KR20170110697A - 프리폼의 제조 방법 및 장치 - Google Patents

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알렉산더 호프만
페터 프리데
벤야민 타일레
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보벤 프로퍼티즈 게엠베하
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Abstract

본 발명은 풍력 발전용 터빈의 로터 블레이드용 프리폼(15, 35)을 제조하기 위한 방법 및 장치에 관한 것이다. 상기 방법은 적어도 하나의 롤(11, 31) 상에 적어도 하나의 직물 반제품(12, 32)을 제공하는 단계, 상기 직물 반제품(12, 32)에 결합제(13, 33)를 도포하는 단계 및/또는 상기 직물 반제품(12, 32)을 가열하는 단계, 상기 적어도 하나의 직물 반제품(12, 32)을 적어도 하나의 롤(11, 31)로부터 코어(10, 30) 상으로 드레이핑하는 단계, 및 코어(10, 30) 상으로 드레이핑한 후에 상기 직물 반제품(12, 32)을 경화시키는 단계를 포함한다. 이 경우, 상기 드레이핑은 코어(10, 30)의 회전에 의해 실행된다.

Description

프리폼의 제조 방법 및 장치
본 발명은 풍력 발전용 터빈의 로터 블레이드용 프리폼을 제조하기 위한 방법, 풍력 발전용 터빈의 로터 블레이드용 프리폼, 풍력 발전용 터빈의 로터 블레이드용 프리폼을 제조하기 위한 장치, 및 풍력 발전용 터빈에 관한 것이다.
풍력 발전용 터빈은 일반적으로 공지되어 있으며, 예컨대 도 1에 도시된 바와 같이 설계된다. 일반적으로 이런 풍력 발전용 터빈의 로터 블레이드는 주로 섬유 복합 재료로 제조된다. 이를 위해, 최종 형상에 근접한 프리폼(preform)이 사용된다. 프리폼은 출발 재료로부터 완성된 로터 블레이드까지의 생산 라인에 큰 영향을 미친다. 프리폼은 로터 블레이드의 형상을 가급적 양호하게 나타내야 한다. 일반적으로 이런 프리폼을 수동 방법으로 하프 셸(half-shell)에서 제조하는 것이 알려져 있다. 이런 수동 방식은 예컨대 도 2에 도시되어 있다.
도 2는 직물 반제품(2)이 삽입되는 금형(1)을 도시한다. 직물 반제품(2)에 결합제가 제공된다. 즉, 직물 반제품(2)이 약간 접착된다. 이어서, 직물 반제품(2)의 추가 층은 결합제가 제공된 제1층 상에 드레이핑된다. 그 후에, 제2층에도 결합제가 제공된다. 이는 필요한 수의 층들에 도달될 때까지 반복된다. 금형(1)은 하프 셸로서 구현된다. 따라서, 로터 블레이드를 제조하기 위해, 로터 블레이드당 적어도 2개의 하프 셸들이 사용되어야 한다. 이런 방법은 많은 시간이 소비되며, 직물 반제품에 결합제를 제공할 때 품질 변동이 나타난다. 또한, 직물 반제품의 섬유 배향은 드레이핑 공정 중에 폴딩(folding)에 의해 종종 방해받으며, 따라서 프리폼에서 소정의 기계적 특성들이 유지될 수 없다.
우선권 대상인 독일 특허 출원에서 독일 특허청은 다음의 문헌들을 조사하였다: US 2007/0 125 488 A1; GB 2 485 248 A; US 4,247,258 A; US 4,273,601 A; DE 102 51 580 A1; DE 10 2007 049 347 A1; JPS54-159 476 A; EP 2 319 682 B1 및 WO 2013/091 635 A1.
본 발명의 과제는 상기한 문제점들 중 적어도 하나를 해결하는 것이다. 특히, 풍력 발전용 터빈의 로터 블레이드용 프리폼의 간단한 제조를 보장하면서 동시에 우수한 품질과 적은 시간 소비를 보장하는 해결책이 제공되어야 한다. 적어도 대안적인 해결책이 제공되어야 한다.
상기 과제는 청구항 제1항에 따른 프리폼의 제조 방법에 의해 해결된다.
상기 과제를 해결하기 위해, 본 발명에 따라 풍력 발전용 터빈의 로터 블레이드용 프리폼의 제조 방법이 제안된다. 상기 방법은 적어도 하나의 롤 상에 적어도 하나의 건조한 직물 반제품을 제공하는 단계, 직물 반제품 상에 결합제를 도포하고 및/또는 직물 반제품을 가열하는 단계, 적어도 하나의 롤로부터 코어 상으로 적어도 하나의 직물 반제품을 드레이핑하는 단계, 및 코어 상에서 드레이핑 후에 직물 반제품을 경화시키는 단계를 포함한다. 이 경우, 드레이핑은 코어의 회전에 의해 실행된다. 프리폼은 분리되고, 풍력 발전용 터빈의 로터 블레이드를 제조할 때 사용될 수 있다.
본 명세서에서, 직물 반제품은 특히 평면 반제품, 예컨대 평면 구조물, 직물 또는 편물, 그리고 3D 반제품, 예컨대 3D 직물 또는 다축 평면 구조물을 의미한다. 특히, 본 발명에 따른 방법에는 유리 섬유 평면 구조물이 사용된다. 이 직물 반제품은 완성된 웹 제품으로서 롤 상에 제공된다.
직물 반제품은 바람직하게는 건조하며, 즉 매트릭스가 반제품 내로 삽입되지 않은 상태이고 적절하게 처리된 섬유들로만 이루어진다. 본 발명에 따르면, 건조한 직물 반제품은 수지로 함침되지 않은 직물 반제품이다. 즉, 건조한 직물 반제품은 수지로 함침되지 않는다. 선택적으로, 건조한 직물 반제품은 결합제를 포함할 수 있다. 직물 반제품은 선택적으로 프리프레그(prepreg)일 수 있다.
또한, 이 직물 반제품은 롤 상에서 이미 결합제로 습윤되거나 또는 결합제가 롤로부터 직물 반제품의 언롤링과 코어 상으로 직물 반제품의 드레이핑 사이의 중간 단계에서 도포된다. 결합제는 개별 층들의 기하학적 구조 및 결합체가 코어 상에 고정되는 것에 기여해야 한다. 이를 위해, 결합제는 접착 촉진제로서 직접 도포되거나 및/또는 열원에 의해 가열된다. 이것은 결합제가 다시 냉각된 후 다른 층들에 대한 접착 결합을 유지할 때까지 접착성을 갖는다. 이로써, 후속 작업 단계를 위해, 예컨대 건조한 직물 반제품의 경우 상기 건조한 반제품 내로 수지를 주입하기 위한 주입 공구의 고정을 위해 충분히 안정한 프리폼이 형성된다.
직물 반제품이 코어 상으로 드레이핑되거나 감긴 후, 건조한 반제품에 선택적으로 수지가 주입된 다음 경화된다. 결합제는 경화될 필요가 없다. 결합제는 도포를 위해 용융 온도 이상으로 가열될 수 있고 용융 온도 이하로 냉각된 후에 응고될 수 있다. 대안으로서, 프리폼이 로터 블레이드를 제조하기 위한 로터 블레이드 셸 내로 삽입된 후에야 수지 주입이 실행된다.
반제품이 코어 상으로 도달되도록 하기 위해, 코어가 특히 모터식 구동 장치를 통해 회전된다. 이들 방법에 의해, 결합제로 직물 반제품의 균일한 습윤이 가능해짐으로써, 품질 변동이 방지된다. 또한, 코어의 회전에 의해 직물 반제품이 자동으로 코어 상에 드레이핑되고, 이로써 상기 방법은 수동 방법보다 시간 소비가 작게 된다. 따라서, 프리폼의 간단한, 즉 덜 복잡한 제조가 보장된다.
바람직하게, 직물 반제품은 코어로부터 떨어져 있는 제1 측면과 코어를 향하는 제2 측면을 포함하며, 상기 제1 측면 및/또는 상기 제2 측면은 롤과 코어 사이에서 결합제로 습윤된다. 즉, 직물 반제품은 코어 상으로 반제품을 놓는 동안 자동으로 결합제로 습윤되거나 결합제를 제공받는다. 특히, 결합제는 위로부터 반제품 상으로, 즉 제1 측면 상으로, 또는 아래로부터, 즉 제2 측면 상으로 도포 및/또는 분무됨으로써 결합제가 반제품 상에 균일하게 분포된다. 이는 상기 제조 공정에 요구되는 시간이 감소하고 반제품의 특히 균일한 결합 및 그에 따라 개별 층들 사이의 균일한 접착 결합이 달성된다는 장점을 갖는다.
결합제의 도포는 직물 반제품이 제공되기 전에 실행되는 것이 바람직하다. 즉, 롤 상에 감긴 직물 반제품에 결합제가 제공된다. 직물 반제품을 코어 상으로 드레이핑하는 동안 결합 단계를 생략함으로써, 프리폼의 제조 시간이 절감된다. 결과적으로, 로터 블레이드의 총 제조 시간이 줄어든다.
바람직한 실시예에서, 코어 상으로 드레이핑하는 동안 직물 반제품에 가압력이 제공된다. 가압력은, 예컨대 가압 롤, 또는 코어와 반대 방향으로 회전하고 코어의 전체 길이에 걸쳐 제공되는 롤러에 의해 발생될 수 있다. 가압력에 의해, 직물 반제품의 개별 층들 사이의 접착 결합이 강화되어 안정적인 프리폼이 보장된다.
특히 바람직한 실시예에서, 프리폼은 경화 후 예컨대 중앙에서 분리된다. 즉, 프리폼은 중심으로 분할되어 2개의 프리폼들이 형성된다. 특히, 프리폼은 톱에 의해 중앙에서 분리된다. 이 방법은 2개의 프리폼들을 개별적으로 제조해야 하는 수동 방법에 비해 시간을 크게 절감한다. 상기 2개의 프리폼들은 풍력 발전용 터빈의 로터 블레이드를 제조하는데 사용된다.
바람직한 실시예에서, 적어도 하나의 직물 반제품의 드레이핑은 코어의 길이 방향 축에 대한 이동에 의해 실행된다. 따라서, 직물 반제품은 롤 상에서 길이를 따라 및/또는 측면으로 코어로 안내된다. 직물 반제품을 갖는 롤들은 특히 회전 속도에 상응하는 속도로 코어의 제1 단부로부터 코어의 제2 단부로 이동된다. 이로 인해, 코어 상으로 직물 반제품의 균일한 제공이 보장된다. 또한, 취급 가능한 크기의 롤이 사용될 수 있다.
바람직하게, 상기 방법은 직물 반제품을 드레이핑하기 전에 프리폼의 주어진 분리 점에 언더컷을 형성하기 위한 적어도 하나의 분리 요소를 배치하는 단계를 더 포함한다. 이러한 분리 요소는 예컨대 코어의 일부로서 형성되거나 코어 상에 별도의 요소로서 배치된다. 상기 분리 요소는 특히 비영구 코어로서 구현되므로, 제조 공정의 마지막 단계 후에 더 이상 존재하지 않는다. 상기 분리 요소는 특히 모래, 왁스 또는 팽창된 필름으로 제조된다. 대안으로서, 상기 분리 요소는 플라스틱 또는 목재로 제조된다. 상기 분리 요소는 언더컷이 분리 점에 형성되도록 분리 점 상에 배치되며, 따라서 2개의 하프 셸들로 프리폼의 분리가 용이하게 된다. 상기 분리 요소가 코어 상에 남아 있거나 또는 코어 상에 교환 가능하게 배치되면, 톱 등에 의해 분리할 때 코어가 손상되지 않는다. 따라서, 코어가 후속 제조 공정에서 사용될 수 있다.
바람직한 실시예에서, 직물 반제품을 롤로부터 코어 상으로 드레이핑하기 전에, 분리 필름, 특히 Hostaphan 필름이 코어 상에 배치된다. Hostaphan 필름은 분리제 역할을 한다. 결과적으로, 제조된 프리폼은 결합제의 경화 또는 응고 후에 코어로부터 쉽게 분리될 수 있다.
특히 바람직한 실시예에서, 코어는 타원형의 긴 몸체로서 구현되고 모터에 의해 이동된다. 이는 코어가 간단한 구조로 실현되는 장점을 갖는다. 상기 모터는 코어를 회전시키며, 이로써 상기 직물 반제품을 상기 코어 상에 감기 위한 소정의 이송력이 제공된다. 모터의 회전 속도는 조정 가능하다. 따라서, 코어에 직물 반제품을 특히 균일하게 감는 것이 보장된다.
타원형의 긴 몸체는 완성된 프리폼에 의해 제조될 로터 블레이드 또는 로터 블레이드 요소의 표면을 형성한다. 균일하게 형성된 프리폼은 로터 블레이드 또는 로터 블레이드 요소를 제조하기 위한 후속 작업 단계들의 원활한 진행을 보장한다. 이로써 전체 공정 시간이 단축된다.
바람직하게 2 내지 30개의 롤들, 특히 2 내지 4개의 롤들이 공정에서 사용되고 및/또는 2개의 롤들 상의 적어도 2개의 직물 반제품들이 상이한 섬유 배향을 가지며 및/또는 적어도 2개의 직물 반제품들이 적어도 하나의 상이한 섬유 배향으로 드레이핑된다. 이러한 롤은 적어도 500 ㎏의 무게를 갖는다. 다수의 롤들을 사용하면, 다양한 직물 반제품들을 사용하여 상이한 복합 재료들의 다양한 특성을 최적으로 이용하는 것이 가능하다. 특히, 다양한 직물 반제품들의 상이한 섬유 배향은 다수의 롤들의 사용에 의해 실현될 수 있다. 이 경우, 완성된 웹 제품들은 롤 상에서 이미 상이한 섬유 배향들을 갖거나, 또는 반제품들이 상이한 각도로 코어 상으로 제공되고 이로써 상이한 섬유 배향들로 코어 상에 감겨 지도록 롤들이 배치된다. 또한, 이로 인해 롤 교환이 쉽게 실행될 수 있다.
바람직한 실시예에서, 코어는 25초 이내에, 특히 9초 이내에 그의 길이 방향 축선을 중심으로 일 회 회전한다. 이로 인해, 제1층이 특히 9초 내에 코어 상으로 제공된다. 이 시간 동안, 개별 층들은 서로 충분히 양호한 결속력을 얻는다. 특히 층들이 매우 많은 경우, 수동 방법에 비해 많은 시간이 절감된다. 이는 적어도 40개의 층이 요구되는 로터 블레이드 루트의 영역과 같이 많은 층이 사용되어야 하는 영역에서 특히 바람직하다. 직물 반제품은 건조한 상태로 드레이핑되기 때문에, 코어는 (젖은 반제품보다) 더 빠르게 회전 할 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 풍력 발전용 터빈의 로터 블레이드용 프리폼이 제안된다. 상기 프리폼은 상기 실시예의 방법에 따라 제조된다. 이러한 프리폼은 풍력 발전용 터빈의 로터 블레이드에 필요한 것처럼, 큰 사이즈들로 제조될 수 있다는 장점을 갖는다. 또한, 프리폼은 이전에 설명된 방법에 의해 거의 품질 변동되지 않기 때문에 특히 고품질을 갖는 것을 특징으로 한다. 이러한 프리폼의 사용에 의해, 풍력 발전용 터빈의 로터 블레이드 제조 시에 전체 공정 라인의 시간이 줄어든다.
바람직하게, 상기 프리폼은 적어도 하나의 평면 구조물, 특히 유리 섬유 평면 구조물로 제조된다. 이로 인해, 섬유 배향이 넓은 범위 내에서 조정될 수 있고, 매트 또는 부직포도 함께 짜 넣어질 수 있다. 평면 구조물은 직물에 비해 높은 강도를 갖는다. 따라서, 유리 섬유 평면 구조물이 제조에 유리하다.
또한, 상기 과제를 해결하기 위해, 풍력 발전용 터빈의 로터 블레이드용 프리폼을 제조하기 위한 장치가 제안된다. 상기 장치는 적어도 하나의 직물 반제품이 배치되는 적어도 하나의 롤, 적어도 하나의 직물 반제품이 드레이핑될 수 있는 적어도 하나의 코어, 결합제로 적어도 하나의 직물 반제품을 습윤시키기 위한 결합제 제공 장치 및/또는 상기 적어도 하나의 직물 반제품을 가열하기 위한 열원 및 상기 코어를 회전 운동시키기 위한 구동 장치를 포함한다. 이 경우, 직물 반제품은 코어의 회전 운동에 의해 코어 상으로 드레이핑될 수 있다. 결합제 제공 장치는 특히 직물 반제품에 결합제를 제공하는 분무 장치이다. 열원은 특히 가열 장치, 히터, 오븐, 또는 적외선 복사 가열기를 구비한 또는 대류에 의해 가열을 행하는 가열 섹션, 즉 적어도 하나의 직물 반제품의 결합제를 가열하여 접착력을 증가시키는 장치를 말한다. 롤 상의 직물 반제품에 이미 결합제가 제공되면, 롤은 특히 풀리기 전에, 오븐 내에 배치됨으로써, 접착성 직물 반제품의 개별 층들이 서로 잘 접착한다.
프리폼을 제조하기 위한 장치는 프리폼이 신속하고 저렴하게 제조될 수 있도록 바람직하게는 간단히 설계된다. 따라서, 설명된 방법의 적어도 하나의 실시예에 따른 관계들, 설명들 및 장점들이 얻어진다.
바람직하게는, 적어도 하나의 롤을 코어의 길이방향 축선의 방향으로 이동시키기 위한 변위 장치가 제공된다. 따라서, 직물 반제품은 길이방향 축선을 따라, 즉 바람직하게는 단면이 타원형이거나 둥근 코어의 제1 단부로부터 제2 단부로 이동되어 드레이핑된다. 이로 인해, 전체 코어 표면 상에 직물 반제품의 균일한 제공이 보장된다.
바람직하게는, 분리 필름, 특히 Hostaphan 필름이 코어 상에 배치된다. 이로 인해, 제조된 프리폼은 코어로부터 쉽고 간단하게 분리될 수 있다.
바람직한 실시예에서, 프리폼의 주어진 분리 점에 언더컷을 형성하기 위한 분리 요소가 코어 상에 제공된다. 이러한 분리 요소는 특히 플라스틱, 목재, 모래 또는 왁스로 만들어진다. 결과적으로, 프리폼 내에 분리 점들이 제공되어 상기 프리폼이 상응하는 위치에서 간단하게 분리될 수 있다. 프리폼이 2개의 부분으로 분리될 때, 코어가 손상되지 않는다.
특히 바람직한 실시예에서, 가압 장치가 코어 상에 제공된다. 이러한 가압 장치는 특히 코어에 걸쳐 연장되는 롤러 또는 가압 롤로서 설계된다. 가압 장치에 의해, 반제품이 코어 상으로 감기는 동안 반제품에 소정의 가압력이 가해진다. 그 결과, 반제품의 개별 층들의 지지력이 향상된다.
바람직하게 2 내지 30개의 롤들, 특히 2 내지 4개의 롤들이 제공되며, 상기 롤들 중 적어도 2개의 롤이 상이한 섬유 배향들을 가진 2개의 직물 반제품들을 갖는다. 그 결과, 직물 반제품들의 특별한 특성들이 특히 잘 이용될 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 타워, 상기 타워에 회전 가능하게 장착된 곤돌라, 상기 곤돌라에 회전 가능하게 장착된 로터, 및 상기 로터에 고정된 다수의 로터 블레이드를 포함하는 풍력 발전용 터빈이 제안된다. 로터 블레이드들 중 적어도 하나는 상기 실시예들 중 하나에 따른 프리폼으로 제조된다. 이는 풍력 발전용 터빈의 전체 제조 시간이 단축된다는 장점을 갖는다.
이하에서, 본 발명의 실시예들이 첨부된 도면을 참고로 상세히 설명된다. 도면들에는 부분적으로 단순화된, 개략적인 도시가 포함되어 있다.
도 1은 풍력 발전용 터빈의 사시도.
도 2는 종래 기술에 따른 방법을 나타낸 개략도.
도 3a는 본 발명에 따른 방법의 제1 단계를 나타낸 개략도.
도 3b는 본 발명에 따른 방법의 다른 제1 단계를 나타낸 개략도.
도 3c는 도 3a 또는 3b에 따른 방법들 중 하나에 따른 제2 단계를 나타낸 개략도.
도 3d는 도 3a 또는 도 3b 및 도 3c에 따른 방법에 의해 제조된 로터 블레이드용의 2개의 완성된 프리폼을 나타낸 개략도.
도 4는 본 발명에 따른 풍력 발전용 터빈의 로터 블레이드의 개략적인 단면도.
도 1은 타워(102) 및 곤돌라(104)를 포함하는 풍력 발전용 터빈(100)을 도시한다. 3개의 로터 블레이드(108) 및 스피너(110)를 포함하는 로터(106)가 곤돌라(104) 상에 배치된다. 작동 시, 로터(106)는 바람에 의해 회전 운동함으로써 곤돌라(104) 내의 발전기를 구동시킨다.
도 2는 종래 기술에 따른 풍력 발전용 터빈의 로터 블레이드의 프리폼을 제조하기 위한 공정 단계를 도시한다. 직물 반제품(2)이 삽입되어 결합제를 제공받는 금형(1)이 도시되어 있다. 이는 직물 반제품(2)의 충분한 수의 층들이 금형(1) 내에 배치될 때까지 반복된다. 금형(1)은 하프 셸로서 설계된다. 이 방법으로 완전한 로터 블레이드를 제조하기 위해, 로터 블레이드당 적어도 2개의 하프 셸이 필요하다. 따라서, 이러한 공정은 많은 시간을 소비한다. 또한, 이 공정에서는 개별 층들의 수동 드레이핑에 의해 품질 변동이 나타난다.
도 3a는 본 발명에 따른 방법의 제1 단계를 도시한다. 도 3a에는 코어(10) 및 롤(11)이 나타나며, 상기 롤(11) 상에는 건조한 직물 반제품의 일 실시예로서, 섬유 재료, 바람직하게는 유리 섬유로 이루어진 평면 구조물(12)이 감겨 있다. 상기 평면 구조물(12)은 제1 측면(18) 및 제2 측면(19)을 포함한다. 롤(11) 상에는 아직 결합제가 아직 제공되지 않는다. 코어(10)와 롤(11) 사이에 결합제 제공 장치(17)가 배치된다. 코어(10)는 바람직하게는 모터를 통해 그의 길이방향 축선(20)을 중심으로 화살표(14)의 방향으로 회전할 수 있도록 배치된다. 이로 인해, 평면 구조물(12)은 자동으로 롤(11)로부터 풀려서 코어(10) 상으로 감긴다.
도 3a에서 평면 구조물(12)은 이미 부분적으로 코어(10) 상으로 감겨 있다. 코어(10) 상으로 평면 구조물(12)을 감는 과정 중에, 평면 구조물(12)에 결합제(13)가 제공된다. 이 경우, 평면 구조물(12)은 코어(10)로부터 떨어져 있는 제1 측면(18) 상에서 결합제(13)로 습윤된다. 코어(10)를 향한 제2 측면(19) 상에는 결합제가 제공되지 않는다. 이러한 결합제 제공에 의해, 평면 구조물(12)이 고정된다. 이로 인해, 제조될 프리폼 내에 바람직하지 않은 폴딩이 방지된다. 이와 같이 제조된 프리폼은 안정적이며 후속 작업 단계들을 위해 준비된다.
도 3b는 본 발명에 따른 방법의 제1 단계의 다른 실시예를 도시한다. 도 3b에서도 코어(30)가 나타나며, 상기 코어(30) 상에는 제1 측면(38) 및 제2 측면(39)을 갖는 평면 구조물(32)이 직물 반제품의 실시예로서 부분적으로 감겨 있다. 평면 구조물(32)은 롤(31)로부터 코어(30) 상으로 감긴다. 코어(30)는 그의 길이 방향 축선(40)을 중심으로 화살표(34)의 방향으로 회전한다. 도 3a와는 달리, 롤(31)과 코어(30) 사이의 평면 구조물(32)은 결합제 제공 장치(37)를 통해 결합제(33)로 아래로부터 습윤된다. 즉, 결합제(33)가 제2 측면(39) 상에 제공된다.
도 3a 및 도 3b에 대한 대안으로서, 롤 상의 평면 구조물에 이미 결합제가 제공될 수 있다. 그 경우 상응하는 결합제 제공 장치가 더 이상 필요하지 않게 된다. 또한, 결합제 제공 장치에 추가해서 또는 결합제 제공 장치 대신에, 복사 가열기, 오븐 등과 같은 열원이 제공될 수 있고, 상기 열원에 의해 결합제가 접착되어 개별 층들의 접착력이 강화된다.
다른 대안에서, 결합제는 롤 상의 평면 구조물 상으로 도포될 수 있다. 이 경우, 결합제 제공 장치는 특히 롤 바로 위에 배치된다.
도 3c는 도 3a 또는 도 3b에 따른 방법의 제2 단계를 도시한다. 도 3c에는 코어(10, 30)가 나타난다. 상기 코어(10, 30) 상에서, 제조될 프리폼에 대한 평면 구조물(12, 32)의 소정 수의 층들이 달성된다. 개별 층들은 서로 잘 접착된다. 코어(10, 30) 상에 평면 구조물(12, 32)의 드레이핑 후에, 평면 구조물(12, 32)에 아직 매트릭스가 제공되지 않았다면, 평면 구조물(12, 32)이 상기 매트릭스로 함침되거나 또는 상기 함침 과정이 평면 구조물(12, 32)을 롤(11, 31)로부터 코어(10, 30)로 푸는 사이에 이루어질 수 있다. 드레이핑 및 경우에 따라 수지 등으로 평면 구조물의 함침 후에, 평면 구조물이 경화된다. 경화 후, 평면 구조물은 중앙에서, 즉 중심선(16, 36)에서 분리되어, 도 3d에 도시된 바와 같이 2개의 프리폼들(15, 35)이 형성된다. 상기 2개의 프리폼(15, 35)은 (프리폼) 하프 셸들로서 구현된다. 이어서, 로터 블레이드 또는 로터 블레이드 요소가 제조된다.
코어는 선택적으로 25초 이내에, 특히 9초 이내에 그의 길이방향 축선을 중심으로 일 회 회전할 수 있다.
이미 매트릭스가 제공된 반제품의 경우, 반제품은 코어에 감긴 후 바로 경화된다.
도 4는 본 발명에 따른 풍력 발전용 터빈의 로터 블레이드의 개략적인 단면도를 도시한다.
프리폼 하프 셸(15, 35)은 로터 블레이드(108)의 구조의 일부이다. 즉, 프리폼 하프 셸(15, 35)은 로터 블레이드(108) 내로 통합된다. 특히, 프리폼 하프 셸(15, 35)은 로터 블레이드 하프 셸 내로 통합된다.
본 발명에 따라, 풍력 발전용 터빈의 로터 블레이드가 제조되며, 풍력 발전용 터빈의 로터 블레이드의 제조 시에 2개의 프리폼 하프 셸들이 사용된다.
본 발명에 따라, 풍력 발전용 터빈의 로터 블레이드는 2개의 로터 블레이드 하프 셸들로 이루어지며, 각각의 하프 셸들에, 프리폼의 분할된 2개의 절반부들 중 하나가 사용된다.
10, 30 : 코어 11, 31 : 롤
12, 32 : 직물 반제품 13, 33 : 결합제
15, 35 : 프리폼 18, 38 : 제1 측면
19, 39 : 제2 측면

Claims (18)

  1. 풍력 발전용 터빈의 로터 블레이드의 프리폼(15, 35)을 제조하기 위한 방법으로서,
    - 적어도 하나의 롤(11, 31) 상에 적어도 하나의 건조한 직물 반제품(12, 32)을 제공하는 단계,
    - 상기 직물 반제품(12, 32) 상에 결합제(13, 33)를 도포하고 및/또는 상기 직물 반제품(12, 32)을 가열하는 단계,
    - 코어(10, 30)의 회전에 의해 상기 적어도 하나의 직물 반제품(12, 32)을 상기 적어도 하나의 롤(11, 31)로부터 상기 코어(10, 30) 상으로 드레이핑하는 단계,
    - 상기 코어(10, 30) 상에 드레이핑 후에 상기 직물 반제품(12, 32)을 경화시키는 단계,
    - 2개의 프리폼 하프 셸들을 얻도록, 상기 프리폼(15, 35)을 분리하는 단계
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 프리폼의 제조 방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 코어(10, 30)는 25초 이내에, 특히 9초 이내에 그 길이방향 축선을 중심으로 일 회 회전하는 것을 특징으로 하는 프리폼의 제조 방법.
  3. 제1항에 있어서, 상기 직물 반제품(12, 32)은 상기 코어로부터 떨어져 있는 제1 측면과 상기 코어를 향하는 제2 측면을 포함하며, 상기 제1 측면 및/또는 상기 제2 측면은 상기 롤(11, 31)과 상기 코어(10, 30) 사이에서 상기 결합제(13, 33)로 습윤되는 것을 특징으로 하는 프리폼의 제조 방법.
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 결합제의 도포는 상기 직물 반제품(12, 32)의 제공 전에 수행되는 것을 특징으로 하는 프리폼의 제조 방법.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 프리폼(15, 35)의 분리는 중앙에서 경화 전 또는 후에 수행되는 것을 특징으로 하는 프리폼의 제조 방법.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 적어도 하나의 직물 반제품(12, 32)의 드레이핑은 상기 코어(10, 30)의 길이 방향 축선에 대한 이동에 의해 실행되는 것을 특징으로 하는 프리폼의 제조 방법.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 직물 반제품(12, 32)을 상기 롤(11, 31)로부터 상기 코어(10, 30) 상으로 드레이핑하기 전에 분리 필름, 특히 Hostaphan 필름이 상기 코어(10, 30) 상에 배치되는 것을 특징으로 하는 프리폼의 제조 방법.
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 코어(10, 30)는 타원형의 긴 몸체로서 구현되며, 모터에 의해 이동되는 것을 특징으로 하는 프리폼의 제조 방법.
  9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 2 내지 30개의 롤들(11, 31), 특히 2 내지 4개의 롤들(11, 31)이 사용되고 및/또는 2개의 롤(11, 31) 상의 적어도 2개의 직물 반제품(12, 32)은 상이한 섬유 배향을 갖고 및/또는 적어도 2개의 직물 반제품들(12, 32)이 적어도 하나의 다른 섬유 배향으로 드레이핑되는 것을 특징으로 하는 프리폼의 제조 방법.
  10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 코어(10, 30) 상으로 드레이핑하는 동안 상기 직물 반제품(12, 32) 상으로 가압력이 제공되는 것을 특징으로 하는 프리폼의 제조 방법.
  11. 풍력 발전용 터빈의 로터 블레이드를 제조하기 위한 방법으로서,
    적어도 하나의 롤(11, 31) 상에 적어도 하나의 건조한 직물 반제품(12, 32)을 제공하는 단계,
    상기 직물 반제품(12, 32) 상에 결합제(13, 33)를 도포하고 및/또는 상기 직물 반제품(12, 32)을 가열하는 단계,
    코어(10, 30)의 회전에 의해 상기 적어도 하나의 직물 반제품(12, 32)을 상기 적어도 하나의 롤(11, 31)로부터 상기 코어(10, 30) 상으로 드레이핑하는 단계,
    드레이핑된 직물 반제품에 수지를 주입하는 단계,
    수지를 주입하고 상기 코어(10, 30) 상에 드레이핑한 후에 상기 직물 반제품(12, 32)을 경화시키는 단계,
    2개의 프리폼 하프 셸들(15, 35)을 얻도록, 드레이핑되고 경화된 직물 반제품을 분리하는 단계
    를 포함하며, 상기 2개의 프리폼 하프 셸들(15, 35)은 상기 로터 블레이드 내로 통합됨으로써 풍력 발전용 터빈의 로터 블레이드를 제조하기 위해 사용되는 것을 특징으로 하는 로터 블레이드의 제조 방법.
  12. 풍력 발전용 터빈의 로터 블레이드용 프리폼(15, 35)으로서, 상기 프리폼이 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항의 방법에 따라 제조되는 것인 프리폼.
  13. 제12항에 따른 프리폼을 구비한 풍력 발전용 터빈의 로터 블레이드.
  14. 풍력 발전용 터빈의 로터 블레이드용 프리폼(15, 35)을 제조하기 위한 장치로서,
    - 적어도 하나의 건조한 직물 반제품(12, 32)이 배치되는 적어도 하나의 롤(11, 31),
    - 상기 적어도 하나의 직물 반제품들(12, 32)이 드레이핑될 수 있는 적어도 하나의 코어들(10, 30),
    - 결합제로 상기 적어도 하나의 직물 반제품(12, 32)을 습윤시키기 위한 결합제 제공 장치 및/또는 상기 적어도 하나의 직물 반제품(12, 32)을 가열하기 위한 열원,
    - 상기 코어(10, 30)를 회전 운동시키기 위한 구동 장치
    를 포함하며,
    상기 코어(10, 30)는 9초 이내에 그의 길이방향 축선을 중심으로 일 회 회전하며,
    상기 직물 반제품(12, 32)은 상기 코어(10, 30)의 회전 운동에 의해 상기 코어(10, 30) 상으로 드레이핑될 수 있는 것을 특징으로 하는 프리폼의 제조 장치.
  15. 제14항에 있어서, 상기 프리폼의 제조 장치는 상기 적어도 하나의 롤(11, 31)을 상기 코어의 길이 방향 축선의 방향으로 변위시키기 위해 제공된 변위 장치를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 프리폼의 제조 장치.
  16. 제14항 또는 제15항에 있어서, 2 내지 30개의 롤들(11, 31), 특히 2 내지 4개의 롤들(11, 31)이 제공되며, 상기 롤들(11, 31) 중 적어도 2개의 롤들이 상이한 섬유 배향을 갖는 2개의 직물 반제품들(12, 32)을 포함하는 것을 특징으로 하는 프리폼의 제조 장치.
  17. - 타워,
    - 상기 타워 상에 회전 가능하게 장착된 곤돌라,
    - 상기 곤돌라 상에 회전 가능하게 장착된 로터, 및
    - 상기 로터에 고정된 다수의 로터 블레이드
    를 포함하고,
    상기 로터 블레이드들 중 적어도 하나는 제12항 또는 제13항에 따른 프리폼으로 제조되는 것인 풍력 발전용 터빈.
  18. 풍력 발전용 터빈의 로터 블레이드를 제조하기 위한, 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 따른 방법에 따라 제조된 프리폼의 용도로서,
    상기 풍력 발전용 터빈의 로터 블레이드는 2개의 로터 블레이드 하프 셸들로 이루어지며,
    상기 2개의 로터 블레이드 하프 셸들 중 하나는 프리폼 하프 셸을 포함하는 것인 프리폼의 용도.
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