ES1058539U - Estructura perfeccionada de torre modular para turbinas eolicas y otras aplicaciones. - Google Patents
Estructura perfeccionada de torre modular para turbinas eolicas y otras aplicaciones.Info
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Abstract
1. Estructura perfeccionada de torre modulada de hormigón, metálica y/o mixta, para turbinas eólicas y otras aplicaciones, constituida por una pluralidad de elementos prefabricados de hormigón, metálicos y/o mixtos, con texturas de su superficies lisas, rugosas e impresas, resultante de la idea de dividir la torre (1) mediante secciones horizontales y verticales, estando caracterizada porque el conjunto de elementos (2) se encuentra formado por piezas de hormigón prefabricado, metálicas y/o mixtas, que son segmentos (3) parciales de una superficie de revolución de generatriz recta o curva (forma exterior de la torre) y también puede estar formado por elementos de hormigón lineales, rectos o curvos, constituyendo una celosía inscrita en la mencionada superficie de revolución. Los elementos prefabricados de tamaño decreciente con la altura, son susceptibles de encajar unos sobre otros constituyendo una torre cerrada o una torre en celosía abierta inscrita en una superficie ideal troncocónicade generatriz recta o curva. Los elementos constituyen diferentes tramos en altura de la torre que, en el caso de torre cerrada, cada tramo está constituido por una pluralidad de secciones transversales: media sección, tercio de sección, cuarto de sección, quinto de sección, sexto de sección, séptimo de sección, octavo de sección, etc. unidas entre sí mediante juntas verticales y horizontales, húmedas o secas, o medias juntas verticales cosidas por barras pretensadas a través de orificios existentes en un reborde vertical. Cada tramo de torre en celosía abierta se constituye por una familia de elementos lineales cuasi-verticales y un anillo de elementos horizontales de directriz circular o poligonal que sirve de arriostramiento a la altura de cada junta horizontal entre 2 tramos sucesivos.
Description
Estructura perfeccionada de torre modular para
turbinas eólicas y otras aplicaciones.
La presente invención, estructura perfeccionada
de torre modular para turbinas eólicas, consiste en una novedosa y
original estructura de torre de soporte de turbinas generadoras de
energía eléctrica y otras aplicaciones.
Es por ello, que la presente invención será de
especial interés para el sector de la industria energética y
especialmente para la eléctrica de generación eólica, así como para
la industria especializada en obra civil relacionada con el sector
eólico.
En la actualidad, es bien conocido el desarrollo
de la energía eólica, como fuente de generación de energía
eléctrica de origen renovable. Esta consiste en el aprovechamiento
de la energía del viento. Antiguamente se utilizó para propulsar
naves marinas y mover molinos de grano. Hoy se emplea sobre todo
para generar energía limpia y segura.
La energía eólica ha experimentado un importante
avance en los últimos años, especialmente en Europa, donde
Alemania, España y Dinamarca se encuentran a la cabeza con una
potencia instalada de mas de 9TW, 6TW y 3TW de potencia instalada,
respectivamente.
Para haber podido alcanzar tal grado de
desarrollo ha sido necesario ir desarrollando nuevas tecnologías,
posibilitando un avance en la potencia por turbina, desde unos
cientos de kW hasta los 2.000 kW, de las máquinas que se están
instalando en la actualidad y más aun las que están diseñando de
3.000 a 6.000 kW de potencia, con palas de hasta 45 metros de
longitud.
Esto ha justificado la construcción de torres de
gran altura para sustentar la góndola donde se encuentra la turbina
del aerogenerador, llegándose hasta alturas de 100 metros o
más.
Debido a problemas en el transporte, las
referidas torres se fabrican con unas limitaciones de diámetro y
de longitud, estando constituidas por tramos unidos entre sí. Por
ello, normalmente son metálicas, fabricadas mediante chapa de acero
curvada y electrosoldada para dar la forma cilíndrica y soldada a
su vez a sendas bridas en sus extremos, mediante las que se unen y
fijan a través de tornillos los distintos tramos de la torre. Por
ello su diámetro no suele exceder de 4,20 metros.
Por otra parte, el incremento del coste del acero
es un factor que hace necesario pensar en otras alternativas, en
cuanto a materiales empleados, siendo la alternativa preferente el
empleo del hormigón. Se ha puesto a punto sistemas de construcción
de torres tronco-cónicas de hormigón con mayores
diámetros que las metálicas y por ello permiten llegar a mayores
alturas.
Las torres de hormigón permitirían alcanzar a la
vez que unas mayores alturas, un menor coste de construcción y una
mayor duración que el acero, minimizando su mantenimiento.
Asimismo, al tener un mayor peso que las de acero permiten reducir
la dimensión de zapatas y por tanto hacerlas también más
económicas.
Finalmente, al no ser un material conductor el
hormigón no plantea problemas de aislamientos eléctricos ni de
interferencias en las comunicaciones.
La presente invención, estructura perfeccionada
de torre modular para turbinas eólicas y otras aplicaciones,
supone una invención que posibilita el empleo de estructuras
prefabricadas de hormigón, metálicas o mixtas, para este propósito
específico, mediante una especial estructura que simplifica
sustancialmente el transporte, la instalación y el montaje,
mejorando las prestaciones técnicas que alcanza el Estado de la
Técnica actual y con una importante reducción de costes.
Para ello el conjunto de una torre se divide
mediante secciones horizontales y verticales en módulos de medidas
y pesos transportables. Cada uno de estos módulos de hormigón
prefabricado, metálicos o mixtos, puede estar constituido por un
elemento superficial constituido de una superficie de revolución
con generatriz recta o curva, o por elementos lineales de sección
recta o curva.
La presente estructura perfeccionada de torre
modular de hormigón, metálica o mixta, para turbinas eólicas y
otras aplicaciones, que se describe a continuación, se encuentra
constituida por una pluralidad de elementos prefabricados de
diferentes texturas (lisas, rugosas o impresas) de dimensiones y
pesos transportables creando un conjunto de aspecto cerrado
superficial que forma una superficie de revolución de generatriz
recta o curva, o un conjunto de aspecto de celosía abierta con
elementos lineales inscritos en una superficie ideal de revolución
con generatriz recta o curva.
Para obtener el despiece de elementos, la torre
se divide mediante secciones horizontales circulares en varios
tramos de altura limitada para poder ser transportadas. A su vez,
cada tramo de altura limitada se divide mediante secciones
verticales en elementos que, en posición de transporte, presentan
dimensiones y pesos susceptibles de ser transportadas por
carretera. El número de secciones verticales (2, 3, 4, 5, 6, 7,
8...) proporciona elementos de media sección, tercio de sección,
cuarto de sección, quinto de sección, sexto de sección, séptimo de
sección, octavo de sección, etc., unidas entre sí mediante juntas
verticales resueltas como juntas húmedas o como juntas cosidas con
barras o cables pretensados a través de un reborde. Cada conjunto
de 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8... elementos constituye un tramo de altura
limitada entre juntas horizontales. Así, los tramos inferiores de
la torre, de mayor diámetro, se constituirán con más elementos, por
ejemplo, con octavos de sección de tramo, mientras que los
superiores, de menor diámetro, podrán constituirse con simplemente
dos elementos, o incluso con un único elemento metálico o
mixto.
La unión entre sí de los elementos de cada tramo
se puede efectuar mediante juntas húmedas verticales que requieren
la utilización en obra de pequeños encofrados y del vertido
"in situ" de un pequeño volumen de hormigón, o mediante
junta verticales cosidas por barras pretensadas, a través de
orificios pasantes alojados en la estructura de hormigón de dichos
elementos, por los que se sujetan las barras pasantes que son
tensadas, formando así tramos de hormigón prefabricado
constituidas por varios elementos transversales que son más
fácilmente transportables que los actuales elementos metálicos, al
poder ser de menores dimensiones.
Asimismo, los diferentes tramos de torre así
constituidos se encuentran a su vez unidos entre sí mediante bridas
constituidas por un reborde interior en los bordes extremos,
provistos de una pluralidad de orificios por donde pasan las barras
o cables metálicos de sujeción que son tensadas mediante tuercas a
ambos lados de la brida.
Además, en lugar de la solución anterior, los
diferentes tramos de torre así constituidos se pueden encontrar a
su vez unidos entre sí mediante bridas provistas por una pluralidad
de orificios que son atravesados por un conjunto de cables
metálicos entre la brida del tramo en cuestión y la base de la
zapata de la torre, pasando dichos cables por todas las otras
bridas de los tramos intermedios, creándose de esta manera en el
interior de la torre un pretensado exterior o interior al
hormigón.
Por otra parte, en las anteriores bridas la unión
entre tramos de la torre, los bordes de éstos adoptan un perfil
machihembrado, facilitando el encaje entre tramo y tramo.
Además, en lugar de las soluciones anteriores,
los diferentes tramos de torre se pueden encontrar a su vez unidos
entre sí mediante un sistema de barras de acero salientes de un
tramo, que se alojan en conductos dejados al efecto en el otro
tramo, estableciéndose la unión mediante relleno de los conductos o
vainas con mortero sin retracción, fluido y de alta resistencia.
Las barras salientes serán paralelas y verticales, situadas a la
distancia exacta correspondiente a la situación del extremo
exterior de las vainas. Estas, sin embargo, pueden no ser
verticales ya que están alojadas en la superficie inclinada de los
elementos de hormigón. La flexibilidad de las barras de acero
permitirá la penetración y adaptación de la forma de las barras a
la forma de los conductos o vainas. Estas serán corrugadas para
proporcionar la adherencia deseada. Si es necesario, el extremo de
cada barra puede terminar en una bola que facilitará el
deslizamiento a lo largo de la vaina durante su introducción y que
creará además un anclaje adicional al proporcionado por la
adherencia a lo largo de la barra.
En el caso de elementos lineales, rectos o
curvos, formando celosía abierta, cada tramo de altura limitada se
constituye por varios elementos lineales cuasi -verticales
(adaptados a la superficie ideal tronco -cónica de generatriz recta
o curva) y por un anillo de elementos lineales circulares o
poligonales que sirven de arriostramiento al nivel de cada junta
horizontal. Cada anillo puede estar constituido por uno o varios
elementos lineales horizontales, rectos (en caso de anillo
poligonal) o curvas (en caso de anillo circular).
La unión puede realizarse mediante un sistema de
barras de acero salientes de cada elemento lineal cuasi -vertical
de un tramo, que atraviesan conductos pasantes dejados al efecto en
los elementos horizontales circulares o poligonales, y se alojan y
andan finalmente en vainas situadas en los elementos
cuasi-verticales del otro tramo. En este caso, las
barras y conductos o vainas son paralelas entre sí no siendo
necesario deformar las barras al introducirse en los conductos. La
unión se consigue, igualmente, con mortero fluido sin retracción de
alta resistencia.
Por último, los tramos superiores, de menor
tamaño, pueden ser metálicos o mixtos en lugar de hormigón
prefabricado.
A continuación, se acompañan los dibujos en los
que se representa, a simple título de ejemplo, no limitativo, una
forma preferente de realización susceptible de todas aquellas
variaciones de detalle que no supongan una alteración fundamental
de las características esenciales de dichos perfeccionamientos.
En dichos planos se ilustran:
En la figura 1: Vista en alzado de una estructura
perfeccionada de torre modular de hormigón parabólica para
turbinas eólicas y otras aplicaciones con detalle de la sección de
sus tramos.
En la figura 2: Vista en detalle de una sección
de un tramo de la estructura perfeccionada de torre modular para
turbinas eólicas y otras aplicaciones, y detalle de algunas
posibilidades de las bridas de unión.
En la figura 3: vista en alzado de una estructura
perfeccionada de torre modular de hormigón
tronco-cónica para turbinas eólicas y otras
aplicaciones.
En la figura 4: Vista en detalle de las distintas
secciones de los tramos de una estructura perfeccionada de torre
modular de hormigón para turbinas eólicas y otras aplicaciones.
En la figura 5: Vista en alzado de una estructura
perfeccionada de torre modular de hormigón para turbinas eólicas y
otras aplicaciones con detalle de los cables de sujeción.
En la figura 6: Vista en detalle de las distintas
secciones de los tramos de una estructura perfeccionada de torre
modular de hormigón para turbinas eólicas y otras aplicaciones con
cables de sujeción.
Así, en esta forma preferente de realización, la
presente estructura perfeccionada de torre modulada de hormigón,
metálica y/o mixta, para turbinas eólicas y otras aplicaciones, que
se describe a continuación, se encuentra constituida por una
pluralidad de elementos prefabricados de hormigón, metálicos y/o
mixtos, con texturas de su superficies lisas, rugosas e impresas,
resultante de la idea de dividir la torre (1) mediante secciones
horizontales y verticales. Así, el conjunto de elementos (2) se
encuentra formado por piezas de hormigón prefabricado, metálicas
y/o mixtas, que son segmentos (3) parciales de una superficie de
revolución de generatriz recta o curva (forma exterior de la torre)
y también puede estar formado por elementos de hormigón lineales,
rectos o curvos, constituyendo una celosía inscrita en la
mencionada superficie de revolución. Los elementos prefabricados de
tamaño decreciente con la altura, son susceptibles de encajar unos
sobre otros constituyendo una torre cerrada o una torre en celosía
abierta inscrita en una superficie ideal
tronco-cónica de generatriz recta o curva. Los
elementos constituyen diferentes tramos en altura de la torre que,
en el caso de torre cerrada, cada tramo está constituido por una
pluralidad de secciones transversales: media sección, tercio de
sección, cuarto de sección, quinto de sección, sexto de sección,
séptimo de sección, octavo de sección, etc. unidas entre sí
mediante juntas verticales y horizontales, húmedas o secas, o
medias juntas verticales cosidas por barras pretensadas a través de
orificios existentes en un reborde vertical. Cada tramo de torre
en celosía abierta se constituye por una familia de elementos
lineales cuasi-verticales y un anillo de elementos
horizontales de directriz circular o poligonal que sirve de
arriostramiento a la altura de cada junta horizontal entre 2 tramos
sucesivos.
Por otra parte, en esta estructura perfeccionada
de torre modular de hormigón, metálica y/o mixta, para turbinas
eólicas y otras aplicaciones, los diferentes tramos de torre así
constituidos se encuentran a su vez unidos entre sí mediante bridas
(5) constituidas por un reborde (4) interior en los bordes
extremos, provistos de una pluralidad de orificios por donde pasan
las barras metálicas de sujeción.
Asimismo, los diferentes tramos de torre así
constituidos se encuentran a su vez unidos entre si mediante bridas
(6) provistas por una pluralidad de orificios que son atravesados
por un conjunto de tirantes (7) metálicos, entre la brida del tramo
en cuestión y la base o zapata de la torre, pasando dichos
tirantes por todas las bridas de los tramos intermedios.
Además, los diferentes tramos de torre así
constituidas se encuentran unidos entre sí por un sistema de barras
de acero salientes de un tramo, que se alojan en conductos dejados
al efecto en el otro tramo, estableciéndose la unión mediante
relleno de los conductos o vainas con mortero sin retracción,
fluido, de alta resistencia. Igualmente, además de las anteriores
bridas de unión o sistemas de barras y vainas entre tramos de la
torre, los bordes de contacto adoptan una forma de perfil
machihembrado.
Por otra parte, en esta estructura perfeccionada
de torre modular de hormigón para turbinas eólicas y otras
aplicaciones, se constituye una celosía abierta formada por
elementos prefabricados lineales, rectos o curvos, que se unen
entre sí mediante sistema de barras salientes de los elementos
cuasi-verticales de un tramo, que atraviesan unos
conductos pasantes en los elementos horizontales, y se alojan en
conductos o vainas situados en los elementos
cuasi-verticales del otro tramo, uniéndose el
conjunto mediante el relleno de las vainas con mortero fluido, sin
retracción, de alta resistencia. Por ultimo, en esta estructura
perfeccionada de torre modular de hormigón para turbinas eólicas y
otras aplicaciones, los tramos superiores pueden ser metálicos en
lugar de hormigón prefabricado. Finalmente, la forma, materiales y
dimensiones podrán ser variables y en general, todo cuanto sea
accesorio y secundario, siempre que no altere cambie o modifique la
esencialidad de los perfeccionamientos que se han descrito.
Claims (7)
1. Estructura perfeccionada de torre modulada de
hormigón, metálica y/o mixta, para turbinas eólicas otras
aplicaciones, constituida por una pluralidad de elementos
prefabricados de hormigón, metálicos y/o mixtos, con texturas de su
superficies lisas, rugosas impresas, resultante de la idea de
dividir la torre (1) mediante secciones horizontales y verticales,
estando caracterizada porque el conjunto de elementos (2) se
encuentra formado por piezas de hormigón prefabricado metálicas
y/o mixtas, que son segmentos (3) parciales de una superficie de
revolución de generatriz recta o curva (forma exterior de la torre)
y también puede estar formado por elementos de hormigón lineales,
rectos o curvos, constituyendo una celosía inscrita en la
mencionada superficie de revolución. Los elementos prefabricados de
tamaño decreciente con la altura, son susceptibles de encajar unos
sobre otros constituyendo, una torre cerrada o una torre en celosía
abierta inscrita en una superficie ideal
tronco-cónica de generatriz recta o curva. Los
elementos constituyen diferentes tramos en altura de la torre que,
en el caso de torre cerrada, cada tramo está constituido por una
pluralidad de secciones transversales: media sección, tercio de
sección, cuarto de sección, quinto de sección, sexto de sección,
séptimo de sección, octavo de sección, etc. unidas entre sí
mediante juntas verticales y horizontales, húmedas o secas, o
medias junta verticales cosidas por barras pretensadas a través de
orificios existentes en un reborde vertical. Cada tramo de torre en
celosía abierta se constituye por una familia de elementos lineales
cuasi-verticales y un anillo de elementos
horizontales de directriz circular o poligonal que sirve de
arriostramiento a la altura de cada junta horizontal entre 2 tramos
sucesivos.
2. Estructura perfeccionada de torre modular de
hormigón, metálica y/o mixta, para turbinas eólicas y otras
aplicaciones, según la primera reivindicación, caracterizada
porque los diferentes tramos de torre así constituidos se
encuentran a su vez unidos entre sí mediante bridas (5)
constituidas por un reborde (4) interior en los bordes extremos,
provistos de una pluralidad de orificios por donde pasan las barras
metálicas de sujeción.
3. Estructura perfeccionada de torre modular de
hormigón o mixta para turbinas eólicas y otras aplicaciones, según
la primera reivindicación, caracterizada porque los
diferentes tramos de torre así constituidos se encuentran a su vez
unidos entre si mediante bridas (6) provistas por una pluralidad de
orificios que son atravesados por un conjunto de tirantes (7)
metálicos, entre la brida del tramo en cuestión y la base o zapata
de la torre, pasando dichos tirantes por todas las bridas de los
tramos intermedios.
4. Estructura perfeccionada de torre modular de
hormigón o mixta para turbinas eólicas y otras aplicaciones, según
la primera reivindicación, caracterizada porque los
diferentes tramos de torre así constituidas se encuentran unidos
entre sí por un sistema de barras de acero salientes de un tramo,
que se alojan en conductos dejados al efecto en el otro tramo,
estableciéndose la unión mediante relleno de los conductos o vainas
con mortero sin retracción, fluido, de alta resistencia.
5. Estructura perfeccionada de torre de hormigón,
metálica y/o mixta, para turbinas eólicas y otras aplicaciones,
según al menos una de las anteriores reivindicaciones,
caracterizada porque además de las anteriores bridas de
unión o sistemas de barras y vainas entre tramos de la torre, los
bordes de contacto adoptan una forma de perfil machihembrado.
6. Estructura perfeccionada de torre modular de
hormigón para turbinas eólicas y otras aplicaciones, según al menos
una de las anteriores reivindicaciones, caracterizada por
constituir una celosía abierta formada por elementos prefabricados
lineales, rectos o curvos, que se unen entre sí mediante sistema de
barras salientes de los elementos cuasi-verticales
de un tramo, que atraviesan unos conductos pasantes en los
elementos horizontes, y se alojan en conductos o vainas situados
en los elementos cuasi-verticales del otro tramo,
uniéndose el conjunto mediante el relleno de las vainas con mortero
fluido, sin retracción, de alta resistencia.
7. Estructura perfeccionada de torre modular de
hormigón para turbinas eólicas y otras aplicaciones, según al menos
una de las anteriores reivindicaciones, caracterizada porque
los tramos superiores pueden ser metálicos en lugar de hormigón
prefabricado.
Priority Applications (10)
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Applications Claiming Priority (1)
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