ITAN20120025A1 - Radice di una pala di generatore eolico e relativo metodo di produzione. - Google Patents
Radice di una pala di generatore eolico e relativo metodo di produzione. Download PDFInfo
- Publication number
- ITAN20120025A1 ITAN20120025A1 IT000025A ITAN20120025A ITAN20120025A1 IT AN20120025 A1 ITAN20120025 A1 IT AN20120025A1 IT 000025 A IT000025 A IT 000025A IT AN20120025 A ITAN20120025 A IT AN20120025A IT AN20120025 A1 ITAN20120025 A1 IT AN20120025A1
- Authority
- IT
- Italy
- Prior art keywords
- insert
- root
- adhesive
- gluing
- hole
- Prior art date
Links
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 claims description 35
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 claims description 35
- 238000004026 adhesive bonding Methods 0.000 claims description 30
- 238000002347 injection Methods 0.000 claims description 21
- 239000007924 injection Substances 0.000 claims description 21
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 20
- 238000000926 separation method Methods 0.000 claims description 16
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 13
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims description 7
- 239000003292 glue Substances 0.000 claims description 3
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 claims description 3
- 238000007789 sealing Methods 0.000 claims description 3
- 125000006850 spacer group Chemical group 0.000 claims description 3
- 238000005553 drilling Methods 0.000 claims description 2
- 230000007423 decrease Effects 0.000 claims 1
- 229920006332 epoxy adhesive Polymers 0.000 claims 1
- 238000003780 insertion Methods 0.000 claims 1
- 230000037431 insertion Effects 0.000 claims 1
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 20
- 230000008569 process Effects 0.000 description 12
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 5
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 5
- 238000006116 polymerization reaction Methods 0.000 description 4
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 4
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 3
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 3
- 238000005304 joining Methods 0.000 description 3
- 239000000463 material Substances 0.000 description 3
- 230000036316 preload Effects 0.000 description 3
- 239000004593 Epoxy Substances 0.000 description 2
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 2
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 2
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 2
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 2
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 239000004744 fabric Substances 0.000 description 2
- 239000004848 polyfunctional curative Substances 0.000 description 2
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 2
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 2
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920000049 Carbon (fiber) Polymers 0.000 description 1
- 241000238631 Hexapoda Species 0.000 description 1
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000004917 carbon fiber Substances 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 1
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 1
- 125000004122 cyclic group Chemical group 0.000 description 1
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 1
- 239000003733 fiber-reinforced composite Substances 0.000 description 1
- 239000011152 fibreglass Substances 0.000 description 1
- 238000001802 infusion Methods 0.000 description 1
- 239000005340 laminated glass Substances 0.000 description 1
- 230000005923 long-lasting effect Effects 0.000 description 1
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 1
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 230000000750 progressive effect Effects 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 230000002787 reinforcement Effects 0.000 description 1
- 238000012719 thermal polymerization Methods 0.000 description 1
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 1
- 238000012800 visualization Methods 0.000 description 1
- 238000009736 wetting Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F03D—WIND MOTORS
- F03D1/00—Wind motors with rotation axis substantially parallel to the air flow entering the rotor
- F03D1/06—Rotors
- F03D1/065—Rotors characterised by their construction elements
- F03D1/0658—Arrangements for fixing wind-engaging parts to a hub
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/70—Wind energy
- Y02E10/72—Wind turbines with rotation axis in wind direction
Description
DESCRIZIONE
a corredo di una domanda di brevetto per invenzione industriale avente per titolo:
“RADICE DI UNA PALA DI GENERATORE EOLICO E RELATIVO METODO DI PRODUZIONE†.
TESTO DELLA DESCRIZIONE
La presente domanda di brevetto per invenzione industriale ha per oggetto una radice di una pala di generatore eolico e un metodo di produzione di tale radice di pala.
I generatori eolici (turbine) sono macchine destinate alla produzione di energia elettrica attraverso la conversione dell’energia contenuta nel vento. A tale scopo le turbine sono dotate di pale che vengono messe in movimento dal vento e che, fissate ad un mozzo, mettono in rotazione un albero collegato ad un generatore elettrico. Le pale sono generalmente realizzate in materiale composito rinforzato con fibra di vetro/carbonio.
La pala prevede una radice in cui à ̈ disposto un giunto che collega meccanicamente le pale con il mozzo, allo scopo di trasferire l’energia catturata dal vento. Questo giunto à ̈ sottoposto ai carichi aerodinamici che hanno la caratteristica di essere estremi (per via di raffiche, tempeste, ecc.) e ciclici (per via della rotazione della pala e per le caratteristiche insite al fenomeno naturale del vento).
Il giunto di radice pala costituisce pertanto un collegamento estremamente critico per il funzionamento e la sicurezza del generatore, soprattutto quando quest’ultimo à ̈ in grado di generare potenze dell’ordine dei MegaWatt (>1.0 MW o multi-MW).
In Fig. 1 viene illustrata una tipica turbina a tre pale (P), con asse di rotazione orizzontale. Con riferimento anche a Figg. 1A e 1B nelle turbine multi-MW, secondo la tecnica nota, il collegamento tra la pala (P) ed il mozzo (M) avviene attraverso una corona di viti prigioniere (V), almeno di dimensione M30, fissate alla radice (R) della pala;
La radice (R) della pala costituisce il tratto terminale della pala (P), in corrispondenza dell’estremità collegata al mozzo (M). La radice (R) ha forma generalmente circolare tale da corrispondere ad un cuscinetto montato sul mozzo (M) e viene realizzata in modo da costituire un corpo unico con la pala (P).
La pala (P) viene realizzata mediante un processo termico di polimerizzazione della resina, generalmente epossidica, che impregna tessuti. I tessuti hanno la funzione di rinforzo strutturale, di trasmettere cioà ̈ i carichi ai punti di attacco della pala. Il processo di polimerizzazione può avvenire intorno ai 70 °C o ai 120 °C, a seconda della tipologia di resina impiegata. Inoltre la resina stessa produce energia termica durante la polimerizzazione (reazione esotermica). Questo riscaldamento e successivo raffreddamento, se non controllato adeguatamente, può causare deformazioni geometriche della pala difficilmente recuperabili a fine fabbricazione.
Con riferimento alle Figg. 1A, 2 e 3 à ̈ noto un sistema di giunzione della pala al mozzo denominato “T-Bolt†. La vite prigioniera (V) à ̈ fissata alla radice (R) della pala attraverso un cilindro metallico (C) forato lateralmente ed inserito nella superficie della pala attraverso un foro (F1) praticato perpendicolarmente allo spessore della radice della pala. La vite prigioniera (V) viene inserita invece in un foro (F2) praticato lungo lo spessore della radice della pala, in modo da avvitarsi nel cilindro (C). Tale soluzione presenta diversi inconvenienti:
- grande concentrazione di sforzi nella piccola superficie di contatto tra cilindro (C) e radice pala;
- difficoltà di precarico della vite (V) che comprime il composito generando un cedimento nel tempo a carichi costanti di compressione. Tale cedimento compromette il mantenimento del precarico della vite applicato all’origine del montaggio e quindi la resistenza del giunto ai carichi affaticanti;
- elevato spessore della radice (R) della pala con conseguenti pesi elevati.
Per superare almeno in parte tali inconvenienti à ̈ noto un sistema di giunzione (illustrato in Fig. 4) in cui la vite prigioniera (V) à ̈ avvitata in un inserto metallico (I) annegato nel materiale composito della radice (R). L’inserto metallico (I), di forma perlopiù a simmetria cilindrica, à ̈ posizionato all’interno del composito. L’insetto presenta un’estremità forata disposta a filo con il bordo della radice (R) destinato ad andare a contatto con il mozzo (M). Il foro dell’inserto presenta una filettatura metallica nella quale viene avvitata la vite prigioniera (V) per l’accoppiamento con il mozzo.
Questa soluzione dell’inserto metallico annegato presenta, rispetto quella a T-Bolt, i seguenti vantaggi:
- Lo stato tensionale, dovuto al serraggio meccanico tra pala e mozzo, viene ripartito sull’area di adesione tra inserto (I1) e composito, più estesa dell’area di contatto meccanico tra cilindro (C) e composito del T-Bolt; pertanto sono presenti minori concentrazioni di sforzi meccanici.
- Il giunto viene normalmente sottoposto ad un precarico per migliorarne la resistenza ai carichi ciclici (vita a fatica); il precarico applicato alla vite prigioniera (V) agisce sul filetto metallico dell’inserto (I1) annegato e pertanto presenta le tipiche proprietà di un accoppiamento meccanico classico.
- E’ necessario uno spessore inferiore di composito alla radice (R) rispetto alla soluzione a T-Bolt; ne consegue un peso minore della pala ed una conseguente riduzione dei carichi dinamici di cui beneficia la pala e tutta la turbina.
Poiché le forze, che agiscono sulla pala e che sono trasferite al mozzo per mettere in movimento l’albero collegato al generatore elettrico, passano attraverso gli inserti annegati, il corretto collegamento tra composito e inserti à ̈ fondamentale per il funzionamento e la sicurezza della turbina. Questo collegamento presenta quindi le caratteristiche di un giunto strutturale primario.
È noto un processo tecnologico in cui l’inserto (I) à ̈ integrato all’interno del composito stratificato in fibra di vetro/carbonio al momento della sua fabbricazione, prima cioà ̈ della polimerizzazione della resina costituente il composito. Tale processo à ̈ descritto in EP 1 663 624 B1 e WO2004/110862. Tuttavia tale processo presenta degli inconvenienti dovuti alla deformazione termica del materiale. Infatti tale processo prevede la realizzazione a parte della radice pala, divisa in due semigusci separati, con gli inserti metallici integrati tra loro; il componente così preparato à ̈ poi inserito negli stampi dove viene completata la stesura dei materiali rinforzati con fibra e sottoposto ad un ciclo termico di riscaldamento e raffreddamento, al termine del quale le possibili deformazioni del composito possono spostare la posizione degli inserti e quindi dei punti di attacco tra pala e mozzo con il rischio di compromettere il montaggio della pala sul mozzo.
Per risolvere almeno in parte tale inconveniente à ̈ noto un processo tecnologico che prevede l’incollaggio dell’inserto (I) all’interno del composito già polimerizzato, dopo aver forato opportunamente la radice della pala in composito. L’adesivo impiegato à ̈ perlopiù bi-componente (comprendente una base e un indurente), che polimerizza cioà ̈ a partire dal momento in cui la base e l’indurente si miscelano tra loro. Tale processo à ̈ esente dai rischi di deformazione termica perché l’incollaggio dell’inserto à ̈ eseguito sulla pala polimerizzata, che ha già subito cioà ̈ il ciclo termico.
Entrambe i processi summenzionati devono soddisfare i seguenti requisiti:
- Evitare concentrazioni di sforzi in corrispondenza dell’estremità dell’inserto annegata nel composito, laddove si presenta la transizione tra parte in acciaio (ad alta rigidezza) e la parte in composito (a rigidezza inferiore di ordini di grandezza). Per ovviare a questo brusco cambiamento di proprietà meccaniche del materiale, si à ̈ soliti ridurre gradualmente lo spessore dell’acciaio dell’inserto così da rendere meno rigida tale estremità , come mostrato in Fig. 5 che illustra un inserto (I2) conica costituito da tre codoli cilindrici con diametro decrescente.
- Evitare inclusioni di aria nell’interfaccia tra inserto e composito che possono causare l’insorgenza di rotture e quindi il progressivo cedimento del collegamento tra inserto e composito.
Scopo della presente invenzione à ̈ di eliminare gli inconvenienti della tecnica nota, fornendo una radice di pala di generatore eolico che consenta un collegamento al mozzo affidabile, sicuro efficiente e duraturo nel tempo.
Altro scopo della presente invenzione à ̈ di fornire una tale radice di pala che sia leggera, economica e di semplice realizzazione.
Questi scopi sono raggiunti in accordo all’invenzione, con le caratteristiche elencate nelle annesse rivendicazioni indipendenti 1 e 8.
Realizzazioni vantaggiose appaiono dalle rivendicazioni dipendenti.
La radice di pala di generatore eolico comprendente: - una pluralità di fori ciechi ricavati su un bordo anteriore della radice, e provvisti di un fondo dal quale sporge un codolo; e
- una pluralità di inserti metallici disposti entro detti fori ciechi della radice.
Ciascun inserto à ̈ di forma cilindrica avente un’estremità anteriore e un’estremità posteriore, internamente cavo con un canale assiale aperto all’estremità anteriore e all’estremità posteriore.
Il canale assiale dell’inserto comprende:
- una madrevite atta ad accogliere una vite per il fissaggio della radice ad un mozzo del generatore eolico;
- una camera di separazione di diametro inferiore a quello della madrevite, atta ad accogliere a tenuta una testa di un ugello di iniezione di adesivo; e
- un condotto di incollaggio di diametro maggiore a quello della camera di separazione, e ricevente detto codolo della radice, detto condotto di incollaggio essendo riempito di adesivo per il fissaggio dell’inserto alla radice della pala.
L’adesivo à ̈ disposto in:
- una camera di incollaggio definita entro detto condotto di incollaggio, tra detta camera di operazione e l’estremità libera del codolo della radice;
- un’intercapedine interna definita tra la superficie laterale esterna del codolo e la superficie laterale interna dell’inserto, e
un’intercapedine esterna definita tra la superficie laterale esterna dell’inserto e la superficie laterale interna della radice attorno al foro.
Ulteriori caratteristiche dell’invenzione appariranno più chiare dalla descrizione dettagliata che segue, riferita a una sua forma di realizzazione puramente esemplificativa e quindi non limitativa, illustrata nei disegni annessi, in cui:
la Fig. 1 Ã ̈ una vista schematica di un generatore eolico secondo la tecnica nota;
la Fig. 1A Ã ̈ un particolare ingrandito racchiuso nel cerchio (A) di Fig. 1;
la Fig. 1B Ã ̈ un particolare ingrandito racchiuso nel cerchio (B) di Fig. 1A, illustrato parzialmente in sezione;
la Fig. 2 à ̈ una vista in prospettiva di una porzione di estremità della radice di pala di Fig. 1B;
la Fig. 3 Ã ̈ una vista schematica illustrante il sistema di giunzione di Fig. 1B;
le Figg. 4 e 5 sono due viste in sezione, illustranti due diversi sistemi di giunzione di una radice di pala al mozzo, secondo la tecnica nota.
la Fig. 6 à ̈ una vista schematica di una pala avente una radice secondo l’invenzione;
la Fig. 7 Ã ̈ una vista frontale della radice della pala; la Fig. 8 Ã ̈ una vista in sezione, presa lungo il piano di sezione VIII-VIII di Fig. 7;
la Fig. 9 à ̈ una vista laterale di un inserto della radice di pala secondo l’invenzione;
la Fig. 10 à ̈ una vista frontale dell’inserto di Fig. 9; la Fig. 11 à ̈ una vista in sezione assiale dell’inserto di Fig. 9;
la Fig. 12 à ̈ una vista in prospettiva illustrante una maschera per bloccare in posizione l’inserto entro il foro della radice;
la Fig. 13 à ̈ una vista in sezione assiale illustrante l’inserto di Fig. 9 assemblato entro la radice di pala e un ugello per l’iniezione del collante;
la Fig. 14 Ã ̈ una vista come Fig. 13, ma senza ugello di iniezione, illustrante il percorso del collante; e
la Fig. 15 Ã ̈ un ingrandimento di una porzione anteriore di Fig. 14.
Con l’ausilio delle Figg. 6 – 15 viene descritta la radice di pala per generatore eolico secondo l’invenzione.
In Fig. 6 viene illustrata una pala (P) per generatore eolico. La pala (P) comprende una radice (1) destinata a essere fissata ad un mozzo del generatore eolico, mediante l’utilizzo di viti.
La pala (P) à ̈ realizzata in composito rinforzato con fibra mediante l’impiego delle due tecnologie attualmente disponibili allo stato dell’arte: pre-preg e infusione di resina. La radice (1) può essere realizzata, anch’essa con una delle due tecnologie sopra indicate, come sottocomponente da integrare successivamente alla pala oppure contemporaneamente alla pala.
Come mostrato in Fig. 7, la radice (1) ha una forma sostanzialmente cilindrica e presenta un bordo piano (10) a forma di circonferenza, nel quale sono ricavati una pluralità fori (2) che si estendono nello spessore della radice, con asse parallelo all’asse della radice.
Con riferimento a Fig. 8, il foro (2) à ̈ cieco e prevede una parte di fondo (20). Un codolo (3) si estende assialmente nel foro (2) partendo dalla parete di fondo (20). Il codolo (3) ha una lunghezza pari a circa la metà della lunghezza del foro (2). Il codolo (3) ha un diametro minore di quello del foro (2), in modo da definire un’intercapedine (4), di forma sostanzialmente toroidale, tra la superficie esterna del codolo (3) e la superficie interna della radice che definisce il foro (2).
Il codolo (3) ha una geometria assialcilindrica e presenta una prima porzione (30) di maggiore diametro rispetto alla rimante parte del codolo. La prima porzione (30) vantaggiosamente à ̈ rastremata con diametro decrescente partendo dalla parete di fondo (20). In questo modo l’intercapedine (4) presenta un restringimento (40) in prossimità del fondo (20) del foro. Un tale tipo di foro viene facilmente ricavato nella radice utilizzando una macchina utensile provvista di utensili di foratura opportunamente sagomati per generare i fori (2).
Con riferimento alle Figg. 9, 10 e 11 viene illustrato un inserto metallico (5), destinato ad essere disposto entro il foro (2) della radice.
L’inserto (5) ha una forma cilindrica e presenta un bordo d’estremità anteriore (50) e un bordo di estremità posteriore (51). L’inserto (5) à ̈ internamente cavo à ̈ presenta un canale assiale (6) aperto all’estremità anteriore (50) e all’estremità posteriore (51).
Partendo dall’estremità anteriore (50), il canale assiale (6) comprende:
- una madrevite (60);
- una camera di separazione (62); e
- un condotto di incollaggio (64).
La madrevite (60) ha una filettatura interna atta ad accogliere la filettatura esterna di una vite per il fissaggio della radice della pala al mozzo, quale ad esempio una vite M30. La madrevite (60) à ̈ vicina al bordo d’estremità anteriore (50) e si estende per una lunghezza inferiore a 1⁄4 della lunghezza dell’inserto (5). Prima della madrevite (60) può essere prevista una porzione anteriore non filettata (61), in modo da assicurare alla vite un effetto tirante.
La camera di separazione (62) ha un diametro inferiore rispetto alla madrevite (60) ed ha dimensioni tali da accogliere una testa di un ugello di iniezione, come sarà spiegato in seguito.
Il condotto di incollaggio (64) ha un diametro maggiore rispetto alla camera di separazione (62) ed ha una forma rastremata con diametro interno crescente andando vero l’estremità posteriore (51), in modo che lo spessore dell’inserto si assottigli andando verso l’estremità posteriore (51). Il condotto di incollaggio (64) serve ad accogliere l’adesivo, per il fissaggio dell’inserto alla radice della pala.
L’inserto (5) presenta un collare (52) che sporge radialmente verso l’interno generando un restringimento (63) definito da una superficie di battuta anteriore (53) e una superficie di battuta posteriore (54). Il restringimento (63) si trova tra la camera di separazione (62) e il condotto di incollaggio (64).
Il condotto di incollaggio (64) si estende per una lunghezza maggiore di 1⁄2 della lunghezza dell’inserto (5). In ogni caso il condotto di incollaggio (64) ha una lunghezza maggiore della lunghezza del codolo assiale (3) della radice e un diametro maggiore del diametro del codolo assiale (3) in modo da potere essere inserito nell’intercapedine (4) del foro (2).
In questo modo, come mostrato in Fig. 13, quando l’inserto (5) à ̈ inserito nel foro (2) nel condotto di incollaggio (64) si genera una camera cilindrica centrale (7) tra la superficie di battuta posteriore (53) del collare (52) e l’estremità libera del codolo (3). La camera cilindrica (7) comunica con un’intercapedine interna (70) tra la superficie esterna del codolo (3) e la superficie interna dell’inserto (5). L’intercapedine interna (70) si restringe con una seconda intercapedine interna posteriore (71) in corrispondenza della porzione di maggiore diametro (30) del codolo (3).
L’inserto (5) ha un diametro esterno inferiore rispetto al diametro del foro (2). In questo modo, quando l’inserto (5) à ̈ inserito nel foro (2), si genera un’intercapedine cilindrica esterna (72) (Figg. 13 e 15) tra la superficie esterna dell’inserto (5) e la superficie interna della radice attorno al foro (2).
Sulla superficie esterna dell’inserto (5) sono ricavati una pluralità di distanziali (55) nella forma di sporgenze che sporgono radialmente verso l’esterno, in modo da mantenere l’inserto (5) perfettamente centrato entro il foro (2).
Con riferimento a Fig. 13, bisogna notare che quando l’inserto (5) à ̈ inserito nel foro (2) il bordo posteriore (51) dell’inserto si trova ad una breve distanza dal fondo (20) del foro e il bordo anteriore (50) dell’inserto sporge leggermente verso l’esterno rispetto al bordo (10) della radice (2) della pala.
Con rifermento a Fig. 12, una maschera di posizionamento (100) garantisce che gli inserti (5) non si spostino durante le fasi del processo. La maschera (100) comprende un anello metallico forato contro cui vengono serrati i bordi anteriori (50) degli inserti (3) (per semplicità di visualizzazione nella figura à ̈ illustrato un settore circolare con 3 inserti).
Con riferimento a Fig. 13, una volta che l’inserto (5) à ̈ centrato entro il foro (2) e mantenuto in posizione, un ugello (8) per l’iniezione di adesivo, viene inserito nell’inserto (5) dall’estremità anteriore (50) dell’inserto. L’ugello (8) presenta una testa cilindrica (80) che si accoppia a tenuta nella camera di separazione (62) dell’inserto. In particolare la testa (80) dell’ugello di iniezione va in battuta contro la parete di battuta anteriore (53) del collare (52). La testa (80) dell’ugello può prevedere una guarnizione o anello di tenuta (81) per sigillare la camera di separazione (62) dal flusso di adesivo e proteggere così il filetto della madrevite (60), senza che l’adesivo risalga verso la madrevite (60) bagnando i filetti della madrevite, cosa che ne comprometterebbe l’utilizzo. Tale tenuta à ̈ favorita anche dal collare (52) e dal restringimento (63).
L’ugello d’iniezione (8) comprende un cilindro interno (82) provvisto di un canale assiale (83) per l’iniezione dell’adesivo. Il cilindro interno (82) ha una punta (86) che attraversa il restringimento (63) e si estende nella camera cilindrica (7).
L’iniettore à ̈ alimentato da una pistola a pressione pneumatica che preleva da due serbatoi due componenti dell’adesivo e li spinge all’interno dell’ugello di iniezione (8) con una pressione di 5÷8 bar, così da consentire il riempimento della cavità all’interno della quale à ̈ posizionato l’inserto. Sono previsti mezzi di regolazione della pressione. Attraverso la regolazione della pressione d’iniezione à ̈ possibile vincere le perdite dovute alla resistenza all’avanzamento dell’adesivo in modo controllato.
L’adesivo utilizzato à ̈ di tipo epossidico bi-componente atto ad offrire una buona adesione tra materiale composito della radice e metallo dell’inserto. Il range di viscosità dell’adesivo può oscillare tra i 200 ed i 300 Poise (Pa*s), in modo da consentire un’adeguata fluidità per il riempimento delle intercapedini tra inserto e radice.
La temperatura dell’adesivo non dovrebbe essere troppo bassa per non aumentarne troppo la viscosità né troppo alta per non accelerare la polimerizzazione dell’adesivo durante la fase di iniezione, preferibilmente la temperatura dell’adesivo deve essere mantenuta in un intervallo tra 18 e 22 °C. E’ possibile dotare il sistema d’iniezione di un riscaldamento dei contenitori grazie al quale si può variare la viscosità dell’adesivo: maggiore la temperatura dei componenti, minore à ̈ la viscosità dell’adesivo e quindi più veloce à ̈ il flusso dell’adesivo. Questa soluzione può risultare utile per gli ambienti di produzione che hanno temperature ambiente intorno ai 15-20 °C.
Con riferimento alle Figg. 14 e 15, l’adesivo entra nella camera cilindrica (7) entro l’inserto, prosegue nell’intercapedine interna (70), prosegue nella seconda intercapedine interna più stretta (71), supera il bordo posteriore (51) dell’inserto e fluisce nell’intercapedine esterna (72) per uscire al di fuori del foro (2) della radice in corrispondenza del bordo anteriore (50) dell’inserto. Tale sistema di iniezione, consente un accurato riempimento del foro (2) di alloggiamento dell’inserto (5) e la contemporanea evacuazione dell’aria allo scopo di ridurre la presenza di bolle d’aria.
L’intercapedine (72) tra l’inserto (5) e la radice (2) della pala à ̈ totalmente riempita con l’adesivo (gap d’incollaggio).
Lo spessore del gap di incollaggio (72) può oscillare tra i 0.2mm e 1.0mm. Questo gap d’incollaggio garantisce una tenuta strutturale dell’inserto e quindi un trasferimento dei carichi dalla pala in composito all’inserto metallico e da questo al mozzo cui à ̈ collegato mediante vite.
Grazie alla pressione con cui à ̈ iniettato l’adesivo, quest’ultimo viene spinto dall’interno del foro verso l’esterno, come mostrato nelle Figg. 14 e 15, fino a riempire completamente il gap di incollaggio sostituendosi all’aria con un flusso regolare che procede dapprima internamente verso il fondo (20) del foro e poi dal fondo (20) verso l’estremità libera (50) dell’inserto lungo il gap (72) tra inserto e pala in composito.
L’innovazione presentata rispetto allo stato dell’arte del processo di’incollaggio i seguenti vantaggi:
- il processo d’incollaggio avviene in modo controllato e modificabile in modo oggettivo in quanto definito dai parametri di funzionamento del sistema di iniezione (temperatura, pressione, tempo).
- il processo d’incollaggio prevede una fase di posizionamento dell’inserto (5) all’interno del foro (2) praticato a radice pala ed una successiva e distinta fase di iniezione dell’adesivo; in tal modo il flusso dell’adesivo avviene ad inserto posizionato rigidamente all’interno del foro senza che movimenti relativi tra inserto e pala possano causare delle inclusioni di aria, dannose per la qualità dell’incollaggio. - il processo d’incollaggio presenta le caratteristiche per essere automatizzato mediante braccio robotizzato nel caso in cui i volumi di produzione lo richiedano; questo può essere usato per posizionare l’inserto e su di esso à ̈ possibile installare la pistola d’iniezione dell’adesivo.
Alla presente forma di realizzazione dell’invenzione possono essere apportate numerose variazioni e modifiche di dettaglio, alla portata di un tecnico del ramo, rientranti comunque entro l’ambito dell’invenzione espresso dalle rivendicazioni annesse.
Claims (8)
- RIVENDICAZIONI 1) Radice (1) di pala (P) di generatore eolico comprendente: - una pluralità di fori ciechi (2) ricavati su un bordo anteriore (10) della radice, e provvisti di un fondo (20) dal quale sporge un codolo (3) che si estende assialmente entro il foro (2) per una lunghezza inferiore a quella del foro (2); - una pluralità di inserti metallici (5) disposti entro detti fori ciechi (2) della radice, ciascun inserto (5) essendo di forma cilindrica avente un’estremità anteriore (50) e un’estremità posteriore (51), internamente cavo con un canale assiale (6) aperto all’estremità anteriore (50) e all’estremità posteriore (51), detto canale assiale (6) comprendendo: - una madrevite (60) atta ad accogliere una vite per il fissaggio della radice ad un mozzo del generatore eolico; - una camera di separazione (62) di diametro inferiore a quello della madrevite, atta ad accogliere a tenuta una testa (80) di un ugello di iniezione di adesivo; - un condotto di incollaggio (64) di diametro maggiore a quello della camera di separazione, e ricevente detto codolo (3) della radice, detto condotto di incollaggio (64) essendo riempito di adesivo per il fissaggio dell’inserto alla radice della pala; in cui detto adesivo à ̈ disposto in: - una camera di incollaggio (7) definita entro detto condotto di incollaggio, tra detta camera di separazione (62) e l’estremità libera del codolo cilindrico (3) della radice; - un’intercapedine interna (70, 71) definita tra la superficie laterale esterna del codolo (3) e la superficie laterale interna dell’inserto (5), e - un’intercapedine cilindrica esterna (72) definita tra la superficie laterale esterna dell’inserto (5) e la superficie laterale interna della radice attorno al foro (2).
- 2) Radice (1) secondo la rivendicazione 1, caratterizzata dal fatto che detto inserto (5) comprende un collare (52) sporgente verso l’interno, in modo da generare un restringimento (63) tra la camera di separazione (62) ed il condotto di incollaggio (64).
- 3) Radice (1) secondo la rivendicazione 1 o 2, caratterizzata dal fatto che detto inserto (5) comprende una pluralità di sporgenze (5) che sporgono radialmente verso l’esterno, fungendo da distanziatori, per mantenere centrato detto inserto (5) entro detto foro.
- 4) Radice (1) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, caratterizzata dal fatto che il bordo anteriore (50) di detto inserto sporge dal bordo (10) della radice, in modo da poter essere serrato da una maschera di bloccaggio (100) che tiene fisso in posizione l’inserto.
- 5) Radice (1) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, caratterizzata dal fatto che il bordo posteriore (51) di detto inserto à ̈ distanziato dal fondo (20) della radice, in modo da consentire il passaggio di collante da detta intercapedine interna (71) a detta intercapedine esterna (72).
- 6) Radice (1) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, caratterizzata dal fatto che detto codolo cilindrico (3) presenta una porzione di maggiore diametro (30) che parte dal fondo (20) del foro, in modo da generare una prima intercapedine interna (70) ed una seconda intercapedine interna (71) più stretta della prima intercapedine interna.
- 7) Radice (1) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, caratterizzata dal fatto che detto condotto di incollaggio (64) ha una forma rastremata con diametro interno crescente andando verso l’estremità posteriore (51) dell’inserto, in modo che lo spessore dell’inserto decresce andando verso l’estremità posteriore (51) dell’inserto.
- 8) Metodo per la produzione di una radice (1) di pala (P) di generatore eolico comprendente i seguenti passi: a) foratura del bordo d’estremità anteriore (10) della radice in modo da ottenere una pluralità di fori ciechi (2) provvisti di un fondo (20) dal quale sporge un codolo (3) che si estende assialmente entro il foro (2) per una lunghezza inferiore a quella del foro (2); b) inserimento di un inserto (5) entro detti fori, ciascun inserto (5) essendo di forma cilindrica avente un’estremità anteriore (50) e un’estremità posteriore (51), internamente cavo con un canale assiale (6) aperto all’estremità anteriore (50) e all’estremità posteriore (51), detto canale assiale (6) comprendendo: una madrevite (60), una camera di separazione (62) di diametro inferiore a quello della madrevite, un condotto di incollaggio (64) di diametro maggiore a quello della camera di separazione; c) posizionamento e centratura dell’inserto (5) entro detto foro (2), in modo che il codolo (3) si trovi entro detto condotto di incollaggio, generando una camera di incollaggio (7) tra l’estremità libera del codolo e la camera di separazione, un’intercapedine interna (70, 71) tra la superficie laterale del codolo e la superficie interna dell’inserto e un’intercapedine cilindrica esterna (72) tra la superficie laterale esterna dell’inserto e la superficie interna della radice attorno al foro (2); d) iniezione di un adesivo, tramite un ugello d’iniezione (8) avente una testa (80) che si accoppia a tenuta nella camera di separazione (62) e inietta l’adesivo nella camera d’incollaggio (7), nell’intercapedine interna (70, 71) e nell’intercapedine cilindrica esterna (72) facendo uscire l’adesivo in corrispondenza dell’estremità anteriore (50) dell’inserto, in modo da svuotare di aria le intercapedine riempite di adesivo 9) Metodo secondo la rivendicazione 8, caratterizzato dal fatto che detto passo di posizionamento e centratura dell’inserto (5) viene effettuato mediante distanziali (55) ricavati sulla superficie esterna dell’inserto e/o mediante una maschera (100) che serra il bordo anteriore (50) dell’inserto. 10) Metodo secondo la rivendicazione 8 o 9, caratterizzato dal fatto che detto adesivo à ̈ un adesivo epossidico bi componente mantenuto durante l’iniezione ad una viscosità compresa tra 200 ed i 300 Poise (Pa*s). 11) Metodo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 8 a 10, caratterizzato dal fatto di comprendere un passo di regolazione della pressione dell’adesivo durante l’iniezione, in modo da mantenere la pressione dell’adesivo compresa tra 5-8 bar. 12) Metodo secondo una qualsiasi delle rivendicazione da 8 a 11, caratterizzato dal fatto di comprendere un passo di regolazione della temperatura dell’adesivo durante l’iniezione, in modo da mantenere la temperatura dell’adesivo compresa tra 18 e 22 °C.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
IT000025A ITAN20120025A1 (it) | 2012-03-16 | 2012-03-16 | Radice di una pala di generatore eolico e relativo metodo di produzione. |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
IT000025A ITAN20120025A1 (it) | 2012-03-16 | 2012-03-16 | Radice di una pala di generatore eolico e relativo metodo di produzione. |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
ITAN20120025A1 true ITAN20120025A1 (it) | 2013-09-17 |
Family
ID=45992593
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
IT000025A ITAN20120025A1 (it) | 2012-03-16 | 2012-03-16 | Radice di una pala di generatore eolico e relativo metodo di produzione. |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
IT (1) | ITAN20120025A1 (it) |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2003057457A1 (en) * | 2002-01-11 | 2003-07-17 | Lm Glasfiber A/S | An embedding element to be embedded in the end part of a windmill blade, a method of producing such an embedding element as well as embedding of such embedding elements in a windmill blade |
CN101413479A (zh) * | 2008-11-25 | 2009-04-22 | 上海应用技术学院 | 风力机预埋式法兰叶根及其制造工艺 |
US20090114337A1 (en) * | 2005-07-15 | 2009-05-07 | Jose Ignacio Llorente Gonzalez | Method of producing large hollow parts based on composite materials |
EP2138715A2 (en) * | 2008-06-27 | 2009-12-30 | Gamesa Innovation & Technology, S.L. | Wind turbine blade insert |
US20090324420A1 (en) * | 2008-06-27 | 2009-12-31 | Gamesa Innovation & Technology, S.L.. | Blade insert |
-
2012
- 2012-03-16 IT IT000025A patent/ITAN20120025A1/it unknown
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2003057457A1 (en) * | 2002-01-11 | 2003-07-17 | Lm Glasfiber A/S | An embedding element to be embedded in the end part of a windmill blade, a method of producing such an embedding element as well as embedding of such embedding elements in a windmill blade |
US20090114337A1 (en) * | 2005-07-15 | 2009-05-07 | Jose Ignacio Llorente Gonzalez | Method of producing large hollow parts based on composite materials |
EP2138715A2 (en) * | 2008-06-27 | 2009-12-30 | Gamesa Innovation & Technology, S.L. | Wind turbine blade insert |
US20090324420A1 (en) * | 2008-06-27 | 2009-12-31 | Gamesa Innovation & Technology, S.L.. | Blade insert |
CN101413479A (zh) * | 2008-11-25 | 2009-04-22 | 上海应用技术学院 | 风力机预埋式法兰叶根及其制造工艺 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DK2957765T3 (en) | WIND TURBINE BLADE TIP CONNECTION | |
US8393871B2 (en) | Wind turbine blade shear web connection assembly | |
EP3026259A1 (en) | Methods for manufacturing a spar cap for a wind turbine rotor blade | |
EP3011170B1 (en) | A tribrid wind turbine blade | |
US20160040651A1 (en) | Methods of manufacturing rotor blades of a wind turbine | |
CN109312712B (zh) | 用于风能设备的转子,用于风能设备的转子叶片,套筒和用于安装转子的方法 | |
JP2018532073A (ja) | 風力タービンロータブレードおよび風力タービン | |
EP3568587B1 (en) | Wind turbine blade, wind turbine and method for producing a wind turbine blade | |
CN106795855B (zh) | 风能设备转子叶片 | |
CN108883588B (zh) | 用于风轮机叶片的嵌入元件 | |
EP2623769A1 (en) | Wind turbine blade with a connection ring forming part of a blade root - to - hub connection | |
ITAN20120025A1 (it) | Radice di una pala di generatore eolico e relativo metodo di produzione. | |
US11668277B2 (en) | Wind turbine jointed rotor blade having a hollow chord-wise extending pin | |
US10821652B2 (en) | Vacuum forming mold assembly and method for creating a vacuum forming mold assembly | |
EP3899243B1 (en) | Rotor blade segments secured together via internal support structures that define a variable size gap therebetween | |
US10870242B2 (en) | Methods for modifying wind turbine blade molds | |
US11767819B2 (en) | Spacer material, for reducing a bond gap between a beam structure and a blade shell of a segmented rotor blade | |
JP6937910B2 (ja) | 風力タービンのロータブレードのロータハブへの接続 | |
EP2572101A1 (en) | Aerogenerator blade and method of manufacturing thereof | |
KR20140001430A (ko) | 풍력터빈 블레이드 보수용 드릴 및 이를 포함하는 블레이드 보수시스템 | |
BR102018000156B1 (pt) | Método para a fabricação de uma seção e conjunto de pá de rotor |