ES2206014B1 - Grua para montaje de aerogeneradores y proceso de montaje. - Google Patents

Grua para montaje de aerogeneradores y proceso de montaje.

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Abstract

Grúa para montaje de aerogeneradores y proceso de montaje, formada por una estructura central (1) que puede disponerse alrededor de la columna (2) del aerogenerador y bloquearse provisionalmente sobre ella en cualquier altura, yendo en montaje giratorio de basculación respecto de la estructura (1) un conjunto formado por una pluma (4) y una contrapluma (5), las cuales incorporan unos respectivos cabrestantes (6 y 8), mediante los que es susceptible el izado del conjunto de la grúa respecto de un punto superior, así como la elevación de los elementos componentes del aerogenerador hasta la posición de montaje.

Description

Grúa para montaje de aerogeneradores y proceso de montaje.
La presente invención se refiere a una grúa destinada para el montaje de aerogeneradores de gran altura, con la cual se aprovecha la propia columna del aerogenerador en construcción como torre de la grúa, para desarrollar un proceso de montaje que permite alcanzar elevadas alturas.
La potencia productiva de los aerogeneradores depende fundamentalmente de la fuerza del viento incidente sobre ellos y de la capacidad del propio aerogenerador para aprovechar la acción del viento.
Dado que el viento es un fenómeno natural espontáneo, que no se puede manipular, sólo cabe buscar las zonas más propensas al viento para instalar los aerogeneradores y acondicionar éstos para que aprovechen con la mayor eficacia la acción del viento.
El factor más esencial de los aerogeneradores en el sentido de aprovechar eficazmente la acción del viento, es la longitud de las palas con las que se capta dicha acción del viento, tendiendo por ello a incrementar la longitud de las palas en las concepciones encaminadas a aumentar la potencia productiva de los aerogeneradores, lo cual requiere aumentar correspondientemente la altura de los aerogeneradores, de acuerdo con la longitud de las palas.
Con las grúas convencionales y particularmente con las grúas autodesplazables, que son las que habitualmente se utilizan para el montaje de los aerogeneradores, debido a los lugares de emplazamiento de éstos, la capacidad del montaje constructivo de los aerogeneradores resulta limitada en cuanto a la altura accesible, siendo esto un condicionamiento que exige el desarrollo de otros medios para poder alcanzar alturas constructivas más elevadas.
De acuerdo con la invención se proponen una grúa y un proceso de montaje con los que se puede llevar a cabo un montaje constructivo de los aerogeneradores hasta cualquier altura, sin los condicionamientos de los medios de elevación convencionales.
La grúa objeto de la invención consta de una estructura central que determina un conjunto susceptible de disponerse alrededor de la columna de los aerogeneradores a construir, yendo provista dicha estructura con medios que permiten establecer provisionalmente bloqueo de sujeción fija sobre la columna de aplicación, mientras que en unión giratoria respecto de la mencionada estructura central se disponen una pluma y una contrapluma, incorporando cada una de ellas unos cabrestantes de elevación, destinados, respectivamente, para maniobrar la suspensión de las cargas de aplicación y la suspensión de un contrapeso, así como para maniobrar, con ellos mismos, la suspensión y el izado de la propia grúa respecto de la columna portante.
La pluma y la contrapluma se constituyen dobles, componiéndose por sendos conjuntos paralelos iguales que van en acoplamiento sobre los laterales de la estructura central, de forma que dichos conjuntos pueden bascular respecto del acoplamiento giratorio con la estructura central, hasta una posición vertical, sin impedimento por la columna portante.
Se obtiene así una grúa susceptible de incorporarse sobre una columna de aerogenerador, para aprovechar dicha columna como torre portante de la grúa, de manera que con sus medios de elevación y el juego de basculación giratoria, la grúa permite el montaje de elementos superiores de la estructura del aerogenerador, y así, combinando dicho montaje con el izado de la grúa por sus propios medios respecto de la columna portante, se puede llevar a cabo el montaje por tramos de columnas de cualquier altura, así como en el montaje del aerogenerador correspondiente sobre la columna.
El proceso del montaje constructivo de un aerogenerador con dicha grúa de la invención, comprende el montaje de una parte de altura inferior de la columna del aerogenerador, por cualquier medio, y la disposición de la grúa con su estructura central rodeando a dicha parte inferior de la columna, efectuándose a continuación la elevación de la grúa, por sus medios de izado, hasta el extremo de la mencionada parte inferior ya montada de la columna, en donde la grúa se fija con los medios de bloqueo incorporados en su estructura central.
En esa posición la grúa puede utilizarse como una grúa torre, para izar, mediante el cabrestante de la pluma, un tramo sucesivo de la columna y mediante él cabrestrante de la cortapluma un contrapeso, de manera que basculando ese conjunto de la pluma y la cortapluma, respecto de la estructura central, hacia la posición vertical, el tramo de columna izado se lleva a la posición de montaje sobre la parte ya montada de la columna.
Repitiendo la secuencia de izado de la grúa hasta el extremo de la parte montada de la columna y la elevación de sucesivos tramos subsiguientes hasta la posición de montaje por encima, se puede construir una columna de cualquier altura y del mismo modo se pueden llevar a la posición de montaje en el extremo superior de la columna el anillo de acoplamiento giratorio del aerogenerador, el cuerpo del aerogenerador y el rotor de palas correspondiente, para al final descender la grúa, por sus mismos medios de elevación, hasta la parte inferior, en donde puede ser desmontada.
En su disposición sobre la columna del aerogenerador, la grúa preconizada se puede utilizar como una grúa torre normal, en las funciones de suspensión y elevación, para cualquier movimiento de piezas pesadas a realizar en la parte inferior. Particularmente, en la sujeción de la grúa sobre el anillo del acoplamiento giratorio del aerogenerador sobre el extremo de la columna, resulta una disposición en la que la grúa se puede girar en el entorno, permitiendo maniobrar como una grúa torre convencional.
Por todo ello, dicha grúa objeto de la invención resulta ciertamente de unas características muy ventajosas, adquiriendo vida propia y carácter preferente para la función constructiva de aerogeneradores de gran altura a la que se halla destinada.
La figura 1 muestra una vista lateral de la grúa preconizada, según un ejemplo de realización.
La figura 2 es una correspondiente vista en planta de la grúa.
Las figuras 3 a 8 muestran una secuencia del proceso de montaje de un tramo componente de la altura de una columna de aerogenerador, con la grúa preconizada.
Las figuras 9 a 14 muestran una secuencia del proceso de montaje del anillo de acoplamiento giratorio del aerogenerador sobre la columna, mediante dicha grúa de la invención.
Las figuras 15 a 17 muestran una secuencia del proceso de montaje del cuerpo del aerogenerador sobre la parte superior de la columna, mediante la grúa de la invención.
Las figuras 18 y 19 muestran una secuencia del montaje del rotor de palas sobre el cuerpo del aerogenerador, mediante la grúa de la invención.
Las figuras 20 a 22 muestran una secuencia del descenso de la grúa a la parte inferior de la columna del aerogenerador.
La figura 23 es una vista lateral de un aerogenerador después de retirada la grúa de montaje.
La figura 24 es una vista frontal respecto de la figura anterior.
La invención tiene por objeto una grúa y un procedimiento destinados para el montaje constructivo de aerogeneradores de gran altura, salvando las limitaciones que presentan los medios de elevación convencionales.
La grúa preconizada consta de una estructura central (1), formada por un conjunto que puede disponerse alrededor de la columna (2) de los aerogeneradores a construir, comprendiendo medios (3) para establecer de manera provisional un bloqueo de sujeción fija sobre la columna (2) de aplicación.
Respecto de la mencionada estructura central (1) van unidas en un conjunto dispuesto en montaje giratorio una pluma (4) y una contrapluma (5), las cuales se constituyen por sendos conjuntos paralelos iguales que se acoplan en montaje giratorio sobre los laterales de la estructura central (1), como muestra la figura 2, de forma que el conjunto de la pluma (4) y de la contrapluma (5) puede bascular como una unidad respecto de la estructura central (1), entre una posición horizontal y una posición vertical que incluso puede ser rebasada.
Con ello así, la grúa puede ser dispuesta en relación con una columna (2), sobre la que se puede sujetar en cualquier altura mediante los medios (3), con posibilidad de bascular entre las posiciones horizontal y vertical sin interferir con la columna (2), ya que el espacio libre entre los dos conjuntos laterales componentes de la pluma (4) y de la contrapluma (5), permite el paso de la columna (2) sin interferir en la basculación.
En la pluma (4) van dispuestos unos cabrestantes (6), mediante los cuales se actúa la maniobra de un gancho (7) para la elevación de cargas, mientras que en la contrapluma (5) van dispuestos a su vez unos cabrestantes (8), mediante los cuales se actúa la maniobre del otro gancho (9) para la elevación de un contrapeso.
Los mismos cabrestantes (6 y 8) permiten además, mediante el enganche respecto de un punto superior, izar el conjunto de la grúa para llevarla a la altura que se desee.
De acuerdo con ello, el proceso de montaje, según la invención, para la construcción de un aerogenerador comprende la secuencia operativa siguiente:
En primer lugar se monta, por medios convencionales, una parte inferior de la columna del aerogenerador a construir, por ejemplo con dos tramos (2.1 y 2.2), disponiéndose sobre el suelo, en relación con esa parte inferior de la columna, la grúa de la invención, como muestra la figura 3.
La parte inferior de la columna que se ha de montar previamente para incorporar la grúa, sólo requiere que sea algo mayor que la longitud de la contrapluma (5), de manera que en esa altura se puede trabajar perfectamente con los medios de elevación convencionales.
Después, mediante enganche de los medios de elevación de la grúa, respecto del extremo superior de la parte montada de la columna, se lleva a cabo el izado de la grúa, mediante sus propios cabrestantes (6 y 8), hasta dicho extremo superior de la parte montada de la columna, como muestra la figura 4, estableciéndose sobre ese extremo de la parte montada de la columna la sujeción de la grúa, mediante los medios (3).
Desde esa posición, mediante el gancho (7) de la pluma (4) se coge otro tramo (2.3) de composición de la columna, mientras que con el gancho (9) de la contrapluma (5) se coge un contrapeso (10), como muestra la figura 5.
Accionando a continuación los cabrestantes (6 y 8) se eleva el tramo (2.3) y el contrapeso (10), como muestra la figura 6; y después, basculando el conjunto de la pluma (4) y la contrapluma (5), como muestra la figura 7, se lleva el tramo (2.3) a su posición de montaje sobre el último tramo (2.2) de la parte montada de la columna, como muestra la figura 8.
Después se vuelve el conjunto de la pluma (4) y de la contrapluma (5) a la posición horizontal, como muestra la figura 9, y desde esa posición se lleva a cabo otra vez el izado del conjunto de la grúa, de la misma forma que en la operación anterior, hasta el extremo superior del tramo (2.3), como muestra la figura 10, de manera que, repitiéndose todas las operaciones de la secuencia anterior, pueden seguir montándose sucesivos tramos (2.4), etc., hasta alcanzar la altura que se desee de la columna.
Por el mismo sistema se lleva a cabo el montaje del anillo (11) de acoplamiento giratorio del aerogenerador sobre el extremo superior de la columna, es decir que mediante el gancho (7) de la pluma (4) se coge dicho anillo (11) y mediante el gancho (9) de la contrapluma (5) el contrapeso (10) que corresponda, como muestra a figura 11, elevándose después el anillo (11) y el contrapeso (10), como muestra la figura (12), para después, mediante basculación del conjunto de la pluma (4) y de la contrapluma (5), como muestra la figura 13, llevar al anillo (11) a la posición de montaje sobre el extremo superior de la columna, como muestra la figura 14.
De igual modo, como muestra la secuencia de las figuras 15, 16 y 17, se lleva a cabo el montaje del cuerpo (12) del aerogenerador, sobre el anillo (11) montado con anterioridad.
Desde la misma posición, como muestra la secuencia de las figuras 18 y 19, se lleva a cabo a su vez el montaje del rotor de palas (13) sobre el cuerpo (12) del aerogenerador montado en la fase anterior.
Después de colocado el rotor de palas (13) en su lugar, el conjunto de la grúa se baja, mediante una operación inversa a la del izado, a una altura intermedia, con el conjunto de la pluma (4) y de la contrapluma (5) en posición vertical, como muestra la figura 20, evitando así la interferencia de la pluma (4) con las palas del rotor (13).
En la situación de media altura se bascula de nuevo el conjunto de la pluma (4) y de la contrapluma (5) a la posición horizontal, como muestra la figura 21, para bajar luego todo el conjunto de la grúa hasta la parte inferior, como muestra la figura 22, en cuya situación la grúa puede ser desmontada para retirarse del aerogenerador, quedando éste dispuesto según el montaje constructivo para su función, como muestra la figuras 23 y 24.
Una vez incorporado el anillo giratorio (11) en la posición de montaje sobre el extremo superior de la columna, la grúa puede disponerse en sujeción sobre dicho anillo (11), con lo cual la grúa resulta giratoria, pudiendo maniobrarse con ella de igual modo que con una grúa torre convencional.
En esas circunstancias la grúa puede ser utilizada para sustentar y mover piezas pesadas, permitiendo efectuar al pie del aerogenerador los montajes parciales que correspondan, por ejemplo del conjunto funcional que se incluye en el cuerpo (12) del aerogenerador, o de las palas sobre el rotor (13) correspondiente; pudiendo disponerse junto a la ubicación del aerogenerador una nave portátil con techo corredizo, para las funciones de taller de montaje, desde donde los conjuntos parciales pueden elevarse hasta la posición de montaje mediante la grúa incorporada en el aerogenerador.

Claims (8)

1. Grúa para montaje de aerogeneradores, caracterizada porque consta de una estructura central (1) que determina un conjunto susceptible de disponerse de manera abrazante alrededor de una columna (2) a construir, yendo provista dicha estructura central (1) con medios (3) para establecer de manera provisional un bloqueo de sujeción fija sobre la columna (2) de aplicación, mientras que en unión giratoria respecto de la mencionada estructura central (1) se dispone un conjunto formado por una pluma (4) y una contrapluma (5), las cuales incorporan respectivamente unos cabrestantes (6 y 8), mediante los que es susceptible maniobrar la suspensión de cargas y de un correspondiente contrapeso (10), así como la suspensión y el izado de la propia grúa respecto de un punto superior.
2. Grúa para montaje de aerogeneradores, en todo de acuerdo con la primera reivindicación, caracterizada porque la pluma (4) y la contrapluma (5) se constituyen por dos conjuntos paralelos iguales que van en acoplamiento giratorio sobre los laterales de la estructura central (1), los cuales conjuntos forman una unidad de basculación respecto de la mencionada estructura central (1), pudiendo bascular entre una posición horizontal y una posición vertical que incluso puede ser rebasada.
3. Proceso de montaje de aerogeneradores, mediante la grúa de la primera y segunda reivindicaciones, caracterizado porque comprende el montaje previo, de manera convencional, de una parte inferior de la columna del aerogenerador, por ejemplo mediante superposición de los dos tramos de columna (2.1 y 2.2), incorporándose en relación con dicha parte inferior de la columna la grúa de montaje en disposición de la correspondiente estructura central (1) de la misma rodeando a esa parte inferior de la columna, desde cuya posición la grúa se eleva, mediante los propios cabrestantes (6 y 8) de la pluma (4) y de la contrapluma (5), hasta el extremo superior de la parte de columna construida, en donde se establece una sujeción fija a la grúa con sus medios de bloqueo (3), para operar con ella la elevación de otro tramo inmediato superior (2.3) de la columna, hasta la posición de montaje de dicho tramo (2.3).
4. Proceso de montaje de aerogeneradores, en todo de acuerdo con la tercera reivindicación, caracterizado porque la grúa de montaje se eleva mediante sus propios cabrestantes (6 y 8), en sucesivas etapas, hasta el extremo superior de la parte de columna construida en una operación anterior, para establecerse cada vez la fijación de la grúa en dicho extremo superior desde donde con ella misma se elevan hasta la posición de montaje las piezas componentes del aerogenerador que correspondan inmediatamente por encima.
5. Proceso de montaje de aerogeneradores, en todo de acuerdo con la tercera y cuarta reivindicaciones, caracterizado porque en sucesivas elevaciones de la grúa y la fijación de la misma sobre el extremo superior de la parte anteriormente construida de la columna del aerogenerador, se realiza la elevación hasta la posición de montaje de sucesivos tramos (2.3), (2.4, etc.) componentes de la columna del aerogenerador, hasta la altura deseada, y desde el extremo de la columna la elevación hasta su correspondiente posición de montaje, del anillo (11) de acoplamiento giratorio del aerogenerador sobre la columna, del cuerpo (12) del aerogenerador y del rotor de palas (13) correspondiente.
6. Proceso de montaje de aerogeneradores, en todo de acuerdo con la tercera, cuarta y quinta reivindicaciones, caracterizado porque la elevación con la grúa de una pieza componente del conjunto del aerogenerador, a la posición de montaje correspondiente, comprende el enganche de la pieza con los medios de los cabrestantes (6) de la pluma (4) y el enganche de un contrapeso (10) con los medios de los cabrestantes (8) de la contrapluma (5), la elevación de la pieza y del contrapeso (10) mediante los cabrestantes (6 y 8), la basculación del conjunto de la pluma (4) y la contrapluma (5) hacia una posición vertical llevando a la pieza hasta su posición de montaje y el retorno del conjunto de la pluma (4) y la contrapluma (5) a la posición horizontal una vez fijada la pieza en su lugar.
7. Proceso de montaje de aerogeneradores, en todo de acuerdo con la tercera a sexta reivindicaciones, caracterizado porque después del montaje del conjunto del aerogenerador, la grúa de montaje se baja por sus propios medios, mediante operación inversa al izado, hasta la parte inferior para el desmontaje, realizándose un primer descenso en una determinada altura, con el conjunto de la pluma (4) y la contrapluma (5) en posición vertical, para librar las palas del rotor (13), volteándose a media altura dicho conjunto de la pluma (4) y la contrapluma (5) a la posición horizontal, para continuar el descenso en esa posición hasta la parte inferior.
8. Proceso de montaje de aerogeneradores, en todo de acuerdo con la tercera a quinta reivindicaciones, caracterizado porque cuando el anillo giratorio (11) queda incorporado en el extremo de la columna del aerogenerador en montaje, la grúa de montaje puede sujetarse sobre dicho anillo (11), resultando giratoria con posibilidad de maniobrar como una grúa torre convencional para el manejo de piezas pesadas en los alrededores de la ubicación del aerogenerador.
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