1. Pala para aerogeneradores caracterizada porque:1a) tiene sección aerodinámica;

1b) comprende un número de tramos retráctiles seleccionados entre dos y tres, estando configurados para tomar una posición de despliegue en función de:1b1) la energía del viento disponible;1b2) las prestaciones requeridas en cada momento.2. Pala para aerogeneradores según la reivindicación 1, caracterizada porque los tramos tienen:2a) doble concha;2b) un hueco interior;2b1) de sección uniforme correspondiente a la zona inicial del tramo alojado a continuación, configurado para que los tramos móviles encajen unos en otros cuando son desplazados;2b2) que comprende una pluralidad de bolas plásticas (25) y rodillos con rodamientos (27), incrustados en la superficie de alojamiento para facilitar un deslizamiento de unos tramos con otros.3. Pala para aerogeneradores según la reivindicación 3, caracterizada porque tiene dos tramos y comprende:3a) un cilindro (21) de doble efecto articulado en susextremos para deslizar el tramo móvil (22);3b) un mecanismo divisor de flujo situado en el circuito de alimentación oleohidráulico/neumático;3c) una pluralidad de detectores (23) de posición situados a lo largo del cilindro para detectar la posición del émbolo;configurados para que las palas de una aeroturbina tengan un mismo radio y para equilibrar dinámicamente la aeroturbina.4. Pala para aerogeneradores según la reivindicación 2, caracterizada porque tiene tres tramos y comprende:4a) motores bidireccionales (36) oleohidráulicos/neumáticos articulados y provistos de reductora, configurados para actuar sobre husillos con sendos soportes (38) a bolas solidarios al correspondiente tramo móvil, para desplazar los dos tramos móviles;4b) un mecanismo divisor de flujo en un circuito seleccionado entre oleohidráulico y neumático;4c) un encoder para detectar una posición de cada tramo;configurados para equilibrar dinámicamente las palas de una aeroturbina.5. Pala para aerogeneradores según la reivindicación 4, caracterizada porque los tramos no finales comprenden en sus extremos:5a) anillos (24) de materiales resistentes;5b) una junta rascadora (26) de limpieza y cierre para los tramos retráctiles;5c) medios de compensación (27) de desplazamientos no favorables seleccionados entre rodillos y patines;5d) medios de deslizamiento que comprenden bolas (25) con rodamientos.6. Pala para aerogeneradores según la reivindicación 5, caracterizada porque la unión a un buje (33) está seleccionada entre:6a) unión directa, estando el primer tramo diseñado con freno aerodinámico ante vientos huracanados;6b) mediante mecanismos de cambio del ángulo de paso hasta la entrada en bandera de las palas.7. Pala para aerogeneradores según la reivindicación 6, caracterizada porque:7a) está unidas equilibradamente al buje (33);7b) el buje (33) comprende una tapa (34) aerodinámica para dirigir el viento de esta zona y proteger los mecanismos instalados en esta zona;7c)a continuación del buje (33) hay un eje (32) hueco que tiene rodamientos, configurado para transmitir el par de giro al interior de una góndola

Pala para aerogeneradores.

Campo de la invención

La presente invención se refiere a una pala para aerogeneradores que tiene sección aerodinámica. La pala tiene un número de tramos retráctiles seleccionados entre dos y tres, estando configurados para tomar una posición de despliegue en función de: la energía del viento disponible; las prestaciones requeridas en cada momento.

Antecedentes de la invención

El agotamiento progresivo de los llamados combustibles fósiles ha originado la búsqueda de cualquier otro recurso ostensible de producir energía. En nuestra atmósfera se originan naturalmente grandes movimientos de aire, cuya energía cinética puede ser captada por aeroturbinas y transformada en otras formas de energía. Antiguamente la navegación a vela y los persas utilizaron los primeros molinos de viento (600 a.C.). Posteriormente también la fuerza eólica se utilizó en los típicos molinos de grano manchegos o en las bombas de agua holandesas.

Actualmente el uso más frecuente de las aeroturbinas está en los aerogeneradores eléctricos, que se instalan agrupados formando parques eólicos. Sin embargo, no es esta la única aplicación y son muy diversas las formas mediante las cuales hoy se pretende utilizar la fuerza del viento y múltiples las patentes que protegen los conocimientos técnicos alcanzados hasta la fecha.

FR2500076-A muestra una serie de cilindros neumáticos para regular la exposición al viento de un conjunto de hojas cóncavas. DE19526718-A1 presenta entre dos diámetros de eje horizontal una serie de hojas curvadas pivotantes. DE102004022730 presenta un aerogenerador de tres palas formadas cada una por dos tramos dando un diámetro variable. US2003230898 y PCT/US03/17654, muestran un sistema interno de pistas para el movimiento del tramo desplazable mediante poleas o tornillo sin fin con accionamiento eléctrico. EP95922780.2 trata de una aeroturbina doble con radios diferentes.

Descripción de la invención

La presente invención, describe una pala formada por dos o más tramos retráctiles que va unida a un buje solidariamente o, menos frecuentemente, mediante un mecanismo de cambio de paso.

La aeroturbina con las palas retráctiles preconizadas tiene cada una de sus palas de sección aerodinámica y compuestas por diversos tramos, de igual o diferente longitud, los cuales se retraen o extienden dando un radio total variable de la superficie de captación, lo cual representa una característica útil para cuando la energía captada al viento excede al valor nominal de los equipos instalados, en cuyo caso se retraen los tramos hasta lograr el equilibrio y viceversa. Se diseñan los tramos en forma de doble concha dejando un hueco interior. El primer tramo resistirá estructuralmente y producirá su fuerza de sustentación correspondiente, salvo para velocidades de viento excesivas que desprenderán la capa límite originando frenada aerodinámica. En su hueco interior alojará al segundo tramo con su ángulo de torsión necesario más los mecanismos de retracción y extensión adecuados. El segundo tramo debe alojar al tercero, si lo hubiera, con sus mecanismos y así sucesivamente hasta el último tramo que, lógicamente, no alojará ningún otro pero si mecanismos de desplazamiento.

El alojamiento interior del primer tramo se construye con una sección libre que corresponde con la máxima del tramo alojado siguiente, más una pequeña holgura. El segundo tramo se construye con una zona inicial cuya sección exterior será máxima y uniforme, de suficiente longitud para encajar en su alojamiento del tramo anterior, con perfecta alineación cuando está completamente extendido, y el resto del tramo puede reducir su anchura o cuerda según el diseño más favorable. Esta reducción de dimensiones, cuando el tramo móvil se halla parcialmente extendido, puede producir desplazamientos elásticos que serán compensados mediante rodillos y patines accionados por resortes o minicilindros neumáticos.

Los tramos no terminales soportan en su extremo un esfuerzo importante, sobre todo cuando el resto de los tramos están completamente extendidos, debiendo reforzarse con anillos de materiales resistentes. Igualmente, para facilitar la entrada y salida de los tramos móviles, los alojamientos estarán dotados de dispositivos de rodadura tales como bolas con rodamientos y al final se colocará una junta rascadora.

La técnica hoy ofrece diversas soluciones para implementar los mecanismos lineales de retracción y extensión de los tramos móviles. Esta invención, establece para cada pala formada por dos tramos, un desarrollo preferente a base de un cilindro hidráulico de doble efecto. La igualdad en el radio de las palas se logra mediante un divisor del flujo que accede a los cilindros, los cuales, además, poseen diversos detectores repartidos en longitud que permitirán un chequeo sobre la posición del émbolo en sus desplazamientos, asegurándose el equilibrio dinámico de todas las palas que componen la aeroturbina. Cada cilindro se coloca en su base articulado al primer tramo e igualmente articulado su émbolo en el final del segundo tramo móvil, así soportará sólo esfuerzos axiales, quedando los tangenciales resueltos por el ajuste entre la superficie del hueco y la de la zona inicial del tramo móvil, como se ha indicado anteriormente.

Otro desarrollo preferente de la invención, para producir el movimiento de palas con más de dos tramos móviles, se realiza mediante motores neumáticos provisto de reductor y el correspondiente husillo con rodillo a bolas que arrastra el tramo siguiente cuya posición se chequea mediante un encoder sobre el eje. Los motores estarán articulados en su base como se indicó en la anterior realización de la invención para que el sistema soporte sólo esfuerzos axiales.

En cualquier caso la posición de los tramos extensibles estará fijada y determinada por el sistema de mando informático de la aeroturbina, en función de las prestaciones requeridas en cada momento y de la energía producida por el viento reinante. Sin embargo, como nos hemos referido a un fluido compresible, el aire, la posición de los tramos no quedará tan fija como cuando se utiliza un fluido incompresible, aceite hidráulico, por esta razón la configuración oleohidráulica de las aeroturbinas es otra de opciones posibles en la invención.

La cubierta aerodinámica del buje aloja diversos elementos, como los circuitos neumáticos u oleohidráulicos, con sus válvulas, sistema de control y mando, los divisores de flujo para su distribución igualitaria por ala y otros equipos auxiliares.

Breve descripción de los dibujos

Las Figuras 1, 1A corresponden a una aeroturbina, de palas retráctiles en ejecución neumática con dos tramos en posición extendida. Se muestra el cilindro, 21, encargado del desplazamiento del tramo móvil 22, con sus detectores de posición 23 del émbolo. El detalle dado en la Figura 1A corresponde a una sección del final del primer tramo con los elementos de refuerzo metálico, 24, las bolas con rodamientos, 25, la junta rascad ora, 26, y los rodillos de compensación para esfuerzos no radiales, 27.

La Figura 2 muestra una aeroturbina, de palas retráctiles en ejecución neumática con tres tramos, una de ellas en posición extendida. Las palas se unen al eje central, 32, mediante un buje, 33, con su tapa aerodinámica, 34. El detalle de la Figura 2A muestra la forma de desplazamiento de los tramos móviles, mediante un motor bidireccional con reductor y encoder, 36, el correspondiente tornillo sin fin, 37, y su soporte a bolas, 38 que arrastra el correspondiente tramo móvil, 35.

Descripción de una realización preferida de la invención

A continuación se hace una descripción completa de una realización preferente, la cual se hará a título de ejemplo, con carácter no limitativo y susceptible de todas aquellas modificaciones de detalle que no alteren fundamentalmente sus características esenciales.

Las palas de tipo retráctil están normalmente compuestas por dos o tres tramos, según la potencia nominal de la aeroturbina. El primer tramo es de mayor sección y se diseña con entrada aerodinámica en pérdida para vientos huracanados, por lo que puede unirse directamente al buje, 33, sin mecanismos de giro de pala, dándole mayor sencillez y solidez al conjunto. Los tramos se construyen como una doble concha, dejando el interior hueco para el alojamiento de los tramos siguientes y/o los mecanismos de desplazamiento.

Los tramos móviles, 22 y 35, ejercen...

1. Pala para aerogeneradores caracterizada porque: