ES2821848T3 - Alma para un álabe de una planta de energía eólica y procedimiento para la producción de un alma - Google Patents

Abstract

Alma para una álabe (17) de una planta de energía eólica, con un cuerpo de alma, en cuyo interior está dispuesto un núcleo (27) de alma, y con una base (29) de alma, en cuyo interior está dispuesta una pieza (30) preformada, ensanchándose la pieza (30) preformada desde una cara (32) frontal orientada hacia el núcleo (27) de alma hacia una superficie (31) de contacto, estando el núcleo (27) y la pieza (30) preformada vestidos en una o varias capas de un material (41) fibroso, caracterizada por que el material (41) fibroso se extiende desde una primera superficie (35) lateral del núcleo (27) de alma a través de un primer flanco (37) de la pieza (30) preformada y la superficie (31) de contacto de la pieza (30) preformada.

Description

DESCRIPCIÓN

Alma para un álabe de una planta de energía eólica y procedimiento para la producción de un alma

La invención se refiere a un alma para un álabe de una planta de energía eólica y un procedimiento para la producción de un alma de este tipo.

Un rotor de una planta de energía eólica comprende, normalmente, una pluralidad de álabes, los cuales están conectados a un buje del rotor. El rotor se pone en movimiento mediante el viento, de modo que a través de un eje de rotor, por ejemplo, se acciona un generador para generar energía eléctrica. El álabe debe, por un lado, resistir las fuerzas que actúan sobre el álabe en el funcionamiento de la planta de energía eólica. Por otro lado, el peso del álabe de ser lo más bajo posible.

El álabe puede estar construido como una carcasa con una parte de carcasa del lado de succión y una parte de carcasa del lado de compresión, entre las cuales está encerrado un espacio hueco. Como alma se especifica un elemento de construcción, que se extiende en el espacio hueco del álabe y crea una unión estabilizadora entre la parte de carcasa del lado de succión y la parte de carcasa del lado de compresión. El alma puede estar orientada aproximadamente en dirección longitudinal del álabe y extenderse a lo largo de una parte esencial de la longitud del álabe entre la raíz del álabe y la punta del álabe.

El alma tiene, entre otros, el fin de transferir fuerzas de cizallamiento desde la parte de carcasa del lado de succión a la parte de carcasa del lado de compresión, así como para mantener la parte de carcasa del lado de succión y la parte de carcasa del lado de compresión a la distancia correcta entre sí, por lo tanto, transferir fuerzas de cizallamiento y fuerzas de compresión entre las dos partes de carcasa. El alma puede estar unida a través de una primera base de alma con la primera parte de carcasa y a través de una segunda base de alma con la segunda parte de carcasa. Entre las dos bases de alma puede estar dispuesto un cuerpo de alma.

Dado que para la conexión a una parte de carcasa es necesaria una determinada superficie de contacto, el alma tiene, en la zona de la base de alma, normalmente una anchura mayor que en la zona del núcleo del alma. En el documento DE 102011 082664 A1 y el documento DE 102012223707 A1 están descritos ejemplos de almas de este tipo. El documento EP 2881 237 A1 describe un procedimiento para la producción de un alma a partir de un cuerpo de cizallamiento y una brida de base, uniéndose el cuerpo de cizallamiento la brida de base entre sí a través de capas de fibra y resina.

La invención tiene la misión subyacente de presentar un alma y un procedimiento de producción, de modo que el alma pueda realizarse económicamente y con la estabilidad requerida. Partiendo del estado de la técnica mencionado, la misión se resuelve con las características de las reivindicaciones independientes. Formas de realización ventajosas están indicadas en las reivindicaciones dependientes.

El alma de acuerdo con la invención comprende un cuerpo de alma, en cuyo interior está dispuesto un núcleo de alma, y una base de alma, en cuyo interior está dispuesta una pieza preformada. La pieza preformada se ensancha desde una cara frontal orientada hacia el núcleo de alma hacia una superficie de contacto.

La invención ha reconocido que el alma con un núcleo de alma de este tipo y una pieza preformada de este tipo se puede producir económicamente, resultando dentro del alma un flujo de fuerza uniforme.

La cara frontal de la pieza preformada, en una forma de realización, está dimensionada y dispuesta de modo que ésta cubre la anchura del núcleo de alma. La cara frontal de la pieza preformada es, por lo tanto, al menos tan ancha como el núcleo de alma, en el que está en contacto la pieza preformada. La extensión de la cara frontal en la dimensión de anchura puede ser algo mayor que la anchura del núcleo de alma, por ejemplo hasta el 10% mayor, preferiblemente, hasta el 5% mayor. Como dimensión de altura del alma se denomina la dirección en la que la pieza preformada y el núcleo de alma se superponen. La anchura está orientada perpendicular con respeto a ésta. La altura y la anchura forman en conjunto la sección transversal del alma. La dirección longitudinal del alma se extiende perpendicular con respecto a la sección transversal.

El núcleo de alma se mantiene a distancia de la superficie de contacto mediante la pieza preformada, siendo la distancia más pequeña entre el núcleo de alma y la superficie de contacto al menos tan grande como la menor distancia entre la cara frontal y la superficie de contacto. La cara frontal de la pieza preformada puede comprender una sección, que es opuesta a una línea de vértice del núcleo de alma. La cara frontal de la pieza preformada puede comprender, observada en sección transversal, una sección que corta perpendicularmente la dimensión de altura. La cara frontal de la pieza preformada puede estar configurada de modo que envuelve una sección final del núcleo de alma. Como sección final se denomina una zona del núcleo de alma, la cual está orientada en dirección de una parte de carcasa del álabe, cuando el alma está unida con el álabe. A través de la base de alma, en este estado compuesto, se crea la unión entre el núcleo de alma del alma y la parte de carcasa del álabe.

Cuando una pieza preformada envuelve una sección final del núcleo de alma, de esta manera, la pieza preformada sigue, partiendo desde un punto de vértice de la sección final, que tiene la menor distancia a la parte de carcasa del álabe, en dos direcciones lateral del contorno del núcleo de alma. Con otras palabras, existe una recta de unión entre dos puntos de la pieza preformada, la cual corta la sección final del núcleo de alma y, en particular, corta un plano central del núcleo de alma. En una forma de realización, la recta de unión puede extenderse de modo que la distancia entre la recta de unión y el punto de vértice del núcleo de alma corresponde al menos al 10%, preferiblemente, al menos al 20%, de forma aún más preferida, al menos al 40% del espesor del núcleo de alma. La superficie de contacto de la pieza preformada está orientada hacia la cara interior de la parte de carcasa lindante del álabe, cuando el alma está introducida en el álabe. Entre la superficie de contacto de la pieza preformada y la cara interior del álabe puede estar dispuesta una capa adherente, mediante la cual se une el alma con la parte de carcasa.

La cara frontal de la pieza preformada y/o la sección final del núcleo de alma pueden tener la forma de un segmento de círculo en sección transversal. Uno de los cuerpos puede estar abombado hacia fuera y el otro cuerpo estar abombado hacia dentro, de modo que el cuerpo abombado hacia dentro puede envolver el cuerpo abombado hacia fuera. El radio del segmento de círculo abombado hacia fuera puede ser insignificantemente menor que el radio del segmento de círculo abombado hacia dentro, de modo que los segmentos de círculo, teniendo en cuenta las eventuales capas de un material fibroso dispuestas entremedias, encajan perfectamente una en otra. Cuando el segmento de círculo del cuerpo abombado hacia dentro se extiende a través de un ángulo de menos de 180°, se puede ajustar la orientación angular entre el núcleo de alma y la pieza preformada. El segmento de círculo del cuerpo abombado hacia dentro puede extenderse, por ejemplo, a través de un ángulo entre 90° y 170°, preferiblemente, entre 120° y 160°. Un ángulo de 360° correspondería en esta escala a un círculo completo.

En una forma de realización, el núcleo de alma está abombado hacia fuera y la pieza preformada está abombada hacia dentro. El segmento de círculo puede extenderse a través de la anchura completa de la cara frontal de la pieza preformada. También es posible, que la cara frontal de la pieza preformada tenga una anchura mayor que el segmento de círculo.

La cara frontal de la pieza preformada puede presentar la forma de una acanaladura, la cual está orientada hacia el núcleo de alma. Una zona central de la acanaladura puede ser opuesta a una línea de vértice del núcleo de alma. Los dos lados de la acanaladura pueden envolver la sección final del núcleo de alma. La sección final del núcleo de alma puede corresponder en sección transversal a la forma de un segmento de círculo. En una forma de realización, el segmento de círculo se extiende a través de 180° y une dos superficies laterales paralelas entre sí del núcleo de alma.

La base de alma puede comprender una superficie de contacto, cuya forma está determinada por la superficie de contacto de la pieza preformada. La superficie de contacto de la base de alma puede estar separada de la superficie de contacto la pieza preformada solo por una o varias capas de un material fibroso. La superficie de contacto de la base de alma puede estar orientada hacia la cara interior de la parte de carcasa del álabe, cuando el alma está montada en el álabe. Con la superficie de contacto se puede definir un plano paralelo con respecto a la cara interior de la parte de carcasa.

La pieza preformada puede comprender un primer flanco, el cual se extiende entre la superficie de contacto y el núcleo de alma. El primer flanco puede encerrar, observado en sección transversal del alma, con la superficie de contacto un ángulo entre 30° y 60°, preferiblemente, entre 40° y 50°. La pieza preformada puede presentar un borde redondeado que forma la transición entre la superficie de contacto y el primer flanco. El radio del redondeo de borde puede encontrarse, por ejemplo, entre 1 mm y 20 mm. La anchura de la superficie de contacto puede encontrarse, por ejemplo, entre 30 mm y 300 mm. La distancia entre la superficie de contacto de la pieza preformada y la línea de vértice lindante del núcleo de alma en la pieza preformada puede encontrarse, por ejemplo, entre 5 mm y 150 mm. El primer flanco puede presentar, observado en sección transversal, una sección que es plana. La sección plana puede extenderse desde la zona de transición a la superficie de contacto hasta el extremo del lado del núcleo del primer flanco. En una forma de realización alternativa, el primer flanco comprende, observado en sección transversal, una sección cóncava. Cóncavo significa que existe una recta de unión entre dos puntos del flanco, la cual no corta la pieza preformada.

El primer flanco de la pieza preformada puede salirse en su extremo de lado del núcleo en una dirección que es paralela con respecto a la superficie lateral del núcleo de alma, por lo tanto, encierra un ángulo de 0° con la superficie lateral del alma. Para la transferencia de fuerzas entre el núcleo de alma y la pieza preformada es ventajoso un ángulo de 0°, sin embargo, en caso de producción imprecisa, se puede dar un desplazamiento entre el extremo del lado del núcleo del primer flanco y la superficie lateral del núcleo de alma. Esto no es deseado. Para una mayor tolerancia con respecto a imprecisiones de producción puede, por ello, ser ventajoso cuando el ángulo entre el extremo del lado del núcleo del primer flanco y la superficie lateral del núcleo de alma es algo mayor que 0°, por ejemplo, es mayor que 2°, preferiblemente, es mayor que 5°. En caso de un ángulo demasiado grande, de nuevo, se empeora la transferencia de fuerza. El ángulo es, por ello, preferiblemente no mayor que 20°, más preferiblemente, no mayor que 10°.

La pieza preformada puede comprender un segundo flanco, el cual se extiende entre la superficie de contacto y el núcleo de alma. En lo que se refiere a la forma, la orientación y la zona de transición a la superficie lateral del núcleo de lama, el segundo flanco puede presentar una o varias características que se han dado a conocer en relación con el primer flanco. El extremo del lado del núcleo del primer flanco y el extremo del lado del núcleo del segundo flanco pueden encerrar la sección final del núcleo de alma entre ellos.

La transición entre el segundo flanco y la superficie de contacto está, en una forma de realización de la pieza preformada, configurada distinta que la transición entre el primer flanco y la superficie de contacto. En particular, la pieza preformada puede presentar, entre el segundo flanco y la superficie de contacto, un borde no redondeado. El segundo flanco puede salirse con una sección plana o con una sección cóncava en dirección de la superficie de contacto. La superficie de contacto y el segundo flanco pueden encerrar en la zona de transición, por ejemplo, un ángulo entre 10° y 60°, preferiblemente, entre 20° y 50° entre ellos.

El núcleo de alma y la pieza preformada están, de acuerdo con la invención, vestidos en una o varias capas de un material fibroso, por ejemplo, en forma de esteras de fibra de vidrio. El material fibroso se extiende desde la primera superficie lateral del núcleo de alma a través del primer flanco de la pieza preformada y la superficie de contacto de la pieza preformada. Para esto, es ventajoso cuando la transición entre el primer flanco y la superficie de contacto de la pieza preformada está configurada de modo que el material fibroso se puede conducir alrededor sin pliegue pronunciado. En el extremo opuesto de la superficie de contacto, el material fibroso puede extenderse más allá a través del extremo de la pieza preformada.

El material fibroso puede extenderse además desde la segunda superficie lateral del núcleo de alma a través del segundo flanco de la pieza preformada. Cuando el material fibroso se extiende más allá a través del extremo de la pieza preformada, se puede superponer con el extremo del material fibroso que viene desde la superficie de contacto.

La cantidad de las capas de material fibroso, la cual está colocada sobre la superficie lateral del núcleo de alma y sobre el flanco de la pieza preformada, puede encontrarse, por ejemplo, entre 2 y 4. Esto puede ser válido para el primer flanco y/o el segundo flanco de la pieza preformada.

La pieza preformada puede comprender una o varias capas de material fibroso, que se extienden desde la primera superficie lateral del núcleo de alma alrededor de la sección final del núcleo de alma hacia la segunda superficie lateral del núcleo de alma. Estas capas del material fibroso están, por lo tanto, dispuestas en un espacio intermedio entre la sección final del núcleo de alma y la pieza preformada. Aquí se pueden extender, por ejemplo, una capa o dos capas del material fibroso. Las capas conducidas alrededor del núcleo de alma pueden terminar a una distancia entre 100 mm y 500 mm de la línea de vértice del núcleo de alma.

En la producción del alma, el material fibroso puede impregnarse con un material líquido, que confiere estabilidad al alma en el estado endurecido. El material que se endurece puede ser, por ejemplo una resina epoxi.

El núcleo de alma puede estar compuesto de un material de núcleo de sándwich, cuya densidad puede encontrarse, por ejemplo, entre 40 kg/m3 y 150 kg/m3. Una densidad baja de este tipo la tienen, por ejemplo, materiales espumosos (PET, PVC, SAN) o madera de balsa. El material de núcleo de sándwich puede presentar un módulo de elasticidad entre 20 MPa y 200 MPa en relación con la dimensión de altura del alma. La resistencia al cizallamiento del material de núcleo de sándwich puede encontrarse, por ejemplo, entre 0,5 MPa y 2 MPa.

La pieza preformada puede estar compuesta de un material, cuya densidad y/o cuyo módulo de elasticidad son mayores que en el material de núcleo de sándwich. Por ejemplo, la densidad de la pieza preformada puede encontrarse entre 150 kg/m3 y 1200 kg/m3, preferiblemente, entre 150 kg/m3 y 300 kg/m3. El módulo de elasticidad de la pieza preformada puede estar entre 1000 MPa y 6000 MPa y, con ello, encontrarse en el mismo orden de magnitud que el módulo de elasticidad del adhesivo, que se utiliza para encolar con la parte de carcasa del álabe. En una forma de realización, la pieza preformada está compuesta de espuma de poliuretano (HD-PU) de alta densidad con una densidad entre 150 kg/m3 y 300 kg/m3. La espuma de poliuretano puede estar reforzada con fibras. Si la pieza preformada está compuesta de poliuretano puro, de esta manera, la densidad puede encontrarse en el orden de magnitud de 1000 kg/m3.

El alma de acuerdo con la invención puede comprender una primera pieza preformada y una segunda pieza preformada, las cuales están dispuestas de modo que encierran el núcleo de alma entre ellas. La segunda pieza preformada puede presentar una o varias características que se han descrito en relación con la primera pieza preformada. Las piezas preformadas pueden estar orientadas de modo que el primer flanco de la primera pieza preformada está dispuesto en el mismo lado del alma que el primer flanco de la segunda pieza preformada. Las capas del material fibroso pueden extenderse alrededor del alma completa y, en este caso, están en contacto planas sobre las dos piezas preformadas o bien el núcleo de alma. Con excepción de superposiciones en la conexión al primer flanco de la primera pieza preformada, así como en la conexión al primer flanco de la segunda pieza preformada, el material fibroso puede seguir de forma continua el contorno del alma.

La longitud del alma puede ser mayor de 10 m, preferiblemente, ser mayor de 20 m, de manera aún más preferida, ser mayor de 50 m. La anchura del núcleo de alma puede variar a la largo de la longitud del alma. La anchura del núcleo de alma denomina la dimensión orientada perpendicular con respecto a la altura, extendiéndose la altura del alma entre las dos piezas preformadas. La anchura del alma puede ser mayor en una zona cerca de la raíz de la pala que en una zona cerca de la punta de la pala. El núcleo de alma puede estar configurado de modo que la anchura del núcleo de alma varía de forma continua a lo largo de la longitud del alma.

Para reducir los costos de producción, el núcleo de alma puede estar configurado de modo que la anchura del núcleo de alma varía bruscamente en uno o varios puntos. Entonces es posible componer el núcleo de alma a partir de una pluralidad de placas paralelas del material de núcleo de sándwich. En una zona, en la cual una placa de menor espesor choca con una placa de mayor espesor, la anchura del núcleo de alma varía bruscamente. También es posible que en la zona de una transición de este tipo, esté configurada una rampa de compensación, la cual puede tener, por ejemplo, una inclinación entre 1:5 y 1:20. El núcleo de alma puede comprender, por ejemplo, placas con un espesor de aprox. 10 mm, placas con un espesor de aprox. 20 mm y/o placas con un espesor de aprox. 30 mm. Los espesores de placa utilizados para el núcleo de alma pueden encontrarse, por ejemplo, entre 8 mm y 60 mm.

La pieza preformada se extiende, preferiblemente sin interrupción, a lo largo de la longitud completa del alma. Cuando la pieza preformada presenta una acanaladura para la aceptación de una sección final del núcleo de alma, de esta manera, la anchura de la acanaladura puede estar ajustada a la anchura del núcleo de alma. En particular, la anchura de la acanaladura puede estrecharse partiendo desde una zona cerca de la raíz de la pala hacia una zona cerca la punta de la pala. El estrechamiento puede estar configurado continuo, por lo tanto, sin variaciones bruscas en la anchura de la acanaladura. También es posible que la anchura de la acanaladura varíe bruscamente de forma ajustada a los saltos de espesor del núcleo de alma.

Observado en sección transversal del alma, la superficie de contacto de la primera pieza preformada puede estar orientada paralela con respecto a la superficie de contacto de la segunda pieza preformada. Las superficies de contacto pueden encerrar con la altura del núcleo de alma un ángulo recto o un ángulo que se desvía del ángulo recto. También es posible que las dos superficies de contacto no estén orientadas paralelas entre sí, sino que encierran un ángulo juntas que puede encontrarse, por ejemplo, entre 5° y 20°. En una primera forma de realización, las dos superficies de contacto encierran un ángulo de 90° o menos con la altura del núcleo de alma. En una segunda forma de realización, las dos superficies de contacto encierran un ángulo de 90° o más con la altura del núcleo de alma. En una tercera forma de realización, la primera superficie de contacto encierra un ángulo de menos de 90° y la segunda superficie de contacto un ángulo de más de 90° con la altura del núcleo de alma.

La orientación de las dos superficies de contacto una con respecto a la otra puede permanecer invariable a lo largo de la longitud del alma. También es posible que la orientación de las dos superficies de contacto varíe una con respecto a la otra a lo largo de la longitud del alma. La distancia entre las dos superficies de contacto (en relación a la altura del alma) puede reducirse con distancia creciente desde la raíz de la pala.

La invención se refiere además a un álabe para una planta de energía eólica. El álabe comprende una parte de carcasa del lado de succión y una parte de carcasa del lado de compresión. Las dos partes de carcasa están unidas entre sí en un borde delantero del álabe y en un borde trasero del álabe y encierran un espacio hueco entre ellas. En el espacio hueco está dispuesto un alma de acuerdo con la invención, estando unida una superficie de contacto de una primera pieza preformada del alma con la parte de carcasa del lado de succión y una superficie de contacto de una segunda pieza preformada del alma con la parte de carcasa del lado de compresión.

La longitud del alma puede extenderse a lo largo de al menos el 80%, preferiblemente, al menos el 90% de la longitud del álabe. El álabe puede comprender una pluralidad de almas, que están orientadas esencialmente paralelas unas con respecto a otras. El álabe puede subdividirse mediante las almas en una pluralidad de cámaras, estando cada una de las cámaras limitada por dos almas, así como por una sección de la parte de carcasa del lado de succión y una sección de la parte de carcasa del lado de compresión. La superficie de contacto de la primera pieza preformada puede estar encolada plana con la parte de carcasa del lado de succión. La superficie de contacto de la segunda pieza preformada puede estar encolada plana con la segunda parte de carcasa.

La invención se refiere además a un procedimiento para la producción de un alma. En el procedimiento se colocan una o varias capas de un material fibroso en un molde. Una primera pieza preformada y una segunda pieza preformada se colocan encima de las capas del material fibroso, de modo que las caras frontales de las piezas preformadas están orientadas una hacia la otra y que las superficies de contacto de las piezas preformadas están alejadas una de la otra. Un núcleo de alma se coloca en el molde, de modo que el núcleo de alma esté dispuesto entre las dos caracas frontales de las piezas preformadas.

En una forma de realización, el núcleo de alma se coloca en el molde, de modo que una primera sección final del núcleo de alma se envuelve por la cara frontal de la primera pieza preformada y que una segunda sección final del núcleo de alma se envuelve por la cara frontal de la segunda pieza preformada.

Una o varias capas adicionales del material fibroso pueden colocarse en el molde, de modo que el material fibroso se extiende desde el segundo flanco de la primera pieza preformada a través del núcleo de alama hasta el segundo flanco de la segunda pieza preformada. Las capas pueden extenderse más allá de la primera pieza preformada y/o la segunda pieza preformada, de modo que se da una superposición con las capas colocadas primero. Un material, en particular una resina epoxi, puede aplicarse en forma líquida en el molde y endurecerse, para fijar el núcleo de alma, la primera pieza preformada, la segunda pieza preformada y el material fibroso unos con otros. El molde puede estar exento de una muesca, de modo que el alma producido se puede desmoldear fácilmente.

En una realización del procedimiento, antes de la colocación del núcleo de alma se coloca una capa adicional del material fibroso en el molde, la cual se extiende entre la primera pieza preformada y el núcleo de alma y/o la cual se extiende entre la segunda pieza preformada y el núcleo de alma.

El procedimiento puede perfeccionarse con otras características, las cuales se han descrito en relación con el alma de acuerdo con la invención. El alma puede perfeccionarse con otras características, las cuales se han descrito en relación con el procedimiento de acuerdo con la invención.

A continuación, la invención se describe, a modo de ejemplo, con referencia a los dibujos adjuntos mediante formas de realización ventajosas. Muestran:

la Fig. 1: una vista lateral de una planta de energía eólica con un álabe de acuerdo con la invención;

la Fig. 2: una representación esquemática de un álabe de acuerdo con la invención;

la Fig. 3: un corte a lo largo de la línea A-A en la Fig. 2 (ampliado);

la Fig. 4: un alma de acuerdo con la invención en representación en sección transversal;

la Fig. 5: un paso en la producción de un alma de acuerdo con la invención;

la Fig. 6: la vista de acuerdo con la Fig. 4 en otra forma de realización de la invención.

Una planta de energía eólica comprende, de acuerdo con la Fig. 1, una góndola 14, la cual está alojada rotatoria sobre una torre 15. La góndola soporta un eje de roto no visible en la Fig. 1, al cual está conectado un rotor 16. El rotor 16 comprende una pluralidad de álabes 17. Mediante rotación de la góndola 14 con respecto a la torre 15, el rotor 16 se orienta en dirección del viento. El rotor 16 se pone a girar mediante el viento y acciona un generador a través del eje de rotor para generar energía eléctrica.

Cada uno de los álabes 17 se extiende entre una raíz 18 de la pala, la cual está conectada al buje 19 del rotor 16, y una punta 20 de la pala, véase la Fig. 2. Como muestra la representación en corte en la Fig. 3, el álabe 17 está compuesto por una parte 21 de carcasa del lado de succión y una parte 22 de carcasa del lado de compresión. Las dos partes 21, 22 de carcasa están unidas entre sí en un borde 23 delantero, así como en un borde 24 trasero del álabe 17. Las partes 21, 22 de carcasa encierran un espacio hueco entre ellas, el cual forma un espacio interior del álabe 17.

En el espacio hueco están dispuestas dos almas 25, 26, las cuales se extienden a lo largo de prácticamente la longitud completa del álabe 17 desde la raíz 18 de la pala hasta la punta 20 de la pala. Cada una de las almas 25, 26, comprende un núcleo 27 de alma, así como dos bases 28, 29 de alma. Las bases 28, 29 de alma son más anchas que el núcleo 27 de alma, de modo que a través de las bases 28, 29 de alma se puede crear una unión estable a las caras interiores de las partes 21, 22 de carcasa. En la Fig. 4 está representada una correspondiente capa 33 de adhesivo para la creación de la unión entre la base 29 de alma y la cara interior de la parte 22 de carcasa.

En la representación en corte ampliada de acuerdo con la Fig. 4, se muestra solo la base 29 inferior del alma 26. La base 29 de alma comprende una pieza 30 preformada, la cual se extiende entre una superficie 31 de contacto y una cara 32 frontal, la cual está moldeada como acanaladura. La acanaladura 32 opuesta a la superficie 31 de contacto tiene la forma de un segmento de círculo en sección transversal, la cual se extiende a través de un ángulo de aproximadamente 150°. Con la acanaladura 32, la pieza 30 preformada envuelve una sección 34 final inferior del núcleo 27 de alma.

La sección 34 final inferior del núcleo 27 de alma es semicircular en sección transversal y pasa a dos superficies 35, 36 laterales planas del núcleo 27 de alma. El núcleo 27 de alma puede pivotarse dentro de la acanaladura 32 para ajustar la orientación del núcleo 27 de lama con respecto a la superficie 31 de contacto. El radio de la sección 34 final inferior es algo menor que el radio de la acanaladura 32, de modo que se puede hacer pasar una capa 42 de fibras entre el núcleo 27 de lama y la acanaladura 32.

La pieza 30 preformada comprende un prime flanco 37, el cual se extiende entre la superficie 31 de contacto y la acanaladura 32. El primer flanco 37 es plano, observado en sección transversal, y pasa con un borde 38 redondeado a la superficie 31 de contacto. El otro extremo del primer flanco 37 acaba justo sobre el núcleo 27 de alma y encierra con la superficie 35 lateral del núcleo de alma un ángulo de aproximadamente 45°.

El segundo flanco 39 opuesto de la pieza 37 preformada acaba, de manera correspondiente, sobre la segunda superficie 36 lateral del núcleo 27 de alma. El extremo inferior del segundo flanco 39 encierra con la superficie 31 de contacto un borde 40 no redondeado.

El núcleo 27 de alma y la pieza 30 preformada están empotrados en varias capas de un material de fibra de vidrio, de las cuales solo está representada una capa 41 en la Fig. 4. La capa 41 se extiende desde la primera superficie 35 lateral a través del primer flanco 37 de la pieza 30 preformada, el borde 38 redondeado y la superficie 31 de contacto hasta más allá del extremo inferior del segundo flanco 39. En el otro lado del alma 26, la capa 41 se extiende desde la segunda superficie 36 lateral del núcleo de alma a través del segundo flanco 39 de la pieza 30 preformada, también, hasta más allá del borde inferior del segundo flanco 39. En la zona junto al borde 40 se superponen los dos extremos que sobresalen de la capa 41. Una capa 42 adicional del material de fibra de vidrio se extiende desde la primera superficie 35 lateral del núcleo 27 de alma a través del espacio intermedio entre la sección 34 final y la acanaladura 32 hasta la segunda superficie 36 lateral del núcleo 27 de alma.

Un alma de acuerdo con la invención se produce en el estado horizontal en un molde, como está representado en la Fig. 5. El molde se ajusta mediante ajuste de partes 42 movibles y con utilización de piezas 43 intercaladas a la forma deseada del alma 26. En el molde se coloca entonces la cantidad necesaria de capas 41 del material de fibra de vidrio, extendiéndose las capas 41 a través de la anchura completa del molde. Sobre las capas 41 se colocan dos piezas 30 preformadas, de modo que las superficies 31 de contacto apuntan hacia fuera. Después de la carga de una capa 41 adicional, la cual cubre la acanaladura 32 de las dos piezas 30 preformadas, se introduce el núcleo 27 de alma en el molde, de modo que las dos secciones finales del núcleo 27 de alma se envuelven por las dos acanaladuras 32 de las piezas 30 preformadas. Esta disposición se cubre desde arriba con capas 41 adicionales del material de fibra de vidrio. En el extremo superior de las dos piezas 30 preformadas, las capas 41 colocadas primeros se superponen con las capas 41 colocadas por último. Todo ello se impregna con resina epoxi en forma líquida. Después del endurecimiento de la resina epoxi, las partes están estabilizadas una con respecto a otras y forman un alma 26 estable.

El núcleo 27 de alma está compuesto, en el ejemplo de realización, de espuma PET ligera con un módulo de elasticidad de aproximadamente 20 MPa. Las dos piezas 30 preformadas están compuestas de espuma de poliuretano de alta resistencia y de alta densidad con un módulo de elasticidad en el orden de magnitud de 1000 MPa.

En la forma de realización alternativa de un alma 29 en la Fig. 6, el primer flanco 37 y el segundo flanco 39 de la pieza 30 preformada tienen una forma cóncava. Los flancos 37, 39 de la pieza 30 preformada pasan con un redondeo a las superficies 35, 36 laterales del núcleo 27 de alma, encerrando los extremos superiores de los flancos 37, 39 un ángulo pequeño con las superficies 35, 36 laterales. Para las capas 41 del material de fibra de vidrio resulta, con ello, una transición aproximadamente continua entre la pieza 30 preformada y el núcleo 27 de alma, lo cual es ventajosos para el flujo de fuerza y la estabilidad del alma 27.

El extremo inferior del segundo flanco 39 también acaba en un redondeo. Las capas 41 que están colocadas encima del segundo flanco 39 y las que están encima de la superficie 31 de contacto pueden pasar sin interrupción y pliegue a la superposición, lo cual también es ventajoso para el flujo de fuerza y la estabilidad del alma 27.

Claims (15)

REIVINDICACIONES

1. Alma para una álabe (17) de una planta de energía eólica, con un cuerpo de alma, en cuyo interior está dispuesto un núcleo (27) de alma, y con una base (29) de alma, en cuyo interior está dispuesta una pieza (30) preformada, ensanchándose la pieza (30) preformada desde una cara (32) frontal orientada hacia el núcleo (27) de alma hacia una superficie (31) de contacto, estando el núcleo (27) y la pieza (30) preformada vestidos en una o varias capas de un material (41) fibroso, caracterizada por que el material (41) fibroso se extiende desde una primera superficie (35) lateral del núcleo (27) de alma a través de un primer flanco (37) de la pieza (30) preformada y la superficie (31) de contacto de la pieza (30) preformada.

2. Alma según la reivindicación 1, caracterizada por que la cara (32) frontal de la pieza (30) preformada cubre la anchura del núcleo de alma.

3. Alma según la reivindicación 1 o 2, caracterizada por que, la cara (32) frontal de la pieza (30) preformada envuelve una sección (34) final del núcleo (27) de alma.

4. Alma según una de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizada por que la cara (32) frontal de la pieza (30) preformada y la sección (34) final del núcleo (27) de alma, observados en sección transversal, tienen un contorno en forma de un segmento de círculo, estando uno de los segmentos de círculo abombado hacia fuera y el otro segmento de círculo abombado hacia dentro.

5. Alma según la reivindicación 4, caracterizada por que el segmento de círculo abombado hacia dentro se extiende a través de un ángulo entre 90° y 180°, preferiblemente, a través de un ángulo entre 120° y 160°.

6. Alma según la reivindicación 4 o 5, caracterizada por que el radio del segmento de círculo abombado hacia fuera es algo menor que el radio del segmento de círculo abombado hacia dentro, de modo que los dos segmentos de circulo encajan cuando una o varias capas de un material fibroso están dispuestas entre los segmentos de circulo.

7. Alma según una de las reivindicaciones 1 a 6, caracterizada por que la cara (32) frontal de la pieza preformada está configurada como una acanaladura orientada hacia el núcleo (27) de alma.

8. Alma según una de las reivindicaciones 1 a 7, caracterizada por un borde (38) redondeado entre un primer flanco (37) y la superficie (31) de contacto de la pieza (30) preformada.

9. Alma según una de las reivindicaciones 1 a 8, caracterizada por un borde (40) no redondeado entre un segundo flanco (39) y la superficie (31) de contacto de la pieza (30) preformada.

10. Alma según una de las reivindicaciones 1 a 9, caracterizada por que el primer flanco (37) y/o el segundo flanco (39) de la pieza (30) preformada, observados en sección transversal, comprenden una sección cóncava.

11. Alma según una de las reivindicaciones 1 a 10, caracterizada por que una capa del material (41) fibroso colocada sobre la superficie (31) de contacto de la pieza (30) preformada, está conducida en una superposición con una capa del material (41) fibroso colocada sobre el segundo flanco (39) de la pieza (30) preformada.

12. Alma según una de las reivindicaciones 1 a 11, caracterizada por que, observado en dirección longitudinal del alma, el núcleo (27) de alma presenta una variación brusca de la anchura y por que la acanaladura (32) de la pieza (30) preformada no presenta una variación brusca del diámetro.

13. Alma según una de las reivindicaciones 1 a 12, caracterizada por que el núcleo (27) de alma está dispuesto entre una primera pieza (30) preformada y una segunda pieza (30) preformada.

14. Álabe para una planta de energía eólica, que comprende una parte (21) de carcasa del lado de succión y una parte (22) de carcasa del lado de compresión, estando las partes (21, 22) de carcasa unidas entre sí en un borde (23) delantero y en un borde (24) trasero del álabe y encerrando un espacio hueco entre ellas, y con un alma según una de las reivindicaciones 1 a 13, estando una primera superficie de contacto del alma unida con la parte (21) de carcasa del lado de succión y una segunda superficie de contacto del alma con la parte (22) de carcasa del lado de compresión.

15. Procedimiento para la producción de un alma de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 13, en el que se colocan una o varias capas (41) de un material fibroso en un molde, en el cual una primera pieza (30) preformada y una segunda pieza (30) preformada se colocan sobre las capas (41) del material fibroso, de modo que las caras (32) frontales de las piezas (30) preformadas están orientadas unas hacia otras y que las superficies (31) de contacto de las piezas (30) preformadas están alejadas unas de otras, y en el que un núcleo (27) de alma se coloca en el molde, de modo que el núcleo (27) de alma está dispuesto entre las caras (32) frontales de las piezas (30) preformadas.