Dispositivo de bloqueo para aerogeneradores.

Dispositivo de bloqueo (100) para evitar que por lo menos dos partes giratorias entre sí (110,

120) de un aerogenerador giren una respecto a la otra alrededor de un eje de giro (A) cuando se encuentran en una posición de bloqueo, comprendiendo el dispositivo de bloqueo (100) un elemento de bloqueo (130), caracterizado por el hecho de que se define por lo menos un plano de trabajo (P) donde se concentran fuerzas de compresión (F, F') en dicha posición de bloqueo, siendo dichas fuerzas de compresión (F-F') fuerzas de reacción a fuerzas externas que tienden a girar dichas partes (110, 120) entre sí cuando se encuentra en la posición de bloqueo, y además por el hecho de que el elemento de bloqueo (130) comprende un elemento paralelepipédico alargado (135).

Dispositivo de bloqueo para aerogeneradores Se describe un dispositivo de bloqueo para evitar que por lo menos una parte gire respecto a por lo menos otra parte alrededor de un eje de giro en aplicaciones de aerogeneradores, tal como se define en el preámbulo de la reivindicación 1.

Se describe también un aerogenerador provisto de dicho dispositivo de bloqueo, tal como se define en el preámbulo de la reivindicación 10.

ANTECEDENTES

En el campo de los aerogeneradores es muy importante el bloqueo temporal de partes móviles, en particular el bloqueo temporal de partes que pueden girar entre sí tales como el rotor y el estator, las palas y la góndola, etc., en un aerogenerador.

De acuerdo con las directrices actuales para la certificación de plantas de energía eólica deben disponerse unos sistemas de bloqueo directo en los dispositivos de frenado del rotor del aerogenerador. Esto significa que debe disponerse un enclavamiento mecánico para bloquear las partes giratorias de los aerogeneradores para operaciones de reparación y/o mantenimiento y, en general, para fines en los que dichas partes han que bloquearse para evitar que giren. En este sentido, por ejemplo, no se permiten frenos de fricción y similares de acuerdo con estas directrices.

Es conocido en la técnica el uso de dispositivos de bloqueo para bloquear partes giratorias en aerogeneradores para evitar que giren, tales como el rotor. Dichos dispositivos de bloqueo comprenden uno o más pivotes de bloqueo que quedan dispuestos de manera fija, por ejemplo, en el estator del aerogenerador. Cuando es necesario realizar operaciones de mantenimiento en el aerogenerador, se acciona un conjunto de freno para detener el aerogenerador en funcionamiento. Una vez que el aerogenerador se ha detenido, el dispositivo de bloqueo puede activarse entonces para bloquear el rotor con el fin de evitar que éste gire. La activación del dispositivo de bloqueo se lleva a cabo accionando un elemento de bloqueo o pivote de bloqueo hacia un espacio de bloqueo correspondiente que normalmente está formado en el rotor. El accionamiento del pivote de bloqueo puede llevarse a cabo manualmente o hidráulicamente a lo largo del eje del pivote de bloqueo. El eje del pivote de bloqueo es sustancialmente paralelo al eje del rotor. Una vez que el pivote de bloqueo se inserta en un orificio de bloqueo de destino, se impide que el rotor gire respecto al estator y las operaciones de mantenimiento pueden llevarse a cabo de manera segura.

El problema principal del procedimiento anterior para bloquear elementos giratorios entre sí en un aerogenerador, tales como el rotor respecto al estator, son las grandes tolerancias que existen en la posición relativa de los pivotes de bloqueo y los orificios de bloqueo en la posición de bloqueo. Esto tiene como resultado, además, problemas de alineación de los pivotes de bloqueo y los orificios de bloqueo correspondientes.

Otro problema con los dispositivos de bloqueo conocidos es que los aerogeneradores son cada vez más grandes con el fin de producir más energía. Esto implica un aumento de las dimensiones del generador de manera que los pivotes de bloqueo son también más grandes. Dado que los pivotes de bloqueo deben fabricarse para soportar los requisitos de funcionar bajo duras condiciones de trabajo del aerogenerador, los costes se vuelven indeseablemente elevados. Esto también se aplica a los mecanismos de accionamiento para accionar los pivotes de bloqueo hacia la posición de bloqueo y hacia fuera de la misma, los cuales deben dimensionarse para soportar cargas elevadas. Esto se traduce de nuevo en altos costes y sobrepeso.

Además, las mayores dimensiones de los aerogeneradores y sus partes ha dado lugar a mayores cargas sobre el dispositivo de bloqueo. En consecuencia, la concentración de tensiones de cizallamiento se ha convertido en un problema importante. El uso de materiales alternativos para los dispositivos de bloqueo o el aumento de su tamaño son soluciones que no son útiles para soportar las cargas extremadamente elevadas implicadas en los aerogeneradores actuales. Se han realizado intentos para disponer varios pivotes de bloqueo. Sin embargo, siguen existiendo problemas de costes y de desalineación.

EP1291521 describe un dispositivo de bloqueo del rotor de un aerogenerador. El dispositivo de bloqueo en este caso comprende un pivote de bloqueo que puede moverse axialmente y que está dispuesto sobre la estructura de la góndola y unos espacios de bloqueo correspondientes formados en el rotor del aerogenerador. El pivote de bloqueo presenta un extremo cónico para compensar desajustes y holguras en los orificios. Debido a la posición y las pequeñas dimensiones del plano de trabajo del pivote de bloqueo donde se concentran las fuerzas de cizallamiento, existen tensiones extremadamente elevadas, lo que tiene como resultado un potencial riesgo de fallo elevado del pivote de bloqueo cuando el dispositivo de bloqueo se encuentra en posición de bloqueo.

El documento WO2008059088 describe un dispositivo de bloqueo auto-alineable y ajustable del rotor para evitar que el buje gire respecto a la góndola del aerogenerador. El dispositivo de bloqueo del rotor incluye unos pivotes de bloqueo fijados a la góndola y medios de accionamiento para accionar el pivote de bloqueo axialmente respecto a por lo menos un orificio correspondiente formado en el buje. En este caso, la posición y las pequeñas dimensiones del plano de trabajo del pivote de bloqueo donde se concentran las fuerzas de cizallamiento es igual que en el documento anterior, de manera que existen tensiones extremadamente elevadas con un potencial riesgo de fallo resultante del pivote de bloqueo.

CN201843736 describe un mecanismo de bloqueo para un aerogenerador que comprende unos cilindros que tienen primeras superficies de bloqueo. Se dispone una placa de bloqueo en un eje de baja velocidad que tiene una pluralidad de segundas superficies de bloqueo. Las primeras superficies de bloqueo son accionadas por los cilindros para acoplarse o desacoplarse a las segunda superficies de bloqueo.

EP2420670 describe un dispositivo de rotor de bloqueo para bloquear un eje principal. El dispositivo de bloqueo del rotor tiene un primer y un segundo elemento de bloqueo acoplados a un disco perforado del eje principal para evitar su giro en dos sentidos opuestos. Cada uno de los dos elementos de bloqueo tiene una superficie de contacto formada en una cuña de fijación respectiva por medio de cuya superficie de contacto se acoplan a unas superficies opuestas de las dos estructuras de fundición de unos tornillos de bloqueo.

EP2290228 se refiere a un dispositivo de bloqueo para bloquear una pala de un aerogenerador en un ángulo de inclinación predeterminado. El dispositivo comprende un mecanismo de encaje a presión que comprende un elemento de pivote que es empujado por un muelle contra una ranura que está formada en una placa de la pala del rotor. En una posición de bloqueo el dispositivo de bloqueo impide que por lo menos una de las palas gire de modo que queda fija en un ángulo de inclinación predeterminado.

Se han previsto muchos otros mecanismos de bloqueo que tienen en común la posición y las pequeñas dimensiones del plano de trabajo del pivote de bloqueo donde se concentran las fuerzas de cizallamiento. Por ejemplo, los documentos WO2010102967, WO2005090780, y WO2008155053 describen todos dispositivos de bloqueo para aplicaciones de aerogeneradores en los que un pivote de bloqueo puede moverse en una dirección hacia un espacio de bloqueo para bloquear las partes con el fin de evitar que éstas giren.

Debido al hecho de que el pivote de bloqueo está sometido a cargas elevadas cuando se encuentra en la posición de bloqueo y que dichas cargas se concentran en un plano de trabajo pequeño del pivote de bloqueo, las cargas concentradas en el mismo tienen como resultado que puede ser probable que el pivote de bloqueo se deforme, se agriete o se rompa cuando se encuentra en la posición de bloqueo. Además, también sigue siendo difícil compensar desalineaciones radiales en los dispositivos de bloqueo de la técnica anterior.

Los inconvenientes anteriores han sido superados por el presente dispositivo de bloqueo tal como se define en la reivindicación 1, así como mediante un aerogenerador tal como se define en la reivindicación 10, el cual incorpora dicho dispositivo de bloqueo. En las reivindicaciones dependientes se definen realizaciones ventajosas.

Se presenta un dispositivo de bloqueo para evitar que por lo menos una primera parte gire respecto a por lo menos una segunda parte alrededor de un eje de giro en un aerogenerador cuando se encuentra en una posición de bloqueo en la cual se impide que una parte gire respecto a... [Seguir leyendo]

1. Dispositivo de bloqueo (100) para evitar que por lo menos dos partes giratorias entre sí (110, 120) de un aerogenerador giren una respecto a la otra alrededor de un eje de giro (A) cuando se encuentran en una posición de bloqueo, comprendiendo el dispositivo de bloqueo (100) un elemento de bloqueo (130) , caracterizado por el hecho de que se define por lo menos un plano de trabajo (P) donde se concentran fuerzas de compresión (F, F') en dicha posición de bloqueo, siendo dichas fuerzas de compresión (F-F') fuerzas de reacción a fuerzas externas que tienden a girar dichas partes (110, 120) entre sí cuando se encuentra en la posición de bloqueo, y además por el hecho de que el elemento de bloqueo (130) comprende un elemento paralelepipédico alargado (135) .

2. Dispositivo de bloqueo (100) según la reivindicación 1, caracterizado por el hecho de que el elemento de bloqueo

(130) presenta por lo menos un saliente de bloqueo (135a, 135b) adaptado para alojarse en un espacio correspondiente (140a, 140b) definido entre dicha primera y segunda parte (110, 120) .

3. Dispositivo de bloqueo (100) según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por el hecho de que dichas partes giratorias entre sí (110, 120) comprenden por lo menos una primera parte (110) y una segunda parte (120) , estando provista la primera parte (110) de por lo menos dos salientes de bloqueo (110a, 110b) y estando provista la segunda parte (120) de por lo menos un saliente de bloqueo correspondiente (125c) , definiéndose unos espacios (140a, 140b) entre los salientes de bloqueo (110a, 110b) de la primera parte (110) y el saliente de bloqueo (125c) de la segunda parte (120) para recibir correspondientes salientes de bloqueo (135a, 135b) del elemento de bloqueo (130) en una posición de bloqueo para impedir que la primera y la segunda parte (110, 120) giren entre sí, definiéndose un plano de trabajo (P) en el elemento de bloqueo (130) donde se concentran fuerzas de compresión (F-F') en la posición de bloqueo.

4. Dispositivo de bloqueo (100) según cualquiera de las reivindicaciones 2-3, caracterizado por el hecho de que el plano de trabajo (P) es por lo menos sustancialmente paralelo a las dimensiones mayores de por lo menos uno de los salientes de bloqueo (110a, 110b, 125c, 135a, 135b) .

5. Dispositivo de bloqueo (100) según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por el hecho de que comprende, además, medios de accionamiento para accionar el elemento de bloqueo (130) hacia la posición de bloqueo y hacia fuera de la misma.

6. Dispositivo de bloqueo (100) según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por el hecho de que la primera parte (110) es una del estator o el rotor de un aerogenerador y la segunda parte (120) es la otra del estator o el rotor de un aerogenerador.

7. Dispositivo de bloqueo (100) según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por el hecho de que el elemento de bloqueo (130) puede moverse en una dirección perpendicular al eje de giro (A) de dicha primera y segunda parte giratoria (110, 120) .

8. Aerogenerador que comprende un rotor (110) que tiene una parte de rotor y un estator (120) que tiene una parte de estator, presentando la parte de rotor y de estator una forma complementaria de manera que ambas definen un espacio de bloqueo (140a, 140b) para recibir por lo menos parte de un elemento de bloqueo (130) de un dispositivo de bloqueo (100) según cualquiera de las reivindicaciones anteriores.

9. Aerogenerador según la reivindicación 8 caracterizado por el hecho de que el elemento de bloqueo (130) está montado radialmente en la parte de brida del rotor y del estator.

10. Aerogenerador según la reivindicación 8, caracterizado por el hecho de que el elemento de bloqueo (130) está montado cerca de la parte de brida del rotor y/o estator.

11. Aerogenerador según la reivindicación 8, caracterizado por el hecho de que el elemento de bloqueo (130) está montado axialmente en la parte de brida del rotor y del estator.