ES2614513T3 - Junta de material compuesto con reducción de muescas - Google Patents

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ES2614513T3 ES11730317.2T ES11730317T ES2614513T3 ES 2614513 T3 ES2614513 T3 ES 2614513T3 ES 11730317 T ES11730317 T ES 11730317T ES 2614513 T3 ES2614513 T3 ES 2614513T3
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Abstract

Pala de turbina eólica para un rotor de una turbina (3) eólica que comprende un contorno (8) perfilado formado por un cuerpo de carcasa hueco hecho de resina reforzada con fibras, en la que el cuerpo de carcasa hueco comprende - una primera parte (13) de cuerpo de carcasa y una segunda parte (14) de cuerpo de carcasa que están interconectadas y al menos una viga (15) prefabricada que se extiende longitudinalmente que tiene una sección transversal en forma de I y que está formada de resina reforzada con fibras que comprende numerosas capas de fibra, comprendiendo dicha viga (15) un primer reborde (16a) de viga y un segundo reborde (16b) de viga y un cuerpo (17) de viga que se extiende entre los rebordes, comprendiendo dicho cuerpo (17) de viga un núcleo (22) de viga que tiene una primera (24a) y una segunda (24b) caras laterales exteriores mutuamente interseparadas y una primera (52) y una segunda (53) caras de extremo mutuamente interseparadas, estando cubierta cada una de las caras laterales por un alma (50) de polímero reforzado con fibras, estando cubierta la primera cara de extremo por polímero reforzado con fibras del primer reborde (16a) de viga y estando cubierta la segunda cara de extremo por polímero reforzado con fibras del segundo reborde (16b) de viga, estando el cuerpo (17) de viga formado de manera solidaria con y conectado al primer reborde (16a) de viga por dos primeras zonas (32a) de transición opuestas que comprenden resina reforzada con fibras y formado de manera solidaria con y conectado al segundo reborde (16b) de viga por dos segundas zonas (32b) de transición opuestas que comprenden resina reforzada con fibras, Estando conectado el primer reborde (16a) de viga a una superficie (18) interior de la primera parte (13) de carcasa y estando conectado el segundo reborde (16b) de viga a una superficie (19) interior de la segunda parte (14) de carcasa, caracterizada porque las zonas (32a, 32b) de transición comprenden medios de reducción de muescas que comprenden una conexión redondeada o biselada entre cada una de las caras (24a, 24b) laterales y cada una de las caras (52, 53) de extremo adyacentes del núcleo (22) de viga.

Description

DESCRIPCION
Junta de material compuesto con reduccion de muescas Campo tecnico
La presente invention se refiere a una pala de turbina eolica para un rotor de una turbina eolica y se refiere tambien 5 a una turbina eolica que comprende una pala de turbina eolica.
Antecedentes
Normalmente, una pala de turbina eolica para una turbina eolica comprende una carcasa aerodinamica hecha por dos partes de carcasa y al menos una viga, normalmente dos o tres vigas, colocadas entre las partes de carcasa y adheridas al lado interior de las partes de carcasa por encolado. Las vigas tienen una funcion de refuerzo para la 10 pala de turbina durante el funcionamiento. Las carcasas estan a menudo conectadas entre si en un borde de salida
y un borde de ataque y normalmente unidas mediante encolado, alternativamente, las partes de carcasa pueden
formarse de manera solidaria. La pala comprende ademas laminados en las carcasas para reforzar estas carcasas. Las vigas absorben grandes fuerzas durante el funcionamiento de las palas. Especialmente las zonas proximas a donde las vigas estan conectadas al interior de las carcasas estan sometidas a cargas pesadas que pueden dar 15 como resultado la fractura en las vigas.
El documento WO 2008/086805 da a conocer una pala de turbina eolica dotada de un suelo de refuerzo interior entre el borde de salida y el borde de ataque para mejorar la resistencia contra la deformation de la carcasa. Esta solution aumenta la complejidad de la estructura y por tanto tambien la complejidad de fabrication de la pala.
El documento US 5375324 da a conocer una pala de turbina eolica dotada de vigas en forma de I que se extienden 20 longitudinalmente conectadas a una cara interior de las mitades de carcasa de pala. Las vigas en forma de I estan
hechas de pollmero reforzado con fibras y no estan dotadas de un nucleo de viga de un material de nucleo.
El documento WO 2010/023140 da a conocer una pala de turbina eolica dotada de un larguero de caja que se extiende longitudinalmente que tiene caras opuestas encoladas a caras interiores de mitades de carcasa de pala, teniendo las juntas encoladas superficies de llnea frontal concavas para proporcionar un efecto de reduccion de 25 muescas en las juntas encoladas.
El documento JP 61192864 da a conocer una pala de turbina eolica formada por tres partes de carcasa mutuamente conectadas mediante un adhesivo, y una viga longitudinal conectada a caras interiores opuestas del cuerpo de carcasa formado de las tres partes de carcasa.
Finalmente, se conoce una pala de turbina eolica esencialmente tal como se menciona en el preambulo de la 30 reivindicacion 1.
Divulgacion de la invencion
Un primer aspecto de la presente invencion es al menos parcialmente superar las desventajas de la tecnica anterior mencionadas anteriormente y proporcionar una pala de turbina eolica, en la que se reduce el riesgo de fractura y fallo de la viga. Estos aspectos y las ventajas se hacen evidentes a partir de la description a continuation y se 35 obtienen mediante una pala de turbina eolica para un rotor de una turbina eolica que comprende un contorno perfilado formado por un cuerpo de carcasa hueco hecho de resina reforzada con fibras, en el que el cuerpo de carcasa hueco comprende una primera parte de cuerpo de carcasa y una segunda parte de cuerpo de carcasa que estan interconectadas y al menos una viga prefabricada que se extiende longitudinalmente que tiene una section transversal en forma de I y que esta formada por resina reforzada con fibras que comprende numerosas capas de 40 fibras, comprendiendo dicha viga un primer reborde de viga y un segundo reborde de viga y un cuerpo de viga que se extiende entre los rebordes, comprendiendo dicho cuerpo de viga un nucleo de viga que tiene una primera y una segunda caras laterales exteriores mutuamente interseparadas y una primera y una segunda caras de extremo mutuamente interseparadas, estando cubierta cada una de las caras laterales por un alma de pollmero reforzado con fibras, estando cubierta la primera cara de extremo por pollmero reforzado con fibras del primer reborde de viga 45 y estando cubierta la segunda cara de extremo por pollmero reforzado con fibras del segundo reborde de viga, estando el cuerpo de viga formado de manera solidaria con y conectado al primer reborde de viga por dos primeras zonas de transition opuestas que comprenden resina reforzada con fibras y formado de manera solidaria con y conectado al segundo reborde de viga por dos segundas zonas de transicion opuestas que comprenden resina reforzada con fibras, estando conectado el primer reborde de viga a una superficie interior de la primera parte de 50 carcasa y estando conectado el segundo reborde de viga a una superficie interior de la segunda parte de carcasa, en el que las zonas de transicion comprenden medios de reduccion de muescas que comprenden una conexion redondeada o biselada entre cada una de las caras laterales y cada una de las caras de extremo adyacentes del
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nucleo de viga.
Las pruebas han mostrado que proporcionando las zonas de transicion con medios de reduccion de muescas formados de esquinas redondeadas o biseladas del nucleo de viga, es posible transferir fuerzas desde las almas a los rebordes sin ningun riesgo de fallo y fractura en las zonas de transicion, ya que las zonas de transicion pueden absorber las fuerzas. Mediante esta construccion, la carga de las juntas entre las partes de cuerpo de carcasa de la pala se reduce en los bordes de ataque y salida. El riesgo de fallo, tal como el pandeo, tambien se reduce.
En una realization de la invention, en las zonas de transicion las capas de fibra de cada alma continuan al interior del reborde adyacente a traves de un recorrido concavo en una parte de reborde conectada al alma que tiene una superficie exterior curvada de manera concava.
Por tanto, el recorrido concavo de las capas de fibra de la parte de reborde conectada al alma proporciona una reduccion de muescas y por tanto reduce o elimina el riesgo de fractura o fallo de la viga.
Segun una realizacion adicional en las zonas de transicion una camara interior que aloja resina esta formada entre una primera superficie interior definida por una conexion redondeada o biselada entre una cara lateral y una cara de extremo del nucleo de viga definido por capas de fibra que cubren la dicha conexion, una segunda superficie interior definida por las capas de fibra de la parte de reborde conectada al alma y una tercera superficie interior definida por las capas de fibra del reborde adyacente.
La estructura de una camara junto con un recorrido inclinado o redondeado proporciona un efecto de reduccion de muescas significativo. La viga podra transferir fuerzas grandes en comparacion con el modo convencional de construir la zona de transicion.
En otra realizacion de la invencion, un radio de curvatura de la segunda superficie interior es una funcion del espesor del nucleo de viga, dicho radio de curvatura aumenta cuando el espesor del nucleo de viga entre las caras laterales de la misma aumenta.
Segun una realizacion de la invencion, un radio de curvatura de la primera superficie, es decir la esquina redondeada del nucleo, es una funcion del espesor del nucleo de viga entre las caras laterales del mismo, aumentando dicho radio curvado cuando aumenta el espesor del nucleo de viga.
En una realizacion adicional, toda la superficie del nucleo de viga incluyendo las caras laterales, las caras de extremo y la conexion redondeada o biselada entre cada cara de extremo y cada cara lateral estan cubiertas por capas de fibra.
Como resultado, las capas de fibra que cubren la superficie exterior, especialmente la esquina redondeada o biselada del nucleo, proporcionan un efecto de reduccion de muescas.
En otra realizacion de la invencion, la camara comprende relleno embebido en la resina.
Proporcionando relleno en la camara, la resistencia de la zona de transicion aumenta ya que el relleno garantiza que se reduce el riesgo de zonas secas.
En una realizacion adicional de la invencion, el relleno comprende una cuerda que se extiende longitudinalmente por ejemplo que comprende fibras de vidrio, y preferiblemente que se dispone en la primera superficie interior.
De este modo, el relleno se coloca o dispone de manera facil. Sin embargo, tambien podrla usarse residuo de vidrio en varias formas geometricas, tales como polvo, partlculas pequenas, redondeadas o con bordes. Usando un relleno tal, se reduce el riesgo de zonas con puntos secos.
En una realizacion adicional de la invencion, el relleno es una cuerda unidireccional. Otra cuerda que puede usarse es una cuerda de fibra tejida o trenzada.
Usando una cuerda como relleno, se reduce el riesgo de fractura ya que este material tiene una resistencia suficiente.
En una realizacion de la invencion, el diametro de la cuerda de fibra es de 6-15 mm, preferiblemente 9-12 mm.
El diametro de la cuerda de fibra depende de un angulo entre la primera superficie y la tercera superficie, cuanto mayor es el angulo, mayor es el diametro.
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En una realizacion adicional de la invencion, el cuerpo de carcasa hueco es un contorno de perfil en la direccion radial y se divide en una zona de ralz con un perfil sustancialmente circular o ellptico mas proximo al buje, una zona de superficie aerodinamica con un perfil de generacion de elevacion mas lejano del buje, y preferiblemente una zona de transicion entre la zona de ralz y la zona de superficie aerodinamica, teniendo la zona de transicion un perfil que cambia gradualmente en la direccion radial desde el perfil circular o ellptico de la zona de ralz hasta el perfil de generacion de elevacion de la zona de superficie aerodinamica.
En una realizacion adicional de la invencion, la conexion entre la cara interior de los cuerpos de carcasa y los rebordes de la viga se proporciona mediante un agente de union, tal como cola.
En una realizacion de la invencion, el material de relleno y/o el material de fibra de la viga comprende fibras de vidrio, fibras de carbono, fibras de acero, fibras de aramida o de plantas.
En otra realizacion de la invencion, la primera parte de cuerpo de carcasa forma parte de un lado de presion, y la segunda parte de carcasa puede formar parte del lado de aspiracion.
En una realizacion adicional de la invencion la camara es triangular en seccion transversal.
Segun otra realizacion de la invencion, el nucleo de viga esta hecho de un material que tiene una menor densidad que el pollmero reforzado con fibras, preferiblemente una menor densidad que el pollmero.
En todavla otra realizacion de la invencion, el nucleo de viga esta hecho de un material espumado, tal como un pollmero espumado, o de madera de balsa.
En una realizacion adicional de la invencion la viga es sustancialmente simetrica alrededor de un plano central longitudinal.
En una realizacion adicional de la invencion, la viga esta fabricada por transferencia de resina asistida por vaclo (VARTM).
En otra realizacion de la invencion, la viga se fabrica usando materiales de fibra preimpregnados con resina (prepreg).
Segun una realizacion las conexiones entre al menos una de las caras de extremo y las caras laterales adyacentes del nucleo de viga estan formadas por una seccion de un clrculo que se extiende entre las caras laterales, especialmente un semiclrculo tal como se ve en seccion transversal.
Segun una realizacion adicional las caras laterales del nucleo de viga son esencialmente paralelas.
En una realizacion de la invencion las caras laterales del nucleo de viga convergen la una hacia la otra desde la primera hacia la segunda cara de extremo.
Segun una realizacion adicional la pala tiene una longitud de al menos 35, 40, 45, 50, 55 o 60 metros.
En una realizacion adicional de la invencion, la distancia entre la primera superficie de nucleo lateral exterior y la segunda superficie de nucleo lateral exterior aumenta hacia el primer reborde de viga y hacia el segundo reborde de viga.
El radio de curvatura de la superficie exterior de la parte de reborde conectada al alma es preferiblemente al menos un decimo y mas preferiblemente entre aproximadamente un decimo de y cuatro veces la anchura del nucleo entre las caras laterales del mismo en la zona de la parte de reborde conectada al alma.
La longitud de los biseles o el radio de la curvatura de las redondeces del nucleo de viga es preferiblemente al menos un decimo y mas preferiblemente entre aproximadamente un decimo de y la mitad de la anchura del nucleo de viga entre las superficies laterales del mismo en la zona del bisel o redondez. Por tanto, en una realizacion el radio de curvatura es la mitad de la anchura del nucleo, es decir la cara de extremo del nucleo es un semiclrculo.
Breve descripcion del/de los dibujo(s)
La invencion se explica en detalle a continuacion con referencia al/a los dibujo(s) adjunto(s), en el/los que la figura 1 muestra una turbina eolica,
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la figura 2 muestra una vista en perspectiva de una pala de turbina eolica convencional,
la figura 3 muestra una vista esquematica de un perfil de superficie aerodinamica,
la figura 4 muestra una pala de turbina eolica, que se ha cortado,
la figura 5 es una seccion transversal de una parte de una pala de turbina eolica y una viga de refuerzo segun la
invencion, y
la figura 6 es una seccion transversal de una parte de una viga de refuerzo que muestra detalles de zonas de transicion.
Descripcion detallada de la invencion
La figura 1 ilustra una turbina eolica a barlovento moderno convencional segun el denominado “concepto danes” con una torre 27, una gondola 28 y un rotor 2 con un arbol 4 de rotor sustancialmente horizontal. El rotor 2 incluye un buje 5 y tres palas 1 que se extienden radialmente desde el buje 5, teniendo cada una ralz 30 de pala mas proxima al buje, y una punta 29 de pala mas distante del buje 5.
La figura 3 muestra una vista esquematica de un perfil 38 de superficie aerodinamica de una pala tlpica de una turbina eolica ilustrada con los varios parametros, que normalmente se usan para definir la forma geometrica de una superficie aerodinamica. El perfil 38 de superficie aerodinamica tiene un lado 6 de presion y un lado 7 de aspiracion, que durante el uso, es decir durante la rotacion del rotor, normalmente se orienta hacia el lado de barlovento y el lado posterior, respectivamente. La superficie 38 aerodinamica tiene una cuerda 11 con una longitud 34 de cuerda que se extiende entre un borde 9 de ataque y un borde 10 de salida de la pala. La superficie 38 aerodinamica tiene un espesor 35, que se define como una distancia entre el lado 6 de presion y el lado 7 de aspiracion. El espesor 35 de la superficie aerodinamica varla a lo largo de la cuerda 11.
Tal como puede verse en la figura 2, la pala 1 convencional comprende una zona 31 de ralz mas cercana al buje, una zona 33 de superficie aerodinamica mas distante del buje, y una zona 32 de transicion entre la zona 31 de ralz y la zona 33 de superficie aerodinamica. La pala 1 comprende el borde 9 de ataque orientado en la direccion de rotacion de la pala 1 cuando la pala se monta en el buje, y el borde 6 de salida orientado en la direccion opuesta al borde 9 de ataque. La zona 33 de superficie aerodinamica tiene una forma de pala ideal o casi ideal, mientras que la zona 31 de ralz tiene una seccion transversal sustancialmente circular, que reduce cargas de tormenta y hace que sea facil y seguro montar la pala 1 en el buje. Preferiblemente, el diametro de la zona 31 de ralz es constante a lo largo de toda la zona 31 de ralz. La zona 32 de transicion tiene una forma, que cambia gradualmente desde la forma circular de la zona 31 de ralz hasta el perfil de superficie aerodinamica de la zona 33 de superficie aerodinamica. La anchura de la zona 32 de transicion aumenta de manera sustancialmente lineal con la distancia creciente desde el buje.
La zona 33 de superficie aerodinamica tiene un perfil de superficie aerodinamica con un plano 11 de cuerda que se extiende entre el borde 9 de ataque y el borde 10 de salida de la pala 1. La anchura del plano de cuerda disminuye con la distancia L creciente desde la zona 31 de ralz. Debe observarse que el plano de cuerda no es necesariamente recto en toda su extension ya que la pala puede torcerse y/o curvarse, proporcionando por tanto un plano de cuerda con un recorrido torcido y/o curvado en correspondencia. A menudo las palas se tuercen para compensar que la velocidad local de la pala depende del radio desde el buje. Debido a la seccion transversal circular, la zona 31 de ralz no contribuye a la produccion de la turbina eolica y, de hecho, disminuye un poco la produccion debido a la resistencia del viento.
La figura 4 muestra una vista en perspectiva de una pala 1, que se ha cortado para mostrar la posicion de dos vigas 15 de refuerzo. La pala 1 comprende una seccion 30 de ralz y una punta 29 de pala, y entre las mismas la zona 32 de transicion y la zona 33 de superficie aerodinamica. La pala 1 comprende una primera parte 13 de cuerpo de carcasa y una segunda parte 14 de cuerpo de carcasa, que estan conectadas entre si en un borde 9 de ataque y un borde 10 de salida. Las vigas 15 de refuerzo se disponen entre las dos partes 13, 14 de cuerpo de carcasa. En la realizacion ilustrada, las vigas 15 se colocan sustancialmente paralelas y cada una comprende un primer reborde 16a de viga conectado a la superficie 18 de viga de la primera parte 13 de cuerpo de carcasa y el segundo reborde 16b de viga conectado a la superficie interior 20 de la segunda parte 14 de cuerpo de carcasa. Las vigas estan conectadas a las partes de carcasa mediante encolado. Las vigas se colocan en la zona 32 de transicion y al menos una parte de la zona 33 de superficie aerodinamica. La pala se fabrica de un modo convencional y mediante un material tal como un material compuesto que consiste en pollmero reforzado con fibras. El pollmero puede ser una resina, tal como poliester, ester vinllico o epoxi. Las fibras pueden ser cualquier tipo adecuado de fibras, tales como fibras de vidrio, fibras de carbono, fibras de acero, bambu o madera o cualquier combinacion de las mismas.
La figura 5 es una seccion transversal de una viga 15 de refuerzo segun una realizacion de la invencion y muestra
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detalles de una de las vigas 15 mostradas en la figura 4. La viga 15 comprende un nucleo 22 de viga, que esta hecha ventajosamente de un material de espuma. El nucleo 22 de viga se define por una primera superficie 24a de nucleo lateral exterior, una segunda superficie 24b de nucleo lateral exterior opuesta, una primera cara 52 de extremo de nucleo exterior y una segunda cara 53 de extremo de nucleo exterior tambien colocadas opuestas entre si y que conectan las superficies 24a, 24b de nucleo primera y segunda. La seccion transversal del nucleo 22 de viga es esencialmente rectangular con esquinas redondeadas o biseladas. Las superficies 24a, 24b de nucleo exteriores primera y segunda estan cubiertas por un alma 50a, 50b, estando formada el alma de una resina reforzada con fibras que comprende numerosas capas de fibra.
La primera 52 y segunda 53 caras de extremo de nucleo definen superficies 36a, 36b interiores de los respectivos rebordes 16a, 16b de viga, estando hechos los rebordes de viga de un material de resina reforzada con fibras que comprende numerosas capas de fibra.
El nucleo 22 de viga y las almas 50 forman un cuerpo 17 de viga. El primer reborde 16a de viga y el segundo reborde 16b de viga comprenden una superficie 37a y 37b exterior, respectivamente, orientada hacia el interior de las partes de cuerpo de carcasa primera y segunda, respectivamente, y las superficies interiores opuestas de los rebordes 36a, 36b apoyan la primera 52 y segunda 53 caras de extremo de nucleo del nucleo de viga.
Las superficies 37a y 37b exteriores de los rebordes 16a, 16b estan unidas a las superficies 18, 20 interiores de las carcasas mediante una cola 26 o un agente de union similar. Los rebordes 16 de viga podrlan disponerse simetricamente alrededor de los ejes longitudinales del nucleo 22 de viga. Mediante una construccion tal, podrla ser mas facil colocar los rebordes y la viga de refuerzo de manera correcta en relacion a las partes de cuerpo de carcasa y garantizar que se aplique la cola suficiente.
En la zona entre el cuerpo 17 de viga y los respectivos rebordes 16a, 16b de viga, el cuerpo de viga esta conectado al primer reborde 16a de viga mediante dos primeras zonas 32a de transicion opuestas que comprenden pollmero reforzado con fibras. De manera correspondiente, el cuerpo de viga esta conectado al segundo reborde 16b de viga mediante dos segundas zonas 32b de transicion opuestas que comprenden pollmero reforzado con fibras. Las zonas 32 de transicion transfieren las fuerzas entre el cuerpo 17 de viga y los rebordes 16a, 16b de viga y comprenden medios de reduccion de muescas mediante los que se reduce el riesgo de fractura de la viga. Las primeras zonas 32a de transicion se definen como zonas de transicion mas cercanas a la primera parte 13 de cuerpo de carcasa, y las segundas zonas 32b de transicion se definen como zonas de transicion mas cercanas a la segunda parte 14 de cuerpo de carcasa.
Cada una de las zonas 32a, 32b de transicion primera y segunda comprenden una zona 39 de transicion exterior y una zona 40 de transicion interior. La zona 39 de transicion exterior comprende una zona de reborde situada entre la superficie exterior del reborde y el alma 50, denominada parte 54 de reborde conectada al alma, y esta conectada de manera solidaria con el alma 50 que cubre la viga 22 de nucleo mediante pollmero reforzado con fibras. En otras palabras, capas de fibra del alma se extienden al interior del reborde. La superficie 51 exterior de la parte 54 de reborde conectada al alma esta curvada de manera concava con un radio de la curvatura que depende del espesor del alma 50. El radio de curvatura de la superficie 51 exterior es preferiblemente al menos un decimo y mas preferiblemente entre aproximadamente un decimo de y aproximadamente cuatro veces la anchura del nucleo entre las caras laterales del mismo en la zona de la parte de reborde conectada al alma. Es importante que la resina reforzada con fibras en esta zona este hecha en una pieza ya que esto aumentara la capacidad de transferir las fuerzas en la zona sin ninguna fractura en la zona de transicion. La parte 54 de reborde conectada al alma de la zona 39 de transicion exterior comprende una segunda superficie 43 definida por las capas de fibra del pollmero reforzado con fibras.
Cada una de las zonas 40 de transicion interior comprende una primera superficie 42 definida en la realizacion mostrada en las figuras 5 y 6 mediante las respectivas esquinas 49 redondeadas o biseladas entre cada cara 24a, 24b lateral y cada cara 52, 53 de extremo del nucleo de viga. Debe observarse, sin embargo, que todas las caras del nucleo incluyendo las esquinas biseladas o redondeadas del nucleo pueden cubrirse por capas de fibra. Teniendo una superficie biselada o redondeada, se reducen las tensiones en esta zona y se reduce el riesgo de fractura. En el caso de que la esquina tenga una forma redondeada, el radio de la curvatura depende del espesor del alma 50. Cuanto mas espesa es el alma, mayor es el radio de la curvatura.
La longitud de los biseles o el radio de la curvatura de las redondeces del nucleo de viga es preferiblemente al menos un decimo y mas preferiblemente entre aproximadamente un decimo de y la mitad de la anchura del nucleo de viga entre las superficies laterales del mismo en la zona del bisel o redondez. Por tanto, en una realizacion el radio de curvatura es la mitad de la anchura del nucleo, es decir la cara de extremo del nucleo es un semiclrculo, tal como muestra la llnea discontinua para la segunda cara de extremo en la figura 5.
La figura 6 muestra una parte de una viga 15 de refuerzo que comprende el nucleo 22 de viga. Los lados opuestos del nucleo 22 de viga, es decir la primera cara 24a de nucleo lateral exterior y la segunda cara 24b de nucleo lateral exterior estan cubiertas por un alma 50, siendo dicha alma una resina reforzada con fibras. El alma 50 continua en la
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35
parte 54 de reborde conectada al alma hacia el reborde y esta delimitado por la superficie 51 de alma exterior curvada con un radio de la curvatura que es una funcion del espesor del alma 50.
En cada una de las zona 40 de transicion interiores, el nucleo 22 de viga esta dotado de un bisel o redondez 49 que forma la primera superficie 42. Los biseles o redondeces convergen los unos hacia los otros, tal como se muestra en la figura 6. Tal como se menciono anteriormente, debe observarse que toda la superficie exterior del nucleo de viga incluyendo las esquinas biseladas o redondeadas puede estar cubierta por capas de fibra. Por tanto, las capas de fibra que cubren las esquinas biseladas o redondeadas definen la superficie 49 exterior. Se ha mostrado que se obtiene un efecto de reduccion de muescas cuando el nucleo esta biselado o redondeado en las zonas anteriores.
Opuesta a la primera superficie 42 hay una segunda superficie 43 definida por las capas de fibra de la parte 54 de reborde conectada al alma. Las superficies primera 42 y segunda 43 estan conectadas entre si por una tercera superficie 44 definida por las capas de fibra del reborde 36. Finalmente, opuestas a la tercera superficie 44, la primera superficie 42 y la segunda superficie 43 se encuentran en un borde 45. De este modo, se define una camara 46 mediante las tres superficies. Esta camara tambien tiene un impacto en el efecto de reduccion de muescas en la zona de transicion y aumenta la resistencia a fractura y fallo.
La camara 46 aloja la resina 47 y ventajosamente tambien un relleno 48. El relleno 48 puede ser pequenas partlculas de vidrio o una cuerda de fibra de vidrio, preferiblemente una cuerda unidireccional o una cuerda de fibra de vidrio no tejida completamente impregnada, es decir humedecida, con resina para evitar puntos secos. El diametro de la cuerda de fibra de vidrio es normalmente de entre 6-15 mm, preferiblemente entre 9-12 mm, pero depende de la geometrla y el tamano del bisel 49.
Ventajosamente, el relleno 48 se coloca cerca de la primera superficie 42 y se coloca por toda la longitud de la viga. La viga 15 puede de manera ventajosa fabricarse mediante VARTM (transferencia de resina asistida por vaclo).
Lista de numeros de referenda
1) Pala
2) Agua
3) Turbina eolica
4) Arbol de rotor
5) Buje
6) Lado de presion
7) Lado de aspiracion
8) Contorno perfilado
9) Borde de ataque
10) Borde de salida
11) Cuerda
12) Refuerzo de las carcasas
13) Primera parte de cuerpo de carcasa
14) Segunda parte de cuerpo de carcasa
15) Viga de refuerzo
16) Reborde de viga
16a) Primer reborde de viga
5
10
15
20
25
30
16b) Segundo reborde de viga
17) Cuerpo de viga
18) Superficie interior de la primera parte de cuerpo de carcasa
19) Superficie exterior de la primera parte de cuerpo de carcasa
20) Superficie interior de la segunda parte de cuerpo de carcasa
21) Superficie exterior de la segunda parte de cuerpo de carcasa
22) Nucleo de viga
24a) Primera cara de nucleo lateral exterior 24b) Segunda cara de nucleo lateral exterior
25) Superficie exterior de la capa de viga
26) Adhesivo de cola
27) Torre
28) Gondola
29) Punta de pala
30) Ralz de pala
31) Zona de ralz
32) Zonas de transicion
32a) Primeras zonas de transicion 32b) Segundas zonas de transicion
33) Zona de superficie aerodinamica
34) Longitud de cuerda
35) Espesor de superficie aerodinamica 36a) Superficie interior del reborde 16a 36b) Superficie interior del reborde 16b 37a) Superficie exterior del reborde 16a 37b) Superficie exterior del reborde 16b
38) Perfil de superficie aerodinamica
39) Zona de transicion exterior
40) Zona de transicion interior
41) Relleno
42) Primera superficie
43) Segunda superficie
44) Tercera superficie
45) Borde
46) Camara
5 47) Resina
48) Relleno
49) Bisel o redondez
50) Alma
51) Superficie exterior de 54
10 52) Primera cara de extremo de nucleo exterior
53) Segunda cara de extremo de nucleo exterior
54) Parte de reborde conectada al alma

Claims (15)

  1. 5
    10
    15
    20
    25
    30
    35
    40
    45
    REIVINDICACIONES
    un contorno (8) perfilado formado que el cuerpo de carcasa hueco
    de cuerpo de carcasa que estan interconectadas y al menos una viga (15) prefabricada que se extiende longitudinalmente que tiene una seccion transversal en forma de I y que esta formada de resina reforzada con fibras que comprende numerosas capas de fibra, comprendiendo dicha viga (15) un primer reborde (16a) de viga y un segundo reborde (16b) de viga y un cuerpo (17) de viga que se extiende entre los rebordes,
    comprendiendo dicho cuerpo (17) de viga un nucleo (22) de viga que tiene una primera (24a) y una segunda (24b) caras laterales exteriores mutuamente interseparadas y una primera (52) y una segunda (53) caras de extremo mutuamente interseparadas, estando cubierta cada una de las caras laterales por un alma (50) de pollmero reforzado con fibras, estando cubierta la primera cara de extremo por pollmero reforzado con fibras del primer reborde (16a) de viga y estando cubierta la segunda cara de extremo por pollmero reforzado con fibras del segundo reborde (16b) de viga,
    estando el cuerpo (17) de viga formado de manera solidaria con y conectado al primer reborde (16a) de viga por dos primeras zonas (32a) de transition opuestas que comprenden resina reforzada con fibras y formado de manera solidaria con y conectado al segundo reborde (16b) de viga por dos segundas zonas (32b) de transicion opuestas que comprenden resina reforzada con fibras,
    Estando conectado el primer reborde (16a) de viga a una superficie (18) interior de la primera parte (13) de carcasa y estando conectado el segundo reborde (16b) de viga a una superficie (19) interior de la segunda parte (14) de carcasa,
    caracterizada porque las zonas (32a, 32b) de transicion comprenden medios de reduction de muescas que comprenden una conexion redondeada o biselada entre cada una de las caras (24a, 24b) laterales y cada una de las caras (52, 53) de extremo adyacentes del nucleo (22) de viga.
  2. 2. Pala segun la reivindicacion 1, en la que en las zonas (32a, 32b) de transicion las capas de fibra de cada alma (50) continuan al interior del reborde adyacente a traves de un recorrido concavo en una parte (54) de reborde conectado al alma que tiene una superficie (51) exterior curvada de manera concava.
  3. 3. Pala segun la reivindicacion 2, en la que en las zonas (32a, 32b) de transicion una camara (46) interior que aloja resina esta formada entre una primera superficie (42) interior definida por una conexion redondeada o biselada entre una cara lateral y una cara de extremo del nucleo (22) de viga definido por capas de fibra que cubren la dicha conexion, una segunda superficie (43) interior definida por las capas de fibra de la parte (54) de reborde conectada al alma y una tercera superficie (44) interior definida por las capas de fibra del reborde (16a) adyacente.
  4. 4. Pala segun cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que toda la superficie del nucleo (22) de viga que incluye las caras (24a, 24b) laterales, las caras (52, 53) de extremo y la conexion redondeada o biselada entre cada cara de extremo y cada cara lateral estan cubiertas por capas de fibra.
  5. 5. Pala segun la reivindicacion 3 o 4, en la que la camara (46) comprende un relleno (48) embebido en la resina.
  6. 6. Pala segun la reivindicacion 5, en la que el relleno (48) comprende una cuerda que se extiende longitudinalmente que comprende por ejemplo fibras de vidrio, y que preferiblemente esta dispuesta en la primera superficie interior.
  7. 7. Pala segun cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en la que el nucleo (22) de viga esta hecho de un material que tiene una menor densidad que el pollmero reforzado con fibras, preferiblemente una menor densidad que el pollmero.
  8. 8. Pala segun la reivindicacion 7, en la que el nucleo (22) de viga esta hecho de un material espumado, tal como un pollmero espumado, o de madera de balsa.
  9. 9. Pala segun cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en la que la viga (15) es sustancialmente simetrica alrededor de un plano central longitudinal.
  10. 10. Pala segun cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en la que la viga (15) se fabrica mediante transferencia de resina asistida por vaclo (VARTM).
    1. Pala de turbina eolica para un rotor de una turbina (3) eolica que comprende por un cuerpo de carcasa hueco hecho de resina reforzada con fibras, en la comprende
    - una primera parte (13) de cuerpo de carcasa y una segunda parte (14)
  11. 11. Pala segun cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en la que la viga (15) se fabrica usando materiales de fibra preimpregnados con resina (prepreg).
  12. 12. Pala segun cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en la que las conexiones entre al menos una de las caras (52,53) de extremo y las caras (24a, 24b) laterales adyacentes del nucleo (22) de viga estan formadas por una
    5 seccion de un clrculo que se extiende entre las caras laterales, especialmente un semiclrculo tal como se ve en seccion transversal.
  13. 13. Pala segun cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en la que las caras (24a, 24b) laterales del nucleo de viga son esencialmente paralelas.
  14. 14. Pala segun cualquiera de las reivindicaciones anteriores 1-12, en la que las caras (24a, 24b) laterales del nucleo 10 de viga convergen la una hacia la otra desde la primera hacia la segunda cara de extremo.
  15. 15. Pala segun cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en la que la pala tiene una longitud de al menos 35, 40, 45, 50, 55 o 60 metros.
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