DK178029B1 - Vindmølle-spars med forbundne shear webs - Google Patents

Vindmølle-spars med forbundne shear webs Download PDF

Info

Publication number
DK178029B1
DK178029B1 DK200801307A DKPA200801307A DK178029B1 DK 178029 B1 DK178029 B1 DK 178029B1 DK 200801307 A DK200801307 A DK 200801307A DK PA200801307 A DKPA200801307 A DK PA200801307A DK 178029 B1 DK178029 B1 DK 178029B1
Authority
DK
Denmark
Prior art keywords
shear web
spar
segment
wind turbine
assembly
Prior art date
Application number
DK200801307A
Other languages
English (en)
Inventor
Eric Morgan Jacobsen
Nicholas Keane Althoff
Jan Willem Bakhuis
Original Assignee
Gen Electric
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Gen Electric filed Critical Gen Electric
Publication of DK200801307A publication Critical patent/DK200801307A/da
Application granted granted Critical
Publication of DK178029B1 publication Critical patent/DK178029B1/da

Links

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03D—WIND MOTORS
    • F03D1/00—Wind motors with rotation axis substantially parallel to the air flow entering the rotor 
    • F03D1/06—Rotors
    • F03D1/065—Rotors characterised by their construction elements
    • F03D1/0675—Rotors characterised by their construction elements of the blades
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05B—INDEXING SCHEME RELATING TO WIND, SPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS, TO MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS COVERED BY SUBCLASSES F03B, F03D AND F03G
    • F05B2230/00—Manufacture
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05B—INDEXING SCHEME RELATING TO WIND, SPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS, TO MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS COVERED BY SUBCLASSES F03B, F03D AND F03G
    • F05B2240/00—Components
    • F05B2240/20—Rotors
    • F05B2240/30—Characteristics of rotor blades, i.e. of any element transforming dynamic fluid energy to or from rotational energy and being attached to a rotor
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/70—Wind energy
    • Y02E10/72—Wind turbines with rotation axis in wind direction
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
    • Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T29/00—Metal working
    • Y10T29/49—Method of mechanical manufacture
    • Y10T29/49316—Impeller making
    • Y10T29/49336—Blade making
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T29/00—Metal working
    • Y10T29/49—Method of mechanical manufacture
    • Y10T29/49316—Impeller making
    • Y10T29/49336—Blade making
    • Y10T29/49339—Hollow blade

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Wind Motors (AREA)

Abstract

Spar (32) til en vindmøllevinge (30) indbefatter mindst en shear web (40), der strækker sig mellem en tryk- og sugeside (34, 36) af vingen (30); og en sam- ling (42), 5som er anbragt i det væsentlige midt imellem enderne af shear web'en (40), til dimensionering af shear web'en (40). Samlingen (42) kan indbefatte et elastisk og/eller udvideligt afstandselement (52).

Description

OPFINDELSENS BAGGRUND
1. Teknisk område
Den her beskrevne genstand vedrører generelt fluidreaktionsoverflader med specifikke vingestrukturer, som er udformet med en hoved-spar, og især vindmøllevinge-spars med forbundne shear webs.
2. Kendt teknik
Et vindenergianlæg er en maskine til omdannelse af den kinetiske vindenergi til mekanisk energi. Hvis den mekaniske energi anvendes direkte af maskin-anlæg, for eksempel med henblik på at pumpe vand eller male hvede, så kan vindenergianlægget betegnes som en vindmølle. Ligeledes kan vindmøllen betegnes som en vindgenerator eller et vindkraftanlæg, hvis den mekaniske energi endvidere omformes til elektrisk energi.
Vindmøller anvender en eller flere vingeprofiler i form af en "vinge" til frembringelse af opdrift og fastholdelse af fremdrift fra bevægende luft, som derefter overføres til en rotor. Hver vinge er typisk fastgjort ved sin "rod-" ende og "strækker sig" derefter radialt "udenbords" til en fri, "spids" ende. Fronten eller "forkanten" af vingen forbinder de mest fremskudte punkter af vingen, som først kommer i kontakt med luften. Bagenden eller "bagkanten" af vingen er dér, hvor en vingeprofil, der blevet adskilt af forkanten, samles igen efter at have passeret hen over suge- og trykfladerne af vingen. En "kordelinje" forbinder for- og bagkanten af vingen i den typiske vingeprofils retning tværs over vingen.
Vindmøller kategoriseres typisk i henhold til den vertikale eller horisontale akse, som vingerne roterer om. En såkaldt horisontalakslet vindgenerator er vist skematisk i figur 1. Denne særlige udformning for en vindmølle 2 indbefatter et tårn 4, der understøtter en transmission 6 med en rotor 8, som er dækket af en beskyttende indkapsling, der betegnes som en "nacelle." Vingerne 10 er anbragt ved den ene ende af rotoren 8 uden for nacellen til at drive en gearkasse 12, som er forbundet med en elektrisk generator 14 ved den anden ende af transmissionen 6 inden i nacellen.
Vingerne 10 til sådanne vindmøller 2 er typisk fremstillet ved fastgørelse af forskellige “kappe”- og/eller “ribbe”-dele til et eller flere “spar”-elementer, der strækker sig i længeretningen (span-wise) langs med indersiden af vingen til at bære størstedelen af vægten og aerodynamiske kræfter på vingen. Spars er typisk udformet som l-formede bjælker med en web betegnet som en “shear web,” der strækker sig mellem to flanger betegnet som “caps” eller “spar caps,” som er fastgjort til indersiden af suge- og trykfladerne af vingen. Imidlertid kan der også anvendes andre spar-udformninger, omfattende, men ikke begrænset til “C-,” “L-,“ “T-,” “X-,“ “K-,“ og/eller kasseformede bjælker. Shear web'en kan også anvendes uden caps.
For eksempel er en såkaldt “box-spar” vingeudformning med for- og agter-shear webs, der strækker sig mellem enderne af to spar caps, vist i U.S. Department of Energy, National Renewable Energy Laboratory, offentliggørel-sesnr. NREL/SR-500-29492 (april 2001). En fælles overdraget og samverserende patentansøgning serienummer 11/684,230 indleveret den 9. marts 2007 af Alhoff o.a. beskriver flere andre udformninger, omfattende web-dele, som er klæbende bundet til og/eller integreret med kappedele af vingen. I en udførelsesform er der anbragt en klæbende samling mellem web-dele, der strækker sig fra to integrerede kapper. Andre udførelsesformer omfatter spar caps, som er klæbende forbundet med kappedele og/eller web-dele. De klæbende samlinger kan også omfatte inkorporering i kappedelene ved matrix-infusion.
Det er imidlertid blevet konstateret, at sådanne løsninger er forbundet med flere ulemper. For eksempel skal vindmøllevingekapper og -spars ofte fremstilles med store måltolerancer. Disse tolerancer kan så akkumulere til at skabe store mellemrum, hvor delene er sammenføjet og/eller forbundet med andre dele af vingen 10. Som vist i det skematiske tværsnit af vindmøllevingen 10, som er vist i figur 2, vil målafvigelser mellem kappen 20 og spar'en 22 øge mængden af bindemateriale 24, som er nødvendigt for at fylde de resulterende mellemrum mellem kappen og spar'en og/eller mellemrummene mellem shear web'en 26 og/eller spar caps'ene 28. Sådanne tykke sammenføjningslinjer kan tilføje vingen en betydelig vægt og belastning. Desuden er disse sammenføjningslinjer med lav styrke, høj vægt anbragt netop der, hvor belastningerne på vingen sandsynligvis er størst. Et eksempel på kendt tek nik med sådanne ulemper er vist i US 2005/214122 A1, som viser en spar cap for en vindmøllevinge omfattende to shear webs og en samling midt imellem enderne af shear web'en, hvor en højde af shear webs'ene er justerbar ved samlingerne.
KORT BESKRIVELSE AF OPFINDELSEN
Disse og andre ulemper ved sådanne traditionelle løsninger adresseres her, ved at der i forskellige udformninger er tilvejebragt en spar til en vindmøllevinge, indbefattende mindst en shear web, der strækker sig mellem tryk- og sugesiden af vingen; og en samling, der er anbragt i det væsentlige midt imellem enderne af shear web'en, til dimensionering af shear web'en, og et elastisk afstandselement, indbefattende en udvidelig bælg, som er anbragt i shear web'en. Der er også tilvejebragt en vindgenerator, indbefattende et tårn, der understøtter en rotor, som er forbundet med en gearkasse og en generator; mindst en hul vinge, der strækker sig radialt fra rotoren, med mindst en shear web, der strækker sig mellem tryk- og sugesiden af vingen; og shear web'en, som har et mellemrum, som er i det mindste delvist fyldt med et elastisk afstandselement, indbefattende en udvidelig bælg til dimensionering af shear web'en. Der er også stillet en fremgangsmåde til rådighed med henblik på samling af en vindmøllevinge, indbefattende trinnene med at tilvejebringe en første kappe med et første shear web-segment, som strækker sig derfra; tilvejebringelse af en anden kappe med et andet shear web-segment, som strækker sig derfra; og samling af det første shear web-segment med det andet shear web-segment, hvor samlingstrinnet omfatter i det mindste delvis fyldning af et mellemrum med et elastisk afstandselement indbefattende et udvideligt afstandselement.
KORT BESKRIVELSE AF TEGNINGERNE
Forskellige aspekter af denne teknologi beskrives nu med henvisning til de følgende figurer ("FIG."), som ikke nødvendigvis er målestokstro, men anvender de samme henvisningstal for at angive tilsvarende dele på alle de forskellige visninger.
Figur 1 er en skematisk sidevisning af en traditionel vindmølle.
Figur 2 er en skematisk tværsnitsvisning af den traditionelle vindmøllevinge i figur 1.
Figur 3 er en skematisk tværsnitsvisning af en vindmøllevinge til anvendelse med vindmøllen, der er vist i figur 1.
Figur 4 er en skematisk tværsnitsvisning af en spar til vindmøllevingen vist i figur 3.
Figur 5 er en skematisk tværsnitsvisning af en anden spar til vindmøllevingen vist i figur 3.
Figur 6 er en skematisk tværsnitsvisning af en anden spar til vindmøllevingen vist i figur 3.
Figur 7 er en skematisk tværsnitsvisning af en anden spar til vindmøllevingen vist i figur 3.
Figur 8 er en skematisk tværsnitsvisning af en anden spar til vindmøllevingen vist i figur 3.
Figur 9 er en forstørret skematisk tværsnitsvisning af en samling til anvendelse med den spar, der er vist i figur 8.
Figur 10 er en forstørret skematisk tværsnitsvisning af en anden samling til anvendelse med den spar, der er vist i figur 8.
Figur 11 er en skematisk tværsnitsvisning af en anden spar til vindmøllevingen vist i figur 3.
Figur 12 er en forstørret skematisk tværsnitsvisning af samlingen vist i figur 11.
Figur 13 er en skematisk tværsnitsvisning af en anden spar til vindmøllevingen vist i figur 3.
Figur 14 er en forstørret skematisk tværsnitsvisning af samlingen vist i figur 13.
Figur 15 er en skematisk tværsnitsvisning af en anden spar til vindmøllevingen vist i figur 3.
Figur 16 er en forstørret skematisk tværsnitsvisning af samlingen vist i figur 15.
DETALJERET BESKRIVELSE AF OPFINDELSEN
Figur 3 er en skematisk tværsnitsvisning af en vindmøllevinge 30 til anvendelse med vindgeneratoren vist i figur 1 eller en anden vindmølle. Skønt vindmøllevingen 30, som er vist i figur 3, her indbefatter en hul kappe 20 med i det væsentlige den samme udformning som i figur 2, kan der også anvendes en anden kappeudformning. Kappen kan være dannet af et hvilket som helst traditionelt materiale som f.eks. glasforstærket plast, glasforstærket epoxy, fiberforstærket plast, fiberforstærket polymer og/eller andre materialer, hvor fibrene kan omfatte fiberglas, chopped strand måtte, vævet måtte, carbonfibre, aramidfibre og/eller andre materialer. Der kan anvendes forskellige fremgangsmåder til udformning af kappen, omfattende laminering med håndoplægning (hand lay up) eller sprøjteoplægning (spray lay up) og formstøbning (molding).
I figur 3 er kappen 20 af vingen 30 understøttet af en spar 32, som strækker sig mellem tryksiden 34 og sugesiden 36 af kappen 20 inden i vingen 30. Som det eksempelvis er vist i figur 3, har spar'en 32 en udformning af en I-bjælke med spar caps 38 anbragt ved hver ende af shear web'en 40. Der kan imidlertid også anvendes andre spar-udformninger som f.eks. dem, der er omtalt foroven, omfattende dem uden spar caps 38, i hvilke shear web'en 40 er direkte forbundet med kappen (og/eller andre komponenter af vingen 30), sådanne spars, som kun strækker sig delvist langs med lænderetningen (span) af vingen 30, og sådanne spars (og/eller andre strukturkomponenter), der kan strække sig i andre retninger foruden parallelt med vingens længderetning (span) 30. Selv om spar'en 32 er typisk udformet ud fra de samme materialer og fremgangsmåder, som anvendes til at udforme kappen, kan der også anvendes andre materialer og/eller fremgangsmåder, omfattende dem, som er beskrevet i en fælles overdraget og samverserende U.S. patentansøgning serienummer 11/684,230 indleveret 9. marts 9, 2007 af Alhoff o.a.
Med eller uden spar caps'ene 38 kan enderne af spar'en 32 fastgøres til tryk-og sugesiden 34, 36 af kappen 20 på en hvilken som helst traditionel måde, indbefattende klæbende binding og/eller befæstelse. Alternativt eller derudover kan vingen 30 være udformet med en integreret shear web 40 som beskrevet i en fælles overdraget og samverserende U.S. patentansøgning serienummer 11/684,230 indleveret den 9. marts, 2007 af Alhoff o.a. med titlen “Integrated shear Webs for Wind Turbine Blades”, der er inkorporeret her som reference.
Spar 32 indbefatter en samling 42, som i de eksempler, der er vist i figur 3 til 14, er anbragt i det væsentlige midt imellem enderne af shear web'en, som er fastgjort til kappen 20. Eftersom denne position i spar'en 32 typisk er udsat for mindst belastning, kan der anvendes en relativt svag samling 42, hvorved man forenkler og tilføjer mindre materiale og vægt til vingen 30. Stødsamlingen, som er vist i figur 3, indbefatter f.eks. et mellemrum 44, der kan fyldes eller delvist fyldes med et bindemateriale. Eftersom positionen af samlingen 42 gør det muligt, at den er relativt svag, kan der anvendes et relativt svagt bindemateriale til fyldning af mellemrummet 44, og/eller der kan anvendes en mindre (og lettere) mængde af et stærkere materiale.
Samlingen 42 kan imidlertid også være anbragt ved andre positioner langs med spar'en 32. Samlingen 42, der er vist i figur 15, er f.eks. anbragt mellem enden af spar'en 32 og en af spar caps'ene 38. For positioner langs spar'en, som for det meste er under tryk ved normal drift, kan der anvendes et bindemateriale med relativt svag trækstyrke til fyldning af mellemrummet. Ligeledes kan der for positioner langs spar'en, som for det meste er under spænding ved normal drift, anvendes et bindemateriale med relativt svag trykstyrke til fyldning af mellemrummet. For at forhindre, at mellemrummet åbner sig igen efter samling, kan der anvendes et klæbende bindemateriale, og det klæbende bindemateriale kan forstærkes med fibre for at give det yderligere styrke og minimere mængden af kompakt klæbemiddel, som ellers ville være nødvendigt for at fylde mellemrummet 44.
Mellemrummet 44 gør det også muligt for shear web'en 40 at blive dimensioneret således, at den passer nøjagtigt til afstanden mellem tryksiden 34 og sugesiden 36 af kappen 20. For eksempel kan mellemrummet 44 forlænges eller forkortes med henblik på at tage højde for målafvigelser langs span-net/lænderetningen af spar'en 32. Der kan så anvendes forskellige mængder af bindemateriale, omfattende klæbende bindemateriale, til fyldning af mellemrummet 44 alt efter behov, således at den passende længde af spar'en 32 bibeholdes.
Der kan også anvendes andre udformninger til samlingen 42, omfattende, men ikke begrænset til biscuit, bridle, sommerfugl (butterfly), dyvel, coping, cope og stick, dado, hus (housing), svalehale (dovetail), finger, box combing, lap, kryds-overlapning (cross lap), halved, svalehale-overlapning (dovetail lap), endeoverlapning (end lap), halving joint, middle-lap, gering (miter), tapforbindelse (mortise and tenon), lommehul, anslagsfals eller fals (rabbet and rebate), skarring (scarf eller scarph), splice, fjer og not, ramme og panel, rail and style, splice, half-lap splice, table splice, bevel lap splice. Figur 4 viser f.eks. en laskesamling (scarf joint) med modstående tilspidsede ender på hver side af mellemrummet 44. Laskesamlingen (scarf joint) 42 vist i figur 4 gør det muligt for tilspidsningerne at blive skubbet mod hinanden, når to afsnit af spar'en 32 på modstående sider af mellemrummet 44 ikke er nøjagtigt tilpasset hinanden.
Figur 5 til 8 viser flere eksempler på andre udformninger for samlingen 42, hvilke kan tilvejebringe en eventuel fast-pasning (interference fit), somme tider betegnet som en prespasning (pres fit), hvor befæstelsen mellem to dele opnås i det mindste delvist ved friktion, idet delene skubbes mod hinanden. Der kan imidlertid også anvendes et klæbende bindemateriale, omfattende forstærket klæbende bindemateriale, i mellemrummet 44 i sådanne fast-pasninger (interference fit). Ved anvendelse med klæbende bindemateriale kan sådanne fast-pasninger være særdeles anvendelige med henblik på at holde sammen på modstående sider af spar'en 32, mens bindematerialet sætter sig. Figur 6 viser en type af fjeder- og not-samling. Figur 5 viser en affaset fjeder- og not-samling (bevelled tongue and groove joint) omfattende en strop (tap) 46 til yderligere åbning af noten. Figur 7 viser en V-formet samling, mens figur 8 viser en U-formet samling.
Figur 9 og 10 er forstørrede skematiske tværsnitsvisninger af samlingen 42 for spar'en 32 vist i figur 8, som er sikret med et forstærket klæbende bindemateriale 48. I de eksempler, der er vist i figur 9 og 10, er det forstærkede klæbende bindemateriale 48 vist som fiberforstærket plast og især som en glasforstærket harpiks ved anvendelse af et eller flere lag af harpiksimprægneret kortfibermåtte og/eller vævet måtte. Der kan imidlertid også anvendes andre forstærkende og klæbende materialer. De harpiksimprægnerede lag af det forstærkede klæbende bindemateriale 48 lægges over den konkave del af samlingen 42, inden mellemrummet 44 i det mindste delvist lukkes for at bringe hvert segment af shear web'en 40 i kontakt med materialet 48. Mellemrummet 48 er således i det mindste delvist fyldt med det forstærkede klæbende bindemateriale 48. Der kan også tilvejebringes en eventuel kobling 50 til fastgørelse af det forstærkede klæbende bindemateriale 48 på shear web'en 40 og/eller i mellemrummet 44, mens samlingen 42 færdiggøres. Koblingen 50 yder også en yderligere strukturstøtte til samlingen 42 og forhindrer det forstærkede klæbende bindemateriale 48 i at falde ud af mellemrummet 44 under hærdningen.
Figur 11 er en skematisk tværsnitsvisning af en anden spar til vindmøllevingen vist i figur 3, mens figur 12 er en forstørret skematisk tværsnitsvisning af en samling 42 i figur 11. I disse figurer er samlingen 42 forsynet med et i det væsentlige rørformet mellemrum 44, som er fyldt med et tilsvarende rørformet afstandselement 52. Afstandselementet 52 kan være dækket med klæbemiddel som f.eks. det ene eller flere lag af forstærket klæbende bindemateriale 48 vist i figur 12. Afstandselementet 52 kan også være dannet af et elastisk materiale som f.eks. blød tubing, rullet papir eller en svamp, som foranlediger, at den klæbende afdækning kommer i kontakt med tilstødende flader af shear web'en 40. Der kan også anvendes flere afstandselementer 52 i samme mellemrum 44.
Alternativt eller derudover kan afstandselementet 52 være udvideligt som anskueliggjort i de eksempler, der er vist i figur 13 til 16. I figur 13 er samlingen 42 udformet med et afstandselement 52 formet som en oppustelig, rør formet bælg, som i det væsentlige svarer til formen af mellemrummet 44. Der kan imidlertid også anvendes andre fyldmaterialer ud over luft. I dette eksempel er afstandselementet 52 igen dækket med et eventuelt klæbemiddel såsom det ene eller flere lag af forstærket klæbende bindemateriale 48. Når det er oppustet eller på anden måde udvidet, fylder det i figur 14 viste afstandselement 52 mellemrummet 44 og sammentrykker en klæbende coating mod hver side af shear web'en 40. Hvis det derefter er tømt, vil det hærdede forstærkede klæbende bindemateriale 48 så bibeholde strukturintegriteten af shear web'en 40.
Bælgen kan oppustes til et relativt lavt tryk for at bibeholde sin elasticitet under samlingsprocessen for vingen 10. Alternativt kan bælgen pustes op til højere tryk og/eller fyldes med mindre komprimerbart materiale for at opnå en stivere form, som er særligt anvendelig, når et klæbemiddel i den samlede vinge 10 hærder. Som anskueliggjort i figur 15 og 16 kan afstandselementet 52 fra figur 13 og 14 også anbringes ved andre positioner langs shear web'en 40, omfattende ved enden af shear web'en tilstødende til begge af spar caps'ene 38.
Skønt der kan anvendes en flerhed af teknikker med henblik på at frembringe en vindmøllevinge ved anvendelse af den ovenfor beskrevne teknologi, omfatter en fremgangsmåde til samling en begyndelse med at udforme eller på anden måde opnå en første og anden kappe 20 med et første og andet shear web 40-segment, der strækker sig fra de respektive kapper. Det første og andet shear web 40-segment samles så, hvor samlingen kan anbringes i det væsentlige midt imellem enderne af shear web'en 40. For eksempel kan trinnet med at samle shear web'en 40 omfatte i det mindste delvis fyldning af mellemrummet 44 mellem det første og andet web- segment med fiberforstærket klæbende bindemateriale og/eller afstandselementet 52.
Den ovenfor beskrevne teknologi giver forskellige fordele i forhold til traditionelle løsninger. For eksempel tager den højde for mange målafvigelser i flere komponenter af vingen 30 ved at konsolidere disse tolerancer på et enkelt sted på spar'en 32 såsom midt imellem enderne af shear web'en 40, hvor belastningen på den resulterende samling er minimeret. Den bidrager også til at minimere mængden af klæbemiddel og/eller andet bindemateriale, som er nødvendigt til fyldning af mellemrummet 44, ved minimering af overskuddet og/eller omfattende et afstandselement eller andet forstærkningsmateriale i mellemrummet 44. Afstandselementet kan også være elastisk og/eller udvideligt, således at det bedre kan fylde mellemrummet med mindre bindemateriale.
Det bør understreges, at udførelsesformerne, der er beskrevet ovenfor, og især hvilke som helst "foretrukne" udførelsesformer, blot er eksempler på forskellige udførelser, som der er blevet redegjort for her, med henblik på at give en klar forståelse af forskellige aspekter af denne teknologi. Disse udførelsesformer kan modificeres uden i det væsentlige at afvige fra beskyttelsesomfanget, defineret udelukkende ved hjælp af den korrekte udformning af de efterfølgende krav.
LISTE OVER DELE
2. Vindmølle/vindturbine anlæg 4. Tårn 6. Transmission 8. Rotor 10. Vinger 12. Gearkasse 14. Generator 20. Kappe 22. Spar 24. Bindemateriale 26. Shear web 28. Spar caps 30. Vindmøllevinge 32. Spar 34. Trykside 36. Sugeside 38. Spar cap 40. Shear web 42. Samling 44. Mellemrum 46. Tap/strop 48. Forstærket klæbende bindemateriale 50. Kobling 52. Afstandselement

Claims (10)

1. Spar (32) til en vindmøllevinge (30), omfattende: mindst en shear web (40), der strækker sig mellem en tryk- og sugeside (34, 36) af vingen; en samling (42), der er anbragt i det væsentlige midt imellem enderne af shear web'en (40), til dimensionering af shear web'en; kendetegnet ved, at der i shear web'en (40) er anbragt et elastisk afstandselement (52), indbefattende en udvidelig bælg (52, figur 13).
2. Spar (32) ifølge krav 1, hvor samlingen (42) er i det mindste delvist fyldt med et klæbende bindemateriale (24).
3. Spar (32) ifølge krav 2, hvor det klæbende bindemateriale (24) omfatter et fiberforstærkningsmateriale.
4. Spar (32) ifølge et af de foregående krav, hvor det udvidelige afstandselement (52, figur 13) er i det mindste delvist indpakket med fiberforstærkning.
5. Spar (32) ifølge et af de foregående krav, hvor samlingen indbefatter en fast pasning (interference fit)-samling.
6. Vindgenerator (2), som omfatter: et tårn (4), der understøtter en rotor (8), som er forbundet med en gearkasse (12) og en generator (14); mindst en hul vinge (30), der strækker sig radialt fra rotoren (8) med mindst en shear web (40), der strækker sig mellem tryk- og sugesiden (34, 36) af vingen (30); og shear web'en (40), som har et mellemrum (44), som er i det mindste delvist fyldt med et elastisk afstandselement, indbefattende en udvidelig bælg (52), til dimensionering af shear web'en.
7. Fremgangsmåde til samling af en vindmøllevinge (30), hvilken fremgangsmåde omfatter trinnene: tilvejebringelse af en første kappe, som har et første shear web (40)-segment, som strækker sig derfra; tilvejebringelse af en anden kappe, som har et andet shear web (40)-segment, som strækker sig derfra; og samling af det første shear web-segment med det andet shear web-segment, hvor samlingstrinnet omfatter i det mindste delvis fyldning af et mellemrum (44) med et elastisk afstandselement (52) indbefattende en udvidelig bælg (52, figur 13).
8. Fremgangsmåde ifølge krav 7, hvorved samlingstrinnet desuden omfatter i det mindste delvis fyldning af mellemrummet mellem det første og andet web-segment med fiberforstærket klæbende bindemateriale.
9. Fremgangsmåde ifølge krav 7 eller 8, hvorved samlingstrinnet desuden omfatter udvidelse af afstandselementet (52) til i det mindste delvis fyldning af mellemrummet (44).
10. Fremgangsmåde ifølge et af kravene 7, 8 eller 9, hvorved samlingstrinnet omfatter samling af det første shear web-segment med det andet shear web-segment i et område i det væsentlige halvvejs over en kombineret længde af det første og andet shear web-segment.
DK200801307A 2007-09-27 2008-09-18 Vindmølle-spars med forbundne shear webs DK178029B1 (da)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US11/862,520 US8075275B2 (en) 2007-09-27 2007-09-27 Wind turbine spars with jointed shear webs
US86252007 2007-09-27

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DK200801307A DK200801307A (da) 2009-03-28
DK178029B1 true DK178029B1 (da) 2015-03-30

Family

ID=40384570

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DK200801307A DK178029B1 (da) 2007-09-27 2008-09-18 Vindmølle-spars med forbundne shear webs

Country Status (4)

Country Link
US (1) US8075275B2 (da)
CN (1) CN101397973B (da)
DE (1) DE102008037386A1 (da)
DK (1) DK178029B1 (da)

Families Citing this family (40)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2449254B1 (en) * 2009-06-30 2013-04-24 Vestas Wind Systems A/S Method of manufacturing a wind turbine blade comprising two members being joined by adhesion
DE102009031947A1 (de) 2009-07-07 2011-01-13 Nordex Energy Gmbh Rotorblatt für eine Windenergieanlage und Verfahren zu dessen Herstellung
DE102009033164A1 (de) * 2009-07-13 2011-01-27 Repower Systems Ag Rotorblatt einer Windenergieanlage sowie Verfahren zum Fertigen eines Rotorblattes einer Windenergieanlage
DK2295235T3 (da) * 2009-08-20 2013-07-29 Siemens Ag Fiberforstærket plaststruktur og fremgangsmåde til fremstilling af den fiberforstærkede plaststruktur
US20110135485A1 (en) * 2009-12-30 2011-06-09 Jing Wang Spar for a wind turbine rotor blade and method for fabricating the same
US10137542B2 (en) 2010-01-14 2018-11-27 Senvion Gmbh Wind turbine rotor blade components and machine for making same
PL2524134T3 (pl) 2010-01-14 2014-11-28 Neptco Inc Komponenty łopaty wirnika turbiny wiatrowej i sposoby ich wytwarzania
US8562302B2 (en) * 2010-07-06 2013-10-22 General Electric Company Wind turbine blade with integrated handling mechanism attachment bores
CN102338044A (zh) * 2010-07-14 2012-02-01 陈文渊 一种风力发电装置的扇叶结构
US8186964B2 (en) * 2010-12-10 2012-05-29 General Electric Company Spar assembly for a wind turbine rotor blade
US8262362B2 (en) 2011-06-08 2012-09-11 General Electric Company Wind turbine blade shear web with spring flanges
US8257048B2 (en) * 2011-07-19 2012-09-04 General Electric Company Wind turbine blade multi-component shear web with intermediate connection assembly
US8393871B2 (en) 2011-07-19 2013-03-12 General Electric Company Wind turbine blade shear web connection assembly
US8235671B2 (en) 2011-07-19 2012-08-07 General Electric Company Wind turbine blade shear web connection assembly
US8876484B2 (en) * 2011-08-05 2014-11-04 Hamilton Sundstrand Corporation Turbine blade pocket pin stress relief
KR101422710B1 (ko) 2013-04-05 2014-07-23 삼성중공업 주식회사 블레이드 강성 증가 장치 및 이를 포함하는 풍력발전기
US9605651B2 (en) 2013-12-04 2017-03-28 General Electric Company Spar assembly for a wind turbine rotor blade
US9790919B2 (en) 2014-02-25 2017-10-17 General Electric Company Joint assembly for rotor blade segments of a wind turbine
US9745954B2 (en) 2014-04-30 2017-08-29 General Electric Company Rotor blade joint assembly with multi-component shear web
WO2016037261A1 (en) * 2014-09-09 2016-03-17 Howard Harrison Optimized multiple airfoil wind turbine blade assembly
GB2535697A (en) * 2015-02-17 2016-08-31 Vestas Wind Sys As Improvements relating to wind turbine blade manufacture
US11125205B2 (en) * 2015-09-14 2021-09-21 General Electric Company Systems and methods for joining blade components of rotor blades
CN105545614A (zh) * 2016-02-19 2016-05-04 彭伟成 一种发电机叶片及其操作方法
US10690111B2 (en) 2016-12-02 2020-06-23 General Electric Company Wind turbine rotor blade
US10519927B2 (en) 2017-02-20 2019-12-31 General Electric Company Shear web for a wind turbine rotor blade
US10495058B2 (en) 2017-02-21 2019-12-03 General Electric Company Joint assembly for rotor blade segments of a wind turbine
US10828843B2 (en) 2017-03-16 2020-11-10 General Electric Company Shear webs for wind turbine rotor blades and methods for manufacturing same
US10570879B2 (en) 2017-05-23 2020-02-25 General Electric Company Joint assembly for a wind turbine rotor blade with flanged bushings
US10519928B2 (en) 2017-06-08 2019-12-31 General Electric Company Shear web for a wind turbine rotor blade
US11292871B2 (en) 2017-06-09 2022-04-05 Hexion Inc. Epoxy resin systems for composites
US10544776B2 (en) * 2017-07-27 2020-01-28 General Electric Company Injection method and device for connecting and repairing a shear web
US10563636B2 (en) 2017-08-07 2020-02-18 General Electric Company Joint assembly for a wind turbine rotor blade
US10961982B2 (en) 2017-11-07 2021-03-30 General Electric Company Method of joining blade sections using thermoplastics
US11035339B2 (en) * 2018-03-26 2021-06-15 General Electric Company Shear web assembly interconnected with additive manufactured components
US11719222B2 (en) 2018-08-03 2023-08-08 General Electric Company Method of joining wind turbine rotor blade segments via structural members
US10677222B2 (en) * 2018-09-11 2020-06-09 Tpi Composites, Inc. Temporary web support for wind turbine blade rotating device
US20240293989A1 (en) * 2019-10-23 2024-09-05 Vestas Wind Systems A/S Improvements relating to the manufacture of wind turbine blades
CN113858659A (zh) * 2021-09-30 2021-12-31 中材科技（酒泉）风电叶片有限公司 一种风电叶片芯材结构及其铺放方法
CN113830287B (zh) * 2021-10-11 2024-07-12 中航贵州飞机有限责任公司 一种梁体缘条和腹板面分离的舵面的制造方法
CN116181563A (zh) * 2022-11-21 2023-05-30 中材科技风电叶片股份有限公司 叶片以及风力发电机组

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5476704A (en) * 1992-07-01 1995-12-19 Hoac-Austria Flugzeugwerk Wr.Neustadt Gesellschaft M.B.H. Plastic-composite profiled girder, in particular a wing spar for aircraft and for wind-turbine rotors
US20050064134A1 (en) * 2003-04-24 2005-03-24 Brantley Jerry W. Apparatus, system, and method of joining structural components with a tapered tension bond joint
US20050214122A1 (en) * 2002-04-15 2005-09-29 Flemming Sorensen Blade for a wind turbine and a method of assembling laminated profiles for a blade
WO2007048408A1 (en) * 2005-09-19 2007-05-03 Lm Glasfiber A/S A layer of material for uptake of excess adhesive

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3965963A (en) * 1973-11-16 1976-06-29 United Technologies Corporation Mold and process for casting high temperature alloys
US4331495A (en) * 1978-01-19 1982-05-25 Rockwell International Corporation Method of fabricating a reinforced composite structure
DE3113079C2 (de) * 1981-04-01 1985-11-21 Messerschmitt-Bölkow-Blohm GmbH, 8000 München Aerodynamischer Groß-Flügel und Verfahren zu dessen Herstellung
US5417549A (en) * 1994-03-11 1995-05-23 United Technologies Corporation Expandable spar filler block device
DE10015287C2 (de) * 2000-03-28 2002-03-21 Tacke Windenergie Gmbh Windkraftanlage
KR20030029928A (ko) 2000-09-06 2003-04-16 도요 고한 가부시키가이샤 표면처리층이 형성된 고체 지지체
JP2004025946A (ja) * 2002-06-24 2004-01-29 Honda Motor Co Ltd 航空機の翼構造
JP4095430B2 (ja) * 2002-12-25 2008-06-04 富士重工業株式会社 航空機の翼の製造方法
US7153090B2 (en) * 2004-12-17 2006-12-26 General Electric Company System and method for passive load attenuation in a wind turbine
US7895745B2 (en) * 2007-03-09 2011-03-01 General Electric Company Method for fabricating elongated airfoils for wind turbines

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5476704A (en) * 1992-07-01 1995-12-19 Hoac-Austria Flugzeugwerk Wr.Neustadt Gesellschaft M.B.H. Plastic-composite profiled girder, in particular a wing spar for aircraft and for wind-turbine rotors
US20050214122A1 (en) * 2002-04-15 2005-09-29 Flemming Sorensen Blade for a wind turbine and a method of assembling laminated profiles for a blade
US20050064134A1 (en) * 2003-04-24 2005-03-24 Brantley Jerry W. Apparatus, system, and method of joining structural components with a tapered tension bond joint
WO2007048408A1 (en) * 2005-09-19 2007-05-03 Lm Glasfiber A/S A layer of material for uptake of excess adhesive

Also Published As

Publication number Publication date
US8075275B2 (en) 2011-12-13
DE102008037386A1 (de) 2009-04-02
DK200801307A (da) 2009-03-28
CN101397973B (zh) 2013-06-19
CN101397973A (zh) 2009-04-01
US20090087318A1 (en) 2009-04-02

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DK178029B1 (da) Vindmølle-spars med forbundne shear webs
DK1520983T3 (da) Vindmøllevinge
DK2904262T3 (da) Fiberkompositkomponent til rotorbladet i en vindturbine
CN103069157B (zh) 用于风力涡轮机的转子的风力涡轮机叶片
DK2363599T3 (da) Rotorvinge til et vindenergianlæg, vindenergianlæg og fremgangsmåde til fremstilling af en rotorvinge
CN110131095A (zh) 叶片翼梁帽的非平面轮廓剖面的拉挤纤维复合材料条带
CN109989877A (zh) 风轮机叶片翼梁帽的波纹轮廓的拉挤纤维复合材料条带
CN106286117A (zh) 用于模块化转子叶片的结构构件
US20100068065A1 (en) Wind turbine blade
US20140154092A1 (en) Wind turbine blade with transition region
US20110187115A1 (en) Highly Reliable, Low Cost Wind Turbine Rotor Blade
US20160040651A1 (en) Methods of manufacturing rotor blades of a wind turbine
EP2617555B1 (en) Wind turbine rotor blade with trailing edge comprising rovings
JP2011137386A5 (da)
US12064933B2 (en) Wind turbine blade
CN102066747A (zh) 具有成角度的梁的风力涡轮机叶片
JP2011137386A (ja) 風車回転翼および風車回転翼の製造方法
KR20110100192A (ko) 풍력 터빈 날개 및 이를 사용하는 풍력 터빈 발전장치
GB2520007A (en) Improvements relating to wind turbine rotor blades
EP4010584B1 (en) Wind turbine blade
US20220364542A1 (en) Method and system of manufacturing a wind turbine blade
CN112955647A (zh) 分段风力涡轮机叶片的制造
CN114375368A (zh) 风力涡轮机叶片
CN112955649A (zh) 用于风力涡轮机叶片的进入装置
US20240018938A1 (en) Wind turbine blade having buckling-resistant spar caps

Legal Events

Date Code Title Description
PBP Patent lapsed

Effective date: 20190918