ES2566780T3 - Mamparo de una instalación de energía eólica - Google Patents

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ES2566780T3 ES11770053.4T ES11770053T ES2566780T3 ES 2566780 T3 ES2566780 T3 ES 2566780T3 ES 11770053 T ES11770053 T ES 11770053T ES 2566780 T3 ES2566780 T3 ES 2566780T3
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Abstract

Mamparo (22) de una instalación de energía eólica (10) para disponerlo en una conexión de una pala de rotor (14), especialmente en un cubo de rotor (9), presentando el mamparo (22) un cuerpo de núcleo (30), estando dispuestas en ambos lados sobre el cuerpo de núcleo (30) sendas capas (31, 32) de plástico reforzado con fibra de vidrio y estando dispuesto un cuerpo de capa metálica (33) en un lado de una capa (31) de plástico reforzado con fibra de vidrio.

Description

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DESCRIPCION
Mamparo de una instalacion de ene^a eolica.
La invencion concierne a un mamparo de una instalacion de energfa eolica para disponerlo en una conexion de una pala de rotor, especialmente en un cubo de rotor. Asimismo, la invencion concierne a un procedimiento para fabricar un mamparo de una instalacion de energfa eolica que puede disponerse o se dispone o esta dispuesto en una conexion de una pala de rotor.
Ademas, la invencion concierne a un uso de un mamparo de una instalacion de energfa eolica.
Se conocen instalaciones de energfa eolica en el estado de la tecnica. En este caso, las instalaciones de energfa eolica presentan al menos una pala de rotor que esta dispuesta en un cubo de rotor. En la rafz de la pala de rotor esta formado por motivos de seguridad un mamparo, de modo que, durante los trabajos de mantenimiento en el cubo de rotor o en la pala de rotor, el personal esta sobre el mamparo con un posicionamiento correspondiente y puede realizar los trabajos de mantenimiento.
Para pasar del cubo de rotor a la pala de rotor, el mamparo dispone en general de una escotilla o una escotilla de paso en el centro del mamparo.
En el documento DE 20 2004 003 521 U1 se describe un cubo de rotor internamente transitable que presenta un mamparo de rigidizacion dispuesto en la zona de su brida anular. Este mamparo de rigidizacion presenta en el centro una abertura de paso para el personal de mantenimiento.
Asimismo, en el documento DE 10 2006 055 091 A1 se revela un mamparo de una instalacion de energfa eolica que esta dispuesto o puede disponerse en la conexion de una pala de rotor.
En el documento US 2005/0215698 A1 se describen en general laminas termoplasticas reforzadas con fibra y dotadas de revestimientos superficiales. Se revela en este caso un material laminar compuesto (composite sheet material), en el que una capa de nucleo porosa presenta un material termoplastico y 20% en peso a 80% en peso de fibras. Asimismo, el material compuesto presenta una piel ("skin") con un mdice de oxigeno limitador de mas de 22 segun ISO 4589.
Partiendo de este estado de la tecnica, el problema de la presente invencion consiste en perfeccionar un mamparo de una instalacion de energfa eolica de modo que el mamparo puede manejarse de manera sencilla incluso en palas de rotor con un mayor diametro de la conexion de pala.
Este problema se resuelve por medio de un mamparo de una instalacion de energfa eolica destinado a ser dispuesto en una conexion de una pala de rotor, especialmente una pala de rotor en un cubo de rotor, presentando el mamparo un cuerpo de nucleo, estando dispuestas sobre el cuerpo de nucleo, en ambos lados, sendas capas de plastico reforzado con fibra de vidrio (GFK) y estando dispuesto un cuerpo de capa metalica sobre un lado de una capa de plastico reforzado con fibras de vidrio (GFK).
Mediante el perfeccionamiento del mamparo se proporciona un mamparo de una instalacion de energfa eolica que se dispone o esta dispuesto en o sobre la rafz de una pala de rotor, es decir, en la conexion de la pala de rotor, o en la zona comprendida entre la rafz de una pala de rotor y un cubo de rotor, empleando para ello unos medios de fijacion correspondientes. Por tanto, se proporciona un mamparo para disponerlo en la rafz de una pala de rotor o para disponerlo en la zona comprendida entre la rafz de la pala de rotor y el cubo de rotor.
Segun la invencion, se ha previsto para la fabricacion del mamparo que se emplee un cuerpo de nucleo, aplicandose sobre ambos lados del cuerpo de nucleo sendos plasticos reforzados con fibras de vidrio como capa de laminado, por ejemplo en forma de napas textiles o similares, y uniendose estos con el cuerpo de nucleo. Ademas, se dispone sobre un lado del mamparo una delgada capa metalica en forma de un cuerpo de capa metalica y se une esta capa con el lado o la capa de plastico reforzado con fibra de vidrio. Se forma asf un mamparo estable y ligero que se dispone en o sobre la rafz de pala o sobre una conexion de una pala de rotor, disponiendose o posicionandose especialmente el cuerpo de capa metalica de tal manera que este cuerpo de capa metalica mire o este orientado hacia el lado interior o hacia el espacio interior de la pala de rotor.
Como plastico reforzado con fibra de vidrio se proporcionan fibras de vidrio incrustadas, por ejemplo, en polfmeros duroplasticos, tal como, por ejemplo, resina de poliester insaturado o resina epoxfdica, y se disponen estas fibras sobre el cuerpo de nucleo.
Ademas, se emplea como cuerpo de nucleo ngido mecanicamente estable un material que tiene una densidad especifica mas pequena que la de la madera contrachapeada actuante como material de nucleo, con lo que, debido a la porosidad del cuerpo de nucleo, se proporciona un cuerpo de nucleo poroso ngido que, a iguales dimensiones, presenta un peso pequeno en comparacion con un cuerpo de nucleo de, por ejemplo, madera contrachapeada. En particular, se prefieren cuerpos de nucleo a base de espumas de plastico, madera de balsa o espumas metalicas.
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Particularmente cuando se emplean espumas de plastico o espumas metalicas, pero tambien en el caso de la madera de balsa, el cuerpo de nucleo consiste asf en un cuerpo de nucleo de espuma. La madera de balsa es muy porosa y presenta propiedades semejantes a las de la espuma de plastico.
En particular, el cuerpo de nucleo empleado para el mamparo presenta en las tres direcciones del espacio (direcciones X, Y, Z) un comportamiento uniforme (casi) isotropo, presentando el propio cuerpo de nucleo unas estructuras de nucleo porosas tipo espuma.
Gracias a la construccion del mamparo segun la invencion, el cual no esta configurado como un mamparo de rigidizacion en el marco de la invencion, se proporciona un componente estructural para una pala de rotor y para un rotor que esta dispuesto en o sobre la rafz de la pala de rotor, presentando el mamparo segun la invencion un pequeno peso y una alta resistencia. Ademas, debido a la formacion de un cuerpo de capa metalica en un lado del mamparo se asegura que se reduzca o incluso se evite la erosion por partfculas en el interior de la pala de rotor.
Se proporciona de este modo un mamparo en construccion de sandwich de varios pisos. La capa de plastico reforzado con fibra de vidrio se lamina entonces sobre ambos lados del cuerpo de nucleo.
A este fin, en un perfeccionamiento del mamparo se ha previsto que el cuerpo de nucleo este fabricado de un polfmero o de una espuma de metal ligero, especialmente espuma de aluminio, o madera de balsa.
Preferiblemente, el cuerpo de nucleo esta fabricado de una espuma de plastico densa, estando fabricado especialmente el cuerpo de nucleo a base de policloruro de vinilo (PVC) o polietileno (PET).
Asimismo, las capas de plastico reforzado con fibra de vidrio (GFK) estan fabricadas a base de napas textiles, estando configurada especialmente la orientacion de las fibras en las capas de GFK como unidireccional, ortotropa o casi isotropa.
Asimismo, el mamparo se caracteriza tambien por que el mamparo esta provisto de una o varias aberturas de paso para personal de mantenimiento o para trabajadores de servicio, estando configuradas especialmente las aberturas de paso de manera que puedan ser cerradas. Gracias a las aberturas de paso resulta posible que el mamparo puede emplearse en grandes palas de rotor como una plataforma para la inspeccion o el mantenimiento de una pala de rotor. Se ha previsto especialmente en este caso que el mamparo presente una o varias aberturas de paso que esten configuradas especialmente de manera que se puedan cerrar o tapar.
Como quiera que estan previstas una o varias aberturas de paso en el mamparo, es posible, por ejemplo al fabricar grandes cubos de rotor o grandes palas de rotor, facilitar las posibilidades de acceso, y por tanto, el mantenimiento de estos componentes. En particular, resulta asf un acceso facilitado a las palas de rotor cuando estan formadas varias aberturas de paso en el borde exterior del mamparo.
En el marco de la invencion es posible tambien que este formada en el mamparo solamente una abertura de paso, especialmente apta para ser cerrada. A este fin, en las aberturas de paso estan previstas unas compuertas o cubiertas preferiblemente articuladas o basculables.
Ademas, una forma de realizacion del mamparo se caracteriza por que el cuerpo de nucleo presenta un espesor comprendido entre 15 mm y 35 mm, especialmente entre 20 mm y 30 mm, y/o las capas de plastico reforzado con fibra de vidrio (GFK) presentan cada una de ellas un espesor comprendido entre 1 mm y 5 mm, especialmente entre 2 mm y 4 mm, y/o el cuerpo de capa metalica presenta un espesor comprendido entre 0,1 mm y 0,8 mm, especialmente entre 0,2 y 0,5 mm. Es asf posible que el mamparo segun la invencion presente un espesor (en diametro) comprendido entre 17,1 mm y 45,8 mm. Se proporciona asf un mamparo que, con un diametro comprendido entre 1,5 m y 3,5 m, presenta una resistencia suficiente, con lo que una o varias personas de servicio pueden estar seguras y sin peligro sobre el mamparo dispuesto entre un cubo de rotor y una pala de rotor.
Ademas, el mamparo fabricado segun la invencion se caracteriza por que, debido a su construccion de sandwich, es muy ligero en comparacion con un mamparo construido, por ejemplo, con un nucleo de madera contrachapeada y asf el mamparo de la invencion, debido al peso reducido, puede ser manejado de manera sencilla durante el montaje por una o dos personas, con lo que es posible de manera sencilla el montaje del mamparo, por ejemplo con un diametro de 3,0 m, para posicionar o disponer este mamparo en la zona de la rafz de la pala de rotor.
Ademas, se ha previsto especialmente que el cuerpo de capa metalica este fabricado de un material inoxidable, especialmente acero fino, o de aluminio.
Ademas, el mamparo se caracteriza en un perfeccionamiento por que el cuerpo de capa metalica esta unido con la capa de plastico reforzado con fibra de vidrio, especialmente de manera indisoluble, por pegadura o por tornillos o remaches.
Ademas, el problema se resuelve con un procedimiento para fabricar un mamparo de una instalacion de energfa eolica que puede disponerse o esta dispuesto o se dispone en una conexion de una pala de rotor, el cual se
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perfecciona aplicando sobre un cuerpo de nucleo, en cada lado, una capa de plastico reforzado con fibra de vidrio (GFK) y disponiendo en un lado, sobre un capa de plastico reforzado con fibra de vidrio, un cuerpo de capa metalica y uniendo el cuerpo de capa metalica, especialmente de manera indisoluble, con la capa de plastico reforzado con fibra de vidrio.
Asimismo, el procedimiento se caracteriza por que el mamparo se configura o se fabrica como se ha descrito anteriormente.
Ademas, el problema se resuelve con un uso de un mamparo de una instalacion de energfa eolica para disponerlo en una conexion de una pala de rotor, especialmente en una rafz de la pala de rotor, disponiendose o estando dispuesto especialmente el cuerpo metalico hacia el lado interior de la pala de rotor. Para evitar reiteraciones se hace referencia expresamente a las explicaciones anteriores sobre la configuracion de un mamparo.
Otras caractensticas de la invencion resultaran evidentes por la descripcion de formas de realizacion segun la invencion junto con las reivindicaciones y los dibujos adjuntos. Las formas de realizacion segun la invencion pueden satisfacer caractensticas individuales o una combinacion de varias caractensticas.
La invencion se describe seguidamente, sin restriccion de la idea inventiva general, ayudandose de ejemplos de realizacion y haciendo referencia a los dibujos, con remision expresa a los dibujos respecto de todos los detalles segun la invencion no explicados explfcitamente en el texto. Muestran:
La figura 1, una representacion esquematica de una instalacion de energfa eolica,
La figura 2, una vista en perspectiva de una pala de rotor con un mamparo segun la invencion y
La figura 3, una representacion en perspectiva de una instalacion de energfa eolica en vista fragmentaria con la construccion de principio de un mamparo de una pala de rotor segun la invencion.
En las figuras siguientes los respectivos elementos iguales o equivalentes o las respectivas partes correspondientes estan provistos de los mismos numeros de referencia, por lo que se prescinde de una nueva presentacion correspondiente.
La figura 1 muestra una representacion esquematica de una instalacion de energfa eolica 10. La instalacion de energfa eolica 10 presenta una torre 11 y un rotor 12 que comprende tres palas de rotor 14 que estan montadas sobre un cubo de rotor. El cubo de rotor 9 esta unido con un arbol de rotor. Bajo el ataque del viento, el rotor 12 gira de una manera en sf conocida. Se puede generar asf potencia por un generador conectado al rotor 12 o unido al mismo a traves del cubo de rotor 9 y el arbol de rotor 13, y esta potencia puede ser entregada a una red de consumo.
La figura 2 muestra un segmento inferior de la pala de rotor 14 en una representacion en perspectiva. La pala de rotor 14 dispone, en el lado vuelto hacia el cubo de rotor, de una llamada rafz 16 de pala de rotor que, en seccion transversal, esta configurada generalmente en forma circular o en forma redonda. La propia pala de rotor 14 es hueca en el espacio interior. La pala de rotor 14 esta configurada en forma perfilada entre su rafz 16 y su punta y dispone de un lado de impulsion 18. El lado de impulsion 18 lleva asociado el lado de aspiracion correspondiente en el lado opuesto no designado aqrn.
Los perfiles de pala de rotor correspondientes a lo largo del eje longitudinal de la pala de rotor 14 convergen en el canto trasero 20 de la pala de rotor 14. En la zona de la rafz 16 de la pala de rotor esta dispuesto un mamparo 22 en la pala de rotor 14, siendo posible en una ejecucion pegar el mamparo 22 dentro de la rafz 16 de la pala de rotor. El mamparo 22 esta fijamente montado en la rafz 16 de la pala de rotor o inserto en esta.
El mamparo 22 esta configurado tambien en forma circular y dispone de al menos una y, en el caso representado, tres aberturas de paso 24 que estan dispuestas fuera del centro M del mamparo 22. Las aberturas de paso 24 estan dimensionadas de modo que, despues de la apertura de una escotilla en la abertura de paso 24, una persona pueda entrar en el espacio interior de la pala de rotor 14 desde el cubo de rotor.
Como quiera que estan formadas varias aberturas de paso en el mamparo 22, se garantiza una entrada o salida sencilla y segura en las palas de rotor 14 incluso en el caso de grandes diametros de la rafz 16 de la pala de rotor, por ejemplo superiores a 2 m o 2,5 m o 3,0 m.
Mediante el mamparo 22 se evita una cafda de objetos o de personas desde el cubo de rotor en la pala de rotor 14 y se sella tambien la pala de rotor 14 frente al cubo de rotor respecto de la suciedad y/o la humedad. Al mismo tiempo, el mamparo 22 puede utilizarse como una plataforma de trabajo correspondiente para trabajos de mantenimiento en el cubo de rotor o en la pala de rotor 14. Las aberturas de paso 24 estan distribuidas en el penmetro exterior del mamparo 22, estando decaladas las aberturas de paso 24 en un angulo de 90°. Es asf posible disponer, por ejemplo, las aberturas de paso 24 en una posicion correspondiente a las 12 horas, las 3 horas y las 6 horas (o en una posicion correspondiente a las 3 horas, las 6 horas, las 9 horas) cuando la pala de rotor 14 esta apoyada en la
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instalacion de ene^a eolica, para trabajos de mantenimiento, con el canto delantero, es dedr, con el lado de llegada del flujo cuando la pala de rotor 14 esta dispuesta horizontalmente. Estas posiciones corresponden a las disposiciones de las aberturas de paso en la zona del lado de impulsion, el morro y el lado de aspiracion.
Ademas, en la figura 2 se ha dibujado con una lmea de trazos y puntos el eje de giro 26 de la pala de rotor 14 que atraviesa perpendicularmente al mamparo 22 en el punto M en sentido geometrico.
La figura 3 muestra en una vista en perspectiva la constitucion de principio de un mamparo 22 segun la invencion en una representacion parcial esquematica. El mamparo 22 presenta un cuerpo de nucleo poroso 30 que esta fabricado especialmente como un cuerpo de nucleo de espuma a base de una espuma de plastico o una espuma metalica o a base de madera de balsa. En los lados superior e inferior del cuerpo de nucleo 30 estan aplicadas unas respectivas capas de GFK 31, 32, es decir, capas con plastico reforzado con fibra de vidrio, y estas capas estan unidas con la superficie del cuerpo de nucleo 30, formando en cada caso una union pegada.
Sobre la capa de GFK superior 31 esta dispuesta una parte de chapa inoxidable 33 en forma de un cuerpo de capa metalica, cubriendo la parte de chapa 33 toda la superficie de la capa de GFK superior 31.
En una ejecucion es posible que varias partes de chapa 33 esten dispuestas en varias piezas, por ejemplo en forma segmentada, sobre la capa de GFK superior 31 dispuesta hacia el lado interior de la pala de rotor, estando pegadas la parte de chapa o las partes de chapa 33 con la capa de GFK superior 31. Ademas, en una ejecucion es posible que la parte de chapa 33 se una con la capa de GFK superior 31 empleando remaches u otros medios de fijacion.
En particular, la parte de chapa 33 esta configurada como una parte de chapa de acero fino o como una chapa de aluminio, con lo que se reviste el lado superior del mamparo 22 de una manera correspondiente.
Gracias a la constitucion de principio - representada en la figura 3 - del mamparo 22 para la pala de rotor o para una conexion de pala de rotor se proporciona un componente para la rafz de la pala de rotor que puede manejarse con mucha facilidad y que se dispone y se fija asf de manera sencilla en una rafz de una pala de rotor.
El mamparo de varias capas o de cuatro capas segun la invencion se caracteriza tambien por una alta resistencia y un pequeno peso. Gracias a la disposicion de la parte de chapa 33 hacia el lado interior de la pala de rotor se protege tambien efectivamente el mamparo contra erosion por partfculas procedentes del interior de la pala de rotor.
Lista de simbolos de referencia
9 Cubo de rotor
10 Instalacion de energfa eolica
11 Torre
12 Rotor
14 Pala de rotor
16 Rafz de pala de rotor
18 Lado de impulsion
20 Canto trasero
22 Mamparo
24 Aberturas de paso
30 Cuerpo de nucleo
31 Capa de GFK
32 Capa de GFK
33 Parte de chapa
M Centro

Claims (11)

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    10
    15
    20
    25
    30
    35
    REIVINDICACIONES
    1. Mamparo (22) de una instalacion de ene^a eolica (10) para disponerlo en una conexion de una pala de rotor (14), especialmente en un cubo de rotor (9), presentando el mamparo (22) un cuerpo de nucleo (30), estando dispuestas en ambos lados sobre el cuerpo de nucleo (30) sendas capas (31, 32) de plastico reforzado con fibra de vidrio y estando dispuesto un cuerpo de capa metalica (33) en un lado de una capa (31) de plastico reforzado con fibra de vidrio.
  2. 2. Mamparo (22) segun la reivindicacion 1, caracterizado por que el cuerpo de nucleo (30) esta fabricado de un polfmero o de una espuma de metal ligero, especialmente espuma de aluminio, o de madera de balsa.
  3. 3. Mamparo (22) segun la reivindicacion 1 o 2, caracterizado por que el cuerpo de nucleo (30) esta fabricado de policloruro de vinilo (PVC) o polietileno (PET).
  4. 4. Mamparo (22) segun cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado por que las capas (31, 32) de plastico reforzado con fibra de vidrio estan fabricadas a base de napas textiles.
  5. 5. Mamparo (22) segun cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado por que el mamparo (22) esta provisto de una o varias aberturas de paso, estando configuradas especialmente las aberturas de paso de manera que pueden ser cerradas.
  6. 6. Mamparo (22) segun cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizado por que el cuerpo de nucleo (30) presenta un espesor comprendido entre 15 mm y 35 mm, especialmente entre 20 mm y 30 mm, y/o las capas (31, 32) de plastico reforzado con fibra de vidrio presentan cada una de ellas un espesor comprendido entre 1 mm y 5 mm, especialmente entre 2 mm y 4 mm, y/o el cuerpo de capa metalica (33) presenta un espesor comprendido entre 0,1 mm y 0,8 mm, especialmente entre 0,2 y 0,5 mm.
  7. 7. Mamparo (22) segun cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, caracterizado por que el cuerpo de capa metalica (33) esta fabricado de un metal inoxidable, especialmente acero fino, o de aluminio.
  8. 8. Mamparo (22) segun cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7, caracterizado por que el cuerpo de capa metalica (33) esta unido con la capa (31) de plastico reforzado con fibra de vidrio, especialmente de manera indisoluble, por pegadura o por tornillos o remaches.
  9. 9. Procedimiento para fabricar un mamparo (22) de una instalacion de energfa eolica que puede disponerse o se dispone o esta dispuesto en una conexion de una pala de rotor, caracterizado por que se aplica sobre cada lado de un cuerpo de nucleo (30) una capa (31, 32) de plastico reforzado con fibra de vidrio y se dispone un cuerpo de capa metalica (33) sobre un lado de una capa (31) de plastico reforzado con fibra de vidrio y se une el cuerpo de capa metalica (33) con la capa (31) de plastico reforzado con fibra de vidrio.
  10. 10. Procedimiento segun la reivindicacion 9, caracterizado por que se configura o se fabrica un mamparo (22) segun cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8.
  11. 11. Uso de un mamparo (22) de una instalacion de energfa eolica (10) segun cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8 para disponerlo en una conexion de una pala de rotor (14), disponiendose o estando dispuesto especialmente el cuerpo de capa metalica (33) hacia el lado interior de la pala de rotor (14).
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