ITMI20101796A1 - Metodo per realizzare un longherone tubolare di una pala di una turbina eolica - Google Patents

Metodo per realizzare un longherone tubolare di una pala di una turbina eolica Download PDF

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ITMI20101796A1
ITMI20101796A1 IT001796A ITMI20101796A ITMI20101796A1 IT MI20101796 A1 ITMI20101796 A1 IT MI20101796A1 IT 001796 A IT001796 A IT 001796A IT MI20101796 A ITMI20101796 A IT MI20101796A IT MI20101796 A1 ITMI20101796 A1 IT MI20101796A1
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Philip Baby
Matteo Casazza
Amedeo Sabbadin
Matteo Verdesca
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Wilic Sarl
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Description

DESCRIZIONE
del brevetto per invenzione industriale dal titolo:
“METODO PER REALIZZARE UN LONGHERONE TUBOLARE DI UNA PALA DI UNA TURBINA EOLICAâ€
La presente invenzione riguarda un metodo per realizzare un longherone tubolare di una pala di una turbina eolica.
Una pala di una turbina eolica comprende generalmente una radice per collegare la pala al mozzo; un telaio di supporto collegato alla radice; e un guscio che definisce il profilo alare della pala ed à ̈ supportato dal telaio di supporto.
Le pale di turbine eoliche raggiungono lunghezze molto elevate e sono fortemente sollecitate dal vento durante il funzionamento. Le sollecitazioni sono trasmesse dal guscio al telaio di supporto, il quale à ̈ configurato per resistere alle sollecitazioni.
Il telaio di supporto, come mostrato nei documenti US 2009/0136355 A1, e US 2010/0068065 A1, comprende sostanzialmente un longherone tubolare che, in sezione, ha una forma rettangolare. In maggiore dettaglio, il longherone tubolare comprende due solette parallele, affacciate, e atte a essere collegate al guscio; e due anime parallele e affacciate. Il longherone tubolare può avere una sezione trasversale variabile fra la radice e l’estremità libera della pala. Le solette, in uso, sono direttamente a contatto con il guscio o, in alcuni casi, formano esse stesse parte del guscio e del profilo della pala, e sono sottoposte a sollecitazioni di momento flettente; mentre le anime sono soggette prevalentemente a sollecitazioni di taglio.
Il longherone tubolare e il guscio sono realizzati in materiale polimerico rinforzato con filamenti di vetro (GFRP Glass Fiber Reinforced Plastic) o con filamenti di carbonio (CFRP Carbon Fiber Reinforced Plastic), o con filamenti realizzati con altri materiali idonei allo scopo, in modo da garantire simultaneamente leggerezza ed elevata resistenza alle sollecitazioni. In particolare, le tecniche di produzione note, ad esempio, dai documenti WO 2009/153341, WO 2009/153342, e WO 2009/153343, prevedono di stampare le due solette e le due anime; e di collegare fra loro le solette e le anime prevalentemente per incollaggio per formare il longherone tubolare.
Un metodo di produzione alternativo prevede di stampare due elementi a forma di U e di unire per incollaggio i due elementi a forma di U come mostrato nel documento US 2005/0214122. Questa soluzione presenta lo svantaggio di realizzare delle anime interrotte nella zona di mezzeria e di non poter impiegare delle fibre parallele all’asse del longherone tubolare lungo le anime a scapito della resistenza strutturale delle anime.
Un altro metodo di realizzazione del longherone tubolare à ̈ descritto nel documento WO 2010/037762 secondo il quale sono realizzati due elementi a forma di L in cui tre elementi preformati sono inglobati in una matrice polimerica rinforzata con fibre. I due elementi a forma di L così formati sono successivamente incollati fra loro per realizzare il longherone tubolare. Il metodo descritto richiede di realizzare quattro stampaggi per ciascun elemento a forma di L. Di conseguenza, i tempi di realizzazione sono notevolmente lunghi e gli investimenti in attrezzature elevati.
Uno scopo della presente invenzione à ̈ quello di fornire un metodo per realizzare un longherone tubolare di una pala di una turbina eolica che sia esente dagli inconvenienti dell’arte nota.
Un altro scopo della presente invenzione à ̈ quello di fornire un metodo per realizzare un longherone tubolare di una pala di una turbina eolica che permetta di ottenere un longherone tubolare con elevata precisione dimensionale.
Un ulteriore scopo della presente invenzione à ̈ quello di fornire un longherone tubolare di una pala di una turbina eolica che sia semplice da realizzare e richieda un numero di stampi ridotto.
Un ulteriore scopo della presente invenzione à ̈ quello di ridurre i tempi di fabbricazione del longherone tubolare.
Secondo la presente invenzione à ̈ fornito un metodo per realizzare un longherone tubolare di una pala di una turbina eolica, in cui il longherone tubolare si estende lungo un asse determinato, à ̈ realizzato in materiale composito comprendente filamenti disposti secondo almeno due direzioni e comprende due solette e due anime; il metodo comprendendo le fasi di:
- formare in un primo stampo, almeno in parte, una soletta in materiale composito e configurata per supportare momenti flettenti;
- formare in un secondo stampo un’anima in materiale composito e configurata per supportare sforzi di taglio; - unire la soletta e l’anima in uno fra il primo e il secondo stampo in modo da formare una prima struttura;
- ripetere le fasi precedenti in modo da formare una seconda struttura; e
- unire la prima e la seconda struttura disponendo le solette affacciate e opposte l’una all’altra.
In questo modo, la fabbricazione delle strutture agevola e accelera l’assemblaggio del longherone tubolare, permette di controllare le dimensioni di ciascuna struttura, e semplifica il montaggio finale e, quindi, il controllo dimensionale del prodotto finito.
Secondo una preferita forma di attuazione della presente invenzione, la fase di formare la soletta prevede di inglobare un’aletta di ancoraggio dell’anima in una matrice polimerica allo stato liquido atta a definire la soletta; e di reticolare la matrice polimerica allo stato liquido in modo da solidificare la soletta.
In questo modo, la struttura à ̈ realizzata simultaneamente alla formatura della soletta.
Secondo un’ulteriore forma preferita della presente invenzione, la fase di formare l’anima prevede di inglobare un’aletta di ancoraggio della soletta in un’ulteriore matrice polimerica atta a definire l’anima; e di reticolare la matrice polimerica in modo da solidificare l’anima.
In questo modo, la struttura viene realizzata simultaneamente alla formatura dell’anima.
Secondo una ulteriore preferita forma di attuazione della presente invenzione la fase di unire la soletta e l’anima comprende la fase di inglobare nel secondo stampo una parte preformata di soletta e un nucleo disposto in una posizione sostanzialmente perpendicolare rispetto alla parte preformata di soletta in una matrice polimerica rinforzata con filamenti, preferibilmente i filamenti estendentesi trasversalmente all’asse lungo le facce opposte del nucleo e della parte preformata di soletta.
In questo modo, la struttura à ̈ realizzata simultaneamente alla formatura dell’anima e al completamento della soletta.
Ulteriori caratteristiche e vantaggi della presente invenzione appariranno chiari dalla descrizione che segue di suoi esempi non limitativi di attuazione, con riferimento alle figure dei disegni annessi, in cui:
- la figura 1 Ã ̈ una vista in sezione, con parti asportate per chiarezza, di una pala di una turbina eolica;
- la figura 2 à ̈ una vista in sezione, in scala ingrandita e con parti asportate per chiarezza, di una fase di realizzazione di un’anima del longherone tubolare della figura 1;
- la figura 3 Ã ̈ una vista in sezione, in scala ingrandita e con parti asportate per chiarezza, di una fase di realizzazione di una struttura del longherone tubolare della figura 1;
- la figura 4 Ã ̈ una vista in sezione, con parti asportate per chiarezza, di un longherone tubolare realizzato in accordo con una seconda forma di attuazione della presente invenzione;
- la figura 5 à ̈ una vista in sezione, in scala ingrandita e con parti asportate per chiarezza, di una fase di realizzazione di un’anima del longherone tubolare della figura 4;
- la figura 6 Ã ̈ una vista in sezione, in scala ingrandita e con parti asportate per chiarezza, di una fase di realizzazione di una struttura del longherone tubolare della figura 4;
- la figura 7 Ã ̈ una vista in sezione, in scala ingrandita e con parti asportate per chiarezza, di un dettaglio della figura 6;
- la figura 8 Ã ̈ una vista in sezione, con parti asportate per chiarezza, di un longherone tubolare realizzato in accordo con una terza forma di attuazione della presente invenzione;
- la figura 9 Ã ̈ una vista in sezione, in scala ingrandita e con parti asportate per chiarezza, di una fase di realizzazione di una soletta del longherone tubolare della figura 8;
- la figura 10 Ã ̈ una vista in sezione, in scala ingrandita e con parti asportate per chiarezza, di una struttura del longherone tubolare della figura 8;
- la figura 11 Ã ̈ una vista in sezione, in scala ulteriormente ingrandita e con parti asportate per chiarezza, di un dettaglio della figura 10;
- la figura 12 Ã ̈ una vista in sezione, con parti asportate per chiarezza, di un longherone tubolare realizzato in accordo con una quarta forma di attuazione della presente invenzione;
- la figura 13 Ã ̈ una vista in sezione, in scala ingrandita e con parti asportate per chiarezza, di una fase di realizzazione di una soletta del longherone tubolare della figura 12;
- la figura 14 Ã ̈ una vista in sezione, in scala ingrandita e con parti asportate per chiarezza, di una struttura del longherone tubolare della figura 12;
- la figura 15 Ã ̈ una vista in sezione, in scala ulteriormente ingrandita e con parti asportate per chiarezza, di un dettaglio della figura 14.
Con riferimento alla figura 1, con 1 Ã ̈ indicata nel suo complesso una pala di un turbina eolica, non illustrata nelle figure allegate.
La pala 1 si estende lungo un asse A perpendicolare al piano della figura 1. La pala 1 comprende un longherone tubolare 2, e un guscio 3 formato da due semigusci 4 e 5 assemblati fra loro e attorno al longherone tubolare 2. Il longherone tubolare 2 comprende due solette 6 affacciate, e configurate per supportare sollecitazioni di momento flettente; e due anime 7 affacciate, e configurate per supportare sollecitazioni di taglio.
Le solette 6 possono comprendere tratti paralleli fra loro, tratti divergenti o convergenti in funzione del profilo della pala 1. Inoltre, le solette 6 e le anime 7 presentano rispettive lunghezze considerevoli.
Con riferimento alla figura 3, ciascuna soletta 6 ha una forma a C e comprende un corpo principale 8 e due flange laterali 9 disposte da bande opposte del corpo principale 8. Le flange laterali 9 sono sostanzialmente parallele al corpo principale 8 e sono collegate al corpo principale 8 da due porzioni di raccordo 10 in parte curve. La soletta 6 comprende una pluralità di strati di filamenti che sono selezionati fra filamenti di vetro e filamenti in di carbonio e filamenti in altri materiali idonei inglobati in una matrice polimerica, preferibilmente un polimero termoindurente. I materiali più comunemente usati noti come GFRP (Glass Fiber Reinforced Plastic) e CFRP (Carbon Fiber Reinforced Plastic). I filamenti sono disposti a strati. I filamenti possono essere disposti parallelamente all’asse A oppure perpendicolarmente all’asse A oppure secondo qualsiasi orientamento rispetto all’asse A. gli strati di filamenti possono comprendere filamenti disposti con orientamenti diversi. I filamenti sono caratterizzati da un diametro molto piccolo e sono utilizzati in gran numero.
Il corpo principale 8 della soletta presenta uno spessore maggiore dello spessore delle flange laterali 9 e delle porzioni di raccordo 10.
Con riferimento alla figura 2, l’anima 7 presenta una forma a C e comprende un corpo principale 11 e due flange laterali 12 disposte da bande opposte del corpo principale 11. Le flange laterali 12 sono disposte trasversalmente al corpo principale 11, in particolare le flange 12 sono disposte perpendicolarmente al corpo principale 11 e sono raccordate al corpo principale 11 da porzioni di raccordo 13 in parte curve.
L’anima 7 à ̈ realizzata in materiale composito che comprende una pluralità di strati di filamenti inglobati in una matrice polimerica, preferibilmente un polimero termoindurente; e un nucleo 14 preferibilmente realizzato in schiuma polimerica, balsa, o altro materiale relativamente leggero.
Il corpo principale 11 presenta uno spessore maggiore dello spessore delle flange laterali 12 e delle porzioni di raccordo 13.
Le solette 6 e le anime 7 sono realizzate in relativi stampi 15 e 16 (figure 3 e 2). In maggiore dettaglio e con riferimento alla figura 3, per realizzare una delle solette 6 Ã ̈ impiegato un metodo che comprende le seguenti fasi:
- posare una pluralità di strati di filamenti nello stampo 15;
- chiudere lo stampo 15 per formare una camera 17 chiusa attorno agli strati di filamenti;
- creare il vuoto nella camera chiusa 17;
- alimentare la matrice polimerica allo stato liquido nella camera chiusa 17 sotto vuoto in modo da inglobare i filamenti nella matrice polimerica;
- reticolare la matrice polimerica nello stampo 15 in particolare riscaldando lo stampo 15 essendo i polimeri termoindurenti preferibili per questo tipo di applicazione.
La camera chiusa 17 Ã ̈ formata dallo stampo e da un foglio flessibile B indicato con una linea tratteggiate nelle figure allegate.
Con riferimento alla figura 2, per realizzare un’anima 7 à ̈ seguito un metodo analogo a quello descritto con riferimento alla realizzazione della soletta 6 e che prevede di:
- posare sul fondo dello stampo 16 uno strato di filamenti;
- posare il nucleo 14 nello stampo 16 sopra lo strato di filamenti;
- posare un ulteriore strato di filamenti nello stampo 16, in parte, sopra il nucleo 14;
- chiudere lo stampo 16 per formare una camera 18 chiusa attorno agli strati di filamenti e al nucleo 14; - creare il vuoto nella camera chiusa 18;
- alimentare la matrice polimerica allo stato liquido nella camera chiusa 18 sotto vuoto in modo da inglobare i filamenti e il nucleo 14 nella matrice polimerica;
- reticolare la matrice polimerica nello stampo 16, in particolare riscaldando lo stampo 16 essendo i polimeri termoindurenti preferibili per questo tipo di applicazione.
Con riferimento alla figura 3, ciascuna soletta 6 à ̈ unita a una rispettiva anima 7 in modo da formare una struttura 19 a forma di L. La giunzione fra la soletta 6 e l’anima 7 può essere vantaggiosamente realizzata direttamente nello stampo 15 di formazione della soletta 6. Preferibilmente, lo stampo 15 à ̈ configurato in modo da comprendere un riferimento 20 per disporre l’anima 7 in una posizione determinata rispetto alla soletta 6. In pratica, la soletta 6 e l’anima 7 sono disposte nello stampo 15 con due rispettive flange 9 e 12 affacciate e spaziate. Lo spazio fra le flange 9 e 12 e riempito con uno strato 21 di adesivo.
Con il metodo precedentemente descritto sono realizzate due strutture 19, le quali sono successivamente unite con strati di adesivo 21 in modo da formare il longherone tubolare 2 illustrato nella figura 1. Ciascuna struttura 19 corrisponde a metà (in sezione) alla struttura tubolare 2.
Con riferimento alla figura 4, con 22 à ̈ indicato un longherone tubolare comprendente due solette 23 affacciate, e configurate per supportare sollecitazioni di momento flettente; e due anime 24 affacciate, e configurate per supportare sollecitazioni di taglio. Ciascuna soletta 23 e unita a una rispettiva anima 24 per formare una struttura 25, la quale à ̈ collegata a un’altra struttura 25 da strati di adesivo 21 in modo da formare il longherone tubolare 22.
Il metodo di realizzazione del longherone tubolare 22 comprende le fasi di realizzare prima l’anima 24, e, successivamente, la soletta 23 ancorando simultaneamente l’anima 24 nella matrice polimerica della soletta 23 allo stato liquido prima di reticolare la matrice polimerica della soletta 23.
In maggiore dettaglio e con riferimento alla figura 5, l’anima 24 à ̈ realizzata in uno stampo 26 secondo le fasi seguenti:
- posare sul fondo dello stampo 26 uno strato di filamenti;
- posare un nucleo 27 nello stampo 16 sopra lo strato di filamenti;
- posare un ulteriore strato di filamenti nello stampo 26, in parte, sopra il nucleo 27;
- chiudere lo stampo 26 per formare una camera 28 chiusa attorno allo strato di filamenti;
- creare il vuoto nella camera chiusa 28;
- alimentare la matrice polimerica allo stato liquido nella camera chiusa 28 sotto vuoto in modo da inglobare i filamenti e il nucleo 27 nella matrice polimerica;
- reticolare la matrice polimerica nello stampo 26 in particolare riscaldando lo stampo 26 essendo i polimeri termoindurenti preferibili per questo tipo di applicazione.
L’anima 24 comprende un corpo principale 29; una flangia 30 sostanzialmente perpendicolare al corpo principale 29; una porzione di raccordo 31 curva della flangia 30; e un aletta di ancoraggio 32 curva, la quale à ̈ disposta dalla banda opposta rispetto alla flangia 30 e presenta un’estremità sostanzialmente perpendicolare al corpo principale 29.
In maggiore dettaglio e con riferimento alla figura 6, per realizzare una delle solette 23 e la struttura 25 Ã ̈ impiegato un metodo che comprende le seguenti fasi:
- posare una pluralità di strati di filamenti in uno stampo 33;
- posizionare l’anima 24 nello stampo 33 disponendo lo spallamento formato dalla flangia 30 e dalla porzione di raccordo 31 in una posizione determinata rispetto a un riferimento 34 dello stampo 33 e l’aletta di ancoraggio 32 sopra gli strati di filamenti;
- disporre ulteriori strati di filamenti nello stampo 33 in parte sopra l’aletta di ancoraggio 32.
- chiudere lo stampo 33 per formare una camera 35 chiusa attorno agli strati di filamenti e all’anima 24;
- creare il vuoto nella camera chiusa 35;
- alimentare la matrice polimerica allo stato liquido nella camera chiusa 35 sotto vuoto in modo da inglobare i filamenti e l’aletta di ancoraggio 32 nella matrice polimerica secondo quanto meglio illustrato nella figura 7; e
- reticolare la matrice polimerica nello stampo in particolare riscaldando lo stampo 33 essendo i polimeri termoindurenti preferibili per questo tipo di applicazione.
Con riferimento alla figura 6, la soletta 23 così formata à ̈ collegata all’anima 24 e comprende un corpo principale 36; una flangia laterale 37 disposta dalla banda opposta all’anima 24 e sostanzialmente parallela al corpo principale 36; e una porzione di raccordo 38 in parte curva disposta fra il corpo principale 36 e la flangia 37.
Inoltre, in accordo con questa forma di attuazione la struttura 25 à ̈ formata durante la colatura della soletta 23 senza la necessità di incollare la soletta 23 all’anima 24. Due strutture 25 realizzate secondo il metodo descritto sono collegate fra loro con due strati di adesivo 21 in modo da formare il longherone tubolare 22 tubolare della figura 4.
Con riferimento alla figura 8, con 39 à ̈ indicato un longherone tubolare comprendente due solette 40 parallele, affacciate, e configurate per supportare sollecitazioni di momento flettente; e due anime 41 parallele, affacciate, e configurate per supportare sollecitazioni di taglio. Ciascuna soletta 40 presenta una forma a C ed à ̈ unita a una rispettiva anima 41 per formare una struttura 42 a forma di L, la quale à ̈ collegata a un’altra struttura 42 da strati di adesivo 21 in modo da formare il longherone tubolare 39.
Il metodo di realizzazione del longherone tubolare 39 comprende le fasi di realizzare prima la soletta 40 e successivamente di formare l’anima 41 inglobando simultaneamente la soletta 40 nella matrice polimerica dell’anima 41 allo stato liquido prima di reticolare la matrice polimerica dell’anima 41.
In maggiore dettaglio e con riferimento alla figura 9, la soletta 40 Ã ̈ realizzata in uno stampo 43 secondo le fasi seguenti:
- posare sul fondo dello stampo 43 uno strato di filamenti;
- chiudere lo stampo 43 per formare una camera 44 chiusa attorno allo strato di filamenti;
- creare il vuoto nella camera chiusa 44;
- alimentare la matrice polimerica allo stato liquido nella camera chiusa 44 sotto vuoto in modo da inglobare i filamenti nella matrice polimerica;
- reticolare la matrice polimerica nello stampo 43 in particolare riscaldando lo stampo 43 essendo i polimeri termoindurenti preferibili per questo tipo di applicazione.
La soletta 40 comprende un corpo principale 45; una flangia laterale 46 sostanzialmente parallela al corpo principale 45; una porzione di raccordo 47 disposta fra il corpo principale 45 e la flangia laterale 46; e un’aletta di ancoraggio 48, la quale à ̈ disposta dalla banda opposta rispetto alla flangia laterale 46 e presenta una estremità sostanzialmente perpendicolare al corpo principale 45.
Con riferimento alla figura 10, per realizzare l’anima 41 e la struttura 42 à ̈ impiegato un metodo che comprende le seguenti fasi:
- posare uno strato di filamenti in uno stampo 49;
- posizionare la soletta 40 nello stampo 49 disponendo lo spallamento formato dalla flangia laterale 46 e la porzione di raccordo 47 in una posizione determinata rispetto a un riferimento 50 dello stampo 33 e l’aletta di ancoraggio 48 sopra lo strato di filamenti;
- disporre un nucleo 51 sopra lo strato di filamenti; - disporre un ulteriore strato di filamenti nello stampo 49, in parte, sopra l’aletta di ancoraggio 48 e, in parte, sopra il nucleo 51;
- chiudere lo stampo 49 per formare una camera 52 chiusa attorno agli strati di filamenti, al nucleo 5, e alla aletta di ancoraggio 48;
- creare il vuoto nella camera chiusa 52;
- alimentare la matrice polimerica allo stato liquido nella camera chiusa 52 sotto vuoto in modo da inglobare i filamenti, il nucleo 51, e l’aletta di ancoraggio 48 nella matrice polimerica secondo quanto meglio illustrato nella figura 11; e
- reticolare la matrice polimerica nello stampo 49 in particolare riscaldando lo stampo 49 essendo i polimeri termoindurenti preferibili per questo tipo di applicazione.
L’anima 41 formata in questo modo à ̈ collegata alla soletta 40 e comprende un corpo principale 53; una flangia laterale 54 disposta dalla banda opposta alla soletta 40 e sostanzialmente perpendicolare al corpo principale 53; e una porzione di raccordo 55 disposta fra il corpo principale 36 e la flangia 37.
Inoltre, in accordo con questa forma di attuazione la struttura 42 à ̈ formata durante la colatura dell’anima 41 senza la necessità di incollare la soletta 40 all’anima 41. Due strutture 42 realizzate secondo il metodo descritto sono collegate fra loro con due strati di adesivo 21 in modo da formare il longherone tubolare 39 della figura 8.
Con riferimento alla figura 12, con 56 à ̈ indicato un longherone tubolare comprendente due solette 57 parallele, affacciate, e configurate per supportare sollecitazioni di momento flettente; e due anime 58 parallele, affacciate, e configurate per supportare sollecitazioni di taglio. Ciascuna soletta 57 e unita a una rispettiva anima 58 per formare una struttura 59 a forma di L, la quale à ̈ collegata a un’altra struttura 59 da strati di adesivo 21 in modo da formare il longherone tubolare 56.
La soletta 57 comprende una parte, nella fattispecie un nucleo 60, realizzata in materiale polimerico rinforzato con filamenti, mentre l’anima 58 comprende un nucleo 61 realizzato in schiuma polimerica o balsa o altro materiale relativamente leggero.
Il metodo di realizzazione del longherone tubolare 56 comprende le fasi di realizzare, in parte, la soletta 57 e successivamente di formare l’anima 58 inglobando simultaneamente la parte di soletta 57 preformata nella matrice polimerica dell’anima 58 allo stato liquido prima di reticolare la matrice polimerica dell’anima 58.
In maggiore dettaglio e con riferimento alla figura 13, la parte di soletta 57 preformata, ossia il nucleo 60, Ã ̈ realizzata in uno stampo 62 secondo le fasi seguenti:
- posare sul fondo dello stampo 62 una pluralità di strati di filamenti;
- chiudere lo stampo 62 per formare una camera 63 chiusa attorno agli strati di filamenti;
- creare il vuoto nella camera chiusa 63;
- alimentare la matrice polimerica allo stato liquido nella camera chiusa 63 sotto vuoto in modo da inglobare i filamenti nella matrice polimerica;
- reticolare la matrice polimerica nello stampo 62 in particolare riscaldando lo stampo 62 essendo i polimeri termoindurenti preferibili per questo tipo di applicazione.
Con riferimento alla figura 14, per realizzare l’anima 58 e, simultaneamente, la struttura 59 à ̈ impiegato un metodo che comprende le seguenti fasi:
- posare uno strato di filamenti in uno stampo 64 lungo le pareti orizzontali e verticali dello stampo 64;
- posizionare il nucleo 60 nello stampo 49 sopra lo strato di filamenti;
- disporre il nucleo 61 nello stampo 64 sopra lo strato di filamenti e in posizione sostanzialmente ortogonale rispetto al nucleo 60;
- disporre un ulteriore strato di filamenti nello stampo 64, in parte, sopra il nucleo 60 e il nucleo 61;
- chiudere lo stampo 64 per formare una camera 65 chiusa attorno agli strati di filamenti, al nucleo 60 e al nucleo 61;
- creare il vuoto nella camera chiusa 65;
- alimentare la matrice polimerica allo stato liquido nella camera chiusa 65 sotto vuoto in modo da inglobare i filamenti, il nucleo 60, e il nucleo 61 nella matrice polimerica secondo quanto meglio illustrato nella figura 15; e
- reticolare la matrice polimerica nello stampo 64 in particolare riscaldando lo stampo 64 essendo i polimeri termoindurenti preferibili per questo tipo di applicazione.
In questo caso specifico i filamenti sono posati nello stampo 64 in una direzione sostanzialmente perpendicolare all’asse A. In questo modo i filamenti si estendono sia lungo le facce verticali dello stampo, sia le facce orizzontali.
La freccia F1 à ̈ disposta nella zona di aspirazione per creare il vuoto nella camera chiusa 65 e indica il verso di evacuazione dell’aria, mentre la freccia F2 à ̈ disposta nella zona di alimentazione della matrice polimerica allo stato liquido e indica il verso di alimentazione della matrice polimerica allo stato liquido.
Con riferimento alla figura 13, la soletta 57, il nucleo 58 e la struttura 59 sono formate nella loro configurazione finale simultaneamente nello stampo 64.
In particolare, la soletta 57 comprende un corpo principale 66; una flangia laterale 67 disposta dalla banda opposta all’anima 58 e sostanzialmente parallela al corpo principale 66; e una porzione di raccordo 68 disposta fra il corpo principale 66 e la flangia 67.
L’anima 58 comprende un corpo principale 69; una flangia laterale 70 sostanzialmente perpendicolare al corpo principale 69; e una porzione di raccordo 71 disposta fra il corpo principale 69 e la flangia laterale 70. La struttura 59 comprende una porzione di raccordo 72, la quale ha la funzione di collegare la soletta 57 e l’anima 58 ed à ̈ realizzata integralmente con l’anima 58 e parte della soletta 57.
La presente invenzione presenta notevoli vantaggi. In particolare, la presente invenzione permette di realizzare longheroni tubolari con un’elevata precisione dimensionale. Inoltre, la presente invenzione permette di ridurre il tempo complessivo di fabbricazione del longherone tubolare e ottimizza l’impiego e il numero degli stampi. Di fatto deve essere tenuto conto che i tempi di polimerizzazione sono relativamente lunghi e dell’ordine di ore.
Lo spessore dello strato di adesivo permette di regolare l’altezza del longherone tubolare intesa come la distanza fra due solette affacciate e opposte.
Inoltre, i collegamenti e le giunzioni sono realizzati in zone del longherone tubolare con bassi livelli di sollecitazioni.
Inoltre, permette di realizzare delle strutture, tramite componenti piani senza inconvenienti correlati alla stesura dei filamenti e al posizionamento dei filamenti negli stampi.
È infine evidente che al metodo descritto possono essere apportate modifiche e varianti senza uscire dall’ambito delle rivendicazioni allegate.

Claims (17)

  1. RIVENDICAZIONI 1. Metodo per realizzare un longherone tubolare di una pala di una turbina eolica, in cui il longherone tubolare (2; 22; 39; 56) si estende lungo un asse (A) determinato, à ̈ realizzato in materiale composito comprendente filamenti disposti secondo almeno due direzioni e comprende due solette (6; 23; 40; 57) e due anime (7; 24; 41; 58); il metodo comprendendo le fasi di: - formare in un primo stampo (15; 33; 43; 62), almeno in parte, una soletta (6; 23; 40; 57) in materiale composito e configurata per supportare momenti flettenti; - formare in un secondo stampo (16; 26; 49; 64) un’anima (7; 24; 41; 58) in materiale composito e configurata per supportare sforzi di taglio; - unire la soletta (6; 23; 40; 57) e l’anima (7; 24; 41; 58) in uno fra il primo e il secondo stampo (15; 33; 49; 64) in modo da formare una prima struttura (19; 25; 42; 59) a forma di L; - ripetere le fasi precedenti in modo da formare una seconda struttura (19; 25; 42; 59) a forma di L; e - unire la prima e la seconda struttura (19; 25; 42; 59) disponendo le solette (6; 23; 40; 57) affacciate e opposte l’una all’altra.
  2. 2. Metodo secondo la rivendicazione 1, in cui la fase di formare, almeno in parte, la soletta (6; 23; 40; 57) comprende le fasi di: - posare nel primo stampo (15; 33; 43; 62) una pluralità di strati di filamenti; - inglobare gli strati di filamenti in una matrice polimerica allo stato liquido; e - reticolare la matrice polimerica.
  3. 3. Metodo secondo la rivendicazione 2, in cui la fase di inglobare gli strati di filamenti nella matrice polimerica comprende le fasi di: - formare una camera chiusa (17; 35; 44; 63) nel primo stampo (15; 33; 43; 62) attorno agli strati di filamenti; - creare il vuoto nella camera chiusa (17; 35; 44; 63); e - aspirare la matrice polimerica allo stato liquido nella camera chiusa (17; 35; 44; 63) sotto vuoto.
  4. 4. Metodo secondo una qualsiasi delle precedenti rivendicazioni, in cui la fase di formare la soletta (6; 23; 40) prevede di formare un corpo principale (8; 36; 45) e almeno una flangia laterale (9; 37; 46), la quale à ̈ sostanzialmente parallela al corpo principale (8; 36; 45).
  5. 5. Metodo secondo la rivendicazione 4, in cui la fase di formare la soletta (6) prevede di formare due flange laterali (9), le quali sono disposte da bande opposte rispetto al corpo principale (8) e sono sostanzialmente parallele al corpo principale (8).
  6. 6. Metodo secondo una qualsiasi delle precedenti rivendicazioni, in cui la fase di formare la soletta (40) prevede di formare un corpo principale (45) e un’aletta di ancoraggio (48), la quale à ̈ configurata per essere inglobata in un’ulteriore matrice polimerica definente l’anima (41).
  7. 7. Metodo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 2 a 6, in cui la fase di formare la soletta (23) prevede di inglobare nella matrice polimerica un’aletta di ancoraggio (32) dell’anima (24); preferibilmente il metodo prevede di disporre l’aletta di ancoraggio (32) dell’anima (24) fra almeno due strati di filamenti della soletta (23).
  8. 8. Metodo secondo una qualsiasi delle precedenti rivendicazioni, comprendente la fase di collocare l’anima (7; 24) in una posizione determinata nel primo stampo (15; 33) tramite un riferimento (20; 34) del primo stampo (15; 33).
  9. 9. Metodo secondo una qualsiasi delle precedenti rivendicazioni, in cui la fase di unire la prima e la seconda struttura (19; 25; 42) prevede di disporre strati (21) di adesivo fra flange parallele e affacciate della prima e seconda struttura (19; 25; 42) a forma di L.
  10. 10. Metodo secondo una qualsiasi delle precedenti rivendicazioni, in cui la fase di formare l’anima (7; 24; 41; 58) comprende le fasi di: - posare almeno uno strato di filamenti; - disporre un nucleo (14; 27; 51; 61) in materiale leggero sullo strato di filamenti; - disporre almeno un ulteriore strato di filamenti sopra il nucleo (14; 27; 51; 61); - inglobare i filamenti, e il nucleo (14; 27; 51; 61) in un’ulteriore matrice polimerica; - reticolare l’ulteriore matrice polimerica.
  11. 11. Metodo secondo la rivendicazione 10, in cui la fase di inglobare i filamenti e il nucleo (14; 27; 51; 61) comprende le fasi di: - formare un’ulteriore camera chiusa (18; 28; 52; 65) attorno ai filamenti e al nucleo (14; 27; 51; 61); - creare il vuoto nell’ulteriore camera chiusa (18; 28; 52; 65); - aspirare un’ulteriore matrice polimerica allo stato liquido nell’ulteriore camera chiusa (18; 28; 52; 65) sotto vuoto.
  12. 12. Metodo secondo una qualsiasi delle precedenti rivendicazioni, in cui la fase di formare l’anima (7; 24; 41; 58) prevede di formare un ulteriore corpo principale (11; 29; 53; 69) e almeno un’ulteriore flangia laterale (12; 30; 54), la quale à ̈ sostanzialmente perpendicolare all’ulteriore corpo principale (11; 29; 53; 69).
  13. 13. Metodo secondo la rivendicazione 12, in cui la fase di formare l’anima (7) prevede di formare due ulteriori flange laterali (12), le quali sono disposte da bande opposte rispetto all’ulteriore corpo principale (11) e sostanzialmente perpendicolari rispetto all’ulteriore corpo principale (11).
  14. 14. Metodo secondo una qualsiasi delle precedenti rivendicazioni, in cui la fase di formare l’anima (24) prevede di formare un ulteriore corpo principale (29) e un’ulteriore aletta di ancoraggio (32), la quale à ̈ configurata per essere inglobata nella matrice polimerica della soletta (23).
  15. 15. Metodo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 10 a 14, in cui la fase di formare l’anima (41) prevede di inglobare nella matrice polimerica un’aletta di ancoraggio (48) della soletta (40); preferibilmente il metodo prevede di disporre l’aletta di ancoraggio (48) della soletta (40) fra almeno due strati di filamenti dell’anima (41).
  16. 16. Metodo secondo una qualsiasi delle precedenti rivendicazioni, comprendente la fase di collocare la soletta (40) nel secondo stampo (49) in una posizione determinata tramite un ulteriore riferimento (50) realizzato nel secondo stampo (49).
  17. 17. Metodo secondo una qualsiasi delle precedenti rivendicazioni, in cui la fase di unire la soletta (57) e l’anima (58) comprende la fase di inglobare nel secondo stampo (64) una parte (60) preformata di soletta (57) e un nucleo (61) disposto in una posizione sostanzialmente perpendicolare rispetto alla parte (60) preformata di soletta (57) in una matrice polimerica rinforzata con filamenti, preferibilmente i filamenti estendentisi trasversalmente all’asse (A) lungo le facce opposte del nucleo (61) e della parte (60) preformata di soletta (57).
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