ES2645846T3

ES2645846T3 - Palas de turbina eólica

Info

Publication number: ES2645846T3
Application number: ES14792380.9T
Authority: ES
Inventors: Jonathan Smith
Original assignee: Vestas Wind Systems AS
Current assignee: Vestas Wind Systems AS
Priority date: 2013-10-25
Filing date: 2014-10-23
Publication date: 2017-12-11
Anticipated expiration: 2034-10-23
Also published as: EP3060385A1; CN105848860B; US10688738B2; US20160263844A1; GB201318852D0; CN105848860A; EP3060385B1; GB2519566A; WO2015058775A1; DK3060385T3

Abstract

Procedimiento de pultrusión para fabricar una tira (102) para una estructura de refuerzo alargada de una pala de turbina eólica, comprendiendo el procedimiento: extraer fibras y resina (42) a través de una hilera de pultrusión (40) en una dirección de procedimiento (P) para formar una tira (102); caracterizado por aplicar una capa promotora de infusión (110) a una superficie (106, 108) de la tira aguas abajo de la hilera en la dirección de procedimiento.

Description

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DESCRIPCION

Palas de turbina eolica Campo de la invencion

La presente invencion se refiere de manera general a palas de rotor para turbinas eolicas y a metodos de fabricacion de palas de turbina eolica. Mas espedficamente, la presente invencion se refiere a palas de turbina eolica que incluyen una pila de tiras de refuerzo de soporte de carga integradas dentro de la estructura de la carcasa, y a un metodo de fabricacion de tales palas.

Antecedentes de la invencion

La figura 1 es una vista en seccion transversal de una pala de rotor de turbina eolica 10. La pala tiene una carcasa exterior 11, que se fabrica a partir de dos medias carcasas: una carcasa de barlovento 11a y una carcasa de sotavento 11b. Las carcasas se moldean a partir de plastico reforzado con fibra de vidrio (GRP). Partes de la carcasa exterior 11 son de construccion de paneles intercalados y comprenden un nucleo 12 de espuma ligera (por ejemplo poliuretano), que se intercala entre las capas de GRP interior 13 y exterior 14 o “revestimientos”.

La pala 10 comprende un primer par de refuerzos de larguero 15a y 15b y un segundo par de refuerzos de larguero 16a y 16b. Los pares de refuerzos de larguero 15a y 15b, 16a y 16b respectivos estan dispuestos entre regiones de paneles intercalados 12 de la carcasa exterior 10. Un refuerzo de larguero 15a, 16a de cada par esta integrado con la carcasa de barlovento 11a y el otro refuerzo de larguero 15b, 16b de cada par esta integrado con la carcasa de sotavento 11b. Los refuerzos de larguero de los pares respectivos estan opuestos entre sf y se extienden longitudinalmente a lo largo de la longitud de la pala 10.

Una primera banda de corte que se extiende longitudinalmente 17a conecta a modo de puente el primer par de refuerzos de larguero 15a y 15b y una segunda banda de corte que se extiende longitudinalmente 17b conecta a modo de puente el segundo par de refuerzos de larguero 16a y 16b. Las bandas de corte 17a y 17b en combinacion con los refuerzos de larguero 15a y 15b y 16a y 16b forman un par de estructuras de vigas en I, que transfieren cargas eficazmente desde la pala de rotor 10 hasta el buje de la turbina eolica. Los refuerzos de larguero 15a y 15b y 16a y 16b en particular transfieren cargas de flexion por traccion y compresion, mientras que las bandas de corte 17a y 17b transfieren esfuerzos de corte en la pala 10.

Cada refuerzo de larguero 15a y 15b y 16 y 16b tiene una seccion transversal sustancialmente rectangular y esta formado por una pila de tiras de refuerzo prefabricadas 18. Las tiras 18 son tiras pultruidas de plastico reforzado con fibra de carbono (CFRP), y son sustancialmente planas y de seccion transversal rectangular. El numero de tiras 18 en la pila depende del grosor de las tiras 18 y el grosor requerido de la carcasa 11, pero normalmente las tiras 18 tienen, cada una, un grosor de unos pocos milfmetros y normalmente puede haber entre cuatro y doce tiras en la pila. Las tiras tienen una alta resistencia a la traccion, y por tanto tienen una alta capacidad de soporte de carga.

La integracion de los refuerzos de larguero 15a y 15b y 16a y 16b dentro de la estructura de la carcasa exterior 11 evita la necesidad de un refuerzo de larguero separado tal como una viga de refuerzo, que se une normalmente a una superficie interna de la carcasa en muchas palas de turbina eolica convencionales. En los documentos EP 1 520 983, WO 2006/082479, GB 2497578 y WO 2013/087078 se describen otros ejemplos de palas de rotor que tienen refuerzos de larguero solidarios con la carcasa.

La pala de turbina eolica 10 mostrada en la figura 1 se fabrica usando un procedimiento de infusion de resina (RI), mediante el cual las diversas capas laminadas de la carcasa 11 se estratifican en una cavidad de molde, se sella la cavidad, y se aplica un vado en la cavidad. Entonces, se introduce resina en la cavidad, y la presion de vado hace que la resina fluya sobre y alrededor de las capas laminadas y se infunda en los espacios intersticiales entre las capas. Para completar el procedimiento, se cura la estructura estratificada infundida con resina para endurecer la resina y unir las diversas capas laminadas entre sf para formar la pala 10.

Las tiras de refuerzo pultruidas 18 descritas anteriormente tienden a tener una superficie exterior relativamente lisa y plana, que es una caractenstica del procedimiento de pultrusion. Como resultado, cuando se apilan las tiras unas encima de las otras en el molde, hay muy poco espacio intersticial entre las tiras 18. Normalmente, el espacio entre las tiras es de entre aproximadamente 0,1 y 0,3 mm. Esta falta de espacio hace diffcil que la resina se infunda entre las tiras 18, y puede dar como resultado que se forme una mala union entre tiras 18 adyacentes en la pila. Si las tiras 18 no se unen de manera apropiada entre sf, existe el riesgo de que se produzca una deslaminacion en la estructura de pala, lo que puede llevar al fallo de la pala 10 en uso. Este problema no se limita a tiras pultruidas 18, sino que puede existir cuando se apilan otros tipos de tiras de refuerzo que tienen una superficie exterior lisa.

Un metodo conocido para obtener una superficie que es mas adecuada para la union es proporcionar una capa de “lamina desprendible” 38 sobre las superficies superior e inferior de la tira de refuerzo pultruida 18 como se ilustra en la figura 2, que pueden retirarse para formar una superficie texturizada que comprende picos y valles dispuestos de manera no uniforme. La superficie texturizada proporciona espacio en la superficie de contacto entre las tiras apiladas 18, permitiendo que la resina se infiltre mas facilmente entre las tiras 18, por ejemplo mediante accion

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capilar.

Tales laminas desprendibles 38 se fabrican a partir de un material textil tejido de manera apretada, normalmente una poliamida, que se recubre con un agente de desprendimiento. El ligamento apretado del material textil y el agente de desprendimiento impiden que la lamina desprendible se una a la resina en la tira, de modo que la lamina desprendible puede retirarse facilmente.

Como se ilustra en la figura 3, la lamina desprendible 38 se aplica a la tira 18 durante el procedimiento de pultrusion. La lamina desprendible 38 se extrae a traves de una hilera 40 junto con las fibras 42 y la resina que formaran la tira 18. Despues se cura la tira 18. Cuando se retira la lamina desprendible 38, esta retira una capa de resina curada de la superficie de la tira 18, proporcionando de este modo la superficie texturizada.

Aunque el uso de capas de lamina desprendible 38 ayuda con la infusion de resina, existen algunos problemas asociados con el uso de capas de lamina desprendible 38. Las capas de lamina desprendible 38 deben retirarse de cada tira 18 manualmente antes de colocar las tiras 18 en el molde, lo cual es engorroso y requiere mucho tiempo, y prolonga el procedimiento de fabricacion.

Ademas, dado que las superficies que quedan por la retirada de las capas de lamina desprendible 38 son rugosas y no uniformes, el contacto entre las tiras 18 de manera similar no es uniforme. El contacto puede ser de pico a pico (es decir entre picos en las superficies texturizadas de tiras vecinas 18 en la pila), lo que separa adicionalmente las tiras 18 proporcionando un espacio intersticial relativamente grande en el que fluye resina de manera relativamente facil, o el contacto puede ser de pico a valle (es decir entre un pico en la superficie de una tira y un valle en la superficie de una tira vecina 18 en la pila) lo que mantiene las tiras 18 mas cerca entre sf proporcionando una cantidad relativamente pequena de espacio intersticial en el que el flujo de resina es relativamente lento. Por tanto, la cantidad de espacio intersticial, y por lo tanto la velocidad de flujo de resina, vana a lo largo de las tiras 18, lo que puede llevar a que quede aire atrapado entre las tiras 18, lo que debilita la union entre las tiras 18.

El documento EP2341239 describe un larguero para una pala de turbina eolica que comprende una pluralidad de segmentos de perfil pultruidos y un procedimiento de pultrusion para fabricar una tira segun el preambulo de la reivindicacion 1.

El documento FR1387857 describe un procedimiento de pultrusion. Un objeto de la invencion es mitigar o superar al menos uno de los problemas de la tecnica anterior.

Sumario de la invencion

En este contexto, y desde un primer aspecto, la invencion se refiere a un procedimiento de pultrusion para fabricar una tira para una estructura de refuerzo alargada de una pala de turbina eolica, comprendiendo el procedimiento: extraer fibras y resina a traves de una hilera de pultrusion en una direccion de procedimiento para formar una tira y aplicar una capa promotora de infusion a una superficie de la tira aguas abajo de la hilera en la direccion de procedimiento.

Por tanto, una tira fabricada segun el procedimiento de pultrusion de la invencion tiene una capa promotora de infusion aplicada a al menos una superficie. Cuando se apila una pluralidad de tiras unas encima de otras para formar una estructura de refuerzo alargada, esta capa promotora de infusion se dispone entre tiras vecinas en la pila. La resina puede infundirse facilmente dentro de la capa promotora de infusion, y por lo tanto puede infundirse facilmente entre tiras vecinas en la pila. Esto reduce las posibilidades de formar bolsas de aire entre las tiras, que de otro modo actuanan como iniciadores de grietas. Por tanto, una estructura de refuerzo alargada que incorpora tiras fabricadas segun el procedimiento de pultrusion de la invencion puede soportar una carga mayor que una estructura de refuerzo alargada que incorpora tiras convencionales.

El procedimiento de pultrusion puede comprender unir la capa promotora de infusion a la superficie de la tira.

Para unir la capa promotora de infusion a la superficie de la tira sin la necesidad de un adhesivo, el procedimiento de pultrusion pueden comprender aplicar la capa promotora de infusion a la superficie de la tira cuando la tira esta en un estado no curado o semicurado, y curar la tira para unir la capa promotora de infusion a la superficie de la tira.

Alternativamente, el procedimiento puede comprender curar la tira antes de aplicar la capa promotora de infusion a la superficie de la tira. En este caso, puede aplicarse una capa adhesiva a la superficie de la tira despues de curar la tira y antes de aplicar la capa promotora de infusion. Para obtener una distribucion delgada y uniforme de capa adhesiva, el procedimiento puede comprender pulverizar la capa adhesiva sobre la superficie de la tira.

La capa promotora de infusion puede ser una capa fibrosa, tal como una capa de material textil de vidrio. Una capa fibrosa es particularmente ventajosa, ya que la estructura fibrosa proporciona huecos en la capa a traves de los cuales puede infundirse resina de manera particularmente facil. Para proporcionar huecos suficientemente grandes, la capa promotora de infusion puede tener una densidad de fibras de entre aproximadamente 100 gramos por metro cuadrado y 300 gramos por metro cuadrado.

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El procedimiento de pultrusion puede comprender aplicar la capa promotora de infusion a una superficie superior o una superficie inferior de la tira pultruida. De esta manera, solo se necesita usar una capa promotora de infusion para cada tira, y cuando se apilan entre sf una pluralidad de tiras, se dispone una unica capa promotora de infusion entre tiras vecinas para promover la infusion de resina.

El procedimiento de pultrusion puede comprender aplicar una primera capa promotora de infusion a una superficie superior de la tira pultruida, y aplicar una segunda capa promotora de infusion a una superficie inferior de la tira pultruida. De esta manera, cuando se apilan entre sf una pluralidad de tiras, se disponen dos capas promotoras de infusion entre tiras vecinas para promover aun mas la infusion de resina.

La tira puede tener una longitud de entre aproximadamente 2 metros y aproximadamente 1000 metros. En particular, la tira puede tener una longitud de entre aproximadamente 10 metros y aproximadamente 150 metros, y en realizaciones preferidas la tira puede tener una longitud de entre aproximadamente 10 metros y aproximadamente 80 metros. La longitud puede estar determinada por la longitud de la estructura de refuerzo alargada en la que va a incorporarse la tira, o puede estar determinada, por ejemplo, por el procedimiento de fabricacion de la estructura de refuerzo alargada.

Un aparato de pultrusion para fabricar una tira para una estructura de refuerzo alargada para una pala de turbina eolica puede comprender una hilera de pultrusion, un dispositivo de extraccion para extraer fibras y resina a traves de la hilera de pultrusion en una direccion de procedimiento para formar una tira, y una estacion de aplicacion para aplicar una capa promotora de infusion a una superficie de la tira, en el que la estacion de aplicacion se dispone en lmea con la hilera de pultrusion y aguas abajo de la hilera de pultrusion en la direccion de procedimiento.

La estacion de aplicacion puede comprender un rodillo para aplicar la capa promotora de infusion a la superficie de la tira. El rodillo proporciona un medio para mecanizar la aplicacion del material promotor de infusion, reduciendo la necesidad de entrada manual. El rodillo puede tambien usarse para aplicar presion al material promotor de infusion a medida que se aplica a la tira.

El aparato de pultrusion puede comprender una estacion de adhesivo configurada para aplicar una capa adhesiva a la superficie de la tira. La estacion de adhesivo puede esta dispuesta en lmea con la hilera de pultrusion y entre la hilera de pultrusion y la estacion de aplicacion. La estacion de adhesivo proporciona un medio para mecanizar el procedimiento de aplicacion de adhesivo, reduciendo la necesidad de entrada manual.

Para una aplicacion del adhesivo particularmente rapida y uniforme, la estacion de adhesivo puede estar configurada para pulverizar una capa adhesiva sobre la superficie de la tira.

El aparato de pultrusion puede comprender un dispositivo de calentamiento para curar la tira. El dispositivo de calentamiento puede estar dispuesto aguas arriba de la estacion de aplicacion de adhesivo en la direccion de procedimiento. De esta manera, puede curarse la tira y puede aplicarse el adhesivo a la tira en un procedimiento continuo.

El aparato de pultrusion puede comprender estaciones de aplicacion primera y segunda dispuestas en lados opuestos de la tira y configuradas respectivamente para aplicar una capa promotora de infusion respectiva a superficies superior e inferior respectivas de la tira.

Desde otro aspecto, la invencion se refiere a un metodo de fabricacion de una estructura de refuerzo alargada para una pala de turbina eolica, comprendiendo el metodo: proporcionar una pluralidad de tiras fabricadas segun el procedimiento de pultrusion descrito anteriormente; formar una estructura laminada apilando la pluralidad de tiras en una herramienta de molde; infundir resina a traves de la estructura laminada; y curar la resina para formar la estructura de refuerzo alargada.

Breve descripcion de los dibujos

Ya se ha hecho referencia a las figuras 1 a 3 de los dibujos. Con el fin de poder entender mas facilmente la invencion, ahora se hara referencia, unicamente a modo de ejemplo, al resto de los dibujos, en los que:

las figuras 4a y 4b son vistas de perspectiva y frontal respectivamente de una tira segun una realizacion de la invencion para una estructura de refuerzo alargada de una pala de turbina eolica segun un aspecto de la invencion;

la figura 5 es una vista frontal de la tira de la figura 4 dispuesta en una pila con una pluralidad de tiras similares;

la figura 6 es una vista frontal ampliada de una region de infusion entre dos tiras en la pila de la figura 5;

la figura 7 es un esquema de un metodo de fabricacion de la tira de las figuras 4a y 4b segun otra realizacion de la invencion;

la figura 8 es un esquema de otro metodo de fabricacion de la tira de las figuras 4a y 4b;

la figura 9 es una vista frontal de una tira segun otra realizacion de la invencion para una estructura de refuerzo

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alargada de una pala de turbina eolica;

la figura 10 es una vista frontal ampliada de una region de infusion formada entre la tira de la figura 9 y otra tira, cuando las tiras se disponen en una pila;

la figura 11 es un esquema de un metodo de fabricacion de la tira de la figura 9 segun otra realizacion de la invencion; y

la figura 12 es un esquema de otro metodo de fabricacion de la tira de la figura 9.

Descripcion detallada de realizaciones de la invencion

Las figuras 4a y 4b muestran una tira 100 para una estructura de refuerzo alargada para una pala de turbina eolica. En la realizacion descrita, la estructura de refuerzo alargada es un refuerzo de larguero, similar al descrito anteriormente en relacion con la figura 1.

La tira 100 es una tira pultruida de material polimerico reforzado con fibra 102 que se extiende longitudinalmente entre extremos opuestos 104. La tira pultruida 102 comprende lados 103, y superficies superior e inferior 106, 108. Cada una de las superficies superior e inferior 106, 108 esta dotada de una capa promotora de infusion 110 que esta unida a la superficie superior o inferior 106, 108 respectiva.

Las capas promotoras de infusion 110 cubren la totalidad de las superficies superior e inferior 106, 108 de la tira pultruida 102. En particular, las capas promotoras de infusion 108 se extienden continuamente entre los extremos 104 de la tira 102 en una direccion longitudinal, y continuamente entre los lados 103 de la tira 110 en una direccion transversal.

Para integrar la tira 100 en un refuerzo de larguero, como se muestra en la figura 5, se apila una pluralidad de tiras 100 unas encima de otras para formar una pila 112 en un molde (no mostrado). Las tiras 100 se apilan con la superficie superior 106 de una tira 100 enfrentada a la superficie inferior 108 de una tira vecina 100 en la pila 112. De esta manera, las superficies externas 113 de las capas promotoras de infusion 110 de tiras vecinas 100 estan en contacto entre sf En conjunto, las capas promotoras de infusion 110 adyacentes forman una region de infusion 114 entre cada par de tiras vecinas 100.

Una vez que se han dispuesto las tiras 100 en la pila 112, se introduce resina en la pila 112. La resina se infiltra alrededor de la pila 112 y tambien entre las tiras 110 en la pila 112 mediante las regiones de infusion 114 entre las tiras 100.

La figura 6 muestra la capa promotora de infusion 110 y la region de infusion 114 en mayor detalle, y revela que la capa promotora de infusion es una capa fibrosa que tiene un ligamento relativamente holgado.

En la realizacion mostrada, la capa promotora de infusion 110 es una capa de material de fibra de vidrio, y espedficamente es una capa de material textil de fibra de vidrio tejido de Hexcel que tiene una densidad de 200 gramos por metro cuadrado (gmc).

La densidad de fibras del material de fibra de vidrio es relativamente baja; por ejemplo de entre aproximadamente 100 y aproximadamente 300 gmc. En particular, la densidad de fibras del material de fibra de vidrio es suficientemente baja como para que la resina pueda infundirse de manera relativamente facil entre las fibras de vidrio, por lo que la capa de material de fibra de vidrio potencia el flujo de resina. La densidad de fibras tambien es suficientemente baja como para permitir que el material de fibra de vidrio se una a la superficie 106, 108 de la tira pultruida 102.

La capa promotora de infusion 110 presenta una superficie interior 111 y una superficie exterior 113. La superficie interior 111 se une a la superficie superior o inferior 106, 108 de la tira pultruida 102, por ejemplo por medio de una capa adhesiva 116. La superficie exterior 113 forma la superficie externa de la tira 100. La superficie exterior 113 esta texturizada debido a la naturaleza fibrosa de la capa promotora de infusion 110. Cuando se situan tiras 100 unas encima de otras, esta superficie texturizada sirve para separar las tiras 100, aumentando el tamano del espacio intersticial entre las tiras 100 y facilitando adicionalmente el flujo de resina entre las tiras 100.

La capa adhesiva 116 no penetra totalmente en la capa promotora de infusion 110, sino que permanece solo en una region de la capa promotora de infusion 110 que esta mas cerca de la tira pultruida 102. De esta manera, los espacios entre las fibras de la capa promotora de infusion 110 no se bloquean por el adhesivo, y en vez de eso estan abiertos para recibir resina de infusion. En otras palabras, y en contraposicion a una capa de lamina desprendible, la capa promotora de infusion es un material textil seco y no se infunde con resina.

Ademas, el ligamento relativamente holgado de la capa promotora de infusion 110 proporciona espacios relativamente grandes entre las fibras del ligamento, por lo que puede infundirse resina facilmente dentro de las capas promotoras de infusion 110, y por lo tanto puede infundirse facilmente a traves de la region de infusion 114 entre tiras vecinas 100.

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La figura 6 tambien revela que entre las capas promotoras de infusion 110 adyacentes hay un espacio intersticial 118. El espacio intersticial 118 es relativamente grande, lo que permite un flujo de resina relativamente rapido entre las tiras 1O0.

El ligamento de las fibras en las capas promotoras de infusion 110 es uniforme a traves de todas las capas promotoras de infusion 110, lo que significa que la velocidad de flujo de resina es correspondientemente uniforme. El ligamento uniforme tambien significa que los picos y valles proporcionados por el ligamento se disponen de manera uniforme, de manera que el espacio intersticial 118 es sustancialmente uniforme a traves de toda la tira 100. Esto ayuda adicionalmente a garantizar una velocidad de flujo de resina uniforme. Por tanto, la velocidad de flujo de resina es uniforme a traves de toda la region de infusion 114, de manera que cuando se introduce resina entre las tiras 100, la resina puede penetrar mas facilmente por toda la region de infusion 114, reduciendo las posibilidades de que se formen bolsas de aire entre las tiras 100.

Despues de haberse infundido la resina entre y alrededor de las tiras 100 en la pila 112, se cura la resina calentando el molde, y se forma completamente el refuerzo de larguero. Por tanto, las capas promotoras de infusion 110 se integran en el refuerzo de larguero acabado como elementos estructurales que se situan entre cada par de tiras pultruidas vecinas 102 en la pila 112. Esto contrasta con la lamina desprendible, que se retira de la superficie de una tira antes de apilarse la tira.

Haciendo ahora referencia a la figura 7, la tira 100 descrita anteriormente se fabrica mediante un procedimiento de pultrusion usando un aparato de pultrusion 300. Se extraen fibras empapadas de resina 42 a traves de una hilera de pultrusion 40 convencional en una direccion de procedimiento P para formar la tira pultruida 102. Entones la tira pultruida 102 entra en un horno de curado 44, en el que se calienta la tira pultruida 102 para curar la resina.

Aguas abajo del horno de curado 44 hay una estacion de aplicacion de adhesivo 160. La estacion de aplicacion de adhesivo 160 comprende dos pulverizadores de adhesivo 162, uno dispuesto por encima de la tira pultruida 102 y uno dispuesto por debajo de la tira pultruida 102. Los pulverizadores de adhesivo 162 pulverizan una capa adhesiva 116 (vease la figura 6), tal como una capa de resina epoxfdica, sobre las superficies superior e inferior 106, 108 de la tira pultruida 102.

Aguas abajo de la estacion de aplicacion de adhesivo 160 hay una estacion de aplicacion 150 que aplica las capas promotoras de infusion 110 a las superficies superior e inferior 106, 108 de la tira 102.

La estacion de aplicacion 150 comprende dos sistemas de rodillos 152, uno dispuesto por encima de la tira pultruida 102 y uno dispuesto por debajo de la tira pultruida 102. Los sistemas de rodillos 152 almacenan las capas promotoras de infusion 110, y aplican las capas 110 a las superficies superior e inferior 106, 108 de la tira pultruida 102 respectivamente. Las capas promotoras de infusion 110 se adhieren a las superficies superior e inferior 106, 108 de la tira pultruida 102 por medio de la capa adhesiva 116.

Una vez que se han aplicado las capas promotoras de infusion 110, la tira final 100 esta lista para usarse en la fabricacion de un refuerzo de larguero, o para el transporte a una instalacion de fabricacion o almacenamiento.

En la figura 8 se ilustra un metodo alternativo de fabricacion de una tira 100, utilizando un aparato de pultrusion 400 alternativo. En este metodo, se someten a pultrusion fibras empapadas de resina 42 a traves de la hilera de pultrusion 40 de la misma manera, pero entonces se transporta directamente la tira pultruida 100 a la estacion de aplicacion 150, que es sustancialmente identica a la estacion de aplicacion de capa 150 ya descrita.

Dado que la tira pultruida 102 aun no se ha curado cuando se aplican las capas promotoras de infusion 110, las superficies superior e inferior 106, 108 de la tira pultruida 102 son pegajosas. Esto permite que las capas promotoras de infusion 110 se adhieran a las superficies superior e inferior 106, 108 sin la necesidad de un adhesivo adicional.

La resina en la tira pultruida 102 solo se infiltra en las capas promotoras de infusion 110 una corta distancia, y por lo tanto solo se infiltra en una pequena region de la capa promotora de infusion 110 que esta cerca de la tira pultruida 102. Esto es porque, en ausencia de un vacfo, existe una fuerza motriz relativamente pequena para la infusion de resina. Por tanto, las fibras de las capas promotoras de infusion 110 no se saturan con resina, y los espacios entre las fibras permanecen abiertos para recibir resina durante un procedimiento de infusion de resina posterior.

La tira pultruida 102, con las capas promotoras de infusion 110 aplicadas a sus superficies superior e inferior 106, 108, se transporta a un horno de curado 44, en el que se calienta la tira pultruida 102 para curar la resina. A medida que se cura la resina, las capas promotoras de infusion 110 se unen a la tira pultruida 102. Una vez curada, la tira 100 esta entonces lista para su uso en un refuerzo de larguero.

En versiones alternativas del metodo, la tira puede estar semicurada antes de aplicarse las capas promotoras de infusion 110, para garantizar que la superficie superior e inferior 106, 108 tienen un nivel adecuado de pegajosidad para la adhesion.

La figura 9 ilustra una tira alternativa 200 para usar en una estructura de refuerzo alargada de una pala de turbina eolica. La tira 200 es similar a la tira 100 descrita anteriormente, pero en este caso una capa promotora de infusion

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110 se une solo a la superficie superior 106 de la tira pultruida 102, mientras que la superficie inferior 108 queda expuesta al entorno.

Como se ilustra en la figura 10, cuando se apila la tira 200 con otras tiras 200 similares, la capa promotora de infusion 110 se situa frente a la superficie inferior 108 de una tira vecina 200 en la pila. De esta manera, se crea una region de infusion 214 entre las tiras 200 en la pila, de una manera similar a la ya descrita.

La figura 10 muestra la region de infusion 214 en mayor detalle. En este caso, la region de infusion 214 comprende una unica capa promotora de infusion 110. Se crea un espacio intersticial 218 entre la capa promotora de infusion 110 y la superficie inferior 108 de la tira vecina 200 en la pila. La region de infusion 214 potencia la infusion de resina entre las tiras 200, y lo hace de manera sustancialmente uniforme, como ya se ha descrito anteriormente.

La figura 11 muestra un aparato 500 para fabricar una tira 200 que tiene una unica capa promotora de infusion 110. El aparato 500 es similar al ya descrito anteriormente, pero esta configurado para unir la capa promotora de infusion 110 solo a la superficie superior 106 de la tira pultruida 102.

Se tira de fibras empapadas de resina 42 a traves de la hilera de pultrusion 40 para formar la tira pultruida 102 de la manera ya descrita. Despues se alimenta la tira pultruida 102 al horno de curado 44 para curarse.

Despues, se alimenta la tira pultruida 102 a la estacion de aplicacion de adhesivo 260. La estacion de aplicacion de adhesivo 260 comprende un pulverizador de adhesivo 162 dispuesto por encima de la tira pultruida 102. El pulverizador de adhesivo 162 pulveriza una capa adhesiva 116 (vease la figura 6), tal como una capa de resina epoxfdica, sobre la superficie superior 106 de la tira pultruida 102.

Despues se alimenta la tira 102 a una estacion de aplicacion 250. La estacion de aplicacion 250 comprende un sistema de rodillos 152 dispuesto por encima de la tira pultruida 102. El sistema de rodillos 152 porta la capa promotora de infusion 110 y aplica la capa 110 a la superficie superior 106 de la tira pultruida 102. La capa promotora de infusion 110 se adhiere a la superficie superior 106 de la tira pultruida 102 por medio de la capa adhesiva 116, como se ha descrito.

La figura 12 ilustra un aparato 600 alternativo para fabricar una tira 200 que tiene una unica capa promotora de infusion 110. En este aparato 600, se someten a pultrusion fibras empapadas de resina 42 a traves de la hilera de pultrusion 40 para formar una tira pultruida 102.

Despues se alimenta la tira 102 a una estacion de aplicacion de capa 250. La estacion de aplicacion 250 comprende un sistema de rodillos 152 dispuesto por encima de la tira pultruida 102. El sistema de rodillos 152 porta la capa promotora de infusion 110, y aplica la capa 110 a la superficie superior 106 de la tira pultruida 102. Como se ha descrito anteriormente, la superficie superior 106 de la tira pultruida 102 es pegajosa, por lo que la capa promotora de infusion 110 se adhiere a la superficie superior 106. Por tanto, este metodo evita la necesidad de una etapa espedfica de aplicacion del adhesivo.

La tira pultruida 102, con la capa promotora de infusion 110 aplicada a su superficie superior 106, se transporta a un horno de curado 44, en el que la tira pultruida 102 se calienta para curar la resina, uniendo asf la capa promotora de infusion 110 a la superficie superior 106 de la tira pultruida 102.

Aunque en las realizaciones descritas la capa promotora de infusion es una capa de material de fibra de vidrio, se apreciara que no se necesita que sea asf. La capa promotora de infusion puede ser una capa fibrosa que puede fabricarse a partir de un material diferente, tal como carbono, vidrio, aramida, poliester, nailon. Las capas fibrosas pueden ser tejidas, uniaxiales, multiaxiales, vellon, o pueden ser filamentos continuos. Alternativamente, la capa promotora de infusion puede ser una capa perforada o porosa.

En realizaciones en las que se usa una capa adhesiva, no se necesita que la capa adhesiva una capa de resina epoxfdica, sino que puede ser cualquier adhesivo adecuado.

El refuerzo de larguero u otra estructura de refuerzo alargada puede fabricarse apilando las tiras y llevando a cabo un procedimiento de infusion de resina en una herramienta de molde, y entonces puede integrarse el refuerzo de larguero resultante u otra estructura de refuerzo alargada en la pala. En otras realizaciones, las tiras pueden apilarse directamente en un molde para una mitad de pala con otros componentes estructurales de la pala, y el procedimiento de infusion de resina puede aplicarse a toda la mitad de pala, de manera que el refuerzo de larguero se forma y se integra en la mitad de pala de manera simultanea.

Por tanto, la presente invencion no se limita a las realizaciones a modo de ejemplo descritas anteriormente y muchas otras variaciones o modificaciones resultaran evidentes para el experto sin apartarse del alcance de la presente invencion como se define en las siguientes reivindicaciones.

Claims

2.

10 3.
4.

15 5.
6.
7.

20
8. 9.

25
10.
11.

30
12.
13.

35 14.
15.

REIVINDICACIONES

Procedimiento de pultrusion para fabricar una tira (102) para una estructura de refuerzo alargada de una pala de turbina eolica, comprendiendo el procedimiento:

extraer fibras y resina (42) a traves de una hilera de pultrusion (40) en una direccion de procedimiento (P) para formar una tira (102); caracterizado por

aplicar una capa promotora de infusion (110) a una superficie (106, 108) de la tira aguas abajo de la hilera en la direccion de procedimiento.

Procedimiento de pultrusion segun la reivindicacion 1, que comprende unir la capa promotora de infusion (110) a la superficie (106, 108) de la tira.

Procedimiento de pultrusion segun la reivindicacion 2, que comprende aplicar la capa promotora de infusion (110) a la superficie de la tira (102) cuando la tira esta en un estado no curado o semicurado, y curar la tira para unir la capa promotora de infusion a la superficie de la tira.

Procedimiento de pultrusion segun la reivindicacion 1 o la reivindicacion 2, que comprende curar la tira (102) antes de aplicar la capa promotora de infusion (110) a la superficie de la tira.

Procedimiento de pultrusion segun la reivindicacion 4, que comprende aplicar una capa adhesiva (116) a la superficie de la tira (106, 108) tras curar la tira y antes de aplicar la capa promotora de infusion (110).

Procedimiento de pultrusion segun la reivindicacion 5, que comprende pulverizar la capa adhesiva (116) sobre la superficie (106, 108) de la tira.

Procedimiento de pultrusion segun cualquier reivindicacion anterior, en el que la capa promotora de infusion (110) es una capa fibrosa.

Procedimiento de pultrusion segun la reivindicacion 7, en el que la capa promotora de infusion (110) es una capa de material textil de vidrio.

Procedimiento de pultrusion segun la reivindicacion 7 o la reivindicacion 8, en el que la capa promotora de infusion (110) tiene una densidad de fibras de entre aproximadamente 100 gramos por metro cuadrado y 300 gramos por metro cuadrado.

Procedimiento de pultrusion segun cualquier reivindicacion anterior, que comprende aplicar la capa promotora de infusion (110) a una superficie superior o una superficie inferior (106, 108) de la tira pultruida.

Procedimiento de pultrusion segun cualquier reivindicacion anterior, que comprende aplicar una primera capa promotora de infusion a una superficie superior de la tira pultruida (102), y aplicar una segunda capa promotora de infusion a una superficie inferior de la tira pultruida.

Procedimiento de pultrusion segun cualquier reivindicacion anterior, en el que la tira (102) tiene una longitud de entre aproximadamente 2 metros y aproximadamente 1000 metros.

Procedimiento de pultrusion segun la reivindicacion 12, en el que la tira (102) tiene una longitud de entre aproximadamente 10 metros y aproximadamente 150 metros.

Procedimiento de pultrusion segun la reivindicacion 13, en el que la tira (102) tiene una longitud de entre aproximadamente 10 metros y aproximadamente 80 metros.

Metodo de fabricacion de una estructura de refuerzo alargada para una pala de turbina eolica, comprendiendo el metodo:

proporcionar una pluralidad de tiras (102) fabricadas segun el procedimiento de pultrusion segun cualquiera de las reivindicaciones 1 a 14;

formar una estructura laminada apilando la pluralidad de tiras en una herramienta de molde;

infundir resina a traves de la estructura laminada; y

curar la resina para formar la estructura de refuerzo alargada.