, en algunas

ocasiones, el uso de juntas húmedas entre elementos prefabricados de

hormigón armado, que consisten en el vertido o inyección de mortero o lechada

de relleno en una ranura en los flancos de los elementos prefabricados. En el

2 O modelo de utilidad ES1060629 a nombre de Inne021 se describen encontrar

juntas de este tipo.

Es conocido el hecho de que el hormigón armado trabaja mejor a

compresión que a tracción. Por eso es habitual incorporar cables de tensado,

25 que someten a compresión la estructuras de hormigón armado, como puede ser

la estructura de una torre para aerogeneradores de hormigón armado.

En el estado de la técnica se describen cables por el interior de los

módulos de hormigón armado, como en la solicitud internacional de patente

3 O W08602689A 1 o por fuera de la superficie interior de la torre como en la patente

francesa FR508598A. Pasar los cables por el interior de los módulos es una

tarea que complica el montaje de las torres, mientras que llevarlas por la

superficie del interior de la torre conlleva el problema de la interferencia de los

cables con los múltiples elementos que tiene una torre de aerogenerador

(plataformas, escaleras, elevadores, aparellaje electrico etc) y una menor

efectividad: con la misma tensión en los cables se alcanza un menor momento

5 de compresión, lo que redunda en la necesidad de utilizar un mayor número de

cables.

Por otro lado, en patentes como la patente americana US5072555 se

describen sistemas de tensores por el exterior de una torre que son fijados a

10 tierra alejados de la base de dicha torre; los cables así dispuestos modifican el

comportamiento dinámico de la estructura, modificando su frecuencia de

oscilación y limitando sus movimientos.

Tal y como se ha descrito en el apartado anterior dividir una sección de

15 torre troncocónica en módulos iguales, como pueden ser módulos de hormigón

armado, tiene la desventaja de que el hueco entre dos módulos es más

estrecho en su parte superior que en la parte en la que apoya sobre el módulo

inferior; por lo tanto no es posible la inserción del siguiente módulo siguiendo

una trayectoria total o parcialmente vertical. Por ejemplo en ES2272954T3 se

2 O describe una torre que tiene una sección transversal que es un polígono o un

círculo, cuyo diámetro disminuye hacia la parte superior, de manera que se

consigue o se aproxima una forma rematada cónica. La única forma de insertar

el nuevo módulo es siguiendo una trayectoria con una componente horizontal,

lo cual complica considerablemente el montaje. , En las líneas 26 a 29 de la

25 página 4 de ES2272954T3 se hace referencia a las desventajas asociadas a la

fabricación de una torre cónica, superadas con la implementación del objeto de

esta invención.

Parecida desventaja tiene una torre con los módulos escalonados donde

3 O la torre tiene una sección transversal circular, estando escalonados uno o más

anillos de la torre de manera que el diámetro exterior y/o el espesor de pared

de un anillo superior es menor que el del anillo inferior respectivo,

imposibilitando el montaje del siguiente módulo verticalmente.

DESCRIPCiÓN DE LA INVENCiÓN

5 La torre modular objeto de la invención consiste en una torre de forma troncocónica compuesta por varias secciones tubulares, construidas uniendo módulos unos junto otros, dichos módulos son módulos de hormigón con armadura metálica, hormigón armado.

10 15 2 O La torre objeto de la invención presenta dos posibles realizaciones: una primera realización de diseño mediante el uso de secciones tubulares o módulos, que tienen dos flancos laterales en los cuales se encuentran unas inclusiones longitudinales, un flanco superior y un flanco inferior que se conforman mediante módulos que se van uniendo unos con otros para conformar la torre, y una segunda realización o realización alternativa de diseño escalonado que hace uso de módulos poligonales. En ambas realizaciones al menos una parte de los flancos laterales entre los módulos adyacentes a un primer módulo son paralelos, teniendo el hueco entre dos módulos sus caras paralelas, de modo que el módulo intermedio puede insertase con un movimiento vertical.

25 En dicha realización alternativa del objeto de la invención propuesto, que tiene un diseño escalonado, los módulos son polígonos de 6 lados, con una forma tal que, como se ha descrito en el párrafo anterior, la parte superior de los flancos laterales entre los módulos adyacentes a un primer módulo son paralelos, haciendo posible la inserción vertical del primer módulo.

3 O En ambas realizaciones, los módulos incorporan medios de guiado que definen el movimiento de inserción de un módulo entre sus adyacentes. En una posible realización se incorpora una guía en los módulos adyacentes y la pieza a insertar tiene unos salientes que entran en las guías (o viceversa, la guía está en los módulos a insertar y los salientes en las piezas adyacentes) . La entrada de

dichos salientes en las guías puede tener una forma acuñada para facilitar la inserción, facilitando así el montaje.

5 Gracias a las guías una vez insertadas, los módulos se sujetan sin falta de utillaje adicional pudiendo realizarse posteriormente la junta vertical definitiva. El montaje puede realizarse izando módulo a módulo y, al contrario de lo conocido en el estado de la técnica, no es necesario incorporar medios adicionales para sujetar cada módulo hasta la realización de las juntas.

10 15 Asimismo el sistema objeto de la invención en cualquiera de sus posibles realizaciones dispone de unos medios de tensado, para ello se disponen cables de tensado que discurren por el exterior de la cara externa de la torre. Frente a las soluciones del estado de la técnica, el montaje es sencillo y no se interfiere con los componentes del interior de la torre y la efectividad de la tensión de los cables para alcanzar el momento de compresión es máxima. Todo ello sin modificar de manera sustancial la dinámica de la estructura.

2 O 25 El cable o cables de tensado se fijan a la pared de la torre en puntos intermedios mediante unos anclajes y, a su vez, se sujeta en sus extremos al carrete-interfaz, ubicado en lo alto de la torre y a la cimentación, mientras...

1. Torre (1, 2) de aerogenerador definida por una superficie de revolución caracterizada porque comprende al menos una sección anular compuesta por varios módulos (21, 22, 23, 24, 31, 32, 33, 34) adyacentes que respectivamente disponen de dos flancos laterales, un flanco superior y un flanco inferior, donde al menos una parte de unos de los flancos laterales de dichos módulos (21, 22, 23, 24, 31, 32, 33, 34) se dispone en paralelo.

2. Torre (1, 2) según reivindicación 1 caracterizada porque adicionalmente comprende unos medios de guiado (3) que se encuentran ubicados en los flancos laterales de los módulos (21, 22, 23, 24, 31, 32, 33, 34) .

3. Torre (1, 2) según reivindicación 1 caracterizada porque la superficie 15 de revolución está definida por una generatriz recta.

4. Torre (1, 2) según reivindicación 1 caracterizada porque la superficie de revolución está definida por una generatriz curva.

5. Torre (1, 2) según reivindicación 1 caracterizada porque cada

sección anular define unos espacios horizontales con cada una las 2 O secciones anulares inmediatas.

6. Torre (1, 2) según reivindicación 5 caracterizada porque adicionalmente comprende unas juntas horizontales realizadas mediante el vertido de un relleno en los espacios horizontales.

7. Torre (1, 2) según reivindicación 1 caracterizada porque cada módulo

(21, 22, 23, 24, 31, 32, 33, 34) comprende unas inclusiones longitudinales definidas en los flancos laterales que delimitan unos espacios verticales entre módulos (21, 22, 23, 24, 31, 32, 33, 34) adyacentes.

8. Torre (1, 2) según reivindicación 7 caracterizada porque 3 O adicionalmente comprende unas juntas verticales realizadas mediante el vertido de un relleno en los espacios verticales.

9. Torre (1, 2) según reivindicación 1 caracterizada porque los módulos

(21, 22, 23, 24, 31, 32, 33, 34) son de hormigón armado con una

armadura metálica.

10. Torre (1, 2) según la reivindicación 9 caracterizada porque la

5 armadura de los módulos (21, 22, 23, 24, 31, 32, 33, 34) se prolonga

hasta introducirse en al menos una de las inclusiones longitudinales

de los flancos laterales del módulo (21, 22, 23, 24, 31, 32, 33, 34)

adyacente.

11. Torre (1, 2) según reivindicación 2 caracterizada porque los medios

10 de guiado (3) se encuentran adicionalmente adaptados para actuar

como medios de fijación provisional de los módulos

(21, 22, 23, 24, 31, 32, 33, 34) hasta la realización de las juntas

verticales y horizontales.

12. Torre (1, 2) según reivindicación 11 caracterizado porque los medios

15 de guiado (3) comprenden al menos un saliente (5) destinado a

encajar en una guía (4) respectivamente ubicados en los flancos

laterales de los módulos (21, 22, 23, 24, 31, 32, 33, 34) .

13. Torre (2) según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores

caracterizada porque los módulos (21, 22, 23, 24, 31, 32, 33, 34) se

2 O encuentran dispuestos de manera escalonada, estando un primer

módulo (31) ubicado a mayor altura que un segundo módulo (32) y

un tercer módulo (33) .

14. Torre (2) según la reivindicación 13 caracterizada porque los flancos

laterales del segundo módulo (32) y el tercer módulo (33) están

25 compuestos por dos superficies que forman un ángulo entre sí

menor de 180º.

15. Torre (1, 2) según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores

caracterizada porque los flancos laterales adicionalmente

comprenden unos elementos elásticos destinados a sellar un

3 O espacio definido entre módulos (21, 22, 23, 24, 31, 32, 33, 34)

adyacentes.

16. Torre (1, 2) según reivindicación 15 caracterizado porque los

elementos elásticos son tubulares, huecos yexpandibles.

17. Torre (1, 2) según reivindicación 16 ó 13 caracterizada porque las

juntas entre flancos laterales adicionalmente comprenden unos

5 pernos (43) que atraviesan al menos uno de los módulos

(21, 22, 23, 24, 31, 32, 33, 34) Y están roscados en otro de los módulos

(21, 22, 23, 24, 31, 32, 33, 34) adyacente al primero.

18. Torre (1, 2) según la reivindicación 17 caracterizada porque los

pernos (43) comprenden una parte intermedia (42) de sección no

10 circular.

19. Torre (1, 2) según reivindicación 1 caracterizada porque

adicionalmente comprende unos cables (7) de tensado que se

encuentran anclados en su parte inferior a una cimentación (9) en

las proximidades de la base de la torre (1, 10) yen su parte superior

15 a un carrete (8) recorriendo la superficie exterior de los módulos

(21, 22, 23, 24, 31, 32, 33, 34) .

20. Torre (1, 2) según reivindicación 19 caracterizada porque los

módulos (21, 22, 23, 24, 31, 32, 33, 34) adicionalmente comprenden

sobre su superficie exterior unas entalladuras destinadas a alojar los

2 O cables (7) de tensado.

21. Torre (1, 2) según reivindicación una de las reivindicaciones 19 ó 20

caracterizada porque los cables (7) de tensado se encuentran fijados

en posiciones intermedias de la torre (1, 2) mediante unos anclajes

(6) .

25 22. Torre (1, 2) según una cualquiera de las reivindicaciones 19 a 21

caracterizada porque los cables (7) de tensado recorren al menos

parte de la cimentación (9) para someter compresión tanto a los

módulos (21, 22, 23, 24, 31, 32, 33, 34) como a la cimentación (9) .

23. Procedimiento de montaje de la torre (1, 2) descrita en una

3 O cualquiera las reivindicaciones 1 a 22 caracterizado porque

comprende insertar, mediante los medios de guiado (3) incorporados

en los flancos verticales de los módulos (21, 22, 23, 24, 31, 32, 33, 34) ,

el primer módulo (21, 31) mediante un movimiento al menos

parcialmente vertical entre el segundo módulo (22, 32) y el tercer

módulo (23, 33) .

5 24. Procedimiento según reivindicación 23 caracterizado porque

adicionalmente comprende los pasos de:

acondicionar térmicamente el relleno, y

realizar las juntas verticales con el relleno acondicionado en

el paso anterior.

10 25. Procedimiento según reivindicación 23 ó 24 caracterizado porque

adicionalmente comprende dilatar los elementos elásticos ubicados

entre los módulos (21, 22, 23, 24, 31, 32, 33, 34) mediante la inyección

de un fluido dentro de dichos elementos elásticos para sellar las

juntas entre los módulos (21, 22, 23, 24, 31, 32, 33, 34) antes de verter

15 el relleno para realizar las juntas verticales.

26. Procedimiento según reivindicación 24 caracterizado porque el

relleno es mortero

27. Procedimiento según reivindicación 24 caracterizado porque el

relleno es lechada de relleno.

2 O 28. Procedimiento según reivindicación 24 caracterizado porque el

acondicionamiento térmico comprende calentar por encima de una

temperatura óptima si la temperatura ambiente es menor que la

óptima, estando la temperatura óptima comprendida entre 15 y

25ºC.

25 29. Procedimiento según reivindicación 24 caracterizado porque el

acondicionamiento térmico comprende enfriar por debajo de una

temperatura óptima si la temperatura ambiente es superior a la

temperatura óptima, estando la temperatura óptima comprendida

entre 15 y 25ºC.

3 O 30. Procedimiento según una cualquiera de las reivindicaciones 23 a 29

caracterizado porque adicionalmente comprende unir las juntas

mediante los pernos (43) de unión previamente al rellenado de las juntas.

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