ES3026257T3

ES3026257T3 - Methods for manufacturing spar caps for wind turbine rotor blades

Info

Publication number: ES3026257T3
Application number: ES18917309T
Authority: ES
Inventors: Christopher Caruso; Aaron Yarbrough; James Tobin; Daniel Hynum
Original assignee: General Electric Renovables Espana SL
Current assignee: General Electric Renovables Espana SL
Priority date: 2018-05-01
Filing date: 2018-05-01
Publication date: 2025-06-11
Anticipated expiration: 2038-05-01
Also published as: WO2019212532A1; EP3787888B1; DK3787888T3; EP3787888A1; EP3787888A4; CN112313068A; PL3787888T3; CN112313068B

Abstract

La presente divulgación se refiere a métodos para la fabricación de tapas de larguero para palas de rotor de aerogeneradores. En ciertas realizaciones, el método incluye la formación de un marco exterior o bandeja de la tapa de larguero mediante al menos uno de los métodos siguientes: pultrusión tridimensional (3D), termoformado o impresión 3D. De esta manera, el marco exterior presenta una sección transversal variable que se corresponde con la sección transversal variable de la pala del rotor a lo largo de su longitud. El método también incluye la disposición de varios materiales estructurales (por ejemplo, capas de placas pultruidas) dentro del marco exterior pultruido de la tapa de larguero y la infusión de los materiales estructurales y el marco exterior mediante una resina para formar la tapa de larguero. La tapa de larguero resultante puede incorporarse fácilmente a los procesos convencionales de fabricación de palas de rotor o soldarse o unirse a una pala de rotor existente. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN

Procedimientos para fabricar tapas de larguero para palas de rotor de turbina eólica

Campo de las invenciones

[0001]La presente invención se refiere, en general, al campo de las turbinas eólicas y, más en particular, a procedimientos para fabricar tapas de larguero(“spar caps")para palas de rotor de turbina eólica.

Antecedentes de la invención

[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 son los elementos principales para convertir energía eólica en energía eléctrica. Las palas de rotor tienen el perfil de sección transversal de un perfil alar de modo que, durante el funcionamiento, el aire fluye sobre la pala produciendo una diferencia de presión entre los lados. En consecuencia, una fuerza de sustentación, que está dirigida desde una superficie de lado de presión hacia una superficie de lado de succión, actúa sobre la pala. La fuerza de sustentación genera un par de torsión en el eje de rotor principal, que está engranado con el generador para producir electricidad.

[0003]Las palas de rotor típicamente consisten en una concha de lado de succión y una concha de lado de presión que están unidas entre sí en líneas de unión a lo largo de los bordes de ataque y de salida de la pala. Un alma(“shearweb")interna se extiende entre los elementos de concha de lado de presión y de succión y está unida a tapas de larguero opuestas fijadas a las caras internas de los elementos de concha. Con las configuraciones de pala típicas, las tapas de larguero son elementos continuos que se extienden a lo largo de la pala de rotor.

[0004]Muchos de los componentes de pala se construyen con un material laminado compuesto(“composite lamínate’)reforzado opcionalmente con uno o más materiales de fibra, por ejemplo, por medio de un proceso de infusión de resina. Por ejemplo, las tapas de larguero convencionales se forman usando un moldeo por transferencia de resina asistido por vacío(“vacuum-assisted resin transfermolding"o VARTM). El proceso VARTM es una técnica que usa presión de vacío para introducir resina en un molde. Más específicamente, se pueden poner tejidos (“plies’) o placas pultruidas en el molde y cubrirse con una bolsa de infusión. A continuación, se aplica vacío y se introduce resina en el molde de tapa de larguero para formar las tapas de larguero.

[0005]Sin embargo, una vez mecanizadas las placas pultruidas, el transporte al molde de tapa de larguero puede ser difícil. Además, durante el proceso de fabricación, las placas pultruidas se pueden desplazar dentro del molde antes de que los componentes se infundan entre sí.

[0006]El documento EP 3477097 A1 divulga un componente de pala de rotor que incluye una carcasa exterior principal cerrada que define un interior hueco y una pluralidad de varillas pultruidas recibidas dentro del interior hueco de la carcasa exterior principal cerrada. El documento US 2013/0340385 A1 divulga un reborde modular de plástico reforzado con fibra para una pala de turbina eólica que comprende un conjunto de elementos alargados. El documento GB 2497 578 A divulga una estructura de refuerzo en forma de una pila alargada de capas de tiras compuestas fibrosas pultruidas sostenidas dentro de un canal en forma de U. En consecuencia, la industria se beneficiaría de un proceso de fabricación mejorado para tapas de larguero que aborde los problemas mencionados anteriormente.

Breve descripción de la invención

[0007]Los aspectos y ventajas de la invención se expondrán en parte en la siguiente descripción, o pueden ser obvios a partir de la descripción, o se pueden aprender a través de la práctica de la invención.

[0008]En un aspecto, la presente divulgación se refiere a un procedimiento para fabricar una tapa de larguero de una pala de rotor de una turbina eólica. El procedimiento incluye formar un marco exterior(“outer frame’)de la tapa de larguero por medio de al menos uno de pultrusión tridimensional (3D) o impresión 3D. Como tal, el marco exterior tiene una sección transversal variable que corresponde a una sección transversal variable de la pala de rotor a lo largo de una envergadura (“span’) de la misma. El procedimiento también incluye disponer una pluralidad de materiales estructurales dentro del marco exterior de la tapa de larguero. Además, la pluralidad de materiales estructurales puede incluir tejidos termoplásticos o termoestables o elementos pultruidos. Otra etapa incluye infundir la pluralidad de materiales estructurales y el marco exterior conjuntamente por medio de un material de resina para formar la tapa de larguero y permitir que se cure la tapa de larguero.

[0009]En un modo de realización, la etapa de pultrusión del marco exterior de la tapa de larguero puede incluir pultruir el marco exterior a partir de un material termoplástico reforzado con uno o más materiales de fibra. En dichos modos de realización, el/los material(es) de fibra puede(n) incluir fibras de vidrio, fibras de carbono, fibras metálicas, fibras de polímero, fibras cerámicas, nanofibras, fibras de madera, fibras de bambú o combinaciones de las mismas.

[0010]En otro modo de realización, la etapa de pultruir el marco exterior de la tapa de larguero puede incluir pultruir los bordes laterales extendidos del marco exterior. Como tal, en determinados modos de realización, los bordes laterales extendidos se pueden configurar como clips de corte para sujetarse a un alma de la pala de rotor.

[0011]De forma alternativa, el procedimiento puede incluir plegar los bordes laterales extendidos hacia un centro del marco exterior para retener la pluralidad de materiales estructurales en el mismo. Todavía en modos de realización alternativos, el procedimiento puede incluir plegar los bordes laterales extendidos alejándolos del centro del marco exterior para crear rebordes opuestos del marco exterior y asegurar los rebordes a la superficie de lado de presión o a la superficie de lado de succión de la pala de rotor.

[0012]En otros modos de realización, el procedimiento puede incluir retirar los bordes laterales extendidos del marco exterior. En modos de realización adicionales, el procedimiento puede incluir disponer una pluralidad de capas de materiales estructurales dentro del marco exterior de la tapa de larguero y disponer una o más capas no estructurales entre las capas de materiales estructurales, comprendiendo el uno o más materiales no estructurales al menos uno de un velo de fibra de vidrio, una estera de fibra continua o un material de tela.

[0013]En otro aspecto, el procedimiento se refiere a un procedimiento para fabricar una tapa de larguero de una pala de rotor de una turbina eólica. El procedimiento incluye formar un marco exterior de la tapa de larguero. Además, el procedimiento incluye mecanizar una pluralidad de materiales estructurales (por ejemplo, tejidos termoplásticos o termoestables o elementos pultruidos). Además, el procedimiento incluye distribuir (“dispensing")el/los material(es) estructural(es) directamente en el marco exterior de la tapa de larguero después del mecanizado. Como se usa en el presente documento, el mecanizado puede incluir, pero no se limita a, corte, biselado, preparación de la superficie (por ejemplo, química, mecánica u otra), rayado, limpieza, etiquetado, recubrimiento o cualquier otro proceso de mecanizado adecuado. Otra etapa incluye infundir la pluralidad de materiales estructurales y el marco exterior conjuntamente por medio de al menos uno de un material de resina termoplástica o termoestable para formar la tapa de larguero. Además, el procedimiento incluye dejar que se cure la tapa de larguero.

[0014]En un modo de realización, la etapa de formar el marco exterior de la tapa de larguero puede incluir calentar un material termoestable o termoplástico y conformar el material en una conformación de pala deseada. De forma alternativa, la etapa de formar el marco exterior de la tapa de larguero puede incluir pultruir el marco exterior de la tapa de larguero, por ejemplo, por medio de pultrusión 3D. En otro modo de realización, la etapa de mecanizado de la pluralidad de materiales estructurales puede incluir, por ejemplo, corte por chorro de láser o corte por chorro de agua. Se debe entender también que el procedimiento puede incluir además cualquiera de las etapas y/o características adicionales como se describe en el presente documento.

[0015]Aún en otro aspecto, la presente divulgación se refiere a una tapa de larguero para una pala de rotor de una turbina eólica. La tapa de larguero incluye un marco exterior reforzado con fibra termoplástica que tiene una base, paredes laterales perpendiculares que se extienden desde la base y un extremo abierto opuesto a la base. Además, la tapa de larguero incluye una pluralidad de materiales estructurales dispuestos dentro del marco exterior. Como se menciona, el/los material(es) estructural(es) puede(n) incluir tejidos termoplásticos o termoestables o elementos pultruidos. Además, la tapa de larguero incluye un material de resina curada que asegura la pluralidad de materiales de estructura dentro del marco exterior.

[0016]En un modo de realización, el marco exterior se puede formar por medio de un proceso de pultrusión 3D. En dichos modos de realización, el marco exterior puede tener una sección transversal variable que corresponde a una sección transversal variable de la pala de rotor a lo largo de una envergadura de la misma.

[0017]En otro modo de realización, las paredes laterales del marco exterior pueden tener una o más líneas perforadas o ranuras configuradas para incrementar su flexibilidad. Se debe entender también que la tapa de larguero puede incluir además cualquiera de las características adicionales como se describe en el presente documento.

[0018]Todavía en otro aspecto, la presente divulgación se refiere a un procedimiento para fabricar una pala de rotor de una turbina eólica. El procedimiento incluye formar un marco exterior de la tapa de larguero por medio de al menos uno de pultrusión 3D o impresión 3D. Como tal, el marco exterior tiene una sección transversal variable que corresponde a una sección transversal variable de la pala de rotor a lo largo de una envergadura de la misma. Además, el procedimiento incluye disponer una pluralidad de materiales estructurales dentro del marco exterior de la primera tapa de larguero. El/los material(es) estructural(es) puede(n) incluir tejidos termoplásticos o termoestables o elementos pultruidos. Otra etapa incluye asegurar la pluralidad de materiales estructurales y el marco exterior entre sí para formar la primera tapa de larguero. Además, el procedimiento incluye unir el marco exterior de la primera tapa de larguero a una superficie interior de al menos una de una superficie de lado de presión o una superficie de lado de succión de la pala de rotor.

[0019]En un modo de realización, la etapa de unir el marco exterior de la tapa de larguero a la superficie interior de la superficie de lado de presión o la superficie de lado de succión de la pala de rotor puede incluir poner (“laying")una capa de revestimiento exterior(“outer skin layer")de al menos una de la superficie de lado de presión o la superficie de lado de succión de la pala de rotor en un molde de concha, colocar el marco exterior de la tapa de larguero contiguo al revestimiento exterior, poner una capa de revestimiento interior(“innerskin layer")de al menos una de la superficie de lado de presión o la superficie de lado de succión de la pala de rotor encima de la tapa de larguero e infundir la tapa de larguero entre las capas de revestimiento exterior e interior.

[0020]En otro modo de realización, el procedimiento puede incluir formar una segunda tapa de larguero, unir una de las primera y segunda tapas de larguero a la superficie de lado de presión y la otra de las primera y segunda tapas de larguero a la superficie de lado de succión, y asegurar un alma entre las primera y segunda tapas de larguero.

[0021]En otros modos de realización, el procedimiento puede incluir sujetar una o más correas(“straps")a los bordes laterales extendidos del marco exterior de la tapa de larguero y colocar la tapa de larguero en el molde de concha por medio de la una o más correas. De forma alternativa, el procedimiento puede incluir sujetar una o más correas alrededor del marco exterior de la tapa de larguero y colocar la tapa de larguero en el molde de concha por medio de la una o más correas.

[0022]En modos de realización adicionales, el procedimiento puede incluir asegurar una o más almas de la pala de rotor a los bordes laterales extendidos.

[0023]Aún en otro modo de realización, el procedimiento puede incluir plegar los bordes laterales extendidos hacia el centro del marco exterior para retener la pluralidad de materiales estructurales en el mismo (por ejemplo, antes de la infusión) y sujetar una base del marco exterior a la superficie interior de la superficie de lado de presión o la superficie de lado de succión de la pala de rotor. En modos de realización alternativos, el procedimiento puede incluir plegar los bordes laterales alejándolos del centro del marco exterior para crear rebordes opuestos y asegurar los rebordes a la superficie de lado de presión o a la superficie de lado de succión de la pala de rotor.

[0024]Todavía en modos de realización adicionales, el procedimiento puede incluir retirar los bordes laterales extendidos del marco exterior. En otros modos de realización, el procedimiento puede incluir disponer una pluralidad de capas de materiales estructurales dentro del marco exterior de la tapa de larguero y disponer una o más capas no estructurales entre las capas de materiales estructurales, comprendiendo el uno o más materiales no estructurales al menos uno de un velo de fibra de vidrio, una estera de fibra continua o un material de tela.

[0025]Se debe entender también que el procedimiento puede incluir además cualquiera de las etapas y/o características adicionales como se describe en el presente documento.

[0026]En otro aspecto, la presente divulgación se refiere a un procedimiento para fabricar una pala de rotor de una turbina eólica. El procedimiento incluye formar un marco exterior de la tapa de larguero. Otra etapa incluye mecanizar una pluralidad de materiales estructurales, por ejemplo, tejidos termoplásticos o termoestables o elementos pultruidos. El procedimiento también incluye distribuir los materiales estructurales directamente en el marco exterior de la tapa de larguero después del mecanizado. Además, el procedimiento incluye infundir la pluralidad de materiales estructurales y el marco exterior conjuntamente por medio de al menos uno de un material de resina termoplástica o termoestable para formar la tapa de larguero. Además, el procedimiento incluye unir el marco exterior de la tapa de larguero a una superficie interior de la superficie de lado de presión o la superficie de lado de succión de la pala de rotor.

[0027]En un modo de realización, la etapa de unir el marco exterior de la tapa de larguero a la superficie interior de la superficie de lado de presión o la superficie de lado de succión puede incluir poner una capa de revestimiento exterior de al menos una de la superficie de lado de presión o la superficie de lado de succión de la pala de rotor en un molde de concha, colocar el marco exterior de la tapa de larguero contiguo al revestimiento exterior, poner una capa de revestimiento interior de al menos una de la superficie de lado de presión o la superficie de lado de succión de la pala de rotor encima de la tapa de larguero e infundir la tapa de larguero entre las capas de revestimiento exterior e interior.

[0028]Se debe entender también que el procedimiento puede incluir además cualquiera de las etapas y/o características adicionales como se describe en el presente documento.

[0029]Aún en otro aspecto, la presente divulgación se refiere a una pala de rotor de una turbina eólica. La pala de rotor incluye una concha de pala que se extiende entre una raíz de pala y una punta de pala y que tiene una superficie de lado de presión y una superficie de lado de succión que se extienden entre un borde de ataque y un borde de salida. Además, la pala de rotor incluye tapas de larguero opuestas configuradas con cada una de la superficie de lado de presión y la superficie de lado de succión. Además, cada una de las tapas de larguero opuestas incluye un marco exterior reforzado con fibra termoplástica que comprende una base, paredes laterales perpendiculares que se extienden desde la base y un extremo abierto opuesto a la base. Además, cada una de las tapas de larguero incluye una pluralidad de materiales estructurales dispuestos dentro del marco exterior, incluyendo los materiales estructurales cualquiera o ambos de los tejidos termoplásticos o termoestables o elementos pultruidos. Además, cada una de las tapas de larguero incluye un material de resina curada que asegura la pluralidad de materiales de estructura dentro del marco exterior. Se debe entender también que la pala de rotor puede incluir además cualquiera de las características adicionales como se describe en el presente documento.

[0030]Estas y otras características, 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 exponer los principios de la invención.

Breve descripción de los dibujos

[0031]Una divulgación completa y suficiente de la presente invención, incluyendo el mejor modo de la misma, dirigida a un experto en la técnica, se expone en la memoria descriptiva, que hace referencia a las figuras adjuntas, en las que:

la FIG. 1 ilustra una vista en perspectiva de un modo de realización de una turbina eólica de acuerdo con la presente divulgación;

la FIG. 2 ilustra una vista en perspectiva de un modo de realización de una pala de rotor modular de una turbina eólica de acuerdo con la presente divulgación;

la FIG. 3 ilustra una vista explosionada de la pala de rotor modular de la FIG. 2;

la FIG. 4 ilustra una vista en sección transversal de un modo de realización de un segmento de borde de ataque de una pala de rotor modular de acuerdo con la presente divulgación;

la FIG. 5 ilustra una vista en sección transversal de un modo de realización de un segmento de borde de salida de una pala de rotor modular de acuerdo con la presente divulgación;

la FIG. 6 ilustra una vista en sección transversal de la pala de rotor modular de la FIG. 2 de acuerdo con la presente divulgación a lo largo de la línea 6-6;

la FIG. 7 ilustra una vista en sección transversal de la pala de rotor modular de la FIG. 2 de acuerdo con la presente divulgación a lo largo de la línea 7-7;

la FIG. 8 ilustra un diagrama de flujo de un modo de realización de un procedimiento para fabricar una tapa de larguero de una pala de rotor de una turbina eólica de acuerdo con la presente divulgación;

la FIG. 9 ilustra una vista en perspectiva parcial de un modo de realización de una tapa de larguero de acuerdo con la presente divulgación;

la FIG. 10 ilustra una vista en perspectiva parcial de un modo de realización de un marco exterior de una tapa de larguero de acuerdo con la presente divulgación, ilustrando en particular líneas perforadas en las paredes laterales del marco exterior;

la FIG. 11 ilustra una vista en perspectiva parcial de un modo de realización de un marco exterior de una tapa de larguero de acuerdo con la presente divulgación, ilustrando en particular ranuras o espacios en las paredes laterales del marco exterior;

la FIG. 12 ilustra una vista en sección transversal de un modo de realización de una pala de rotor de acuerdo con la presente divulgación, que ilustra en particular tapas de larguero opuestas configuradas con las superficies de lado de presión y succión de la pala de rotor;

la FIG. 13 ilustra una vista en sección transversal de otro modo de realización de una pala de rotor de acuerdo con la presente divulgación, que ilustra en particular tapas de larguero opuestas configuradas con las superficies de lado de presión y succión de la pala de rotor y un alma configurada entre ellas;

la FIG. 14 ilustra una vista en sección transversal de un modo de realización de una tapa de larguero de acuerdo con la presente divulgación, ilustrando en particular una o más correas configuradas con las paredes laterales del marco exterior de la tapa de larguero;

la FIG. 15 ilustra un diagrama de flujo de otro modo de realización de un procedimiento para fabricar una tapa de larguero de una pala de rotor de una turbina eólica de acuerdo con la presente divulgación; la FIG. 16 ilustra un diagrama de flujo de un modo de realización de un procedimiento para fabricar una pala de rotor de una turbina eólica de acuerdo con la presente divulgación; y

la FIG. 17 ilustra un diagrama de flujo de otro modo de realización de un procedimiento para fabricar una pala de rotor de una turbina eólica de acuerdo con la presente divulgación.

Descripción detallada de la invención

[0032]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, será evidente para los expertos en la técnica que se pueden realizar diversas modificaciones y variaciones en la presente invención sin apartarse del alcance o espíritu 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 incluya dichas modificaciones y variaciones como vienen dentro del alcance de las reivindicaciones adjuntas y sus equivalentes.

[0033]En general, la presente divulgación se refiere a procedimientos para fabricar tapas de larguero para palas de rotor de turbina eólica. Más específicamente, en determinados modos de realización, el procedimiento incluye formar un marco exterior de la tapa de larguero por medio de al menos uno de pultrusión 3D o impresión 3D. Como tal, el marco exterior tiene una sección transversal variable que corresponde a una sección transversal variable de la pala de rotor a lo largo de una envergadura de la misma. El procedimiento también incluye disponer una pluralidad de materiales estructurales (por ejemplo, capas de placas pultruidas) dentro del marco exterior de la tapa de larguero e infundir los materiales estructurales y el marco exterior conjuntamente por medio de un material de resina para formar la tapa de larguero. A continuación, la tapa de larguero resultante se puede incorporar fácilmente a los procesos de fabricación de palas de rotor convencionales y/o soldar o unir a una pala de rotor existente.

[0034]Por tanto, la presente materia proporciona numerosas ventajas que no están presentes en la técnica anterior. Por ejemplo, la presente divulgación proporciona un procedimiento para fabricar tapas de larguero que no requiere el uso de moldes de tapas de larguero convencionales. Como tal, la presente divulgación elimina la necesidad de transportar placas pultruidas al molde de tapa de larguero, lo que puede ser difícil. Además, el procedimiento de la presente divulgación reduce la necesidad de determinados materiales fungibles.

[0035]En referencia ahora a los dibujos, la FIG. 1 ilustra un modo de realización de una turbina eólica 10 de acuerdo con la presente divulgación. Como se muestra, la turbina eólica 10 incluye una torre 12 con una góndola 14 montada en la misma. Una pluralidad de palas de rotor 16 están montadas en un buje de rotor 18, que a su vez está conectado a un reborde principal que hace girar un eje de rotor principal. Los componentes de control y generación de potencia de turbina eólica están alojados dentro de la góndola 14. La vista de la FIG. 1 se proporciona solo para propósitos ilustrativos para colocar la presente invención en un campo de uso de ejemplo. Se debe apreciar que la invención no está limitada a ningún tipo particular de configuración de turbina eólica. Además, la presente invención no está limitada al uso con turbinas eólicas, sino que se puede utilizar en cualquier aplicación que tenga palas de rotor.

[0036]En referencia ahora a la FIGS. 2 y 3, se ilustran diversas vistas de una pala de rotor 16 de acuerdo con la presente divulgación. Como se muestra, la pala de rotor 16 ilustrada tiene una configuración segmentada o modular. Se debe entender también que la pala de rotor 16 puede incluir cualquier otra configuración adecuada conocida actualmente o desarrollada posteriormente en la técnica. Como se muestra, la pala de rotor modular 16 incluye una estructura de pala principal 15 construida, al menos en parte, a partir de un material termoestable y/o termoplástico y al menos un segmento de pala 21 configurado con la estructura de pala principal 15. Más específicamente, como se muestra, la pala de rotor 16 incluye una pluralidad de segmentos de pala 21. El/los segmento(s) de pala 21 también se puede(n) construir, al menos en parte, a partir de un material termoestable y/o termoplástico.

[0037]Los componentes y/o materiales de pala de rotor termoplásticos como se describe en el presente documento, en general, engloban un material plástico o polímero que es reversible por naturaleza. Por ejemplo, los materiales termoplásticos típicamente se vuelven flexibles o moldeables cuando se calientan a una temperatura determinada y vuelven a un estado más rígido tras enfriarse. Además, los materiales termoplásticos pueden incluir materiales termoplásticos amorfos y/o materiales termoplásticos semicristalinos. Por ejemplo, algunos materiales termoplásticos amorfos pueden incluir, en general, pero no se limitan a, estirenos, vinilos, celulósicos, poliésteres, acrílicos, polisulfonas y/o imidas. Más específicamente, los materiales termoplásticos amorfos de ejemplo pueden incluir poliestireno, acrilonitrilo butadieno estireno (“acrylonitrile butadiene styrene“ o ABS), poli(metacrilato de metilo)(“polymethil methacrylate"o PMMA), poli(tereftalato de etileno) glucolizado(“glycolised polyethylene terephthalate"o PET-G), policarbonato, poli(acetato de vinilo), poliamida amorfa, poli(cloruros de vinilo)(“polyvinyl chlorides"o PVC), poli(cloruro de vinilideno), poliuretano o cualquier otro material termoplástico amorfo adecuado.

Además, los materiales termoplásticos semicristalinos ejemplares pueden incluir, en general, pero no se limitan a, poliolefinas, poliamidas, fluoropolímeros, acrilato de etilo y metilo, poliésteres, policarbonatos y/o acetales. Más específicamente, los materiales termoplásticos semicristalinos ejemplares pueden incluir poli(tereftalato de butileno)(“polybutylene terephthalate"o PBT), poli(tereftalato de etileno)(“polyethylene terephthalate"o PET), polipropileno, poli(sulfuro de fenilo), polietileno, poliamida (nailon), polietercetona o cualquier otro material termoplástico semicristalino adecuado.

[0038]Además, los componentes y/o materiales termoestables como se describe en el presente documento, en general, engloban un material plástico o polímero que no es reversible por naturaleza. Por ejemplo, los materiales termoestables, una vez curados, no se pueden remodelar ni volver a un estado líquido con facilidad. Como tal, después del conformado inicial, los materiales termoestables, en general, son resistentes al calor, la corrosión y/o la fluencia. Los ejemplos de materiales termoestables, en general, pueden incluir, pero no se limitan a, algunos poliésteres, algunos poliuretanos, ésteres, epoxis o cualquier otro material termoestable adecuado.

[0039]Además, como se menciona, el material termoplástico y/o el termoestable como se describe en el presente documento se puede reforzar opcionalmente con un material de fibra, que incluye, pero sin limitarse a, fibras de vidrio, fibras de carbono, fibras de polímero, fibras cerámicas, nanofibras, fibras de madera, fibras de bambú, fibras metálicas o similares o combinaciones de las mismas. Además, la dirección de las fibras puede incluir dirección biaxial, unidireccional, triaxial o cualquier otra adecuada y/o combinaciones de las mismas. Además, el contenido de fibra puede variar dependiendo de la rigidez requerida en el componente de pala correspondiente, la región o ubicación del componente de pala en la pala de rotor 16 y/o la soldabilidad deseada del componente.

[0040]Más específicamente, como se muestra, la estructura de pala principal 15 puede incluir uno cualquiera de o una combinación de los siguientes: una sección de raíz de pala preformada 20, una sección de punta de pala preformada 22, una o más tapas de larguero continuas 48, 50, 51, 53, una o más almas 35 (FIGS. 6-7), un componente estructural adicional 52 asegurado a la sección de raíz de pala 20 y/o cualquier otro componente estructural adecuado de la pala de rotor 16. Además, la sección de raíz de pala 20 está configurada para montarse o de otro modo asegurarse al rotor 18 (FIG. 1). Además, como se muestra en la FIG. 2, la pala de rotor 16 define una envergadura 23 que es igual a la longitud total entre la sección de raíz de pala 20 y la sección de punta de pala 22. Como se muestra en la FIGS. 2 y 6, la pala de rotor 16 también define una cuerda 25 que es igual a la longitud total entre un borde de ataque 40 de la pala de rotor 16 y un borde de salida 42 de la pala de rotor 16. Como se entiende en general, la cuerda 25 puede variar, en general, en longitud con respecto a la envergadura 23 a medida que la pala de rotor 16 se extiende desde la sección de raíz de pala 20 hasta la sección de punta de pala 22.

[0041]En referencia en particular a las FIGS. 2-7, cualquier número de segmentos de pala 21 que tengan cualquier tamaño y/o conformación adecuados se pueden disponer, en general, entre la sección de raíz de pala 20 y la sección de punta de pala 22 a lo largo de un eje longitudinal 27 en una dirección, en general, en el sentido de la envergadura. Por tanto, los segmentos de pala 21 sirven, en general, como carcasa/cubierta exterior de la pala de rotor 16 y pueden definir un perfil sustancialmente aerodinámico, tal como definiendo una sección transversal en forma de perfil alar simétrico o arqueado. En modos de realización adicionales, se debe entender que la porción de segmento de pala de la pala 16 puede incluir cualquier combinación de los segmentos descritos en el presente documento y no están limitados al modo de realización como se representa. Además, los segmentos de pala 21 se pueden construir de cualquier material adecuado, incluyendo, pero sin limitarse a, un material termoestable o un material termoplástico reforzado opcionalmente con uno o más materiales de fibra. Más específicamente, en determinados modos de realización, los segmentos de pala 21 pueden incluir uno cualquiera de o la combinación de los siguientes segmentos de pala: segmentos de lado de presión y/o succión 44, 46, (FIGS. 2 y 3), segmentos de borde de ataque y/o de salida 24, 26 (FIGS. 2-6), un segmento sin articulación, un segmento de articulación única, un segmento de pala de articulaciones múltiples, un segmento de pala en forma de J o similar.

[0042]Más específicamente, como se muestra en la FIG. 4, los segmentos de borde de ataque 24 pueden tener una superficie de lado de presión delantera 28 y una superficie de lado de succión delantera 30. De forma similar, como se muestra en la FIG. 5, cada uno de los segmentos de borde de salida 26 puede tener una superficie de lado de presión trasera 32 y una superficie de lado de succión trasera 34. Por tanto, la superficie de lado de presión delantera 28 del segmento de borde de ataque 24 y la superficie de lado de presión trasera 32 del segmento de borde de salida 26 definen, en general, una superficie de lado de presión de la pala de rotor 16. De forma similar, la superficie de lado de succión delantera 30 del segmento de borde de ataque 24 y la superficie de lado de succión trasera 34 del segmento de borde de salida 26, en general, definen una superficie de lado de succión de la pala de rotor 16. Además, como se muestra en particular en la FIG. 6, el/los segmento(s) de borde de ataque 24 y el/los segmento(s) de borde de salida 26 se pueden unir en una costura del lado de presión 36 y una costura de lado de succión 38. Por ejemplo, los segmentos de pala 24, 26 se pueden configurar para superponerse en la costura de lado de presión 36 y/o en la costura de lado de succión 38. Además, como se muestra en la FIG. 2, los segmentos de pala contiguos 24, 26 se pueden configurar para superponerse en una costura 54. Por tanto, cuando los segmentos de pala se construyen al menos parcialmente con un material termoplástico, los segmentos de pala contiguos 21 se pueden soldar entre sí a lo largo de las costuras 36, 38, 54, que se analizarán con más detalle en el presente documento. De forma alternativa, en determinados modos de realización, los diversos segmentos de la pala de rotor 16 se pueden asegurar entre sí por medio de un adhesivo 56 (o fijadores mecánicos) configurado entre los segmentos de borde de ataque y de salida 24, 26 superpuestos y/o los segmentos de borde de ataque o de salida 24, 26 contiguos superpuestos.

[0043]En modos de realización específicos, como se muestra en las FIGS. 2-3 y 6-7, la sección de raíz de pala 20 puede incluir una o más tapas de larguero que se extienden longitudinalmente 48, 50 infundidas con ella. Por ejemplo, la sección de raíz de pala 20 se puede configurar de acuerdo con la solicitud de EE. UU. número 14/753.155 presentada el 29 de junio de 2015 titulada "Blade Root Section for a Modular Rotor Blade and Method of Manufacturing Same [Sección de raíz de pala para una pala de rotor modular y procedimiento de fabricación de la misma]".

[0044]De forma similar, la sección de punta de pala 22 puede incluir una o más tapas de larguero que se extienden longitudinalmente 51, 53 infundidas con ella. Más específicamente, como se muestra, las tapas de larguero 48, 50, 51, 53 se pueden configurar para acoplarse contra superficies interiores opuestas de los segmentos de pala 21 de la pala de rotor 16. Además, las tapas de larguero de raíz de pala 48, 50 se pueden configurar para alinearse con las tapas del larguero de punta de pala 51, 53. Por tanto, las tapas de larguero 48, 50, 51,53 se pueden diseñar, en general, para controlar las tensiones de flexión y/u otras cargas que actúan sobre la pala de rotor 16 en una dirección en general en el sentido de la envergadura (una dirección paralela a la envergadura 23 de la pala de rotor 16) durante el funcionamiento de una turbina eólica 10. Además, las tapas de larguero 48, 50, 51, 53 se pueden diseñar para soportar la compresión en el sentido de la envergadura que se produce durante el funcionamiento de la turbina eólica 10. Además, la(s) tapa(s) de larguero 48, 50, 51, 53 se puede(n) configurar para extenderse desde la sección de raíz de pala 20 hasta la sección de punta de pala 22 o una parte de la misma. Por tanto, en determinados modos de realización, la sección de raíz de pala 20 y la sección de punta de pala 22 se pueden unir entre sí por medio de sus respectivas tapas de larguero 48, 50, 51,53.

[0045]Además, las tapas de larguero 48, 50, 51, 53 se pueden construir con cualquier material adecuado, por ejemplo, un material termoplástico o termoestable o combinaciones de los mismos. Además, las tapas de larguero 48, 50, 51, 53 se pueden pultruir a partir de resinas termoplásticas o termoestables. Como se usa en el presente documento, los términos "pultruido", "pultrusiones" o similares, en general, engloban materiales reforzados (por ejemplo, fibras o hebras tejidas o trenzadas) que se impregnan con una resina y se pasan a través de una matriz estacionaria de modo que la resina se cura o se somete a polimerización. Como tal, el proceso de pultrusión bidimensional (2D) se caracteriza típicamente por un proceso continuo de materiales compuestos que produce piezas compuestas que tienen una sección transversal constante. Por tanto, los materiales compuestos precurados pueden incluir pultrusiones construidas con materiales termoplásticos o termoestables reforzados. Además, las tapas de larguero 48, 50, 51, 53 se pueden formar con los mismos compuestos precurados o con compuestos precurados diferentes. Además, los componentes pultruidos se pueden producir a partir de hebras que, en general, engloban haces largos y estrechos de fibras que no se combinan hasta que se unen por una resina curada.

[0046]Además, la pultrusión tridimensional (3D), en general, se caracteriza por un proceso de fabricación similar a la pultrusión 2D, pero que se puede adaptar a perfiles curvos tridimensionales. Además, los procesos de pultrusión 3D se pueden usar para generar componentes pultruidos que tengan una variedad de conformaciones de sección transversal no lineal o variable en lugar de una sección transversal constante. En referencia a las FIGS.

6-7, una o más almas 35 se pueden configurar entre la una o más tapas de larguero 48, 50, 51, 53. Más en particular, la(s) alma(s) 35 se puede(n) configurar para incrementar la rigidez en la sección de raíz de pala 20 y/o en la sección de punta de pala 22. Además, la(s) alma(s) 35 se puede(n) configurar para cerrar la sección de raíz de pala 20.

[0047]Además, como se muestra en la FIGS. 2 y 3, el componente estructural 52 adicional se puede asegurar a la sección de raíz de pala 20 y extenderse en una dirección en general en el sentido de la envergadura. Por ejemplo, el componente estructural 52 se puede configurar de acuerdo con la solicitud de EE. UU. número 14/753.150 presentada el 29 de junio de 2015 titulada "Structural Component for a Modular Rotor Blade [Componente estructural para una pala de rotor modular]". Más específicamente, el componente estructural 52 se puede extender cualquier distancia adecuada entre la sección de raíz de pala 20 y la sección de punta de pala 22. Por tanto, el componente estructural 52 está configurado para proporcionar soporte estructural adicional para la pala de rotor 16 así como una estructura de montaje opcional para los diversos segmentos de pala 21 como se describe en el presente documento. Por ejemplo, en determinados modos de realización, el componente estructural 52 se puede asegurar a la sección de raíz de pala 20 y se puede extender una distancia predeterminada en el sentido de la envergadura, de modo que los segmentos de borde de ataque y/o de salida 24, 26 puedan montarse en el mismo.

[0048]En referencia ahora a la FIGS. 8-17, se ilustran procedimientos mejorados para fabricar palas de rotor y diversos componentes de las mismas, tales como tapas de larguero. Más específicamente, como se muestra en la FIG. 8, se ilustra un diagrama de flujo de un modo de realización de un procedimiento 100 para fabricar una tapa de larguero (por ejemplo, las tapas de larguero 48, 50) de la pala de rotor 16 de la turbina eólica 10. Como se muestra en 102, el procedimiento 100 incluye formar el marco exterior 58 de la tapa de larguero 48 por medio de al menos uno de pultrusión 3D, termoformado o impresión 3D. Más específicamente, en un modo de realización, la etapa de pultrusión del marco exterior 58 de la tapa de larguero 48 puede incluir pultruir el marco exterior 58 a partir de un material termoplástico reforzado con uno o más materiales de fibra. En dichos modos de realización, el/los material(es) de fibra puede(n) incluir fibras de vidrio, fibras de carbono, fibras metálicas, fibras de polímero, fibras cerámicas, nanofibras, fibras de madera, fibras de bambú o combinaciones de las mismas. Por tanto, como se muestra en la FIG. 9, el marco exterior 58 puede ser un componente reforzado con fibra termoplástico que tiene una base 64, paredes laterales perpendiculares 66 que se extienden desde la base 64 y un extremo abierto 70 opuesto a la base 64. En otros modos de realización, el marco exterior 58 puede tener una sección transversal variable que corresponde a una sección transversal variable de la pala de rotor 16 a lo largo de la envergadura 23 de la misma. En modos de realización adicionales, la base 64 puede actuar como una capa de material estructural, reduciendo, de este modo, la cantidad de capas de material estructural 60 adicional necesarias dentro de las tapas de larguero 48, 50, lo que se analiza con más detalle a continuación.

[0049]En otro modo de realización, la etapa de pultrusión del marco exterior 58 de la tapa de larguero 48 puede incluir pultruir los bordes laterales extendidos 68 del marco exterior 58. Por ejemplo, como se muestra en la FIGS.

9 y 13 (tapa de larguero inferior 48), los bordes laterales extendidos 68 se pueden configurar como clips de corte 75 para sujetarse al alma 35 de la pala de rotor 16. Además, como se muestra en la FIG. 14, los bordes laterales extendidos 68 se pueden usar en puntos de sujeción para una o más correas 72 que se pueden sujetar al marco exterior 58 de la tapa de larguero 48. Como tal, el marco exterior 58 de la tapa de larguero 48 se puede levantar y/o mover fácilmente, por ejemplo, por medio de una grúa 86, durante el proceso de fabricación. En dichos modos de realización, se puede usar un espaciador 84 junto con el extremo abierto 70 del marco exterior 58 para evitar que los bordes laterales 68 colapsen hacia adentro a medida que se levanta la tapa de larguero 48.

[0050]De forma alternativa, como se muestra en la FIG. 12 (tapa de larguero superior 50), el procedimiento 100 puede incluir plegar los bordes laterales extendidos 68 hacia el centro 80 del marco exterior 58 para retener el/los material(es) estructural(es) 60 en el mismo, por ejemplo, antes de que el/los material(es) estructural(es) 60 se asegure(n) dentro del marco exterior 58. Todavía en modos de realización alternativos, como se muestra en la FIG.

13 (tapa de larguero superior 50), el procedimiento 100 puede incluir plegar los bordes laterales extendidos 68 alejándolos del centro 80 del marco exterior 58 para crear rebordes 82 opuestos. Por tanto, como se muestra, el procedimiento 100 también puede incluir asegurar los rebordes 82 a la superficie de lado de presión 31 y/o a la superficie de lado de succión 33 de la pala de rotor 16. En otros modos de realización, como se muestra en la FIG.

12 (tapa de larguero inferior 48), el procedimiento 100 puede incluir retirar los bordes laterales extendidos 68 del marco exterior 58.

[0051]En referencia de nuevo a la FIG. 8, como se muestra en 104, el procedimiento 100 también incluye disponer una pluralidad de materiales estructurales 60 dentro del marco exterior pultruido 58 de la tapa de larguero 48. Más específicamente, el/los material(es) estructural(es) 60 puede(n) incluir tejidos termoplásticos o termoestables o elementos o placas pultruidos. Además, como se muestra en la FIGS. 9 y 12-14, el procedimiento 100 puede incluir disponer una pluralidad de capas 74 de los materiales estructurales 60 dentro del marco exterior 58 de la tapa de larguero 48 y disponer una o más capas no estructurales 77 entre las capas 74 de materiales estructurales 60. Más específicamente, en determinados modos de realización, el/los material(es) no estructural(es) 77 puede(n) incluir un velo de fibra de vidrio, una estera de fibra continua o un material de tela (tal como una tela de vidrio biaxial ligera). Por tanto, las capas no estructurales 77 están configuradas para servir como auxiliares de proceso y medios de unión para diversos procesos de infusión, por ejemplo, promoviendo el flujo de resina, la humectación y, en última instancia, las conexiones de resina entre las capas estructurales 74. Adicionalmente, se pueden usar ambas capas estructurales no pultruidas y/o capas no estructurales (esencialmente capas de conformado flexibles) para ayudar a llenar cualquier espacio o vacío entre la pila de capas y el marco exterior 58.

[0052]Todavía en referencia a la FIG. 8, como se muestra en 106, el procedimiento 100 incluye infundir los materiales estructurales 60 y el marco exterior 58 conjuntamente por medio de un material de resina 62 para formar la tapa de larguero 48. Más específicamente, el/los material(es) estructural(es) 60 y el marco exterior 58 se pueden infundir conjuntamente por medio de moldeo por inyección, termoformado, conformado al vacío o infusión al vacío. Como tal, el marco exterior 58 está configurado para mantener el/los material(es) estructural(es) 60 de la tapa de larguero 48 en su ubicación deseada antes de que los componentes se unan o se infundan conjuntamente. Además, en un modo de realización, el material de resina 62 puede incluir al menos uno de un material termoestable, un material termoplástico o similar, o combinaciones de los mismos. Por tanto, como se muestra en 108, el procedimiento 100 puede incluir dejar que se cure la tapa de larguero 48.

[0053]En otro modo de realización, como se muestra en las FIGS. 10 y 11, las paredes laterales 66 del marco exterior 58 pueden incluir una o más características configuradas para incrementar la flexibilidad del mismo. Como tal, el marco exterior 58 se puede montar fácilmente en cualquiera de las superficies de pala. Por ejemplo, como se muestra en la FIG. 10, las paredes laterales 66 del marco exterior 58 incluyen una pluralidad de líneas perforadas 76. Como tal, las líneas perforadas 76 permiten que las paredes laterales 66 se doblen y flexionen con la curvatura de una variedad de superficies de pala. De forma alternativa, como se muestra en la FIG. 11, las paredes laterales 66 del marco exterior 58 pueden incluir una o más ranuras 78 o espacios configurados para incrementar la flexibilidad del mismo. Otra ventaja de proporcionar las ranuras 78 o espacios en las paredes laterales 66 incluye permitir que el material de resina fluya más fácilmente dentro y alrededor del marco exterior 58 cuando se infunden los materiales estructurales 60 en el mismo.

[0054]En referencia ahora a la FIG. 15, se ilustra un diagrama de flujo de otro modo de realización de un procedimiento 200 para fabricar una tapa de larguero de la pala de rotor 16 de la turbina eólica 10. Como se muestra en 202, el procedimiento 200 incluye formar un marco exterior de la tapa de larguero (por ejemplo, tapas de larguero 48, 50). Más específicamente, en un modo de realización, la etapa de formar el marco exterior 58 de la tapa de larguero 48 puede incluir calentar un material termoestable o termoplástico y dar forma al material en una conformación de pala deseada. De forma alternativa, la etapa de formar el marco exterior 58 de la tapa de larguero 48 puede incluir formar el marco exterior 58 de la tapa de larguero 48 por medio de al menos uno de pultrusión 3D, termoformado o impresión 3D.

[0055]Además, como se muestra en 204, el procedimiento 200 incluye mecanizar una pluralidad de materiales estructurales 60. Más específicamente, como se usa en el presente documento, la etapa de mecanizado puede incluir, pero no se limita a, corte (por ejemplo, chorro de láser, chorro de agua), biselado, preparación de la superficie (por ejemplo, química, mecánica u otra), rayado, limpieza, etiquetado, recubrimiento o cualquier otro proceso de mecanizado adecuado. Además, como se menciona, el/los material(es) estructural(es) 60 como se describe en el presente documento puede(n) incluir tejidos termoplásticos o termoestables o elementos pultruidos. Como se muestra en 206, el procedimiento 200 incluye distribuir el/los material(es) estructural(es) 60 directamente en el marco exterior 58 de la tapa de larguero 48 después del mecanizado. Por tanto, en dichos modos de realización, se pueden eliminar, de este modo, los moldes de tapa de larguero convencionales.

[0056]Todavía en referencia a la FIG. 15, como se muestra en 206, el procedimiento 200 incluye infundir el/los material(es) estructural(es) 60 y el marco exterior 58 conjuntamente por medio de al menos uno de un material de resina termoplástica o termoestable para formar la tapa de larguero 48. Más específicamente, como se menciona, el/los material(es) estructural(es) 60 y el marco exterior 58 se pueden infundir conjuntamente por medio de moldeo por inyección, termoformado, conformado al vacío o infusión al vacío. Además, como se muestra en 208, el procedimiento 200 incluye dejar que se cure la tapa de larguero 48.

[0057]En referencia ahora a la FIG. 16, se ilustra un diagrama de flujo de un modo de realización de un procedimiento 300 para fabricar una pala de rotor 16 de una turbina eólica 10. Como se muestra en 302, el procedimiento 300 incluye formar el marco exterior 58 de la tapa de larguero 48 por medio de al menos uno de pultrusión 3D, termoformado o impresión 3D. Como tal, el marco exterior 58 tiene una sección transversal variable que corresponde a una sección transversal variable de la pala de rotor 16 a lo largo de la envergadura 23 de la misma. Como se muestra en 304, el procedimiento 300 incluye disponer una pluralidad de materiales estructurales 60 (por ejemplo, tejidos termoplásticos o termoestables o elementos o placas pultruidos) dentro del marco exterior pultruido 58 de la primera tapa de larguero 48. Como se muestra en 306, el procedimiento 300 incluye asegurar el/los material(es) estructural(es) 60 y el marco exterior 58 entre sí para formar la primera tapa de larguero 48.

[0058]Además, como se muestra en 308, el procedimiento 300 incluye unir el marco exterior 58 de la primera tapa de larguero 48 a una superficie interior de al menos una de la superficie de lado de presión 31 o la superficie de lado de succión 33 de la pala de rotor 16. Más específicamente, en un modo de realización, la etapa de unir el marco exterior 58 de la tapa de larguero 48 a la superficie interior de la superficie de lado de presión 31 o la superficie de lado de succión 33 puede incluir poner una capa de revestimiento exterior de al menos una de la superficie de lado de presión 31 o la superficie de lado de succión 33 en un molde de concha, colocar el marco exterior 58 de la tapa de larguero 48 contiguo al revestimiento exterior, poner una capa de revestimiento interior de al menos una de la superficie de lado de presión 31 o la superficie de lado de succión 33 encima de la tapa de larguero 48 e infundir la tapa de larguero 48 entre las capas de revestimiento exterior e interior. De forma alternativa, el marco exterior 58 de la tapa de larguero 48 se puede unir a cualquiera de las superficies de lado de presión o de succión 31,33 por medio de soldadura o unión.

[0059]En otro modo de realización, como se muestra en las FIG. 13, el procedimiento 300 puede incluir formar una segunda tapa de larguero 50, unir una de las primera y segunda tapas de larguero 48, 50 a la superficie de lado de presión 31 y la otra de las primera y segunda tapas de larguero 48, 50 a la superficie de lado de succión 33, y asegurar el alma 35 entre las primera y segunda tapas de larguero 48, 50. Más específicamente, como se muestra, el procedimiento 300 puede incluir asegurar el/las alma(s) 35 a los bordes laterales extendidos 68 del/de los marco(s) exterior(es) 58 de las tapas de larguero 48, 50.

[0060]En otros modos de realización, como se muestra en la FIG. 14, el procedimiento 300 puede incluir sujetar una o más correas 72 a los bordes laterales extendidos 68 del marco exterior 58 de la tapa de larguero 48 (por ejemplo, en una o más ubicaciones de sujeción 88) y colocar la tapa de larguero 48, por ejemplo, por medio de un dispositivo de elevación 86 tal como una grúa, elevador de horquilla o similar, en el molde de concha por medio de las correas 72. De forma alternativa, el procedimiento 300 puede incluir sujetar una o más correas 72 alrededor del marco exterior 58 de la tapa de larguero 48 (como se indica con la línea de puntos) y colocar la tapa de larguero 48 en el molde de concha por medio de las correas 72.

[0061]En referencia ahora a la FIG. 17, se ilustra un diagrama de flujo de un modo de realización de un procedimiento 400 para fabricar una pala de rotor 16 de una turbina eólica 10. Como se muestra en 402, el procedimiento 400 incluye formar un marco exterior 58 de la tapa de larguero (por ejemplo, una de las tapas del larguero 48, 50). Como se muestra en 404, el procedimiento 400 incluye mecanizar una pluralidad de materiales estructurales 60, tales como los que se describen en el presente documento. Como se muestra en 406, el procedimiento 400 incluye distribuir la pluralidad de materiales estructurales 60 directamente en el marco exterior 58 de la tapa de larguero 48 después del mecanizado. Como se muestra en 408, el procedimiento 400 incluye infundir la pluralidad de materiales estructurales 60 y el marco exterior 58 conjuntamente por medio de al menos uno de un material de resina termoplástica o termoestable para formar la tapa de larguero 48. Como se muestra en 402, el procedimiento 410 incluye unir el marco exterior 58 de la tapa de larguero 48 a una superficie interior de al menos una de una superficie de lado de presión 31 o la superficie de lado de succión 33 de la pala de rotor 16.

Claims

REIVINDICACIONES

i .Un procedimiento para fabricar una pala de rotor (16) de una turbina eólica (10), comprendiendo el procedimiento:

formar un marco exterior (58) de una primera tapa de larguero (48, 50) de la pala de rotor (16) por medio de al menos una de pultrusión tridimensional (3D) o impresión 3D, teniendo el marco exterior (58) una sección transversal variable que corresponde a una sección transversal variable de la pala de rotor (16) a lo largo de una envergadura (23) de la misma;

disponer una pluralidad de materiales estructurales (60) dentro del marco exterior (58) de la primera tapa de larguero (48, 50), comprendiendo la pluralidad de materiales estructurales (60) al menos uno de tejidos termoplásticos o termoestables o elementos pultruidos;

asegurar la pluralidad de materiales estructurales (60) y el marco exterior (58) entre sí para formar la primera tapa de larguero (48, 50); y

unir la primera tapa de larguero (48, 50) a una superficie interior de al menos uno de un lado de presión o un lado de succión de la pala de rotor (16).
2.El procedimiento de la reivindicación 1, en el que unir la tapa de larguero (48, 50) a la superficie interior de al menos uno del lado de presión o el lado de succión de la pala de rotor (16) comprende además: poner al menos una capa de revestimiento exterior de al menos uno del lado de presión o el lado de succión de la pala de rotor (16) en un molde de concha;

colocar el marco exterior (58) de la tapa de larguero (48, 50) contiguo al revestimiento exterior; poner al menos una capa de revestimiento interior de al menos uno del lado de presión o el lado de succión de la pala de rotor (16) encima de la tapa de larguero (48, 50); e

infundir la tapa de larguero (48, 50) entre las capas de revestimiento exterior e interior.
3.El procedimiento de cualquiera de las reivindicaciones precedentes, que comprende además:

formar una segunda tapa de larguero (48, 50);

unir una de las primera y segunda tapas de larguero (48, 50) al lado de presión y la otra de las primera y segunda tapas de larguero (48, 50) al lado de succión; y

asegurar un alma entre los primer y segundo largueros (48, 50).
4.El procedimiento de cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que formar el marco exterior (58) de la tapa de larguero (48, 50) comprende además pultruir el marco exterior (58) a partir de al menos uno de un material termoplástico o un material termoestable, estando reforzados el material termoplástico y el material termoestable con uno o más materiales de fibra, en el que el uno o más materiales de fibra comprenden al menos uno de fibras de vidrio, fibras de carbono, fibras metálicas, fibras de polímero, fibras cerámicas, nanofibras, fibras de madera, fibras de bambú o combinaciones de las mismas.
5.El procedimiento de cualquiera de las reivindicaciones precedentes, que comprende además sujetar una o más correas a bordes laterales extendidos (68) del marco exterior (58) de la tapa de larguero (48, 50) y colocar la tapa de larguero (48, 50) en el molde de concha por medio de la una o más correas.
6.El procedimiento de cualquiera de las reivindicaciones precedentes, que comprende además sujetar una o más correas alrededor del marco exterior (58) de la tapa de larguero (48, 50) y colocar la tapa de larguero (48, 50) en el molde de concha por medio de la una o más correas.
7.El procedimiento de la reivindicación 5, que comprende además asegurar una o más almas de la pala de rotor (16) a los bordes laterales extendidos (68).
8.El procedimiento de la reivindicación 5, que comprende además plegar los bordes laterales extendidos (68) hacia un centro del marco exterior (58) para retener la pluralidad de materiales estructurales (60) en el mismo y sujetar una base del marco exterior (58) a la superficie interior de al menos uno del lado de presión o el lado de succión de la pala de rotor (16).
9.El procedimiento de la reivindicación 5, que comprende además plegar los bordes laterales (68) alejándolos de un centro del marco exterior (58) para crear rebordes opuestos y asegurar los rebordes a uno del lado de presión o el lado de succión de la pala de rotor (16).
10.El procedimiento de la reivindicación 5, que comprende además retirar los bordes laterales extendidos (68) del marco exterior (58).
11.El procedimiento de cualquiera de las reivindicaciones precedentes, que comprende además disponer una pluralidad de capas de los materiales estructurales (60) dentro del marco exterior (58) de la tapa de larguero (48, 50) y disponer una o más capas no estructurales (77) entre las capas de materiales estructurales (60), comprendiendo la una o más capas no estructurales (77) al menos uno de un velo de fibra de vidrio, una estera de fibra continua o un material de tela.
12.El procedimiento de la reivindicación 1, en el que la etapa de disponer la pluralidad de materiales estructurales (60) dentro del marco exterior (58) de la primera tapa de larguero (48, 50) comprende:

mecanizar una pluralidad de materiales estructurales (60), comprendiendo la pluralidad de materiales estructurales (60) al menos uno de tejidos termoplásticos o termoestables o elementos pultruidos; y

distribuir la pluralidad de materiales estructurales (60) directamente en el marco exterior (58) de la tapa de larguero (48, 50) después del mecanizado; y

en el que la etapa de asegurar la pluralidad de materiales estructurales (60) y el marco exterior (58) entre sí para formar la primera tapa de larguero (48, 50) comprende infundir la pluralidad de materiales estructurales (60) y el marco exterior (58) conjuntamente por medio de al menos uno de un material de resina termoplástica o termoestable (62) para formar la tapa de larguero (48, 50).
13.El procedimiento de la reivindicación 12, en el que unir la tapa de larguero (48, 50) a la superficie interior de al menos uno del lado de presión o el lado de succión de la pala de rotor (16) comprende además:

poner al menos una capa de revestimiento exterior de al menos uno del lado de presión o el lado de succión de la pala de rotor (16) en un molde de concha;

colocar el marco exterior (58) de la tapa de larguero (48, 50) contiguo al revestimiento exterior;

poner al menos una capa de revestimiento interior de al menos uno del lado de presión o el lado de succión de la pala de rotor (16) encima de la tapa de larguero (48, 50); e

infundir la tapa de larguero (48, 50) entre las capas de revestimiento exterior e interior.
14.El procedimiento de las reivindicaciones 12-13, en el que formar el marco exterior (58) de la tapa de larguero (48, 50) comprende además pultruir el marco exterior (58) a partir de al menos uno de un material termoplástico o un material termoestable, estando reforzados el material termoplástico y el material termoestable con uno o más materiales de fibra, en el que el uno o más materiales de fibra comprenden al menos uno de fibras de vidrio, fibras de carbono, fibras metálicas, fibras de polímero, fibras cerámicas, nanofibras, fibras de madera, fibras de bambú o combinaciones de las mismas.
15.El procedimiento de las reivindicaciones 12-14, que comprende además sujetar una o más correas a bordes laterales extendidos (68) del marco exterior (58) de la tapa de larguero (48, 50) o alrededor del marco exterior (58) de la tapa de larguero (48, 50), colocar la tapa de larguero (48, 50) en el molde de concha por medio de la una o más correas, y asegurar una o más almas de la pala de rotor (16) a los bordes laterales extendidos (68).