ES2322429T3 - Alabe de rotor de turbina eolica con receptor de rayo y conducto de drenaje combinados, y receptor de rayo con conducto de drenaje. - Google Patents
Alabe de rotor de turbina eolica con receptor de rayo y conducto de drenaje combinados, y receptor de rayo con conducto de drenaje. Download PDFInfo
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Abstract
Un álabe de rotor de turbina eólica, que en su extremidad (1) está provisto de un receptor (2) de rayo y de un conducto (6; 16;26; 36; 46; 56) que conecta el interior (11, 12) del álabe con el exterior del álabe, caracterizado porque el conducto (6; 16;26; 36; 46; 56) y el receptor (2) de rayo tienen una interfaz común.
Description
Álabe de rotor de turbina eólica con receptor de
rayo y conducto de drenaje combinados, y receptor de rayo con
conducto de drenaje.
El invento se refiere a un álabe de rotor de
turbina eólica, que en su extremidad está provisto de un receptor
de rayo y de un conducto de drenaje que conecta el exterior del
álabe con el interior del mismo. Además, el invento se refiere a un
receptor de rayos.
Es conocido el facilitar a los álabes de rotor
de turbina con sistemas de protección contra los rayos con el fin
de protegerlas de los golpes o descargas de los rayos. A título de
ejemplo, el documento WO 96/07825 describe una disposición de
protección contra rayos, en la que la extremidad del álabe está
provista de un dispositivo denominado receptor de rayo construido
de un material eléctricamente conductor. Este receptor de rayo
podría capturar un golpe o descarga de un rayo y conducir la
corriente a través de un conductor descendente para rayo que se
extiende en la dirección longitudinal del álabe y que está conectado
a tierra a través del núcleo de rodete de la turbina. Este sistema
ha demostrado proveer una protección particularmente eficaz.
Además, es conocido hacer un agujero o hueco
interior de drenaje en la extremidad del álabe de turbina para
drenar agua, que se haya acumulado en el interior del álabe de
turbina eólica, en particular debido a la condensación.
La experiencia ha demostrado que el rayo puede
golpear o descargar en dicho agujero o hueco interior de drenaje,
porque éste contiene agua. La corriente del rayo calienta el agua y
de ese modo crea "explosiones de vapor" que resultan en unos
aumentos de presión tan intensos que el álabe se deteriora. Un rayo
podría golpear o descargar en estos agujeros o huecos interiores de
drenaje incluso si el álabe está provisto de un receptor de rayo.
Debido a la conductividad eléctrica del agua contenida en el agujero
o hueco interior de drenaje, podría saltar también una chispa entre
el receptor de rayo y el agujero o hueco interior de drenaje. Sin
embargo, es necesario que se realice un drenaje eficaz del agua
acumulada en el interior del álabe, ya que de lo contrario el agua
se acumularía en las fisuras y poros del material del álabe e
impulsaría al rayo a los mismos. Finalmente, hay que hacer notar
que la acumulación de agua en el interior del álabe no es
conveniente a la vista de la corrosión, y porque una gran cantidad
de agua actuará como un lastre desplazable e interferirá con la
rotación de los álabes.
El objeto del invento es proveer una protección
nueva y perfeccionada contra el rayo a los álabes de rotor de
turbina eólica.
De acuerdo con el invento, el objeto se consigue
mediante la provisión de una interfaz común al conducto de drenaje
y al receptor de rayo.. Como resultado, el agua acumulada en el
interior del álabe podría drenarse eficazmente al exterior del
álabe con un riesgo muy pequeño de causar explosiones de vapor,
conduciéndose lejos la corriente del rayo mediante el receptor de
rayo sin un calentamiento intenso del agua.
El conducto de drenaje podría ser un agujero o
hueco interior practicado en la pared del álabe, cuya sección
transversal fuese mayor que la del receptor de rayo insertado a
través del agujero o hueco interior. Esta solución es ventajosa en
el sentido de que se puede usar en relación con los receptores de
rayo convencionales.
De acuerdo con el invento, el conducto de
drenaje se podría proveer en la forma de uno o más rebajes
practicados en la pared del agujero o hueco interior de un agujero
o hueco interior practicado en la pared del álabe, insertándose un
receptor de rayo a través de dicho agujero o hueco interior. Esta
solución es particularmente sencilla y económica.
De acuerdo con el invento, el conducto de
drenaje podría formar parte del receptor de rayo, por lo cual se
obtiene una realización particularmente simple y fiable en el
sentido de que de ese modo, las realizaciones especiales del
agujero o hueco interior en la pared del álabe se convierten en
superfluas.
De acuerdo con una realización preferida, el
receptor de rayo es un vástago metálico cilíndrico y el conducto de
drenaje es un agujero o hueco interior longitudinal central que se
extiende desde el extremo más exterior del receptor de rayo y que
comunica con unas aberturas transversales extendidas desde el
agujero o hueco interior longitudinal hasta una zona de superficie
del vástago metálico situada en el interior del álabe en el estado
montado del receptor de rayo. Es ésta una realización
particularmente fiable en el sentido de que permite que el vapor se
escape fácilmente, con lo que se minimiza el riesgo de los aumentos
de presión explosivos. De una manera similar, el conducto de
drenaje se define exclusivamente por el material del receptor de
rayo, por lo que el material del álabe no está sujeto a un aumento
de presión.
Opcionalmente, el conducto de drenaje se podría
proveer en la forma de uno o más rebajos practicados en la
superficie del receptor de rayo, por lo cual se obtiene una
realización particularmente simple y económica.
A continuación se describe el invento con más
detalle por medio de realizaciones ilustradas en los dibujos, en
los que
La Figura 1 es una vista esquemática de una
parte de la extremidad de álabe de un álabe de rotor de turbina
eólica en una primera realización del invento,
La Figura 2 es una vista en corte a lo largo de
la línea II-II de la Figura 1,
La Figura 3 ilustra una segunda realización del
invento mostrada de la misma manera que la realización de la Figura
2,
La Figura 4 es una vista en corte a lo largo de
la línea IV-IV de la Figura 2,
La Figura 5 es una vista en corte a lo largo de
la línea V-V de la Figura 3, y
Las Figuras 6 a 9 ilustran realizaciones
opcionales del invento, mostradas de la misma manera que las
realizaciones mostradas en las Figuras 4 y 5.
La Figura 1 es una vista esquemática de una
extremidad de álabe de acuerdo con una primera realización del
invento vista desde un lado del álabe. Un conductor descendente de
rayo en la forma de un cable 14 de cobre está roscado sobre un
bloque 5 de anclaje por medio de unos medios de terminal 8. Mediante
tres conexiones roscadas, tres receptores de rayo 2, 3, 4, por
ejemplo de volframio, están fijados al bloque 5 de anclaje
construido de un material conductor, tal como acero inoxidable,
latón rojo o bronce rojo, cuyos receptores de rayo se extienden
desde el bloque 5 de anclaje hasta el extremo libre de la extremidad
1 de álabe, al lado de presión de la extremidad de álabe y al lado
de succión de la extremidad de álabe, respectivamente. En la
realización mostrada en las Figuras 1, 2 y 4, se ha provisto un
conducto 6 de drenaje en el receptor 2 de rayo que se extiende
desde el bloque 5 de anclaje hasta el extremo libre de la extremidad
del álabe. Las flechas 13 de la Figura 1 indican cómo se podría
drenar el agua desde el interior del álabe hasta el exterior del
álabe a través del conducto 6 de drenaje practicado en el receptor 2
de
rayo.
rayo.
La extremidad de álabe acostumbraba a llenarse
con un material de moldeo con pegamento y resina hasta un punto
situado debajo del bloque de anclaje donde se había provisto un
agujero o hueco interior de drenaje practicado en la pared del
álabe. Sin embargo, este método es problemático en el sentido de
que el material de moldeo con pegamento y reina se contrae al
solidificarse y forma grietas y poros en los que podría acumularse
agua.
La Figura 2 ilustra la primera realización, en
la que el conducto de drenaje se formaba a partir de un agujero o
hueco interior longitudinal 6 practicado en el receptor 2 de rayo
que tiene la forma de un vástago circular de volframio. El agujero
o hueco interior longitudinal se abre al interior del extremo distal
del receptor 2 de rayo sobre la cara exterior del álabe y comunica
con la cavidad interior 11, 12 del álabe a través de unas aberturas
7 practicadas en el receptor 2 de rayo. Las zonas del interior 11,
12 del álabe en cualquiera de los dos lados del bloque 5 de anclaje
se comunican entre sí en ambos lados del bloque 5 de anclaje con el
fin de permitir que el agua circule desde la zona 11 hasta la zona
12 y salga del álabe a través del conducto 6 de drenaje.
La extremidad de álabe mostrada en la Figura 3
es una segunda realización del invento. En esta realización, el
receptor 2 de rayo es un vástago macizo circular insertado a través
de un agujero o hueco interior 16 de drenaje que tiene un diámetro
un poco mayor que el diámetro del vástago. Como resultado, se crea
un espacio intermedio entre la pared del agujero o hueco interior
16 y la superficie del receptor 2 a través del cual se podría
escapar agua al exterior del álabe. Esta realización se podría usar
en relación con los receptores de rayo convencionales.
Las Figuras 5 a 9 son vistas en corte a través
de la pared del álabe y receptor 2 de rayo. Así, las Figuras 4 y 5
son vistas en corte a través de las realizaciones mostradas en la
Figura 2 y en la Figura 3, respectivamente.
La Figura 6 muestra una realización en la que el
conducto de drenaje se ha formado como una acanaladura 36
practicada en la superficie del receptor 2 de rayo. En la
realización mostrada en la Figura 7, la sección transversal del
conducto 46 de drenaje está formada como una sección del corte
transversal circular del receptor 2 de rayo.
La Figura 8 ilustra una realización en la que el
conducto de drenaje es un rebajo 26 practicado en la pared de un
agujero o hueco interior circular a través del que se ha insertado
el receptor 2 de rayo.
La Figura 9 presenta una realización en la que
el conducto de drenaje está formado de varias acanaladuras
longitudinales 56 practicadas en la superficie del receptor 2 de
rayo.
El invento no se limita a las realizaciones
anteriores.
Los receptores 2 de rayo que se han mostrado
están formados como vástagos circulares de un diámetro de
aproximadamente 15 mm. La realización mostrada en las Figuras 2 y 4
está provista de un conducto de drenaje de un diámetro de alrededor
de 6 mm. Sin embargo, el receptor de rayo y el conducto de drenaje
podrían tener formas y diámetros que se desvíen con respecto a los
mostrados.
El invento se podría usar en relación con álabes
controlados por entrada en pérdida que comprendan una extremidad de
álabe que es capaz de rotar con respecto al resto del álabe, y en
relación con álabes de paso controlado.
Claims (7)
1. Un álabe de rotor de turbina eólica, que en
su extremidad (1) está provisto de un receptor (2) de rayo y de un
conducto (6; 16;26; 36; 46; 56) que conecta el interior (11, 12) del
álabe con el exterior del álabe, caracterizado porque el
conducto (6; 16;26; 36; 46; 56) y el receptor (2) de rayo tienen una
interfaz común.
2. Un álabe de rotor de turbina eólica de
acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque el
conducto (6) de drenaje es un agujero o hueco interior (16)
practicado en la pared del álabe, siendo mayor la sección
transversal de dicho agujero o hueco interior que la del receptor
(2) de rayo insertado a través del agujero o hueco interior
(16).
3. Un álabe de rotor de turbina eólica de
acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque el
conducto de drenaje está formado de uno o más rebajos (26)
practicados en la pared de agujero o hueco interior de un agujero o
hueco interior practicado en la pared de álabe, insertándose el
receptor (2) de rayo a través del citado agujero o hueco
interior.
4. Un álabe de rotor de turbina eólica de
acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque el
conducto (6; 36; 46; 56) de drenaje se ha provisto en el receptor
(2) de rayo.
5. Un receptor (2) de rayo para instalarse en la
extremidad del álabe de un rotor de turbina eólica,
caracterizado porque el receptor (2) de rayo esta provisto
de un conducto (6; 36; 46; 56) de drenaje.
6. Un receptor (2) de rayo de acuerdo con la
reivindicación 5, caracterizado porque es un vástago metálico
cilíndrico y porque el conducto de drenaje es un agujero o hueco
interior longitudinal central (6) que se extiende desde el extremo
más exterior del receptor (2) de rayo y que comunica con unas
aberturas transversales (7) extendidas desde el agujero o hueco
interior longitudinal (6) hasta una zona de superficie del vástago
metálico, cuya superficie está en el interior del álabe en el estado
montado del receptor (2) de rayo.
7. Un receptor (2) de rayo de acuerdo con la
reivindicación 5, caracterizado porque el conducto de drenaje
está formado como uno o más rebajos (36; 46; 56) practicados en la
superficie del receptor (2) de rayo.
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