ES2995479T3 - Spar cap configuration for a jointed wind turbine blade - Google Patents
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Abstract
Una pala de rotor de turbina eólica articulada incluye un primer segmento de pala y un segundo segmento de pala que se extienden en direcciones opuestas desde una línea de unión en el sentido de la cuerda. Cada uno de los primeros y segundos segmentos de pala incluye tapas de larguero opuestas. Los primeros y segundos segmentos de pala están conectados en la línea de unión en el sentido de la cuerda mediante una estructura de unión interna, en donde la estructura de unión está unida a las tapas de larguero opuestas en al menos el segundo segmento de pala. Las tapas de larguero en el segundo segmento de pala tienen una primera sección con un primer ancho en el sentido de la cuerda que no está unido a la estructura de unión y una segunda sección con un segundo ancho en el sentido de la cuerda que está unido a la estructura de unión. El segundo ancho en el sentido de la cuerda es mayor que el primer ancho en el sentido de la cuerda. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)
Description
DESCRIPCIÓN
Configuración de tapa de larguero para una pala de turbina eólica unida
Campo
[0001]La presente materia objeto se refiere, en general, a palas de rotor de turbina eólica y, más en particular, a una configuración de tapa de larguero(“spar cap")modificada para una pala de turbina eólica unida(“jointed wind turbine blade”).
Antecedentes
[0002]La energía eólica se considera una de las fuentes de energía más limpias y más respetuosas con el medioambiente disponibles actualmente, y las turbinas eólicas han obtenido una creciente atención a este respecto. Una turbina eólica moderna incluye típicamente una torre, un generador, una caja de engranajes, una góndola y una o más palas de rotor. Las palas de rotor capturan la energía cinética del viento usando principios de perfil alar conocidos y transmiten la energía cinética a través de energía de rotación para hacer girar un eje que acopla las palas de rotor a una caja de engranajes, o, si no se usa una caja de engranajes, directamente al generador. A continuación, el generador convierte la energía mecánica en energía eléctrica que se puede distribuir en una red de suministro.
[0003]Las palas de rotor de turbina eólica incluyen, en general, una concha(“shell”)de cuerpo formada por dos mitades de concha de un material laminado compuesto. Las mitades de concha se fabrican, en general, usando procesos de moldeo y, a continuación, se acoplan entre sí a lo largo de los extremos correspondientes de la pala de rotor. En general, la concha de cuerpo es relativamente ligera y tiene propiedades estructurales (por ejemplo, rigidez, resistencia al pandeo y robustez) que no están configuradas para resistir los momentos de flexión y otras cargas ejercidas sobre la pala de rotor durante la operación.
[0004]En los últimos años, las turbinas eólicas para la generación de energía eólica han incrementado significativamente de tamaño para lograr mejoras en la eficacia de generación de potencia y para incrementar la cantidad de generación de potencia. Junto con el incremento de tamaño de las turbinas eólicas para la generación de energía eólica, las palas de rotor de turbina eólica también han incrementado significativamente de tamaño (por ejemplo, hasta 55 metros de longitud), dando como resultado dificultades en la fabricación íntegra como en el traslado y transporte de las palas a un emplazamiento.
[0005]A este respecto, la industria está desarrollando palas de rotor de turbina eólica en sección en las que se fabrican segmentos de pala separados y se transportan a un emplazamiento para su ensamblaje en una pala completa (una pala "unida"). En determinadas construcciones, los segmentos de pala están unidos entre sí por una estructura de viga que se extiende a lo largo de la envergadura(“spanwise")desde un segmento de pala hasta una sección de recepción del otro segmento de pala. Se hace referencia, por ejemplo, a la publicación de patente de EE. UU. n.° 2015/0369211, que describe un primer segmento de pala con una estructura de viga que se extiende a lo largo de la envergadura que se conecta estructuralmente con una sección de recepción en un segundo segmento de pala. La estructura de viga forma una parte de la estructura de soporte interna para la pala e incluye un alma a cortante conectada con una tapa de larguero de lado de succión y una tapa de larguero de lado de presión. Se usan múltiples uniones de perno para conectar la estructura de viga con la sección de recepción en el segundo segmento de pala, incluyendo un perno a lo largo de la envergadura en la cara de extremo de la viga y al menos un perno a lo largo de la cuerda a través de la estructura de viga que se espacia de la línea de unión entre los segmentos de pala. La patente de EE. UU. n.° 7.922.454 divulga un segmento de pala de un conjunto de pala de rotor de dos o más segmentos de pala. El conjunto de pala comprende un elemento de sujeción que está dispuesto al menos parcialmente dentro de la concha de cuerpo de un primer segmento de pala y que está configurado para encajar con un elemento de fijación correspondiente de un segundo segmento de pala. La publicación de patente de EE. UU. n.° 2015/0132137 divulga un ala o pala segmentada con dos secciones de pala que se orientan hacia sí. Cada sección tiene una estructura de sostén longitudinal provista de al menos una base, incluyendo su enlace entre las secciones al menos una primera placa de enlace que enlaza el extremo de las bases de las secciones que se orientan hacia sí.
[0006]La configuración de pala unida que utiliza una viga de larguero y una sección de recepción, como se describe anteriormente, impone desafíos estructurales significativos, en particular, para garantizar la integridad estructural de la unión unida sin añadir peso innecesario a la pala o sacrificar la integridad estructural en otras partes de la pala. La presente invención aborda determinados de estos problemas de integridad estructural en la unión unida.
Breve descripción
[0007]Los aspectos y ventajas de la invención se expondrán en parte en la siguiente descripción, o pueden resultar obvios a partir de la descripción.
[0008]En un aspecto, la presente materia objeto está dirigida a una pala de rotor de turbina eólica unida que incluye un primer segmento de pala y un segundo segmento de pala que se extienden en direcciones opuestas desde una línea de unión a lo largo de la cuerda. Uno de los segmentos de pala es un segmento de extremo de raíz y el otro es un segmento de extremo de punta. Cada uno de los primer y segundo segmentos de pala incluye una estructura de larguero con tapas de larguero opuestas fijadas a los respectivos elementos de concha de lado de presión y succión. La estructura de larguero puede ser, por ejemplo, una configuración de viga en I o una configuración de viga cajón(“box beam").Los primer y segundo segmentos de pala están conectados en la línea de unión a lo largo de la cuerda por una estructura de unión interna configurada entre los primer y segundo segmentos de pala, en los que la estructura de unión está unida a las tapas de larguero opuestas en al menos el segundo segmento de pala (indicado como "segundo" solo para referencia). Las tapas de larguero en el segundo segmento de pala están formadas con una primera sección que tiene un primer ancho a lo largo de la cuerda sobre una longitud a lo largo de la envergadura de la misma que no está unida a la estructura de unión de conexión y con una segunda sección que tiene un segundo ancho a lo largo de la cuerda sobre una longitud a lo largo de la envergadura contigua que está unida a la estructura de unión. El segundo ancho a lo largo de la cuerda es mayor que el primer ancho a lo largo de la cuerda. Esta configuración única proporciona suficiente área de superficie de unión entre la estructura de unión y las tapas de larguero, incrementando, de este modo, la integridad estructural de la unión en esta ubicación crítica.
[0009]La estructura de unión que conecta los segmentos de pala puede variar ampliamente dentro del alcance de la invención. En un modo de realización particular, la estructura de unión incluye una viga de larguero que se extiende a lo largo de la envergadura desde el primer segmento de pala hasta un receptor configurado en el segundo segmento de pala. El primer segmento de pala puede ser un segmento de extremo de punta (más cerca de la punta de pala) y el segundo segmento de pala puede ser un segmento de extremo de raíz (más cerca de la raíz de pala). En otre modo de realización, los segmentos de pala se pueden invertir de modo que el primer segmento de pala sea el segmento de extremo de raíz. El receptor es una estructura hembra configurada para la recepción deslizante de la viga de larguero e incluye superficies de larguero superior e inferior unidas a las tapas de larguero en el segundo segmento de pala a lo largo del segundo ancho a lo largo de la cuerda de las tapas de larguero. Las superficies de larguero superior e inferior pueden tener un ancho a lo largo de la cuerda que corresponda esencialmente a (iguale a) el segundo ancho a lo largo de la cuerda. El receptor se puede configurar, por ejemplo, como una estructura de viga cajón de extremo abierto con almas que interconecten las superficies de larguero superior e inferior.
[0010]En otro modo de realización, la pala de turbina eólica unida puede incluir además una sección de transición que se extiende a lo largo de la envergadura formada en las tapas de larguero en el segundo segmento de pala donde el primer ancho a lo largo de la cuerda se incrementa gradualmente hasta el segundo ancho a lo largo de la cuerda. Las superficies de larguero superior e inferior del receptor se pueden unir a o no unir a las tapas de larguero a lo largo de estas secciones de transición.
[0011]Las tapas de larguero del segundo segmento de pala tienen un espesor reducido a lo largo de la segunda sección en comparación con el espesor a lo largo de la primera sección. Este espesor reducido permite una viga de larguero más alta y acomoda el espesor de las superficies de larguero superior e inferior. El espesor reducido es constante a lo largo de la segunda sección de las tapas de larguero. Este modo de realización también puede incluir la sección de transición a lo largo de la envergadura en las tapas de larguero, donde el primer ancho a lo largo de la cuerda se incrementa gradualmente hasta el segundo ancho a lo largo de la cuerda, disminuyendo gradualmente el espesor a lo largo de la sección de transición hasta el espesor reducido en el segundo ancho a lo largo de la cuerda.
[0012]Las tapas de larguero en el segundo segmento de pala se pueden formar a partir del mismo material continuo a lo largo de la totalidad del mismo, incluyendo las primera y segunda secciones que tienen las primera y segunda secciones de ancho a lo largo de la cuerda, respectivamente. En un modo de realización alternativo, las tapas de larguero en el segundo segmento de pala están formadas a partir de un primer material a lo largo de la primera sección y a partir de un segundo material a lo largo de la segunda sección, en las que se forma una unión biselada entre el primer material y el segundo material. Por ejemplo, el primer material puede incluir varillas o placas pultruidas (“pultruded’’), y el segundo material puede ser un laminado de capas de fibras unidireccionales. Este modo de realización puede incluir además la sección de transición a lo largo de la envergadura en las tapas de larguero donde el primer ancho a lo largo de la cuerda se incrementa gradualmente hasta el segundo ancho a lo largo de la cuerda y el espesor de las tapas de larguero disminuye hasta el espesor reducido, en la que la unión biselada es contigua a la sección de transición.
[0013]La presente invención también engloba una turbina eólica que tenga una o más de las palas de turbina eólica unidas como se describe en el presente documento.
[0014]Estas y otras característica, aspectos y ventajas de la presente invención se entenderán mejor con referencia a la siguiente descripción y reivindicaciones adjuntas. Los dibujos adjuntos, que se incorporan en y constituyen una parte de esta memoria descriptiva, ilustran modos de realización de la invención y, conjuntamente con la descripción, sirven para explicar los principios de la invención.
Breve descripción de los dibujos
[0015]En la memoria descriptiva se expone una divulgación completa y habilitante de la presente invención, incluyendo el mejor modo de la misma, dirigida a un experto en la técnica, que hace referencia a las figuras adjuntas, en las que:
la fig. 1 ilustra una vista en perspectiva de una turbina eólica que puede utilizar una pala de turbina eólica unida de acuerdo con la presente divulgación;
la fig. 2 ilustra una pala de rotor que tiene un primer segmento de pala y un segundo segmento de pala, y una estructura de unión que conecta los segmentos de pala;
la fig. 3 es una vista en perspectiva de un modo de realización de un primer segmento de pala con estructura de unión;
la fig.4 es una vista en perspectiva de un modo de realización de un segundo segmento de pala con estructura de unión complementaria;
la fig. 5 es una vista superior de una pala de turbina eólica unida de acuerdo con aspectos de la presente invención;
la fig. 6 es una vista superior de un segmento de las tapas de larguero del segundo segmento de pala de la pala de turbina eólica unida de la fig. 5; y
la fig. 7 es una vista lateral del segmento de tapa de larguero de la fig. 6.
Descripción detallada de la invención
[0016]Ahora se hará referencia en detalle a modos de realización de la invención, ilustrándose uno o más de sus ejemplos en los dibujos. Cada ejemplo se proporciona a modo de explicación de la invención, no de limitación de la invención. De hecho, resultará evidente para los expertos en la técnica que se pueden realizar diversas modificaciones y variaciones en la presente invención sin apartarse del alcance de la invención. Por ejemplo, se pueden usar características ilustradas o descritas como parte de un modo de realización con otro modo de realización para proporcionar todavía otro modo de realización. Por tanto, se pretende que la presente invención cubra dichas modificaciones y variaciones que entran dentro del alcance de las reivindicaciones adjuntas.
[0017]En general, la presente materia objeto está dirigida a palas de rotor de turbina eólica unidas que tienen una configuración de tapa de larguero modificada para acomodar la estructura de unión que conecta los segmentos de la pala unida y proporciona integridad estructural incrementada al área de unión unida de la pala. La invención también engloba una turbina eólica que utiliza una o más de las palas de turbina eólica unidas, como se expone en el presente documento.
[0018]En referencia ahora a los dibujos, la fig. 1 ilustra una vista en perspectiva de un modo de realización de una turbina eólica 10 que incluye una torre 12 que se extiende desde una superficie de soporte 14, una góndola 16 montada en la torre 12 y un rotor 18 acoplado a la góndola 16. El rotor 18 incluye un buje 20 rotatorio y una o más palas de rotor 22 acopladas a y que se extienden hacia afuera desde el buje 20. Las palas del rotor 22 pueden ser palas unidas de acuerdo con la presente invención y están espaciadas alrededor del buje 20 para facilitar la rotación del rotor 18 para posibilitar que la energía cinética se transfiera desde el viento a energía mecánica utilizable y, posteriormente, a energía eléctrica. Por ejemplo, el buje 20 se puede acoplar de forma rotatoria a un generador eléctrico situado dentro de la góndola 16 para permitir que se produzca energía eléctrica.
[0019]La turbina eólica 10 también puede incluir un sistema de control de turbina o controlador principal 26 centralizado dentro de la góndola 16. En general, el controlador principal 26 puede comprender un ordenador u otra unidad de procesamiento adecuada. Por tanto, en varios modos de realización, el controlador principal 26 puede incluir instrucciones legibles por ordenador adecuadas que, cuando se implementan, configuran el controlador 26 para realizar diversas funciones diferentes, tales como recibir, transmitir y/o ejecutar señales de control de turbina eólica (por ejemplo, comandos depitch).Como tal, el controlador principal 26 se puede configurar, en general, para controlar los diversos modos operativos (por ejemplo, secuencias de arranque o parada) y/o componentes de la turbina eólica 10. Por ejemplo, el controlador 26 se puede configurar para ajustar elpitchde pala o el ángulo depitchde cada pala de rotor 22 (es decir, un ángulo que determina una perspectiva de la pala 22 con respecto a la dirección del viento) alrededor de su eje depitch28 por medio de un sistema depitchpara controlar la velocidad de rotación de la pala de rotor 22, así como las cargas que actúan sobre la pala de rotor 22.
[0020]En referencia a las figs. de 2 a 4, está representada una pala de rotor 22 unida que tiene un primer segmento de pala 30 y un segundo segmento de pala 32 que se extienden en direcciones opuestas desde una línea de unión a lo largo de la cuerda 34. Cada uno de los segmentos de pala 30, 32 incluye un elemento de concha de lado de presión 31 y un elemento de concha de lado de succión 33. El primer segmento de pala 30 y el segundo segmento de pala 32 están conectados por una estructura de unión interna 36 que se extiende hasta ambos segmentos de pala 30, 32 para facilitar la unión de los segmentos de pala 30, 32. La flecha 38 en la fig. 2 muestra que la pala de rotor 28 segmentada en el ejemplo ilustrado incluye dos segmentos de pala 30, 32 y que estos segmentos de pala 30, 32 se unen insertando la estructura de unión interna 36 del primer segmento de pala 30 en la estructura de unión 36 correspondiente configurada en el segundo segmento de pala 32.
[0021]En el modo de realización ilustrado, el primer segmento de pala 30 es un segmento de extremo de punta en tanto que es el más cercano a la punta de pala 25. El segundo segmento de pala 32 es un segmento de extremo de raíz en tanto que es el más cercano a la raíz de pala 24. Se debe apreciar, sin embargo, que los términos "primero" y "segundo" se usan por referencia y que los segmentos de pala 30, 32 son intercambiables. Por ejemplo, la estructura de unión 36 del primer segmento de pala 30 (segmento de extremo de punta), en un modo de realización alternativo, puede ser la estructura de unión 36 del segundo segmento de pala 32 (segmento de extremo de raíz).
[0022]Cada uno de los segmentos de pala 30, 32 incluye una estructura de larguero 42 interna que típicamente incluye tapas de larguero 46 opuestas (tapa de larguero de lado de succión) y 48 (tapa de larguero de lado de presión) interconectadas con una o más almas a cortante 47. Por ejemplo, la estructura de larguero puede ser una estructura de viga cajón con las tapas de larguero 46, 48 interconectadas con almas a cortante 47 espaciadas entre sí, como se representa en las figs. 2 y 3, o una estructura de viga en I en la que las tapas de larguero 46, 48 están interconectadas por una única alma a cortante 47, como es conocido para los expertos en la técnica.
[0023]En el modo de realización representado, la estructura de unión 36 del primer segmento de pala 30 incluye una estructura de viga 40 ("viga de larguero") que se extiende longitudinalmente (por ejemplo, a lo largo de la envergadura) más allá de la línea de unión a lo largo de la cuerda 34 para conectarse estructuralmente con la estructura de soporte interna 36 en el segundo segmento de pala 32. La estructura de viga 40 se puede formar de forma íntegra con el primer segmento de pala 30 como una extensión de la sección de larguero 42, o puede ser una estructura formada por separado que esté unida a la sección de larguero 42. La estructura de viga 40 puede incluir al menos un alma de interconexión 44 (por ejemplo, un alma a cortante) conectada con superficies de larguero 43 opuestas. En los modos de realización ilustrados, la estructura de viga 40 está formada como una estructura de tipo cajón de extremo cerrado que tiene almas de interconexión 44 opuestas y superficies de larguero 43 opuestas.
[0024]El primer segmento de pala 30 puede incluir una o más primeras uniones de perno (también denominadas "pasadores") hacia un primer extremo 54 de la estructura de viga 40. Por ejemplo, un perno 52 se puede ubicar en el extremo 54 de la estructura de viga 40 y orientar en una dirección a lo largo de la envergadura. El primer segmento de pala 30 también puede incluir una ranura para perno 50 ubicada en la estructura de viga 40 próxima a la unión a lo largo de la cuerda 34 y orientada a lo largo de la cuerda para ensamblarse con un perno a lo largo de la cuerda (no ilustrado) con el propósito de interconectar los primer 30 y segundo 32 segmentos de pala.
[0025]En la fig. 4, la estructura de soporte interna 36 del segundo segmento de pala 32 incluye un receptor 60 que se extiende a lo largo de la envergadura dentro del segundo segmento de pala 32 para recibir la estructura de viga 40 del primer segmento de pala 30. El receptor 60 incluye superficies de larguero opuestas 66 interconectadas por una o más almas a cortante 64. Por ejemplo, el receptor 60 puede ser una estructura de viga cajón hembra de extremo abierto con superficies de larguero 66 opuestas y almas a cortante 64 opuestas. El receptor puede incluir una cara de extremo 68 cerrado que incluya una ranura para perno a través de la que se extienda el perno 52 en la viga de larguero 40 en un estado unido de los segmentos de pala 30, 32. Se pueden definir ranuras para perno 62 a través de las almas a cortante 64 que se alineen con las ranuras para perno 50 en la viga de larguero, en las que un perno a lo largo de la cuerda (no mostrado) se extiende a través de las ranuras para perno 62, 50 en el estado unido de los segmentos de pala 30, 32.
[0026]En referencia a las figs. de 5 a 7, las tapas de larguero 46, 48 en el segundo segmento de pala 32 están formadas con una primera sección 70 que tiene un primer ancho a lo largo de la cuerda 72 a lo largo de una longitud a lo largo de la envergadura de la misma que no está unida a la estructura de unión de 36 conexión. Las tapas de larguero 46, 48 tienen una segunda sección 73 con un segundo ancho a lo largo de la cuerda 74 sobre una longitud a lo largo de la envergadura contigua que está unida a la estructura de unión 36. El segundo ancho a lo largo de la cuerda 74 es mayor que el primer ancho a lo largo de la cuerda 72. La cantidad de ancho incrementado dependerá de una serie de variables de diseño y estructurales y se puede determinar fácilmente por los expertos en la técnica. En general, se ha descubierto que es deseable un incremento del ancho de al menos un 10 % del primer ancho a lo largo de la cuerda. Por ejemplo, el segundo ancho a lo largo de la cuerda 74 puede ser un 30 % mayor que el primer ancho a lo largo de la cuerda (o 1,3 veces el ancho 72 de la primera sección 73). Esta sección 73 de ancho incrementado presenta una mayor área de superficie para su unión con la estructura de unión 36, por ejemplo, con las superficies de larguero 66 del receptor 60, incrementando, de este modo, la integridad estructural de la unión en esta ubicación crítica.
[0027]Las superficies de larguero superior e inferior 66 pueden tener un ancho a lo largo de la cuerda que corresponda esencialmente a (iguale a) el segundo ancho a lo largo de la cuerda 74. En otros modos de realización, el ancho a lo largo de la cuerda de las superficies de larguero 66 puede ser menor que el segundo ancho a lo largo de la cuerda 74.
[0028]La pala de turbina eólica 22 unida puede incluir además una sección de transición que se extienda a lo largo de la envergadura 76 formada en las tapas de larguero 46, 48 en el segundo segmento de pala 32, como se ve, en particular, en la fig. 6, donde el primer ancho a lo largo de la cuerda 72 se incrementa gradualmente hasta el segundo ancho a lo largo de la cuerda 74. Puede que las superficies de larguero superior e inferior 66 del receptor 60 no estén unidas a las tapas de larguero 46, 48 a lo largo de estas secciones de transición.
[0029]Se debe apreciar que la longitud a lo largo de la envergadura de la sección de transición 76 dependerá de los materiales usados y de los requisitos estructurales para el diseño de pala particular. La longitud a lo largo de la envergadura de la sección de transición 76 definirá la tasa de cambio desde el ancho 72 de la primera sección 70 hasta el ancho 74 de la segunda sección 73. En un modo de realización particular, la longitud de la sección de transición 76 (y, por tanto, la tasa de cambio del ancho) y la selección de materiales a lo largo de la sección de transición 76 se determinan de modo que la tapa de larguero mantenga propiedades estructurales esencialmente consistentes de rigidez, resistencia al pandeo y robustez a lo largo de la sección de transición 76. Además, estas propiedades pueden ser esencialmente las mismas para la tapa de larguero en la primera sección 70 y la segunda sección 73. Sin embargo, también se debe entender que la invención engloba modos de realización en los que las propiedades estructurales cambian a lo largo de la sección de transición 76, así como entre la primera sección 70 y la segunda sección 73.
[0030]Además, las tapas de larguero 46, 48 en el segundo segmento de pala 32 tienen un espesor reducido 84 a lo largo de la segunda sección 73 en comparación con un espesor 82 a lo largo de la primera sección 70, como se ve, en particular, en la fig. 7. Este espesor reducido 84 permite una viga de larguero 40 más alta y acomoda el espesor de las superficies de larguero superior e inferior 66 del receptor 60. El espesor reducido 84 es constante a lo largo de la segunda sección 73. La reducción de espesor del primer espesor 82 al segundo espesor 84 puede ser gradual a lo largo de la sección de transición 76.
[0031]Las tapas de larguero 46, 48 en el segundo segmento de pala 32 se pueden formar a partir del mismo material continuo a lo largo de la totalidad del mismo, incluyendo las primera 70 y segunda 73 secciones que tienen los diferentes anchos a lo largo de la cuerda 72, 74. En un modo de realización alternativo representado en las figs. 6 y 7, las tapas de larguero 46, 48 están formadas a partir de un primer material 88 a lo largo de la primera sección 70 y a partir de un segundo material 92 a lo largo de la segunda sección 73. Se puede formar una unión biselada 78 entre el primer material 88 y el segundo material 92 contigua a la sección de transición 76. Por ejemplo, el primer material puede incluir varillas o placas pultruidas, y el segundo material puede ser un laminado de capas de fibras unidireccionales. Estos materiales son bien conocidos para los expertos en la técnica y no es necesaria una explicación detallada de los mismos para los propósitos de la presente divulgación.
[0032]En referencia a la fig. 1, la presente invención también engloba una turbina eólica 10 que tiene una o más de las palas de turbina eólica 22 unidas como se describe en el presente documento.
[0033]Esta descripción por escrito usa ejemplos para divulgar la invención, incluyendo el mejor modo, y también para posibilitar que cualquier experto en la técnica ponga en práctica la invención, incluyendo fabricar y usar cualquier dispositivo o sistema y realizar cualquier procedimiento incorporado. El alcance patentable de la invención se define por las reivindicaciones y puede incluir otros ejemplos que se les ocurran a los expertos en la técnica.
Claims (15)
1. Una pala de rotor de turbina eólica (22) unida, que comprende:
un primer segmento de pala (30) y un segundo segmento de pala (32) que se extienden en direcciones opuestas desde una línea de unión a lo largo de la cuerda (34);
comprendiendo cada uno de los primer y segundo segmentos de pala (30, 32) tapas de larguero (46, 48) opuestas;
los primer y segundo segmentos de pala (30, 32) conectados en la línea de unión a lo largo de la cuerda (34) por una estructura de unión interna (36) configurada entre los primer y segundo segmentos de pala (30, 32), la estructura de unión (36) unida a las tapas de larguero (46, 48) opuestas en al menos el segundo segmento de pala (32);
comprendiendo las tapas de larguero (46, 48) en el segundo segmento de pala (32) una primera sección (70) con un primer ancho a lo largo de la cuerda (72) que no está unida a la estructura de unión (36) y una segunda sección (73) con un segundo ancho a lo largo de la cuerda (74) que está unida a la estructura de unión (36);
el segundo ancho a lo largo de la cuerda (74) es mayor que el primer ancho a lo largo de la cuerda (72);
caracterizada por que
las tapas de larguero (46, 48) en el segundo segmento de pala (32) comprenden un espesor reducido (84) constante a lo largo de la segunda sección (73) en comparación con un espesor (82) a lo largo de la primera sección (70); y
en la que la segunda sección (73) está unida directamente a la estructura de unión a lo largo de la parte de segundo ancho a lo largo de la cuerda (74) y espesor reducido constante de la segunda sección (73).
2. La pala de rotor de turbina eólica unida como en la reivindicación 1, en la que la estructura de unión (36) comprende una viga de larguero que se extiende a lo largo de la envergadura desde el primer segmento de pala (30) hasta un receptor configurado en el segundo segmento de pala (32), comprendiendo el receptor superficies de larguero superior e inferior unidas a la segunda sección (73) del larguero.
3. La pala de rotor de turbina eólica unida como en la reivindicación 2, en la que las superficies de larguero superior e inferior del receptor comprenden un ancho a lo largo de la cuerda que corresponde al segundo ancho a lo largo de la cuerda (74).
4. La pala de rotor de turbina eólica unida como en la reivindicación 1, en la que el primer segmento de pala (30) es un segmento de pala de extremo de punta y el segundo segmento de pala (32) es un segmento de pala de extremo de raíz.
5. La pala de rotor de turbina eólica unida como en la reivindicación 1, que comprende además una sección de transición a lo largo de la envergadura en las tapas de larguero (46, 48) en el segundo segmento de pala (32) donde el primer ancho a lo largo de la cuerda (72) se incrementa gradualmente hasta el segundo ancho a lo largo de la cuerda (74).
6. La pala de rotor de turbina eólica unida como en la reivindicación 5, en la que el material usado y la longitud de la sección de transición a lo largo de la envergadura proporcionan propiedades estructurales consistentes a la tapa de larguero (46, 48) a lo largo de la sección de transición a lo largo de la envergadura.
7. La pala de rotor de turbina eólica unida como en la reivindicación 5, en la que las propiedades estructurales de la tapa de larguero (46, 48) varían a lo largo de la sección de transición a lo largo de la envergadura.
8. La pala de rotor de turbina eólica unida como en la reivindicación 1, que comprende además una sección de transición a lo largo de la envergadura en las tapas de larguero (46, 48) en el segundo segmento de pala (32), donde el primer ancho a lo largo de la cuerda (72) se incrementa gradualmente hasta el segundo ancho a lo largo de la cuerda (74) y un espesor (86) de las tapas de larguero (46, 48) disminuye desde el espesor (82) de la primera sección (70) hasta el espesor reducido (84) de la segunda sección (73).
9. La pala de rotor de turbina eólica unida como en la reivindicación 1, en la que las tapas de larguero (46, 48) en el segundo segmento de pala (32) están formadas a partir de un primer material a lo largo de la primera sección (70) y están formadas a partir de un segundo material a lo largo de la segunda sección (73), y que comprende además una unión biselada (78) entre el primer material y el segundo material.
10.La pala de rotor de turbina eólica unida como en la reivindicación 9, que comprende además una sección de transición a lo largo de la envergadura en las tapas de larguero (46, 48) en el segundo segmento de pala (32), donde el primer ancho a lo largo de la cuerda (72) se incrementa gradualmente hasta el segundo ancho a lo largo de la cuerda (74) y un espesor de las tapas de larguero (46, 48) disminuye hasta el espesor reducido, la unión biselada (78) dispuesta contigua a la sección de transición.
11.La pala de rotor de turbina eólica unida como en la reivindicación 9, en la que el primer material comprende varillas o placas pultruidas y el segundo material comprende capas de fibras unidireccionales.
12.La pala de rotor de turbina eólica unida como en la reivindicación 1, en la que las tapas de larguero (46, 48) en los primer y segundo segmentos de pala (30, 32) están formadas a partir de una cualquiera o una combinación de varillas o placas pultruidas o capas de fibras unidireccionales.
13.La pala de rotor de turbina eólica unida como en la reivindicación 1, en la que la estructura de unión comprende un receptor de viga cajón con almas que interconectan las superficies superior e inferior.
14.La pala de rotor de turbina eólica unida como en la reivindicación 1, en la que el segundo ancho a lo largo de la cuerda (74) es constante donde las tapas de larguero (46, 48) en el segundo segmento de pala (32) están unidas a la estructura de unión.
15.Una turbina eólica, que comprende una o más de las palas de turbina eólica unidas de acuerdo con la reivindicación 1.
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