BRPI1003365A2

BRPI1003365A2 - molde para moldar uma pá de turbina eólica, método para moldar uma pá de turbina eólica, e, pá de turbina eólica

Info

Publication number: BRPI1003365A2
Application number: BRPI1003365-3A
Authority: BR
Inventors: Gabriel Mironov
Original assignee: Suzhou Red Maple Wind Blade Mould Co Ltd
Priority date: 2009-09-11
Filing date: 2010-09-09
Publication date: 2012-05-29
Also published as: CN102481704A; US20120187273A1; WO2011029274A1; CN102481704B; US8899546B2; BRPI1003365B1; KR200479557Y1

Abstract

MOLDE PARA MOLDAR UMA Pá DE TURBINA EóLICA, METODO PARA MOLDAR UMA Pá DE TURBINA EóLICA, E, Pá DE TURBINA EóLICA. Um molde para moldar uma pá de turbina eólica, o molde compreendendo um corpo de molde que tem uma superficie de moldagem frontal e uma face traseira, o corpo de molde tendo pelo menos um tubo no mesmo para transportar um líquido de aquecimento através do mesmo, o pelo menos um tubo definindo uma pluralidade de elementos de aquecimento espaçados lateralmente, e uma camada contínua de material condutor de calor localizada na direção da espessura do corpo de molde entre a pluralidade de elementos de aquecimento espaçados lateralmente e a superficie de moldagem frontal e se estendendo lateralmente através do espaço entre elementos de aquecimento adjacentes.

Description

"MOLDE PARA MOLDAR UMA PÁ DE TURBINA EÓLICA, MÉTODO PARA MOLDAR UMA PÁ DE TURBINA EÓLICA, E, PÁ DE TURBINA EÓLICA"

Campo técnico da invenção

A presente invenção é relativa a um molde para moldar uma pá de turbina eólica e um método para moldar uma pá de turbina eólica que utiliza tal molde.

Fundamento da invenção

Moldes para moldar uma pá de turbina eólica são conhecidos na técnica. Pás para turbina eólica podem ter uma grande de área superficial, por exemplo, um comprimento de a 60 metros e uma largura de a 5 metros. As superfícies da lamina são tipicamente compostas de material compósito de matriz de resina reforçada com fibra, que é moldado no molde. A grande massa de material da matriz de resina pode ser curada em um dispositivo de cura por ciclo em que aquecimento do molde é genericamente requerido para acelerar a cura para controlar o ciclo de cura e assegurar cura uniforme e completa da resina dentro de um tempo de ciclo de cura comercialmente aceitável.

E conhecido fornecer tubos dentro do molde, através dos quais um fluido de aquecimento é passado para aquecer a superfície do molde durante o ciclo de cura. Contudo, tais moldes conhecidos que incorporam sistemas de aquecimento são termicamente ineficientes, complexos, e caros para fabricar.

No passado era popular em todo o mundo aquecer moldes para pá de turbina eólica utilizando água.

Contudo, isto tem as seguintes desvantagens:

1. Em tempo de inverno a água pode congelar destruindo a tubulação no molde.

2. A água pode provocar corrosão nos tubos, destruindo o molde.

3. Sem pressão, aquecimento acima de 90°C não pode ser conseguido.

4. Se utilizando água pressurizada para alcançar temperaturas mais elevadas, vazamentos perigosos ou explosão podem ocorrer. Também uma inspeção de segurança é necessária para caldeiras pressurizadas.

5. Se água impura é utilizada, depósitos de sal podem se formar dentro dos tubos, bloqueando-os.

Efetivamente isto resultou na limitação de temperatura para sistemas de caldeira de água utilizados para aquecimento de molde para pá, que são ajustados para 90°C. Uma vez que temperaturas a 80°C são necessárias para a produção de pá, isto provoca um ciclo de produção de pá mais longo. O aquecimento desde 60°C a 80°C se torna mais e mais lento quando a temperatura do molde da pá se aproxima da temperatura da caldeira. Isto porque a capacidade efetiva de transferência de calor do fluido cai mais e mais com o diferencial de temperatura diminuído.

Além disto, um molde para pá de epóxi-fibra de vidro deveria ser pós-curado a uma temperatura de pelo menos 1100C antes da utilização, para acionar a cura da casca de molde até a completação e obter o laminado de molde o mais durável. Isto não pode ser conseguido com um sistema de aquecimento com água.

Também foi sugerido utilizar óleo de silicone para aquecimento, o qual poderia permitir temperaturas de caldeira muito mais elevadas, sem pressão. Contudo, utilizar tal óleo poderia provocar contaminação do silicone dentro da fábrica da pá. Contaminação com silicone provavelmente poderia provocar falha de colagem da pá de turbina eólica ou defeitos na pintura da pá. E bem conhecido que qualquer traço de contaminação com silicone é extremamente danoso a ligação adesiva de todos os tipos. Assim, de maneira efetiva, até hoje, todos os moldes para pá fazem uso de aquecimento elétrico, aquecimento com ar, ou aquecimento com água. Na curta história da indústria de produção de pá eólica nenhum outro fluido para transferência de calor foi verificado ou utilizado com sucesso.

Sumário da invenção

A presente invenção tem a intenção de superar, pelo menos parcialmente, estes problemas de moldes conhecidos para moldar pás para turbina eólica.

Conseqüentemente, a presente invenção fornece um molde para moldar uma pá de turbina eólica, o molde compreendendo um corpo de molde que tem uma superfície de moldagem frontal e uma face traseira, o corpo de molde tendo, pelo menos, um tubo no mesmo para transportar um líquido de aquecimento através do mesmo, ou, pelo menos, um tubo que define uma pluralidade de elementos de aquecimento lateralmente espaçados, e uma camada contínua de um material condutor de calor localizada na direção da espessura do corpo do molde entre a pluralidade de elementos de aquecimento lateralmente espaçados e a superfície de moldagem frontal, e que se estendem lateralmente através do espaço entre elementos de aquecimento adjacentes.

Opcionalmente, a camada contínua de material condutor de calor é uma malha. A malha pode ser composta de alumínio, cobre, ou fibras de carbono, ou uma mistura de pelo menos dois destes metais.

Opcionalmente, o corpo do molde compreende uma construção em sanduíche que tem uma camada núcleo central entre as camadas traseira e frontal, ou, pelo menos, um tubo é colocado entre a camada núcleo e a camada frontal, e a camada contínua de material condutor de calor é colocada dentro da camada frontal.

Tipicamente, a camada contínua de material condutor de calor é colocada entre as camadas laminadas traseira e frontal da camada frontal, a camada de laminado frontal definindo a superfície de moldagem. Preferivelmente a camada núcleo é composta de um material de baixo peso, selecionado dentre espuma polimérica, por exemplo, composta de polietileno tereftalato, ou madeira de balsa. A camada núcleo tem, de maneira desejável, desde 6 a 50 mm de espessura.

O tubo é tipicamente acomodado em um canal formado em uma superfície frontal da camada núcleo, de modo que cada elemento de aquecimento espaçado está em um respectivo canal e os canais dos elementos de aquecimento espaçados são espaçados lateralmente, de maneira correspondente. O canal pode ter uma seção transversal triangular ou trapezoidal. O canal é preferivelmente enchido com uma pasta condutora de calor que circunda o tubo no canal. A pasta condutora de calor pode compreender uma mistura de um pó condutor de calor em uma resina polimérica, o pó condutor de calor sendo opcionalmente selecionado dentre, pelo menos, um de pó de alumínio, pó de alumina e pó de cobre, ou uma mistura de, pelo menos, dois destes pós.

Tipicamente o tubo tem um diâmetro exterior de desde 6 a 10 mm e uma espessura de parede desde 0,5 a 1 mm. Preferivelmente, uma pluralidade de elementos de aquecimento espaçada define um trajeto em serpentina formado por um tubo comum. O espaçamento lateral dos elementos de aquecimento espaçados do trajeto em serpentina pode ter desde 20 a 200 mm, opcionalmente 75 a 125 mm.

Em uma modalidade particularmente preferida, o corpo de molde compreende uma pluralidade de zonas de aquecimento arranjadas lateralmente, cada zona tendo um tubo comum respectivo, que define uma trajeto em serpentina respectiva para cada zona. A pluralidade de zonas de aquecimento arranjadas lateralmente pode compreender, pelo menos, duas de uma área de raiz de pá, uma área de coroa de longarina, uma área de núcleo de espuma e uma área de flange, cada área sendo conformada para moldar uma porção correspondente de uma pá eólica. Opcionalmente, cada zona de aquecimento tem um tubo comum de 30 a 60 metros de comprimento, e extremidades de entrada e saída do tubo comum são adjacentes a uma aresta da zona. O espaçamento lateral dos elementos de aquecimento espaçados em cada zona, é preferivelmente substancialmente uniforme.

O molde pode compreender adicionalmente um sistema de suprimento de líquido conectado ao pelo menos um tubo, para suprir líquido pressurizado aquecido para o pelo menos um tubo de aquecimento. O sistema de suprimento de líquido pode ser adaptado para suprir um meio de aquecimento líquido a uma pressão de desde 4 a 20 bar, opcionalmente 6 a 12 bar, por exemplo, cerca de 10 bar. Tipicamente, o sistema de suprimento de líquido inclui um suprimento de etileno glicol como o meio líquido de aquecimento.

Para superar todas as desvantagens de utilizar água sem recorrer a um óleo de silicone para transferência de calor, é um aspecto preferido da presente invenção utilizar um fluido de ponto de ebulição mais elevado. O fluido ideal deveria ser:

1. Estável em temperaturas de 100 a 120°C.

2. De baixo custo.

3. Não especialmente danoso aos materiais da pá.

4. Não inflamável ou de baixa inflamabilidade.

5. Não corrosivo.

6. De elevada capacidade térmica específica

7. De baixa viscosidade.

Depois de pesquisa e experimentação, verificou-se que um fluido para transferência de calor ideal é etileno glicol puro.

Se etileno glicol puro for utilizado para o aquecimento do molde, o usuário pode obter as seguintes vantagens inovadoras:

1. O molde pode ser aquecido até 130°C sem colapso ou ebulição do fluido de transferência de calor.

2. Quaisquer vazamentos podem ser limpos facilmente com água.

3. O fluido não é particularmente agressivo ao material da pá, e não provoca defeitos de ligação em pequenas quantidades.

4. O fluido impede corrosão.

5. O fluido é de viscosidade estável para ser bombeado por bombas centrífugas, de palhetas ou de engrenagens.

Uma desvantagem é que a capacidade térmica específica do etileno glicol é grosseiramente metade daquela da água, de modo que a vazão da bomba precisa ser dobrada para transferência de calor equivalente. Ainda mais, o calor específico do etileno glicol é bastante superior àquele de óleo mineral ou de óleo de silicone.

O calor específico de alguns candidatos a fluido para aquecimento de molde, a 250C:

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De acordo com este aspecto preferido da presente invenção, etileno glicol puro ou diluído ou propileno glicol é utilizado como um fluido de transferência de calor que é transportado ao longo de uma pluralidade de tubos de circulação de um sistema de aquecimento para o fluido de transferência de calor, cujos tubos são fornecidos entre uma camada de estrutura principal no lado traseiro de um molde para pá de turbina eólica e uma camada superficial no lado de moldagem do molde para pá de turbina eólica, o molde sendo feito de um laminado do compósito.

De acordo com uma modalidade preferida, etileno glicol, propileno glicol ou uma mistura de etileno glicol e propileno glicol podem constituir mais do que 25% do fluido de transferência de calor em volume. E particularmente preferido que etileno glicol puro ou o propileno glicol constituam 100% do fluido de transferência de calor em volume.

Em uma modalidade preferida, o corpo do molde compreende uma pluralidade de zonas de aquecimento arranjadas lateralmente, cada zona tendo um tubo comum respectivo, que define um trajeto em serpentina respectivo para cada zona, e o sistema de suprimento de líquido é adaptado para suprir cada zona com líquido pressurizado em uma pressão diferencial substancialmente uniforme. Opcionalmente o sistema de suprimento de líquido é adaptado para suprir cada zona com liquido em uma vazão de líquido substancialmente uniforme, por exemplo, pelo menos 1 m/s.

A presente invenção ainda fornece um método para moldar uma pá de turbina eólica que utiliza o molde da presente invenção, o método compreendendo dispor um reforço de fibra de vidro em uma resina curável adjacente à superfície de moldagem frontal, e transportar um líquido aquecido através do pelo menos um tubo, para acelerar a cura da resina curável, para formar um material compósito de matriz de resina reforçada com fibra.

Opcionalmente o líquido aquecido está a uma pressão de desde 4 a 20 bar, opcionalmente 6 a 12 bar, por exemplo, cerca de 10 bar.

Preferivelmente o corpo do molde compreende uma pluralidade de zonas de aquecimento arranjadas lateralmente, cada zona tendo um tubo comum respectivo, que define um trajeto em serpentina respectivo para cada zona, e o líquido aquecido está em uma pressão diferencial substancialmente uniforme para cada zona e/ou o líquido aquecido é suprido em um escoamento de líquido substancialmente uniforme para cada zona, por exemplo, pelo menos 1 m/s. Tipicamente o líquido aquecido é etileno glicol.

A presente invenção ainda fornece uma pá de turbina eólica produzida pelo método da presente invenção.

Breve descrição dos desenhos Modalidades da presente invenção serão descritas agora, somente a guisa de exemplo, com referência aos desenhos que acompanham, nos quais:

A figura 1 é uma seção transversal esquemática através de uma parte de um molde para moldar uma pá de turbina eólica, de acordo com uma modalidade da presente invenção; e

A figura 2 é uma vista em planta, esquemática, de um sistema de zonas de aquecimento arranjadas lateralmente no molde da figura 1;

A figura 3 é uma vista esquemática do sistema global de aquecimento; e

A figura 4 é um diagrama simplificado do da caldeira de aquecimento e recirculação.

Descrição detalhada das modalidades preferidas

Fazendo referência às figuras, nelas está mostrado um molde 2 para moldar uma pá de turbina eólica de acordo com uma modalidade da presente invenção. A figura 1 é uma seção transversal esquemática através de uma parte do molde 2.

O molde 2 compreende um corpo de molde 4 que tem uma superfície de moldagem frontal 6 e uma face traseira 8. O corpo de molde 4 compreende uma construção em sanduíche que tem uma camada núcleo central 10 entre as camadas traseira e frontal 12, 14. A camada núcleo 10 é composta de um material de peso leve selecionado dentre espuma polimérica, por exemplo, composta de polietileno tereftalato ou madeira de balsa. Tipicamente, a camada núcleo 10 tem desde 6 a 50 mm de espessura.

As camadas traseira e frontal 12, 14 são compostas de um material compósito de matriz de resina reforçada com fibra. O molde da presente invenção não é específico com relação ao tipo de material compósito reforçado com fibra utilizado para o molde. Todos os materiais de molde que são conhecidos na técnica como sendo típicos para fabricação de moldes poliméricos podem ser empregados. A resina da matriz pode ser epóxi, poliéster, vinil-éster, cianato-éster ou um tipo híbrido. As fibras podem ser de vidro, carbono, basalto, aramid ou um tipo híbrido. Contudo, tendo em vista a economia, tempo de trabalho adequado, e resistência à ciclagem térmica, um material compósito de matriz de resina epóxi e fibra de vidro é genericamente preferido.

O corpo de molde 4 tem, pelo menos, um tubo 16 nele, para transportar um líquido de aquecimento através do mesmo, o pelo menos um tubo 16 sendo localizado entre a camada núcleo IOea camada frontal 14. O pelo menos um tubo 16 define uma pluralidade de elementos de aquecimento espaçados 18a, 18b, 18c. Tipicamente o tubo 16 tem um diâmetro exterior de desde 6 a 10 mm e uma espessura de parede de desde 0,5 a 1 mm. O espaçamento lateral dos elementos de aquecimento espaçados 18a, 18b, 18c é tipicamente desde 20 a 200 mm, opcionalmente 75 a 125 mm. A pluralidade de elementos de aquecimento espaçados 18a, 18b, 18c define um trajeto em serpentina formado por um tubo comum 16.

O tubo 16 é acomodado em um canal 20 formado em uma superfície frontal 22 da camada núcleo 10. Conseqüentemente, cada elemento de aquecimento espaçado 18a, 18b, 18c está em um respectivo canal 20a, 20b, 20c, e os canais 20a, 20b, 20c dos elementos de aquecimento espaçados 18a, 18b, 18c são espaçados lateralmente de maneira correspondente. Tipicamente, o canal 20 tem uma seção transversal triangular ou trapezoidal. O canal 20 é enchido com uma pasta condutora de calor 24 que circunda o tubo 16 no canal 20. A pasta condutora de calor 24 preferivelmente compreende uma mistura de pó condutor de calor em uma resina polimérica, o pó condutor de calor opcionalmente sendo selecionado dentre pelo menos um de pó de alumínio, pó de alumina, e pó de cobre, ou uma mistura de pelo menos dois destes materiais.

Uma camada contínua 26 de material condutor de calor é localizada na direção da espessura do corpo de molde 4 entre a pluralidade de elementos de aquecimento espaçados 18a, 18b, 18c e a superfície de moldagem frontal 6, e se estendem lateralmente através do espaço 28 entre elementos de aquecimento adjacentes 18a, 18b, 18c. A camada contínua 26 do material condutor de calor é uma malha, e é tipicamente composta de alumínio, cobre, ou fibras de carbono, ou uma mistura de pelo menos dois destes materiais. Preferivelmente a camada contínua 26 do metal condutor de calor é disposta dentro da camada frontal 14. Na modalidade preferida, a camada contínua 26 de metal condutor de calor é disposta entre as camadas de laminado traseira e frontal 30, 32 da camada frontal 14, a camada frontal 14 definindo a superfície de moldagem 6.

Fazendo referência à figura 2, o molde 2 compreende uma pluralidade de zonas de aquecimento arranjadas lateralmente 34a, 34b, 34c, etc., somente algumas das zonas sendo identificadas com numerais de referência na figura 2. Cada zona 34 tem um respectivo tubo comum 16 que define um respectivo trajeto de serpentina 36 para cada zona 32. As zonas de aquecimento 34 correspondem, respectivamente, a áreas particulares da pá de turbina eólica a ser moldada, tal como uma área de raiz de pá, uma área de coroa de longarina, uma área de núcleo de espuma e uma área de flange, cada área sendo conformada para moldar uma porção correspondente da pá de turbina eólica. As zonas de aquecimento 34 correspondem ao plano de laminação da pá com área de raiz, área de coroa de longarina, área de núcleo de espuma e área de flange, separadas em zonas independentes 34.

Tipicamente, cada zona de aquecimento 34 tem um tubo comum 21 de 30 a 60 m de comprimento e extremidades de entrada e saída 42, 44 do tubo comum 16 são adjacentes em uma aresta da zona 32. Um tal par de extremidades de entrada e saída 42, 44 para uma zona de aquecimento respectiva 34 está destacado na figura 2 dentro do círculo marcado X. Preferivelmente, para fornecer aquecimento uniforme em cada zona 34, espaçamento lateral dos elementos de aquecimento espaçados 18a, 18b, 18c em cada zona 34 é substancialmente uniforme.

Fazendo referência à figura 3, cada pá de turbina eólica é moldada entre dois moldes 2a, 2b, os dois moldes compreendendo um molde superior 2a e um molde inferior 2b. A configuração zonal das zonas de aquecimento 34 dos moldes superior e inferior 2a, 2b, pode ser a mesma ou diferente. Em particular, cada metade de molde oposta pode ter uma configuração zonal dedicada para as respectivas zonas de aquecimento 34.

Fazendo referência às figuras 3 e 4, o sistema de suprimento de líquido aquecido 48, de acordo com uma modalidade, inclui para cada um dos moldes de pá superior 2a e o molde de pá inferior 2b uma respectiva unidade caldeira 50, 51 que é conectada aos tubos comuns 16 que atuam como tubos de circulação de fluido de aquecimento por meio de mangueiras de conexão 52. Somente um par de mangueiras 52 para cada molde 2a, 2b está mostrado na figura 3, porém diversas mangueiras 52 podem ser fornecidas para suprir respectivas zonas 34. As mangueiras de conexão 52 conectam as zonas 34 como requerido. Como mostrado na figura 4, cada unidade de caldeira 50, 51 compreende uma bomba de recirculação 54, um motor de bomba 55 e um tanque de caldeira 56. A bomba 54 e o tanque 56 são montados em uma placa base comum 58. O tanque 56 é conectado a um suprimento de fluido de transferência de calor (não mostrado) e dotado nele de um elemento de aquecimento elétrico 60, para aquecer o fluido de transferência de calor alimentado para o tanque 56. O fluido de transferência de calor aquecido é bombeado pela bomba 55 para dentro e para fora dos tubos 16.

O sistema de suprimento de líquido aquecido 48 é, portanto, conectado ao pelo menos um tubo 16 para suprir líquido pressurizado aquecido para os elementos de aquecimento espaçados 18a, 18b, 18c nas zonas 34. O sistema de suprimento de líquido 48 é adaptado para suprir um meio de aquecimento de líquido preferivelmente etileno glicol em uma pressão de desde 4 a 20 bar, opcionalmente 6 a 12 bar, por exemplo, cerca de 10 bar. Cada zona 34 é suprida com líquido pressurizado em uma pressão diferencial substancialmente uniforme, de modo que a pressão através de todo o molda 2 é uniforme, e uma vazão de líquido substancialmente uniforme, por exemplo, pelo menos 1 m/s. Um arranjo de tubo triplo (não mostrado) é utilizado para o coletor de escoamento sob o molde 2, de tal modo que todas as zonas 34 têm a mesma pressão diferencial, que permite um aquecimento uniforme sem controles complicados.

O molde 2 é utilizado para moldar um produto tal como uma pá de turbina eólica, dispondo um reforço de fibra em uma resina curável adjacente à superfície de moldagem frontal e transportando um líquido aquecido através do pelo menos um tubo, para acelerar a cura da resina curável, para formar um material compósito de matriz de resina reforçada com fibra. O reforço de fibra em uma resina curável pode ser fornecido seja por pré-impregnações ou por deposição inicial de fibras secas e então infusão a vácuo subseqüente de resina para o interior das fibras, como é bem conhecido daqueles versados na técnica.

Utilizando uma camada contínua condutora de calor 26 tal como uma malha de alumínio no lado de saída de calor dos elementos de aquecimento tubulares 18a, 18b, 18c, a distância entre elementos de aquecimento 18a, 18b, 18c pode ser prolongada 2 a 3 vezes além do que aquela nos moldes precedentes que não incorporam tal camada contínua condutora de calor 26. Isto economiza o tempo de instalação de tubo, o peso do molde e o custo do molde. Também uma temperatura superficial de molde mais uniforme é obtida do que por meio de moldes conhecidos. Tais moldes conhecidos aquecidos com líquido não utilizam este elemento de condução de calor e o espaço entre os tubos são seriamente limitados pela pobre condutividade térmica do laminado para molde (aproximadamente 0,35 W/m- k contra aproximadamente W/m-k para malha de alumínio).

A pasta condutora de calor é somente requerida ser utilizada em canais espaçados lateralmente 20 ao redor de cada elemento de aquecimento tubular 18a, 18b, 18c. Em moldes conhecidos, todo o espaço entre tubos era enchido com pasta condutora de calor, causando peso elevado e custo elevado, bem como aquecimento lento do molde devido ao requisito de adicionalmente aquecer a grande quantidade de pasta pesada. Com a modalidade preferida da presente invenção o espaço entre os tubos 16 é enchido com núcleo de peso leve 10.

O diâmetro dos tubos 16 é reduzido quando comparado aos moldes conhecidos. Em moldes aquecidos por líquido conhecidos tubos de 12 a 20 mm de diâmetro exterior foram utilizados. Com uma modalidade preferida da presente invenção o diâmetro exterior do tubo é reduzido para 10 mm ou menos, e a pressão operacional é aumentada de 2 a 4 bar para cerca de 10 bar.

O meio de aquecimento líquido, água, utilizado em moldes conhecidos aquecidos por líquido é substituído por etileno glicol na modalidade preferida da presente invenção, possibilitando temperaturas de processo mais elevadas e pós-cura melhorada.

De acordo com a modalidade preferida da presente invenção, etileno glicol puro ou diluído o propileno glicol é utilizado como o meio líquido de aquecimento ou fluido de transferência de calor. E preferido que etileno glicol, propileno glicol, ou uma mistura de etileno glicol e propileno glicol constituam mais do que 25% do fluido de transferência de calor em volume. Para obter um ponto de ebulição mais elevado sem a necessidade por pressurização, é especialmente preferido que o fluido de transferência de calor compreenda 80% ou mais de etileno glicol ou propileno glicol, ou uma mistura de etileno glicol e propileno glicol em volume, ou melhor, 100% de etileno glicol puro ou propileno glicol. Isto porque o etileno glicol ou propileno glicol tem valor de pressão de vapor muito mais baixo do que água e, em adição, a adição de qualquer água reduz enormemente o ponto de ebulição.

Quanto maior a proporção de etileno glicol ou propileno glicol e a proporção de água mais baixa irá resultar em um aumento na temperatura de operação máxima que é praticamente limitada a 140°C para etileno glicol puro, porém somente 120°C para propileno glicol puro.

Na modalidade preferida da presente invenção as zonas de aquecimento são dispostas de acordo com o plano de laminação da pá, com a área de raiz, área de coroa de longarina, área de núcleo de espuma e área de flange, separadas em zonas independentes. Em moldes conhecidos aquecidos por líquido as zonas para aquecimento com líquido eram depositadas como tiras simples através de toda a largura do molde, tornando impossível fazer sob medida o aquecimento da temperatura de aquecimento para o requisito de processo.

Outras modificações serão evidentes para aqueles versados na técnica, e estão dentro do escopo da presente invenção como definida nas reivindicações anexas.

Claims

1. Molde para moldar uma pá de turbina eólica, caracterizado pelo fato de compreender um corpo de molde que tem uma superfície de moldagem frontal e uma face traseira, o corpo de molde tendo pelo menos um tubo no mesmo para transportar um líquido de aquecimento através do mesmo ou, pelo menos, um tubo que define uma pluralidade de elementos de aquecimento espaçados lateralmente, e uma camada contínua de material condutor de calor localizado na direção da espessura do corpo do molde, entre a pluralidade de elementos de aquecimento espaçados lateralmente e a superfície de moldagem frontal, e que se estendem lateralmente através do espaço entre elementos de aquecimento adjacentes.

2. Molde de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de a camada contínua de material condutor de calor ser uma malha.

3. Molde de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de a malha comum ser composta de alumínio, cobre, ou fibras de carbono, ou uma mistura de pelo menos dois destes materiais.

4. Molde de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de o corpo de molde compreender uma construção em sanduíche que tem uma camada núcleo central entre camadas traseira e frontal, o pelo menos um tubo ser disposto entre a camada núcleo e a camada frontal e a camada contínua de material condutor de calor ser disposta dentro da camada frontal.

5. Molde de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelo fato de a camada contínua de material condutor de calor ser disposta entre as camadas laminadas traseira e frontal da camada frontal, a camada laminada frontal definindo a superfície de moldagem.

6. Molde de acordo com a reivindicação 4 ou reivindicação 5, caracterizado pelo fato de a camada núcleo ser composta de um material de peso leve selecionado dentre espuma polimérica, por exemplo, composta de polietileno tereflalato, ou madeira de balsa.

7. Molde de acordo com qualquer uma das reivindicações 4 a 6, caracterizado pelo fato de a camada núcleo ter desde 6 a 50 mm de espessura.

8. Molde de acordo com qualquer uma das reivindicações 4 a 7, caracterizado pelo fato de o tubo ser acomodado em um canal formado em uma superfície frontal da camada núcleo, de modo que cada elemento de aquecimento espaçado está em um respectivo canal, e os canais dos elementos de aquecimento espaçados serem espaçados lateralmente de maneira correspondente.

9. Molde de acordo com a reivindicação 8, caracterizado pelo fato de o canal ter uma seção transversal triangular ou trapezoidal.

10. Molde de acordo com a reivindicação 8 ou reivindicação 9, caracterizado pelo fato de o canal ser enchido com uma pasta condutora de calor que circunda o tubo no canal.

11. Molde de acordo com a reivindicação 10, caracterizado pelo fato de a pasta condutora de calor compreender uma mistura de um pó condutor de calor em uma resina polimérica.

12. Molde de acordo com a reivindicação 11, caracterizado pelo fato de o pó condutor de calor ser selecionado dentre pelo menos um de pó de alumínio, pó de alumina e pó de cobre, ou uma mistura de pelo menos dois destes pós.

13. Molde de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de o tubo ter um diâmetro exterior de desde 6 a 10 mm e uma espessura de parede de desde 0,5 a 1 mm.

14. Molde de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de uma pluralidade de elementos de aquecimento espaçados definir um trajeto em serpentina formado por um tubo comum.

15. Molde de acordo com a reivindicação 14, caracterizado pelo fato de o espaçamento lateral dos elementos de aquecimento espaçados do trajeto em serpentina ser desde 20 a 200 mm, opcionalmente 75 a 125 mm.

16. Molde de acordo com a reivindicação 14 ou reivindicação 15, caracterizado pelo fato de o corpo de molde compreender uma pluralidade de zonas de aquecimento arranjadas lateralmente, cada zona tendo um respectivo tubo comum que define um respectivo trajeto em serpentina para cada zona.

17. Molde de acordo com a reivindicação 16, caracterizado pelo fato de a pluralidade de zonas de aquecimento arranjadas lateralmente compreender pelo menos duas de uma área de raiz de pá, uma área de coroa de longarina, uma área de núcleo de espuma e uma área de flange, cada área sendo conformada para moldar uma porção correspondente de uma pá eólica.

18. Molde de acordo com a reivindicação 16 ou reivindicação 17, caracterizado pelo fato de cada zona de aquecimento ter um tubo comum de 30 a 60 metros de comprimento, e extremidades de entrada e saída do tubo comum serem adjacentes em uma aresta da zona.

19. Molde de acordo com qualquer uma das reivindicações 16 a 18, caracterizado pelo fato de o espaçamento lateral dos elementos de aquecimento espaçados em cada zona ser substancialmente uniforme.

20. Molde de acordo com qualquer reivindicação precedente, caracterizado pelo fato de compreender adicionalmente um sistema de suprimento de líquido conectado ao pelo menos um tubo, para suprir líquido pressurizado aquecido para o pelo menos um tubo de aquecimento.

21. Molde de acordo com a reivindicação 20, caracterizado pelo fato de o sistema de suprimento de líquido ser adaptado para suprir um meio de aquecimento de líquido a uma pressão de desde 4 a 20 bar, opcionalmente 6 a 12 bar, por exemplo, cerca de 10 bar.

22. Molde de acordo com a reivindicação 20 ou reivindicação 21, caracterizado pelo fato de o sistema de suprimento de líquido incluir um suprimento de etileno glicol como o meio de aquecimento líquido.

23. Molde de acordo com qualquer uma das reivindicações 20 a 22, caracterizado pelo fato de o corpo de molde compreender uma pluralidade de zonas de aquecimento arranjadas lateralmente, cada zona tendo um respectivo tubo comum que define um respectivo trajeto em serpentina para cada zona, e o sistema de suprimento de líquido ser adaptado para suprir cada zona com líquido pressurizado em uma pressão diferencial substancialmente uniforme.

24. Molde de acordo com a reivindicação 23, caracterizado pelo fato de o sistema de suprimento de líquido ser adaptado para suprir cada zona com líquido a uma vazão de líquido substancialmente uniforme, por exemplo, pelo menos 1 m/s.

25. Método para moldar uma pá de turbina eólica que utiliza o molde como definido na reivindicação 1, caracterizado pelo fato de compreender dispor um reforço de fibra em uma resina curável adjacente à superfície de moldagem frontal e transportar um líquido aquecido através do pelo menos um tubo, para acelerar a cura da resina curável para formar um material compósito de matriz de resina reforçada com fibra.

26. Método de acordo com a reivindicação 25, caracterizado pelo fato de o líquido aquecido estar em uma pressão de desde 4 a 20 bar, opcionalmente 6 a 12 bar, por exemplo, cerca de 10 bar.

27. Método de acordo com a reivindicação 25 ou reivindicação 26, caracterizado pelo fato de o corpo de molde compreender uma pluralidade de zonas de aquecimento arranjadas lateralmente, cada zona tendo um tubo respectivo comum que define um respectivo trajeto em serpentina para cada zona, e o líquido aquecido estar em uma pressão diferencial substancialmente uniforme para cada zona.

28. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações 25 a 27, caracterizado pelo fato de o corpo de molde compreender uma pluralidade de zonas de aquecimento arranjadas lateralmente, cada zona tendo um respectivo tubo comum que define um respectivo trajeto em serpentina para cada zona e o líquido aquecido ser suprido em uma vazão de líquido substancialmente uniforme para cada zona, por exemplo, pelo menos 1 m/s.

29. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações 25 a 28, caracterizado pelo fato de o líquido aquecido ser etileno glicol.

30. Pá de turbina eólica, caracterizado pelo fato de ser produzida pelo método como definido em qualquer uma das reivindicações 25 a 29.