ES3067992T3

ES3067992T3 - Method for manufacturing a wind turbine rotor blade root assembly

Info

Publication number: ES3067992T3
Application number: ES19714043T
Authority: ES
Inventors: Alan M Walker; Andrew Mitchell Rodwell; David Patrick Cripps; James Paul Davidson; Lange Miguel Cabrera; Nicholas Michael Seruntine
Original assignee: General Electric Renovables Espana SL
Current assignee: GE Vernova Renovables Espana SL
Priority date: 2018-03-16
Filing date: 2019-03-15
Publication date: 2026-05-26
Anticipated expiration: 2039-03-15
Also published as: US20190283347A1; US11167507B2; WO2019178476A1; CN112154267B; MX2020009571A; DK3765733T3; CN112154267A; EP3765733B1; EP3765733A1; MA52147A

Abstract

Un método para fabricar un conjunto de raíz de álabe de rotor incluye colocar una o varias capas exteriores sobre un molde de álabe y disponer una placa de raíz con múltiples orificios pasantes adyacentes a una cara frontal del molde. El método también incluye colocar varios insertos de raíz sobre la(s) capa(s) exterior(es) y apoyándolos contra la placa de raíz, definiendo cada inserto un orificio de fijación. El método también incluye insertar un sujetador de raíz en cada uno de los orificios pasantes alineados y los orificios de fijación longitudinales. Además, el método incluye colocar una o varias capas interiores sobre los insertos de raíz. Asimismo, la placa de raíz puede incluir al menos un orificio de fluido configurado para proporcionar una placa de raíz no hermética a los gases. Alternativamente, se puede disponer al menos un sello entre la placa de raíz y el molde del álabe que forme una conexión no hermética a los gases con la placa de raíz o el molde del álabe, o con ambos, durante un proceso de infusión al vacío. Por lo tanto, el método incluye asegurar la(s) capa(s) exterior(es), los insertos de raíz, la(s) capa(s) interior(es) y los sujetadores de raíz para formar el conjunto de raíz mediante el proceso de infusión al vacío. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

[0001] DESCRIPCIÓN

[0002] Procedimiento para fabricar un conjunto de raíz de pala de rotor de turbina eólica

[0003] Campo

[0004] La presente materia objeto se refiere, en general, a turbinas eólicas y, más en particular, a procedimientos para fabricar conjuntos de raíz de pala de rotor de turbina eólica.

[0005] Antecedentes

[0006] La energía eólica se considera una de las fuentes de energía más limpias y más respetuosas con el medioambiente disponibles en la actualidad, y las turbinas eólicas han obtenido una creciente atención a este respecto. Una turbina eólica moderna típicamente incluye una torre, un generador, una caja de engranajes, una góndola y un rotor. El rotor está acoplado a la góndola e incluye un buje rotatorio que tiene una o más palas de rotor. Las palas de rotor están conectadas al buje por una raíz de pala. Las palas de rotor capturan energía cinética del viento usando principios de perfil alar conocidos y convierten la energía cinética en energía mecánica a través de la energía de rotación para hacer girar un eje que acopla las palas de rotor a una multiplicadora 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 a una red de suministro.

[0007] El tamaño particular de las palas de rotor es un factor significativo que contribuye a la capacidad global de la turbina eólica. Específicamente, los incrementos de la longitud o envergadura de una pala de rotor pueden dar lugar, en general, a un incremento global de la producción de energía de una turbina eólica. En consecuencia, los esfuerzos para incrementar el tamaño de las palas de rotor ayudan al crecimiento continuo de la tecnología de turbinas eólicas y a la adopción de la energía eólica como una fuente de energía alternativa y comercialmente competitiva. Sin embargo, estos incrementos del tamaño de palas de rotor pueden imponer cargas incrementadas sobre diversos componentes de turbina eólica. Por ejemplo, las palas de rotor más grandes pueden experimentar tensiones incrementadas en la conexión entre la raíz de pala y el buje, dando lugar a complejas restricciones de diseño, caracterizadas tanto por acontecimientos extremos como requisitos de vida útil bajo fatiga.

[0008] Los procedimientos modernos para fabricar palas de rotor, en particular, la región de raíz de pala de la pala de rotor, incluyen curar una pluralidad de pernos de raíz en la raíz de pala durante un procedimiento de infusión a vacío. Más específicamente, los pernos de raíz se pueden colocar entre las capas de revestimiento (“skin”) interior y exterior de la raíz de pala y curar directamente entre las mismas con un material de resina durante el procedimiento de infusión. Por tanto, un procedimiento de este tipo elimina el mecanizado de la raíz de pala después de que la pieza se haya curado para acomodar los pernos de raíz. El documento EP 3121441 A1 divulga un conjunto de pala de rotor para una pala de turbina eólica y se refiere a la mejora de la calidad del laminado, en el que el conjunto contiene insertos (“inserts”) de raíz que se pueden montar en una brida extraíble por medio de uno o más elementos de fijación. El documento US 2016/003215 A1 divulga un conjunto de anillo de montaje y un procedimiento de fabricación de una pala de rotor de turbina eólica, en el que un segmento de anillo y un anillo de montaje parcial se unen entre sí para completar un anillo de montaje completo que se usa durante la fabricación de la pala de rotor de turbina eólica.

[0009] Sin embargo, durante el procedimiento de infusión, es importante ubicar y mantener apropiadamente la ubicación de cada uno de los pernos de raíz de modo que la raíz de pala se pueda fijar fácilmente al buje de la turbina eólica. Además, una pieza infundida de material compuesto a menudo tiene un acceso limitado al vacío desde un lado de la pieza, limitando, por tanto, el flujo de la resina a todas las áreas de la pieza. La falta de diferencial de presión de vacío para impulsar el flujo de resina a todas las áreas de la pieza puede dar lugar a áreas infundidas del material compuesto, provocando, de este modo, defectos perjudiciales dentro de la pieza final.

[0010] Por tanto, existe una necesidad de obtener procedimientos mejorados para fabricar raíces de pala de rotor que aborden los problemas mencionados anteriormente. En consecuencia, la presente divulgación está dirigida a procedimientos para fabricar raíces de pala de rotor que proporcionen una trayectoria de vacío adicional a lo largo del lado de molde de la pieza para mejorar los resultados de infusión.

[0011] Breve descripción

[0012] Los aspectos y ventajas de la invención se expondrán en parte en la siguiente descripción, o pueden ser evidentes a partir de la descripción, o se pueden aprender a través de la puesta en práctica de la invención. La invención está definida por las reivindicaciones 1 y 10.

[0013] [0008]En un aspecto, la presente divulgación está dirigida a un procedimiento para fabricar un conjunto de raíz de una pala de rotor de una turbina eólica. El procedimiento incluye colocar una o más capas de revestimiento exterior sobre un molde de pala. Además, el procedimiento incluye disponer una placa de raíz contigua a una cara extrema del molde de pala. La placa de raíz incluye al menos un orificio para fluido configurado a su través para proporcionar una placa de raíz no estanca al gas. Además, la placa de raíz incluye una pluralidad de orificios pasantes. El procedimiento también incluye colocar una pluralidad de insertos de raíz encima de las una o más capas de revestimiento exterior y hacer tope contra la placa de raíz. Cada uno de los múltiples insertos de raíz define un orificio para elemento de fijación longitudinal. Como tales, los orificios para elemento de fijación longitudinales de la pluralidad de insertos de raíz se alinean con la pluralidad de orificios pasantes de la placa de raíz. Además, el procedimiento incluye colocar una o más capas de revestimiento interior encima de la pluralidad de insertos de raíz. El procedimiento también incluye insertar un elemento de fijación de raíz en cada uno de los orificios pasantes y orificios para elemento de fijación longitudinales alineados. Además, el procedimiento incluye asegurar las una o más capas de revestimiento exterior, la pluralidad de insertos de raíz, las una o más capas de revestimiento interior y los elementos de fijación de raíz entre sí para formar el conjunto de raíz por medio del procedimiento de infusión a vacío.

[0014] En un modo de realización, un punto central del al menos un orificio para fluido está desplazado de un punto central de un orificio pasante más bajo de la pluralidad de orificios pasantes. En otro modo de realización, la placa de raíz puede incluir además una pluralidad de orificios para fluido adicionales dispuestos circunferencialmente en la misma para permitir que al menos uno de gas o material de resina pase a su través durante la infusión.

[0015] En otros modos de realización, el/los orificio(s) para fluido se puede(n) ubicar en una mitad inferior de la placa de raíz. En modos de realización adicionales, el/los orificio(s) para fluido se puede(n) ubicar al menos parcialmente entre dos de la pluralidad de orificios pasantes.

[0016] En varios modos de realización, el procedimiento de infusión a vacío puede incluir colocar una primera bolsa de vacío encima de las una o más capas de revestimiento interior, extraer aire entre el molde de pala y la primera bolsa de vacío e infundir un material de resina en la primera bolsa de vacío.

[0017] En modos de realización particulares, el procedimiento puede incluir además crear un vacío externo con el orificio para fluido en la placa de raíz colocando la primera bolsa de vacío o la segunda bolsa de vacío encima de una salida del orificio para fluido, extrayendo aire de la primera bolsa de vacío o la segunda bolsa de vacío e infundiendo un material de resina en la primera bolsa de vacío o la segunda bolsa de vacío.

[0018] En aún otro modo de realización, el procedimiento puede incluir colocar una membrana sobre al menos una de una entrada o salida del orificio para fluido en la placa de raíz. Por tanto, la membrana está configurada para permitir que el gas fluya a su través, pero previniendo que el material de resina fluya a su través. En otros modos de realización, el procedimiento también puede incluir sellar los elementos de fijación de raíz del material de resina durante la etapa de infusión.

[0019] En otro aspecto, la presente divulgación está dirigida a un sistema para fabricar un conjunto de raíz de una pala de rotor de una turbina eólica. El sistema incluye al menos un molde de pala para recibir una o más revestimientos exteriores, una pluralidad de insertos de raíz, una o más capas de revestimiento interior y una pluralidad de elementos de fijación de raíz. Además, el procedimiento incluye una placa de raíz para situar una pluralidad de elementos de fijación de raíz circunferencialmente alrededor del conjunto de raíz. La placa de raíz incluye una pluralidad de orificios pasantes que se alinean con los orificios para elemento de fijación longitudinales de la pluralidad de insertos de raíz del conjunto de raíz. Los orificios pasantes y los orificios para elemento de fijación alineados están configurados para recibir la pluralidad de elementos de fijación de raíz. El sistema también incluye al menos un sello dispuesto entre la placa de raíz y el molde de pala que forma una conexión no estanca al gas con al menos uno de la placa de raíz o del molde de pala durante un procedimiento de infusión a vacío. El sistema también incluye un sistema de infusión a vacío para asegurar las una o más revestimientos exteriores, la pluralidad de insertos de raíz, las una o más capas de revestimiento interior y la pluralidad de elementos de fijación de raíz entre sí por medio de un material de resina para formar el conjunto de raíz.

[0020] Se debe entender que el sistema puede incluir además cualquiera de las características adicionales como se describe en el presente documento. Por ejemplo, en un modo de realización, el sello puede incluir una abertura para fluido o se puede formar de un material transpirable. Más específicamente, el material transpirable como se describe en el presente documento es permeable al vapor, pero no a la resina.

[0021] En otro aspecto, la presente divulgación está dirigida a un sistema para fabricar un conjunto de raíz de una pala de rotor de una turbina eólica. El sistema incluye al menos un molde de pala para recibir una o más revestimientos exteriores, una pluralidad de insertos de raíz, una o más capas de revestimiento interior y una pluralidad de elementos de fijación de raíz. El sistema también incluye al menos una característica no estanca al gas que permite el flujo de gas a su través durante un procedimiento de infusión a vacío y un sistema de infusión a vacío para asegurar las una o más revestimientos exteriores, la pluralidad de insertos de raíz, las una o más capas de revestimiento interior y la pluralidad de elementos de fijación de raíz entre sí por medio de un material de resina para formar el conjunto de raíz.

[0022] [0017]La característica no estanca al gas incluye al menos un orificio para fluido configurado a través de la placa de raíz. La característica no estanca al gas puede incluir al menos una abertura configurada a través de un sello dispuesto entre la placa de raíz y el molde de pala. Además, se debe entender que el sistema puede incluir además cualquiera de las características adicionales como se describe en el presente documento.

[0023] Estas y otras características, aspectos y ventajas de la presente invención se respaldarán y describirán además 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.

[0024] Breve descripción de los dibujos

[0025] Una divulgación completa y habilitante 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:

[0026] la FIG.1 ilustra una vista en perspectiva de un modo de realización de una turbina eólica de acuerdo con la presente divulgación;

[0027] la FIG. 2 ilustra una vista en perspectiva de un modo de realización de un conjunto de raíz de una turbina eólica de acuerdo con la presente divulgación;

[0028] la FIG.3 ilustra una vista ampliada de una parte del conjunto de raíz de la FIG.2 de acuerdo con la presente divulgación;

[0029] la FIG.4 ilustra una vista en sección transversal de un modo de realización del conjunto de raíz de acuerdo con la presente divulgación;

[0030] la FIG.5 ilustra un diagrama de flujo de un modo de realización de un procedimiento para fabricar un conjunto de raíz de una pala de rotor de una turbina eólica de acuerdo con la presente divulgación;

[0031] la FIG.6 ilustra una vista en sección transversal parcial de un modo de realización de un sistema para fabricar un conjunto de raíz de acuerdo con la presente divulgación;

[0032] la FIG. 7 ilustra una vista frontal de un modo de realización de una placa de raíz no estanca al gas de un sistema para fabricar un conjunto de raíz de acuerdo con la presente divulgación;

[0033] la FIG. 8 ilustra una vista en sección transversal parcial de otro modo de realización de un sistema para fabricar un conjunto de raíz de acuerdo con la presente divulgación;

[0034] la FIG.9 ilustra una vista frontal de otro modo de realización de una placa de raíz no estanca al gas de un sistema para fabricar un conjunto de raíz de acuerdo con la presente divulgación;

[0035] la FIG.10 ilustra una vista en sección transversal parcial de todavía otro modo de realización de un sistema para fabricar un conjunto de raíz de acuerdo con la presente divulgación;

[0036] la FIG.11 ilustra una vista frontal de todavía otro modo de realización de un sistema para fabricar un conjunto de raíz de acuerdo con la presente divulgación, que ilustra, en particular, una conexión no estanca al gas entre una placa de raíz y un molde del sistema;

[0037] la FIG.12 ilustra una vista en sección transversal parcial de aún otro modo de realización de un sistema para fabricar un conjunto de raíz de acuerdo con la presente divulgación, que ilustra, en particular, la placa de raíz asegurada al suelo;

[0038] la FIG. 13 ilustra una vista en sección transversal parcial de otro modo de realización de un sistema para fabricar un conjunto de raíz de acuerdo con la presente divulgación, que ilustra, en particular, la placa de raíz asegurada al bastidor que soporta el molde de pala;

[0039] la FIG.14 ilustra una vista en sección transversal parcial de todavía otro modo de realización de un sistema para fabricar un conjunto de raíz de acuerdo con la presente divulgación, que ilustra, en particular un molde de pala en forma de L;

[0040] la FIG.15 ilustra una vista en sección transversal parcial de otro modo de realización adicional de un sistema para fabricar un conjunto de raíz de acuerdo con la presente divulgación, que ilustra, en particular, una placa de raíz en forma de L que se asienta encima del molde de pala;

[0041] la FIG.16 ilustra una vista en sección transversal parcial de un modo de realización adicional de un sistema para fabricar un conjunto de raíz de acuerdo con la presente divulgación, que ilustra, en particular, una placa de raíz en forma de L que se asienta encima del molde de pala y se asegura al molde de pala por medio de una pluralidad de pasadores de centrado.

[0043] Descripción detallada

[0045] Ahora se hará referencia en detalle a modos de realización de la divulgación, 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 de la invención. Por ejemplo, las características ilustradas o descritas como parte de un modo de realización se pueden usar 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.

[0047] En general, la presente divulgación está dirigida a procedimientos mejorados para fabricar palas de rotor de turbina eólica que utilizan una placa de raíz, definiendo cada uno de una pluralidad de insertos de raíz un orificio para elemento de fijación, y una característica no estanca al gas. En un modo de realización, por ejemplo, la característica no estanca al gas se puede crear por medio de un agujero de vacío adicional (también denominado en el presente documento orificio para fluido) en la placa de raíz para crear una placa de raíz no estanca al gas. De forma alternativa, la característica no estanca al gas se puede crear por medio de una conexión no estanca al gas de un sello entre la placa de raíz y el molde de pala, por ejemplo, proporcionando un orificio o abertura a través del sello. Como tal, durante la infusión de la raíz de pala, el agujero de vacío adicional en la placa de raíz y/o el orificio en el sello mejora el flujo de resina al sacar gas y/o resina su través, disminuyendo, de este modo, los defectos de fabricación potenciales en la parte infundida y sacando más eficazmente la resina por debajo de los insertos de raíz.

[0049] Como se usa en el presente documento, el término "no estanco al gas", en general, se refiere a posibilitar deliberadamente que el flujo de gas pase a través, por ejemplo, al proporcionar un orificio, filtración o similar en uno o más componentes del sistema. Por tanto, la caída de presión a través de la característica no estanca al gas (por ejemplo, la placa de raíz o sello) es mayor que la de una característica estanca al gas. Aunque los sistemas estancos al gas pueden permitir que algún nivel de gas pase a través de determinados componentes del sistema, el objetivo global de dichos sistemas es minimizar dicho flujo. Por el contrario, el sistema de la presente divulgación incrementa, a propósito, la cantidad de flujo de gas que se permite pasar a través de uno o más componentes del mismo para el beneficio de sacar resina a un área a la que, de otro modo, sería difícil de llegar.

[0051] En referencia, ahora, a los dibujos, la FIG.1 ilustra una vista en perspectiva de un modo de realización de una turbina eólica 10 de acuerdo con la presente divulgación. Más específicamente, como se muestra, la turbina eólica 10 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 al menos una pala de rotor 22 acoplada a y que se extiende hacia afuera desde el buje 20. Por ejemplo, en el modo de realización ilustrado, el rotor 18 incluye tres palas de rotor 22. Sin embargo, en un modo de realización alternativo, el rotor 18 puede incluir más o menos de tres palas de rotor 22. Cada pala de rotor 22 se puede espaciar alrededor del buje 20 para facilitar la rotación del rotor 18 para posibilitar que la energía cinética se transfiera, a partir del viento, en energía mecánica utilizable y, posteriormente, en energía eléctrica. Por ejemplo, el buje 20 se puede acoplar de forma rotatoria a la góndola 16 que encierra un generador eléctrico (no mostrado) para permitir que se produzca energía eléctrica.

[0053] En referencia, ahora, a la FIG.2, se ilustra un modo de realización de una pala de rotor 22 que tiene un conjunto de raíz 100 de acuerdo con la presente invención. Además, como se muestra, la pala de rotor 22 incluye una concha 108 que define un lado de presión 110 y un lado de succión 112 que se extienden entre un borde de ataque 114 y un borde de salida 116. Además, como se muestra, la concha de cuerpo 108 se puede configurar, en general, para extenderse entre una raíz de pala 105 y una punta de pala 106 dispuesta opuesta a la raíz de pala 105 y puede servir como la carcasa/cubierta exterior de la estructura de apoyo de carga interior de la pala 22. Además, el conjunto de rotor 22 puede tener una envergadura 118 que defina la longitud total entre la raíz de pala 105 y la punta de pala 106. El conjunto de raíz 100 puede incluir además una sección de raíz de pala 104 que tenga una forma, en general, cilíndrica que se extienda a lo largo de la envergadura desde el lado de presión 110 y lado de succión 112 hasta una cara extrema 124 de la sección de raíz de pala 104. Se entiende, en general, que el término "a lo largo de la envergadura" significa sustancialmente paralelo a la envergadura 118 de la pala de rotor 22. Por tanto, la cara extrema 124 de la sección de raíz de pala 104 se puede configurar para fijar la pala de rotor 22 al buje 18 de la turbina eólica 10 (FIG.1).

[0055] [0025]En referencia, ahora, a la FIG.3, se ilustra una vista ampliada del conjunto de raíz 100 de la FIG.2. En este modo de realización particular, la sección de raíz de pala 104 incluye la cara extrema 124 y tiene una sección transversal sustancialmente anular definida por una superficie de pared lateral exterior 120 y una superficie de pared lateral interior 122. Más específicamente, se proporcionan una pluralidad de insertos de raíz 126 entre las superficies de pared lateral 120, 122, definiendo cada uno un orificio para elemento de fijación longitudinal 128 que se extiende desde la cara extrema 124 hasta una distancia a lo largo de la envergadura predeterminada dentro del conjunto de raíz 100. Por tanto, como se muestra, se puede proporcionar una pluralidad de elementos de fijación de raíz 130 a través de los orificios para elemento de fijación longitudinales 128 de los insertos de raíz 126.

[0057] En referencia, ahora, a la FIG.4, se ilustra una vista en sección transversal de un modo de realización del conjunto de raíz 100 conectado al buje 20 de acuerdo con la presente divulgación. Más específicamente, como se muestra, la sección de raíz de pala 104 está conectada a un buje 20 con los elementos de fijación de raíz 130 a través de un rodamiento depitch106. Además, como se muestra, la sección de raíz de pala 104 incluye superficies de pared lateral interior 122 y exterior 120, en la que los elementos de fijación de raíz 130 están espaciados circunferencialmente (igual o de otro modo) entre las superficies de pared lateral interior 122 y exterior 120. Además, como se muestra, la pluralidad de insertos de raíz 126 se proporcionan entre las superficies de pared lateral 120, 122 y cada uno define uno de los orificios para elemento de fijación longitudinales 128. Más específicamente, como se muestra, los insertos de raíz 126 pueden incluir una parte roscada 132 que tenga roscas internas para roscar los elementos de fijación de raíz 130 a la misma. Además, como se muestra, los elementos de fijación de raíz 130 se pueden asegurar dentro de los orificios para elemento de fijación longitudinales 128 por medio de tuercas 138 que están configuradas para proporcionar una precarga predeterminada a los elementos de fijación de raíz 130. Además, el conjunto de raíz 100 puede incluir un material de relleno 134 situado para rellenar un hueco entre las superficies de pared lateral interior 122 y exterior 120 contiguas a los insertos de raíz 126.

[0059] En consecuencia, la presente divulgación está dirigida a sistemas y procedimientos para fabricar conjuntos de raíz para turbinas eólicas, tales como el conjunto de raíz 100 ilustrado en las FIGS. 3 y 4. En referencia, en particular, a la FIG.5, se ilustra un diagrama de flujo de un modo de realización de un procedimiento 200 para fabricar el conjunto de raíz 100 de acuerdo con la presente divulgación. Además, las FIGS.6-11 ilustran diversos modos de realización de un sistema 140 para fabricar el conjunto de raíz 100 de acuerdo con la presente divulgación.

[0061] En referencia, en particular, a la FIG.5, como se muestra en 202, el procedimiento 200 incluye colocar una o más capas de revestimiento exterior 120 sobre un molde de pala 142. Se debe entender que las capas de revestimiento exterior 120 forman la superficie de pared lateral exterior 120 del conjunto de raíz 100 final, por lo tanto, el carácter de referencia 120 se usa para describir ambos términos. Como se muestra en 204, el procedimiento 200 incluye disponer una placa de raíz 144 contigua a una cara extrema del molde de pala 142. Por ejemplo, como se muestra en las FIGS.7, 9 y 11, la placa de raíz 144 puede tener una forma, en general, arqueada o curvada que corresponda a la forma o perfil de la cara extrema 124 del conjunto de raíz 100. Además, como se muestra, la placa de raíz 144 incluye una pluralidad de orificios pasantes 146 configurados para alinearse con los orificios para elemento de fijación longitudinales 128 de los insertos de raíz 126 para ayudar a ubicar y mantener apropiadamente los elementos de fijación de raíz 130 en su lugar durante la fabricación del conjunto de raíz 100.

[0063] Además, como se muestra, en general, en las FIGS.6-9, la placa de raíz 144 puede ser una placa no estanca al gas que permita que el gas y/o una resina pasen a través, facilitado por una bomba de vacío. Por tanto, en un ejemplo, la placa no estanca al gas puede incluir cualquier característica no estanca al gas adecuada, tal como un orificio que proporcione un flujo de resina mejorado durante un procedimiento de infusión a vacío. Más específicamente, como se muestra en las FIGS.6-9, la característica no estanca al gas puede corresponder a al menos un orificio para fluido 148 configurado a través de la placa de raíz 144. Por ejemplo, como se muestra en las FIGS.6 y 7, la placa de raíz 144 incluye un único orificio para fluido 148. Sin embargo, en modos de realización adicionales, la placa de raíz 144 puede incluir una pluralidad de orificios para fluido 148 dispuestos circunferencialmente alrededor de la placa de raíz 144 para permitir que el gas y/o material de resina pasen a su través durante la infusión.

[0065] En referencia, en particular, a la FIG. 7, el/los orificio(s) para fluido 148 en la placa de raíz 144 se puede(n) ubicar en una mitad inferior de la placa de raíz 144. En dichos modos de realización, un punto central 149 del/de los orificio(s) para fluido 148 se puede desplazar de un punto central 147 de un orificio pasante más bajo de la pluralidad de orificios pasantes 146, por ejemplo, como se muestra por medio del desplazamiento 150. Más específicamente, como se muestra en la FIG.7, el punto central 149 del/de los orificio(s) para fluido 148 se puede ubicar por debajo del punto central 147 del orificio pasante 146 más bajo. De forma alternativa, como se muestra en la FIG.9, el punto central 148 del/de los orificio(s) para fluido 148 se puede ubicar por encima del punto central 147 del orificio pasante 146 más bajo. Además, como se muestra en las FIGS. 7, 9 y 11, el/los orificio(s) para fluido 148 se puede(n) ubicar al menos parcialmente entre dos de los orificios pasantes 146.

[0067] [0031]Una vez que la placa de raíz 144 se sitúa apropiadamente, como se muestra en 206 de la FIG. 5, el procedimiento 200 incluye colocar la pluralidad de insertos de raíz 126 encima de las una o más capas de revestimiento exterior 120 y hacer tope contra la placa de raíz 144. Como se menciona y como se muestra, en particular, en las FIGS.6, 8 y 10, cada uno de los insertos de raíz 126 define uno de los orificios para elemento de fijación longitudinales 128. Como tales, los orificios para elemento de fijación longitudinales 128 de la pluralidad de insertos de raíz 126 se alinean con la pluralidad de orificios pasantes 146 de la placa de raíz 144. En consecuencia, como se muestra en 208, el procedimiento 200 incluye además insertar un elemento de fijación de raíz 130 en cada uno de los orificios pasantes 146 y orificios para elemento de fijación longitudinales 128 alineados. Además, como se muestra en 210, el procedimiento 200 incluye además colocar una o más capas de revestimiento interior 122 encima de la pluralidad de insertos de raíz 126. De forma similar, se debe entender que las capas de revestimiento interior 122 forman la superficie de pared lateral interior 122 del conjunto de raíz 100 final, por lo tanto, el carácter de referencia 122 se usa para describir ambos términos.

[0069] En referencia todavía a la FIG.5, como se muestra en 212, el procedimiento 200 incluye asegurar la(s) capa(s) de revestimiento exterior 120, los insertos de raíz 126, la(s) capa(s) de revestimiento exterior 122 y los elementos de fijación de raíz 130 entre sí para formar el conjunto de raíz 100 por medio del procedimiento de infusión a vacío. Por ejemplo, en un modo de realización, el procedimiento de infusión a vacío puede incluir colocar una primera bolsa de vacío 156 encima de las una o más capas de revestimiento interior 122, extraer aire entre el molde de pala 142 y la primera bolsa de vacío 156 e infundir un material de resina 158 en la primera bolsa de vacío 156.

[0071] En referencia, ahora, a las FIGS.10 y 11, en modos de realización alternativos, el sistema 140 puede incluir una conexión no estanca al gas, en lugar de una placa de raíz 144 no estanca al gas. Por ejemplo, como se muestra en las FIGS.10 y 11, la conexión no estanca al gas se puede proporcionar por medio de al menos una abertura 154 configurada a través de un sello 172 dispuesto entre la placa raíz 144 y el molde de pala 142.

[0073] En modos de realización adicionales, como se muestra en las FIGS.6, 8 y 10, el sistema 140 también puede incluir un sistema de vacío externo 166 para proporcionar un vacío externo a la característica/conexión no estanca al gas. Por ejemplo, como se muestra, en particular, en la FIG. 10, el vacío externo se puede crear colocando la bolsa de vacío 164 encima de una salida 168 de la característica/conexión no estanca al gas, por ejemplo, la abertura 154 de sellado, extrayendo aire de la bolsa de vacío 164 (por ejemplo, por medio de una bomba de vacío 167), infundiendo el material de resina 158 en la bolsa de vacío 164, sacando el material de resina 158 a través del conjunto de raíz 100, en el que el material de resina también se saca hacia la abertura 154 de sellado y capturando cualquier material de resina 158 en exceso que fluya a través de la abertura 154 de sellado hacia un recipiente de almacenamiento 169.

[0075] De forma alternativa, como se muestra en las FIGS.6 y 10, el vacío externo se puede crear colocando una segunda bolsa de vacío 164 encima de la salida 168 del/de los orificio(s) para fluido 148 y/o la(s) abertura(s) 154, extrayendo aire de la segunda bolsa de vacío 164 (por ejemplo, por medio de la bomba de vacío 167), infundiendo el material de resina 158 en la segunda bolsa de vacío 164, sacando el material de resina 158 a través del conjunto de raíz 100 hacia el/los orificio(s) para fluido 148 y/o la(s) abertura(s) 154, y capturando cualquier material de resina 158 en exceso que fluya a través del/de los orificio(s) para fluido 148 y/o la(s) abertura(s) 154 hacia el recipiente de almacenamiento 169.

[0077] Además, como se muestra en las FIGS.6, 8 y 10, el sistema 140 también puede incluir al menos una membrana 162 situada en la entrada y/o salida 168 del/de los orificio(s) para fluido 148 y/o la(s) abertura(s) 154, es decir, entre las bolsas de vacío 156, 164 y la salida 168. Como tal(es), la(s) membrana(s) 162 es/son permeable(s) al gas (es decir, la membrana 162 permite que el gas fluya a su través, pero previene que el material de resina 158 fluya a su través).

[0079] En referencia todavía a las FIGS.6, 8 y 10, el sistema 140 puede incluir uno o más sellos 160, 165, 170, 172 adicionales para mantener la integridad del vacío por todo el sistema. Por ejemplo, como se muestra, se pueden proporcionar uno o más primeros sellos 165 entre la placa raíz 144 y la primera bolsa de vacío 156. Más específicamente, en un modo de realización, dichos sellos 165 pueden corresponder a un sellante de molde temporal, tal como celo. En modos de realización adicionales, como se muestra, el sistema 140 también puede incluir uno o más segundos sellos 160 para sellar los elementos de fijación de raíz 130 del material de resina 158 durante la etapa de infusión. Por ejemplo, como se muestra, el/los segundo(s) sello(s) 160 puede(n) corresponder a sellos en O que se ajusten alrededor del diámetro exterior de los elementos de fijación de raíz 130. Como tales, los segundos sellos 160 están configurados para prevenir que el material de resina 158 fluya hacia los orificios de elemento de fijación longitudinales 128 de los insertos de raíz 126. En todavía otro modo de realización, el sistema 140 puede incluir uno o más terceros sellos 170 en la salida 168 del/de los orificio(s) para fluido 148 y/o la(s) abertura(s) para fluido 154, por ejemplo, entre la membrana 162 y la bolsa de vacío 156, 164 respectiva. Como tales, los terceros sellos 170 están configurados para ayudar a crear el vacío externo para el/los orificio(s) y/o abertura(s) para fluido 148, 154. Además, el sistema 140 puede incluir uno o más cuartos sellos 172 situados entre la placa raíz 144 y el molde de pala 142. Por ejemplo, en un modo de realización, los cuartos sellos 172 pueden corresponder a esferas de silicona, celo o similares. Por tanto, los sellos 160, 165, 170, 172 descritos en el presente documento proporcionan un sistema sellado, excepto por el/los orificio(s) 148 y/o abertura(s) 154 para fluido que permite(n) que el gas y/o la resina pasen a su través.

[0081] [0038]En referencia, ahora, a las FIGS.12-16, se ilustran diversas vistas en sección transversal de modos de realización adicionales del sistema 140 para fabricar el conjunto de raíz 100 de acuerdo con la presente divulgación. Más específicamente, como se muestra en la FIG. 12, la placa de raíz 144 está asegurada al suelo 176 por medio de uno o más soportes 174. Por tanto, como se muestra, la placa de raíz 144 no está asegurada al molde de pala 142. Por lo tanto, en dichos modos de realización, el/los soporte(s) 174 está(n) configurado(s) para quedar articulados dentro y fuera de posición para proporcionar presión a la placa de raíz 144. De forma similar, como se muestra en la FIG.13, se ilustra una vista en sección transversal parcial de otro modo de realización del sistema 140 para fabricar el conjunto de raíz 100 de acuerdo con la presente divulgación. Más específicamente, como se muestra, la placa de raíz 144 está asegurada al bastidor 178 que soporta el molde de pala 174 por medio de/de los soporte(s) 174. Por tanto, como el modo de realización de la FIG. 12, la placa de raíz 144 no está asegurada al molde de pala 142.

[0083] En modos de realización alternativos, como se muestra en la FIG. 14, la placa de raíz 144 se puede eliminar. En dichos modos de realización, como se muestra, el molde de pala 142 puede tener una forma de L de modo que el molde de pala 142 esté configurado para operar de forma similar a la placa raíz 144 descrita en el presente documento. Por tanto, como se muestra, el molde de pala 142 puede incluir al menos un orificio para fluido 148 para proporcionar una característica no estanca al gas.

[0085] En referencia, ahora, a las FIGS. 15 y 16, todavía se ilustran otros modos de realización del sistema 140 para fabricar el conjunto de raíz 100 de acuerdo con la presente divulgación. Como se muestra, en particular, en la FIG.15, la placa de raíz 144 tiene una forma de L de modo que la placa 144 se asiente encima del molde de pala 142. Además, como se muestra, el conjunto de raíz 100 puede incluir un inserto 180 dispuesto entre el molde de pala 142 y la placa de raíz 144. Como tal, el inserto 180 está configurado para situar la placa de raíz 144 encima del molde de pala 142. Más específicamente, en determinados modos de realización, el inserto 180 se puede construir de un material metálico. En otros modos de realización, como se muestra en la FIG.16, la placa raíz 144 se puede asegurar al molde de pala 142 por medio de uno o más pasadores de centrado 182. Además, como se muestra, el sistema ilustrado 140 incluye al menos un orificio para fluido 148 configurado a través de la placa de raíz 44 en forma de L, el inserto 180 y el molde de pala 142 para proporcionar una conexión no estanca al gas.

[0087] 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 de la invención está definido por las reivindicaciones y puede incluir otros ejemplos que se les ocurran a los expertos en la técnica. Se pretende que dichos otros ejemplos estén dentro del alcance de las reivindicaciones si incluyen elementos estructurales que no difieren del lenguaje literal de las reivindicaciones o si incluyen elementos estructurales equivalentes con diferencias insustanciales del lenguaje literal de las reivindicaciones.

Claims

1. REIVINDICACIONES

1. Un procedimiento para fabricar un conjunto de raíz (100) de una pala de rotor (22) de una turbina eólica (10), comprendiendo el procedimiento:

colocar una o más capas de revestimiento exterior (120) sobre un molde de pala (142); disponer una placa de raíz (144) contigua a una cara extrema del molde de pala (142), comprendiendo la placa de raíz (144) al menos un orificio para fluido (148) configurado a su través para proporcionar una placa de raíz (144) no estanca al gas, comprendiendo la placa de raíz (144) una pluralidad de orificios pasantes (146);

colocar una pluralidad de insertos de raíz (126) encima de las una o más capas de revestimiento exterior (120) y hacer tope contra la placa de raíz (144), definiendo cada uno de la pluralidad de insertos de raíz (126) un orificio para elemento de fijación longitudinal, alineándose los orificios para elemento de fijación longitudinal (128) de la pluralidad de insertos de raíz (126) con la pluralidad de orificios pasantes (146) de la placa de raíz (144);

insertar un elemento de fijación de raíz (130) en cada uno de los orificios pasantes (146) y orificios para elemento de fijación longitudinal (128) alineados;

colocar una o más capas de revestimiento interior (122) encima de la pluralidad de insertos de raíz (126); y,

asegurar las una o más capas de revestimiento exterior (120), la pluralidad de insertos de raíz (126), las una o más capas de revestimiento interior (122) y los elementos de fijación de raíz (130) entre sí para formar el conjunto de raíz (100) por medio del procedimiento de infusión a vacío.

2. El procedimiento de la reivindicación 1, en el que un punto central (147) del al menos un orificio para fluido (148) está desplazado de un punto central (147) de un orificio pasante más bajo de la pluralidad de orificios pasantes (146).

3. El procedimiento de las reivindicaciones 1 o 2, en el que la placa de raíz (144) comprende además una pluralidad de orificios para fluido (148) adicionales dispuestos circunferencialmente en la misma para permitir que al menos uno de gas o material de resina (158) pase a su través durante la infusión.

4. El procedimiento de cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que el al menos un orificio para fluido (148) está ubicado en una mitad inferior de la placa de raíz (144).

5. El procedimiento de cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que el al menos un orificio para fluido (148) está ubicado al menos parcialmente entre dos de la pluralidad de orificios pasantes (146).

6. El procedimiento de cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que el procedimiento de infusión a vacío comprende además:

colocar una primera bolsa de vacío (156) encima de las una o más capas de revestimiento interior (122); extraer aire entre el molde de pala (142) y la primera bolsa de vacío (156); e

infundir un material de resina (158) en la primera bolsa de vacío (156).

7. El procedimiento de la reivindicación 6, que comprende además crear un vacío externo con el orificio para fluido (148) en la placa de raíz (144), en el que crear el vacío externo comprende además:

colocar la primera bolsa de vacío (156) o una segunda bolsa de vacío (164) encima de una salida (168) del al menos un orificio para fluido (148) de la placa de raíz (144) no estanca al gas;

extraer aire de la primera bolsa de vacío (156) o la segunda bolsa de vacío (164); e

infundir un material de resina (158) en la primera bolsa de vacío o la segunda bolsa de vacío.

8. El procedimiento de la reivindicación 7, que comprende además colocar una membrana (162) sobre al menos una de una entrada o salida (168) del orificio para fluido (148) en la placa de raíz (144), la membrana (162) configurada para permitir que el gas fluya a su través, pero previniendo que el material de resina (158) fluya a su través.

9. El procedimiento de cualquiera de las reivindicaciones precedentes, que comprende además sellar los elementos de fijación de raíz (130) del material de resina (158) durante la etapa de infusión.

10. Un sistema (140) para fabricar un conjunto de raíz (100) de una pala de rotor (22) de una turbina eólica (10), comprendiendo el sistema (140):

al menos un molde de pala (142) para recibir una o más capas de revestimiento exterior (120), una pluralidad de insertos de raíz (126), una o más capas de revestimiento interior (122) y una pluralidad de elementos de fijación de raíz (130);

una placa de raíz (144) para situar una pluralidad de elementos de fijación de raíz (130) circunferencialmente alrededor del conjunto de raíz (100), comprendiendo la placa de raíz (144) una pluralidad de orificios pasantes (146) que se alinean con los orificios para elemento de fijación longitudinales (128) de la pluralidad de insertos de raíz (126) del conjunto de raíz (100), los orificios pasantes (146) y orificios para elemento de fijación (128) alineados configurados para recibir la pluralidad de elementos de fijación de raíz (130), en el que la placa de raíz (144) comprende además al menos un orificio para fluido (148) configurado a su través para proporcionar una placa de raíz no estanca al gas; y

un sistema de infusión a vacío (140) para asegurar las una o más capas de revestimiento exterior (120), la pluralidad de insertos de raíz (126), las una o más capas de revestimiento interior (122) y la pluralidad de elementos de fijación de raíz (130) entre sí por medio de un material de resina (158) para formar el conjunto de raíz (100).

11. El sistema (140) de la reivindicación 10, en el que el sistema comprende además al menos un sello (160) dispuesto entre la placa de raíz (144) y el molde de pala (142), formando el al menos un sello (160) una conexión no estanca al gas con la placa de raíz (144) durante un procedimiento de infusión a vacío, en el que el al menos un sello (160) comprende al menos uno de una abertura para fluido (54) o de un material transpirable.

12. El sistema (140) de la reivindicación 11, que comprende además al menos una membrana (162) situada sobre al menos una de una entrada o una salida de la abertura para fluido, la membrana (162) configurada para permitir que el gas fluya a su través, pero previniendo que el material de resina (158) fluya a su través.

13. El sistema (140) de las reivindicaciones 10, 11 o 12, que comprende además al menos un sello (160) adicional para sellar los elementos de fijación de raíz (130) del material de resina (158).

14. El sistema (140) de las reivindicaciones 10, 11, 12 o 13, en el que el molde de pala (142) tiene forma de L, comprendiendo el molde de pala (142) una pluralidad de orificios pasantes (146) que se alinean con una pluralidad de orificios para elemento de fijación longitudinales (128) de la pluralidad de insertos de raíz (126) del conjunto de raíz (100), los orificios pasantes (146) y orificios para elemento de fijación (128) alineados configurados para recibir la pluralidad de elementos de fijación de raíz (130).