ES2242159T3 - Metodo de montaje de elementos en una torre eolica, unidad de suspens ion de una torre eolica, sistema de elementos conectables entre si. - Google Patents
Metodo de montaje de elementos en una torre eolica, unidad de suspens ion de una torre eolica, sistema de elementos conectables entre si.Info
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Abstract
Método de montaje de elementos en una torre de turbina eólica (11, 12, 13, 14), en el que dichos elementos son parcial o completamente fijados a la torre de turbina eólica (11, 12, 13, 14) mediante fuerzas de atracción magnética.
Description
Método de montaje de elementos en una torre
eólica, unidad de suspensión de una torre eólica, sistema de
elementos conectables entre sí.
La presente invención se refiere a un método para
el montaje de elementos en una torre de turbina eólica. Dicho
método es conocido por ejemplo según la patente US
2002/0012582.
Normalmente, las torres eólicas llevan la góndola
y el rotor de una turbina eólica con el fin de permitir la rotación
deseada del rotor y levantar el rotor en una posición lo más
alejada posible del suelo ya que las velocidades del viento
aumentan habitualmente según la distancia con respecto al suelo.
Una torre de turbina eólica puede estar
construida según distintos principios, p. Ej. en forma de torres de
acero tubulares, torres reticulares, o incluso torres de
hormigón.
Las turbinas eólicas más grandes son provistas
con torres de acero tubulares fabricadas en secciones de
20-30 metros con rebordes en ambas extremidades, y
fijadas con pernos in situ. Normalmente las torres son
cónicas para aumentar la resistencia y ahorrar materiales al mismo
tiempo.
Las torres de acero comprenden normalmente una
parte interior con plataformas, escaleras, medios de iluminación,
cables de alimentación, ascensores, etc. Los componentes son
soldados en la superficie interior de la sección de la torre de
acero, o directamente fijados en las piezas que han sido soldadas
y/o fijadas con pernos en la torre.
Uno de los distintos problemas relacionados con
las torres eólicas descritas anteriormente es que la soldadura o
fijación con pernos en particular de los componentes interiores de
la torre como las escaleras, cables, etc., debilitan la estructura
de la torre.
En algunos casos, se puede solucionar este
problema mediante unas precauciones relativamente costosas, que
pueden a su vez, producir limitaciones estructurales importantes
para las que no se tiene solución.
La invención se refiere a un método de montaje de
elementos en una torre de turbina eólica, 11, 12, 13, 14), donde
dichos elementos son parcial o completamente fijados en la torre de
turbina eólica (10, 11, 12, 13, 14) mediante fuerzas de atracción
magnética.
Según la invención, las unidades de suspensión de
la turbina eólica pueden ser fijadas en la torre de turbina eólica,
preferiblemente completa o parcialmente en la pared interna
mediante fuerzas de atracción magnética, impidiendo así fijaciones
que debiliten la estructura en la torre o en parte de la torre.
Según la invención, una torre de turbina eólica
comprende un número de secciones de torre.
Cuando dichas fuerzas de atracción magnética se
establecen mediante unos materiales magnéticos permanentes que
interactúan con otros materiales magnéticos, se obtiene otra forma
de realización ventajosa de la invención.
Los materiales magnéticos permanentes pueden ser
relativamente estables y se pueden mantener las fuerzas de
atracción necesarias durante un periodo de tiempo relativamente
largo.
Cuando dichas fuerzas de atracción magnética se
establecen a través de unos materiales magnéticos permanentes
comprendidos en una unidad de suspensión (20; 60) interactuando con
unos materiales magnéticos formando al menos una parte de torre de
turbina eólica, se consigue otra forma de realización ventajosa de
la invención.
Si la torre de turbina eólica comprende un
material magnético, acero o similar, una unidad de suspensión según
la invención puede estar provista de manera ventajosa con imanes
permanentes.
Según una forma de realización preferida de la
invención, dichos elementos comprenden elementos requeridos en el
interior de la torre de turbina eólica. En otros términos, la
invención es particularmente ventajosa con respecto a los elementos
requeridos en la torre, con respecto a la ley o recomendaciones
oficiales, en forma de escaleras, medios de iluminación, cables,
etc., en la medida en que, si se desea, se puede evitar la mayoría
de los otros tipos de elementos, o bien éstos pueden ser fijados
simplemente a la torre por ejemplo en una junta entre dos secciones
de la torre.
Cuando dichas fuerzas de atracción magnética son
complementadas por fijación mecánica en al menos una dirección, se
consigue otra forma de realización ventajosa de la invención.
Según la invención, una aplicación típica de una
unidad de suspensión puede ser considerada como una "suspensión
híbrida" en la medida en que las fuerzas magnéticas son aplicadas
principalmente con el fin de dirigir las fuerzas de suspensión
transversal, mientras que las fuerzas de suspensión mecánicas se
encargan esencialmente de la suspensión vertical, es decir
normalmente la fuerza inducida por la gravedad sobre la estructura
suspendida.
Evidentemente, se pueden aplicar algunas unidades
de suspensión para la suspensión basada en las fuerzas de atracción
magnética únicamente cuando las fuerzas de atracción magnética
disponibles son suficientes para la fijación deseada.
Cuando se establece dicha fijación mecánica en al
menos una dirección mediante la fijación mecánica a áreas de
fijación (31, 32), y dichas áreas de fijación están dispuestas
esencialmente en la dirección vertical de una torre de turbina
eólica, se consigue una forma de realización ventajosa de la
invención.
Según la invención, unos componentes de la torre
de turbina eólica pueden estar mecánicamente suspendidos entre
lo(s) punto(s) extremos de la torre de turbina eólica
o las secciones de la torre de turbina eólica, evitando de ese modo
el debilitamiento de la torre de turbina eólica, causado normalmente
por una soldadura.
Los medios de fijación magnética pueden formar
posteriormente un complemento para la suspensión mecánica en áreas
donde no se desea o no se puede obtener fijación mecánica.
Cuando se establece dicha fijación mecánica en al
menos una dirección mediante fijación mecánica a áreas de fijación
(31, 32), y dichas áreas de fijación están dispuestas a cierta
distancia las unas de las otras en la dirección vertical de una
torre de turbina eólica, dichas distancias constituyendo
aproximadamente la longitud vertical de una sección de torre de
turbina eólica (11, 12, 13, 14), se consigue otra forma de
realización ventajosa de la invención.
Cuando dichas áreas de fijación comprenden unos
rebordes (131, 142) adaptados para ensamblar las secciones de una
torre de turbina eólica, 12, 13, 14), se consigue otra forma de
realización ventajosa de la invención.
Cuando dichos elementos son suspendidos mediante
al menos una unidad de suspensión de una torre de turbina eólica
(20; 60), se consigue otra forma de realización ventajosa de la
invención.
Por lo tanto, las fuerzas de atracción magnética
pueden ser establecidas mediante unas unidades adaptadas para
"encaballar" la pared de la torre de turbina eólica y los
elementos, p. ej. unas escaleras. Evidentemente, según el objetivo
de la invención, se puede incluir dicha unidad como una parte de los
elementos que deben ser suspendidos, p. ej. unas escaleras,
etc.
Según la invención, se puede aplicar el método de
suspensión en torres eólicas más o menos tradicionales o en
secciones de torre.
Además, la invención se refiere a una unidad de
suspensión de una torre de turbina eólica (20; 60), dicha unidad de
suspensión de torre de turbina eólica (20; 60) comprendiendo medios
de fijación magnética (24).
Según la invención, la unidad de suspensión de
una turbina eólica puede ser fijada a la torre de turbina eólica,
preferiblemente completa o parcialmente en la pared interna
mediante fuerzas de atracción magnética.
Una unidad según la invención puede ser aplicada
de forma ventajosa mediante una fijación al interior de una torre
de turbina eólica, en forma de escalera, partes de escalera, medios
de iluminación, ascensores, plataformas, cables de alimentación,
etc.
Según la invención, se ha obtenido una suspensión
mejorada puesto que se puede ser obtener la fijación deseada
mediante una conexión no destructiva. En particular, las
propiedades del material de la torre o de los módulos de la torre
pueden permanecer esencialmente inalterados si se conectan
componentes o accesorios en la superficie de la torre.
Además, se puede reducir de forma significativa
la cantidad de acero utilizado, p. ej. para una torre de acero
tubular si se evita o se minimiza el (los) proce-
so(s) de unión que debilita(n) la estructura.
so(s) de unión que debilita(n) la estructura.
Cuando dichos medios de fijación magnética (24)
incluyen un material magnético permanente, se consigue otra forma
de realización ventajosa de la invención.
Según una forma de realización preferida, el
material magnético permanente comprende al menos un imán
anisotrópico.
Cuando dicho material magnético permanente
comprende imanes permanentes de Neodimio, se consigue otra forma de
realización ventajosa de la invención.
Según una forma de realización preferida de la
invención, se aplican imanes de Neodimio debido al hecho de que
éstos se caracterizan por una fuerte atracción magnética en
comparación con otros materiales magnéticos disponibles.
Cuando dicho material magnético permanente
comprende imanes permanentes de Samario Cobalto, se consigue otra
forma de realización ventajosa de la invención.
Cuando dicha unidad de suspensión de la torre de
turbina eólica (20; 60) comprende medios de fijación mecánica (22;
62), se consigue otra forma de realización ventajosa de la
invención.
Según la invención, los imanes aplicados deben
caracterizarse preferiblemente por un nivel de energía magnética
relativamente alto y ser resistentes a la desmagnetización, es
decir mantener las propiedades magnéticas en distintos ambientes,
tanto durante el montaje como durante las variaciones habituales p.
ej. de temperatura, humedad, etc.
Se pueden fijar elementos internos posteriormente
a los medios de fijación mecánica mediante disposiciones
tradicionales de fijación.
Cuando dicha unidad de suspensión de una torre de
turbina eólica (20) comprende al menos una protección (23) que
encapsula dichos medios de fijación magnética (24), se consigue
otra forma de realización ventajosa de la invención.
Cuando dicha protección (23) impide el paso de la
humedad hacia los medios magnéticos (24), se consigue otra forma de
realización ventajosa de la invención.
Según la invención, se puede evitar la
degradación del material magnético permanente en particular
impidiendo simplemente el paso de la humedad al material
magnético.
Cuando dicha capa de protección comprende caucho,
se consigue otra forma de realización ventajosa de la
invención.
Cuando dicha unidad comprende medios para recibir
fuerzas de atracción mecánica en al menos una primera dirección y
medios para establecer fuerzas de atracción magnética en al menos
una segunda dirección, al menos dicha otra dirección siendo
sustancialmente transversal con respecto a al menos dicha primera
dirección, se consigue otra forma de realización ventajosa de la
invención.
Cuando dicha unidad comprende medios de fijación
de una escalera, se consigue otra forma de realización ventajosa de
la invención.
Cuando dicha unidad comprende medios de fijación
de una plataforma, se consigue otra forma de realización ventajosa
de la invención.
Cuando dicha unidad comprende medios de fijación
de un cable, se consigue otra forma de realización ventajosa de la
invención.
Cuando dicha unidad comprende medios de
iluminación, se consigue otra forma de realización ventajosa de la
invención.
Cuando dicha unidad comprende dispositivos
mecánicos para recibir medios de sujeción mecánica estándares, se
consigue otra forma de realización ventajosa de la invención.
La invención se refiere también a un método de
montaje de unidades de suspensión en el que dichas unidades son
fijadas a al menos una parte de la torre de turbina eólica mediante
sistemas de posición controlados por ordenador.
La invención se refiere también a un método de
montaje de unidades de suspensión en el que un campo magnético
generado electromagnéticamente es aplicado para una
desmagnetización completa o parcialmente temporal de la suspensión
cuando la unidad de suspensión es posicionada en el lugar de
fijación.
La invención se refiere también a un método de
desconexión de unidades de suspensión en el que se aplica un campo
magnético generado electromagnéticamente para una desmagnetización
completa o parcialmente temporal de la unidad de suspensión,
facilitando de ese modo la desconexión de la unidad de suspensión
mediante fuerzas de desconexión reducidas.
La invención se refiere también a un método de
redisposición de unidades de suspensión en el que un campo
magnético generado electromagnéticamente es aplicado para la
desmagnetización completa o parcialmente temporal de la unidad de
suspensión, facili-
tando así la redisposición de la unidad de suspensión.
tando así la redisposición de la unidad de suspensión.
La invención se refiere también a un sistema de
elementos fijables entre sí,
dicho sistema comprendiendo al menos una parte de
torre de turbina eólica,
dicho sistema comprendiendo al menos una unidad
de suspensión (20; 60),
dicha al menos una unidad de suspensión (20; 60)
comprendiendo al menos una parte magnética permanente (24),
dicha al menos una parte magnética permanente
(24) facilitando la fijación magnética de al menos una unidad de
suspensión (20; 60) con al menos dicha parte de torre de turbina
eólica.
Cuando dicha al menos una parte de torre de
turbina eólica magnética comprende una torre de turbina eólica (11,
12, 13, 14; 10), se consigue otra forma de realización ventajosa de
la invención.
Cuando dicha parte de torre de turbina eólica
comprende un material magnético de acero magnético, se consigue
otra forma de realización ventajosa de la invención.
Cuando dicho acero magnético comprende acero S235
JR, JO, J2G3 o S 355 JO o J2G3, se consigue otra forma de
realización ventajosa de la invención.
Una unidad de suspensión que comprende
un(os) imán(es) permanente(s) según la
invención es conveniente para la fijación a los materiales
mencionados anteriormente.
Cuando dicha al menos una parte magnética
permanente (24) incluye un material magnético de Neodimio o
material magnético de Samario Cobalto, se consigue otra forma de
realización ventajosa de la invención.
Cuando dicho sistema comprende al menos una
unidad de suspensión (20; 60) según cualquiera de las
reivindicaciones 8 a 21, se consigue otra forma de realización
ventajosa de la invención.
Cuando dicha torre comprende al menos dos
secciones de torre (11, 12, 13, 14), se consigue otra forma de
realización ventajosa de la invención.
Cuando al menos una de dichas secciones de torre
es cónica, se consigue otra forma de realización ventajosa de la
invención.
Cuando al menos una de dichas secciones de torre
comprende áreas de fijación mecánica (131, 142) dispuestas en las
partes superiores e inferiores de al menos una de dichas secciones
de torre, se consigue otra forma de realización ventajosa de la
invención.
Cuando al menos una de dichas áreas de fijación
mecánica (131, 142) facilita la fijación mecánica de al menos una
unidad de suspensión (20; 60) y la suspensión en al menos una de
dichas áreas de fijación mecánica (131, 142), se consigue otra
forma de realización ventajosa de la invención.
Cuando al menos dos de dichas áreas de fijación
mecánica (131, 142) facilitan la fijación mecánica de al menos una
unidad de suspensión (20; 60) y la suspensión entre al menos dos de
dichas áreas de fijación mecánica (131, 142), se consigue otra
forma de realización ventajosa de la invención.
La invención será descrita a continuación de
forma más detallada en referencia a los dibujos, en los que
la fig. 1a ilustra una turbina eólica,
la fig. 1b ilustra una torre de turbina eólica
según una forma de realización de la invención,
la fig. 1c ilustra una unión entre dos secciones
de torre.
las fig. 2a y 2b ilustran una unidad de
suspensión según una forma de realización preferida de la
invención,
la fig. 3 ilustra una fijación de una escalera en
el interior de una torre de turbina eólica según una forma de
realización de la invención,
la fig. 4 ilustra un ensamblaje de una unidad de
suspensión según una forma de realización de la invención y una
pieza de ajuste,
las fig. 5a y 5b ilustran otra unidad de
suspensión según la invención,
la fig. 6 ilustra las principales direcciones de
fuerza de una fijación aplicable según una forma de realización de
la invención, y
la fig. 7 ilustra las propiedades de materiales
magnéticos permanentes.
Las turbinas eólicas más grandes son provistas
con unas torres de acero tubulares fabricadas en secciones de
20-30 metros con rebordes en ambas extremidades, y
unidas con pernos in situ. Las torres son cónicas (es decir
que el diámetro aumenta hacia la base) con el fin de aumentar la
resistencia y ahorrar materiales al mismo tiempo.
Los costes de producción de las torres eólicas
son relativamente altos comparados con los costes de fabricación de
la construcción de la turbina eólica completa. Además, estos costes
aumentan de manera proporcional a la altura y especialmente cuando
ésta supera unos cincuenta metros.
En consecuencia, es bastante importante, con
respecto al coste final de energía, construir torres en la forma
más óptima posible.
La Fig. 1a ilustra una turbina eólica típica. La
turbina eólica comprende una torre 10 asentada en el suelo mediante
unos cimientos. La torre 10 incluye una góndola 1 y un rotor 2.
Actualmente, la mayoría de las torres de turbina
eólica son torres de acero cónicas tubulares.
La Fig. 1b muestra la sección transversal de este
tipo de torre de acero tubular.
La torre de turbina eólica ilustrada 10 comprende
varias secciones de torre cónica 11, 12, 13 y 14. La longitud de
las secciones 11, 12, 13 y 14 son respectivamente h1, h2, h3,
h4,.
Toda la torre es cónica y cada una de las
secciones 11, 12, 13 y 14 es cónica y el diámetro superior es d1 y
el diámetro inferior d4.
Por lo tanto, las torres pueden ser ensambladas a
partir de estas subsecciones más pequeñas, cónicas 11, 12, 13 y 14
cortadas y moldeadas de la forma adecuada, y posteriormente
soldadas las unas con las otras.
Las secciones de torres 11, 12, 13, 14 son
fabricadas normalmente en secciones de h1, h2, h3, h4 = 20 a 30
metros, y el factor de limitación se encuentra en el transporte p.
ej. por carretera o en tren.
Las secciones de torre ilustrada 11, 12, 13, 14
poseen unos rebordes 131, 142 en ambas extremidades, y pueden ser
unidos con pernos in situ. Las torres son cónicas (es decir
que el diámetro aumenta hacia la base) con el fin de aumentar la
resistencia y al mismo tiempo ahorrar materiales.
Normalmente, el peso de una torre moderna es de
40 toneladas métricas para una torre de 50 m para una turbina con
un diámetro de rotor de 44 m (p. ej. una turbina eólica de 600
Kw.), y 80 toneladas métricas para una torre de 60 metros para un
diámetro de rotor de 72 m (p. ej. un turbina eólica de 2000
Kw.).
La torre ilustrada puede p. ej. ser una torre de
80 (ochenta) toneladas métricas. Los diámetros inferiores y
superiores d4 y d1 pueden ser p. ej. de aproximadamente 4,2 metros
y 2,3 metros, respectivamente.
Hay que resaltar el hecho de que la torre de
turbina eólica ilustrada y la elección de las dimensiones
ilustradas no deben ser consideradas en ningún caso como una
restricción de la invención de la torre ilustrada.
La Fig. 1c ilustra una vista detallada de una
unión de dos secciones 13, 14.
Un reborde inferior 131 de la sección de torre 13
es unido con pernos junto a un saliente superior 142 de la sección
de torre 14. Evidentemente, las otras secciones pueden ser unidas
de la misma manera.
Los componentes internos de la torre de la Fig.
1b descrita anteriormente normalmente pueden incluir plataformas
1110, 1120, 1130, 1140, escaleras 111, 112, 113 y 114 medios de
iluminación 121, 122, 123, cables de alimentación (no mostrados),
ascensores (no mostrados), etc. (no mostrados).
Los componentes internos son fijados a la torre
p. ej. mediante unas piezas de ajuste adecuadas fijadas a la
superficie interna de la torre.
Las plataformas 1110, 1120, 1130, 1140 pueden p.
ej. ser suspendidas en áreas de fijación situadas cerca de las
juntas de ensamblaje de las piezas de ajuste de una torre, p. ej.
los rebordes superiores e inferiores de las secciones de una torre
11, 12, 13, 14.
La plataforma puede ser conectada simplemente a
estas juntas, p. ej. rebordes, mediante unos cables unidos a la
plataforma en el extremo inferior y a los rebordes en la parte
superior. De esta manera, verticalmente, la plataforma está unida
mecánicamente al reborde y suspendida en los cables, mientras que la
plataforma comprende unas unidades de suspensión magnética
permanente que proporcionan una fijación magnética de la plataforma
con respecto a las fuerzas de excitación no verticales de la
plataforma.
La Fig. 2a ilustra una unidad de suspensión de
una torre de turbina eólica que comprende un cuerpo principal 21 y
un elemento o sección 22 mecánicamente conectable en la que las
estructuras mecánicas pueden ser fijadas mediante medios de
fijación adecuados.
Las dimensiones del cuerpo principal 21 de la
unidad ilustrada puede ser p. ej. de aproximadamente 200 mm X 50 mm
X 25 mm y el peso puede ser de aproximadamente 1/2 kilo.
La Fig. 2b muestra una sección transversal de la
unidad de suspensión de una torre de turbina eólica 20 descrita
anteriormente.
La unidad comprende un imán 24 que comprende uno
o un grupo de imanes. El imán es un imán permanente.
Las características del imán son descritas de
forma más detallada a continuación.
El imán 24 está encapsulado por un material
protector 23 de caucho p. ej.
De manera ventajosa, el material de protección
puede caracterizarse por un coeficiente de fricción relativamente
alto, maximizando así las fuerzas de conservación transversales
entre la unidad y la superficie interna de la torre cuando la
unidad es conectada a una superficie interna mediante una fuerza
magnética en la dirección habitual.
El material de protección protege el imán de la
humedad y del polvo, y de ese modo impide la corrosión u otra
degradación física del imán.
Además, un elemento o sección mecánicamente
conectable 22 es fijado al cuerpo principal de la unidad. En este
caso, el imán y el elemento o sección 22 se extienden hacia el
exterior de la unidad y forman un perno, p. ej. M10x30, en el
extremo.
El perno 22 puede ajustarse a una tuerca
apropiada, proporcionando así una fijación de una pieza de ajuste
adecuada a la unidad.
Se debe tener en cuenta de que la parte inferior
del obturador de caucho es bastante fina para obtener las mayores
fuerzas de atracción posibles.
La Fig. 2c muestra otra forma de realización de
la invención.
La unidad de suspensión ilustrada 200 comprende
una cubierta de acero en forma de U 250 dispuesta para entrar en
contacto galvánico con un imán permanente 24, como el Neodimio. El
ensamblaje ha sido formado con un obturador superior 230. El
obturador está provisto de un labio 231 adaptado para acoplarse a
una superficie subyacente, proporcionando de ese modo un cierre
hermético e impermeable alrededor del imán 24 una vez que se ha
montado.
La forma en U del imán proporciona un
acoplamiento magnético mejorado a la superficie subyacente.
Evidentemente, se puede aplicar otros tipos de
configuraciones de imanes estándares dentro del campo de la
invención.
La Fig. 2d ilustra otra forma de realización de
la invención en la que una unidad de suspensión 200 comprende un
imán 24 dispuesto con una cubierta de conducción magnética en forma
de U 250.
Cuando la unidad 200 ha sido conectada
magnéticamente a una superficie 232, todo el ensamblaje es
posteriormente cubierto por unos medios obturadores adecuados 231,
p. ej. de tectil, etc.
La Fig. 3 ilustra una forma de realización
ventajosa de la invención.
La figura ilustra una sección transversal de la
sección de la torre 13 ilustrada en la Fig. 1b. Según la forma de
realización ilustrada, una escalera 113 está fijada en la
superficie interna 30 de la sección de la torre de turbina eólica
13.
La escalera está suspendida mecánicamente con dos
suspensiones en la sección de la torre, una suspensión mecánica
superior 31 y una suspensión mecánica inferior 32.
La fijación con pernos, soldadura, etc., pueden
proporcionar p. ej. la suspensión de la escalera en la torre.
Además la escalera es suspendida en la torre
mediante un número de unidades de suspensión de una turbina eólica
20, ilustradas p. ej. en las Fig. 2a y 2b, o derivados de
éstas.
Las unidades 20 son fijadas a la superficie
interna mediante fuerzas magnéticas establecidas por los imanes de
las unidades 20, y la escalera puede ser fijada a las unidades 20
p. ej. mediante las piezas de ajuste 22 de las unidades 20.
Básicamente, se puede apreciar el hecho de que la
fijación principal en la dirección vertical es obtenida mediante
una fijación mecánica de extremidad en la torre, el reborde
superior 132 y el reborde inferior 13 de la sección de la torre 31,
mientras que la fijación transversal (es decir la no vertical) es
obtenida magnéticamente mediante las unidades 20.
Según la forma de realización ilustrada, la
tensión mecánica vertical está formada principalmente por
fijaciones mecánicas tradicionales a la torre, p. ej. por soldadura
y/o unión con pernos, mientras que la fijación de la escalera 31 es
obtenida principalmente mediante una fijación magnética en la
superficie interna 30 de la sección de la torre 13.
La distancia entre la unidad de suspensión 20 en
la dirección vertical puede situarse p. ej. entre 0,5 y 4 metros en
función de los requisitos de fijación.
Una distancia vertical preferida se sitúa entre
1,5 a 2,3 metros.
Evidentemente, se puede aplicar una unidad de
suspensión según la invención para la fijación de varios
componentes interiores aparte de la escalera ilustrada.
Según otra forma de realización de la invención,
una construcción de escalera p. ej. puede ser a en la torre
mediante las disposiciones descritas anteriormente y los otros
componentes interiores como lámparas, cables de alimentación, etc.
pueden ser fijados posteriormente a la propia construcción de la
escalera mediante fijaciones mecánicas tradicionales, soldadura,
fijación con pernos etc.
La Fig. 4 ilustra otra forma de realización de la
invención en la que un tubo 41 (p. ej. una pieza de ajuste de una
escalera, de una plataforma, etc.) comprende una pieza de ajuste 42
que está fijada a una unidad de suspensión 20 mediante una tuerca
(no mostrada) sujeta con el perno 22 de la unidad de suspensión.
La unidad 20 puede ser atraída magnéticamente
hasta una superficie subyacente, p. ej. la superficie interna,
descrita anteriormente, de una pared de sección de una torre de
acero, estableciendo así mediante fuerzas normales una fijación
entre la superficie subyacente y el tubo 41.
Además, se debe tener en cuenta de que la pieza
de ajuste proporciona cierto grado de tolerancia en la dirección de
la flecha ilustrada entre la pieza de ajuste 42 y el perno 22 de la
unidad de suspensión 20.
La libertad de tolerancia proporciona cierto
grado de tolerancia cuando se conectan las unidades de suspensión
20 a una torre según un modo sugerido por la invención.
La Fig. 5a ilustra otra forma de realización de
la invención.
La unidad de suspensión ilustrada 60 comprende un
cuerpo principal 61 y dos pernos 61.
Básicamente, la unidad de suspensión ilustrada 60
está construida según los principios ilustrados en la versión de un
único perno de la unidad en la Fig. 2b.
La Fig. 5b ilustra el ajuste p. ej. de una barra
de acero 65 en la unidad de suspensión 60.
La barra de acero 65 es fijada mecánicamente a la
unidad de suspensión 60 mediante una pieza de ajuste apropiada 66
por medio de unas tuercas (no mostradas).
Se tiene que tener en cuenta de que la pieza de
ajuste ilustrada está caracterizada por cierto grado de tolerancia
en ambas direcciones "vertical" y "horizontal" como están
ilustradas con las flechas.
Las Fig. 6a y 6b ilustran un método de montaje de
una unidad de suspensión 60 según la invención en una superficie
magnética (no mostrada), p. ej. una torre de turbina eólica de
acero.
Inicialmente, en la Fig. 6a se dispone una unidad
de suspensión sobre p. ej. una superficie de acero. Una hoja de
nylon 65 es dispuesta entre la superficie subyacente y la unidad de
suspensión 60. Debido al espesor de la hoja y a la fricción
relativamente baja, la unidad de suspensión 60 y la hoja 65 pueden
ser desplazadas muy fácilmente hasta la posición exacta
deseada.
En la Fig. 6b, se obtiene la posición deseada, y
se retira la hoja 65, por lo que se obtienen unas fuerzas de
fijación mayores.
Las Figs. 7a y 7b ilustran las direcciones de las
fuerzas principales Fv y FN que actúan sobre un elemento 90 que se
puede suspender en una fijación según una forma de realización de
la invención.
La fijación mecánica vertical asegura que la
estructura interna que debe ser suspendida sea fijada en relación
con la torre, al menos con respecto a la gravedad. Estas fuerzas
son tratadas principalmente como fuerzas verticales Fv.
Básicamente, se considera que las fuerzas verticales deberían ser
dirigidas principalmente por una fijación mecánica tradicional.
Además, la suspensión magnética proporciona una
fijación transversal del elemento suspendido establecida mediante
una fuerza normal FN que actúa en la dirección transversal
ilustrada. Esta fuerza normal FN puede ser mejor aprovechada si se
aplican unos elementos de fricción entre la unidad de suspensión y
la parte de torre magnética correspondiente. Por lo tanto, según las
relaciones conocidas entre la fuerza normal FN y las fricciones, la
fuerza transversal se establece para contrarrestar, p. ej., los
movimientos rotativos (movimiento tangencial tm), p. ej. de una
plataforma o de una suspensión de escalera.
La Fig. 8 ilustra algunas propiedades de
distintos materiales magnéticos permanentes.
El diagrama ilustrado ilustra el comportamiento
de seis grupos de materiales magnéticos, G1 a G6 a una temperatura
de aproximadamente 20 grados Celsius.
El eje x representa HcJ (Coercivitad [kA/m] y el
eje y representa un producto de máxima energía
IBHI_{max}.[kJ/m^{3}].
El IBHI_{max} representa el potencial de
energía del material, mientras que HcJ representa la capacidad del
material para resistir a campos de desmagnetización.
El grupo G1 comprende unos imanes denominados de
Neodimio, NdFeB. Los imanes de Neodimio son unos de los imanes
permanentes más potentes del mercado.
Los grupos G2 y G3 comprenden imanes
Sm_{x}Co_{y} caracterizados por un alto grado de estabilidad
con respecto a la variación de temperatura. El Grupo G2 se refiere
al Sm_{2}Co_{17} y el Grupo G3 al SmCo_{5}.
El grupo G4 se refiere a otro grupo de los
denominados imanes H_{c} Sm_{x}Co_{y} inferiores,
Sm_{2}Co_{17}.
El grupo G5 comprende un grupo de material
magnético de Neodimio acotado con plástico NdFeB.
Finalmente, el grupo G6 comprende otros
materiales magnéticos tradicionales como materiales de Alnico y
FeSr/FeBa.
Los distintos materiales magnéticos pueden ser
aplicados en una unidad de suspensión según la invención.
Según una forma de realización preferida de la
invención, los materiales magnéticos permanentes aplicados son
seleccionados principalmente a partir de materiales que representan
un alto potencial de energía IBHI_{max}. Por lo que, según una
forma de realización preferida de la invención, los materiales son
seleccionados del grupo G1, es decir imanes de Neodimio.
Evidentemente, si por ejemplo las variaciones de
temperatura se vuelven críticas, se prefieren los imanes de Samario
Cobalto.
Según la invención, las unidades de suspensión,
p. ej., pueden ser combinadas con unidades que posean imanes de
distintos grupos, creando así un grado de redundancia.
Claims (45)
1. Método de montaje de elementos en una torre de
turbina eólica (11, 12, 13, 14), en el que dichos elementos son
parcial o completamente fijados a la torre de turbina eólica (11,
12, 13, 14) mediante fuerzas de atracción magnética.
2. Método de montaje de elementos en una torre de
turbina eólica según la reivindicación 1, en el que dichas fuerzas
de atracción magnética son establecidas mediante materiales
magnéticos permanentes que interactúan con otros materiales
magnéticos.
3. Método de montaje de elementos en una torre de
turbina eólica según la reivindicación 1 o 2, en el que dichas
fuerzas de atracción magnética son establecidas mediante materiales
magnéticos permanentes comprendidos en una unidad de suspensión
(20; 60) y que interactúan con otros materiales magnéticos formando
al menos una parte de una torre de turbina eólica.
4. Método de montaje de elementos en una torre de
turbina eólica según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, en
el que dichas fuerzas de atracción magnética son complementadas por
una fijación mecánica en al menos una dirección.
5. Método de montaje de elementos en una torre de
turbina eólica según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, en
el que dicha fijación mecánica en al menos una dirección es
establecida por fijación mecánica en áreas de fijación (31, 32),
dichas áreas de fijación estando dispuestas a cierta distancia las
unas de las otras en la dirección vertical de una torre de turbina
eólica.
6. Método de montaje de elementos en una torre de
turbina eólica según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, en
el que dicha fijación mecánica en al menos una dirección es
establecida por una fijación mecánica en áreas de fijación (31,
32), dichas áreas de fijación estando dispuestas a cierta distancia
las unas de las otras en la dirección vertical de una torre de
turbina eólica, y dichas distancias constituyendo aproximadamente
la longitud vertical de una sección de torre de turbina eólica (11,
12, 13, 14).
7. Método de montaje de elementos en una torre de
turbina eólica según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, en
el que dichas áreas de fijación comprenden unos rebordes (131, 142)
adaptados para unir las secciones de la torre de turbina eólica
(11, 12, 13, 14).
8. Método de montaje de elementos en una torre de
turbina eólica según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7, en
el que dichos elementos comprenden escaleras o partes de
escaleras.
9. Método de montaje de elementos en una torre de
turbina eólica según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8, en
el que dichos elementos comprenden cables o partes de cables.
10. Método de montaje de elementos en una torre
de turbina eólica según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 9,
en el que dichos elementos comprenden medios de iluminación.
11. Método de montaje de elementos en una torre
de turbina eólica según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 10,
en el que dichos elementos comprenden elementos necesarios en el
interior de la torre de turbina eólica.
12. Método de montaje de elementos en una torre
de turbina eólica según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 11,
en el que dichos elementos son suspendidos mediante al menos una
unidad de suspensión de torre de turbina eólica (20; 60)
13. Método de montaje de elementos en una torre
de turbina eólica según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 12,
en el que dicha unidad de suspensión de torre de turbina eólica
(20; 60) comprende medios de fijación magnética (24).
14. Método de montaje de elementos en una torre
de turbina eólica según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 13,
en el que dichos medios de fijación magnética (24) comprenden un
material magnético permanente.
15. Método de montaje de elementos en una torre
de turbina eólica según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 14,
en el que dicho material magnético permanente comprende imanes
permanentes de Neodimio.
16. Método de montaje de elementos en una torre
de turbina eólica según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 15,
en el que dicho material magnético permanente comprende imanes
permanentes de Samario Cobalto.
17. Método de montaje de elementos en una torre
de turbina eólica según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 16,
en el que dicha unidad de suspensión de torre de turbina eólica
(20; 60) comprende medios de fijación mecánica (22; 62).
18. Método de montaje de elementos en una torre
de turbina eólica según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 17,
en el que dicha unidad de suspensión de torre de turbina eólica
(20) comprende al menos una protección (23) que encapsula completa
o parcialmente dichos medios de fijación magnética (24).
19. Método de montaje de elementos en una torre
de turbina eólica según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 18,
en el que dicha protección (23) impide el paso de la humedad hacia
los medios magnéticos (24).
20. Método de montaje de elementos en una torre
de turbina eólica según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 19,
en el que dicha unidad comprende medios para recibir fuerzas de
atracción mecánica en al menos una primera dirección y medios para
establecer fuerzas de atracción magnética en al menos otra
dirección, dicha al menos otra dirección siendo esencialmente
transversal en relación a dicha al menos primera dirección.
21. Método de montaje de elementos en una torre
de turbina eólica según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 20,
en el que dicha unidad comprende medios de fijación de una
escalera.
22. Método de montaje de elementos en una torre
de turbina eólica según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 21,
en el que dicha unidad comprende medios de fijación de una
plataforma.
23. Método de montaje de elementos en una torre
de turbina eólica según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 22,
en el que dicha unidad comprende medios de fijación de un
cable.
24. Método de montaje de elementos en una torre
de turbina eólica según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 23,
en el que dicha unidad comprende medios de iluminación.
25. Método de montaje de elementos en una torre
de turbina eólica según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 24,
en el que dicha unidad es fijada en al menos una parte de la torre
de turbina eólica a través de sistemas de posicionamiento
controlados por ordenador.
26. Unidad de suspensión (20; 60) de una torre de
turbina eólica que comprende medios de fijación magnética (24)
donde dicha unidad de suspensión de torre de turbina eólica (20)
comprende al menos una protección (23) que encapsula completa o
parcialmente dichos medios de fijación magnética (24).
27. Unidad de suspensión de una torre de turbina
eólica (20; 60) según la reivindicación 26, donde dichos medios de
fijación magnética (24) comprenden un material magnético
permanente.
28. Unidad de suspensión de una torre de turbina
eólica (20; 60) según la reivindicación 26 o 27, donde dicho
material magnético permanente comprende imanes permanentes de
Neodimio.
29. Unidad de suspensión de una torre de turbina
eólica (20; 60) según cualquiera de las reivindicaciones 26 a 28,
donde dicho material magnético permanente comprende imanes
permanentes de Samario Cobalto.
30. Unidad de suspensión de una torre de turbina
eólica (20; 60) según cualquiera de las reivindicaciones 26 a 29,
donde dicha unidad de suspensión de torre de turbina eólica (20;
60) comprende medios de fijación mecánica (22; 62).
31. Unidad de suspensión de una torre de turbina
eólica (20; 60) según cualquiera de las reivindicaciones 26 a 30,
donde dicha protección (23) impide el paso de la humedad hacia los
medios magnéticos (24).
32. Unidad de suspensión de una torre de turbina
eólica (20; 60) según cualquiera de las reivindicaciones 26 a 31,
donde dicha unidad comprende medios para recibir fuerzas de
atracción mecánica en al menos una primera dirección y medios para
establecer fuerzas de atracción magnética en al menos otra
dirección, dicha al menos otra dirección siendo esencialmente
transversal en relación a dicha al menos primera dirección.
33. Unidad de suspensión de una torre de turbina
eólica (20; 60) según cualquiera de las reivindicaciones 26 a 32,
donde dicha unidad comprende medios de fijación de una
escalera.
34. Unidad de suspensión de una torre de turbina
eólica (20; 60) según cualquiera de las reivindicaciones 26 a 32,
donde dicha unidad comprende medios de fijación de una
plataforma.
35. Unidad de suspensión de una torre de turbina
eólica (20; 60) según cualquiera de las reivindicaciones 26 a 32,
donde dicha unidad comprende medios de fijación de un cable.
36. Unidad de suspensión de una torre de turbina
eólica (20; 60) según cualquiera de las reivindicaciones 26 a 32,
donde dicha unidad comprende medios de iluminación.
37. Sistema de elementos conectables entre sí en
una torre de turbina eólica, dicho sistema comprendiendo al menos
una parte de torre de turbina eólica magnética, dicho sistema
comprendiendo al menos una unidad de suspensión (20; 60), dicha al
menos una unidad de suspensión (20; 60) comprendiendo al menos una
parte magnética permanente (24) que facilita el montaje de al menos
una unidad de suspensión (20; 60) en dicha al menos parte de torre
de turbina eólica.
38. Sistema según la reivindicación 37, en el que
dicha al menos una parte magnética de torre de turbina eólica
comprende la torre (11, 12, 13, 14; 10).
39. Sistema según la reivindicación 37 o 38, en
el que dicha parte de torre de turbina eólica está constituida por
un material magnético de acero magnético.
40. Sistema según cualquiera de las
reivindicaciones 37 a 39, en el que dicha al menos una parte
magnética permanente (24) comprende un material magnético de
Neodimio o material magnético de Samario Cobalto.
41. Sistema según cualquiera de las
reivindicaciones 37 a 40, en el que dicho sistema comprende al
menos una unidad de suspensión (20; 60) según cualquiera de las
reivindicaciones 26 a 38.
42. Sistema según cualquiera de las
reivindicaciones 37 a 41, en el que dicha torre comprende al menos
dos secciones de torre (11, 12, 13, 14).
43. Sistema según cualquiera de las
reivindicaciones 37 a 42, en el que al menos una de dichas
secciones de torre comprende áreas de fijación mecánica (131, 142)
dispuestas en las partes superiores e inferiores de dicha al menos
una sección de torre.
44. Sistema según cualquiera de las
reivindicaciones 37 a 43, en el que al menos una de dichas áreas de
fijación mecánica (131, 142) facilita la fijación mecánica de al
menos una unidad de suspensión (20; 60) y la suspensión a dicha al
menos una de dichas áreas de fijación mecánica (131, 142).
45. Sistema según cualquiera de las
reivindicaciones 37 a 44, en el que al menos dos de dichas áreas de
fijación mecánica (131, 142) facilitan la fijación mecánica de al
menos una unidad de suspensión (20; 60) y la suspensión entre
dichas al menos dos de dichas áreas de fijación mecánica (131,
142).
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