ES2857125T3 - Sistema de acoplamiento de tirantes a una torre central de una turbina eólica y torre de turbina eólica - Google Patents
Sistema de acoplamiento de tirantes a una torre central de una turbina eólica y torre de turbina eólica Download PDFInfo
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Abstract
Un sistema para unir elementos de apoyo (2) al árbol principal (1) de una torre de turbina eólica, en donde: - el árbol principal (1) está formado de anillos (2); - el árbol principal (1) comprende un anillo de unión superior (3A) y un anillo de unión inferior (3B); - cada elemento de apoyo (2) comprende una pieza de soporte extrema (4) con un extremo plano (5); - el anillo de unión superior (3A) comprende una primera superficie perimetral (6A) y una primera superficie de soporte (7A) que forma un ángulo (a) con la primera superficie perimetral (6A); y - el anillo de unión inferior(3B) comprende una segunda superficie perimetral (6B) y una segunda superficie de soporte (7B) paralela a la primera superficie de soporte (7A) del anillo de unión superior (3A) de tal manera que forma un ángulo (a) con la segunda superficie perimetral (6B) de valor idéntico al ángulo (a) de la primera superficie de soporte (7A) con la primera superficie perimetral (6A); de tal manera que el extremo plano (5) de cada elemento de apoyo (2) está fijado entre la primera superficie de soporte (7A) del anillo de unión superior (3A) y la segunda superficie de soporte (7B) del anillo de unión inferior (3B), y en donde el ángulo (a) tiene un valor comprendido entre 60º y 120º; - comprendiendo la segunda superficie de soporte (7B) del anillo de unión inferior (3B) un primer taladro pasante (11B) y el extremo plano (5) del elemento de apoyo (2) comprende un primer taladro pasante (11C), en donde los primeros taladros pasantes (11B, 11C) alojan un primer bulón (10) que une el extremo plano (5) del elemento de apoyo (2) al anillo de unión inferior (3B); - comprendiendo la primera superficie de soporte (7A) del anillo superior (3A) un segundo taladro pasante (13A), el extremo plano (5) del elemento de apoyo (2) comprende un segundo taladro pasante (13C) y el anillo de unión inferior (3B) comprende un segundo taladro pasante (13B), en donde los segundos taladros pasantes (13A, 13B, 13C) alojan un segundo bulón (12) que une el anillo de unión superior (3A) al anillo de unión inferior (3B) con el extremo plano (5) del elemento de apoyo (2) entre los dos anillos de unión (3A, 3B); caracterizado por que: - los primeros taladros pasantes (11B, 11C) están localizados dentro del perímetro tanto de la primera superficie perimetral (6A) como de la segunda superficie perimetral (6B); y - los segundos taladros pasantes (13A, 13B, 13C) están localizados dentro del perímetro tanto de la primera superficie perimetral (6A) como de la segunda superficie perimetral (6B).
Description
DESCRIPCIÓN
Sistema de acoplamiento de tirantes a una torre central de una turbina eólica y torre de turbina eólica
Objeto de la invención
La presente invención se refiera a un sistema para unir los elementos de apoyo y el árbol principal de una torre de turbina eólica, comprendiendo dicho sistema de unión una estructura de fijación localizada sobre el anillo de unión para recibir y fijar el elemento de apoyo, de tal manera que la estructura de fijación está integrada en el anillo de unión y se extiende al menos hacia su lado interior, de tal manera que no se proyecta ningún elemento del anillo de unión. Además, comprende al menos un elemento de unión en el árbol principal que recibe tirantes que unen los elementos de apoyo al árbol principal desde un codo localizado en los elementos de apoyo.
Problema técnico a resolver y antecedentes de la invención
Se han propuesto muchos conceptos técnicos para hacer viables torres altas para el mercado de la energía eólica, siendo consideradas torres altas aquéllas que tienen una altura que excede de 100 metros.
Estas soluciones sugieren el uso de hormigón para hacer viables los proyectos, pero muchas de las soluciones propuestas son teóricas y se han revelado no factibles en el curso de la implementación.
Se han propuesto un número de soluciones en el sector de las turbinas eólicas marítimas ligadas a estructuras reticulares sumergidas que comprenden un cuerpo central y varios elementos de apoyo que se extienden paralelos al cuerpo central hasta un punto donde entran en contacto con el cuerpo central.
Los elementos de apoyo de dichas estructuras reticulares entran en contacto con el cuerpo central de la torre en un anillo especial (pieza de unión), que tiene elementos para recibir los elementos de apoyo, de tal manera que además de recibir los elementos de apoyo, los fija en el cuerpo central.
El cuerpo central de dichas torres de generadores eólicos está constituido de anillos que se solapan entre sí para formar la torre.
De manera similar, los elementos de apoyo tienen una sección transversal circular y tienen un extremo en forma de cuña para entrar en contacto con el cuerpo central, que facilita el contacto del elemento de apoyo con el cuerpo central.
El documento EP 2647764 A1 describe una pieza de conexión bien conocida del tipo al que se refiere la invención, en donde la pieza central está formada de dos mitades y que tiene una pluralidad de refuerzos internos, a su vez tiene estructuras de conexión de brazos formadas de una estructura de láminas de metales restas soldadas y otra pluralidad de piezas que causan que las piezas de estructura se proyecten desde la pieza de conexión y que hacen compleja su fabricación.
El documento DE 102006 056274 B4, que describe una torre de una turbina eólica que comprende una base en forma de una torre reticular con al menos tres postes de esquina y una porción superior en forma de una torre tubular con una sección transversal sustancialmente redonda, también es bien conocido. Aquí en la región de transición de la porción terminal superior de la torre reticular está conectada por medio de un cuerpo de transición a la porción terminal superior de la torre tubular. El cuerpo de transición está construido en forma de un cono truncado, en donde los postes de esquina se extienden en la región de transición y están conectados parcialmente en el área de transición entre la región terminal superior de la torre reticular y el área inferior de la torre tubular con el cono truncado.
El documento EP 2333163 A1 describe una estructura marítima marina profunda que comprende una estructura de base con columnas y una pieza de transición con la corre con el fin de montar la turbina eólica. La pieza de transición es cilíndrica y tiene sus placas superficiales externas soldadas encajadas en ranuras de las columnas de la estructura de base.
El documento WO 2011/070325 A2 describe un conector entre el mástil y la porción superior de una estructura de base similar a una rejilla. El conector comprende un cilindro y una rejilla de caja espacial. La rejilla de caja está situada sobre la porción superior de la estructura de cimiento. La rejilla de caja tiene paredes laterales verticales que están soldadas a los tirantes principales y al cilindro.
El documento DE 20 2009 018 011 U1 describe una turbina eólica con tres torres de cimientos tubulares, que constan de segmentos individuales de la torre. Una plataforma intermedia está fijada en la parte superior de las torres de cimientos. El mástil de la torre está dispuesto sobre la plataforma intermedia. El mástil de la torre está estabilizado por abrazaderas.
El documento DE 20 2004 006 633 U1 muestra un conector que conecta la torre del mástil al mástil reticular. El conector tiene mordazas en los tirantes principales del mástil reticular. Las abrazaderas están conectadas por voladizos al cilindro. El cilindro comprende el extremo superior e inferior de una placa extrema respectiva, que está abierta en el centro para asegurar el acceso al interior de la torre de mástil.
También se conoce el documento US2013/287322 A1 que describe una estructura de transición entre dos estructuras de torres de turbinas eólicas adyacentes. La estructura de transición puede incluir una pluralidad de patas verticales separadas unas de las otras, una sección extrema colocada entre una porción superior de la torre y una porción inferior de la torre, una pluralidad de miembros de conexión, en donde cada miembro de conexión conecta una de las patas verticales a la sección extrema, y al menos una placa de torsión colocada entre la pluralidad de patas verticales y la sección extrema.
Finalmente, el documento WO2017/182349 describe un sistema para unir elementos de apoyo al árbol principal de una torre de turbina eólica, que tiene las características del preámbulo de la reivindicación 1.
Todas las torres con elementos de apoyo están diseñadas con un tipo de pieza de unión que es altamente compleja de fabricar y de montar. Además, los elementos de apoyo de este tipo de torre producen tensiones locales muy importantes en su conexión al árbol principal, tanto en el árbol principal como también en los propios elementos de apoyo, lo que requiere que las uniones de los elementos de apoyo al árbol principal estén reforzadas localmente, lo que implica coste extra y complejidad técnica de implementación de dicho refuerzo.
Sin embargo, ninguno de estos documentos describe un sistema para unir los elementos de apoyo y el árbol principal de una torre para un generador eólico que confiera la facilidad de fabricación proporcionada por el sistema objeto de la invención o la facilidad en la unión de los elementos de apoyo al árbol principal junto con su viabilidad propuesta, no solo en términos de fabricación, sino también durante el ciclo de vida de toda la torre, incluyendo transporte, fabricación y desmantelamiento final de la misma.
Descripción de la invención
La presente invención se refiere a un sistema para unir elementos de apoyo al árbol principal de una torre de turbina eólica, en donde el árbol principal está formado de anillos y comprende un anillo de unión superior y un anillo de unión inferior. Además, cada elemento de apoyo comprende una pieza de soporte extrema con un extremo plano. En el sistema objeto de la invención, el anillo de unión superior comprende una primera superficie perimetral y una primera superficie de soporte que forma un ángulo con la primera superficie perimetral; el anillo de unión inferior comprende una segunda superficie perimetral y una segunda superficie de soporte situada paralela a la primera superficie de soporte del anillo de unión superior y de esta manera forma un ángulo con la segunda superficie perimetral de un valor idéntico al ángulo de la primera superficie de soporte con le primera superficie perimetral. En el sistema para la unión de elementos de apoyo al árbol principal de una torre de turbina eólica, el extremo plano de cada elemento de apoyo está fijado entre la primera superficie de soporte del anillo de unión superior y le segunda superficie de soporte del anillo de unión inferior, y el ángulo tiene un valor comprendido entre 60° y 120°. En el sistema para la unión de elementos de apoyo al árbol principal de una torre de turbina eólica objeto de la invención, la primera superficie de soporte del anillo superior comprende una proyección perimetral, que contribuye a la distribución de las tensiones generadas en el soporte del extremo plano del elemento de apoyo sobre el anillo de unión superior.
En el sistema para la unión de elementos de apoyo al árbol principal de una torre de turbina eólica objeto de la invención, la pieza de soporte extrema de los elementos de apoyo está configurada para cambiar la orientación del elemento de soporte hasta que el extremo plano está paralelo a las superficies de soporte de los anillos de unión superior e inferior.
El sistema para la unión de elementos de apoyo al árbol principal de una torre de turbina eólica objeto de la invención comprende un primer bulón que une los elementos de apoyo al anillo inferior.
Además, el sistema para la unión de elementos de apoyo al árbol principal de una torre de turbina eólica comprende un segundo bulón que une el anillo superior al anillo inferior.
En el sistema para la unión de elementos de apoyo al árbol principal de una torre de turbina eólica, la segunda superficie de soporte del anillo de unión inferior comprende un primer taladro pasante y el extremo plano del elemento de apoyo comprende un primer taladro pasante, en donde los primeros taladros pasantes alojar el primer bulón que une el extremo plano del elemento de apoyo al anillo de unión inferior y, además, la primera superficie de soporte comprende un segundo taladro pasante, el extremo plano del elemento de apoyo comprende un segundo taladro pasante y la superficie y la segunda superficie de soporte comprende un segundo taladro pasante, en donde los segundos taladros pasantes alojan un segundo bulón que une el anillo de unión superior al anillo de unión inferior
con el extremo plano del elemento de apoyo entre los dos anillos de unión.
En el sistema para la unión de elementos de apoyo al árbol principal de una torre de turbina eólica objeto de la invención, el extremo plano de cada elemento de apoyo comprende un receso para alojar un extremo del primer bulón.
El sistema para la unión de elementos de apoyo al árbol principal de una torre de turbina eólica objeto de la invención comprende piezas complementarias localizadas entre el anillo de unión superior y el anillo de unión inferior, localizados en espacios huecos entre los extremos planos de los elementos de apoyo.
Cada pieza complementaria del sistema para la unión de elementos de apoyo al árbol principal de una torre de turbina eólica comprende un primer taladro pasante configurado para alojar un primer bulón que une la pieza complementaria al anillo inferior y un segundo taladro pasante configurado para alojar un segundo bulón que une el anillo superior al anillo inferior con una pieza complementaria entre dichos anillos.
En el sistema para la unión de elementos de apoyo al árbol principal de una torre de turbina eólica objeto de la invención, los elementos de apoyo comprenden un codo configurado para cambiar la orientación del elemento de apoyo desde una posición paralela al árbol principal hasta una orientación, en la que una sección extrema del elemento de apoyo está unida en un extremo al árbol principal.
El sistema para la unión de elementos de apoyo al árbol principal de una torre de turbina eólica objeto de la invención comprende al menos un elemento de unión intermedio, tal como una pestaña, localizada en el árbol principal, configurada para unir los elementos de apoyo al árbol principal por medio de al menos un tirante por cada elemento de apoyo, de tal manera que los elementos de apoyo se unen al árbol principal por medio de tirantes que unen los codos con el al menos un elemento de unión intermedio.
Cada codo del sistema para unir los elementos de apoyo al árbol principal de una torre de turbina eólica objeto de la invención comprende un anillo superior para unir la sección extrema del elemento de apoyo, un refuerzo en su interior y una placa exterior localizada en correspondencia con el refuerzo, de tal manera que la placa exterior recibe los tirantes.
En el sistema para la unión de elementos de apoyo al árbol principal de una torre de turbina eólica objeto de la invención, los tirantes comprenden una viga principal y dos vigas de refuerzo.
La viga principal de cada tirante comprende un primer extremo plano configurado para ser fijado al codo y un segundo extremo que comprende un sector circunferencial, que está unido al menos a un elemento de unión intermedio.
El sistema para la unión de elementos de apoyo al árbol principal de una torre de turbina eólica objeto de la invención comprende dos placas de fijación que cubren tanto la polaca exterior del codo como también el extremo plano de la viga principal.
Otro objeto de la invención es una torre de turbina eólica que comprende un árbol principal y una pluralidad de elementos de apoyo que comprenden el sistema para unir elementos de apoyo al árbol principal definidos anteriormente.
Descripción de las figuras
Para completar la descripción y con la finalidad de ayudar a hacer las características de la invención más fácilmente comprensibles, la presente memoria descriptiva está acompañada por un conjunto de figuras que constituyen una parte integral de la misma, que a modo de ilustración y no de limitación representan lo siguiente:
La figura 1 muestra una vista en perspectiva de una torre de turbina eólica con el sistema de unión objeto de la invención.
La figura 2 muestra una vista en perspectiva y una vista detallada con una sección transversal detallada del área de unión del árbol principal y de los elementos de apoyo.
La figura 3 muestra una vista en perspectiva similar a la figura 2, donde ha sido eliminado el anillo de unión superior.
La figura 4 muestra una vista detallada de la figura 3.
La figura 5 muestra una vista detallada de la unión entre los anillos de unión superior e inferior con el extremo plano entre ellos, que muestra los taladros pasantes y bulones utilizados en la unión, de acuerdo con la forma de realización preferida de la invención.
La figura 6 muestra una vista detallada de la forma de realización preferida de la invención, que muestra la unión entre los anillos de unión superior e inferior con el extremo plano entre ellos, que muestra los taladros pasantes y bulones utilizados en la unión, de forma similar a la figura 5, pero en donde las superficies de soporte no están perpendiculares a las superficies perimetrales.
La figura 7 muestra una vista en perspectiva de la torre de turbina que muestra la unión entre los codos y los elementos de unión por medio de tirantes y muestra una vista detallada de la fijación de cada codo a los dos tirantes.
La figura 8 muestra una vista despiezada ordenada de la unión entre codos y elementos de unión y los elementos de los tirantes.
A continuación se muestra una lista de los diferentes elementos mostrados en las figuras que se incluyen en la invención:
1. - árbol principal,
2. - elementos de apoyo,
3. - anillos,
3A.- anillo de unión superior,
3B.- anillo de unión inferior,
4. - pieza de soporte extrema,
5. - extremo plano de la pieza de soporte extrema,
6A.- primera superficie perimetral,
6B.- segunda superficie perimetral,
7A.- primera superficie de soporte,
7B.- segunda superficie de soporte,
8. - proyección perimetral,
9. - piezas complementarias,
9A.- primer taladro pasante de la pieza complementaria,
9B.- segundo taladro pasante de la pieza complementaria,
10. - primer bulón,
IIB . - primer taladro pasante del anillo de unión inferior,
I IC . - primer taladro pasante del extremo plano de la pieza de soporte extrema del elemento de apoyo, 12.- segundo bulón,
13A.- segundo taladro pasante de la superficie de soporte del anillo superior,
13B.- segundo 6taladro pasante de la superficie de soporte del anillo inferior,
13C.- segundo taladro pasante del extremo plano del elemento de apoyo,
14. - receso,
15. - codo,
16. - tirante,
17A, 17B.- elementos de unión intermedios,
18. - viga principal,
19. - viga de refuerzo,
20. - extremo plano,
21. - sector circunferencial,
22. - placa exterior,
23. - placa de fijación,
24. - refuerzo,
25. - anillo superior,
a.- ángulo
Descripción detallada de una realización de la invención
Lo primero de todo, debería indicarse que cuando las torres de turbinas eólicas son significativamente altas, están formadas de un árbol principal (1) y varios elementos de apoyo (2), que están unidos al árbol principal (1) en un extremo de los elementos de apoyo (2), por medio del sistema objeto de la invención. Además, dada la altura de las torres, los elementos de apoyo (2) se unen también al árbol principal (1) sobre al menos un punto intermedio del árbol principal (1).
El árbol principal (1) está formado de anillos (3) que están localizados unos sobre los otros para formar el árbol principal (1).
La presente invención se refiere a un sistema para unir elementos de apoyo (2) al árbol principal (1) de una torre de turbina eólica, de tal manera que el árbol principal (1) comprende un anillo de unión superior (3A) y un anillo de unión inferior (3B), de una manera en la que entre el anillo de unión superior (3A) y el anillo de unión inferior (3B) se fijan los elementos de apoyo (2) en un extremo de los mismos.
Los elementos de apoyo (2) comprenden una pieza de soporte extrema (4) de tal manera que dicha pieza de soporte extrema (4) comprende un extremo plano (5), siendo el extremo plano (5) el elemento de los elementos de apoyo (2) que está situado entre el anillo de unión superior (3A) y el anillo de unión inferior (3B) y está fijado al mismo.
El elemento de unión inferior (3B) comprende una segunda superficie perimetral (6B) que es cilindrica en la forma de realización preferida y un extremo con una segunda superficie de soporte (7B) configurada para recibir el extremo plano (5) de los elementos de apoyo (2). La segunda superficie de soporte (7B) forma un ángulo (a) que tiene entre 60° y 120°, siendo el valor de dicho ánulo (a) 90° en la forma de realización preferida de la invención, en otras palabras, la segunda superficie de soporte (7B) está perpendicular a la segunda superficie perimetral (6B) del anillo de unión inferior (3B).
En una configuración similar, el anillo de unión superior (3A) comprende una primera superficie perimetral (6A), que es cilíndrica en la forma de realización preferida de la invención, y un extremo con una segunda superficie de soporte (7A) configurada para recibir el extremo plano (5) de los elementos de apoyo (2). La primera superficie de soporte (7A) está dirigida hacia la segunda superficie de soporte (7B) del anillo de unión inferior (3B) y, por lo tanto, su posición espacial es idéntica a la primera superficie de soporte (7b) del anillo de unión inferior (3B), en otras palabras, la primera superficie de soporte (7A) del anillo de unión superior (3A) forma el mismo ángulo (a) con respecto a la primera superficie perimetral (6A), estando el valor de dicho ángulo entre 60° y 120°, y en la forma de realización preferida de la invención, el valor del ángulo es 90°, en otras palabras, la primera superficie de soporte (7A) del anillo de unión superior (3A) está perpendicular a la primera superficie perimetral (6A) del anillo de unión superior (3A).
En la forma de realización preferida de la invención, la primera superficie de soporte (7A) del anillo superior (3A) comprende una proyección perimetral (8) que se proyecta desde la primera superficie perimetral (6A) del anillo superior (3A) mencionado anteriormente, de tal manera que las tensiones generadas en el soporte de extremo plano (5) de cada elemento de apoyo (2) sobre la proyección perimetral (8) se distribuyen sobre una superficie mayor que si la proyección perimetral (8) no estuviera allí. Con la configuración explicada aquí, la proyección perimetral (8) mejora la distribución de las tensiones generadas en el soporte del elemento de apoyo (2) sobre el anillo superior (3A).
La pieza de soporte extremo (4) de los elementos de apoyo (2) cambia la orientación del elemento de apoyo (2), puesto que el extremo plano (5) del mismo está localizado entre la primera superficie de soporte (7A) del anillo de unión superior (3A) y la segunda superficie de soporte (7B) del anillo de unión inferior (3B) y, por lo tanto, el extremo plano (5) en la forma de realización preferida de la invención está perpendicular a la superficie perimétrica (6A, 6B) de los anillos de unión (3A) superior (3A) e inferior (3B), pero, además, no tiene que estar perpendicular y puede formar un ángulo (a) con la superficie perimétrica (6A, 6B) mencionada anteriormente, y el valor de dicho ángulo (a)coincide con el valor del ángulo (a) formado por las superficies de soporte (7A, 7B) con la superficie perimetral (6A, 6B) mencionada anteriormente, en otras palabras está entre 60° y 120°.
La forma de realización preferida de la invención tiene tres elementos de apoyo (2) unidos al árbol principal (1) de la torre, y el extremo plano (5) de los elementos de apoyo (2) tiene una extensión que cubre una sexta porción de la circunferencia del árbol principal (1) mencionado anteriormente y, por lo tanto, el sistema objeto de la invención comprende piezas complementarias (9) localizadas en los espacios entre los extremos planos (5) de los tres elementos de apoyo (2) situados entre el anillo de unión superior (3A) y el anillo de unión inferior (3B).
Para fijar el extremo plano (5) del elemento de apoyo (2) tanto al anillo de unión superior (3A) como también al anillo de unión inferior (3B), el sistema objeto de la invención utiliza bulones, distribuidos como se explica a continuación:
- un primer bulón (10) que une el elemento de apoyo (2) al anillo inferior (3B), de tal manera que el primer bulón (10) pasa a través de un primer taladro pasante (11B) de la segunda superficie de soporte (7B) del anillo inferior (3B) y un primer taladro pasante (11C) del extremo plano (5) del elemento de apoyo (2),
- un segundo bulón (12) que une el anillo superior (3A) al anillo inferior (3B) con el extremo plano (5) del elemento de apoyo (2) entre el anillo superior (3A) y el anillo inferior (3B), de tal manera que el segundo bulón (12) pasa a través de un segundo taladro pasante (13a ) de la primera superficie de soporte (7A) del anillo superior (3a ), un segundo taladro pasante (13V) del extremo plano (5) del elemento de soporte (2) y un segundo taladro pasante (13B) del anillo inferior (3B).
Las piezas complementarias (9) localizadas en los espacios entre los extremos planos (5) de los tres elementos de apoyo (2) situados entre el anillo de unión superior (3A) y el anillo de unión inferior (3B) comprenden también al menos un primer taladro pasante (9A) configurado para alojar un primer bulón (10), de tal manera que dicho primer bulón (10) une la pieza complementaria (9) al anillo inferior (3b ) y, además, las piezas complementarias (9) corresponden también al menos a un segundo taladro pasante (9B), cuya función es similar al segundo taladro pasante (13C) del extremo plano (5) del elemento de apoyo (2), de manera que aloja un segundo bulón (12) que une el anillo superior (3A) al anillo inferior (3B) con la pieza complementaria (9) entre dichos anillos (3A, 3B).
El extremo plano (5) del elemento de apoyo (2) comprende un receso (14) para alojar un extremo del primer bulón (10) y que no interfiere con la primera superficie de soporte (7A) del anillo superior (3A).
Los elementos de apoyo (2) de la torre tienen una primera sección que se extiende paralela al árbol principal (1) y una sección extrema, en la que cambian la orientación y se aproximan entre sí hasta que entran en contacto con el árbol principal (1) entre el anillo de unión superior (3A) y el anillo de unión inferior (3B). Para cambiar la orientación de los elementos de apoyo (2), dichos elementos de apoyo (2) incorporan un codo (15) configurado para cambiar la orientación del elemento de apoyo (2) desde una posición paralela al árbol principal (1) hasta una posición, en la que la pieza de soporte extrema (4) del elemento de apoyo se une al árbol principal (1) entre el anillo de unión superior (3A) y el anillo de unión inferior (3B).
Los elementos de apoyo (2) se unen adicionalmente al árbol principal (1) por medio de tirantes (16) que en la forma de realización preferida de a invención son dos tirantes (16) para cada elemento de apoyo (2).
El sistema de unión objeto de la invención comprende dos elementos de unión intermedios (17A, 17B) localizados sobre el árbol principal (1) para recibir los tirantes (16), de tal manera que los tirantes (16) están fijados en un extremo entre los dos elementos de unión intermedia (17A, 17B).
Los tirantes (16) que unen los codos (15) a los elementos de unión intermedia (17A, 17B) comprenden una viga principal 18) y dos vigas de refuerzo (19) localizadas sobre ambos lados de la viga principal (18). La viga principal (18) comprende un extremo plano (20) configurado para entrar en contacto con el codo (15) y un extremo opuesto que comprende un sector circunferencial (21), que es introducido entre los dos elementos de unión intermedia (17A, 17B).
En la forma de realización preferida de la invención, en la que tres elementos de apoyo (2) están unidos al árbol principal (1) y cada elemento de apoyo (2) está unido por medio de dos tirantes (16) al árbol principal (1) mencionado anteriormente, el sector circunferencial (21) del extremo de la viga principal (18) está configurado como una sexta porción de una circunferencia entera, de tal manera que los seis tirantes (18) entre los dos elementos de unión intermedia (17A, 17B) forman una circunferencia entera.
Para facilitar la fijación de los tirantes (16) al codo (15), cada codo (15) comprende una placa exterior (22), en donde los extremos planos (20) de las vigas principales (18) de dos tirantes (16) están fijadas por medio de dos placas de fijación (23), que cubren tanto la placa (23) del codo (15) como también el extremo plano (20) de la viga principal (18). Cada codo (15) comprende un refuerzo (24) localizado dentro del codo (15) en correspondencia con la placa (23) del codo (15), que contribuye a recibir las tensiones que los tirantes (16) transmiten al codo (15) y viceversa. Por medio del sistema de unión objeto de la invención, la distribución de la tensión es generada con los anillos de unión (3A, 3B), los elementos de unión superiores (13a, 13b), el árbol principal (1) y los elementos de apoyo (2), en donde el momento generado en el extremo de la torre es transformado en tensión axial que se distribuye por los elementos de apoyo (2). Esta distribución de tensiones por medio de un retículo aborda el problema del posible pandeo local en las diagonales, que se previene con el sistema de unión objeto de la invención, debido a las conexiones entre los elementos de apoyo (2) y el árbol principal (1).
Finalmente, para unir la sección superior de los elementos de apoyo (2) a los codos (15), los codos (15) mencionados anteriormente comprenden un anillo superior (25), donde descansa la porción superior de los elementos de apoyo (2).
Otro objeto de la invención es una torre de turbina eólica que comprende un árbol principal (1) y una pluralidad de elementos de apoyo (2), de tal manera que la torre comprende el sistema de unión de los elementos de apoyo (2) al árbol principal (1) definidos a través de la descripción.
La invención no está destinada a ser limitada a la forma de realización específica descrita en este documento. Los expertos en la técnica pueden desarrollar otras formas de realización a la luz de la descripción hecha aquí. Como tal, el alcance de la invención se define en las siguientes reivindicaciones.
Claims (12)
1. Un sistema para unir elementos de apoyo (2) al árbol principal (1) de una torre de turbina eólica, en donde:
- el árbol principal (1) está formado de anillos (2);
- el árbol principal (1) comprende un anillo de unión superior (3A) y un anillo de unión inferior (3B);
- cada elemento de apoyo (2) comprende una pieza de soporte extrema (4) con un extremo plano (5);
- el anillo de unión superior (3A) comprende una primera superficie perimetral (6A) y una primera superficie de soporte (7A) que forma un ángulo (a) con la primera superficie perimetral (6A); y
- el anillo de unión inferior(3B) comprende una segunda superficie perimetral (6B) y una segunda superficie de soporte (7B) paralela a la primera superficie de soporte (7A) del anillo de unión superior (3A) de tal manera que forma un ángulo (a) con la segunda superficie perimetral (6B) de valor idéntico al ángulo (a) de la primera superficie de soporte (7A) con la primera superficie perimetral (6A); de tal manera que el extremo plano (5) de cada elemento de apoyo (2) está fijado entre la primera superficie de soporte (7A) del anillo de unión superior (3A) y la segunda superficie de soporte (7B) del anillo de unión inferior (3B), y en donde el ángulo (a) tiene un valor comprendido entre 60° y 120°;
- comprendiendo la segunda superficie de soporte (7B) del anillo de unión inferior (3B) un primer taladro pasante (11B) y el extremo plano (5) del elemento de apoyo (2) comprende un primer taladro pasante (11C), en donde los primeros taladros pasantes (11B, 11C) alojan un primer bulón (10) que une el extremo plano (5) del elemento de apoyo (2) al anillo de unión inferior (3B);
- comprendiendo la primera superficie de soporte (7A) del anillo superior (3A) un segundo taladro pasante (13A), el extremo plano (5) del elemento de apoyo (2) comprende un segundo taladro pasante (13C) y el anillo de unión inferior (3B) comprende un segundo taladro pasante (13B), en donde los segundos taladros pasantes (13A, 13B, 13C) alojan un segundo bulón (12) que une el anillo de unión superior (3A) al anillo de unión inferior (3B) con el extremo plano (5) del elemento de apoyo (2) entre los dos anillos de unión (3A, 3B);
caracterizado porque:
- los primeros taladros pasantes (11B, 11C) están localizados dentro del perímetro tanto de la primera superficie perimetral (6A) como de la segunda superficie perimetral (6B); y
- los segundos taladros pasantes (13A, 13B, 13C) están localizados dentro del perímetro tanto de la primera superficie perimetral (6A) como de la segunda superficie perimetral (6B).
2. El sistema para unir elementos de apoyo (2) al árbol principal (1) de una torre de turbina eólica, de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado por que la primera superficie de soporte (7A) del anillo superior (3A) comprende una proyección perimetral (8).
3. El sistema para unir elementos de apoyo (2) al árbol principal (1) de una torre de turbina eólica, de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que la pieza de soporte extrema (4) de los elementos de apoyo (2) está configurada para cambiar la orientación del elemento de apoyo (2) hasta que el extremo plano (5) está paralelo a las superficies de soporte (7A, 7B) de los anillos de unión superior (3A) e inferior (3B).
4. El sistema para unir elementos de apoyo (2) al árbol principal (1) de una torre de turbina eólica, de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado por que el extremo plano (5) de cada elemento de apoyo (2) comprende un receso (14) para alojar un extremo del primer bulón (10).
5. El sistema para unir elementos de apoyo (2) al árbol principal (1) de una torre de turbina eólica, de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que comprende piezas complementarias (9) localizadas entre el anillo de unión superior (3A) y el anillo de unión inferior (3B) en espacios huecos entre los extremos planos (5) de los elementos de apoyo (2).
6. El sistema para unir elementos de apoyo (2) al árbol principal (1) de una torre de turbina eólica, de acuerdo con la reivindicación 5, caracterizado porque cada pieza complementaria (9) comprende:
- un primer taladro pasante (9A) configurado para alojar un primer bulón (10) que une la pieza complementaria (9) al anillo inferior (3B); y
- un segundo taladro pasante (9B) configurado para alojar un segundo bulón (12) que une el anillo superior (3A) al anillo inferior (3B) con una pieza complementaria (9) entre dichos anillos (3A, 3B).
7. El sistema para unir elementos de apoyo (2) al árbol principal (1) de una torre de turbina eólica, de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que:
- los elementos de apoyo (2) comprenden un codo (15) configurado para cambiar la orientación del elemento de apoyo (2) desde una posición paralela al árbol principal (1) hasta una posición, en la que una sección extrema del elemento de apoyo (2) se une en un extremo al árbol principal (1),
- comprende al menos un elemento de unión intermedia (17A, 17B) localizado en el árbol principal (1), configurado para unir los elementos de apoyo (2) al árbol principal (1) por medio de al menos un tirante (16) por cada elemento de apoyo (2); en donde los elementos de apoyo (2) están unidos al árbol principal (1) por medio de los tirantes (16) que unen los codos (15) al menos a un elemento de unión intermedia (17A, 17B).
8. El sistema para unir elementos de apoyo (2) al árbol principal (1) de una torre de turbina eólica, de acuerdo con la reivindicación 7, caracterizado porque el codo (15) comprende:
- un anillo superior (25) para unir la sección extrema del elemento de apoyo (2),
- un refuerzo (24) en su interior, y
- una placa exterior (22) localizada en correspondencia con el refuerzo (24),
- de tal manera que la placa exterior (22) recibe los tirantes (16).
9. El sistema para unir elementos de apoyo (2) al árbol principal (1) de una torre de turbina eólica, de acuerdo con la reivindicación 8, caracterizado por que los tirantes (16) comprenden una viga principal (18) y dos vigas de refuerzo (19).
10. El sistema para unir elementos de apoyo (2) al árbol principal (1) de una torre de turbina eólica, de acuerdo con la reivindicación 9, caracterizado por que la viga principal (18) comprende:
- un primer extremo plano (20) configurado para ser fijado al codo (15); y
- un segundo extremo que comprende una sección circunferencial (21), que está unida al menos a un elemento de unión intermedio (17A, 17B).
11. El sistema para unir elementos de apoyo (2) al árbol principal (1) de una torre de turbina eólica, de acuerdo con las reivindicaciones 6 a 10, caracterizado por que comprende dos placas de fijación (23) que cubren tanto la placa exterior (22) del codo (15) como también el extremo plano (20) de la viga principal (18).
12. Una torre de turbina eólica que comprende un árbol principal (1) y una pluralidad de elementos de apoyo (2), caracterizada por que comprende el sistema para unir elementos de apoyo (2) al árbol principal (1) definido en una cualquiera de las reivindicaciones anteriores.
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