ES2933703T3

ES2933703T3 - Alma para refuerzo de una pala del rotor de un aerogenerador

Info

Publication number: ES2933703T3
Application number: ES20166241T
Authority: ES
Inventors: Felix Warzok
Original assignee: Nordex Energy SE and Co KG
Current assignee: Nordex Energy SE and Co KG
Priority date: 2020-03-27
Filing date: 2020-03-27
Publication date: 2023-02-13
Anticipated expiration: 2040-03-27
Also published as: DK3885573T3; EP3885573B1; EP3885573A1; US11466661B2; US20210301783A1

Abstract

Web para reforzar una pala de rotor de turbina eólica, la web tiene lo siguiente: - una primera pestaña para conectar a una primera media carcasa de la pala de rotor de turbina eólica, - una segunda pestaña para conectar a una segunda media carcasa de la turbina eólica pala de rotor, - un núcleo que se extiende sobre una altura de la red y una primera superficie de extremo orientada hacia la primera media carcasa, una segunda superficie de extremo orientada hacia la segunda media carcasa, una superficie lateral frontal orientada hacia un borde de ataque del rotor de turbina eólica pala, y una superficie lateral trasera que mira hacia el borde de salida de la pala del rotor del aerogenerador, y - una primera capa de fibras de refuerzo con una primera parte dispuesta en la superficie lateral trasera del núcleo, y una segunda parte dispuesta en la primera cara de el núcleo y extendiéndose más desde allí hacia el borde de ataque para formar una porción de ataque de la primera pestaña que mira hacia el borde de ataque,en el que - una segunda capa de fibras de refuerzo que tiene una primera parte que está dispuesta en la cara frontal del núcleo, y una segunda parte que está dispuesta en la segunda cara del extremo del núcleo y desde allí se extiende más hacia el borde del extremo del perfil, de modo que forme una sección del segundo reborde que mira hacia el borde del extremo del perfil. extendiéndose allí más hacia el borde de salida del perfil para formar una sección de la segunda pestaña que apunta al borde final del perfil.donde - una segunda capa de fibras de refuerzo que tiene una primera porción ubicada en la cara lateral frontal del núcleo y una segunda porción ubicada en la segunda cara del núcleo y desde allí se extiende más hacia el borde posterior del perfil para formar un forma la sección de la segunda pestaña que apunta al borde final del perfil. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN

Alma para refuerzo de una pala del rotor de un aerogenerador

La invención se refiere a un alma para refuerzo de una pala del rotor de un aerogenerador. Las palas del rotor de los aerogeneradores tienen una carcasa aerodinámica y una estructura de soporte. En el diseño dominante hoy en día, las palas del rotor del aerogenerador se ensamblan a partir de dos medias conchas fabricadas en construcción de fibra compuesta. La estructura de soporte comprende correas que corren en dirección longitudinal de la pala del rotor del aerogenerador, que generalmente están integradas en las medias conchas. En principio, también es posible una producción separada de las correas y una conexión posterior con las medias conchas. En ambos casos, en el lenguaje de esta aplicación, las correas se entienden como componentes de las medias conchas. Además, la estructura de soporte comprende al menos un alma que se extiende en la dirección longitudinal de la pala del rotor del aerogenerador y que está dispuesto entre las dos medias conchas.

A menudo, las almas están dispuestas entre dos correas opuestas en pares. Estas conducen a una rigidez significativa del perfil de la pala y, por lo tanto, aseguran un aumento en la resistencia al pandeo y alivian las conexiones entre las dos medias conchas. Para ello, las mismas almas tienen que absorber altas cargas. Para que esto sea posible con el menor peso posible, las almas generalmente se fabrican en estructura de sándwich. Es posible utilizar una sola alma o dos almas dispuestas en forma de caja. Para garantizar una buena absorción de fuerza entre el alma y la concha, las almas generalmente están dispuestas en las correas. En el caso de grandes perfiles de palas de rotor, hoy día habituales, el uso de varias correas es generalizado. También se practica la disposición de almas adicionales entre las correas adicionales. Teóricamente, es concebible cualquier número de almas en la pala del rotor. También se conoce el uso de un alma adicional, llamada alma de cierre, sobre un borde extremo de perfil formado como un "borde posterior grueso".

Por las publicaciones EP 2591229 B1, EP 2881237 B1, WO 2016/066816 A1, EP 3165762 A1, WO 2018/100152 A1, EP 3396155 A1 y EP 3486476 A1 se han dado a conocer almas creadas en una estructura de sándwich para el refuerzo de palas de rotor de aerogeneradores, en las que se toman diferentes medidas para aumentar la estabilidad de las áreas de conexión de las almas a las medias conchas y/o para simplificar la producción de las almas. Otros ejemplos del estado de la técnica se divulgan en las publicaciones US2018238301 y US2014322025. Basado en esto, el objetivo de la invención es proporcionar un alma mejorada para una pala de rotor de aerogenerador.

Este objetivo se logra mediante el alma que tiene las características de la reivindicación 1. Las configuraciones ventajosas se especifican en las reivindicaciones dependientes. El alma sirve para el refuerzo de una pala del rotor de un aerogenerador y presenta lo siguiente:

• una primera brida para conectar a una primera mitad de concha de la pala del rotor del aerogenerador,

• una segunda brida para conectar a una segunda mitad de concha de la pala del rotor del aerogenerador,

• un núcleo que se extiende a lo largo de una altura del alma y presenta una primera superficie frontal orientada hacia la primera mitad de concha, una segunda superficie frontal orientada hacia la segunda mitad de concha, una superficie lateral anterior orientada hacia un borde de ataque de la pala del rotor del aerogenerador y una superficie lateral posterior orientada hacia un borde extremo de perfil de la pala del rotor del aerogenerador, • una primera capa de fibras de refuerzo con una primera sección dispuesta sobre la superficie lateral posterior del núcleo y una segunda sección dispuesta en la primera superficie frontal del núcleo y que se extiende más desde allí hacia el borde de ataque de modo que forma una sección de la primera brida orientada hacia el borde de ataque, y

• una segunda capa de fibras de refuerzo que tiene una primera sección dispuesta sobre la superficie lateral anterior del núcleo y una segunda sección dispuesta en la segunda superficie frontal del núcleo y se extiende desde allí más allá hacia el borde extremo de perfil, de modo que forma una sección de la segunda brida orientada hacia el borde extremo de perfil.

El alma está construida en un diseño de sándwich, en donde el núcleo está dispuesto dentro del alma. Las capas superiores de la estructura sándwich consisten en un material composite de fibra que comprende al menos las dos capas mencionadas de fibras de refuerzo. Las capas superiores pueden encerrar el núcleo en todos los lados. El núcleo puede tener, por ejemplo, madera de balsa, un material plástico espumado u otro material de núcleo o consistir en uno de estos materiales. El núcleo puede ser de una sola pieza o de varias piezas, puede estar hecho de un solo material o utilizando diferentes materiales. El núcleo puede estar esencialmente en forma de disco o en forma de placa. El núcleo se extiende esencialmente en la dirección longitudinal de la pala del rotor del aerogenerador, más precisamente en toda su longitud o en una parte, en particular en una gran parte de la misma. Ortogonal a la dirección longitudinal, el núcleo se extiende sobre una altura del alma, que esencialmente corresponde a una distancia entre las dos medias conchas. Por supuesto, la altura del núcleo puede ser ligeramente menor que la altura del alma, especialmente porque el núcleo también está rodeado de fibras de refuerzo en sus superficies frontales. Las dos superficies frontales del núcleo están dispuestas directamente o cerca de las bridas respectivas. En el caso de un alma situada en el centro, la altura del alma corresponde aproximadamente al grosor del perfil de la pala del rotor. La altura del alma puede variar en dirección longitudinal del alma de manera correspondiente al grosor del perfil de la pala del rotor.

Las fibras de refuerzo pueden ser, por ejemplo, fibras de vidrio o fibras de carbono. Una capa de fibras de refuerzo puede ser, en particular, un tejido de uno o más tipos de fibras de refuerzo u otras fibras. Sin embargo, también es posible utilizar tejidos de fibra o esteras de fibra u otros productos semiacabados de fibra o combinaciones de los mismos, incluidas las capas múltiples.

El alma se puede preparar en el procedimiento de infusión al vacío, es decir, insertando las fibras de refuerzo y el núcleo en un molde de fabricación y la subsiguiente infusión de un material plástico líquido al vacío. Alternativamente, el alma se puede producir mediante laminación manual y/o utilizando productos semiacabados de fibra preimpregnada (preimpregnados).

La primera brida se extiende a partir de la primera superficie frontal en la dirección del borde de ataque. Esta sección de la primera brida está formada, al menos en parte, por la segunda sección de la primera capa. La primera brida puede comprender adicionalmente una sección que se extiende desde la primera superficie frontal en la dirección del borde extremo de perfil. De manera correspondiente, la segunda brida puede extenderse desde la segunda superficie frontal en la dirección del borde del extremo del perfil. Esta sección de la segunda brida está formada, al menos en parte, por la segunda sección de la segunda capa. La segunda brida puede comprender adicionalmente una sección que se extiende desde la segunda superficie frontal en la dirección del borde de ataque. Si ambas bridas tienen las secciones adicionales mencionadas, el alma tiene forma de I en sección transversal (es decir, transversal a la dirección longitudinal). Si ninguna de las dos bridas tiene una de las secciones adicionales mencionadas, en la sección transversal el alma está formada como una S compuesta por tres secciones aproximadamente rectilíneas. También es posible que solo la primera brida o solo la segunda brida tenga una de las secciones adicionales mencionadas. Las bridas se pueden alinear en forma aproximadamente rectangular hacia las superficies laterales del núcleo, pero también en un ángulo diferente. Las bridas pueden ser respectivamente rectilíneas en el plano de la sección transversal del alma o tener una curvatura que se adapta al contorno interno de una media concha contigua.

La primera sección de la primera capa y/o la primera sección de la segunda capa pueden extenderse sobre toda la altura del núcleo o solo por una parte del mismo. La segunda sección de la primera capa y/o la segunda sección de la segunda capa pueden extenderse sobre toda la anchura de la sección de brida formada por ella o sólo una parte de ella. Todas las capas mencionadas de fibras de refuerzo pueden extenderse a sobre toda la longitud del núcleo o del alma o sólo sobre una o más secciones longitudinales del núcleo o del alma.

La invención se basa en el hallazgo de que las almas durante el funcionamiento de la pala del rotor del aerogenerador no solo se cargan en tensión y presión, sino que además se producen altas cargas asimétricas (de flexión), lo que puede provocar daños en las bridas. Estos resultan en particular de una deformación por cizallamiento de la sección transversal de la pala del rotor del aerogenerador, que puede ocurrir bajo cargas de impacto pesadas. Una deformación por cizallamiento puede ocurrir incluso si las cargas de impacto actúan esencialmente en la dirección de la altura del alma, porque las medias conchas y/o la estructura de soporte de la pala del rotor del aerogenerador se pueden construir asimétricamente, por ejemplo, en el caso de una ocupación asimétrica de las medias conchas con el objetivo de un acoplamiento de flexión-torsión. En el caso de la deformación por cizalla, ambas medias conchas se desplazan, una respecto de la otra, en dirección de la banda del perfil, lo que conduce a una inclinación del alma. Como resultado, las dos capas superiores en el área de una brida se cargan en direcciones opuestas. Por ejemplo, la capa superior orientada hacia el borde de ataque se puede cargar en tensión, la capa superior orientada al borde extremo de perfil se puede cargar en presión. Esta situación de carga asimétrica en las bridas del alma puede conducir, en particular, a un fallo de la construcción si se introducen cargas de tracción en el núcleo como resultado de la delaminación de las capas de fibra de refuerzo. En este caso, rápidamente se forman grietas en el núcleo, lo que puede conducir a una falla total del alma y, como consecuencia, incluso de toda la pala del rotor. En muchos casos no es posible una reparación o se asocia con costes muy altos.

El inventor ha encontrado que este riesgo puede reducirse significativamente mediante la disposición especial de la primera y segunda capas de fibras de refuerzo. Esto se explica por medio de las figuras 7 y 8. La figura 7 muestra elementos de la sección base de un alma en sección transversal. El alma está inclinada hacia la derecha debido a una deformación por cizalla de la pala del rotor del aerogenerador en su extremo superior en la figura. En la sección base mostrada del alma, esto conduce a una carga por compresión en la superficie lateral, dispuesta a la derecha 102, y una carga por tracción en la superficie lateral dispuesta a la izquierda 104 del núcleo 100 del alma. En la superficie lateral, dispuesta a la izquierda 104, se encuentra dispuesta una capa 106 de fibras de refuerzo, que está doblada hacia la izquierda en la parte inferior sobre un borde 108 del núcleo 100 y forma una brida para conectarse a una media concha no mostrada. La flecha discontinua 110 ilustra la fuerza que actúa sobre la capa 106 en el área del borde 108. Se puede ver que esta fuerza puede conducir a un desprendimiento de la capa 106, en la región del borde 108, del núcleo 100. En la Fig. 8 se muestra la misma situación de carga, pero la capa 106 de fibras de refuerzo en el borde 108 está doblada en la dirección opuesta, de modo que primero corre a lo largo de la superficie frontal inferior 112 y luego forma una brida que corre en la dirección diferente de aquella en la Fig. 7. La fuerza ilustrada por la flecha discontinua 114 presiona la capa 106 de fibras de refuerzo en la región del borde 108 sobre el núcleo 100. No existe un riesgo comparable de desprendimiento de la capa 106.

En la invención, la primera capa y la segunda capa se disponen de tal manera que la situación ventajosa reconocida de la Fig. 8 se da en ambas bridas cuando el alma se dispone en la orientación que se ajusta a la deformación generada por cizalla en la pala del rotor del aerogenerador. Si, debido al diseño, se genera ante todo una deformación por cizallamiento en la que una media concha del lado de succión de la pala del rotor se desplaza en relación con una media concha del lado de presión en dirección hacia el borde del extremo del perfil, la primera brida se conecta a la media concha del lado de succión y la segunda brida a la media concha del lado de presión. Si, debido al diseño, se genera una deformación por cizallamiento en la que una media concha del lado de succión de la pala del rotor se desplaza en relación con una mitad de concha del lado de presión en dirección del borde de ataque, la primera brida está conectada a la mitad de concha del lado de presión y la segunda brida a la mitad de concha del lado de succión. De esta forma, se consigue en ambos casos un refuerzo óptimo y permanente de la pala del rotor del aerogenerador.

En una configuración, el alma tiene al menos una primera capa adicional de fibras de refuerzo que está dispuesta como la primera capa, y/o al menos una segunda capa adicional de fibras de refuerzo que está dispuesta como la segunda capa. Esto significa que al menos una capa adicional también tiene una primera sección que está dispuesta sobre la superficie lateral posterior del núcleo, y una segunda sección que está dispuesta en la primera superficie frontal del núcleo y se extiende desde allí hacia el borde de ataque, de modo que forma una sección de la primera brida que está orientada hacia el borde de ataque, o de modo que al menos una capa adicional también tiene una primera sección que está dispuesta sobre la superficie frontal del núcleo, y una segunda sección que está dispuesta en la segunda superficie frontal del núcleo y se extiende desde allí hacia el borde del extremo del perfil, de modo que forma una sección de la segunda brida que está orientada hacia el borde del extremo del perfil. La respectiva al menos una capa adicional puede quedar ajustada a la primera o a la segunda capa o estar dispuesta a una distancia de estas. La primera y segunda sección pueden ser esencialmente congruentes, pero también es posible que, por ejemplo, la primera sección de la primera capa se extienda sobre una sección más grande o más pequeña que la primera sección de la al menos una capa más. En cualquier caso, el refuerzo adicional del alma en el área de transición respectiva entre el núcleo y la brida se logra con cada capa adicional.

En una configuración, la primera sección de la primera capa se encuentra directamente sobre la superficie lateral posterior y/o la primera sección de la segunda capa está directamente sobre la superficie lateral anterior y/o la segunda sección de la primera capa está directamente en la primera superficie frontal y/o la segunda sección de la segunda capa está directamente en la segunda superficie frontal. Básicamente, entre las secciones y superficies mencionadas también pueden estar dispuestos otros materiales, en particular, una o más capas de fibras de refuerzo. Sin embargo, si las secciones quedan ajustadas directamente a las superficies respectivas, se logra una protección particularmente efectiva contra la delaminación en el área del borde en cuestión del núcleo.

En una configuración, el alma tiene una tercera capa de fibras de refuerzo que tiene una primera sección que está dispuesta sobre la superficie lateral posterior del núcleo y una segunda sección que forma una sección de la segunda brida que se orienta al borde del extremo del perfil, y/o el alma tiene una cuarta capa de fibras de refuerzo que tiene una primera sección que está dispuesta sobre la superficie frontal del núcleo, y una segunda sección que forma una sección de la primera brida orientada hacia el borde de ataque. Estas capas adicionales no están dispuestas en ninguna de las superficies frontales del núcleo. La tercera capa refuerza la transición entre el núcleo y la sección de brida formada por la segunda capa. La cuarta capa refuerza la transición entre el núcleo y la sección de brida formada por la primera capa.

En una configuración, la primera capa tiene una tercera sección que forma una sección de la segunda brida que apunta hacia el borde del extremo del perfil, y/o la segunda capa tiene una tercera sección que forma una sección de la primera brida que apunta hacia el borde de ataque. En este caso, la primera o la segunda capa se extienden por toda la altura del núcleo y contribuyen respectivamente a la resistencia de ambas bridas.

En una configuración, el alma tiene una quinta capa de fibras de refuerzo con una primera sección que está dispuesta sobre la superficie lateral posterior, y una segunda sección que forma una sección de la primera brida que apunta hacia el borde del extremo del perfil, y/o el alma tiene una sexta capa de fibras de refuerzo que tiene una primera sección que está dispuesta sobre la superficie lateral anterior, y una segunda sección que forma una sección de la segunda brida que apunta hacia el borde de ataque. Estas capas adicionales forman respectivamente una sección de brida adicional que apunta en la dirección opuesta a la sección de brida formada por la primera o por la segunda capa.

En una configuración, el alma tiene una séptima capa de fibras de refuerzo, que está dispuesta en la primera superficie del extremo y se extiende desde allí tanto hacia el borde de ataque como también hacia el borde del extremo del perfil, de modo que forma secciones de la primera brida que apuntan en direcciones opuestas, y/o el alma tiene una octava capa de fibras de refuerzo, que está dispuesta en la segunda superficie frontal y se extiende desde allí tanto hacia el borde de ataque como también hacia el borde extremo de perfil, de modo que forma secciones de la segunda brida que apuntan en direcciones opuestas. Estas capas son muy adecuadas para la formación de un alma estable y en forma de I transversalmente.

En una configuración, el núcleo tiene entre la primera superficie frontal y la superficie lateral posterior un primer borde y entre la primera superficie frontal y la superficie lateral anterior un segundo borde, en donde el primer borde es más redondeado que el segundo borde, y/o el núcleo tiene entre la segunda superficie frontal y la superficie lateral anterior un tercer borde y entre la segunda superficie frontal y la superficie lateral posterior un cuarto borde, en donde el tercer borde es más redondeado que el cuarto borde. Debido al redondeo relativamente fuerte del primer o tercer borde, el riesgo particularmente alto de delaminación se contrarresta adicionalmente. En particular, en estas áreas, la primera o la segunda capa se pueden fabricar con particular precisión adyacente al núcleo, de modo que las llamadas "aglomeraciones de resina" no formen puntos débiles potenciales.

En una configuración, el alma tiene un núcleo adicional posterior que está dispuesto sobre la superficie lateral posterior del núcleo y se extiende solo sobre una parte de la altura del alma, de modo que ensancha la primera superficie frontal del núcleo, y/o el alma tiene un núcleo adicional anterior que está dispuesto sobre la superficie frontal del núcleo y se extiende solo sobre una parte de la altura del alma, de modo que ensancha la segunda superficie frontal del núcleo. De este modo, el alma se desvía de una sección transversal rectangular simple y se ensancha asimétricamente de acuerdo con las cargas que se generan. Como resultado, se pueden absorber cargas más altas en las áreas sensibles.

En una configuración, la primera capa está dispuesta entre el núcleo y el núcleo adicional posterior y/o la segunda capa está dispuesta entre el núcleo y el núcleo adicional anterior. En este caso, la primera o la segunda capa continúan causando particularmente una estabilidad incrementada en el área del borde respectivo del núcleo. Además, simplifican una conexión óptima con el núcleo adicional respectivo.

En una configuración, el alma tiene una capa adicional de fibras de refuerzo que tiene una primera sección que está dispuesta en una de las superficies laterales orientadas hacia el borde extremo del perfil del núcleo adicional posterior, y una segunda sección que está dispuesta en una superficie frontal del núcleo adicional posterior, que continúa la primera superficie frontal del núcleo, y está dispuesta en la primera superficie frontal del núcleo y se extiende desde allí más allá en la dirección del borde de ataque, de modo que forma una sección de la primera brida que apunta hacia el borde de ataque, y/o el alma comprende una capa adicional de fibras de refuerzo que tiene una primera sección, que está dispuesta en una superficie lateral orientada al borde de ataque, del núcleo adicional anterior, y una segunda sección que está dispuesta en una superficie frontal del núcleo adicional anterior que continúa la segunda superficie frontal del núcleo, y está dispuesto en la segunda superficie frontal del núcleo y se extiende desde allí más en la dirección del borde extremo del perfil, de modo que forma una sección de la segunda brida que apunta hacia el borde extremo del perfil. Las capas adicionales incrustan el núcleo adicional respectivo y refuerzan la construcción de modo similar a como se explican para la primera y la segunda capas en los bordes del núcleo adicional respectivo, que también son particularmente propensas a la delaminación.

En una configuración, una superficie del núcleo se raspa en la región de un borde entre una superficie frontal y una superficie lateral adyacente y/o se provee de una estructura celular más gruesa. De esta manera se logra una conexión mejorada con la capa adyacente de fibras de refuerzo (especialmente con una primera o segunda capa). Básicamente, las construcciones en sándwich funcionan con materiales de núcleo relativamente lisos y/o protegidos por medio de una selladura contra material plástico líquido penetrante para lograr un peso bajo.

Sin embargo, en los bordes particularmente propensos a la delaminación, puede ser útil un mayor contenido de plástico. La mayor rugosidad o la estructura celular más gruesa pueden lograrse, en particular, mediante un procesamiento mecánico o químico del núcleo en la región de superficie en cuestión, por ejemplo, mediante esmerilado o grabado.

En una configuración, un fieltro hecho de un material termoplástico está dispuesto entre el núcleo y una capa adyacente de fibras de refuerzo y/o entre dos capas de fibras de refuerzo, en cada caso en particular en la región de un borde entre una superficie frontal del núcleo y una superficie lateral adyacente del núcleo. El material plástico puede tener, por ejemplo, PET (politereftalato de etileno), PA (poliamida) o PP (polipropileno). Tales fieltros, designados en inglés "veil" (velos), son tan delgados que dejan prácticamente intacta la disposición optimizada para la carga de las fibras de refuerzo. Sin embargo, pueden tener como consecuencia unión más fuerte entre los materiales adyacentes.

En una configuración, la invención comprende una pala del rotor del aerogenerador con una primera mitad de concha, una segunda mitad de concha, una dirección longitudinal, un perfil aerodinámico que tiene un borde de ataque y un borde del extremo del perfil, y un alma de acuerdo con una de las características 1 a 13, en donde el alma corre en la dirección longitudinal y la primera brida del alma está conectada a la primera mitad de concha y la segunda brida del alma a la segunda mitad de concha. La conexión se puede realizar como una pegadura, pero también se puede producir con un procedimiento de infusión al vacío. Las dos medias conchas pueden ser, en particular, una media concha del lado de presión y una media concha del lado de succión. La pala del rotor del aerogenerador puede estar determinada para un aerogenerador con un rotor con eje horizontal, en donde el rotor puede tener al menos dos de las palas del rotor del aerogenerador. La pala del rotor del aerogenerador puede tener una longitud de 30 m o más, 50 m o más, 70 m o más, 80 m o más o 90 m o más. Por lo demás, la pala del rotor del aerogenerador puede construirse, como se explica en la introducción del estado de la técnica, en particular con respecto al número y la disposición de las correas y almas.

A continuación, la invención se explica con más detalle por medio de ejemplos de realización mostrados en figuras. La Figura 1 muestra una pala del rotor del aerogenerador en sección transversal,

La Figura 2 muestra un alma en sección transversal,

La Figura 3 muestra

La Figura 4 muestra

La Figura 5 muestra

La Figura 6 muestra

La Figura 7 muestra

La Figura 8 muestra

La pala del rotor del aerogenerador que se muestra en la Figura 1 que, al igual que las almas en todas las demás figuras, solo se representa esquemáticamente, tiene una primera mitad de concha 16 y una segunda mitad de concha 18. La primera mitad de concha 16 forma el lado de succión de un perfil aerodinámico, la segunda mitad de concha 18 forma el lado de presión del perfil aerodinámico. Una correa principal 24 está integrada en cada una de las dos medias conchas. Las dos correas principales 24 están dispuestas una frente a la otra, aproximadamente, donde el perfil aerodinámico tiene su mayor grosor. El perfil aerodinámico también tiene un borde extremo de perfil 20 y un borde de ataque 22, entre los cuales se indica una cuerda de perfil de modo discontinuo. Las dos medias conchas están conectadas entre sí al borde de ataque 20 y al borde extremo de perfil 22, por ejemplo, mediante pegadura o coinfusión.

Entre las dos correas principales 24 está dispuesta un alma 10. El alma comprende una primera brida 14 y una segunda brida 26, en donde la primera brida 14 está conectada a la primera mitad de concha 16 y la segunda brida 26 está conectada a la media concha ancha 18, por ejemplo, está pegada. Un núcleo 12 del alma 10 se extiende por una altura que corresponde esencialmente a la altura del alma 10 y al mismo tiempo a la distancia existente entre las dos medias conchas 16, 18.

Más detalles del alma 10 son reconocibles en una primera variante en la Figura 2. Se puede ver que el alma de la Figura 2, así como las almas que se muestran en las Figuras 3 a 6, tienen forma de I en sección transversal. Todas las almas tienen un núcleo 12, que consiste, por ejemplo, en un material plástico espumado. Todos los núcleos 12 mostrados en las figuras 2 a 6 tienen una superficie lateral posterior 28, una superficie lateral anterior 30, una primera superficie frontal 32 y una segunda superficie frontal 34. Las dos superficies laterales 28, 30 se extienden por toda la altura del núcleo 12, que esencialmente corresponde a toda la altura del alma. Todos los núcleos 12 tienen esencialmente forma de disco y tienen una forma básica rectangular en sección transversal. Las dos superficies frontales 32, 34 se extienden sustancialmente por todo el espesor del núcleo 12.

Existen diferencias significativas con respecto al uso de fibras de refuerzo. En la Figura 2 se reconoce una primera capa 41, que tiene tres secciones.

Una primera sección 41a está dispuesta sobre la superficie lateral posterior 28, una segunda sección 41b está dispuesta en la primera superficie frontal 32 y se extiende desde allí más allá en dirección del borde de ataque 22. Aunque esto no se muestra en ninguna de las figuras 2 a 6, el borde de ataque 22 se encuentra siempre a la izquierda y el borde extremo de perfil 20 se encuentra siempre a la derecha del alma respectiva representada. La segunda sección 41b de la primera capa 41 forma así una sección de la primera brida 38 dispuesta en la parte superior de la Figura 2. Además, la primera capa 41 tiene una tercera sección 41c, que está doblada sobre el borde entre la superficie lateral posterior 28 y la segunda superficie frontal 34 en dirección del borde extremo de perfil 20 y forma una parte de la segunda brida 40.

Además, el alma de la Figura 2 comprende una segunda capa 42 de fibras de refuerzo, que también tiene tres secciones. Una primera sección 42a está dispuesta sobre la superficie frontal lateral 30. Una segunda sección 42b está dispuesta en la segunda superficie frontal 34 y se extiende desde allí más allá en dirección del borde extremo de perfil 20, en donde forma una sección de la segunda brida 40. Una tercera sección 42c corre paralela a una parte de la segunda sección 41b de la primera capa 41 y, por lo tanto, también forma una sección de la primera brida 38. Además, el alma de la Figura 2 comprende una séptima capa 47 de fibras de refuerzo, que está dispuesta en la primera superficie frontal 32 y se extiende desde allí tanto hasta el borde de ataque 22 como también hacia el borde extremo de perfil 20, de modo que forma secciones de la primera brida 38 que apuntan en direcciones opuestas. En el lado opuesto, que se muestra en la Figura 2 a continuación, el alma también tiene una octava capa 48 de fibras de refuerzo. Esta está dispuesta en la segunda superficie frontal 34 y se extiende desde allí tanto hacia el borde de ataque 22 como también hacia el borde extremo de perfil 20, de modo que forma secciones de la segunda brida 40 que apuntan en direcciones opuestas.

En la Figura 2, la primera sección 41a de la primera capa 41 queda ajustada directamente a la superficie lateral posterior 28, la primera sección 42a de la segunda capa 42 queda ajustada directamente a la superficie frontal 30, la segunda sección 41b de la primera capa 41 queda ajustada directamente a la primera superficie frontal 32 y la segunda sección 42b de la segunda capa 42 queda ajustada directamente a la segunda superficie frontal 34.

En el ejemplo de la Figura 3 asimismo están todas las capas de fibras de refuerzo descritas para la Figura 2. Estas se proveen de los mismos signos de referencia en la Figura 3 que en la Figura 2 y no se explican de nuevo. Además, hay dos primeras capas 51 más y dos segundas capas 52 más. Las otras primeras capas 51 tienen respectivamente una primera sección 51a que está dispuesta sobre la superficie lateral posterior 28, pero se extiende a diferencia de la primera sección 41a de la primera capa 41 solo sobre una parte de la altura del núcleo 12. Además, las dos primeras capas 51 tienen respectivamente una segunda sección 51b que corre paralela a la segunda sección 41b de la primera capa 41. Las otras dos segundas capas 52 están dispuestas de modo especularmente simétrico con respecto a las otras dos primeras capas 51 y sus respectivas secciones primera y segunda están provistas de los mismos signos de referencia 52a y 52b.

Como muestra la Figura 3, las primeras secciones 51a de las otras dos primeras capas 51 están dispuestas entre la superficie lateral posterior 28 y la primera sección 41a de la primera capa. Por lo tanto, la primera sección 41a de la primera capa y la segunda sección 41b de la primera capa ya no están directamente sobre la superficie lateral posterior 28 ni sobre la primera superficie frontal 32. Esto es válido de manera correspondiente para la disposición de las otras dos segundas capas 52.

Además, la Figura 3 muestra una quinta capa 45 de fibras de refuerzo, que tiene tres secciones: una primera sección 45a está dispuesta sobre la superficie lateral posterior 28, una segunda sección 45b forma una sección de la primera brida 38, que apunta hacia el borde extremo de perfil 20, y una tercera sección 45c forma una sección de la segunda brida 40 que también apunta hacia el borde extremo de perfil 20. Además, el alma de la Figura 3 tiene una sexta capa 46 de fibras de refuerzo, que también tiene tres secciones 46a, 46b y 46c. Estas están dispuestas como reflejo de las secciones explicadas 45a, 45b y 45c de la quinta capa 45, es decir, sobre la superficie lateral anterior 30 y cada una apuntando hacia el borde de ataque 22.

La figura 4 difiere del ejemplo de la figura 2 por la forma diferente del núcleo 12. Este tiene entre la superficie lateral posterior 28 y la primera superficie frontal 32 un primer borde 61; entre la primera superficie frontal 32 y la superficie lateral anterior 30, un segundo borde 62; entre la superficie lateral anterior 30 y la segunda superficie frontal 34, un tercer borde 63; y entre la segunda superficie frontal 34 y la superficie lateral posterior 28, un cuarto borde 64. El primer borde 61 es más redondeado que el segundo borde 62 y el tercer borde 63 es más redondeado que el cuarto borde 64. El segundo borde 62 y el cuarto borde 64 son más o menos afilados o provistos solo de un radio pequeño. El primer borde 61 y el tercer borde 63 están redondeados ambos con el mismo radio relativamente grande.

Con respecto a las capas de fibras de refuerzo, la Figura 4 no difiere de la Figura 2 y todas las capas están provistas de los mismos signos de referencia que en la Figura 2. Sin embargo, desviándose de la Figura 2, las capas respectivas están dispuestas en el primer borde 61 y en el tercer borde 63 siguiendo el trazado fuertemente redondeado. Se ajustan estrechamente a la superficie del núcleo 12.

El alma de la Figura 5 comprende, además del núcleo 12, que se forma como en la Figura 2, un núcleo adicional posterior 66 y un núcleo adicional anterior 68. El núcleo adicional posterior 66 está dispuesto sobre la superficie lateral posterior 28 del núcleo y se extiende solo por una parte de la altura del alma. Esta tiene una superficie frontal 66a que ensancha la primera superficie frontal 32, y una superficie lateral posterior 66b orientada hacia el borde extremo de perfil 20. El núcleo adicional anterior 68 está formado de modo especularmente simétrico al núcleo adicional posterior 66, con una superficie frontal 68a, que ensancha la segunda superficie frontal 34, y una superficie lateral anterior 68b enfrentada al borde de ataque 22.

Con respecto a las fibras de refuerzo, el alma de la Figura 5 tiene todas las capas descritas en la Figura 2. A su vez, estas están provistas de los mismos signos de referencia. Se puede observar que la primera sección 41a de la primera capa 41 corre entre el núcleo 12 y el núcleo adicional posterior 66, al igual que la primera sección 42a de la segunda capa 42 corre entre el núcleo 12 y el núcleo adicional anterior 68. Además, el alma de la Figura 5 tiene dos capas adicionales de fibras de refuerzo. Una capa adicional 70 de fibras de refuerzo tiene una primera sección 70a, que está dispuesta sobre la superficie lateral posterior 66b, y una segunda sección 70b, que está dispuesta sobre la superficie frontal 66a y se extiende desde allí más allá en dirección del borde de ataque, de modo que contribuye a la parte de la primera brida 38 que apunta en esta dirección. La capa adicional 70 también tiene una tercera sección 70c, que está dispuesta sobre la superficie lateral posterior 28, y una cuarta sección 70d, que corre paralela a la tercera sección 41c de la primera capa. Otra capa adicional 72 está dispuesta de modo especularmente simétrico a la capa adicional 70. Las secciones correspondientes están designadas con 72a, 72b, 72c y 72d.

La figura 6 muestra un alma que tiene un núcleo 12, una primera capa 41 de fibras de refuerzo que tiene tres secciones 41a, 41b y 41c, una segunda capa de fibras de refuerzo 42 con tres secciones 42a, 42b y 42c, una séptima capa 47 de fibras de refuerzo y una octava capa 48 de fibras de refuerzo. Estas están dispuestas como se describe en la Figura 2.

También hay otra primera capa 51 con las secciones 51a y 51b y otra segunda capa 52 con las secciones 52a y 52b. Estas están dispuestas como se describe en la Figura 3. Además, hay una quinta capa 45 con una primera sección 45a y una segunda sección 45b y una sexta capa 46 con una primera sección 46a y una segunda sección 46c. Estas están dispuestas como se describe para la Figura 3. Sin embargo, como excepción, no tienen respectivamente una tercera sección.

Una característica especial de la Figura 6 es que en la región de los bordes del núcleo 12 respectivamente entre el núcleo 12 y una de las capas descritas o entre dos de las capas descritas están dispuestas secciones de un fieltro 58 hecho de un material termoplástico.

Lista de signos de referencia

10 Alma

12 Núcleo

14 Primera brida

16 Primera mitad de concha

18 Segunda mitad de la concha

20 Borde final del perfil

22 Borde de ataque

24 Correa principal

26 Segunda brida

28 Superficie lateral posterior

30 Superficie lateral anterior

32 Primera superficie frontal

34 Segunda superficie frontal

38 Primera brida

40 Segunda brida

41 Primera capa

41a/41b/41c Primera/segunda/tercera sección de la primera capa

42 Segunda capa

42a/42b/42c Primera/segunda/tercera sección de la primera capa

45 Quinta capa

45a/45b/45c Primera/segunda/tercera sección de la quinta capa

46 Sexta capa

46a/46b/46c Primera/segunda/tercera sección de la sexta capa

47 Séptima capa

48 Octava capa

51 Primera capa adicional

51a/51b Primera/segunda sección de la primera capa adicional

52 Segunda capa adicional

52A/52B Primera/segunda sección de la segunda capa adiciona

58 Fieltro

Primer borde

Segundo borde

Tercer borde

Cuarto borde

Núcleo adicional posterior

a Superficie frontal

b Superficie lateral

Núcleo adicional anterior

a Superficie frontal

b Superficie lateral

Capa adicional

a/70b/70c/70d Primera/segunda/tercera/cuarta sección de la capa adicional Capa adicional

a/72b/72c/72d Primera/segunda/tercera/cuarta sección de la capa adicional 0 Núcleo

2 Superficie lateral

4 Superficie lateral

6 Capa

8 Borde

0 Flecha

2 Superficie frontal

4 Flecha

Claims

REIVINDICACIONES

1. Alma para refuerzo de una pala del rotor de un aerogenerador, en donde el alma tiene lo siguiente:

• una primera brida (38) para conectar a una primera mitad de concha (16) de la pala del rotor del aerogenerador,

• una segunda brida (40) para conectar a una segunda mitad de concha (18) de la pala del rotor del aerogenerador,

• un núcleo (12) que se extiende por una altura del alma y una primera superficie frontal (32) que está orientada hacia la primera mitad de concha (16), una segunda superficie frontal (34) que está orientada hacia la segunda mitad de concha (18), una superficie lateral anterior (30) que está orientada hacia un borde de ataque (22) de la pala del rotor del aerogenerador, y una superficie lateral posterior (28) que está orientada hacia un borde extremo de perfil (20) de la pala del rotor del aerogenerador,

• una primera capa (41) de fibras de refuerzo con una primera sección (41a) que está dispuesta sobre la superficie lateral posterior (28) del núcleo (12), y una segunda sección (41b) que está dispuesta sobre la primera superficie frontal (32) del núcleo (12) y se extiende desde allí más allá hacia el borde de ataque (22) de modo que forma una sección de la primera brida (38) que apunta hacia el borde de ataque (22), y

• una segunda capa (42) de fibras de refuerzo con una primera sección (42a) que está dispuesta sobre la superficie frontal (30) del núcleo (12) y una segunda sección (42b) que está dispuesta sobre la segunda superficie frontal (34) del núcleo (12) y que se extiende desde allí más allá hacia el borde extremo de perfil (20) de modo que forma una sección de la segunda brida (40) que apunta hacia el borde extremo de perfil (20).

2. Alma según la reivindicación 1, caracterizada porque el alma comprende al menos una primera capa adicional (51) de fibras de refuerzo que está dispuesta como la primera capa (41), y/o al menos una segunda capa adicional (52) de fibras de refuerzo que está dispuesta como la segunda capa (42).

3. Alma según la reivindicación 1 o 2, caracterizada porque la primera sección (41a) de la primera capa (41) queda ajustada directamente a la superficie lateral posterior (28) y/o porque la primera sección (42a) de la segunda capa (42) queda ajustada directamente a la superficie lateral anterior (30) y/o porque la segunda sección (41b) de la primera capa (41) queda ajustada directamente a la primera superficie frontal (32) y/o porque la segunda sección (42b) de la segunda capa (42) queda ajustada directamente sobre la segunda superficie frontal (34).

4. Alma según una de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizada porque el alma tiene una tercera capa de fibras de refuerzo que tiene una primera sección que está dispuesta sobre la superficie lateral posterior (28) del núcleo (12), y una segunda sección que forma una sección de la segunda brida (40) que apunta hacia el borde extremo de perfil (20), y/o porque el alma tiene una cuarta capa de fibras de refuerzo que tiene una primera sección que está dispuesta sobre la superficie lateral anterior (30) del núcleo (12), y una segunda sección que forma una sección de la primera brida (38) que apunta hacia el borde de ataque (22).

5. Alma según una de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizada porque la primera capa (41) forma una tercera sección (42c) que forma una sección de la segunda brida (40) que apunta al borde extremo de perfil (20) y/o porque la segunda capa (42) tiene una tercera sección (42c) que forma una sección de la primera brida (38) que apunta al borde de ataque (22).

6. Alma según una de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizada porque el alma tiene una quinta capa (45) de fibras de refuerzo que tiene una primera sección (45a) que está dispuesta sobre la superficie lateral posterior (28) y una segunda sección (45b) que forma una sección de la primera brida (38) que apunta hacia el borde extremo de perfil (20), y/o porque el alma tiene una sexta capa (46) de fibras de refuerzo que tiene una primera sección (46a) que está dispuesta sobre la superficie lateral anterior (30) y una segunda sección (46b) que forma una sección de la segunda brida (40) que apunta hacia el borde de ataque (22).

7. Alma según una de las reivindicaciones 1 a 6, caracterizada porque el alma tiene una séptima capa (47) de fibras de refuerzo que está dispuesta en la primera superficie frontal (32) y se extiende desde allí tanto hacia el borde de ataque (22) como también hacia el borde del extremo del perfil (20), de modo que forma secciones de la primera brida (38) que apuntan en direcciones opuestas, y/o porque el alma tiene una octava capa (48) de fibras de refuerzo que está dispuesta en la segunda superficie frontal (34) y se extiende desde allí tanto hacia el borde de ataque (22) como también hacia el borde extremo de perfil (20) de modo que forma secciones de la segunda brida (40) que apuntan en direcciones opuestas.

8. Alma según una de las reivindicaciones 1 a 7, caracterizada porque el núcleo (12) entre la primera superficie frontal (32) y la superficie lateral posterior (28) tiene un primer borde (61) y entre la primera superficie frontal (32) y la superficie lateral anterior (30) tiene un segundo borde (62), en donde el primer borde (61) es más redondeado que el segundo borde (62), y/o porque el núcleo (12) tiene un tercer borde (63) entre la segunda superficie frontal (34) y la superficie lateral anterior (30) y un cuarto borde (64) entre la segunda superficie frontal (34) y la superficie lateral posterior (28), en donde el tercer borde (63) es más redondeado que el cuarto borde (64).

9. Alma según una de las reivindicaciones 1 a 8, caracterizada porque el alma tiene un núcleo adicional posterior (66) que está dispuesto sobre la superficie lateral posterior (28) del núcleo (12) y se extiende solo por una parte de la altura del alma, de modo que ensancha la primera superficie frontal (32) del núcleo (12), y/o porque el alma tiene un núcleo anterior adicional (68) que está dispuesto sobre la superficie lateral anterior (30) del núcleo y se extiende solo por una parte de la altura del alma, de modo que ensancha la segunda superficie frontal (34) del núcleo (12).

10. Alma según la reivindicación 9, caracterizada porque la primera capa (41) está dispuesta entre el núcleo (12) y el núcleo adicional posterior (66) y/o porque la segunda capa (42) está dispuesta entre el núcleo (12) y el núcleo adicional anterior (68).

11. Alma según la reivindicación 9 o 10, caracterizada porque el alma tiene una capa adicional (70) de fibras de refuerzo con una primera sección (70a) que está dispuesta sobre una superficie lateral (66b) del núcleo adicional posterior (66) que está orientada hacia el borde extremo del perfil (20), y con una segunda sección (70b) que está dispuesta sobre una superficie frontal (66a) del núcleo adicional posterior (66), que continúa la primera superficie frontal (32) del núcleo (12), y está dispuesta sobre la primera superficie frontal (32) del núcleo (12) y se extiende desde allí más allá en dirección hacia el borde de ataque (22), de modo que forma una sección de la primera brida (38) que apunta hacia el borde de ataque (22), y/o porque el alma tiene una capa adicional (72) de fibras de refuerzo con una primera sección (72a) que está dispuesta sobre una superficie lateral (68b) del núcleo adicional anterior (68) que está orientada hacia el borde de ataque (22), y con una segunda sección (72b) que está dispuesta sobre una superficie frontal (68a) del núcleo adicional anterior (68), que continúa la segunda superficie frontal (34) del núcleo (12), y está dispuesta sobre la segunda superficie frontal (34) del núcleo (12) y se extiende desde allí más más adelante en dirección hacia el borde del extremo del perfil (20) de modo que forma una sección de la segunda brida (40), que apunta hacia el borde del extremo del perfil (20).

12. Alma según una de las reivindicaciones 1 a 11, caracterizada porque una superficie del núcleo (12) en la región de un borde (61, 62, 63, 64) entre una superficie frontal (32, 34) y una superficie lateral adyacente (28, 30) es rugosa y/o está provista de una estructura celular más gruesa.

13. Alma según una de las reivindicaciones 1 a 12, caracterizada porque entre el núcleo (12) y una capa adyacente de fibras de refuerzo y/o entre dos capas de fibras de refuerzo, respectivamente en particular en la región de un borde (61, 62, 63, 64) entre una superficie frontal (32, 34) del núcleo (12) y una superficie lateral adyacente (28, 30) del núcleo (12), está dispuesto un fieltro (58) hecho de un material termoplástico (PET, PA, PP).

14. Pala del rotor del aerogenerador que tiene una primera mitad de concha (16), una segunda mitad de concha (18), una dirección longitudinal, un perfil aerodinámico que tiene un borde de ataque (22) y un borde de extremo de perfil (20), y una alma según una de las reivindicaciones 1 a 13, en donde el alma corre en la dirección longitudinal y la primera brida (38) del alma está conectada a la primera mitad de concha (16) y la segunda brida (40) del alma está conectada a la segunda mitad de concha (18).