ES2787883T3

ES2787883T3 - Módulo de cojinete para el ajuste de un ángulo de ataque de una pala de rotor en una central hidráulica de flujo subacuático

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Publication number: ES2787883T3
Application number: ES17182514T
Authority: ES
Inventors: Michael Baumann; Matthias Hofmann
Original assignee: SKF AB
Current assignee: SKF AB
Priority date: 2016-07-28
Filing date: 2017-07-21
Publication date: 2020-10-19
Anticipated expiration: 2037-07-21
Also published as: CA2974337C; CN107664088A; EP3276160A1; CA2974337A1; DE102016213935A1; PT3276160T; US10634112B2; CN107664088B; US20180030949A1; EP3276160B1

Abstract

Módulo (50) de cojinete para el ajuste de un ángulo de ataque de una pala (17) de rotor en una central (100) hidráulica de flujo subacuático, que comprende un árbol (1) de pala de rotor, al menos dos cojinetes (2; 3) para el soporte del árbol (1) de pala de rotor, estando los al menos dos cojinetes (2; 3) dispuestos axiales a distancia uno de otro en el árbol (1) de pala de rotor; que comprende, además, una carcasa (4) de cojinete, formando la carcasa (4) de cojinete con el árbol (1) de pala de rotor un espacio intermedio de cojinete y estando los al menos dos cojinetes (2; 3) dispuestos entre el árbol (1) de pala de rotor y la carcasa (4) de cojinete al menos un primer medio de fijación para la creación de una unión mecánica a un buje (14) de pala de rotor; al menos un segundo medio de fijación para la creación de una unión mecánica a la pala (17) de rotor; y al menos un tercer medio de fijación para la creación de una unión mecánica a un ajuste (19) de pala, que comprende, además, un sistema (9) de sellado interior y un sistema (5) de sellado exterior, estando el sistema (9) de sellado interior dispuesto radialmente más dentro con respecto al eje de rotación del buje (14) de pala de rotor que los al menos dos cojinetes (2; 3), y estando el sistema (5) de sellado exterior dispuesto radialmente más fuera con respecto al eje de rotación del buje (14) de pala de rotor que los al menos dos cojinetes (2; 3), comprendiendo el sistema (5) de sellado exterior un soporte (7) de junta y faldas de obturación móviles en una dirección radial con respecto al árbol (1) de pala de rotor, estando las faldas (5) de obturación dispuestas en un ángulo con respecto a la dirección radial con respecto al árbol (1) de pala de rotor, y girando las faldas (5) de obturación sobre un casquillo (6), y siendo una presión ejercida por un medio líquido sobre la falda de obturación transmisible en dirección axial y radial con respecto al árbol (1) de pala de rotor sobre el soporte (7) de junta, estando el módulo (50) de cojinete ensamblado en una unidad de montaje.

Description

DESCRIPCIÓN

Módulo de cojinete para el ajuste de un ángulo de ataque de una pala de rotor en una central hidráulica de flujo subacuático

Los ejemplos de realización se refieren a un módulo de cojinete para el ajuste de un ángulo de ataque de una pala de rotor en una central hidráulica de flujo subacuático, así como a un procedimiento de fabricación para una central hidráulica de flujo subacuático.

Obtener corriente a partir de la energía del mar es una tendencia actual. El agua que fluye acciona, en este caso, palas de rotor de una central hidráulica de flujo subacuático y genera corriente a través del árbol del rotor y un generador postconectado.

El documento WO 2012044771 A1, da a conocer un sistema de fijación para la utilización con palas de aeroturbinas con inclinación variable. Para cada una de las palas de aeroturbina, que debe instalarse en una estructura de cono de ojiva de una góndola de aeroturbina, el sistema de montaje incluye una disposición de alto rendimiento, que está provista con una envoltura interior cónica que se abre hacia fuera, para intervenir en una sección de vástago que se estrecha de una pala de central eólica en un acoplamiento autobloqueante.

El documento US 1,837,568 A, da a conocer una turbina, en la que el ángulo de las superficies de pala se puede ajustar de forma variable con respecto al flujo.

El documento DE 102010 019 769 A1, da a conocer un dispositivo de ajuste para una turbina, estando la turbina configurada con un buje giratorio y palas de turbina montadas en el buje y ajustables en su eje longitudinal por medio del dispositivo de ajuste, y las palas de turbina presentan, respectivamente, una zona de pie aceptada en el buje en la que interviene el dispositivo de ajuste. Para la configuración del dispositivo de ajuste, cada una de las zonas de pie de las palas de turbina soporta una rueda de engranaje cónica, y las primeras ruedas de engranaje cónicas están en intervención entre sí bajo intercalación de al menos una segunda rueda de engranaje cónica y forman el engranaje cónico. Además, está previsto un actuador de giro para el accionamiento de al menos una de las ruedas de engranaje cónicas.

Una de las necesidades de fabricantes de centrales hidráulicas de flujo subacuático y turbinas mareomotrices, son cojinetes de pala compactos y altamente fiables y soluciones de sellado para turbinas mareomotrices, que puede utilizarse en entornos subacuáticos severos.

Por ello, existe una necesidad para un concepto para cojinetes de pala más fiables, más compactos y más rentables para centrales hidráulicas de flujo subacuático.

Esta necesidad se cumple con un módulo de cojinete, un procedimiento de fabricación y una central hidráulica de flujo subacuático de acuerdo con las reivindicaciones independientes.

Los ejemplos de realización se refieren a un módulo de cojinete para el ajuste rotativo de una pala de rotor en una central hidráulica de flujo subacuático. El módulo de cojinete comprende al menos dos cojinetes para el soporte de un árbol de pala de rotor. En al menos algunos ejemplos de realización, el módulo de cojinete comprende además el propio árbol de pala de rotor, una carcasa de cojinete, así como una junta interior y exterior contra agua. El módulo de cojinete presenta, además, un medio de fijación para la creación de uniones mecánicas a un buje de pala de rotor, a una pala de rotor y a un ajuste de pala. Los componentes individuales mencionados están agrupados como módulo de cojinete en una unidad de montaje completa, lo que posibilita un montaje, recambio o reparación rentable y con poco esfuerzo. Además, mediante el agrupamiento en una unidad de montaje, se puede posibilitar una mayor compacidad y un mejor efecto de sellado. La unidad de montaje puede instalarse o intercambiarse con un requisito de tiempo reducido. Puede tener lugar una reparación simplificada en un centro de reparación y no tiene que realizarse en situ. Además, la fabricación del módulo de cojinete puede tener lugar por expertos de montaje en un entorno protegido (contra polvo y condiciones climáticas), el cojinete no debe ensamblarse in situ. Los al menos dos cojinetes pueden posibilitar una alta estabilidad axial así como radial.

Los ejemplos de realización logran un módulo de cojinete para el ajuste de un ángulo de ataque de una pala de rotor en una central hidráulica de flujo subacuático. El módulo de cojinete comprende al menos dos cojinetes para el soporte de un árbol de pala de rotor. Los al menos dos cojinetes están dispuestos axiales a distancia uno de otro en el árbol de pala de rotor. El módulo de cojinete comprende, además, al menos un primer medio de fijación para la creación de una unión mecánica al buje de pala de rotor. El módulo de cojinete comprende, además, al menos un segundo medio de fijación para la creación de una unión mecánica a la pala de rotor. El módulo de cojinete comprende, además, al menos un tercer medio de fijación para la creación de una unión mecánica a un dispositivo de ajuste de pala. El módulo de cojinete está agrupado en una unidad de montaje.

Además, el módulo de cojinete comprende una carcasa de cojinete. La unión mecánica del módulo de cojinete con el buje de pala de rotor puede estar prevista mediante el primer medio de fijación a través de la carcasa de cojinete. Entre el agujero de la carcasa de cojinete y el árbol de pala de rotor hay un espacio intermedio. Aquí, en los ejemplos de realización, están dispuestos al menos dos cojinetes (cojinete de rodillos o cojinete de deslizamiento).

El módulo de cojinete comprende, además, un sistema de sellado interior y un sistema de sellado exterior. El sistema de sellado interior está dispuesto radial más dentro en dirección del eje de rotación del árbol de rotor y está admitido, por ejemplo, únicamente con aire o un gas. El sistema de sellado exterior está dispuesto, por ejemplo, radial más fuera con respecto al eje de rotación del árbol de rotor. El sistema de sellado exterior evita una infiltración de líquidos, por ejemplo, agua de mar, desde fuera al módulo de cojinete o al buje de pala. El sistema de sellado interior retiene el lubricante dentro del módulo de cojinete. El sistema de sellado exterior también retiene el lubricante dentro del módulo de cojinete y evita una salida del lubricante al líquido que lo rodea, es decir, agua.

Además, el sistema de sellado exterior comprende un soporte de junta y faldas de obturación móviles en una dirección radial con respecto al árbol de pala de rotor. Las faldas de obturación están dispuestas en un ángulo con respecto a la dirección radial con respecto al árbol de pala de rotor. Las faldas de obturación giran en dirección axial sobre un casquillo. Una presión ejercida por un medio líquido sobre la falda de obturación es transmisible al soporte de junta en dirección axial y radial con respecto al árbol de pala de rotor. El sistema de sellado exterior puede, de esta manera, por ejemplo, reducir una presión de apriete de las faldas de obturación al casquillo y reducir un desgaste.

En al menos algunos ejemplos de realización, fuera del buje de pala de rotor puede estar prevista una disposición de pala de rotor en dirección radial con respecto a un eje de rotación del buje de pala de rotor. Una disposición del ajuste de pala puede estar prevista dentro del buje de pala de rotor en dirección radial con respecto al eje de rotación del buje de pala de rotor. El eje de rotación del buje de pala de rotor y el eje de rotación del árbol de pala de rotor pueden diferenciarse en sus direcciones para el ajuste de la pala de rotor. La unión mecánica del módulo de cojinete con la pala de rotor puede estar prevista mediante el segundo medio de fijación a través del árbol de pala de rotor. La unión mecánica del módulo de cojinete con el ajuste de pala puede estar prevista mediante el tercer medio de fijación a través del árbol de pala de rotor. Mediante una disposición del ajuste de pala dentro del buje de pala de rotor, se pude lograr una protección del ajuste de pala ante influencias externas, por ejemplo, agua de mar y corrosión. La diferencia entre los ejes de rotación del buje de pala de rotor y del árbol de pala de rotor puede posibilitar un ajuste del ángulo de ataque de la pala de rotor para, por ejemplo, adaptar un rendimiento ganado de la central hidráulica de flujo subacuático.

La carcasa de cojinete es, en algunos ejemplos de realización, la envoltura exterior del módulo de cojinete y posibilita el montaje del módulo de cojinete como unidad de montaje completa para la fijación en el buje de pala.

En algunos ejemplos de realización, los al menos dos cojinetes pueden comprender al menos un elemento del grupo de cojinete de deslizamiento y cojinete de rodillos. El cojinete de rodillos puede, por ejemplo, basarse en al menos un elemento del grupo de rodillos cónicos, rodillos pendulares, rodillos a rótula, rodillos cilíndricos, rodillos de agujas y bolas. Los al menos dos cojinetes pueden comprender al menos un rodamiento fijo y al menos un rodamiento libre. Los al menos dos cojinetes también pueden corresponder a un cojinete ajustado por medio de dos cojinetes de rodillos cónicos. Los al menos dos cojinetes pueden, en algunos ejemplos de realización, tolerar poco juego axial y radial y proporcionar un sistema de cojinete robusto para turbinas mareomotrices. Esto es, por ejemplo, particularmente útil en el caso de corrientes marinas y turbulencias de agua que varían fuertemente, que garantizan períodos de reposo largos y fases de carga que oscilan fuertemente con pequeños ángulos de ataque y movimientos de ajuste. Para reducir fuerzas de flexión que actúan sobre el buje, una disposición de cojinete de rodillos cónicos puede posibilitar un diseño rígido, que puede reducir deformaciones y, a causa de esto, fugas del sistema de sellado.

En algunos ejemplos de realización, el sistema de sellado exterior puede presentar un recubrimiento de protección contra la corrosión. El módulo de cojinete puede comprender, además, un ánodo sacrificial para la protección contra la corrosión. Una protección contra la corrosión de puede aumentar una vida útil del módulo de cojinete y posibilitar un efecto de sellado de más alto con utilización prolongada.

En al menos algunos ejemplos de realización, el módulo de cojinete puede comprender, además, un sistema que monitoriza el estado, que está configurado para proporcionar información acerca de una entrada de agua. El sistema que monitoriza el estado puede, de esta manera, por ejemplo, informar acerca de un mantenimiento necesario debido a entradas de agua, antes de que el buje de pala de rotor y la central hidráulica de flujo subacuático se dañen.

Los ejemplos de realización logran, además, un procedimiento de fabricación para una central hidráulica de flujo subacuático con módulo de cojinete montado como unidad de montaje. La unidad de montaje puede montarse e intercambiarse con un requisito de tiempo reducido, y una reparación simplificada puede tener lugar en un centro de reparación, y no tiene que realizarse in situ. Además, la fabricación de la unidad de montaje en un entorno protegido (contra polvo y condiciones climáticas), el cojinete no tiene que ensamblarse in situ.

Los ejemplos de realización logran, además, una central hidráulica de flujo subacuático que comprende el módulo de cojinete. El módulo de cojinete puede montarse e intercambiarse como unidad de montaje con un requisito de tiempo reducido, y una reparación simplificada puede tener lugar en un centro de reparación, y no tiene que realizarse in situ.

Los ejemplos de realización, así como sus características individuales, dados a conocer en la descripción anterior, las siguientes reivindicaciones y en las figuras adjuntas, pueden ser de importancia en sus diferentes configuraciones e implementarse tanto individuales al igual que también en cualquier combinación para la realización de un ejemplo de realización. Por lo tanto, las figuras muestran esquemáticamente las siguientes vistas.

La Fig. 1, muestra una representación de visión general esquemática de un módulo de cojinete para el ajuste de un ángulo de ataque de una pala de rotor en una central hidráulica de flujo subacuático; y

la Fig. 2, muestra otra representación esquemática del módulo de cojinete de la Fig. 1, estando representada explícitamente una configuración preferida de un sistema de sellado interior y un sistema de sellado exterior.

En la siguiente descripción de las representaciones adjuntas, los mismos símbolos de referencia hacen referencia a los mismos componentes o similares. Además, se utilizan símbolos de referencia que agrupan para componentes y objetos que aparecen varias veces en un ejemplo de realización o en una representación, sin embargo, se describen conjuntamente en relación con una o varias características. Componentes y objetos, que se describen con el mismo o con símbolo de referencia que agrupa, pueden estar realizados, en relación con características individuales, varias o todas, por ejemplo, sus dimensionamientos, iguales, sin embargo, dado el caso, también diferentes, siempre que de la descripción no resulte alguna otra cosa explícita o implícita.

La Fig. 1 muestra, en aras de la claridad, solo los componentes principales de una central 100 hidráulica de flujo subacuático con un módulo 50 de cojinete para el ajuste de un ángulo de ataque de una pala 17 de rotor, mientras que la Fig. 2 representa los componentes individuales más detallados. El módulo de cojinete comprende al menos dos cojinetes 2; 3 para el soporte de un árbol 1 de pala de rotor. Los al menos dos cojinetes 2; 3 están dispuestos axiales a distancia uno de otro en el árbol 1 de pala de rotor. El módulo 50 de cojinete comprende al menos un primer medio de fijación para la creación de una unión mecánica a un buje 14 de pala de rotor. El módulo 50 de cojinete comprende, además, al menos un segundo medio de fijación para la creación de una unión mecánica a la pala 17 de rotor. El módulo 50 de cojinete comprende, además, al menos un tercer medio de fijación para la creación de una unión mecánica a un ajuste 19 de pala. El agua, las mareas o la corriente pueden actuar sobre la pala 17 de rotor y generar un momento de giro sobre el buje 14 de pala de rotor, el cual puede estar unido con un árbol de rotor.

El módulo 50 de cojinete está agrupado a una unidad de montaje. En la Fig. 1 y la Fig. 2, el primer, segundo y tercer medio de fijación está realizado como unión atornillada o empernada. Alternativamente, la unión mecánica puede corresponder a una unión pegada, soldada, atornillada, remachada, de apriete, de clip, de enclavamiento y/o similares. El primer, segundo y tercer medio de fijación puede, por ello, corresponder también a un adhesivo, un cordón de soldadura, un perno, un remache, un clip o partes de los componentes realizadas complementarias en arrastre de forma.

La unión mecánica mediante el primer medio de fijación, como también está representado en la Fig. 1 y la Fig. 2, está realizada como unión 15; 16 exterior e interior con respecto al buje 14 de pala de rotor. La unión mecánica mediante el segundo medio de fijación, como también está representada en la Fig. 2, está realizada como unión 18 de pala de rotor atornillada entre el árbol 1 de pala de rotor y la pala 17 de rotor. En algunos ejemplos de realización, para una mayor robustez de la unión mecánica mediante el segundo elemento de fijación, puede utilizarse, además, un acoplamiento de brida, por ejemplo, un disco 21 de fricción, el cual aumenta una fricción dentro de la unión mecánica y, con ello, puede posibilitar una capacidad más alta para la transferencia de carga y de momento. Con ello, por ejemplo, puede descargarse la unión.

En algunos ejemplos de realización, los al menos dos cojinetes 2; 3 pueden comprender al menos un elemento del grupo de cojinetes deslizantes y cojinetes de rodillos. El cojinete de rodillos puede basarse en al menos un elemento del grupo de rodillos cónicos, rodillos pendulares, rodillos a rótula, rodillos cilíndricos, rodillos de agujas y bolas. Los al menos dos cojinetes 2; 3 pueden, por ejemplo, comprender al menos un rodamiento fijo y al menos un rodamiento libre. Los al menos dos cojinetes 2; 3 pueden corresponder, por ejemplo, a un soporte ajustado por medio de dos cojinetes de rodillos cónicos.

Tipos y disposiciones de cojinete a modo de ejemplo para los al menos dos cojinetes 2; 3, son, por ejemplo, dos cojinetes de rodillos cónicos rígidos en disposición de O, dos cojinetes rígidos con un rodamiento fijo y un rodamiento libre (por ejemplo, cojinete de rodillos cilíndricos y un cojinete de rodillos cónicos emparejado), o dos cojinetes elásticos con un rodamiento fijo y un rodamiento libre (por ejemplo, dos cojinetes de rodillos esféricos o un cojinete de rodillos esférico en combinación con un cojinete compacto que se alinea automáticamente).

Una disposición precargada de cojinete de rodillos cónicos en disposición de O puede, por ejemplo, adaptarse con una distancia de cojinete preestablecida (por ejemplo, precalculada), para soportar eficientemente altas fuerzas de propulsión y momentos de flexión, que se transmiten por la pala 17 de rotor a través del árbol 1 de pala de rotor. Los cojinetes de rodillos cónicos son, en este caso, un ejemplo de realización preferido, por ejemplo, por su capacidad de soportar cargas radiales y axiales, su alta compacidad en comparación con uniones giratorias y rigidez en comparación con cojinetes de pivote, los cuales, preferiblemente, se utilizan en cojinetes de pala y cojinetes de acimut y pueden evitar una deformación axial y una basculación de cojinetes.

En algunos ejemplos de realización, la disposición de los al menos dos cojinetes puede permitir poco juego y, de esta manera, proporcionar un sistema de cojinete robusto para turbinas mareomotrices. Esto es, por ejemplo, útil en el caso de corrientes marinas y turbulencias de aguas que varían fuertemente, que pueden garantizar para períodos de reposo largos y fases de carga que oscilan fuertemente con pequeños ángulos de ataque y movimientos de ajuste. Para reducir fuerzas de flexión, que actúan sobre el buje 14 de pala de roto, una disposición de cojinete de rodillos cónicos puede posibilitar un diseño rígido, que puede reducir deformaciones y, a causa de esto, reducir fugas del sistema de sellado. Una disposición de cojinete pretensada con una zona de carga de 360 ° puede ayudar a evitar o reducir una carga unilateral y formaciones de acanaladuras no deseadas. Otras disposiciones de cojinete, como cojinetes de rodillos tóricos (también en ingl. CARB (toroidal roller bearing)) y cojinetes de rodillos cónicos de doble hilera (también en ingl. DRTRB (Double Row Tapered Roller Bearing)) o cojinetes de rodillos cilíndricos (también en ingl. CRB, Cylinder Roller Bearing) y DRTRB son otros ejemplos de realización posibles.

Los al menos dos cojinetes 2; 3 pueden, por ejemplo, estar lubricados con aceite o grasa, esto puede depender de necesidades, diseños y experiencias individuales. Los cojinetes lubricados con aceite pueden, por ejemplo, requerir juntas más complejas. El módulo 50 de cojinete puede estar prelubricado antes de una primera utilización. El módulo 50 de cojinete puede comprender, además, un sistema de lubricación en caso de tiempos de utilización prolongados. El módulo 50 de cojinete puede, por ejemplo, estar equipado con un sistema de reengrasado automático.

En al menos algunos ejemplos de realización, una disposición de la pala 17 de rotor está en dirección radial con respecto a un eje de rotación del buje 14 de pala de rotor fuera del buje 14 de pala de rotor. Una disposición del ajuste 19 de pala puede estar prevista en dirección radial con respecto al eje de rotación del buje 14 de pala de rotor. El eje de rotación del buje 14 de pala de rotor y el eje de rotación del árbol 1 de pala de rotor pueden, en este caso, ser diferentes en sus direcciones para el ajuste de la pala 17 de rotor. Por ejemplo, los ejes de rotación del buje 14 de pala de rotor y el eje de rotación del árbol 1 de pala rotor pueden ser esencialmente ortogonales uno con respecto al otro. Los ejes de rotación pueden desviarse, por ejemplo, entre 0 ° y 25 ° de la ortogonalidad. La unión mecánica del módulo 50 de cojinete con la pala 17 de rotor, mediante el segundo medio de fijación, puede, por ejemplo, estar prevista a través del árbol 1 de pala de rotor. La unión mecánica del módulo 50 de cojinete con el ajuste 19 de pala puede estar prevista mediante el tercer medio de fijación a través del árbol 1 de pala de rotor. El ajuste 19 de pala puede unirse mecánicamente, por ejemplo, a través de un mecanismo ajustable (accionamiento de pitch), un empujador de leva, un cilindro elevador eléctrico o hidráulico mediante el tercer medio de fijación con el árbol 1 de pala de rotor. El ajuste 19 de pala puede, por ejemplo, realizarse por medio de un mecanismo adecuado en el rango entre 0 ° y 90 °. Adecuado es para ello, por ejemplo, un engranaje con corona y árbol de piñón que la impulsa, leva excéntrica y cilindro de ajuste (hidráulicamente, eléctricamente) o una articulación de palanca.

La Fig. 2 muestra otros detalles del ejemplo de realización de la Fig. 1. Como se muestra de nuevo, el módulo 50 de cojinete a modo de ejemplo comprende un cojinete 2 interior y un cojinete 3 exterior, que corresponden a los al menos do cojinetes 2; 3, una carcasa 4 de cojinete, un sistema 5 de sellado externo para el sellado frente a agua de mar, un casquillo 6, un soporte 7 de junta, una unión 8 hacia la carcasa 4 de cojinete, un sistema 9 de sellado interior, otro casquillo 10 para el sistema 9 de sellado interior, una tuerca de árbol o anillo 11 afianzador, una tuerca de árbol exterior o anillo 12 afianzador y una tapa 13 de carcasa.

Además, el módulo 50 de cojinete comprende la carcasa 4 de cojinete y el árbol 1 de pala de rotor. La unión mecánica del módulo 50 de cojinete con el buje 14 de pala de rotor, mediante el primer medio de fijación, puede estar prevista a través de la carcasa 4 de cojinete. La carcasa 4 de cojinete puede, en este caso, con el árbol 1 de pala de rotor crear un espacio intermedio de cojinete. Los al menos dos cojinetes 2; 3 pueden estar dispuestos entre el árbol 1 de pala de rotor y la carcasa 4 de cojinete. La carcasa 4 de cojinete puede, por ejemplo, comprender y/o envolver al menos parcialmente de forma radial al árbol 1 de pala de rotor con respecto a un eje de rotación del árbol 1 de pala de rotor. La carcasa de cojinete puede, por ejemplo, presentar una capa protectora que reduce la corrosión o que evita la corrosión. En al menos algunos ejemplos de realización, el módulo 50 de cojinete puede comprender, además, un ánodo 20 sacrificial, por ejemplo, para reducir o evitar una corrosión de la carcasa de cojinete o de un sistema de sellado.

La carcasa 4 de cojinete soporta ambos cojinetes, que están montados sobre el árbol 1 de pala de rotor y el sistema de sellado interior 9 y exterior 5, el cual puede estar embridado al cojinete 3 exterior. La disposición de cojinete puede posibilitar que el módulo 50 de cojinete pueda montarse y desmontarse de manera sencilla y rápida en el/del buje 14 para facilitar una reparación. Esto puede, por ejemplo, suceder mediante un atornillado de brida como unión 15; 16 como primer medio de fijación en combinación con superficies que centran, que contactan. Además, la carcasa 4 de cojinete puede presentar un dispositivo de elevación o rosca de elevación para un montaje en grúa simplificado, para facilitar el montaje y el desmontaje. Adicionalmente, la carcasa 4 de cojinete o bien el módulo 50 de cojinete puede estar equipada con sensores para la medición de estado, por ejemplo, sensores de vibración, por ejemplo, sensores de temperatura, por ejemplo, sensores de dilatación, por ejemplo, bandas extensométricas para la monitorización de cojinete. Además, los sensores (sensores de humedad o sensores de nivel de llenado) pueden posibilitar una medición de líquidos que se infiltran.

El módulo 50 de cojinete comprende, además, un sistema 9 de sellado interior y un sistema 5 de sellado exterior. El sistema 9 de sellado interior puede, por ejemplo, estar dispuesto radial más dentro con respecto al eje de rotación del buje 14 de pala de rotor que los al menos dos cojinetes 2; 3. El sistema 10 de sellado exterior puede estar dispuesto más fuera con respecto al eje de rotación del buje 14 de pala de rotor que los al menos dos cojinetes 2; 3.

En al menos algunos ejemplos de realización, el sistema 5 de sellado exterior puede presentar un recubrimiento de protección contra la corrosión. El sistema 5 de sellado exterior puede, por ejemplo, estar dispuesto para reducir o evitar una infiltración de agua de mar en el módulo de cojinete. El sistema de sellado exterior puede, por ejemplo, presentar una o más faldas de obturación, que giran y obturan en dirección radial sobre un casquillo 6. El casquillo 6 puede, por ejemplo, presentar como superficie antirrotación endurecida para la una o más faldas de obturación y, en algunos ejemplos de realización, una capa protectora contra la corrosión. El sistema 5 de sellado exterior comprende, por ejemplo, un soporte 7 de junta y faldas de obturación móviles en una dirección radial con respecto al árbol 1 de pala de rotor. Las faldas de obturación pueden estar dispuestas en un ángulo con respecto a la dirección radial con respecto al árbol 1 de pala de rotor. Las faldas de obturación pueden girar en dirección radial sobre un casquillo 6. Una presión ejercida por un medio líquido sobre las faldas de obturación puede ser transmisible en dirección axial y radial con respecto al árbol 1 de pala de rotor sobre el soporte 7 de junta. El soporte 7 de junta puede, por ejemplo, presentar una unión mecánica con la carcasa 4 de cojinete a través de un cuarto medio 8 de fijación. El cuarto medio de fijación puede, por ejemplo, ser una unión atornillada o empernada.

En la posición del cojinete 2 interior en el buje de pala de rotor puede instalarse el sistema 9 de sellado interior, el cual gira en contra de un casquillo 10 interior, por ejemplo, para retener el lubricante dentro del sistema de cojinete. El sistema 9 de sellado interior puede, por ejemplo, ser un retén labial sencillo, el cual se soporta por un soporte de junta. Como superficie contraria para la falda de obturación puede, por ejemplo, preverse una capa interior endurecida con una capa protectora contra la corrosión. La carcasa 4 de cojinete y el soporte 7 de junta, que también puede estar unido con el buje 14 de pala de rotor, puede asegurar el anillo exterior en dirección axial y, por ejemplo, soportar además la junta interior. El aseguramiento axial del anillo interior de ambos cojinetes puede, por ejemplo, proporcionarse por una tuerca de árbol interior o anillo 11 afianzador y/o una tuerca de árbol exterior o anillo 12 afianzador y el sistema 5 de sellado exterior.

El módulo 50 de cojinete puede, por ejemplo, instalarse en el buje de rotor como cartucho de cojinete premontado a través de una unión atornillada. Las partes exteriores como, p. ej., la unión embridada a la pala de rotor, el sistema 5 de sellado exterior (el sellado contra agua principal) y la carcasa de cojinete puede estar, por ejemplo, protegido contra la corrosión, por ejemplo, con una capa protectora contra la corrosión, un ánodo sacrificial o ambos.

En algunos ejemplos de realización, el módulo 50 de cojinete puede presentar, además, un sistema que monitoriza el estado, que está configurado para proporcionar información acerca de una entrada de agua. Esto puede, por ejemplo, suceder mediante agujeros de drenaje en la construcción en unión con correspondientes sensores de presión o de estado de nivel.

El módulo 50 de cojinete puede comprender, además, un sistema de monitorización adicional, el cual, por ejemplo, puede medir vibración, ruido y la temperatura en las dos posiciones de cojinete. Los correspondientes sensores pueden, por ejemplo, ser sensores de humedad, sensores de entrada de agua, sensores de vibración, sismógrafos, sensores de temperatura o sensores de ruido. Un sensor para la entrada de agua o un sensor de humedad puede estar, por ejemplo, también comprendido en el módulo 50 de cojinete, para reconocer agua que se infiltra desde fuera, el cual puede infiltrarse en el cojinete y la carcasa de cojinete. El módulo 50 de cojinete puede comprender, además, un tanque de drenaje, para recoger el agua que se ha infiltrado. Además, el módulo 50 de cojinete puede comprender una bomba, que evacúa el agua infiltrada, por ejemplo, fuera del tranque de drenaje.

En algunos ejemplos de realización, el módulo 50 de cojinete puede comprender, además, un módulo de envío, que puede proporcionar los datos medidos del sistema que monitoriza el estado y/o del sistema que monitoriza el estado adicional a una unidad de monitorización de la central 100 hidráulica de flujo subacuático, por ejemplo, a través de una conexión inalámbrica o cableada. La unidad de monitorización puede entonces, por ejemplo, como consecuencia de los datos acerca de la vibración, la medición de ruido o la infiltración de agua, analizar si es necesario un mantenimiento o un reemplazo.

El módulo 50 de cojinete puede utilizarse, por ejemplo, como unidad de cojinete de pala compacta para turbinas mareomotrices. El módulo 50 de cojinete puede presentar, en al menos algunos ejemplos de realización, las siguientes características:

• El módulo 50 de cojinete puede, por ejemplo, proporcionarse en diferentes tamaños y configuraciones, para ser utilizado en diferentes clases de rendimiento de turbinas.

• En comparación con soluciones convencionales, por ejemplo, de varias piezas, el diseño del módulo de cojinete, en algunos ejemplos de realización, se mejora con relación a la compacidad, la rigidez y el peso.

• El módulo 50 de cojinete, en algunos ejemplos de realización, está dispuesto para manejar períodos de reposo largos y fases de carga que oscilan fuertemente con pequeños ángulos de ataque y movimientos vibratorios. Por ejemplo, el módulo 50 de cojinete puede estar dispuesto para posibilitar un ajuste del ángulo de ataque en fracciones de segundo.

• El módulo 50 de cojinete puede, en algunos ejemplos de realización, presentar una ventaja de coste y de tamaño en comparación con cojinetes de rodillos grandes convencionales con mayor diámetro.

• El módulo 50 de cojinete puede, por ejemplo, corresponder a una unidad premontada para instalaciones, reparaciones y reemplazos rápidos de turbinas. El montaje del módulo 50 de montaje puede, por ejemplo, realizarse por expertos en áreas de trabajo muy limpias.

• La protección contra la corrosión puede, en algunos ejemplos de realización, posibilitar una utilización del módulo 50 de cojinete en agua de mar.

• La utilización de sistemas de sellado a prueba de presión especiales puede, en algunos ejemplos de realización, posibilitar una utilización del módulo 50 de cojinete a una profundidad de hasta 80 m.

• El módulo 50 de cojinete tiene, en al menos algunos ejemplos de realización, una capacidad alta para cargas axiales y radiales.

• El módulo 50 de cojinete puede estar pretensado axial y radialmente sin juego, para absorber cargas vibratorias y repentinas.

Los al menos dos cojinetes 2; 3 y los sistemas 5; 9 de sellado pueden, en algunos ejemplos de realización, ajustarse de la manera más precisa posible, para evitar o reducir una carga excéntrica sobre juntas.

Otro ejemplo de realización es una turbina para una central 100 hidráulica de flujo subacuático que comprende el módulo 50 de cojinete. La turbina puede, por ejemplo, comprender al menos dos palas de rotor, soportándose las al menos dos palas de rotor a través de al menos dos módulo 50 de cojinete.

La Fig. 1 ilustra, además, un diagrama de bloques de un ejemplo de realización de una central 100 hidráulica de flujo subacuático que comprende el módulo 50 de cojinete. La central hidráulica de flujo subacuático puede, por ejemplo, comprender una o más turbinas, pudiendo las turbinas comprender al menos dos palas de rotor con al menos dos módulos 50 de cojinete.

Los ejemplos de realización logran, además, un procedimiento de fabricación para una central 100 hidráulica de flujo subacuático con montaje del módulo 50 de cojinete como unidad de montaje de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores. El de una turbina de la central hidráulica de flujo subacuático montaje en el buje 14 de pala de rotor puede tener lugar, por ejemplo, a través de arrastre de forma o arrastre de fuerza, por ejemplo, por medio de la unión 15; 16 atornillada.

El diseño y la fabricación, el montaje y las pruebas controladas de todos los componentes, puede posibilitar que el módulo 50 de cojinete sea más robusto en su lugar de aplicación que las soluciones convencionales, lo que puede posibilitar un funcionamiento más fiable.

Al menos algunos ejemplos de realización pueden ser más económicos de fabricar, dado que pueden existir mayores similitudes de componentes de diferentes unidades, lo que puede posibilitar efectos de escala hasta en unidades adaptadas individualmente.

En ejemplos de realización, el módulo 50 de cojinete puede ser accesible y desmontable, lo que puede posibilitar un mantenimiento y una reparación más sencillos y que reducen los costes. Un enfoque holístico puede posibilitar una reparación en el centro de servicio, lo que puede posibilitar un almacenamiento central de unidades y piezas de repuesto.

Los ejemplos de realización pueden basarse, por ejemplo, en un enfoque de diseño y de fabricación holístico. Pueden posibilitar una compacidad mediante integración inteligente de componentes. El módulo 50 de cojinete puede, por ejemplo, proporcionarse como sistema de llave de mano por un único fabricante. El módulo 50 de cojinete puede posibilitar una sustitución sencilla de piezas desgastadas o dañadas y representar una solución más económica que sistemas convencionales.

Las características dadas a conocer en la descripción anteriores, las siguientes reivindicaciones y las figuras adjuntas, pueden ser de importancia en sus diferentes configuraciones e implementarse tanto individuales al igual que también en cualquier combinación para la realización de un ejemplo de realización.

Aunque algunos aspectos se han descrito en relación con un dispositivo, se entiende que estos aspectos también representan una descripción del correspondiente procedimiento, de modo que un bloque o elemento funcional de un dispositivo ha de entenderse también como un correspondiente paso de procedimiento o como una característica de un paso de procedimiento. Análogo a esto, los aspectos, que han sido descritos en relación con o como un paso de procedimiento, también representan una descripción del correspondiente bloque o detalle o característica de un correspondiente dispositivo.

Los ejemplos de realización arriba descritos representan únicamente una ilustración de los principios de la presente invención. Se entiende que modificaciones y variaciones de las disposiciones y detalles descritos en el presente documento pueden derivarse por otros expertos. Por ello, está previsto que la invención esté limitada únicamente por el ámbito de protección de las siguientes reivindicaciones y no por los detalles específicos, que han sido presentados en el presente documento mediante la descripción y la explicación de los ejemplos de realización. Lista de símbolos de referencia

1 árbol de pala de rotor

2 cojinete interior

3 cojinete exterior

4 carcasa de cojinete

5 sistema de sellado exterior

6 casquillo

7 soporte de junta

8 unión a la carcasa de cojinete

9 sistema de sellado interior

10 sistema de sellado interior de casquillo

11 tuerca de árbol interior/anillo afianzador

12 tuerca de árbol exterior/anillo afianzador

tapa de carcasa dentro

buje de pala de rotor

unión exterior al buje de pala de rotor

unión interior al buje de pala de rotor

pala de rotor

unión de pala de rotor entre árbol de pala de rotor y pala de rotor ajuste de pala

ánodo sacrificial

disco de fricción

módulo de cojinete

central hidráulica de flujo subacuático

Claims

REIVINDICACIONES

1. Módulo (50) de cojinete para el ajuste de un ángulo de ataque de una pala (17) de rotor en una central (100) hidráulica de flujo subacuático, que comprende

un árbol (1) de pala de rotor,

al menos dos cojinetes (2; 3) para el soporte del árbol (1) de pala de rotor, estando los al menos dos cojinetes (2; 3) dispuestos axiales a distancia uno de otro en el árbol (1) de pala de rotor;

que comprende, además, una carcasa (4) de cojinete, formando la carcasa (4) de cojinete con el árbol (1) de pala de rotor un espacio intermedio de cojinete y estando los al menos dos cojinetes (2; 3) dispuestos entre el árbol (1) de pala de rotor y la carcasa (4) de cojinete

al menos un primer medio de fijación para la creación de una unión mecánica a un buje (14) de pala de rotor;

al menos un segundo medio de fijación para la creación de una unión mecánica a la pala (17) de rotor; y al menos un tercer medio de fijación para la creación de una unión mecánica a un ajuste (19) de pala, que comprende, además, un sistema (9) de sellado interior y un sistema (5) de sellado exterior, estando el sistema (9) de sellado interior dispuesto radialmente más dentro con respecto al eje de rotación del buje (14) de pala de rotor que los al menos dos cojinetes (2; 3),

y estando el sistema (5) de sellado exterior dispuesto radialmente más fuera con respecto al eje de rotación del buje (14) de pala de rotor que los al menos dos cojinetes (2; 3), comprendiendo el sistema (5) de sellado exterior un soporte (7) de junta y faldas de obturación móviles en una dirección radial con respecto al árbol (1) de pala de rotor, estando las faldas (5) de obturación dispuestas en un ángulo con respecto a la dirección radial con respecto al árbol (1) de pala de rotor, y girando las faldas (5) de obturación sobre un casquillo (6), y siendo una presión ejercida por un medio líquido sobre la falda de obturación transmisible en dirección axial y radial con respecto al árbol (1) de pala de rotor sobre el soporte (7) de junta,

estando el módulo (50) de cojinete ensamblado en una unidad de montaje.

2. Módulo (50) de cojinete de acuerdo con la reivindicación 1,

estando prevista una disposición de la pala (17) de rotor en dirección radial con respecto a un eje de rotación del buje (14) de pala de rotor fuera del buje (14) de pala de rotor y estando prevista una disposición del ajuste (19) de pala en dirección radial con respecto al eje de rotación del buje (14) de pala de rotor dentro del buje (14) de pala de rotor,

diferenciándose el eje de rotación del buje (14) de pala de rotor y el eje de rotación del árbol (1) de pala de rotor en sus direcciones para el ajuste de la pala (17) de rotor,

estando prevista la unión mecánica del módulo (50) de cojinete con la pala (17) de rotor mediante el segundo medio de fijación a través del árbol (1) de pala de rotor, y

estando prevista la unión mecánica del módulo (50) de cojinete con el ajuste (19) de pala de rotor mediante el tercer medio de fijación a través del árbol (1) de pala de rotor.

3. Módulo (50) de cojinete de acuerdo con la reivindicación 2,

estando la unión mecánica del módulo (50) de cojinete con el buje (14) de pala de rotor prevista mediante el primer medio de fijación a través de la carcasa (4) de cojinete.

4. Módulo (50) de cojinete de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores,

comprendiendo los al menos dos cojinetes (2; 3) un elemento del grupo de cojinete deslizante y cojinete de rodillos, basándose el cojinete de rodillos en al menos un elemento del grupo de rodillos cónicos, rodillos pendulares, rodillos a rótula, rodillos cilíndricos, rodillos de agujas y bolas,

y/o comprendiendo los al menos dos cojinetes (2; 3) al menos un rodamiento fijo y al menos un rodamiento libre,

y/o correspondiendo los al menos dos cojinetes (2; 3) a una disposición de los cojinetes ajustada por medio de dos cojinetes de rodillos cónicos.

5. Módulo (50) de cojinete de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores,

presentando el sistema (5) de sellado exterior un recubrimiento de protección contra la corrosión, o comprendiendo el módulo (50) de cojinete, además, un ánodo (20) sacrificial para la protección contra la corrosión.

6. Módulo (50) de cojinete de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores,

que comprende, además, un sistema que monitoriza el estado, que está configurado para proporcionar información acerca de una entrada de agua.

7. Procedimiento de fabricación para una central (100) hidráulica de flujo subacuático con módulo (50) de cojinete montado como unidad de montaje de acuerdo con una de las realización anteriores.

8. Central (100) hidráulica de flujo subacuático que comprende el módulo (50) de cojinete de acuerdo con una de las reivindicaciones 1-6.