ES2948684T3 - Pala segmentada, método para conectar palas segmentadas y conjunto generador de energía eólica - Google Patents
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Abstract
Una pala segmentada, que comprende: un primer segmento de pala (100) que tiene una primera viga principal (150), en donde el primer segmento de pala (100) está en un lado cercano a la raíz de la pala, y la primera viga principal (150) comprende una primera porción de cuerpo (130) dispuesta dentro del primer segmento de cuchilla (100) y una primera porción de acoplamiento (140) que se extiende desde una porción extrema de la primera porción de cuerpo (130) hacia una dirección (D1) que está alejada de la cuchilla raíz, disminuyendo gradualmente la altura de la primera porción de acoplamiento (140) a lo largo de la dirección (D1) alejándose de la raíz de la pala; un segundo segmento de pala (200) que tiene una segunda viga principal (250), en el que el segundo segmento de pala (200) está en un lado cercano a una punta de pala, y la segunda viga principal (250) comprende una segunda porción de cuerpo (230) dispuesta dentro del segundo segmento de cuchilla (200) y una segunda porción de acoplamiento (240) que se extiende desde una porción extrema de la segunda porción de cuerpo (230) hacia una dirección (D3) que se acerca a la raíz de la pala, aumentando gradualmente la altura de la segunda porción de acoplamiento (240) a lo largo de la dirección (D3) que se acerca a la raíz de la pala, en donde, y la segunda porción de acoplamiento (240) se acopla en la primera porción de acoplamiento (140); y un revestimiento exterior (400), que cubre un espacio (G) entre el primer segmento de cuchilla (100) y el segundo segmento de cuchilla (200). La cuchilla segmentada básicamente no aumenta el peso de la cuchilla y proporciona una conexión altamente confiable. También se proporciona un método para conectar palas segmentadas y un conjunto generador de energía eólica. aumentando gradualmente la altura de la segunda porción de acoplamiento (240) a lo largo de la dirección (D3) que se acerca a la raíz de la pala, en donde, y la segunda porción de acoplamiento (240) está acoplada en la primera porción de acoplamiento (140); y un revestimiento exterior (400), que cubre un espacio (G) entre el primer segmento de cuchilla (100) y el segundo segmento de cuchilla (200). La cuchilla segmentada básicamente no aumenta el peso de la cuchilla y proporciona una conexión altamente confiable. También se proporciona un método para conectar palas segmentadas y un conjunto generador de energía eólica. aumentando gradualmente la altura de la segunda porción de acoplamiento (240) a lo largo de la dirección (D3) que se acerca a la raíz de la pala, en donde, y la segunda porción de acoplamiento (240) está acoplada en la primera porción de acoplamiento (140); y un revestimiento exterior (400), que cubre un espacio (G) entre el primer segmento de cuchilla (100) y el segundo segmento de cuchilla (200). La cuchilla segmentada básicamente no aumenta el peso de la cuchilla y proporciona una conexión altamente confiable. También se proporciona un método para conectar palas segmentadas y un conjunto generador de energía eólica. La cuchilla segmentada básicamente no aumenta el peso de la cuchilla y proporciona una conexión altamente confiable. También se proporciona un método para conectar palas segmentadas y un conjunto generador de energía eólica. La cuchilla segmentada básicamente no aumenta el peso de la cuchilla y proporciona una conexión altamente confiable. También se proporciona un método para conectar palas segmentadas y un conjunto generador de energía eólica. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)
Description
DESCRIPCIÓN
Pala segmentada, método para conectar palas segmentadas y conjunto generador de energía eólica
Campo
La presente solicitud se refiere al campo técnico de los aerogeneradores y, en particular, a una pala segmentada, un método para formar una pala segmentada y un aerogenerador.
Antecedentes
Los aerogeneradores se usan para convertir energía eólica en energía eléctrica. En la actualidad, con el aumento del nivel de megavatios de los aerogeneradores, la longitud de la pala aumenta gradualmente. Para la fabricación y el transporte de la pala, la longitud gradualmente creciente de la pala llega a ser en un problema destacado que restringe el desarrollo de los aerogeneradores.
El documento EP 2746573A2 describe métodos de ensamblaje de palas de rotor que incluyen proporcionar un primer segmento de pala que comprende una primera parte de carcasa y al menos dos primeros segmentos de tapa de larguero y proporcionar un segundo segmento de pala que comprende una segunda parte de carcasa y al menos dos segundos segmentos de tapa de larguero. Una región de acceso está definida en al menos una de la primera parte de carcasa y la segunda parte de carcasa. El segundo segmento de pala se inserta luego en el primer segmento de pala, de manera que se forma una cavidad de tapa de larguero entre cada conjunto de primer y segundo segmentos de tapa de larguero correspondientes, y en donde una ventana de acceso está definida por la región de acceso en una interfaz entre el primer segmento de pala y el segundo segmento de pala, la ventana de acceso que proporciona acceso a las cavidades de tapa de larguero. El método incluye además sellar las cavidades de tapa de larguero e inyectar un adhesivo en las cavidades de tapa de larguero para unir los segmentos de pala entre sí, en donde se forma una junta biselada entre cada conjunto de primer y segundo segmentos de tapa de larguero correspondientes.
El documento EP2815861A1 describe un método para producir un segmento de cinta para una pala de rotor de aerogenerador, y la pala de rotor de aerogenerador comprende una sección longitudinal, que tiene el segmento de cinta, y al menos una sección longitudinal adicional que tiene un segmento de cinta adicional, el segmento de cinta que se produce en una herramienta de moldeo y que tiene una parte de conexión para la conexión al otro segmento de cinta y el método que comprende los siguientes pasos: a) proporcionar una primera parte de herramienta de moldeo, b) disponer un primer paquete de capas de fibras de refuerzo en la primera parte de herramienta de moldeo y disponer una segunda parte de herramienta de moldeo, de modo que se forme un primer hueco entre la primera parte de herramienta de moldeo y la segunda parte de herramienta de moldeo, en el que se dispone una parte del primer paquete de capas de las fibras de refuerzo, c) disponer un segundo paquete de capas a partir de las fibras de refuerzo y disponer un tercera parte de molde, de modo que se forme un segundo espacio entre la tercera parte de molde y la segunda parte de molde, en el que se dispone una parte del segundo paquete de capas de las fibras de refuerzo, d) curar un material plástico que rodea las fibras de refuerzo, y e) retirar el segmento de cinta del molde, el primer y segundo espacios intermedios que están conformados y dispuestos uno con relación al otro de tal forma que las secciones del segmento de cinta fabricadas en los mismos alcancen la sección de conexión para conexión a la otra forma de la sección de conexión del segmento de cinta adicional.
Compendio
Un objeto de la presente solicitud es proporcionar una pala segmentada, que sustancialmente no aumente el peso de la pala y tenga una alta fiabilidad, un método de formación de la pala segmentada, y un aerogenerador.
Según un aspecto de la presente solicitud, se proporciona una pala segmentada. La pala segmentada incluye un primer segmento de pala que tiene un primer larguero principal, un segundo segmento de pala que tiene un segundo larguero principal y una carcasa externa. El primer segmento de pala está cerca de la raíz de la pala, el primer larguero principal incluye una primera parte de cuerpo dispuesta en el primer segmento de pala y una primera parte de sujeción que se extiende desde un extremo de la primera parte de cuerpo hacia una dirección lejos de la raíz de la pala, y la altura de la primera parte de sujeción se reduce gradualmente en la dirección lejos de la raíz de la pala. El segundo segmento de pala está cerca de la punta de la pala, el segundo larguero principal incluye una segunda parte de cuerpo dispuesta en el segundo segmento de pala y una segunda parte de sujeción que se extiende desde un extremo de la segunda parte de cuerpo hacia una dirección que se acerca a la raíz de la pala, y la altura de la segunda parte de sujeción se aumenta gradualmente en la dirección que se acerca a la raíz de la pala. La segunda parte de sujeción se encaja por sujeción en la primera parte de sujeción. La carcasa externa está configurada para encerrar un espacio libre entre el primer segmento de pala y el segundo segmento de pala. La primera parte de sujeción se forma extendiendo tres cualesquiera de las dos tapas de larguero principal y dos almas de cizallamiento del primer larguero principal en la dirección lejos de la raíz de la pala y el segundo segmento de pala se inserta en el sentido de la cuerda en el primer segmento de pala.
Según otro aspecto de la presente solicitud, se proporciona un método para formación de una pala segmentada. El método incluye: proporcionar un primer segmento de pala que tiene un primer larguero principal, en donde el primer
segmento de pala está cerca de la raíz de la pala, el primer larguero principal incluye una primera parte de cuerpo dispuesta en el primer segmento de pala y una primera parte de sujeción que se extiende desde un extremo de la primera parte de cuerpo hacia una dirección lejos de la raíz de la pala, y la altura de la primera parte de sujeción se reduce gradualmente en la dirección lejos de la raíz de la pala, y la primera parte de sujeción se forma extendiendo tres cualesquiera de las dos tapas de larguero principal y dos almas de cizallamiento del primer larguero principal en la dirección lejos de la raíz de la pala y el segundo segmento de pala se inserta en el sentido de la cuerda en el primer segmento de pala; proporcionar un segundo segmento de pala que tiene un segundo larguero principal, en donde el segundo segmento de pala está cerca de la punta de la pala, el segundo larguero principal incluye una segunda parte de cuerpo dispuesta en el segundo segmento de pala y una segunda parte de sujeción que se extiende desde un extremo de la segunda la parte de cuerpo hacia una dirección que se acerca a la raíz de la pala, y la altura de la segunda parte de sujeción se aumenta gradualmente en la dirección que se acerca a la raíz de la pala; encajar por sujeción la segunda parte de sujeción en la primera parte de sujeción; y encerrar, mediante una carcasa externa, un espacio libre entre el primer segmento de pala y el segundo segmento de pala.
Según otro aspecto más de la presente solicitud, se proporciona un aerogenerador. El aerogenerador incluye la pala segmentada anterior.
Breve descripción de los dibujos
A través de la siguiente descripción detallada junto con los dibujos, llegarán a ser más evidentes los objetos, características y ventajas anteriores y otros de la presente solicitud.
La Figura 1 es una vista esquemática del contorno de una pala convencional;
la Figura 2 es una vista esquemática que muestra un larguero principal de la pala;
la Figura 3 es una vista esquemática que muestra el larguero principal de la pala de la Figura 2 en otra dirección; la Figura 4 es una vista esquemática que muestra un primer segmento de pala según una realización de la presente solicitud;
la Figura 5 es una vista esquemática ampliada que muestra una parte P1 del primer segmento de pala en la Figura 4;
la Figura 6 es una vista esquemática que muestra un primer larguero principal del primer segmento de pala en la Figura 4;
la Figura 7 es una vista esquemática que muestra un segundo segmento de pala según la realización de la presente solicitud;
la Figura 8 es una vista esquemática ampliada que muestra una parte P2 del segundo segmento de pala de la Figura 7;
la Figura 9 es una vista esquemática que muestra un segundo larguero principal del segundo segmento de pala en la Figura 7;
la Figura 10 es una vista esquemática que muestra que el primer larguero principal en la Figura 6 y el segundo larguero principal en la Figura 9 están conectados;
la Figura 11 es una vista esquemática que muestra que el primer segmento de pala en la Figura 5 y el segundo segmento de pala en la Figura 7 están conectados;
la Figura 12 es una vista esquemática ampliada que muestra una parte P3 en la Figura 11; y
la Figura 13 es una vista esquemática que muestra que el espacio libre entre el primer segmento de pala y el segundo segmento de pala se encierra usando una carcasa externa.
Números de referencia:
1 pala,
2 larguero principal,
21 tapa de larguero principal,
22 alma de cizallamiento,
100 primer segmento de pala,
110 carcasa de borde de ataque,
120 carcasa de borde de salida,
130 primera parte de cuerpo,
140 primera parte de sujeción,
150 primer larguero principal,
151 tapa de larguero principal del primer larguero principal,
152 alma de cizallamiento del primer larguero principal,
153 hueco,
200 segundo segmento de pala,
210 carcasa de borde de ataque,
220 carcasa de borde de salida,
230 segunda parte de cuerpo,
240 segunda parte de sujeción,
250 segundo larguero principal,
251 tapa de larguero principal del segundo larguero principal,
252 alma de cizallamiento del segundo larguero principal,
300 miembro de refuerzo,
400 carcasa externa.
Descripción detallada
Primero, se describirá una forma de una pala convencional con referencia a las Figuras 1 a 3. La Figura 1 es una vista esquemática de la forma de la pala convencional, la Figura 2 es una vista esquemática que muestra un larguero principal de la pala, y la Figura 3 es una vista esquemática que muestra el larguero principal de la pala de la Figura 2 en otra dirección.
Un aerogenerador puede incluir una pala 1 en la Figura 1. Como se muestra en la Figura 1, la pala 1 llega a ser más y más delgada desde la raíz de la pala hasta la punta de la pala. Un larguero principal 2 en las Figuras 2 y 3 se puede disponer en la pala 1. El larguero principal 2 puede incluir dos tapas de larguero principal 21 y dos almas de cizallamiento 22. Una de las dos tapas de larguero principal 21 se puede disponer en un alojamiento superior de la pala 1, y la otra de las dos tapas de larguero principal 21 se puede disponer en un alojamiento inferior de la pala 1. Las dos almas de cizallamiento 22 están configuradas para soportar las dos tapas de larguero principal 21 en dos lados de las dos tapas de larguero principal 21. Como se muestra en la Figura 3, las alturas de las almas de cizallamiento 22 llegan a ser cada vez más pequeñas, es decir, la distancia entre las dos tapas de larguero principal 21 llega a ser cada vez más pequeña. Además, la distancia entre las dos almas de cizallamiento 22 puede llegar a ser cada vez más pequeña, o puede permanecer sin cambios.
Una pala segmentada según una realización de la presente solicitud hace uso completo de una característica en la que la pala 1 mostrada en la Figura 1 llega a ser cada vez más delgada desde la raíz de la pala hasta la punta de la pala, y el larguero principal 2 de la pala segmentada se usa para sujetar y limitar la conexión. De aquí en adelante, la pala segmentada según la realización de la presente solicitud se describirá en detalle con referencia a las Figuras 4 a 13.
Como se muestra en las Figuras 4 a 13, la pala segmentada puede incluir: un primer segmento de pala 100 que tiene un primer larguero principal 150, en donde el primer segmento de pala 100 está cerca de la raíz de la pala, el primer larguero principal 150 incluye una primera parte de cuerpo 130 dispuesta en el primer segmento de pala 100 y una primera parte de sujeción 140 que se extiende desde un extremo de la primera parte de cuerpo 130 hacia una dirección D1 lejos de la raíz de la pala, y la altura de la primera parte de sujeción 140 se reduce gradualmente en la dirección D1 lejos de la raíz de la pala; un segundo segmento de pala 200 que tiene un segundo larguero principal 250, en donde el segundo segmento de pala 200 está cerca de la punta de la pala, el segundo larguero principal 250 incluye una segunda parte de cuerpo 230 dispuesta en el segundo segmento de pala 200 y una segunda parte de sujeción 240 que se extiende desde un extremo de la segunda parte de cuerpo 230 hacia una dirección d3 que se acerca a la raíz de la pala, y la altura de la segunda parte de sujeción 240 se aumenta gradualmente en la dirección D3 que se acerca a la raíz de la pala, donde la segunda parte de sujeción 240 se encaja por sujeción en la primera
parte de sujeción 140; y una carcasa externa 400 configurada para encerrar un espacio libre G entre el primer segmento de pala 100 y el segundo segmento de pala 200.
Como se muestra en las Figuras 4 a 6, en un lado del primer segmento de pala 100 cerca de la raíz de la pala, el primer segmento de pala 100 puede incluir una carcasa de borde de ataque 110 y una carcasa de borde de salida 120. Un medio alojamiento superior de la carcasa de borde de ataque 110 y un medio alojamiento superior de la carcasa de borde de salida 120 pueden formar un alojamiento superior del primer segmento de pala 100, y un medio alojamiento de la carcasa de borde de ataque 110 y un medio alojamiento inferior de la carcasa de borde de salida 120 pueden formar un alojamiento inferior del primer segmento de pala 100.
El primer larguero principal 150 puede incluir dos tapas de larguero principal 151 y dos almas de cizallamiento 152, en donde las dos tapas de larguero principal 151 se pueden disponer en el alojamiento superior y el alojamiento inferior del primer segmento de pala 100, respectivamente, y las dos almas de cizallamiento 152 se pueden disponer en dos lados de las dos tapas de larguero principal 151 respectivamente, para soportar las dos tapas de larguero principal 151.
Opcionalmente, la primera parte de sujeción 140 se puede formar extendiendo tres cualesquiera de las dos tapas de larguero principal 151 y las dos almas de cizallamiento 152 del primer larguero principal 150 en la dirección D1 lejos de la raíz de la pala.
Las Figuras 4 y 5 muestran un ejemplo en el que la primera parte de sujeción 140 se forma extendiendo las dos tapas de larguero principal 151 y un alma de cizallamiento 152. No obstante, la presente solicitud no se limita a esto, y la primera parte de sujeción 140 también se puede formar extendiendo una tapa de larguero principal 151 y las dos almas de cizallamiento 152. Se forma un hueco 153 en la primera parte de sujeción 140 porque una de las tapas de larguero principal 151 o una de las almas de cizallamiento 152 no está extendida. De aquí en adelante, se hará una descripción tomando como ejemplo un caso en el que el hueco 153 se forma porque el alma de cizallamiento 152 no se extiende.
Haciendo referencia a las Figuras 1 y 3, las alturas de las almas de cizallamiento 22 se reducen gradualmente desde la raíz de la pala hasta la punta de la pala de la pala 1. Por lo tanto, según la realización de la presente solicitud, como se muestra en la Figura 6, a lo largo de la dirección D1 lejos de la raíz de la pala, se reduce gradualmente la altura de la primera parte de sujeción 140 en una dirección de espesor D2 de un perfil aerodinámico (es decir, las alturas de las almas de cizallamiento 152 en la Figura 4). Por lo tanto, en general, la primera parte de sujeción 140 se puede formar de una forma tubular que tenga una abertura que se reduzca gradualmente en la dirección D1 lejos de la raíz de la pala y que tenga el hueco 153.
Además, como se muestra en la Figura 6, según la realización de la presente solicitud, cada una de las tapas de larguero principal 151 de la primera parte de sujeción 140 se puede hacer cóncava con respecto a una línea de extensión de la tapa de larguero principal 151 correspondiente en la primera parte de cuerpo 130, para formar un primer escalón t1 entre la primera parte de sujeción 140 y la primera parte de cuerpo 130, y la altura del primer escalón t1 puede oscilar de 6 mm a 10 mm.
Cuando se fabrica el primer larguero principal 150, cada una de las tapas de larguero principal 151 de la primera parte de sujeción 140 se puede hacer cóncava en una cantidad del primer escalón t1 en la dirección del espesor D2 del perfil aerodinámico, es decir, cada una de las tapas de larguero principal 151 de la primera parte de sujeción 140 se puede hacer cóncava en la cantidad del primer escalón t1 con respecto al diseño de una tapa de larguero principal original, proporcionando por ello un espacio para el proceso posterior de enrollar un miembro de refuerzo 300 (descrito en detalle a continuación).
Como se muestra en las Figuras 7 a 9, en un lado del segundo segmento de pala 200 cerca de la raíz de la pala, el segundo segmento de pala 200 puede incluir una carcasa de borde de ataque 210 y una carcasa de borde de salida 220. Un medio alojamiento superior de la carcasa de borde de ataque 210 y un medio alojamiento superior de la carcasa de borde de salida 220 pueden formar un alojamiento superior del segundo segmento de pala 200, y un medio alojamiento inferior de la carcasa de borde de ataque 210 y un medio alojamiento inferior de la carcasa de borde de salida 220 pueden formar un alojamiento inferior del segundo segmento de pala 200.
El segundo larguero principal 250 puede incluir dos tapas de larguero principal 251 y dos almas de cizallamiento 252, en donde las dos tapas de larguero principal 251 se pueden disponer en el alojamiento superior y el alojamiento inferior del segundo segmento de pala 200, respectivamente, y las dos almas de cizallamiento 252 se pueden disponer en dos lados de las dos tapas de larguero principal 251 respectivamente, para soportar las dos tapas de larguero principal 251.
Considerando la estabilidad de sujeción entre la segunda parte de sujeción 240 y la primera parte de sujeción 140 y la estabilidad de la pala después de que se forma la pala segmentada, preferiblemente, la segunda parte de sujeción 240 se puede formar extendiendo las dos tapas de larguero principal 251 y las dos almas de cizallamiento 252. No obstante, la presente solicitud no se limita a esto. Similar a la primera parte de sujeción 140, la segunda parte de sujeción 240 también se puede formar extendiendo cualquiera de las dos tapas de larguero principal 251 y las dos
almas de cizallamiento 252. Un ejemplo en el que la segunda parte de sujeción 240 se forma extendiendo las dos tapas de larguero principal 251 y las dos almas de cizallamiento 252 se describirá de aquí en adelante.
Según la realización de la presente solicitud, como se muestra en la Figura 9, la altura de la segunda parte de sujeción 240 en la dirección del espesor D2 del perfil aerodinámico llega a ser cada vez mayor en la dirección D3 que se acerca a la raíz de la pala.
Además, según la realización de la presente solicitud, como se muestra en la Figura 9, cada una de las dos tapas de larguero principal 251 en la segunda parte de sujeción 240 se hace cóncava con respecto a una línea de extensión de la tapa de larguero principal 251 correspondiente en la segunda parte de cuerpo 230, para formar el segundo escalón t2 entre la segunda parte de sujeción 240 y la segunda parte de cuerpo 230, donde la altura del segundo escalón t2 es igual a la suma de la altura del primer escalón t1 y el espesor de la tapa de larguero principal 151 del primer larguero principal 150. Además, las dos almas de cizallamiento 252 de la segunda parte de sujeción 240 desplazadas respectivamente, en una dirección que permite que las dos almas de cizallamiento 252 se acerquen entre sí, una distancia predeterminada con respecto a las líneas de extensión de las almas de cizallamiento 252 de la segunda parte de cuerpo 230, y la distancia predeterminada es el espesor de un alma de cizallamiento 152 del primer larguero principal 150.
En un caso en el que las tapas de larguero principal 251 en la segunda parte de sujeción 240 se fabriquen según el diseño del larguero principal original, cuando la segunda parte de sujeción 240 se ha de encajar por sujeción en la primera parte de sujeción 140, las tapas de larguero principal 251 en la segunda parte de sujeción 240 y tapas de larguero principal 151 en la primera parte de sujeción 140 puede atascarse y, de este modo, la segunda parte de sujeción 240 no se puede encajar por sujeción en la primera parte de sujeción 140. Por lo tanto, según la realización de la presente solicitud, cuando se fabrica el segundo larguero principal 250, cada una de las dos tapas de larguero principal 251 en la segunda parte de sujeción 240 se hace cóncava por el segundo escalón t2 en una dirección que permite que las dos tapas de larguero principal 251 se acerquen entre sí.
Además, si las almas de cizallamiento 252 en la segunda parte de sujeción 240 se fabrican según el diseño del larguero principal original, las dimensiones de las almas de cizallamiento 252 en la segunda parte de sujeción 240 y las dimensiones de las almas de cizallamiento 152 en la primera parte de sujeción 140 en la dirección de la cuerda de la pala son idénticas entre sí. Con el fin de evitar la interferencia entre las almas de cizallamiento 252 y las almas de cizallamiento 152 en un caso en el que la segunda la parte de sujeción 240 se encaje por sujeción en la primera parte de sujeción 140, las dos almas de cizallamiento 252 de la segunda parte de sujeción 240 pueden desplazarse respectivamente, en la dirección que permite que las dos almas de cizallamiento 252 se acerquen entre sí, la distancia predeterminada con respecto a las líneas de extensión de las almas de cizallamiento 252 de la segunda parte de cuerpo 230, y la distancia predeterminada puede ser el espesor del alma de cizallamiento 152.
Según la realización de la presente solicitud, con el fin de reducir la tensión cuando la primera parte de sujeción 140 y la segunda parte de sujeción 240 se encaja por sujeción entre sí, como se muestra en la Figura 6 y la Figura 9, los espesores de las tapas de larguero principal 151 de la parte de sujeción 140 se reducen gradualmente en la dirección D1 lejos de la raíz de la pala, y los espesores de las tapas de larguero principal 251 de la segunda parte de sujeción 240 se reducen gradualmente en la dirección D3 que se acerca a la raíz de la pala. Además, los espesores de las almas de cizallamiento 152 de la primera parte de sujeción 140 también se pueden reducir gradualmente en la dirección D1 lejos de la raíz de la pala, y los espesores de las almas de cizallamiento 252 de la segunda parte de sujeción 240 también se pueden reducir gradualmente en el dirección D3 que se acerca a la raíz de la pala, para reducir la tensión cuando la primera parte de sujeción 140 y la segunda parte de sujeción 240 se encajan por sujeción entre sí.
Además, según la realización de la presente solicitud, las tapas de larguero principal 151 de la primera parte de sujeción 140 pueden tener superficies internas planas, y las tapas de larguero principal 251 de la segunda parte de sujeción 240 pueden tener superficies externas planas. Específicamente, debido a una forma de la pala, las tapas de larguero principal 151 en el primer larguero principal 150 y las tapas de larguero principal 251 en el segundo larguero principal 250 pueden tener forma de arco. Por lo tanto, cuando se fabrican el primer larguero principal 150 y el segundo larguero principal 250, las superficies internas de las tapas de larguero principal 151 en la primera parte de sujeción 140 y las superficies externas de las tapas de larguero principal 251 en la segunda parte de sujeción 240 se pueden aplanar, para evitar un hueco entre las tapas de larguero principal 151 en la primera parte de sujeción 140 y las tapas de larguero principal 251 en la segunda parte de sujeción 240 durante el ensamblaje.
Además, según la realización de la presente solicitud, las longitudes de la primera parte de sujeción 140 y la segunda parte de sujeción 240 se pueden determinar según la forma y la carga de la pala, que no están específicamente limitadas. En un ejemplo, las longitudes de la primera parte de sujeción 140 y la segunda parte de sujeción 240 pueden oscilar de 0,5 a 5 m.
La segunda parte de sujeción 240 en la Figura 8 se puede encajar por sujeción en la primera parte de sujeción 140 a través del hueco 153 de la primera parte de sujeción 140 en la Figura 5. Es decir, la segunda parte de sujeción 240 en la Figura 8 puede entrar en la primera parte de sujeción 140 del hueco 153 en la Figura 5 en la dirección de la cuerda del primer segmento de pala 100 y, de este modo, se encaja por sujeción en la primera parte de sujeción
140. En un estado de encaje por sujeción, las dos tapas de larguero principal 251 de la segunda parte de sujeción 240 se puede apoyar contra las dos tapas de larguero principal 151 de la primera parte de sujeción 140 respectivamente (como se muestra en la Figura 10), y una de las almas de cizallamiento 252 de la segunda parte de sujeción 240 se puede apoyar contra el alma de cizallamiento 152 de la primera parte de sujeción 140 en la Figura 5. Como se describió anteriormente, también se puede formar un hueco en un caso en el que no se permita que se extienda una de las tapas de larguero 151. En este caso, la segunda parte de sujeción 240 puede entrar en la primera parte de sujeción 140 desde el hueco en la dirección del espesor D2 del perfil aerodinámico del primer segmento de pala 100 y, de este modo, se encaja por sujeción en la primera parte de sujeción 140.
Según la realización de la presente solicitud, la pala segmentada puede incluir además un miembro de relleno (no mostrado), que se puede usar para rellenar el hueco 153. Por ejemplo, como se muestra en la Figura 5, en un caso en el que el hueco 153 esté formado por una alma de cizallamiento 152 que no se permite que se extienda, el miembro de relleno puede estar formado por un material igual que el del alma de cizallamiento 152, para rellenar el hueco 153, para asegurar la fiabilidad de la pala. Además, se debería entender que, en un caso en el que el hueco esté formado por una tapa de larguero 151 que no se permite que se extienda, el miembro de relleno se puede formar por un material igual que el de la tapa de larguero 151, para rellenar el hueco.
Según la realización de la presente solicitud, con el fin de asegurar aún más la estabilidad de la conexión de sujeción entre la segunda parte de sujeción 240 y la primera parte de sujeción 140, la pala segmentada puede incluir además un miembro de refuerzo 300, como se muestra en la Figura 10. Por ejemplo, después de que el hueco 153 se rellene por el miembro de relleno, el miembro de refuerzo 300 se puede enrollar alrededor de una periferia externa de la primera parte de sujeción 140, para lograr una transición suave entre el primer larguero principal 150 y el segundo larguero principal 250.
El miembro de refuerzo 300 puede ser un material aislante, para evitar la caída de rayos. Preferiblemente, el miembro de refuerzo 300 puede ser un material de refuerzo impregnado con resina (no mostrado), para proporcionar una fuerza de sujeción más fuerte. Opcionalmente, el material de refuerzo puede ser una tela de fibra de vidrio, tal como una tela de fibra de vidrio triaxial. No obstante, la presente solicitud no se limita a esto, y el miembro de refuerzo 300 puede ser otro miembro similar a una cadena.
Según la realización de la presente solicitud, la carcasa externa 400 (como se muestra en la Figura 13) se puede configurar para encerrar el espacio libre G entre el primer segmento de pala 100 y el segundo segmento de pala 200 (como se muestra en la Figura 12).
Específicamente, un primer ángulo de unión y un segundo ángulo de unión se pueden formar en una parte del primer segmento de pala 100 y una parte del segundo segmento de pala 200 adyacentes entre sí, respectivamente; el primer ángulo de unión se forma haciendo cóncavo el primer segmento de pala 100 hacia dentro, y el segundo ángulo de unión se forma haciendo cóncavo el segundo segmento de pala 200 hacia dentro. La carcasa externa 400 se puede cubrir en el primer ángulo de unión y el segundo ángulo de unión, para permitir que el primer ángulo de unión y el segundo ángulo de unión estén al ras con otras partes de la pala segmentada. Por ejemplo, la carcasa externa 400 se puede adherir al primer ángulo de unión y al segundo ángulo de unión mediante un adhesivo estructural líquido, y luego se cura el adhesivo estructural.
Según la realización de la presente solicitud, sobre la base de asegurar una forma aerodinámica de la pala, se pueden reforzar las costuras entre la carcasa externa 400 y el primer segmento de pala 100 y entre la carcasa externa 400 y el segundo segmento de pala 200. Por ejemplo, el material de refuerzo, tal como la tela de fibra de vidrio, se puede colocar en las costuras entre la carcasa externa 400 y el primer segmento de pala 100 y entre la carcasa externa 400 y el segundo segmento de pala 200, y luego se vierte la resina; o, el material de refuerzo impregnado con la resina se puede colocar directamente para formar una capa de refuerzo para refuerzo.
Además, un área de refuerzo se puede pulir y pulverizar con una capa protectora de superficie, y una posición segmentada se puede pulverizar con un pigmento que tenga un color diferente del de una superficie de la pala, para facilitar la inspección posterior de la pala.
Se debería entender que, aunque la pala segmentada según la presente solicitud se describió anteriormente tomando una pala segmentada que incluye dos segmentos de pala como ejemplo, la presente solicitud no se limita a esto, y la pala segmentada puede incluir tres o más segmentos de pala, en donde dos segmentos de pala adyacentes se pueden conectar entre sí mediante la manera descrita anteriormente de conectarse a través de un larguero principal.
Según otra realización de la presente solicitud, se puede proporcionar un aerogenerador. El aerogenerador puede incluir la pala segmentada como se describió anteriormente.
Como se describió anteriormente, la pala segmentada según la presente solicitud hace uso de una característica de que la pala llega a ser cada vez más delgada desde la raíz de la pala hasta la punta de la pala, y los segmentos de la pala se pueden encajar por sujeción juntos por el larguero principal. En comparación con la conexión atornillada, la pala segmentada según la presente solicitud sustancialmente no aumenta el peso de la pala, por lo tanto, se
pueden reducir la carga en una dirección de oscilación y la carga de fatiga de la pala, y se puede evitar el inconveniente de que se requiera un apriete previo en la conexión atornillada. Además, en comparación con la conexión adhesiva estructural, la distancia entre las tapas de larguero principal del larguero principal llega a ser cada vez más pequeña en la dirección desde la raíz de la pala hasta la punta de la pala, por lo tanto, el segmento de la pala cerca de la punta de la pala no sale fuera del segmento de la pala cerca de la raíz de la pala y, de este modo, la fiabilidad de la conexión es más alta.
Además, según la realización de la presente solicitud, un sujetador (se emplea preferiblemente el material de refuerzo impregnado con la resina) se puede emplear para enrollar una parte donde las dos partes de sujeción se encajan por sujeción entre sí y, de este modo, se pueden mejorar aún más la fiabilidad de la conexión de sujeción entre los largueros principales de los dos segmentos de pala encajados por sujeción entre sí.
Además, el número de pernos está limitado en la conexión atornillada, por lo tanto, no se puede realizar que la pala se pueda segmentar en cualquier posición. No obstante, según la pala segmentada de la presente solicitud, la pala se puede segmentar en cualquier posición, y, por lo tanto, se aumenta el grado de libertad de segmentación.
Además, generalmente se emplea una manera tal como conexión de enchufe o conexión atornillada o similar entre segmentos de pala convencionales, y se usan inevitablemente materiales metálicos, lo que no solamente aumenta el peso de la pala en sí misma, sino que también puede causar la caída de rayos. No obstante, según la pala segmentada de la presente solicitud, los segmentos de pala se conectan directamente mediante materiales aislantes, de modo que la pala es ligera y se pueden evitar la caída de rayos.
Claims (14)
1. Una pala segmentada, que comprende:
un primer segmento de pala (100) que tiene un primer larguero principal (150), en donde el primer segmento de pala (100) está cerca de una raíz de la pala, el primer larguero principal (150) comprende una primera parte de cuerpo (130) dispuesta en el primer segmento de pala (100) y una primera parte de sujeción (140) que se extiende desde un extremo de la primera parte de cuerpo (130) hacia una dirección (D1) lejos de la raíz de la pala, y la altura de la primera parte de sujeción (140) se reduce gradualmente en la dirección (D1) lejos de la raíz del pala;
un segundo segmento de pala (200) que tiene un segundo larguero principal (250), en donde el segundo segmento de pala (200) está cerca de la punta de la pala, el segundo larguero principal (250) comprende una segunda parte de cuerpo (230) dispuesta en el segundo segmento de pala (200) y una segunda parte de sujeción (240) que se extiende desde un extremo de la segunda parte de cuerpo (230) hacia una dirección (D3) que se acerca a la raíz de la pala, la altura de la segunda parte de sujeción (240) se aumenta gradualmente en la dirección (D3) que se acerca a la raíz de la pala, y la segunda parte de sujeción (240) se encaja por sujeción en la primera parte de sujeción (140); y
una carcasa externa (400) configurada para encerrar un espacio libre (G) entre el primer segmento de pala (100) y el segundo segmento de pala (200),
caracterizada por que la primera parte de sujeción (140) se forma extendiendo tres cualesquiera de las dos tapas de larguero principal (151) y dos almas de cizallamiento (152) del primer larguero principal (150) en la dirección (D1) lejos de la raíz de la pala y el segundo segmento de pala (200) se inserta en el sentido de la cuerda en el primer segmento de pala (100).
2. La pala segmentada según la reivindicación 1, en donde cada una de las tapas de larguero principal (151) en la primera parte de sujeción (140) se hace cóncava con respecto a una línea de extensión de la tapa de larguero principal (151) correspondiente en la primera parte de cuerpo (130), para formar un primer escalón entre la primera parte de sujeción (140) y la primera parte de cuerpo (130).
3. La pala segmentada según la reivindicación 2, en donde la segunda parte de sujeción (240) se forma extendiendo dos tapas de larguero principal (251) y dos almas de cizallamiento (252) del segundo larguero principal (250) en la dirección (D3) que se acerca a la raíz de la pala.
4. La pala segmentada según la reivindicación 3, en donde cada una de las dos tapas de larguero principal (251) en la segunda parte de sujeción (240) se hace cóncava con respecto a una línea de extensión de la tapa de larguero principal (251) correspondiente en la segunda parte de cuerpo (230), para formar un segundo escalón entre la segunda parte de sujeción (240) y la segunda parte de cuerpo (230), y la altura del segundo escalón es igual a la suma de la altura del primer escalón y un espesor de la tapa de larguero principal (151) del primer larguero principal (150); y
las dos almas de cizallamiento (252) de la segunda parte de sujeción (240) se desplazan respectivamente, en una dirección que permite que las dos almas de cizallamiento (252) se acerquen entre sí, una distancia predeterminada con respecto a las líneas de extensión de las almas de cizallamiento (252) de la segunda parte de cuerpo (230), y la distancia predeterminada es un espesor de un alma de cizallamiento (152) del primer larguero principal (150).
5. La pala segmentada según la reivindicación 1, que comprende además:
un miembro de relleno, en donde el miembro de relleno está configurado para rellenar un hueco (153) formado en la primera parte de sujeción (140) debido a que una de las tapas de larguero principal (151) o una de las almas de cizallamiento (152) del primer larguero principal (150) no se extiende en la dirección (D1) lejos de la raíz de la pala.
6. La pala segmentada según la reivindicación 2, que comprende además:
un miembro de refuerzo (300), en donde el miembro de refuerzo (300) se enrolla alrededor de una periferia externa de la primera parte de sujeción (140), para realizar una transición suave entre el primer larguero principal (150) y el segundo larguero principal (250).
7. La pala segmentada según la reivindicación 6, en donde el miembro de refuerzo comprende un material de refuerzo impregnado con resina.
8. La pala segmentada según la reivindicación 3, en donde
en la dirección (D1) lejos de la raíz de la pala, se reducen gradualmente los espesores de las tapas de larguero principal (151) y las almas de cizallamiento (152) de la primera parte de sujeción (140); y
en la dirección (D3) que se acerca a la raíz de la pala, se reducen gradualmente los espesores de las tapas de larguero principal (251) y las almas de cizallamiento (252) de la segunda parte de sujeción (240).
9. La pala segmentada según la reivindicación 1, en donde un primer ángulo de unión y un segundo ángulo de unión están formados en una parte del primer segmento de pala (100) y una parte del segundo segmento de pala (200) adyacentes entre sí, respectivamente; el primer ángulo de unión se forma haciendo cóncavo el primer segmento de pala (100) hacia dentro, y el segundo ángulo de unión se forma haciendo cóncavo el segundo segmento de pala (200) hacia dentro; y
la carcasa externa (400) está cubierta en el primer ángulo de unión y el segundo ángulo de unión, para permitir que el primer ángulo de unión y el segundo ángulo de unión estén al ras con otras partes de la pala segmentada.
10. La pala segmentada según la reivindicación 1, que comprende además:
una capa de refuerzo, que se ajusta a las costuras entre la carcasa externa (400) y el primer segmento de pala (100) y entre la carcasa externa (400) y el segundo segmento de pala (200).
11. Un método para formar una pala segmentada, que comprende:
proporcionar un primer segmento de pala (100) que tiene un primer larguero principal (150), en donde el primer segmento de pala (100) está cerca de la raíz de la pala, el primer larguero principal (150) comprende una primera parte de cuerpo (130) dispuesta en el primer segmento de pala (100) y una primera parte de sujeción (140) que se extiende desde un extremo de la primera parte de cuerpo (130) hacia una dirección (D1) lejos de la raíz de la pala, y la altura de la primera parte de sujeción (140) se reduce gradualmente en la dirección (D1) lejos de la raíz de la pala, y la primera parte de sujeción (140) se forma extendiendo tres cualesquiera de las dos tapas de larguero principal (151) y dos almas de cizallamiento (152) del primer larguero principal (150) en la dirección (D1) lejos de la raíz de la pala y el segundo segmento de pala (200) se inserta en sentido de la cuerda en el primer segmento de pala (100); proporcionar un segundo segmento de pala (200) que tiene un segundo larguero principal (250), en donde el segundo segmento de pala (200) está cerca de una punta de la pala, el segundo larguero principal (250) comprende una segunda parte de cuerpo (230) dispuesta en el segundo segmento de pala (200) y una segunda parte de sujeción (240) que se extiende desde un extremo de la segunda parte de cuerpo (230) hacia una dirección (D3) que se acerca a la raíz de la pala, y la altura de la segunda parte de sujeción (240) se aumenta gradualmente en la dirección (D3) que se acerca a la raíz de la pala;
encajar por sujeción la segunda parte de sujeción (240) en la primera parte de sujeción (140); y
encerrar, por una carcasa externa (400), un espacio libre (G) entre el primer segmento de pala (100) y el segundo segmento de pala (200).
12. El método según la reivindicación 11,
formar la segunda parte de sujeción (240) extendiendo dos tapas de larguero principal (251) y dos almas de cizallamiento (252) del segundo larguero principal (250) en la dirección (D3) que se acerca a la raíz de la pala; y dado que se forma un hueco (153) en la primera parte de sujeción (140) debido a que una de las tapas de larguero principal (151) o una de las almas de cizallamiento (152) del primer larguero principal (150) no se extiende en la dirección (D1) lejos de la raíz de la pala, cuando la segunda parte de sujeción (240) se encaja por sujeción en la primera parte de sujeción (140), encajar por sujeción la segunda parte de sujeción (240) en la primera parte de sujeción (140) desde el hueco (153).
13. El método según la reivindicación 12, que comprende además:
después de encajar por sujeción la segunda parte de sujeción (240) en la primera parte de sujeción (140) y antes de encerrar el espacio libre (G) entre el primer segmento de pala (100) y el segundo segmento de pala (200), rellenar el hueco (153) con un miembro de relleno; y
después de rellenar el hueco (153) con el miembro de relleno y antes de encerrar el espacio libre (G) entre el primer segmento de pala (100) y el segundo segmento de pala (200), enrollar un miembro de refuerzo (300) alrededor de una periferia externa de la primera parte de sujeción (140), para realizar una transición suave entre el primer larguero principal (150) y el segundo larguero principal (250).
14. Un aerogenerador, que comprende la pala segmentada según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 10.
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