DK177382B1

DK177382B1 - System og fremgangsmåde til at danne en bladsektion

Info

Publication number: DK177382B1
Application number: DKPA200601643A
Authority: DK
Inventors: Jan Willem Bakhuls; Andrew John Billen; Sjef Van Breugel; Jamie T Livingston
Original assignee: Gen Electric
Priority date: 2005-12-19
Filing date: 2006-12-14
Publication date: 2013-03-04
Also published as: DK200601643A; DE102006059737A1; DE102006059737B4; CN1986202B; CN1986202A; US20070140865A1; US7669334B2

Abstract

Der er beskrevet et system til at danne en bladsektion 100 indbefattende en transportramme 110, mindst én transportunderstøtning 108 fjernbart tilknyttet transportrammen 110 og en bladsektionsdannende struktur 104, der er modtagelig for transportrammen 110 og den mindst ene transportunderstøtning 108.

Description

i DK 177382 B1

OPFINDELSENS OMRÅDE

Denne ansøgning angår overordnet et system til at danne en 5 bladsektion og navnlig et system til at danne mindst én bladsektion.

BAGGRUND FOR OPFINDELSEN

Rotorblade, såsom de, der forefindes i store vindturbiner, inde-10 holder typisk mindst ét eftergivende rodsektionslag bestående af fiber- i glas eller glassammensætninger indbefattende biaksiale og unidirektio- nale fibre. Disse rodsektionslag installeres for nuværende inden i rotor- | bladet via en proces, der indbefatter at skære glasset til rodsektioner, at i rulle de individuelle sektioner til en flerhed af rør, at transportere rørene 15 til en rotorbladsstøbeform, at afrulle hver sektion på hvert rør og individuelt at lægge på lag og installere hver rodsektion i rotorbladsstøbeformen, hvor den på et tidspunkt vil blive behandlet for at hærde og danne rotorbladet. Når hver rodsektion lægges på lag i rotorbladsstøbeformen, skal denne rodsektion endvidere tapes eller klemmes på plads inden i 20 bladet for at muliggøre en formgivning af hvert rodsektionslag til rotorbladets facon.

C- 8»

Mens denne proces er en effektiv måde til at danne og installere rodsektioner inden i rotorbladet, kan den være tidskrævende, idet individuel rulning, afrulning, lægning i lag og taping af hvert rodsektionslag 25 kræver flere, individuelle rodsektionslaghandlinger. På grund af disse flere handlinger kan strukturel defekt-sandsynligheden inden i lagene og dermed rotorbladet endvidere være høj på grund af menneskelige fejl.

Dette skyldes, at sandsynligheden for lagrynkning og -ødelæggelse øges med hver håndtering af glasset (på røret, af røret og ind i bladet), hvil-30 ket påvirker bladstrukturen. Hvert stykke tape tilføjet lagene kan yderligere forårsage inkonsistens og fordrejning inden i glasset, hvilket yderligere påvirker den strukturelle integritet. Af disse årsager er der et ønske om et mere effektivt system og fremgangsmåde til at danne og installere glasrodsektioner inden i et rotorblad.

DK 177382 B1 2

Patentskrift US5430937 beskriver et apparat til fremstilling af en vinge (100), hvor apparatet omfatter en transportramme (50) med understøtninger (60u, 601, 66u, 661) og en vingedelsformgivningsstruk-5 tur (10). Transportrammen med understøtninger og vindedelsformgivningsstrukturen er indrettet med åbninger, så transportrammen med understøtninger og vingedelsmateriale (120) kan bevæges i forhold til vingedelsformgivningsstrukturen, så vingedelsmaterialet kan placeres på den formgivende del af vingedelsformgivningsstrukturen.

10

KORT BESKRIVELSE AF OPFINDELSEN

J Der er beskrevet et system til at danne en bladsektion indbefat tende en transportramme, mindst én transportunderstøtning fjernbart j 15 tilknyttet transportrammen og en bladsektionsdannende struktur, der er I modtagelig for transportrammen og den mindst ene transportunderstøt ning.

Yderligere aspekter, fordele og træk ved den foreliggende opfindelse fremgår af de afhængige krav, beskrivelsen og den medfølgende 20 tegning.

KORT BESKRIVELSE AF TEGNINGEN

J

i

De foregående og andre træk og fordele af den foreliggende op-25 findelse vil blive forstået mere fuldstændigt ud fra den følgende detaljerede beskrivelse af illustrative udførelsesformer taget i sammenhæng med de medfølgende figurer, i hvilke ens elementer er nummereret ens i de flere figurer.

Fig. 1 er et perspektivbillede set ovenfra af et transportarran-30 gement i overensstemmelse med et eksempel på en udførelsesform, fig. er et perspektivbillede set fra siden af en bladsektionsdannende struktur i overensstemmelse med eksemplet på udførelsesformen, fig. 3 er et perspektivbillede set fra oven af bladsektionslag og transportarrangementet i overensstemmelse med eksemplet på udførel- 3 DK 177382 B1 sesformen, fig. 4 er et billede set fra siden af en bladsektionsdannende j struktur, bladsektionslagene og transportarrangementet i overensstem- I melse med eksemplet på udførelsesformen, i 5 fig. 5 er et perspektivbillede set fra siden af bladsektionslagene i anbragt pi den bladsektionsdannende struktur i overensstemmelse med eksemplet på udførelsesformen, fig. 6 er et perspektivbillede set fra siden af fastgørelsesstrukturer, der fastgør bladsektionslagene til den bladsektionsdannende struk-10 tur i overensstemmelse med eksemplet på udførelsesformen, fig. 7 er et perspektivbillede set fra siden af den bladsektionsdannende struktur roteret omkring en akse i overensstemmelse med eksemplet på udførelsesformen, fig. 8 er et perspektivbillede set fra siden af bladsektionslag an-15 bragt inden i en rotorbladsstøbeform i overensstemmelse med eksemplet på udførelsesformen, og ' fig. 9 er et blokdiagram, der illustrerer en fremgangsmåde til at danne en bladsektion.

20 DETALJERET BESKRIVELSE AF OPFINDELSEN

I Signifikant effektivitet i konstruktion af et afsnit af et rotorblad kan opnås ved at skabe en oplægning af glasmateriale adskilt fra rotorbladet og derefter installere oplægningen som en enkelt komponent.

25 Med henvisning til fig. 1, 2 og 3 er der illustreret et eksempel på en udførelsesform for et system 100 til at danne et bladsektion, hvor systemet indbefatter et transportarrangement 102 og en bladsektionsdannende struktur 104. Transportarrangementet 102 indbefatter mindst én transportunderstøtning, en transportramme 110 og valgfrit en trans-30 portoverflade 106, hvor transportoverfladen 106, hvis den anvendes, er fjernbart tilknyttet den mindst ene transportunderstøtning 108 og transportrammen 110. Den mindst ene transportunderstøtning og transportrammen 110 er stive i formen, mens transportoverfladen 106 (valgfri) er eftergivelig og sammensat af en gruppe bestående af elastomeriske ma- 4 DK 177382 B1 terialer, polymeriske materialer og sammensætninger indbefattende et af de foregående materialer. Den mindst ene transportunderstøtning er | illustreret som støttebjælker 108, der er fjernbart tilknyttet transport rammen 110. Denne fjernbare tilknytning opnås ved hjælp af ethvert 5 ønskværdigt middel, såsom, men ikke begrænset til, støttebjælkerne 108, der kan tilknyttes og frakobles en flerhed af øjekaviteter defineret af transportrammen 110. Transportoverfladen 106, hvis den anvendes, ligger således tilstødende og kan understøttes af støttebjælkerne 108, der er tilknyttet transportrammen 110.

10 Med henvisning til fig. 2, 3 og 4 definerer den bladsektionsdan- | nende struktur 104 introduceret ovenfor mindst én støttekavitet (illu- j streret som støttekaviteter 112) og indbefatter en bladsektionsproduce- I rende konfiguration eller facon. Den bladsektionsdannende struktur 104 er for eksempel konfigureret som det negative billede af en rotorblads-15 støbning. Når mindst ét eftergiveligt bladsektionslag 114, såsom tynde lag af glas, fiberglas eller glaskompositmaterialer indbefattende biaksiale og unidirektionale fibre, tillades at svare til den bladsektionsproduceren-de konfiguration af den bladsektionsdannende struktur 104, vil det i mindst ene bladsektionslag 114 således blive formet til en facon, som I 20 kan installeres inden i en rotorbladsstøbeform 120 og ligge tilstødende i en rotorbladsstøbeforms væg som vist i fig. 7 og 8. Det skal værdsæt tes, at den bladsektionsdannende struktur 104 er roterbar omkring en akse 116 anbragt inden i den bladsektionsdannende struktur 104, hvor denne roterbarhed medvirker til installation af det mindst ene bladsek-25 tionslag 114 inden i rotorbladsstøbeformen 120. Processen, hvormed denne formgivning og installation finder sted, vil blive beskrevet i flere detaljer nedenfor.

Med henvisning til fig. 3 er det mindst ene bladsektionslag 114 vist liggende tilstødende transportoverfladen 106, hvor transportoverfla-30 den 106 er understøttet af den mindst ene transportunderstøtning 108 i tilknytning til transportrammen 110. Det skal imidlertid værdsættes, at hvis den valgfri transportoverflade 106 ikke anvendes, vil det mindst ene bladsektionslag 114 være understøttet af den mindst ene transportunderstøtning (illustreret som transportstøttebjælker 108) og/eller trans- 5 DK 177382 B1 portramme 110, til hvilken den mindst ene transportunderstøtning er tilknyttet.

Det mindst ene bladsektionslag 114 transporteres via dette transportarrangement 102 (med eller uden transportoverfladen 106) til 5 den bladsektionsdannende struktur 104 illustreret i fig. 2, 4 og 5, hvor ! det mindst ene bladsektionslag 114 og transportoverflade 106 er an bragt på den bladsektionsdannende struktur 104. Når transportoverfladen 106 og mindst ét bladsektionslag 114 er anbragt (alle på en gang) på den bladsektionsdannende struktur 104, går transportstøttebjælkerne 10 108 ind i støtte kaviteterne 112, hvilket tillader, at transportoverfladen j 106 (der virker som en buffer mellem den bladsektionsdannende struktur 104 og mindst ét bladsektionslag) kan berøre den bladsektionsdannende struktur 104, mens den mindst ene transportunderstøtning 108 frigives fra berøring med transportoverfladen 106 og understøtning af 15 transportoverfladen 106 og mindst ét bladsektionslag 114. Når transportoverfladen 106 og det mindst ene bladsektionslag 114 er understøttet som illustreret i fig. 5, danner transportoverfladen 106 og alle de mindst ene bladsektionslag 114 den bladsektionsproducerende konfiguration af den bladsektionsdannende struktur 104, der nu er ansvarlig for 20 understøtning af transportoverfladen 106 og mindst ét bladsektionslag j 114. Transportstøttebjælkerne 108 frakobles herefter fra øjekaviteterne af transportrammen 110 og fjernes fra støttekaviteterne 12 illustreret i fig. 2. Transportrammen kan altså nu fjernes fra nærheden af den bladsektionsdannende struktur 104. Det bør værdsættes, at hvis den efter-25 givelige transportoverflade 106 ikke anvendes for at understøtte og transportere det mindst ene bladsektionslag 114, vil det det mindst ene bladsektionslag 114 være anbragt på den bladsektionsdannende struktur 104, der svarer til den bladsektionsproducerende konfiguration uden den valgfri tilstedeværelse og buffer tilvejebragt af transportoverfladen 106.

30 Når (eller imens) det mindst ene bladsektionslag 114 og trans portoverfladen 106, hvis den anvendes, har dannet den bladsektionsproducerende konfiguration af den bladsektionsdannende struktur 104, fastgør fastgørelsesindretninger 118, såsom, men ikke begrænset til remme, med henvisning til fig. 6 og 7 det mindst ene bladsektionslag 6 DK 177382 B1 114 (og transportoverflade 106, der er illustreret, men valgfri) til den bladsektionsfastgørende struktur 104. De nu sikrede bladsektionslag 114 j roteres herefter langs med den bladsektionsdannende struktur 104 om kring aksen 116. Denne rotation kan være i en grad, der er ønskværdig 5 for at muliggøre installation af det mindst ene bladsektionslag 114 inden i rotorbladsstøbeformen 120, såsom, men ikke begrænset til 180°.

Det mindst ene bladsektionslag 114, transportoverfladen (hvis den er til stede) og den bladsektionsdannende struktur 104 er med henvisning til fig. 7 blevet roteret 180° og installeret inden i rotorbladsstø-10 beformen 120. Efter installation fjernes fastgørelsesindretningerne 118 og den bladsektionsdannende struktur 104 fra rotorbladsstøbeformen 120 (sammen med transportstrukturen 106, hvis den er til stede), hvor alle de mindst ene bladsektionslag 114 installeres via dette ene installationstrin og forbliver i rotorbladsstøbeformen som vist i fig. 8. Bladsek-15 tionslagene 114 behandles herefter med et hærdningsmiddel, såsom en resin, der solidificerer bladsektionslagene 114, der danner en rotorbladsstruktur. Ved at danne og installere alle de mindst ene bladsektionslag 114 på en gang, i modsætning til en ad gangen-proceduren anvendt i den kendte teknik, forøges effektivitet i tid og strukturel integritet (min-I 20 dre mulighed for at rynke og ingen tape). Det bør værdsættes, at blad sektionslagene 114 kan dannes inden i et helt rotorblad eller enhver sektion deraf indbefattende en rodsektion.

En fremgangsmåde 200 til at danne en bladsektion er illustreret med henvisning til fig. 9 og indbefatter at anbringe mindst ét bladsek-25 tionslag 114 på mindst én transportunderstøtning og en transportramme 110 som vist i driftsblokken 202. Fremgangsmåden 200 kan også indbefatte at anbringe det mindst ene bladsektionslag 114 på en transportoverflade 106, hvor transportoverfladen 106 er eftergivelig og fjernbart tilknyttet den mindst ene transportunderstøtning og transportramme 30 110. Fremgangsmåden 200 indbefatter yderligere at transportere det mindst ene bladsektionslag 114, sammen med transportoverfladen 106, hvis den er til stede, til den bladsektionsdannende struktur 104 via den mindst ene transportunderstøtning og transportrammen 110.

Fremgangsmåden 200 indbefatter yderligere at anbringe det 7 DK 177382 B1 mindst ene bladsektionslag 114 på en bladsektionsdannende struktur 104 ved at tilknytte transportrammen 110 og mindst én transportunder-j støtning til den bladsektionsdannende struktur 104, som det er vist i driftsblokken 204, hvor den bladsektionsdannende struktur 104 define-| 5 rer mindst én støttekavitet og indbefatter en bladsektionsproducerende konfiguration. Hvis det mindst ene bladsektionslag er anbragt på transportoverfladen 106 (som nævnt ovenfor), indbefatter fremgangsmåden 200 yderligere at anbringe transportoverfladen 106 og det mindst ene bladsektionslag 114 på den bladsektionsdannende struktur 104, hvor 10 transportoverfladen 106 virker som en buffer mellem den bladsektionsdannende struktur 104 og det mindst ene bladsektionslag 114.

I Fremgangsmåden 200 indbefatter yderligere at understøtte det mindst ene bladsektionslag 114 med den bladsektionsdannende struktur 104, hvor den bladsektionsdannende struktur 104 indbefatter en blad-15 sektionsproducerende konfiguration, til hvilken det mindst ene bladsek-i tionslag 114 tillades at formgives som vist i driftsblokken 206. Hvis det mindst ene bladsektionslag er anbragt på transportoverfladen 106, indbefatter fremgangsmåden 200 igen yderligere at understøtte transportoverfladen 106 og det mindst ene bladsektionslag 114 med den bladsek-20 tionsdannende struktur 104, hvor det mindst ene bladsektionslag 114 og transportoverfladen 106 tillades at formgives til den bladsektionsprodu-I cerende konfiguration. Fremgangsmåden 200 indbefatter også at fjerne den mindst ene transportunderstøtning og transportramme fra tilknytningen med den bladsektionsproducerende struktur 104, hvor det 25 mindst ene bladsektionslag 114 er således anbragt på (og understøttet af) den bladsektionsdannende struktur 104 i stedet for den mindst ene transportunderstøtning og transportramme 110.

Efter eller under dannelse indbefatter fremgangsmåden 200 yderligere at fastgøre det mindst ene bladsektionslag 114 til den blad-30 sektionsdannende struktur 104 og at rotere den bladsektionsdannende struktur 104 omkring en akse 116.

Med henvisning til driftsblokken 208 indbefatter fremgangsmåden 200 også at installere det mindst ene bladsektionslag 114 inden i en rotorbladsstøbeform 120 ved at anbringe det mindst ene bladsektionslag 8 DK 177382 B1 114 og den bladsektionsdannende struktur 104 inden i en rotorbladsstøbeform 120. Hvis det mindst ene bladsektionslag er anbragt på trans-| portoverfladen 106, vil fremgangsmåden 200 igen yderligere indbefatte at installere transportoverfladen 106 inden i rotorbladsstøbeformen 120 5 sammen med det mindst ene bladsektionslag 114 og den bladsektionsdannende struktur 104. Fremgangsmåden 200 indbefatter yderligere at fjerne den bladsektionsdannende struktur 104 og transportoverfladen 106 (hvis den er til stede) fra rotorbladsstøbeformen 120 og at solidifice-re det mindst ene bladsektionslag 114 for at danne mindst ét afsnit af et 10 rotorblad.

I Mens opfindelsen er blevet beskrevet med henvisning til et ek sempel på en udførelsesform, skal det forstås af fagmanden, at forskellige ændringer kan gøres, og ækvivalenter kan substitueres, for elementer deraf uden at gå ud over opfindelsens bredde. Mange modifikationer 15 kan derudover gøres for at tilpasse en særlig situation eller substans til læren af opfindelsen uden at gå ud over dens bredde. Det er derfor vigtigt, at opfindelsen ikke er begrænset til en særlig udførelsesform beskrevet som den bedste måde til at udøve opfindelsen, men at opfindelsen vil indbefatte alle udførelsesformer, der falder inden for bredden af 20 de vedføjede krav. Med mindre det er specifikt nævnt, antyder ordene første, anden og så videre ikke nogen særlig rækkefølge eller vigtighed, men snarere anvendes udtrykkene første, anden og så videre til at adskille elementer fra hinanden.

25 HENVISNINGSTALLISTE

100 system til at danne en bladsektion 102 transportarrangement 104 bladsektionsdannende struktur 30 106 transportoverflade 108 transportunderstøtning 110 transportramme 112 støttekaviteter 114 bladsektionslag 9 DK 177382 B1 116 akse 118 fastgørelsesindretninger 120 rotorbladsstøbeform 200 fremgangsmåde til at danne en bladsektion 5 202 driftsblok 204 driftsblok 206 driftsblok 208 driftsblok i i

Claims

10 DK 177382 B1

1. System til at danne en bladsektion (100), hvor systemet omfatter: en transportramme (110), der er formet således, at den define- | 5 rer en åbning, mindst én transportunderstøtning (108), der er tilknyttet trans- i portrammen (110), og på hvilken der kan anbringes et bladsektionslag (114), hvor den mindst ene transportunderstøtning (108) er fjernbar fra transportrammen (110), og 10 en bladsektionsdannende struktur (104), der er formet således, at den definerer en kavitet, der er modtagelig for den mindst ene transportunderstøtning (108), og som er flytbar gennem åbningen i en første retning, således at bladsektionslaget (114) er fjernbart fra den mindst ene transportunderstøtning (108). 15

2. System ifølge krav 1, hvor transportrammen (110) og den mindst ene transportunderstøtning (108) er stive. i

3. System ifølge krav 1, indbefattende en transportoverflade 20 (106), som er eftergivelig og fjernbart tilknyttet transportrammen (110) og den mindst ene understøtning (108).

4. System ifølge krav 3, hvor transportoverfladen (106) omfatter elastomeriske materialer, polymeriske materialer eller sammensæt- 25 ninger indbefattende et af de foregående materialer.

5. System ifølge krav 1, hvor den bladsektionsdannende struktur (104) indbefatter en bladsektionsproducerende konfiguration.

6. System ifølge krav 1, hvor den bladsektionsdannende struk tur (104) er roterbar omkring en akse (116).

7. System ifølge krav 1, hvor den bladsektionsdannende struktur (104) former bladsektionslaget (114) til et rotorblads form. 11 DK 177382 B1

8. System ifølge krav 1, hvor den første retning er i hovedsagen vinkelret i forhold til en overflade af bladsektionslaget (114), og hvor transportunderstøtningen (108) er fjernbar fra kaviteten i en anden retning, der er i hovedsagen vinkelret i forhold til den første 5 retning. i i i