PALA DE ROTOR PARA UNA INSTALACION DE ENERGIA EOLICA.

Pala de rotor para una instalación de energía eólica con al menos un primer y un segundo componente,

presentando el primer componente la punta de la pala de rotor y el segundo componente la raíz de la pala de rotor y siendo el primer y el segundo componente partes separadas que forman juntas la pala de rotor, presentando el primer componente (10) un primer material y el segundo componente (20) un segundo material, presentando el segundo componente (20) al menos una primera y una segunda parte (22, 24) que están realizadas como partes separadas y que forman juntas el segundo componente (20), representando la primera parte una parte portante (22) y la segunda parte una caja posterior de pala (24), caracterizada porque la primera parte (22) presenta un segundo material y la segunda parte un tercer material, y porque están previstos resina sintética reforzada con fibra como primer material, acero como segundo material para la parte portante (22) del segundo componente (20) y aluminio como tercer material para la caja posterior de pala (24) o las partes de ésta

Tipo: Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: W07054533EP.

Solicitante: WOBBEN, ALOYS.

Nacionalidad solicitante: Alemania.

Dirección: ARGESTRASSE 19,26607 AURICH.

Inventor/es: ROHDEN,ROLF.

Fecha de Publicación: .

Fecha Concesión Europea: 16 de Diciembre de 2009.

Clasificación Internacional de Patentes:

  • F03D1/06C

Clasificación PCT:

  • F03D1/06 MECANICA; ILUMINACION; CALEFACCION; ARMAMENTO; VOLADURA.F03 MAQUINAS O MOTORES DE LIQUIDOS; MOTORES DE VIENTO, DE RESORTES, O DE PESOS; PRODUCCION DE ENERGIA MECANICA O DE EMPUJE PROPULSIVO O POR REACCION, NO PREVISTA EN OTRO LUGAR.F03D MOTORES DE VIENTO.F03D 1/00 Motores de viento con el eje de rotación dispuesto sustancialmente paralelo al flujo de aire que entra al rotor (su control F03D 7/02). › Rotores.
PALA DE ROTOR PARA UNA INSTALACION DE ENERGIA EOLICA.

Fragmento de la descripción:

La presente invención se refiere a una pala de rotor para una instalación de energía eólica, presentando la pala de rotor al menos un primer y un segundo componente, presentando el primer componente la punta de la pala de rotor y el segundo componente la raíz de la pala de rotor. Una pala de rotor dividida se conoce, por ejemplo, por el documento DE 199 62 989 A1. Las partes de esta pala de rotor conocida se fabrican y transportan por separado debido a sus dimensiones considerables, para delimitar así los requisitos de la infraestructura tanto en la fabricación como en el transporte. Como otro estado general de la técnica se remite a los documentos DE 101 52 449 A1, DE 203 20 714 U1 y WO 03/078833 A1. El objetivo de la presente invención es seguir optimizando una pala de rotor para una instalación de energía eólica. Este objetivo se consigue en una pala de rotor según la reivindicación 1 mediante el uso de un primer material para el primer componente y de un segundo material para el segundo componente. Por lo tanto, se prevé una pala de rotor para una instalación de energía eólica que presenta al menos un primer y un segundo componente. El primer componente presenta la punta de la pala de rotor y el segundo componente presenta la raíz de la pala de rotor. El primer y el segundo componente están realizados como partes separadas para formar juntos la pala de rotor. El primer componente presenta un primer material y el segundo componente presenta un segundo material. La invención está basada en el conocimiento de que si bien, gracias a una división de la pala de rotor, se reducen las dimensiones de las partes que se han de manipular, una elección de materiales adecuados y de procedimientos de producción unidos a ellos también tiene una influencia favorable en la rentabilidad, lo cual se debe a varios factores. Gracias a una reducción de las dimensiones de las piezas individuales, también se reducen los requisitos de la infraestructura y logística en la fabricación, manipulación y en el transporte de las palas de rotor, hasta el montaje en la instalación de energía eólica. No obstante, la infraestructura depende también del material que se ha de procesar, puesto que según el material son necesarias medidas de mecanizado previo y posterior tras la conformación propiamente dicha. Esto son, p.ej., recorte y desbarbado en el procesamiento de metales. En el procesamiento de plásticos reforzados con fibras, aquí se incluye el cumplimiento de requisitos térmicos predeterminados, p.ej. en procesos de recocido, etc. Mientras que el estado de la técnica ya describe palas de rotor de varias partes, cuyas partes que influyen en la conformación están hechas siempre del mismo material a lo largo de toda la longitud de la pala de rotor, la invención propone el uso de distintos materiales, que pueden adaptarse de forma ventajosa a la función principal del componente. Esta elección selectiva de materiales conduce, p.ej., a un material con un módulo de elasticidad comparativamente elevado para una zona solicitada con cargas elevadas y a un material con un preso propio reducido para las partes de la pala de rotor donde no se producen estas cargas. Según el estado de la técnica, se usaría también material ligero con un módulo de elasticidad comparativamente bajo, p.ej. también en las zonas donde debe estar garantizada una elevada transmisión de la carga. Por consiguiente, allí debe aplicarse una cantidad correspondientemente elevada de material; una cantidad considerablemente mayor que la que sería necesaria sólo para obtener la estabilidad de forma, para garantizar una transmisión segura de la carga. Esta cantidad considerable de material puede ahorrarse al elegirse según la invención otro material con un mayor módulo de elasticidad. En una forma de realización preferible de la pala de rotor, el segundo componente está dividido a su vez en al menos dos partes, que forman juntas el segundo componente. La división se realiza de forma especialmente preferible en una parte portante y una caja posterior de pala. Gracias a esta división puede facilitarse aún más la manipulación de grandes componentes de palas de rotor simplificándose de este modo en particular el transporte por carretera, puesto que las palas de rotor tienen su máxima profundidad en la zona del segundo componente y pueden alcanzar allí fácilmente dimensiones superiores a 6 m. Debido a ello, cada curva estrecha de la carretera y cada puente representa un obstáculo potencial con los problemas correspondientes, que pueden reducirse o incluidos evitarse mediante una bipartición de este segundo componente. Para las dos partes que forman juntas el segundo componente se usan de forma especialmente preferible nuevamente distintos materiales. Para facilitar aún más las tareas de transporte, la caja posterior de pala está dividida en caso necesario a su vez en varias partes, de modo que de este modo pueden fabricarse y transportarse palas de rotor con dimensiones a elegir libremente. 2 ES 2 335 548 T3 Para obtener una división especialmente ventajosa de la pala de rotor en los dos componentes, el primer componente presenta preferiblemente una longitud que corresponde aproximadamente a 5/6 a 1/2 de la longitud de toda la pala de rotor, mientras que la longitud del segundo componente corresponde preferiblemente a 1/6 a 1/2 de la longitud de la pala de rotor. La caja posterior de pala o las partes de ésta pueden estar hechas, p.ej., de aluminio. Este material es ligero, fácilmente conformable y tiene un comportamiento de temperatura similar al de acero. Al combinar, por lo tanto, una caja posterior de aluminio y una parte portante de acero, puede contarse con una pala que puede fabricarse por un precio relativamente económico con una estabilidad de forma suficiente. Además, también el módulo de elasticidad de aluminio es aproximadamente el factor 5 inferior al de acero. Esto hace, entre otras cosas, que las cargas con las que se solicita el segundo componente no son absorbidas por el material más blando de la caja posterior. El dimensionado de las partes de la caja posterior puede realizarse a su vez de forma correspondientemente más favorable. Para facilitar el montaje de la pala al ensamblar las piezas individuales y también una inspección de la pala en el posterior servicio y, en particular, un control de la transición entre el primer y el segundo componente, la parte portante del segundo componente está realizada con especial preferencia de forma transitable. Esto significa, por un lado, que el espacio interior ofrece suficiente espacio y, por otro lado, que el material es tan estable que al menos no se generan deformaciones (permanentes). La unión entre el primer y el segundo componente de la pala de rotor se realiza de forma especialmente preferible poniéndose a tope los dos componentes, estando dispuestos los elementos de unión para cubrir la junta de tope exclusivamente en el interior de la pala de rotor. De este modo se consigue un contorno exterior aerodinámicamente limpio de la pala. La unión está realizada preferiblemente de tal modo que los elementos de unión comprenden bulones transversales, elementos de tracción y en el segundo componente una brida en L orientada hacia el interior de la pala de rotor, estando alojados los bulones transversales en escotaduras en el primer componente. En una forma de realización preferible, estas escotaduras están realizadas como agujeros pasantes. Para obtener una superficie de pala de rotor aerodinámicamente impecable, los agujeros se cubren de una forma adecuada. Esto puede hacerse mediante cubiertas prefabricadas con las que el agujero se cubre desde el exterior. Por supuesto, este problema también puede resolverse durante el mecanizado de la superficie de la pala mediante la aplicación de una masa de relleno o sim. En una forma de realización alternativa de la presente invención, las escotaduras están realizadas como agujeros ciegos desde el lado interior del primer componente, estando unidos los elementos de tracción independientemente del tipo de realización de las escotaduras a los bulones transversales, extendiéndose los mismos a través de la brida en L y estando fijados allí. Lo decisivo para la forma de realización de las escotaduras es el espesor de material del primer componente en la zona de la escotadura. Para conseguir una transmisión fiable de la carga, para los bulones transversales es necesaria una superficie de apoyo mínima predeterminada, de la que resulta la profundidad necesaria de la escotadura. Si el material no tiene un espesor mayor, resulta un agujero pasante, que debe cubrirse posteriormente en la superficie de la pala de rotor. Si el material presenta un espesor superior, basta con un agujero ciego, de modo que no es necesario un mecanizado posterior de la superficie de la pala de rotor. Para el uso de esta pala económicamente...

 


Reivindicaciones:

1. Pala de rotor para una instalación de energía eólica con al menos un primer y un segundo componente, presentando el primer componente la punta de la pala de rotor y el segundo componente la raíz de la pala de rotor y siendo el primer y el segundo componente partes separadas que forman juntas la pala de rotor, presentando el primer componente (10) un primer material y el segundo componente (20) un segundo material, presentando el segundo componente (20) al menos una primera y una segunda parte (22, 24) que están realizadas como partes separadas y que forman juntas el segundo componente (20), representando la primera parte una parte portante (22) y la segunda parte una caja posterior de pala (24), caracterizada porque la primera parte (22) presenta un segundo material y la segunda parte un tercer material, y porque están previstos resina sintética reforzada con fibra como primer material, acero como segundo material para la parte portante (22) del segundo componente (20) y aluminio como tercer material para la caja posterior de pala (24) o las partes de ésta. 2. Pala de rotor según la reivindicación 1, caracterizada por una división de la caja posterior de pala (24) en varias partes. 3. Pala de rotor según la reivindicación 1 ó 2, caracterizada porque la longitud del primer componente (10) corresponde aproximadamente a 5/6 a 1/2 de la longitud de toda la pala de rotor y porque la longitud del segundo componente (20) corresponde aproximadamente a 1/6 a 1/2 de la longitud de toda la pala de rotor (1). 4. Pala de rotor según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque al menos la parte portante (22) del segundo componente (20) está realizada de forma transitable. 5. Pala de rotor según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizada por una unión a tope entre el primer y el segundo componente (10, 20) de la pala de rotor (1), estando dispuestos los elementos de unión para cubrir la junta de tope exclusivamente en el interior de la pala de rotor (1). 6. Pala de rotor según la reivindicación 5, caracterizada porque los elementos de unión presentan bulones transversales (12), elementos de tracción (14) y una brida en L (26) orientada hacia el interior de la pala de rotor en el segundo componente (20), estando alojados los bulones transversales (12) en escotaduras en el primer componente (10) y estando unidos los elementos de tracción (14) a los bulones transversales (12), extendiéndose los mismos a través de la brida en L (26) y estando fijados allí. 7. Pala de rotor según la reivindicación 6, caracterizada porque las escotaduras en el primer componente (10) para el alojamiento de los bulones transversales (12) están realizados como agujeros ciegos desde el lado interior del primer componente (10). 8. Pala de rotor para una instalación de energía eólica según una de las reivindicaciones 1 a 7, provista además de un primer componente que presenta la punta de la pala de rotor, un segundo componente que presenta la raíz de la pala de rotor, estando realizados el primer y el segundo componente como partes separadas y formando las mismas juntas la pala de rotor, presentando el segundo componente al menos una primera parte portante (22) y al menos una segunda parte que representa la caja posterior de pala (24), presentando la pala de rotor una estructura modular y pudiendo fijarse puntas de pala de rotor con distintas dimensiones en la parte portante (22) y/o cajas posteriores de pala (24) con distintas dimensiones en la parte portante (22). 9. Pala de rotor según la reivindicación 8, presentando las puntas de la pala de rotor (10) también en caso de configuraciones geométricas distintas una superficie de contacto (10a) previamente definida, presentando las cajas posteriores de la pala de rotor (24) una superficie de contacto (24a) previamente definida, aunque presenten distintas dimensiones. 10. Pala de rotor según la reivindicación 7 u 8, estando adaptada la superficie de unión (10a) de la punta de la pala de rotor (10) a una primera superficie de unión (22a) de la parte portante (22) y 6 ES 2 335 548 T3 estando adaptada la superficie de contacto (24a) de la caja posterior de pala (24) a una segunda superficie de unión (22b) de la parte portante (22). 11. Instalación de energía eólica con al menos una pala de rotor según una de las reivindicaciones anteriores. 7 ES 2 335 548 T3 8 ES 2 335 548 T3 9 ES 2 335 548 T3 ES 2 335 548 T3 11

 

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