Procedimiento para la fabricación de una pala de rotor para una instalación de energía eólica.

Procedimiento para la fabricación de una pala de rotor para una instalación de energía eólica,

que enel estado preparado para el funcionamiento se extiende longitudinalmente desde una zona de raíz de las palas parala conexión a un cubo del rotor de la instalación de energía eólica hasta una punta de la pala, en donde la pala derotor se encuentra dividida para su fabricación en al menos dos segmentos, en donde está prevista al menos unasubdivisión aproximadamente transversal a su extensión longitudinal entre la zona de raíz de la pala y la punta de lapala, en donde los al menos dos segmentos de la pala de rotor se unen entre sí en un dispositivo de integración(41), en donde está previsto un grupo constructivo correa-nervio (31, 32), caracterizado porque para la fabricaciónde una semicubierta de la pala de rotor mediante el uso de una técnica de infusión ayudada por vacío o cualquierotra técnica de plásticos ayudada por vacío se realiza una hermetización al vacío (42, 43) mediante al menos unalámina (40), y porque el grupo constructivo correa-nervio (31, 32) se incluye en la hermetización para la fabricaciónde la semicubierta para su unión con la semicubierta.

Tipo: Patente Internacional (Tratado de Cooperación de Patentes). Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: PCT/EP2009/004179.

Solicitante: REpower Systems SE.

Nacionalidad solicitante: Alemania.

Dirección: Überseering 10 (Oval Office) 22297 Hamburg ALEMANIA.

Inventor/es: BENDEL,Urs, KNOPS,Martin, EYB,ENNO.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • B29C65/00 SECCION B — TECNICAS INDUSTRIALES DIVERSAS; TRANSPORTES.B29 TRABAJO DE LAS MATERIAS PLASTICAS; TRABAJO DE SUSTANCIAS EN ESTADO PLASTICO EN GENERAL.B29C CONFORMACION O UNION DE LAS MATERIAS PLASTICAS; CONFORMACION O UNION DE SUSTANCIAS EN ESTADO PLASTICO EN GENERAL; POSTRATAMIENTO DE PRODUCTOS CONFORMADOS, p. ej. REPARACION (trabajo análogo a trabajo de metales con máquinas herramientas B23; trabajo con muela o pulido B24; corte B26D, B26F; fabricación de preformas B29B 11/00;  fabricación de productos estratificados combinando capas previamente no unidas para convertirse en un producto cuyas capas permanecerán unidas B32B 37/00 - B32B 41/00). › Ensamblado de elementos preformados; Aparatos a este efecto (para la fabricación de cajas, cartones, sobres o bolsas B31B; para soldar o fijar los plieges o cierres de los paquetes B65B 51/00; ensamblaje de elementos de construcción en general F16B; empalme de guías de luz G02B 6/255).
  • B29C70/54 B29C […] › B29C 70/00 Conformación de materiales compuestos, es decir, materiales plásticos con refuerzos, cargas o partes preformadas, p. ej. inserciones (aspectos químicos C08, p. ej. C08J 5/00). › Elementos constitutivos, detalles o accesorios; Operaciones auxiliares.
  • B29C70/84 B29C 70/00 […] › Moldeo de materia sobre en partes preformadas que van a ser unidas.
  • B29C70/86 B29C 70/00 […] › Incorporación en capas de refuerzo impregnadas coherentes.
  • B29D99/00 B29 […] › B29D FABRICACION DE OBJETOS PARTICULARES A PARTIR DE MATERIAS PLASTICAS O DE SUSTANCIAS EN ESTADO PLASTICO (fabricación de gránulos B29B 9/00; fabricación de preformas B29B 11/00). › Materia no prevista en otros grupos de esta subclase.
  • F03D1/00 SECCION F — MECANICA; ILUMINACION; CALEFACCION; ARMAMENTO; VOLADURA.F03 MAQUINAS O MOTORES DE LIQUIDOS; MOTORES DE VIENTO, DE RESORTES, O DE PESOS; PRODUCCION DE ENERGIA MECANICA O DE EMPUJE PROPULSIVO O POR REACCION, NO PREVISTA EN OTRO LUGAR.F03D MOTORES DE VIENTO.Motores de viento con el eje de rotación dispuesto sustancialmente paralelo al flujo de aire que entra al rotor (su control F03D 7/00).

PDF original: ES-2395226_T3.pdf

 


Fragmento de la descripción:

Procedimiento para la fabricación de una pala de rotor para una instalación de energía eólica.

La invención se refiere a un procedimiento para la fabricación de una pala de rotor para una instalación de energía eólica, que en el estado preparado para el funcionamiento se extiende longitudinalmente desde una zona de raíz de las palas para la conexión a un cubo del rotor de la instalación de energía eólica hasta una punta de la pala, y que se encuentra dividida para su fabricación en al menos dos segmentos, en donde está prevista al menos una subdivisión aproximadamente transversal a su extensión longitudinal entre la zona de raíz de la pala y la punta de la pala.

Palas de rotor divididas o segmentadas para una instalación de energía eólica son conocidas por principio desde hace tiempo, por ejemplo por el documento DE3113079A1, para facilitar su fabricación, su transporte y su montaje. Puesto que en el estado de la técnica se debe facilitar preferentemente también el transporte, los segmentos de la pala de rotor se ensamblan preferentemente sólo en el lugar de montaje de la instalación de energía eólica y están también concebidos para ello.

El documento US20070140858A1 publica una pala de rotor construida de forma modular a partir de una pluralidad de secciones de pala de rotor que están pegadas entre sí.

El documento US20080069699A1 publica una pala de rotor de una instalación de energía eólica que presenta al menos dos secciones de pala de rotor, que comprenden una o varias estructuras de refuerzo, en donde las estructuras de refuerzo están unidas entre sí en un punto de unión, así como un procedimiento de acuerdo con el preámbulo de la reivindicación 1. Las estructuras de refuerzo encajan entre sí en los puntos de unión.

Frente a todo ello, la invención tiene el objeto de facilitar y reducir en el tiempo la fabricación de la pala de rotor, particularmente para una fabricación en serie y, a pesar de ello, ofrecer la pala de rotor fabricada como una pala de rotor unitaria habitual.

Este objetivo se resuelve de acuerdo con la invención en lo que respecta al procedimiento mediante el objeto de la reivindicación 1, en donde particularmente se unen al menos dos segmentos entre sí en un dispositivo de integración.

De acuerdo con la invención se pueden unir de forma ventajosa segmentos o partes de una pala de rotor si bien preferentemente al menos fabricadas previamente o prefabricadas por separado, lo que tiene la ventaja de que una fabricación se puede realizar al menos en parte paralela en el tiempo, si bien a continuación se integran los segmentos o partes de la pala de rotor entre sí para formar una pala de rotor unitaria. Más allá de las ventajas de tiempo en la fabricación asociadas a ello, los eventuales moldes de fabricación son más fáciles y económicos de fabricar, más fáciles de confeccionar para una fabricación en serie y, al igual que las propias partes o segmentos, más fáciles de manejar.

Una fabricación aún más eficiente de partes de la pala de rotor de acuerdo con la invención es posible mediante el proceso de acuerdo con la invención haciendo que preferentemente estén previstas al menos dos subdivisiones aproximadamente perpendiculares a la extensión longitudinal de la pala de rotor entre la zona de la raíz de la pala y la punta de la pala para la formación de al menos tres segmentos.

Otro perfeccionamiento del procedimiento de acuerdo con la invención tiene previsto que la pala de rotor se divida sustancialmente en una semicubierta inferior y en una semicubierta superior y la segmentación esté prevista por cada semicubierta.

De acuerdo con otro perfeccionamiento del procedimiento de acuerdo con la invención puede estar previsto que (también) estén previstas subdivisiones que discurran aproximadamente en la extensión longitudinal de la pala de rotor para la segmentación de la pala de rotor.

De acuerdo con otro perfeccionamiento de la invención está previsto unir entre sí en el dispositivo de integración uno

o varios nervios, una o varias correas, uno o varios elementos de la raíz de la pala de rotor, segmentos que han sido fabricados o prefabricados en otra parte, particularmente de forma paralela en el tiempo, y/o cubiertas de pala de rotor formadas por segmentos. Para ello, los nervios, correas, elementos de la raíz de la pala de rotor y/o segmentos han sido preferentemente fabricados previamente mediante una técnica de plásticos.

Básicamente, para el procedimiento de acuerdo con la invención se puede emplear preferentemente una técnica de plásticos como técnica de fabricación, en la que al menos se emplea una resina y al menos una capa de fibras, particularmente de fibras de vidrio y/o fibras de carbono. En este caso se puede tratar particularmente de una técnica de extrusión (moldeo por transferencia de resina; RTM) , una técnica de infusión (moldeo por infusión de resina; RIM) , particularmente una técnica de infusión ayudada por vacío (infusión de resina ayudada por vacío; VAR)

o una técnica similar o comparable. Sin embargo, también se puede emplear total o parcialmente, por ejemplo, una

técnica de laminado.

En el dispositivo de integración se pueden pegar segmentos y/u (otras) piezas entre sí. Sin embargo, está previsto preferentemente que en el dispositivo de integración se unan entre sí segmentos y/u (otras) piezas mediante una de las técnicas de plásticos anteriormente mencionadas, de tal forma que, tal y como se ha explicado ya con anterioridad, si bien se fabrican piezas individuales por motivos de incremento de la producción, se pueden integrar no obstante para formar una pala de rotor unitaria, que no desmerece a una pala de rotor fabricada de forma unitaria en un único molde de fabricación, compuesta eventualmente por dos semicubiertas, particularmente también las segmentaciones de la pala de rotor a partir de la preproducción de acuerdo con la invención no llaman la atención ni resultan molestas ni tienen un efecto perjudicial de cualquier tipo sobre la pala de rotor terminada después de su integración.

Particularmente puede estar además previsto que en el dispositivo de integración se unan entre sí segmentos y/u otras piezas mediante uniones no positivas y/o positivas o una unión no positiva y/o positiva, particularmente mediante embridado, ensamblaje, solapadura biselada, ranurado y unión por lengüeta o similares, preferentemente para afianzar aún más las uniones o conformarlas sin costuras.

Otro perfeccionamiento del procedimiento de acuerdo con la invención para la fabricación de una pala de rotor para una instalación de energía eólica, para el cual también se reivindica protección independiente, se caracteriza porque se rebordea al menos una de las piezas que se va a unir con al menos otra pieza. Particularmente, para el rebordeado se puede emplear madera de balsa o un sándwich de madera de balsa. Preferentemente se rebordea al menos una correa. De este modo se suavizan las transiciones y se fijan las uniones y se mejoran o garantizan las trayectorias de fuerza y transmisiones de fuerza, también en diferentes direcciones, preferentemente con un material que es para ello especialmente adecuado y que aporta poco peso adicional.

Otro perfeccionamiento del procedimiento de acuerdo con la invención prevé que durante la introducción en el dispositivo de integración, se deje una ranura entre dos piezas a unir entre sí, particularmente entre dos segmentos, para su unión para la introducción de al menos un material de unión, para también de este modo conformar la unión de una forma más segura y sin costuras. Para ello puede estar previsto que la ranura se utilice para la entrada de un material de unión nada o poco viscoso y para un material sólido, preferentemente un material de fibras, particularmente una capa de las mismas.

Para el calentamiento, secado y/o endurecimiento de piezas y/o de uniones de piezas se puede emplear ventajosamente al menos un dispositivo eléctrico de calefacción, preferentemente un dispositivo de microondas o una manta eléctrica. También se puede emplear, por ejemplo, aire u otro medio, que tendría la ventaja de poder ser utilizado también para un enfriamiento en caso de que fuera necesario.

Preferentemente está previsto de acuerdo con la invención que en primer lugar se endurezcan o pre-endurezcan las piezas, que a continuación se introduzcan las piezas en el dispositivo de integración, se unan ahí entre sí y a continuación se seque y/o endurezca la unión y/o el enlace de las piezas.

Una ventaja particular del procedimiento de acuerdo con la invención puede consistir en que para la fabricación de piezas se pueden... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

1. Procedimiento para la fabricación de una pala de rotor para una instalación de energía eólica, que en el estado preparado para el funcionamiento se extiende longitudinalmente desde una zona de raíz de las palas para la conexión a un cubo del rotor de la instalación de energía eólica hasta una punta de la pala, en donde la pala de rotor se encuentra dividida para su fabricación en al menos dos segmentos, en donde está prevista al menos una subdivisión aproximadamente transversal a su extensión longitudinal entre la zona de raíz de la pala y la punta de la pala, en donde los al menos dos segmentos de la pala de rotor se unen entre sí en un dispositivo de integración (41) , en donde está previsto un grupo constructivo correa-nervio (31, 32) , caracterizado porque para la fabricación de una semicubierta de la pala de rotor mediante el uso de una técnica de infusión ayudada por vacío o cualquier otra técnica de plásticos ayudada por vacío se realiza una hermetización al vacío (42, 43) mediante al menos una lámina (40) , y porque el grupo constructivo correa-nervio (31, 32) se incluye en la hermetización para la fabricación de la semicubierta para su unión con la semicubierta.

2. Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado porque están previstas al menos dos subdivisiones aproximadamente perpendiculares a la extensión longitudinal de la pala de rotor entre la zona de raíz de la pala y la punta de la pala para la formación de al menos tres segmentos, en donde la pala de rotor se divide sustancialmente en una semicubierta inferior y en una semicubierta superior y la segmentación está prevista por cada semicubierta, en donde está prevista particularmente al menos una subdivisión que discurre aproximadamente en la extensión longitudinal de la pala de rotor para la segmentación de la pala de rotor.

3. Procedimiento según la reivindicación 1 o 2, caracterizado porque en el dispositivo de integración se unen entre sí uno o varios nervios, una o varias correas, uno o varios elementos de la raíz de la pala de rotor, segmentos y/o cubiertas de pala de rotor formadas por segmentos, en donde particularmente los nervios, correas, elementos de la raíz de la pala de rotor y/o segmentos se fabrican mediante una técnica de plásticos, en donde particularmente en la técnica de plásticos se emplea al menos una resina y al menos una capa de fibras, particularmente de fibras de vidrio y/o fibras de carbono, en donde particularmente se emplea una técnica de extrusión, en donde particularmente se emplea una técnica de infusión, particularmente una técnica de infusión ayudada por vacío, en donde particularmente se emplea una técnica de laminado.

4. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque en el dispositivo de integración se pegan entre sí segmentos y/o, particularmente, otras piezas, en donde particularmente en el dispositivo de integración se unen entre sí segmentos y/o, particularmente, otras piezas mediante una de las técnicas de plásticos anteriormente mencionadas, en donde particularmente en el dispositivo de integración se unen entre sí segmentos y/o piezas mediante uniones no positivas y/o positivas, particularmente mediante embridado, ensamblaje, solapadura biselada, ranurado y unión por lengüeta o similares.

5. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque se rebordea al menos una pieza que se va a unir con otra pieza, en donde particularmente para el rebordeado se emplea madera de balsa o un sándwich de madera de balsa, en donde particularmente se rebordea una correa, en donde particularmente durante la introducción en el dispositivo de integración se deja una ranura entre dos piezas a unir entre sí, particularmente entre dos segmentos, para su unión, para la introducción de al menos un material de unión, en donde particularmente la ranura está prevista para la entrada de un material de unión nada o poco viscoso y para un material sólido, preferentemente un material de fibras, en donde particularmente para el calentamiento, secado y/o endurecimiento de piezas y/o uniones de piezas se emplea al menos un dispositivo eléctrico de calefacción, preferentemente un dispositivo de microondas o una manta eléctrica, en donde particularmente en primer lugar se endurecen o pre-endurecen las piezas, a continuación se introducen las piezas en el dispositivo de integración donde se unen entre sí y a continuación se seca y/o endurece la unión y/o el enlace de las piezas.

6. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque para la fabricación de piezas se emplean moldes de fabricación que se pueden utilizar de forma paralela en el tiempo, en donde particularmente se realiza una fabricación de piezas paralela en el tiempo, en la que las piezas a fabricar están o son concebidas particularmente en lo que respecta a su tipo, constitución y/o tamaño de tal forma que se puedan preparar las piezas en su conjunto en un plazo de 24 horas para el dispositivo de integración, en donde particularmente la fabricación de las piezas y su integración en el dispositivo de integración se planifica o realiza de tal forma que una o la pala de rotor se puede preparar sustancialmente en 48 horas.

7. Procedimiento para la fabricación de una pala de rotor para una instalación de energía eólica según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque un dispositivo de integración se emplea como molde de fabricación para una semicubierta de un ala de pala de rotor, en donde la fabricación se realiza preferentemente mediante una técnica de plásticos anteriormente mencionada y en donde en el dispositivo de integración se introduce al menos un primer segmento prefabricado o semi-prefabricado y al menos un segundo segmento sólo se fabrica en el dispositivo de integración en el primer segmento o bajo integración del primer segmento, en donde particularmente en el dispositivo de integración durante la fabricación de la semicubierta de la pala de rotor un primer segmento fabricado o semifabricado y un segundo segmento a fabricar se intercambian espacialmente entre sí durante la ocupación del dispositivo de integración, en donde particularmente se prefabrica al

menos una correa y al menos un nervio y se integran o unen en el dispositivo de integración con una semicubierta de una pala de rotor, en donde particularmente al menos una correa o un nervio puentea una separación entre dos segmentos de la semicubierta.

8. Procedimiento para la fabricación de una pala de rotor para una instalación de energía eólica según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque se prefabrica al menos un grupo constructivo correa-nervio y se entrega al dispositivo de integración para la unión con una cubierta de la pala de rotor, en donde particularmente la semicubierta se fabrica al menos parcialmente en el dispositivo de integración, integrándose para ello el grupo constructivo correa-nervio en la semicubierta, en donde particularmente se emplea al menos una capa, particularmente una capa de fibras, para la fabricación de la semicubierta para la unión de la semicubierta con el grupo constructivo correa-nervio, en donde particularmente se fabrica un grupo constructivo correa-nervio sustancialmente en forma de L, de tal forma que una correa y un nervio quedan orientados sustancialmente en forma de L entre sí, en donde particularmente la forma de L se une con una cubierta de una pala de rotor de tal forma que el nervio sobresalga de la cubierta y que esta forma de L forma una forma de carcasa con una forma de L correspondiente de otra cubierta en la unión de las dos cubiertas entre sí, en donde particularmente para la fabricación de la forma en L se emplea un molde de fabricación, en el que la correa y el nervio implicados en la forma en L están dispuestos y/o fabricados en el ángulo correcto entre sí, en donde particularmente al menos la correa o el nervio se introducen prefabricados en el molde de fabricación y la otra pieza se fabrica preferentemente mediante capas para una técnica de plásticos.

9. Procedimiento para la fabricación de una pala de rotor para una instalación de energía eólica según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque al menos una pieza, preferentemente al menos la correa o el nervio, se fabrican de piezas prefabricadas, los denominados prepregs, en donde particularmente al menos una capa para la fabricación de al menos la correa o el nervio se introduce en el molde de fabricación de tal forma que puentea una junta entre ambas piezas, preferentemente la rodea, de tal forma que durante la fabricación de la correa y/o del nervio se crea una unión entre las piezas también a través de esta capa, en donde particularmente el nervio se conforma sustancialmente aproximadamente en forma de C para la conformación de bridas de unión, en donde particularmente el molde de fabricación presenta una concavidad sustancialmente aproximadamente en forma de V para la introducción de material en forma de L, en donde particularmente el molde de fabricación puede girar alrededor de un eje sustancialmente horizontal.


 

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