Pala de rotor de turbina eólica con borde de salida que comprende mechas.

Método para fabricar una pala (35) de rotor de turbina eólica que comprende un borde

(11) de salida por medio de un moldeo por transferencia de resina asistido por vacío, que comprende las etapas de:

- colocar varias capas (41) que comprenden material de fibra sobre la superficie (49a) interior de una primera parte (46a) de molde,

- colocar una pluralidad de mechas (44) de fibra sobre las diversas capas (41) en una posición que forma el borde (11) de salida de la pala (35), y

- colar la pala (35) usando un moldeo por transferencia de resina asistido por vacío.

Tipo: Patente Europea. Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: E12151903.

Solicitante: SIEMENS AKTIENGESELLSCHAFT.

Nacionalidad solicitante: Alemania.

Dirección: WITTELSBACHERPLATZ 2 80333 MUNCHEN ALEMANIA.

Inventor/es: MADSEN,Kristian,Lehmann.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • SECCION B — TECNICAS INDUSTRIALES DIVERSAS; TRANSPORTES > TRABAJO DE LAS MATERIAS PLASTICAS; TRABAJO DE SUSTANCIAS... > CONFORMACION O UNION DE LAS MATERIAS PLASTICAS; CONFORMACION... > Conformación de materiales compuestos, es decir,... > B29C70/88 (caracterizados principalmente por poseer propiedades específicas, p. ej. conductores eléctricos, reforzados localmente)
  • SECCION B — TECNICAS INDUSTRIALES DIVERSAS; TRANSPORTES > TRABAJO DE LAS MATERIAS PLASTICAS; TRABAJO DE SUSTANCIAS... > CONFORMACION O UNION DE LAS MATERIAS PLASTICAS; CONFORMACION... > Conformación de materiales compuestos, es decir,... > B29C70/34 (conformación o impregnación por compresión)
  • SECCION F — MECANICA; ILUMINACION; CALEFACCION;... > MAQUINAS O MOTORES DE LIQUIDOS; MOTORES DE VIENTO,... > MOTORES DE VIENTO > Motores de viento con el eje de rotación dispuesto... > F03D1/06 (Rotores)
  • SECCION B — TECNICAS INDUSTRIALES DIVERSAS; TRANSPORTES > TRABAJO DE LAS MATERIAS PLASTICAS; TRABAJO DE SUSTANCIAS... > SISTEMA DE INDEXACION ASOCIADO A LA SUBCLASE B29C,... > Otros objetos particulares > B29L31/08 (Paletas para rotores, estatores, ventiladores, turbinas o similares, p. ej. hélices)

PDF original: ES-2478969_T3.pdf

 

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Fragmento de la descripción:

Pala de rotor de turbina eólica con borde de salida que comprende mechas.

Campo de la invención

La presente invención se refiere a un método para fabricar una pala de rotor de turbina eólica que comprende un borde de salida por medio de un moldeo por transferencia de resina asistido por vacío (VARTM). Adicionalmente se refiere a una pala de rotor de turbina eólica y a una turbina eólica.

Técnica anterior

El documento JP 8 165363 A da a conocer una estructura fibrosa de relleno para reforzar la unión entre vigas de perfil hechas de un material compuesto de resina reforzado con fibra integrando un material de núcleo específico con un material de cobertura. El material de núcleo es un haz de al menos dos hilos continuos agrupados en haz de manera que se ajustan a la sección de un espacio de calza de la unión entre vigas en L, I o T. El documento US 2004/150130 A1 da a conocer una pala de túnel de viento que comprende cargas curvadas formadas por una camisa trenzada que rodea varios filamentos unidireccionales.

A partir del documento EP 1 310 351 B1 se conoce colar una pala de rotor de turbina eólica integrada en un procedimiento de moldeo usando por ejemplo un procedimiento de VARTM. Además se conoce añadir material de núcleo tal como madera de balsa o espuma de PVC en la pala, especialmente en el borde de salida de la pala, para aumentar la estabilidad y rigidez de la pala. La finalidad de poner material de núcleo en el borde de salida de la pala es crear rigidez en esta parte de la pala de rotor.

Para integrar por ejemplo material de núcleo de borde de salida de forma triangular es necesario establecer capas adicionales de material reforzado alrededor del material de núcleo de borde de salida de forma triangular y todo ello se establece entre las capas de cubierta exterior de la estructura de material compuesto de pala. De este modo se crea un "alma" de borde de salida que ayuda a transferir fuerzas y crea rigidez entre las partes superior e inferior de la construcción de pala. Sin embargo, con esta solución aparece la dificultad de que consume relativamente bastante tiempo colocar el material de fibra reforzado alrededor del material de núcleo de manera apropiada de modo que se consigan la construcción y las propiedades deseadas.

Sumario de la invención

Un primer objetivo de la presente invención es proporcionar un método mejorado para fabricar una pala de rotor de turbina eólica que consuma menos tiempo y ahorre costes. Un segundo objetivo de la presente invención es proporcionar una pala de rotor de turbina eólica ventajosa. Un tercer objetivo es proporcionar una turbina eólica ventajosa.

El primer objetivo se soluciona mediante un método para fabricar una pala de rotor de turbina eólica según la reivindicación 1. El segundo objetivo se soluciona mediante una pala de rotor de turbina eólica según la reivindicación 12 y el tercer objetivo se soluciona mediante una turbina eólica según la reivindicación 13. Las reivindicaciones dependientes definen desarrollos adicionales de la invención.

El método de la invención para fabricar una pala de rotor de turbina eólica que comprende un borde de salida se realiza por medio de un moldeo por transferencia de resina asistido por vacío (VARTM). El método de la invención comprende las etapas de colocar varias capas que comprenden material de fibra sobre la superficie interior de una primera parte de molde, colocar una pluralidad de mechas de fibra sobre las diversas capas en una posición que forma el borde de salida de la pala, y colar la pala usando un moldeo por transferencia de resina asistido por vacío. La pluralidad de mechas de fibra puede colocarse sobre la capa más interior o interior o más superior de las diversas capas de fibra colocadas anteriormente.

La invención es ventajosa porque la construcción de la invención usa menos material y más barato y, por tanto, es más ligera que la construcción de la técnica anterior pero proporcionando aún la transferencia de fuerzas entre las partes superior e inferior de la pala. Además se consigue un refuerzo del borde de salida, en combinación con una transferencia de fuerzas de corte entre los dos lados de la pala.

La invención es ventajosa además porque la construcción es relativamente simple de desarrollar durante la fabricación de la pala, es decir durante la colocación de material de fibra. El efecto de esto es que es rentable dado que se emplean menos horas-hombre.

La invención también es ventajosa además porque los haces de mechas son muy flexibles y absorberán tolerancias de proceso entre los lados de la pala en el borde de salida y, por consiguiente, adaptarán su forma a la cavidad que crea la forma de molde.

Las mechas usadas pueden tener una dirección longitudinal. Preferiblemente, las mechas pueden colocarse de modo que la dirección longitudinal discurre en paralelo al borde de salida o en paralelo a la dirección longitudinal o dirección de envergadura de la pala.

Preferiblemente pueden usarse haces de mechas, especialmente para poder controlar la colocación de las mechas de fibra en el molde antes de la colada y para sujetar las mechas de fibra. Ventajosamente, varias mechas pueden agruparse en haz o unirse o conectarse o combinarse dando lugar a un haz antes de colocar las diversas mechas sobre las diversas capas.

Por ejemplo puede usarse una envoltura o recubrimiento envolvente o funda o un medio similar con una función similar para formar el haz de mechas. Preferiblemente, la envoltura o recubrimiento envolvente o funda o el medio similar puede comprende material de fibra, por ejemplo material de fibra vidrio o material de fibra de carbono, y/o papel y/o plástico y/o un polímero. Además, la envoltura o recubrimiento envolvente o funda o medio similar puede disolverse al menos parcialmente durante el procedimiento de colada. Esto tiene la ventaja de que las mechas pueden adaptarse perfectamente a la forma dada por las partes de molde durante el procedimiento de colada.

La pluralidad de mechas puede establecerse en paralelo dentro de dicha envoltura o recubrimiento envolvente o funda o medio similar.

Una segunda parte de molde que comprende una superficie interior, sobre la que se colocan varias capas que comprenden material de fibra, puede situarse sobre la primera parte de molde creando una cavidad de molde cerrada. Además, una membrana estanca al aire puede situarse sobre las mechas de fibra y las diversas capas, especialmente la capa de fibra más interior, para crear vacío en el espacio entre la membrana y la superficie interior de la primera parte de molde y/o la superficie interior de la segunda parte de molde. Es necesario crear vacío para realizar el procedimiento de VARTM.

Además, las mechas de fibra pueden comprimirse y/o adaptarse a una forma definida mediante la primera parte de molde y/o segunda parte de molde y/o la membrana estanca al aire, por ejemplo aplicando vacío.

La pala de rotor de turbina eólica de la invención comprende un borde de salida y una superficie interior. La superficie interior de la pala en el borde de salida comprende una pluralidad de mechas de fibra. La pala de rotor de turbina eólica de la invención puede fabricarse ventajosamente por medio del método descrito anteriormente.

La turbina eólica de la invención comprende una pala de rotor de turbina eólica tal como se describió anteriormente.

La presente Invención tiene la ventaja de que puede usarse menos material y más barato en comparación con el estado de la técnica y, por tanto, se obtiene una construcción más ligera. Además se proporcionan una transferencia mejorada de fuerzas entre la parte superior e Inferior de la pala, es decir entre el lado de presión y el lado de succión,... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

1.

Método para fabricar una pala (35) de rotor de turbina eólica que comprende un borde (11) de salida por medio de un moldeo por transferencia de resina asistido por vacío, que comprende las etapas de:

- colocar varias capas (41) que comprenden material de fibra sobre la superficie (49a) interior de una primera parte (46a) de molde,

- colocar una pluralidad de mechas (44) de fibra sobre las diversas capas (41) en una posición que forma el borde (11) de salida de la pala (35), y

- colar la pala (35) usando un moldeo por transferencia de resina asistido por vacío.

2.

Método según la reivindicación 1, en el que las mechas (44) comprenden una dirección (48) longitudinal y las mechas (44) se colocan de modo que la dirección (48) longitudinal discurre en paralelo al borde (11) de salida.

3.

Método según la reivindicación 1 ó 2, en el que se usan haces (40) de mechas.

4.

Método según la reivindicación 3, en el que varias mechas (44) se agrupan en haz o se unen o se conectan o se combinan dando lugar a un haz (40) antes de colocar las diversas mechas (44) sobre las diversas capas (41).

Método según la reivindicación 3 ó 4, en el que se usa una envoltura o recubrimiento envolvente o funda (45) para formar el haz (40) de mechas.

6.

Método según la reivindicación 5, en el que una envoltura o recubrimiento envolvente o funda (45) comprende material de fibra y/o papel y/o plástico y/o un polímero.

7.

Método según la reivindicación 5 ó 6, en el que una envoltura o recubrimiento envolvente o funda (45) se disuelve al menos parcialmente durante el procedimiento de colada.

8.

Método según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7, en el que una segunda parte (46b) de molde que comprende una superficie (49b) interior, sobre la que se colocan varias capas (41) que comprenden

material de fibra, se sitúa sobre la primera parte (46a) de molde creando una cavidad de molde cerrada.

9.

Método según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8, en el que una membrana (47) estanca al aire se sitúa sobre las mechas (44) de fibra y las diversas capas (41) para crear vacío en el espacio entre la membrana (47) y la superficie (49a, 49b) interior de la primera (46a) y/o la segunda parte (46b) de molde.

Método según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 9, en el que las mechas (44) de fibra se comprimen y/o adaptan a una forma definida mediante la primera (46a) y/o segunda parte (46b) de molde y/o la membrana (47) estanca al aire.

11.

Método según la reivindicación 10, en el que las mechas (44) de fibra se comprimen y/o adaptan a una forma definida mediante la primera (46a) y/o segunda parte (46b) de molde y/o la membrana (47) estanca al aire aplicando vacío.

12.

Pala (35) de rotor de turbina eólica que comprende un borde (11) de salida y una superficie (39) interior, caracterizada porque la superficie (39) interior de la pala (35) en el borde (11) de salida comprende una pluralidad de mechas (44) de fibra.

13.

Turbina (1) eólica que comprende una pala (35) de rotor de turbina eólica según la reivindicación 12.