BR112016009592B1

BR112016009592B1 - Método de junção para as conchas de lâminas de turbinas de vento

Info

Publication number: BR112016009592B1
Application number: BR112016009592-8A
Authority: BR
Inventors: Jesper Hasselbalch Garm
Original assignee: Lm Wp Patent Holding A/S
Priority date: 2013-11-06
Filing date: 2014-11-05
Publication date: 2022-04-05
Also published as: EP3065934B1; PL3065934T3; ES2734572T3; WO2015067637A1; DK3065934T3; TR201909374T4; US11203167B2; EP3065934A1; CN105682898A; BR112016009592A2; CN105682898B; US20160279867A1

Abstract

método de junção para as conchas de lâminas de turbinas de vento. um método de fabricação de uma lâmina de turbina de vento é descrito, a lâmina sendo formada a partir de, pelo menos, um par de conchas das lâminas (24, 26) a serem unidas em conjunto. para, pelo menos, uma porção da lâmina da turbina de vento, as conchas das lâminas (24, 26) são unidas por uma laminação superior (76), aplicada entre as extremidades das conchas das lâminas (24, 26), desse modo reduzindo substancialmente ou eliminando a necessidade de um adesivo estrutural para juntar as conchas de lâmina, particularmente na área da aresta de ataque (18), da lâmina ou da região da raiz da aresta de fuga da lâmina. a laminação superior (76) pode ser formada a partir do mesmo material que as conchas das lâminas (24, 26) elas mesmos, minimizando desse modo a possibilidade de falhas estruturais ou de fissuras devido a diferenças de material ou de níveis de rigidez na interface entre as conchas das lâminas (24, 26).

Description

CAMPO DE INVENÇÃO

[0001] A presente invenção refere - se a um sistema e método para unir secções de lâminas de turbinas de vento, em particular para juntar conchas de lâminas de turbina de vento para formar uma lâmina de turbina de vento.

ESTADO DA TÉCNICA DA INVENÇÃO

[0002] Lâminas de turbina de vento são geralmente feitas de materiais compósitos, em particular, de vidro e / ou materiais em fibra de carbono, que é fundido com uma resina e curado para formar uma estrutura sólida.

[0003] A abordagem conhecida para a fabricação de lâminas de turbinas de vento é formar seções de concha de lâmina separadas. Tais conchas são formadas pelo arranjo de camadas de material de fibra em moldes de forma adequada, que são fundidas com uma resina, a qual é subsequentemente curada. As conchas de lâmina sólidas podem então ser unidas em conjunto para formar uma estrutura de lâminas de turbinas de vento maior. Essas conchas são tradicionalmente formadas como meias - porções de uma lâmina de turbina de vento, por exemplo, uma primeira concha que corresponde a um lado de pressão a favor do vento - ou de uma lâmina de turbina de vento do lado da pressão e uma segunda concha que corresponde a um contra vento - ou lado de sucção de uma lâmina de turbina de vento.

[0004] As conchas são unidas por um adesivo aplicado na interface entre as conchas, tipicamente ao longo das extremidades das conchas, os quais são, em seguida, postos em contato um com o outro e deixa - se curar. Um exemplo de uma ligação entre conchas da técnica anterior da lâmina é apresentado na Fig. 5, onde um adesivo 100 está localizado entre as extremidades das conchas de lâmina superior e inferior 102,104 ao longo da aresta de ataque 106 da lâmina.

[0005] A fim de melhorar a ligação entre as conchas ao longo de tais linhas de cola, flanges de adesivo adicional 108 podem ser proporcionados como parte das conchas para reter o adesivo dentro da área de ligação entre as conchas de lâmina. Os flanges adesivos 108 estão normalmente localizados no interior da lâmina, possivelmente como parte de uma das conchas de lâmina 102,104, de tal modo que conforme as conchas são unidas, o flange de ligação 108 encontra - se posicionado sobre o lado interno da linha de ligação entre as extremidades das conchas 102,104, para pegar e recolher qualquer excesso de adesivo 110, que pode ser espremido entre as arestas de concha para o interior da lâmina.

[0006] Uma vez que as conchas são coladas uma a outra ao longo da zona da ligação, as operações de acabamento adicionais podem ser necessárias a fim de proporcionar uma superfície exterior lisa na área da linha de ligação entre as conchas de lâmina. Tais operações de acabamento podem compreender uma trituração ou polimento da superfície externa da linha de ligação, e / ou uma laminação superior 112 da linha de ligação para proporcionar uma superfície externa aerodinamicamente adequada.

[0007] Os adesivos utilizados em tais áreas de ligação adicionam peso considerável e os custos para a estrutura final da lâmina. Além disso, a utilização de tais adesivos pode resultar na formação de fissuras estruturais ou falhas na lâmina acabada, devido às diferenças na composição do material e rigidez associada entre as conchas de lâmina à base de compósitos de fibras e a cola utilizada nas linhas de colagem.

[0008] Um objetivo da invenção é proporcionar um sistema e um método para a união de secções de lâminas de turbinas de vento, que são endereçados aos problemas acima mencionados, em particular fornecimento de peso reduzido e utilização de adesivo para uma lâmina de turbina de vento, ao mesmo tempo em que melhora o desempenho das áreas de ligação em lâminas de turbina de vento.

SUMARIO DA INVENÇÃO

[0009] Por conseguinte, é proporcionado um método de fabricação de pelo menos uma porção de uma lâmina de turbina de vento, em que o método compreende os passos de: proporcionar uma primeira concha de lâmina que tem uma primeira extremidade, proporcionar uma segunda concha de lâmina que tem uma segunda extremidade, e unir a referida primeira concha de lâmina à referida segunda concha de lâmina ao longo de pelo menos uma porção da referida primeira extremidade e a referida segunda extremidade, fornecendo uma laminação superior que se estende entre a referida primeira extremidade e a referida segunda extremidade.

[0010] A laminação superior substitui o uso de adesivo estrutural na extremidade entre as conchas de lâmina. Um adesivo estrutural entende - se como um adesivo que pode ser utilizado para produzir um conjunto de suporte de carga.

[0011] De um modo preferido, a laminação superior é aplicada sobre às superfícies externas da referida primeira extremidade e a referida segunda extremidade. Localizando a laminação superior em superfícies externas da lâmina permite a facilidade de aplicação da laminação superior para fixar as conchas das lâminas em conjunto. Além disso, a laminação superior pode ser facilmente inspecionada após a aplicação para assegurar que a laminação superior foi adequadamente aplicada, e atua de modo a juntar as conchas das lâminas em conjunto.

[0012] A laminação superior vai ser entendida como uma matriz de material de fibras e uma resina. De um modo preferido, a laminação superior é formada a partir do mesmo material que as conchas de lâmina.

[0013] Deve entender - se que a junção entre a referida porção da referida primeira extremidade e a referida segunda extremidade é formada substancialmente sem um adesivo estrutural. Ao invés, a junção é formada por meio da utilização de resina para assegurar a laminação superior com as conchas de lâmina. Como substancialmente nenhum adesivo estrutural é usado entre a referida porção da referida primeira extremidade e a referida segunda extremidade, de acordo com as conchas das lâminas são unidas usando a laminação superior.

[0014] De um modo preferido, ao longo da referida porção da referida primeira extremidade e a referida segunda extremidade, as conchas de lâmina são unidas unicamente usando a laminação superior, em que nenhum adesivo ou cola adicional é usado ao longo da referida porção da referida primeira extremidade e a referida segunda extremidade.

[0015] Por conseguinte, o peso e o custo da lâmina de turbina de vento podem ser minimizados, devido à menor necessidade de juntas adesivas estruturais. Além disso, a laminação superior pode ser selecionada de tal modo que o material tem a laminação superior de materiais de rigidez e propriedades que são substancialmente similares às conchas de lâmina, reduzindo, assim, a probabilidade de falhas estruturais ou de fissuras devido a diferentes propriedades de material ou rigidez.

[0016] De preferência, as referidas primeira concha de lâmina e segunda concha de lâmina estão dispostas em que um recesso é definido na interface entre a referida primeira extremidade e a referida segunda extremidade, e em que a referida laminação superior é recebida pelo menos parcialmente no interior do referido recesso.

[0017] Ao fornecer a laminação superior dentro de um recesso nas conchas de lâmina, de acordo com o perfil aerodinâmico da lâmina de turbina de vento acabado pode ser preservado conforme a laminação superior e o recesso relacionado podem ser dimensionados de modo a cumprir com o perfil desejado de aerofólio.

[0018] É ainda proporcionado um método de fabricação de pelo menos uma porção de uma lâmina de turbina de vento, em que o método compreende os passos de: proporcionar uma primeira concha de lâmina que tem uma primeira secção cônica ao longo de pelo menos uma porção de uma extremidade da referida primeira concha; proporcionar uma segunda concha de lâmina que tem uma segunda secção cônica ao longo de pelo menos uma porção de uma extremidade da referida segunda concha; unir as referidas primeira concha de lâmina e segunda concha de lâmina de tal modo que as referidas primeira secção cônica vai encostar a referida segunda secção cônica para formar um canal de recesso localizado ao longo de uma fronteira entre as extremidades das referidas primeira concha de lâmina e segunda concha de lâmina; e aplicar um laminado no referido canal recesso para juntar as referidas primeira concha de lâmina e segunda concha de lâmina.

[0019] Conforme o recesso pode ser formado a partir de extremidades afiladas das conchas de lâmina, tal afunilamento pode ser formado durante a fabricação das conchas de lâmina próprias, por exemplo, pela seleção de moldes de lâminas adequadamente perfiladas. Adicionalmente ou em alternativa, tal afunilamento pode ser fornecido por um corte ou moagem das extremidades das conchas de lâmina. Por uma secção cônica, será entendido que tal afunilamento pode compreender um afilamento ou mesmo uma redução gradual em degraus, e tal afunilamento pode estender - se através de toda a espessura da concha da lâmina, ou pode estender - se até uma certa profundidade através da parede de cobertura da lâmina.

[0020] De um modo preferido, o referido laminado é disposto de modo a preencher substancialmente o referido canal de recesso.

[0021] Em um aspecto, a espessura máxima do referido laminado é substancialmente igual à espessura das referidas primeira concha de lâmina e segunda concha de lâmina, adjacentes às referidas extremidades.

[0022] Por ter o laminado como a mesma profundidade que a espessura da concha, o perfil aerodinâmico do perfil de aerofólio da lâmina concebida é preservado através do uso do laminado na interface entre as conchas.

[0023] De preferência, as conchas de lâmina são formadas a partir de uma bandeja de uma pluralidade de camadas de material de fibra, por exemplo, fibra de vidro, fibra de carbono, etc., em que a referida secção cônica compreende um afilamento através do corpo da concha da lâmina para uma única camada ou camadas de material de fibra.

[0024] De um modo preferido, o referido laminado é aplicado de tal modo que a superfície exposta do laminado é substancialmente nivelada com as superfícies expostas da primeira concha de lâmina e segunda concha de lâmina adjacente ao dito canal de recesso.

[0025] O arranjo do laminado desta maneira proporciona um perfil aerodinâmico suave para a superfície externa da lâmina na região da laminação superior.

[0026] Em um aspecto preferido, as referidas primeira secção cônica e segunda secção cônica estão localizadas ao longo das arestas principais das respectivas referidas primeira concha de lâmina e segunda concha de lâmina.

[0027] De preferência, o referido passo de aplicação de um laminado compreende dispor o referido laminado no referido canal de recesso para completar o perfil aerodinâmico ao longo do contorno da aresta de ataque entre as referidas primeira e segunda porções de concha lâmina.

[0028] Em um aspecto adicional ou alternativo, as referidas primeira secção cônica e segunda secção cônica estão localizadas ao longo das respectivas arestas de fuga das referidas primeira concha de lâmina e segunda concha de lâmina, de preferência as arestas de fuga adjacente a extremidade da raiz das referidas primeira concha de lâmina e segunda concha de lâmina.

[0029] De preferência, o método compreende o passo de proporcionar um laminado ou laminação superior, formada substancialmente a partir do mesmo material que as referidas primeira concha de lâmina e segunda concha de lâmina.

[0030] Ao fornecer o laminado a partir do mesmo material que as conchas de lâmina, consequentemente, não há diferença nas propriedades de rigidez entre as conchas de lâmina e o laminado. Tal seleção de material reduz consideravelmente a possibilidade de formação de fissuras estruturais devido a variações de rigidez ao longo de linhas de limitação entre as conchas.

[0031] Em um aspecto, as conchas das lâminas são, pelo menos, parcialmente formadas a partir de uma matriz de um material laminado compósito de fibra e uma resina curada.

[0032] De preferência, o referido passo de aplicação de um laminado ou proporcionar uma laminação superior compreende: o posicionamento de, pelo menos, uma camada de material fibroso ao longo de pelo menos uma porção da referida primeira extremidade e a referida segunda extremidade da referida lâmina de conchas, de preferência no referido canal de recesso; infundir a referida pelo menos uma camada de material de fibra com uma resina; e cura da referida resina para ligação da referida primeira concha de lâmina e segunda concha de lâmina.

[0033] O passo de infusão pode compreender a aplicação de resina à superfície de material de fibra, por exemplo, aplicação com rolo, a infusão sob vácuo, etc. Em alternativa, o passo de aplicar um laminado pode compreender o posicionamento de uma peça de laminado pré - moldado no referido canal de recesso, e ligar a referida peça de laminado no referido canal recesso. Deve entender - se que a resina pode ser qualquer resina adequada para utilização em uma estrutura compósita, de um modo preferido, pelo menos, um de, ou uma combinação de, a seguinte: poliéster, éster de vinilo, poliuretano, epoxi.

[0034] Em um aspecto, o método compreende ainda o passo de tratar a superfície exterior do laminado, de modo a que o laminado fique nivelado com a superfície exterior adjacente da primeira concha de lâmina e segunda concha de lâmina. O passo de tratamento pode compreender um tratamento de superfície adequado para a produção de uma superfície lisa aerodinamicamente substancialmente livre de defeitos, por exemplo, uma operação de polimento.

[0035] Em um aspecto, os ditos passos de fornecimento de primeira concha de lâmina e segunda concha de lâmina pode compreender a formação de, pelo menos, um das referidas primeira concha de lâmina e segunda concha de lâmina em um molde de concha da lâmina, em que a referida primeira e / ou segunda secção cônica é definida no referido molde.

[0036] Em um aspecto, um molde de concha da lâmina é proporcionado com uma secção cônica definida no perfil de superfície do molde. Em um aspecto alternativo, uma secção cônica é definida utilizando um molde de inserção.

[0037] Em um aspecto adicional ou alternativo, os referidos passos de fornecimento de primeira concha de lâmina e segunda concha de lâmina pode compreender a formação de uma secção cônica ao longo de pelo menos uma porção de uma extremidade de uma concha da lâmina através da realização de uma operação de maquinação na referida cobertura da lâmina. Referida usinagem pode compreender retificação, corte, gravura, polimento, etc.

[0038] É ainda proporcionada uma lâmina de turbina de vento que compreende: uma primeira concha de lâmina, e uma segunda cobertura da lâmina, em que por pelo menos uma porção de uma fronteira entre as referidas primeira concha de lâmina e segunda concha de lâmina, as referidas primeira e segunda porções de conchas de lâmina estão unidas por uma laminação superior.

[0039] A laminação superior é aplicada às superfícies externas das referidas primeira concha de lâmina e segunda concha de lâmina.

[0040] Deve entender - se que a referida pelo menos uma porção de uma fronteira entre as referidas primeira concha de lâmina e segunda concha de lâmina é fornecida substancialmente sem adesivo estrutural.

[0041] De um modo preferido, as referidas porções de primeira concha de lâmina e segunda concha de lâmina são unidas apenas por uma laminação superior.

[0042] De preferência, proporciona - se uma lâmina de turbina de vento que compreende: uma primeira concha de lâmina que tem uma primeira secção cônica ao longo de pelo menos uma porção de uma extremidade da referida primeira concha; e uma segunda concha de lâmina que tem uma segunda secção cônica ao longo de pelo menos uma porção de uma extremidade da referida segunda camada, em que as referidas primeira concha de lâmina e segunda concha de lâmina estão dispostas de tal modo que a referida primeira secção cônica confina a referida segunda secção cônica para formar um canal de recesso localizado ao longo de uma fronteira entre as extremidades das referidas primeira concha de lâmina e segunda concha de lâmina, e em que a lâmina de turbina de vento compreende ainda um laminado localizado no referido canal de recesso, o referido laminado une a referida primeira concha de lâmina e segunda concha de lâmina.

[0043] De um modo preferido, o referido laminado é formado a partir de substancialmente o mesmo material que as referidas primeira concha de lâmina e segunda concha de lâmina.

[0044] De um modo preferido, o referido laminado compreende, pelo menos, uma camada de material de fibras e uma resina curada.

[0045] De preferência, a lâmina de turbina de vento compreende um canal de recesso que se estende ao longo de pelo menos uma porção da aresta de ataque das referidas lâminas de turbinas de vento, de preferência substancialmente ao longo de toda a aresta de ataque, em que um laminado situa - se no canal de ponta de recesso e junta - se a referida primeira concha de lâmina e segunda concha de lâmina ao longo da referida pelo menos uma parte da aresta de ataque da referida lâmina de turbina de vento.

[0046] Adicionalmente ou em alternativa, a lâmina de turbina de vento compreende um canal de recesso que se estende ao longo de pelo menos uma porção da aresta de fuga da lâmina de turbina de vento, em que um laminado localizado no canal de recesso de fuga junta e as referidas partes da primeira concha de lâmina e segunda concha de lâmina ao longo da referida pelo menos uma porção da aresta de fuga da referida lâmina de turbina de vento.

[0047] Preferencialmente, a referido canal de recesso de aresta de fuga estende - se ao longo da aresta de fuga na região da raiz da lâmina de turbina de vento, em que o laminado junta as referidas primeira concha de lâmina e segunda concha de lâmina ao longo da aresta de fuga na região da raiz da lâmina de turbina de vento.

[0048] É ainda proporcionada uma turbina de vento que compreende, pelo menos, uma lâmina de turbina de vento conforme descrito acima.

DESCRIÇÃO DA INVENÇÃO

[0049] Uma forma de realização da invenção vai agora ser descrita, por meio apenas de exemplo, com referência aos desenhos anexos, nos quais:

[0050] A Fig. 1 mostra uma turbina de vento;

[0051] A Fig. 2 mostra uma vista esquemática de uma lâmina de turbina de vento de acordo com a invenção;

[0052] A Fig. 3 mostra uma vista esquemática de um perfil de aerofólio da lâmina da fig. 2;

[0053] A Fig. 4 mostra uma vista esquemática da lâmina de turbina de vento da Fig. 2, visto de cima e de lado;

[0054] A Fig. 5 ilustra uma vista ampliada em corte transversal de uma ligação adesiva de aresta de ataque para uma lâmina de turbina de vento da técnica anterior; e

[0055] A Fig. 6 ilustra uma vista em corte transversal ampliada de uma ligação para uma lâmina de turbina de vento de acordo com a invenção, ao longo de uma aresta de ataque da lâmina de turbina de vento.

[0056] Deve entender - se que os elementos comuns às diferentes formas de realização da invenção são fornecidos com os mesmos números de referência nos desenhos.

[0057] A FIG. 1 ilustra uma moderna turbina de vento contra o vento convencional 2, de acordo com o chamado "conceito dinamarquês" com uma torre 4, uma nacela 6 e um rotor com um eixo do rotor substancialmente horizontal. O rotor inclui um cubo 8 e três lâminas 10, que se prolongam radialmente a partir do cubo 8, tendo cada um uma lâmina de raiz 16 mais próxima do cubo e uma ponta da lâmina 14 mais afastada do cubo 8. O rotor tem um raio indicado R.

[0058] A FIG. 2 mostra uma vista esquemática de uma lâmina de turbina de vento 10. A lâmina de turbina de vento 10 tem a forma de uma lâmina de turbina de vento convencional e compreende uma região 30 de raiz mais próxima do cubo, um perfilado ou uma região de aerofólio 34, mais afastada do centro e uma região de transição 32 entre a região da raiz 30 e a região de aerofólio 34. A lâmina 10 compreende uma arestas de ataque 18 de frente para o sentido de rotação da lâmina 10, quando a lâmina é montada no cubo, e uma aresta de fuga 20 virada para o oposto da direção da ponta 18.

[0059] A região de aerofólio 34 (também chamada a região perfilada) tem uma forma ideal ou quase ideal da lâmina em relação à geração de elevador, ao passo que a região de raiz 30, devido a considerações estruturais, tem uma secção transversal substancialmente circular ou elíptica, que, por exemplo, faz com que seja mais fácil e mais seguro para montar a lâmina 10 ao cubo. O diâmetro (ou corda) da região da raiz 30 é tipicamente constante ao longo de toda a área da raiz 30.

[0060] A região de transição 32 tem um perfil de transição 42, que muda gradualmente a partir da forma circular ou elíptica 40, da região da raiz 30 para o perfil de aerofólio 50 da região de aerofólio 34. O comprimento da corda da região de transição 32, tipicamente aumenta substancialmente linearmente com o aumento da distância r a partir do cubo.

[0061] A região de aerofólio 34 tem um perfil de aerofólio 50 com uma corda que se estende entre a aresta de ataque 18 e a extremidade traseira 20 da lâmina 10. A largura da corda diminui com o aumento da distância r a partir do cubo.

[0062] Deve notar - se que as cordas de diferentes secções da lâmina normalmente não se encontram em um plano comum, uma vez que a lâmina pode estar torcida e / ou curvada (isto é, pré - dobrada), proporcionando assim o plano de acorde com uma correspondentemente torcida e / ou curso curvo, sendo este o caso mais frequente, a fim de compensar a velocidade local de a lâmina ser dependente do raio a partir do centro.

[0063] FIG. 3 mostra uma vista esquemática de um perfil de aerofólio 50 de uma lâmina típica de uma turbina de vento, representada com os vários parâmetros, que são tipicamente utilizados para definir a forma geométrica de uma lâmina. O perfil de aerofólio 50 tem um lado de pressão 52 e um lado de sucção 54, que durante a sua utilização - isto é, durante a rotação do rotor - normalmente viradas para o barlavento (ou contra o vento) e do lado de sotavento (ou a favor do vento) lateral, respectivamente. O aerofólio 50 tem uma corda 60 com um comprimento de corda c que se estende entre uma aresta de ataque 56 e uma aresta de fuga 58 da lâmina. O aerofólio 50 tem uma espessura t, que é definida como a distância entre o lado de pressão 52 e o lado de sucção 54. A espessura do aerofólio t varia ao longo do cabo 60. O desvio de um perfil simétrico é dado por uma linha de curvatura 62 , que é uma linha mediana através do perfil do aerofólio 50. A linha mediana pode ser encontrada por círculos inscritos de desenho da aresta de ataque 56 para a aresta de fuga 58. A linha mediana segue os centros dos referidos círculos inscritos e o desvio ou a distância a partir da corda 60 é chamado de câmara f. A assimetria também pode ser definida pela utilização de parâmetros chamados a curvatura superior (ou sucção curvatura lateral) e menor curvatura (ou a curvatura do lado de pressão), os quais são definidos como as distâncias a partir da corda 60 e o lado de sucção 54 e o lado de pressão 52, respectivamente.

[0064] Perfis de aerofólio são frequentemente caracterizados pelos seguintes parâmetros: o comprimento da corda c, a curvatura máxima f, a posição df da máxima curvatura f, a espessura máxima do aerofólio t, que é o maior diâmetro dos círculos inscritos ao longo da linha de curvatura mediana 62 , a posição do máximo dt espessura t, e um raio de nariz (não mostrado). Estes parâmetros são tipicamente definidos como razões para o comprimento de corda c. Assim, um local, da espessura relativa da lâmina t / c é dado como a razão entre a espessura máxima t local e o comprimento da corda local, c. Além disso, a posição dp da curvatura máxima do lado de pressão pode ser utilizada como um parâmetro de projeto, e também, naturalmente, a posição da curvatura do lado de sucção máxima.

[0065] A FIG. 4 mostra alguns outros parâmetros geométricos da lâmina. A lâmina tem um comprimento total da lâmina L. Conforme mostrado na Fig. 2, a extremidade da raiz está localizada na posição r = 0, e a extremidade de ponta localizada em r = L. O ombro 40 da lâmina situa - se em uma posição r = Lw, e tem uma largura w de ombro, que é igual ao comprimento da corda no ombro 40. O diâmetro da raiz é definido como D. Além disso, a lâmina é dotada de um pré - dobra, que é definido como Δy, que corresponde à deflexão de plano a partir de um campo eixo 22 da lâmina.

[0066] A lâmina de turbina de vento 10 geralmente compreende uma concha feita de polímero reforçado com fibra, e é normalmente feita como um lado de pressão ou barlavento da parte da concha 24 e o lado de sucção ou a favor do vento da parte 26, que estão ligados em conjunto ao longo de linhas de ligação 28 que se estendem ao longo da aresta da fuga 20 e a extremidade 18 da lâmina 10. As lâminas de turbina de vento são geralmente formadas a partir de material de plástico reforçado com fibras, por exemplo, fibras de vidro e / ou fibras de carbono, que são dispostas em um molde e curadas com uma resina para formar uma estrutura sólida. As lâminas para turbinas de vento modernas muitas vezes podem ser superior a 30 ou 40 metros de comprimento, com diâmetros de raiz lâmina de vários metros. As lâminas para turbinas de vento são geralmente concebidas para relativamente longas vidas e para resistir a carga estrutural e dinâmica considerável.

[0067] Com referência às linhas de ligação 28, uma vista ampliada de uma linha que conduz a ligação de margem de acordo com um aspecto da invenção é ilustrada na Fig. 6. Nesta forma de realização, as arestas de ataque das lâminas 24,26 de conchas são unidas utilizando uma laminação superior, o que elimina a necessidade de um adesivo estrutural 100 entre as conchas de lâmina 24,26.

[0068] Neste caso, deve entender - se que a linha de ligação 28 refere - se ao domínio geral de uma junção de laminação superior a favor do vento e a favor do vento conchas 24,26.

[0069] Na Fig. 6, o lado de pressão ou barlavento da parte da concha 24 e o lado de sucção ou a favor do vento da parte da concha 26 se encontram na aresta de ataque 18 da lâmina 10, na área de uma linha de ligação 28. As conchas 24,26 compreendem camadas ou material de fibra 70 suspensas em uma resina curada, a qual pode ser aplicada em torno de porções de um material de núcleo 72, por exemplo, madeira de balsa, espuma, etc. Os corpos das conchas 24,26 são afilados em espessura na direção da aresta de ataque 18 das extremidades das conchas 24,26, pelo menos ao longo de uma parte da aresta de ataque 18.

[0070] As conchas 24, 26 podem ser formadas integralmente com uma tal afunilamento da aresta de ataque 18 da extremidade das conchas 24,26, por exemplo, através da utilização de moldes de concha de lâmina com a forma adequada (não mostrada) que tem superfícies de perfil em concha, e / ou inserções de molde, incorporando um perfil de ponta afilada. Adicionalmente ou alternativamente, o afunilamento da aresta de ataque 18 das extremidades das conchas 24,26 pode ser totalmente ou parcialmente formado através de um processo de pós - moldagem, por exemplo, um corte, trituração ou polimento da aresta de ataque 18 das extremidades das conchas 24,26 após as referidas conchas 24,26 erem sido removidas a partir de um molde de concha da lâmina (não representado).

[0071] Uma vez que as conchas 24,26 são fornecidas com extremidades afiladas, as conchas 24,26 são reunidas e fechadas para formar uma lâmina de turbina de vento 10, de tal modo que a arestas de ataque da extremidade da concha contra o vento 24 confina com a extremidade dianteira da concha a favor do vento 26, sem a presença de um adesivo estrutural entre as extremidades da concha. Por conseguinte, a arestas de ataque 18 cônica encerra as conchas 24,26 juntas para formar um canal de recesso 74 ao longo de uma porção das arestas de ataque 18 da lâmina 10.

[0072] A laminação superior 76 é aplicada no rebaixo do canal 74, a laminação superior 76 que se prolonga entre as porções inclinadas das conchas a montantes e a jusante 24,26 e atuando para juntar as arestas principais da concha juntas. Na forma de realização da fig. 6, a laminação superior 76 é escolhida de modo que a laminação superior 76 enche substancialmente o canal de recesso 74 e está alinhada com as superfícies adjacentes das conchas de lâmina de turbina de vento 24,26, preservando assim o perfil aerodinâmico da aresta de ataque 18 da lâmina 10.

[0073] A laminação superior 76 compreende, de preferência, uma pluralidade de camadas de material de fibra aplicadas sobre as arestas de ataque 18 da lâmina 10, as camadas de material de fibras fornecidas em uma resina que liga as camadas de material de fibras em conjunto, ao mesmo tempo em que a ligação às porções inclinadas das conchas contra vento e conchas a favor do vento 24, 26.

[0074] A laminação superior 76 pode ser fornecida sob a forma de camadas separadas que são subsequentemente misturadas com uma resina, e / ou a laminação superior 76 pode ser fornecida como um feixe ou um empilhamento de camadas que pode ser aplicada como um pré - impregnado, o que pode ser pelo menos parcialmente infundida com uma resina não curada, em que o pré - impregnado pode ser infundido com resina adicional para ligar a laminação superior 76 com as conchas 24, 26, em que a resina é subsequentemente curada.

[0075] De um modo preferido, a laminação superior 76 é formada a partir do mesmo material que o corpo das conchas 24, 26 da lâmina de turbina de vento, por exemplo, como um material de vidro - e / ou de fibra de carbono infundidos com uma resina adequada, por exemplo poliéster, éster de vinilo, epóxi, etc.

[0076] A laminação superior 76 permite que as conchas de lâmina 24, 26 possam ser unidas sem a utilização de um adesivo estrutural relativamente pesado e caro. Além disso, como a laminação superior 76 pode ser formada a partir do mesmo material que o corpo das conchas de lâmina 24, 26, consequentemente, a resistência à falha da junção da aresta de ataque entre as conchas 24, 26 é aumentada, conforme as diferenças nos níveis de rigidez e outras propriedades do material entre as conchas e o material unindo são substancialmente eliminadas.

[0077] De um modo preferido, a laminação superior 76 pode ser utilizada na junta entre as porções de perfil substancialmente - circular do perfil de aerofólio da lâmina de turbina de vento 10, por exemplo, ao longo da aresta de ataque 18 da lâmina 10, e / ou ao longo da aresta de fuga 20 perto da extremidade da raiz 16 da lâmina 10. Será entendido que o método de união da presente invenção pode ser combinado com outras técnicas de união em outras áreas da lâmina, por exemplo, usando adesivo estrutural entre as conchas de lâmina.

[0078] O passo de infusão da laminação superior 76 pode compreender a aplicação de uma resina sobre a superfície de um material de fibra aplicado no canal de recesso 74, por exemplo, usando um rolo de aplicação, infusão sob vácuo, etc. Em alternativa, o passo de aplicar um laminado pode compreender o posicionamento de uma peça de laminado pré - moldado no referido canal recesso 76, e ligando a peça laminada no referido canal recesso com uma resina curada.

[0079] A forma de realização da fig. 6 mostra a aresta de ataque 18 das conchas de lâmina 24,26 terminando em uma secção cônica. Deve entender - se que o afunilamento das conchas de lâmina 24,26 na aresta de ataque 18 pode compreender um afunilamento total ou parcial da espessura do corpo da concha de lâmina, nas referidas extremidades. Em um aspecto, o afunilamento pode estender - se através do corpo das conchas de lâmina 24, 26 de uma única camada de material de fibra. Adicionalmente ou em alternativa, a aresta de ataque 18 encerra as conchas 24, 26 pode compreender um afilamento escalonado ou um parcial afilado ao longo da espessura do corpo da concha.

[0080] De um modo preferido, o afunilamento é realizado para ter uma secção transversal substancialmente constante ao longo de uma porção do comprimento longitudinal das conchas de lâmina 24, 26. Adicionalmente ou alternativamente, o afunilamento pode ser realizado de um modo serrilhado ou em zig - zag ao longo da direção longitudinal das conchas de lâmina 24, 26. Adicionalmente ou alternativamente, o afunilamento pode ser realizado de uma maneira ondulada ou em forma de onda ao longo da direção longitudinal das conchas de lâmina 24, 26.

[0081] O uso de uma laminação superior para unir componentes da concha de lâmina permite a fabricação de uma lâmina de turbina de vento possuindo utilização reduzida de adesivo estrutural.

[0082] Além disso, a utilização de laminação superior formada substancialmente a partir do mesmo material que o corpo dos componentes da concha da lâmina resulta em si na redução do risco de falhas estruturais ao longo da linha de ligação entre os componentes, devido, substancialmente, a idênticos níveis de rigidez e as propriedades dos materiais entre os componentes da concha e o material de união.

[0083] A invenção não se limita à forma de realização aqui descrita, e podem ser modificadas ou adaptadas, sem nos afastarmos do escopo da presente invenção.

Claims

1. Método de fabricação de pelo menos uma porção de uma lâmina de turbina de vento, caracterizado pelo fato de compreender os passos de: proporcionar uma primeira concha de lâmina (24) que tem uma primeira extremidade; proporcionar uma segunda concha de lâmina (26) que tem uma segunda extremidade; e unir a referida primeira concha de lâmina com a referida segunda concha de lâmina ao longo de pelo menos uma porção da referida primeira extremidade e a referida segunda extremidade pelo fornecimento de uma laminação superior (76) que se estende entre a referida primeira extremidade e a referida segunda extremidade, em que a referida união é realizada substancialmente sem um adesivo estrutural, e em que a referida laminação superior é aplicada às superfícies externas da referida primeira extremidade e a referida segunda extremidade, em que o referido passo de juntar a referida primeira concha de lâmina com a referida segunda concha de lâmina ao longo de pelo menos uma porção da referida primeira extremidade e da referida segunda extremidade ser realizada sem um adesivo estrutural, em que ao longo de pelo menos uma porção da referida primeira extremidade e referida segunda extremidade das referidas conchas de lâminas são unidas apenas usando a laminação superior.

2. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato da referida primeira concha de lâmina e segunda concha de lâminas estarem dispostas onde um recesso é definido na interface entre a referida primeira extremidade e a referida segunda extremidade, e em que a referida laminação superior é recebida pelo menos parcialmente no interior do referido recesso.

3. Método de fabricação de pelo menos uma porção de uma lâmina de turbina de vento de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de compreender os passos de: proporcionar uma primeira concha de lâmina que tem uma primeira secção cônica ao longo de pelo menos uma porção de uma extremidade da referida primeira concha; proporcionar uma segunda concha de lâmina que tem uma segunda secção cônica ao longo de pelo menos uma porção de uma extremidade da referida segunda concha; reunir em conjunto as referidas primeira concha de lâmina e segunda concha de lâmina de tal modo que a referida primeira secção cônica vai encostar com a referida segunda secção cônica para formar um canal de recesso localizado ao longo de uma fronteira entre as extremidades das referidas primeira concha de lâmina e segunda concha de lâmina; e aplicar um laminado no referido canal recesso para juntar as referidas primeira concha de lâmina e segunda concha de lâmina.

4. Método, de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelo fato do referido laminado ser disposto de modo a preencher substancialmente o referido canal de recesso.

5. Método, de acordo com a reivindicação 3 ou reivindicação 4, caracterizado pelo fato da referida primeira secção cônica e segunda secção cônica estarem localizadas ao longo das arestas principais das respectivas referidas primeira concha de lâmina e segunda concha de lâmina.

6. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 3 - 5, caracterizado pelo fato da referida primeira secção cônica e segunda secção cônica estarem localizadas ao longo das respectivas arestas de fuga das referidas primeira concha de lâmina e segunda concha de lâmina, de preferência as arestas de fuga adjacentes a extremidade da raiz das referidas primeira concha de lâmina e segunda concha de lâmina.

7. Método, de acordo com qualquer reivindicação precedente, caracterizado pelo fato de o método compreender o passo de proporcionar um laminado ou uma laminação superior formada a partir de substancialmente o mesmo material que as referidas primeira concha de lâmina e segunda concha de lâmina.

8. Método, de acordo com qualquer reivindicação precedente, caracterizado pelo fato do referido passo de proporcionar uma laminação superior ou aplicação de um laminado compreender: posicionar pelo menos, uma camada de material fibroso ao longo de pelo menos uma porção da referida primeira extremidade e a referida segunda extremidade da referida primeira concha de lâmina e segunda concha de lâmina, de preferência no referido canal de recesso; infundir a referida pelo menos uma camada de material de fibra com uma resina; e cura da referida resina para a ligação das referidas primeira concha de lâmina e segunda concha de lâmina.

9. Lâmina de turbina de vento, caracterizada pelo fato de compreender: uma primeira concha de lâmina (24), e uma segunda concha de lâmina (26), em que por pelo menos uma porção de uma fronteira entre a referida primeira concha de lâmina e segunda concha de lâmina, as referidas primeira porção de concha de lâmina e segunda porção de concha de lâmina são unidas por uma laminação superior (76) substancialmente sem a utilização de um adesivo estrutural, e em que a referida laminação superior é aplicada sobre as superfícies externas das referidas primeira concha de lâmina e segunda concha de lâmina.

10. Lâmina de turbina de vento, de acordo com a reivindicação 9, caracterizada pelo fato de compreender: uma primeira concha de lâmina que tem uma primeira secção cônica ao longo de pelo menos uma porção de uma extremidade da referida primeira concha; e uma segunda concha de lâmina que tem uma segunda secção cônica ao longo de pelo menos uma porção de uma extremidade da referida segunda concha, em que a referida primeira concha de lâmina e segunda concha de lâmina são dispostas de tal modo que a referida primeira secção cônica confina a referida segunda secção cônica para formar um canal de recesso localizado ao longo de uma fronteira entre as extremidades das referidas primeira concha de lâmina e segunda concha de lâmina, e em que a lâmina de turbina de vento compreende ainda um laminado localizado no referido canal de recesso, o referido laminado que une a referida primeira concha de lâmina e segunda concha de lâmina.

11. Lâmina de turbina de vento, de acordo com a reivindicação 9 ou a reivindicação 10, caracterizada pelo fato do referido laminado ou a referida laminação superior ser substancialmente formada a partir do mesmo material que as referidas primeira concha de lâmina e segunda concha de lâmina.

12. Lâmina de turbina de vento, de acordo com qualquer uma das reivindicações 9 - 11, caracterizada pelo fato da lâmina de turbina de vento compreender um canal de recesso cavidade que se estende ao longo de pelo menos uma porção da aresta de ataque das referidas lâminas de turbinas de vento, de preferência ao longo de substancialmente toda a aresta de ataque, em que um laminado situa - se no canal de recesso da aresta de ataque e junta - se as referidas primeira concha de lâmina e segunda concha de lâmina ao longo da referida pelo menos uma parte da aresta de ataque da referida lâmina de turbina de vento.

13. Lâmina de turbina de vento, de acordo com qualquer uma das reivindicações 9 - 12, caracterizada pelo fato da lâmina de turbina de vento compreender um canal de recesso que se estende ao longo de pelo menos uma porção da aresta de fuga da lâmina de turbina de vento, em que um laminado localizado no canal de recesso da aresta de fuga e junta as referidas primeira concha de lâmina e segunda concha de lâmina ao longo da referida pelo menos uma porção da aresta de fuga da referida lâmina de turbina de vento, de preferência na região da raiz da lâmina de turbina de vento.

14. Turbina de vento, caracterizada pelo fato de compreender, pelo menos, uma lâmina de turbina de vento conforme definida em qualquer uma das reivindicações 9 - 13.