UN SISTEMA DE MANIPULACIÓN PARA UNA GÓNDOLA DE TURBINA EÓLICA, MÉTODOS PARA TRANSPORTE Y DESPLAZAMIENTO VERTICAL DE UNA GÓNDOLA DE TURBINA EÓLICA Y USO DE UN SISTEMA DE MANIPULACIÓN
ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN La invención se relaciona con un sistema de manipulación para una góndola de una turbina eólica en conexión con la auto-carga o auto-descarga de la góndola hacia o desde un vehículo, un método para transportar una góndola de una turbina eólica, un método para desplazamiento vertical de una góndola de una turbina eólica y un sistema de manipulación.
DESCRIPCIÓN DE LA TÉCNICA RELACIONADA Una turbina eólica conocida en el campo técnico comprende una torre de turbina eólica ahusada y una góndola de turbina eólica colocada en la parte superior de la torre. Un rotor de turbina eólica, con varias aspas de turbina eólica, está conectado a la góndola a través de una flecha de baja velocidad, la cual se extiende hacia afuera del frente de la góndola como se ilustra en la figura 1. A medida que las grandes turbinas eólicas modernas se hacen cada vez más grandes, el transporte y la manipulación general de las diferentes partes de la turbina
eólica se vuelven un problema cada vez mayor. Especialmente la góndola, la cual a menudo es tan grande como una casa y puede pesar hasta 100 toneladas métricas, puede ser difícil de manipular y transportar. Los componentes de la góndola pueden, por supuesto, transportarse por separado y después ensamblarse en el sitio de construcción, pero la mayoría del equipo de la góndola es altamente complicado y la interacción entre los componentes es compleja, haciendo altamente ineficiente ensamblarla en el sitio de construcción. Es, por lo tanto, una ventaja que específicamente la góndola sea ajustada bajo circunstancias controladas y que este ensamble sea realizado por expertos para reducir el riesgo de descomposturas muy costosas . Por tanto, al transcurrir el tiempo se han sugerido varios medios y métodos diferentes para transportar y manipular góndolas de turbinas eólicas especialmente desde la planta de fabricación al sitio de instalación. Se revela un ejemplo en la solicitud de patente internacional WO 03/071130 Al donde una góndola con el cubo del rotor montado está suspendida entre el camión y un remolque durante el transporte. El camión y el remolque pueden cargar y descargar la góndola directamente desde y hacia el suelo, elevando y bajando las ruedas del remolque y mediante cualquier equipo elevador especial en el camión. Por supuesto, representa una ventaja que el
camión y el remolque sean capaces de cargar y descargar la góndola sin el uso de equipo de carga adicional, pero este método tiene limitaciones en el hecho de que la góndola debe sostenerse a sí misma en su longitud total, el cubo debe montarse sobre la góndola, añadiendo así longitud adicional a una góndola ya larga, el cubo debe ser capaz de cargar esencialmente el peso completo de la góndola, el camión debe equiparse especialmente con los medios elevadores y el vehículo y la carga se vuelven tan largos que puede ser prácticamente imposible viajar en la mayoría de los caminos. Por tanto, el objeto de la invención es proporcionar una técnica para manipular góndolas de turbinas eólicas sin las desventajas anteriormente mencionadas. Especialmente es un objeto de la invención proporcionar una técnica de manipulación sencilla y ventaj osa .
La invención La invención proporciona un sistema de manipulación para una góndola de turbina eólica en conexión con la auto-carga o auto-descarga de la góndola hacia o desde un vehículo. El sistema comprende dos o más medios elevadores para desplazar la góndola esencialmente en forma
vertical durante la auto-carga o auto-descarga de la góndola. Los medios elevadores comprenden medios para desplazar los medios elevadores o una parte de los medios elevadores (15, 16). Por ejemplo, cuando una góndola debe transportarse desde una planta de fabricación ubicada en un sitio de instalación en Australia, la góndola se transporta a un puerto donde se carga en un barco, el cual navega llevándola hasta Australia. En la mayoría de las áreas de Australia no existen limitaciones de altura ' para los vehículos que transitan por los caminos, lo cual hace posible transportar la góndola desde el puerto hasta el sitio de instalación sobre el cuerpo de la plataforma de un remolque de trabajo pesado jalado por un camión estándar grande. Pero dado que la góndola pesa hasta 100,000 kilogramos, es necesaria una grúa muy grande para manipular la góndola en el puerto para cargarla y descargarla del remolque. Tener que transportar tal grúa al sitio de instalación para descargar la góndola sería muy caro e inconveniente. Por supuesto, pueden utilizarse un camión y un remolque con equipo de elevación especial, pero dado que este vehículo está hecho especialmente para esta tarea específica, éste tendría que seguir a la góndola durante el viaje completo, lo cual sería tanto impráctico como caro. Por tanto, un sistema de manipulación el cual
permite que la góndola pueda cargarse y descargarse a sí misma hacia o desde un vehículo presenta una ventaja, ya que no se necesitaría equipo de elevación adicional al cargar y descargar la góndola hacia y desde un vehículo de transporte. Permitir que los medios elevadores, o al menos la parte de los medios elevadores que realiza la elevación vertical, puedan desplazarse, presenta una ventaja porque por este medio es posible colocar los medios elevadores en una posición más ventajosa, por ejemplo, durante el montaje de los medios elevadores o durante el transporte de la góndola con los medios elevadores montados. Además, los medios elevadores para elevar una góndola para una turbina eólica moderna grande tienen que ser muy grandes para soportar la carga y ser capaces de producir suficiente fuerza de elevación. Por tanto, es ventajoso que los medios elevadores puedan desplazarse, por ejemplo, entre posiciones que sean óptimas para carga y posicioné¾ que sean ventajosas durante el transporte de la góndola y el sistema de manipulación, de manera que los medios elevadores grandes y pesados no tienen que ser desmontados durante el transporte y después montarse de nuevo en el destino. En un aspecto de la invención, al menos un primer medio elevador de dichos dos o más medios elevadores
comprenden medios para acoplarse con dicha góndola en o cerca de la periferia exterior de dicha góndola. Representa una ventaja que la góndola se eleve en o cerca de la periferia ya que esto proporciona un procedimiento de elevación más estable. Debe enfatizarse que el término "periferia exterior de la góndola" debe entenderse como el borde exterior de la góndola en el plano horizontal cuando la góndola está posicionada verticalmente en su posición de operación normal, es decir, los límites exteriores de la góndola vista desde la parte superior o la parte inferior de la góndola. En un aspecto de la invención, al menos un segundo medio elevador de dichos dos o más medios elevadores comprende medios para actuar sobre dicha góndola en o cerca de un eje central longitudinal de dicha góndola. Que la góndola se eleve en o cerca del eje central longitudinal de la góndola representa una ventaja, ya que la góndola entonces se eleva más cerca del centro de gravedad de la misma, al menos en la dirección transversal de la góndola, lo cual proporciona un método de elevación más sencillo o por lo menos un diseño más sencillo de los medios elevadores en cuanto a que la carga está distribuida más específicamente. En un aspecto de la invención, dicho al menos un
segundo medio elevador está acoplado con un dispositivo base conectado a dicha góndola. El dispositivo base está diseñado para soportar la góndola durante el transporte, almacenamiento y otras ocasiones, y, por lo tanto, está diseñado para mantener la góndola vertical en todo momento. Habilitar que los segundos medios elevadores actúen sobre la góndola a través del dispositivo base representa una ventaja mayor respecto a la carga y distribución de esfuerzo, ya que los puntos o áreas de elevación se muevan cerca del eje central longitudinal en el lado inferior de la góndola, lo cual se encuentra en una posición más óptima respecto a la distribución de esfuerzo en la estructura de soporte de carga de la góndola, especialmente en comparación con elevar la góndola en los extremos. Este diseño del sistema de manipulación permitiría que una góndola pudiera ser elevada incluso aunque no se soportara a sí misma en toda su longitud. En un aspecto de la invención, dicho dispositivo base está conectado a un miembro anular en la parte inferior de dicha góndola. Por este medio se asegura una distribución de carga uniforme y simétrica a la góndola. En un aspecto de la invención, el dispositivo base está conectado a un miembro anular en la parte
inferior de la góndola. Los pernos son medios fuertes y eficientes para conectar los dispositivos y, por lo tanto, es una ventaja atornillar el dispositivo base al miembro anular. En un aspecto de la invención, dicho por lo menos un segundo medio elevador se acopla a dicho dispositivo base en un extremo frontal de dicho dispositivo base. Unir los segundos medios elevadores y la base del dispositivo en el extremo frontal del dispositivo base representa una ventaja ya que por este medio es más fácil acoplar y desmontar los medios elevadores . En un aspecto de la invención, dicho dispositivo base comprende medios para mantener la góndola en una posición esencialmente fija y vertical cuando se conecta a dicha góndola. Proporcionar un dispositivo base a la góndola el cual, por ejemplo, permita a la góndola ser almacenada o transportada sin que ésta caiga presenta una ventaja en cuanto a que es una manera sencilla, barata y eficiente para aumentar la capacidad de manipulación de la góndola. En un aspecto de la invención, dicho miembro anular forma parte de un arreglo de inclinación para dicha góndola . Prácticamente todas las turbinas eólicas modernas están provistas de algún tipo de arreglo de inclinación
entre la torre y la góndola para asegurar que el rotor esté en todo momento colocado en una posición deseada en relación con la dirección del viento. El arreglo de inclinación en la góndola está diseñado para transferir la carga completa de la góndola, el rotor, el viento y otros elementos a la torre y, por tanto, es ventajoso para elevar la góndola en o a través de este arreglo ya que el mismo está diseñado para transferir grandes cargas. En un aspecto de la invención, dicho al menos un segundo medio elevador comprende medios para actuar sobre el lado inferior de dicha góndola. La mayoría de los dispositivos mecánicos están diseñados para ser fuertes en el fondo hacia las cargas verticales para ser capaces de soportar la fuerza de gravedad que actúa sobre el dispositivo. Además, las góndolas están diseñadas para transferir una gran carga a una torre subyacente y, por tanto, es ventajoso hacer que los segundos medios elevadores actúen sobre el lado inferior de la góndola. Aún más, al actuar sobre el lado inferior de la góndola, la carga se transfiere más cerca del centro de gravedad de la góndola, lo que significa que los medios elevadores y los puntos de elevación en la góndola no son sometidos a mucho movimiento y, por tanto, pueden diseñarse en forma más sencilla.
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En un aspecto de la invención, dichos medios de desplazamiento permiten el desplazamiento en un plano esencialmente horizontal. Si únicamente los medios de desplazamiento horizontal están hechos con una fricción suficientemente baja, es posible para un solo operador mover incluso una carga muy grande hacia adelante y hacia atrás entre diferentes posiciones sin equipo adicional, siempre que el operador no tenga que superar la influencia de las fuerzas de la gravedad en otra manera que la fricción en los medios de desplazamiento. Por tanto, es ventajoso que los medios de desplazamiento permitan el desplazamiento en el plano horizontal . En un aspecto de la invención, dichos medios de desplazamiento comprenden medios para desplazar una parte de dichos medios elevadores en relación con uno o más miembros de acoplamiento de dichos medios elevadores, donde dichos miembros de acoplamiento comprenden medios para estar directa o indirectamente acoplados a dicha góndola. Esto representa una ventaja ya que permite desplazar los medios elevadores incluso aunque los medios elevadores estén conectados directa o indirectamente a la góndola . En un aspecto de la invención, dichos medios de desplazamiento comprenden una o más bisagras que permiten
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dicho desplazamiento. Las bisagras son medios sencillos y baratos para permitir el desplazamiento. En un aspecto de la invención, dicho primer medio elevador comprende medios para elevación aplicando una fuerza lineal a una estructura de soporte de carga de la góndola . La estructura de soporte de carga está diseñada para manipular grandes cargas y, por tanto, presenta ventajas para elevar la góndola aplicando fuerza a la estructura de soporte de carga de la góndola. En un aspecto de la invención, dicho primer medio elevador está acoplado con las áreas de elevación de una estructura de soporte de carga de dicha góndola, dichas áreas de elevación forman parte de dicha estructura de soporte de carga o están conectadas rígidamente a dicha estructura de soporte de carga. Integrar las áreas de elevación en la estructura de soporte de carga o conectar rígidamente las áreas de elevación a la estructura de soporte de carga representa una ventaja en que por este medio es sencillo asegurar que la carga se distribuya eficientemente. En un aspecto de la invención, dichos dos o más medios elevadores comprenden medios para el desplazamiento vertical de las áreas de elevación.
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Por este medio se logra una modalidad ventajosa de la invención. En un aspecto de la invención, dichas áreas de elevación están integradas en una estructura inferior de dicha estructura de soporte de carga como un marco de soporte de la góndola o en la parte inferior de un trabajo de malla de la góndola. La mayoría de las góndolas ya están diseñadas con una estructura inferior muy fuerte de la estructura de soporte de carga y, por lo tanto, es ventajoso para utilizar áreas de elevación en esta estructura inferior como puntos de ataque al elevar o bajar la góndola. Esencialmente no es necesario ninguno o muy poco rediseño de la estructura de soporte de carga para adaptar una góndola al sistema de manipulación descrito. En un aspecto de la invención, dichas áreas de elevación están posicionadas esencialmente de manera simétrica en relación con dicho eje central longitudinal de dicha góndola. La carga de los componentes' dentro de la góndola está esencialmente distribuido de forma simétrica en la góndola y la fuerza y capacidad de las estructuras de soporte de carga para transportar esta carga también está distribuido esencialmente de manera simétrica y, por lo tanto, también presenta ventajas para posicionar las áreas
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de elevación esencialmente en forma simétrica sobre la estructura de soporte de carga. En un aspecto de la invención, dichas áreas de elevación se establecen en los costados longitudinales de la góndola. Al establecer las áreas de elevación en los costados longitudinales de la góndola, es posible extender los medios elevadores tan afuera hacia los lados que es posible colocar un remolque bajo la góndola mientras los medios elevadores elevan la góndola. Además, la góndola es mucho más larga que ancha y una góndola elevada es, por lo tanto, más estable si se eleva en los costados que en los extremos. Aún más, esta posición proporciona acceso libre a los extremos de la góndola, por ejemplo, para conectar la góndola elevada a un camión y un remolque. Debe enfatizarse que el término "costados longitudinales" debe entenderse como los costados esencialmente verticales que miran hacia los lados durante la operación normal de la góndola al montarse sobre una turbina eólica instalada. En un aspecto de la invención, dichas áreas de elevación se establecen en el lado posterior de la góndola. Las góndolas de las turbinas eólicas modernas son muy grandes y especialmente el ancho de la góndola puede
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ser un problema durante el transporte terrestre de la góndola. Colocar las áreas de elevación en el lado posterior de la góndola es, por lo tanto, ventajoso en cuanto a que permite que la góndola esté provista de medios elevadores sin que los medios elevadores aumenten el ancho de la góndola con el sistema de manipulación. Además, las áreas de elevación muy probablemente formarían indentaciones , protuberancias u otras formas en la superficie de la góndola y, colocándolas en el lado posterior de la góndola, el riesgo de las indentaciones, protuberancias u otra generación de ruido en el viento se reduce en gran medida .
Debe enfatizarse que el término "lado posterior" debe entenderse como el lado esencialmente vertical que mira alejándose del viento entrante durante la operación normal de la góndola al montarse sobre una turbina eólica instalada . En un aspecto de la invención, dichas áreas de elevación se establecen en relación con la distribución de peso de dicha góndola proporcionando una carga esencialmente uniforme en cada uno de dichos primeros medios elevadores al auto-cargarse o auto-descargarse. Si la carga en cada medio elevador es esencialmente el mismo al elevar la góndola, los medios
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elevadores pueden fabricarse de manera idéntica. Especialmente respecto a los costos de fabricación, las refacciones y otros representa una ventaja que los medios elevadores sean esencialmente uniformes. En un aspecto de la invención, dicho sistema de manipulación comprende por lo menos dos medios elevadores ajustables individualmente. Los medios elevadores para elevar una góndola que pesa hasta 100 toneladas métricas pueden ser de fabricación muy cara y sólo usando dos es posible reducir los costos de instalación . En un aspecto de la invención, dicho sistema de manipulación comprende por lo menos tres medios elevadores ajustables individualmente. Es difícil conservar el equilibrio de un objeto pesado sostenido por dos "patas" . Hacer que el sistema de manipulación comprenda por lo menos tres medios elevadores ajustables individuales acoplados con la góndola es, por lo tanto, una ventaja, en cuanto a que proporciona un sistema firme y estable y el riesgo de que la góndola se tambalee se reduce al ser soportada por tres "patas" . En un aspecto de la invención, dicho segundo medio elevador de dichos dos o más medios elevadores actúa sobre un miembro anular de dicha góndola . El miembro anular en la parte inferior de la
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góndola interseca dos lugares del eje central longitudinal de la góndola y, por lo tanto, es posible actuar sobre la góndola en el eje central longitudinal de la góndola actuando sobre el miembro anular. En un aspecto de la invención, al menos uno de los dos o más medios elevadores comprende medios para estar conectados esencialmente de manera rígida a por lo menos un medio adicional de dichos dos o más medios elevadores . Un medio elevador por separado es muy vulnerable a la torsión y fuerzas en otras direcciones diferentes a las verticales en general, ero conecta rígidamente por lo menos dos de estos medios elevadores, el sistema de manipulación en una manera sencilla y barata se vuelve mucho más estable. En un aspecto de la invención, por lo menos uno de los dos o más medios elevadores comprenden medios para conectar de manera esencialmente rígida un miembro de acoplamiento de por lo menos un medio elevador a un miembro de acoplamiento de por lo menos un medio elevador adicional. Al conectar rígidamente los miembros de acoplamiento de los medios elevadores se asegura que la carga de los medios elevadores individuales se distribuya a través de un área más grande de la góndola, y dado que es más probable que los puntos de elevación en la góndola
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estén fijos en relación uno con el otro en todo momento es una ventaja conectar rígidamente los miembros de acoplamiento de dos o más medios elevadores . En un aspecto de la invención, dichos por o menos dos medios elevadores y/o dichos por lo menos dos miembros de acoplamiento de los medios elevadores están conectados rígidamente mediante una viga transversal . Por este medio se logra una- modalidad ventajosa de la invención. En un aspecto de la invención, dicha viga transversal es y/o comprende uno o más miembros de acoplamiento para conectar los medios elevadores directa o indirectamente a la góndola. Para poder soportar las fuerzas entre los medios elevadores, la viga horizontal debe hacerse relativamente fuerte y, por lo tanto, es una ventaja utilizar esta fuerza para transferir la fuerza desde los medios elevadores a la góndola . En un aspecto de la invención, los dos o más medios elevadores comprenden uno o más cilindros hidráulicos cada uno. Un cilindro hidráulico es capaz de elevar una carga relativamente grande en comparación con su tamaño, lo cual es una ventaja, en cuanto a que los cilindros hidráulicos en la mayoría de las ocasiones deben viajar con
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la góndola, reduciendo por este medio el espacio necesario y el peso de la carga transportada. En un aspecto de la invención, dicha estructura de soporte de carga está configurada para transportar el peso completo de dicha góndola y los componentes de la góndola montados en dicha góndola como el generador, engranajes, cojinetes, bastidores de control y/o inversores . Por este medio se logra una modalidad ventajosa de la invención. En un aspecto de la invención, dichos dos o más medios elevadores son desacoplables. Hacer que los medios elevadores sean desacoplables es una ventaja., ya que permite que los mismos medios elevadores puedan utilizarse para elevar diferentes góndolas y en que el peso de las góndolas se reduce al montarse en la torre de la turbina eólica. La invención además proporciona un método de transporte de una góndola de una turbina eólica. El método comprende los pasos de: • proporcionar a la góndola un sistema de manipulación de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 31, • elevar la góndola a través de medios elevadores de dicho sistema de manipulación,
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• colocar un vehículo para transportar la góndola debajo de la góndola, • retraer los medios elevadores para colocar la góndola en el vehículo, y • colocar uno o más de los medios elevadores en por lo menos un plano horizontal. Este método es ventajoso, en cuanto a que por este medio es posible utilizar el sistema de manipulación para auto-cargar y auto-descargar la góndola sin que el sistema de manipulación deba desmontarse entre las dos operaciones . Esto representa una ventaja adicional ya que un sistema de manipulación capaz de elevar una góndola para una turbina eólica moderna grande es muy pesado y, por lo tanto, es difícil de manipular debido a que el sistema de manipulación muy probablemente tendría que ser transportado junto con la góndola de cualquier modo. En un aspecto de la invención, dicho desplazamiento de dichos medios elevadores por lo menos en un plano horizontal reduce el ancho general de dicho sistema de manipulación. En la mayoría de los países existen límites al ancho de las cargas que viajan por los caminos y dado que las góndolas ya son muy anchas, es una ventaja que el ancho general del sistema de manipulación pueda reducirse durante
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el transporte. Esto permitirá habilitar que el mayor número de góndolas (con el sistema de manipulación montado) puedan cargarse en el mismo espacio en barcos o en almacenamiento, reduciendo así los costos de transporte y almacenaje. En un aspecto de la invención, dicho vehículo es un camión de cama plana . Los camiones de cama plana son una ventaja para transportar la góndola. La invención además proporciona un método para el desplazamiento vertical de una góndola de una turbina eólica. El método comprende los pasos de: • acoplando uno o más primeros medios elevadores con la góndola en o cerca de la periferia de la góndola , · habilitar uno o más segundos medios elevadores para actuar sobre o cerca de un eje central longitudinal de la góndola, y • desplazar verticalmente la góndola aplicando una fuerza lineal a dicha góndola mediante el primero y el segundo medios elevadores. Este método es ventajoso, en que por este medio es posible elevar la góndola sin necesidad de grúas caras o fabricadas especialmente y equipo de elevación para camiones caro y sin someter a esfuerzo la estructura de soporte de carga aplicando cargas en direcciones no
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deseadas a través de la estructura. En un aspecto de la invención, dichos medios elevadores son cilindros hidráulicos desplazando verticalmente dicha góndola en forma esencialmente proporcional con la extensión o extracción de un pistón de dichos cilindros hidráulicos. Hacer que la góndola viaje la misma longitud que el pistón que se extiende desde el cilindro es ventajoso, en que proporciona una manera más eficiente y directa para elevar la góndola, y en que este método asegura que la góndola no sea sometida a esfuerzo por torsión o fuerzas en direcciones no deseadas. En un aspecto de la invención, dicho uno o más segundos medios elevadores actúan sobre el lado inferior de dicha góndola. En un aspecto de la invención, dicho uno o más segundos medios elevadores actúan por lo menos sobre una parte de un arreglo de inclinación de dicha góndola. En un aspecto de la invención, dicho uno o más primeros medios elevadores se acoplan con las áreas de elevación integradas en o directamente conectadas a una estructura de soporte de carga de dicha góndola. La invención también proporciona medios para el uso de un sistema de manipulación de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 31 en relación con un método
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según cualquiera de las reivindicaciones 35 a 39 en donde la góndola es una góndola para una turbina eólica Megawatt. Las góndolas pueden ser manejadas mediante grúas ordinarias pero una góndola para una turbina eólica Megawatt es tan pesada que es muy difícil hacerse de una grúa con suficiente capacidad y en estos casos es, por lo tanto, especialmente ventajoso utilizar un sistema de manipulación de acuerdo con la invención.
FIGURAS A continuación, se hará una descripción de la invención haciendo referencia a las figuras en las que: La Figura 1 ilustra una turbina eólica moderna grande conocida en el campo técnico, vista desde el frente, La Figura 2 ilustra una sección transversal simplificada de una góndola, vista desde el lado, La Figura 3 ilustra una góndola que comprende una modalidad de un sistema de manipulación, visto desde el frente, La Figura 4 ilustra una góndola que comprende una modalidad de un sistema de manipulación, visto desde el lado, La Figura 5 ilustra una góndola que comprende medios elevadores en posición de transporte, vistos desde la parte superior,
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La Figura 6 ilustra una góndola que comprende medios elevadores en posición de carga, vistos desde la parte superior, La Figura 7 ilustra la estructura de soporte de carga de una góndola y un sistema de manipulación, vistos en perspectiva, La Figura 8 ilustra una modalidad de los primeros medios elevadores en posición de transporte, vistos desde la parte superior, La Figura 9 ilustra una modalidad de los primeros medios elevadores en posición de carga, vistos desde la parte superior, La Figura 10 ilustra una modalidad de los primeros medios elevadores en posición de transporte, vistos en perspectiva, La Figura 11 ilustra una modalidad de los segundos medios elevadores en posición de carga, vistos en perspectiva, La Figura 12 ilustra una modalidad de los segundos medios elevadores en posición de transporte, vistos en perspectiva, La Figura 13 ilustra una modalidad de un dispositivo base, visto en perspectiva, y La Figura 14 ilustra un sistema de manipulación que comprende medios elevadores conectados a una bomba de
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aceite común, vistos desde la parte superior.
DESCRIPCIÓN DETALLADA La Figura 1 ilustra una turbina eólica moderna 1, que comprende una torre 2 colocada sobre una base y una góndola 3 de turbina eólica colocada sobre la parte superior de la torre 2. El rotor de la turbina eólica 4, que comprende tres palas de la turbina eólica 5, conectadas a la góndola 3 a través del eje de baja velocidad el cual se extiende hacia afuera del frente de la góndola 3. La Figura 2 ilustra una sección transversal simplificada de una góndola 3, vista desde el lado. Las góndolas 3 existen en una multitud de variaciones y configuraciones, pero en la mayoría de los casos el tren motriz en la góndola 3 casi siempre comprende uno o más de los siguientes componentes: un engrane 6, un acoplador (no mostrado) , algún tipo de sistema de frenado 7 y un generador 8. Una góndola de una turbina eólica moderna 1 también puede incluir un convertidor 9, un inversor (no mostrado) y equipo periférico adicional como equipo adicional para manipulación de alimentación, bastidores de control, sistemas hidráulicos, sistemas de enfriamiento y más . El peso de la góndola completa 3 incluyendo los componentes de la góndola 6, 7, 8, 9 son soportados por una
estructura de soporte de carga 10. Los componentes 6, 7, 8, 9 normalmente se colocan sobre y/o están conectados a esta estructura de soporte de carga común 10. En esta modalidad simplificada la estructura de soporte de carga común 10 se extiende sólo a lo largo de la parte inferior de la góndola 3 en la forma de un marco de cama al cual están conectados algunos o todos los componentes 6, 7, 8, 9. En otra modalidad la estructura de soporte de carga 10 puede comprender una campana de engrane que transfiere la carga del rotor 4 a la torre 2 y/o la estructura de soporte de carga 10 puede comprender varias partes interconectadas como la malla 13. En esta modalidad de la invención el tren motriz se establece en un ángulo de operación normal NA de 8o en relación con un plano perpendicular a la torre 2, un eje central a través de la torre 2 y un plano horizontal. El tren motriz se encuentra, entre otros motivos, en un ángulo para permitir que el rotor 4 se coloque en un ángulo correspondiente, por ejemplo, para asegurar que las aspas 5 no golpeen la torre 2, para compensar las diferencias en la velocidad del viento y la parte superior e inferior del rotor 4 y otros. La Figura 3 ilustra una góndola 3 que comprende una modalidad de un sistema de manipulación 11, como puede verse desde el frente.
En esta modalidad de la invención el sistema de manipulación 11 comprende medios elevadores 15, 16 posicionados fuera del ancho W de la góndola 3. Los miembros de soporte 12 de los medios elevadores 15, 16 se colocan sobre el suelo subyacente 17 y a través de los medios elevadores ampliados 15, 16 la góndola 3 se eleva del suelo 17 hasta una altura de elevación LH la cual permitiría que un vehículo de transporte pueda colocarse bajo la góndola 3. La Figura 4 ilustra una góndola 3 que comprende una modalidad de un sistema de manipulación 11, visto desde el lado. En esta modalidad de la invención los medios elevadores 15, 16 están formados como cilindros hidráulicos. El pistón del cilindro 23 está, por ejemplo a través de una unión giratoria con un miembro de soporte 12 en forma de una placa, perilla, zapata o similar en el extremo que presiona contra el suelo 17 para distribuir la carga sobre un área mayor. En esta modalidad de la invención, la góndola 3 está provista de dos primeros medios elevadores 15 en el lado posterior 19 de la góndola 3 y dos segundos medios 16 en el lado frontal 18 de la góndola 2 pero en otra modalidad el sistema de manipulación 11 puede comprender otra cantidad de medios elevadores 15 y segundos medios
elevadores 16, en el lado posterior 19 de la góndola 3 y entonces sólo un segundo medio elevador 16 en el lado frontal 18 de la góndola 3, viceversa o de otra manera. La Figura 5 ilustra una góndola 3 que comprende medios elevadores 15, 16 en posición de transporte, como puede verse desde la parte superior. En esta modalidad los medios elevadores 15, 16 están colocados en una posición de transporte, donde los medios elevadores 15, 16 se mueven a una posición donde se encuentren dentro del ancho W de la góndola 3, a través de lo cual la carga transportada (góndola 3 y sistema de manipulación 11) está limitado al ancho W de la góndola 3. En otra modalidad los medios elevadores 15, 16 pueden extenderse más allá del ancho W de la góndola 3 también durante el transporte, siempre que el ancho del sistema de manipulación 11 permanezca dentro del ancho permisible de una carga durante el transporte o similar. En esta modalidad los medios elevadores 15, 16 se añaden a la longitud total de la carga en que los medios elevadores 15, 16 se extienden un poco hacia afuera en frente y atrás del largo longitudinal de la góndola 3, pero en otra modalidad los medios elevadores 15, 16 pueden colocarse totalmente dentro de la periferia exterior de la góndola 3. En esta modalidad los medios elevadores 15, 16 se
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colocan simétricamente alrededor del eje central longitudinal 25 de la góndola 3 distribuyendo el peso de la góndola 3 más o menos uniformemente entre los medios elevadores 15, 16. En otra modalidad los medios elevadores 15, 16 también pueden colocarse de manera diferente como en el lado inferior 21 de la góndola 3, más cerca de la mitad de la góndola 3 en la dirección longitudinal de la góndola 3, podrían colocarse de manera diferente en cualquier costado longitudinal de la góndola 3 o de otra manera, por ejemplo, según la distribución de peso de la góndola 3 o dónde es práctico acoplarse o actuar sobre la góndola 3. La Figura 6 ilustra una góndola 3 que comprende medios elevadores 15, 16 en posición de carga, como puede verse desde la parte superior. En esta modalidad de la invención los medios elevadores 15, 16 se colocan en una posición de carga para auto-cargarse o auto-descargarse de la góndola 3. Al mover los medios elevadores 15, 16 fuera del ancho W de la góndola 3 los medios elevadores 15, 16 también se mueven fuera del ancho del vehículo de transporte sobre el cual está colocada la góndola 3. En esta posición los medios elevadores 15, 16 por tanto tiene libre paso al suelo 17 sin importar que estén extendidos verticalmente hacia abajo, en un ángulo con el suelo subyacente 17 o rotando patas colocadas horizontalmente para colocarlas
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verticalmente y, por lo tanto, ser capaces de elevar o bajar la góndola 3. En esta modalidad los medios elevadores 15, 16 se mueven hacia atrás y hacia adelante entre diferentes posiciones manualmente pero en otra modalidad los medios elevadores pueden ser desplazados por medio de cilindros hidráulicos relativamente pequeños, donde la presión de aceite puede suministrarse desde la bomba de aceite, también suministrando presión para el desplazamiento vertical de la góndola completa 3, lo cual, por ejemplo, puede ser una bomba de aceite por separado 24 o una bomba de aceite de la góndola 3, pueden desplazarse mediante cilindros neumáticos, donde la presión de aire puede ser suministrada por el sistema neumático de un vehículo de transporte o pueden ser desplazados por actuadores o engranes impulsados por motor u operados manualmente. La Figura 7 ilustra la estructura de soporte de carga 10 de una góndola 3 y un sistema de manipulación 11, como puede verse en una vista parcialmente ampliada en perspectiva. Para obtener una mejor idea sobre cómo los medios elevadores 15, 16 pueden interactuar con la góndola 3 la góndola 3 en esta figura se ilustra únicamente como la estructura de soporte de carga 10, es decir, la góndola 3 se muestra sin la tapa de la góndola y sin los componentes
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de la góndola colocados normalmente dentro de la góndola 3, como la caja de engranajes 6, el sistema de freno 7, el generador 8, el inversor 9, etc. En esta modalidad de la invención la estructura de soporte de carga 10 comprende una estructura inferior en o muy cerca del lado inferior de la góndola 3 la cual estaría orientada hacia el suelo 17 durante la manipulación, transporte y operación normales de la góndola 3. La estructura inferior se extiende esencialmente en la longitud total y ancho W de la góndola 3 y podría, por ejemplo, ser o incluir un marco de cama. En esta modalidad la estructura inferior está formada por una malla relativamente sencilla 13 pero en otra modalidad la estructura inferior puede estar formada por varias placas y vigas soldadas entre sí para formar una superficie fuerte y rígida de la góndola 3 sobre la cual pueden acoplarse diferentes componentes de la góndola 6, 7, 8, 9 o por lo menos la mayoría de los componentes de la góndola 6, 7, 8, 9 (por ejemplo, la mayoría del peso) , normalmente mediante pernos. En esta modalidad de la invención la estructura de soporte de carga 10 además comprende una malla 13 que esencialmente se extiende a través de la longitud y la altura completa en ambos lados 18, 19 de la góndola 3. La malla 13 comprende un número de vigas típicamente de acero
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unidas entre sí con pernos o mediante soldadura. En el lado inferior 21 de la góndola 3 la malla 13 está conectada rígidamente a la estructura inferior y en la parte superior de la malla 13 puede estar conectada por vigas de apoyo transversales.
Las vigas superiores de la malla 13 pueden, por ejemplo, utilizarse como rieles o soporte de rieles para una grúa de puente elevado no mostrada para su uso al instalar, reparar o reemplazar los componentes del tren motriz 6, 7, 8 o similar. En otra modalidad de la invención la estructura inferior podría constituir toda la estructura de soporte de carga 10. En esta modalidad la estructura de soporte de carga 10 comprende una así llamada campana de engrane 30 diseñada para transferir la carga de y desde el rotor 4 de la torre 2 a través del arreglo de inclinación colocado en el miembro anular 27 en el lado inferior 21 de la góndola 3. En esta modalidad la malla 13 está conectada rígidamente a la campana de engrane 30. En esta modalidad de la invención la estructura de soporte de carga 10 además comprende dos áreas de elevación 14 en forma de dos refuerzos de esquina en forma de ganchos integrados en la estructura inferior. En otra
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modalidad las áreas de elevación 14 pueden formarse como dispositivos por separado conectados a la góndola o sencillamente pueden ser la estructura de soporte de carga 10. En esta modalidad los primeros dos medios elevadores 15 en la parte posterior 19 de la góndola 3 y los segundos medios elevadores 16 en el frente de la góndola 3 están conectados por vigas transversales 29 y en cada extremo de estas vigas 29 los medios elevadores 15, 16 están provistos de medios de desplazamiento 28 en forma de bisagras que permiten que los medios elevadores 15, 16 puedan moverse hacia atrás y hacia adelante al menos entre la posición de carga actual y una posición de transporte. En esta modalidad los primeros medios elevadores 15 están provistos de un miembro de acoplamiento 22 en forma de una clavija transversal conectada rígidamente a la viga transversal 29. El miembro de acoplamiento 22 es adecuado para acoplarse con la góndola a través de las áreas de elevación 14 en la periferia 26 de la góndola 3, haciendo que los primeros medios elevadores 15 se acoplen a la estructura de soporte de carga 10 de la góndola 3. En otra modalidad la viga transversal 29 que conecta los dos primeros medios elevadores 15 en la parte posterior de la góndola 3 en si mismos pueden formar el miembro de acoplamiento 22 de los primeros medios
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elevadores 15 o los medios elevadores 15 pueden en sí mismos formar los miembros de acoplamiento 22. En el lado inferior 21 de la góndola 3 puede conectarse un dispositivo 20 al miembro anular 27 de la góndola 3. El dispositivo base 20 permite que la góndola 3 pueda colocarse sobre el suelo 17 sin voltearla y sin necesitar más apoyo. Los dos segundos medios elevadores 16 en el lado inferior 21 de la góndola 3 actúan sobre la góndola 3 acoplándose con el dispositivo base 20 por medio de los miembros de acoplamiento 22 que se extienden desde una viga transversal 29 que conecta los dos medios elevadores 16 dentro del extremo frontal 31 del dispositivo base 20, permitiendo por este medio que los segundos medios elevadores actúen sobre la góndola 3 en el eje central longitudinal 25 de la góndola 3, es decir, sobre el miembro anular 27 del arreglo de inclinación en el lado inferior de la góndola 3. En otra modalidad el o los segundos medios elevadores 16 o la o las vigas transversales 29 que conectan más de un segundo medio elevador 16 pueden actuar directamente sobre el miembro anular 27, sobre la estructura de soporte de carga 10 de la góndola 3, sobre áreas de elevación dedicadas 14 u otras siempre que permita que los segundos medios elevadores actúen sobre la góndola
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3 en o cerca del eje central longitudinal 25 de la góndola 3 para asegurar una buena estabilidad y distribución de carga durante la elevación. Un sistema de manipulación 11 de acuerdo con la invención puede utilizarse, por ejemplo, para la auto-carga y descarga de la góndola desde un vehículo. Una góndola 3 colocada sobre el suelo 17 o sobre algún tipo de marco de almacenamiento temporal puede estar provista de medios elevadores 15, 16 colocando los miembros de acoplamiento 22 de varios medios elevadores 15, 16 de manera que se acoplen con las áreas de elevación 14 de la góndola 3 o de otro modo hacer que los medios elevadores 15, 16 actúen sobre la góndola 3. Los medios elevadores 15, 16 entonces se activan, por ejemplo, bombeando aceite hidráulico dentro de los cilindros hidráulicos de los medios elevadores 15, 16, por este medio empujando los pistones 23 de los medios elevadores 15 hacia afuera y aumentar la extensión vertical de los medios elevadores 15, 16 por medio de los cuales la góndola 3 se eleva esencialmente en forma vertical. Mientras que los medios elevadores 15 mantienen la góndola 3 en una posición elevada estacionaria, un vehículo de transporte puede colocarse bajo la góndola 3 o la góndola 3 puede entonces acoplarse a un camión en un extremo y a un remolque en el otro extremo, después de lo cual los medios elevadores 15 se retraen de nuevo de manera
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que puedan moverse fácilmente a una posición de transporte. La Figura 8 ilustra una modalidad de los primeros medios elevadores 15 en posición de transporte, vistos desde la parte superior. En esta modalidad los medios de desplazamiento 28 de los medios elevadores 15 esencialmente sólo permiten el movimiento en un plano horizontal en el cual las bisagras 28 permiten la rotación alrededor de un eje esencialmente vertical pero en otra modalidad el eje de rotación de los medios de desplazamiento 28 pueden orientarse en forma diferente o cada medio de desplazamiento 28 podría comprender varias bisagras para formar una articulación múltiple para realizar un movimiento más complejo entre las diferentes posiciones de los medios elevadores 15, 16 o los medios de desplazamiento 28 pueden comprender guías para realizar un movimiento más o menos lineal , por ejemplo, que los medios elevadores 15, 16 pueden moverse linealmente entre una posición de transporte y la posición de carga actual, por ejemplo mediante cilindros hidráulicos. La Figura 9 ilustra una modalidad de los primeros medios elevadores 15 en posición de carga, vistos desde la parte superior. En esta modalidad los medios de desplazamiento 28 permiten que los medios elevadores 15 pueden rotar libremente aproximadamente 180° pero en otra modalidad los
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medios elevadores 15 o los medios de desplazamiento 28 pueden estar provistos de topes mecánicos, limitando el movimiento de los medios de desplazamiento 28. Estos topes mecánicos pueden, por ejemplo, ser ajustables y acolchonados. La Figura 10 ilustra una modalidad de los primeros medios elevadores 15 en posición de transporte, vistos en perspectiva. En esta modalidad los medios de desplazamiento 28 permiten esencialmente un libre movimiento de los medios elevadores 15 en todo momento, pero en una modalidad preferida de la invención los medios de desplazamiento 28 están provistos de medios para bloquear o fijar los medios elevadores 15 en posiciones específicas, por ejemplo para asegurar que los medios elevadores permanezcan en la posición de transporte durante la totalidad del transporte. La Figura 11 ilustra una modalidad de los segundos medios elevadores 16 en posición de carga, vistos en perspectiva. En esta modalidad de la invención los miembros de acoplamiento 22 están formados como clavijas rectangulares que se extienden a partir de los medios elevadores 16 para acoplarse a orificios correspondientes en el lado frontal 31 del dispositivo base 20. Al formar los miembros de acoplamiento 22 como clavijas rectangulares con un ajuste
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relativamente estrecho con el orificio correspondiente en el dispositivo base 20 se asegura que los medios elevadores 16 no puedan rotar al acoplarse, asegurando por este medio que la góndola no se voltee al ser elevada mediante los medios elevadores 15. En esta modalidad los miembros de acoplamiento 22 están conectados adicionalmente por la viga transversal 29 las cuales también ayudan a aumentar la estabilidad del sistema de manipulación 11. En esta modalidad de la invención los medios elevadores 15, 16 están formados como cilindros hidráulicos pero en otra modalidad los medios elevadores pueden formarse como gatos de tornillo, algún tipo de mecanismo de pinzas de mandíbula, otro tipo de actuadores lineales como sistema de eje impulsado manualmente y tuercas del eje, actuadores neumáticos u otros. La Figura 12 ilustra una modalidad de los segundos medios elevadores 16 en posición de transporte, vistos en perspectiva. El diseño actual de los miembros de acoplamiento 22 proporcionan a los medios elevadores los medios para transferir el torque del miembro anular 27 de la góndola 3 en la dirección longitudinal de dicha góndola y en un grado mucho menor en la dirección transversal de la góndola 3. Sin embargo, el diseño actual de los miembros de acoplamiento 22 de los primeros medios elevadores 15
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proporcionan a los medios elevadores 15 medios para transferir el torque a las áreas de elevación 14 de la góndola 3 en la dirección transversal de dicha góndola y en un grado mucho menor en la dirección longitudinal . Esta combinación proporciona un sistema de manipulación 11 muy firme, estable y barato. Sin embargo es obvio para la persona experta que varios medios y métodos diferentes para hacer que los medios elevadores 15, 16 se acoplen con o por
10 menos actúen sobre la góndola sean factibles, como atornillado u otro. La Figura 13 ilustra una modalidad de un dispositivo base 20, visto en perspectiva. En esta modalidad el dispositivo base 20 comprende medios para atornillarse al miembro anular 27 de la góndola 3 en que este miembro 27 ya está diseñado para soportar grandes cargas, sin embargo también es factible que el dispositivo base 20 pueda estar conectado directamente a la góndola a través de la estructura de soporte de carga de la góndola 10. La Figura 14 ilustra un sistema de manipulación
11 que comprende medios elevadores 15, 16 conectados a una bomba de aceite común 24, visto desde arriba. En esta modalidad de la invención la bomba de aceite 24 comprende tres válvulas ajustables individualmente pero en otra modalidad la bomba de aceite
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puede comprender sólo una válvula, dos válvulas, cuatro válvulas u otro número de válvulas. En esta modalidad de la invención cuatro medios elevadores 15, 16 posicionados simétricamente en la forma de cilindros hidráulicos están posicionados en una posición de carga fuera del ancho de la góndola 3. Los primeros medios elevadores 15 colocados en cualquier lado de la góndola 3 en la parte posterior 19 de la góndola 3 y están conectados individualmente cada uno a una bomba de aceite haciendo posible ajustar la extensión vertical de los dos cilindros de manera independiente uno del otro y todos los demás cilindros. Los segundos medios elevadores 16 en el extremo frontal 18 de la góndola 3 están conectados a la misma salida de la bomba de aceite 24 haciendo que estos dos cilindros 16 se extiendan de igual modo cuando se presuriza. Por este medio el sistema de manipulación 11 comprende tres sistemas de elevación ajustables individualmente los cuales pueden proporcionar un sistema de manipulación estable con un riesgo reducido de tambaleo. En otra modalidad de la invención los medios elevadores 15, 16 pueden estar conectados a la bomba de aceite 24 en otra configuración como conectar todos los cilindros 15, 16 individualmente, conectando todos los cilindros a la misma salida de la bomba de aceite haciendo
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que todos los cilindros 15 se extiendan uniformemente al activarse, proporcionando a cada medio elevador 15, 16 su propia bomba de aceite 24 y a los segundos medios elevadores 16 su propia bomba de aceite 24 u otra. En esta modalidad de la invención la bomba de aceite 24 es una unidad independiente colocados fuera de la góndola 3 pero la góndola 3 a menudo está provista de su propia bomba de aceite 24 de modo que en otra modalidad los medios elevadores 15, 16 pueden estar conectados a la bomba de aceite de la góndola o pueden estar conectados a una bomba de aceite de un camión u otro vehículo que transporta la góndola 3. La invención se ha ejemplificado anteriormente con referencia a ejemplos específicos de sistemas de manipulación 11, góndolas 3, medios elevadores 15, 16 y otros. Sin embargo, debe entenderse que la invención no está limitada a los ejemplos específicos descritos anteriormente sino que puede diseñarse y alterarse en una multitud de variedades dentro del alcance de la invención como se especifica en las reivindicaciones.
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Lista 1. Turbina eólica 2. Torre 3. Góndola 4. Rotor 5. Aspa 6. Caja de engranajes 7. Sistema de frenado 8. Generador 9. Inversor 10. Estructura de soporte de carga
11. Sistema de manipulación 12. Miembro de soporte 13. Malla 14. Área de elevación 15. Primeros medios elevadores 16. Segundos medios elevadores 17. Suelo subyacente 18. Lado frontal de la góndola 19. Lado posterior de la góndola 20. Dispositivo base 21. Lado inferior de la góndola 22. Miembro de acoplamiento 23. Pistón 24. Bomba de aceite
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25. Eje central longitudinal de la góndola
26. Periferia exterior de la góndola 27. Miembro anular 28. Medios de desplazamiento 29. Viga transversal 30. Campana de engrane 31. Extremo frontal del dispositivo base
W. Ancho de la góndola LH. Altura de elevación NA. Ángulo normal de operación