KR102326966B1 - 풍력 터빈 블레이드의 선단 에지 보호 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 선단 에지 보호물(leading edge protection)을 가진 풍력 터빈 블레이드를 준비하는 방법에 관한 것이다. 상기 방법은, 보호될 상기 선단 에지의 부분을 포함하는 표면 부분에 페인트의 제1층을 도포하는 단계, 상기 페인트의 제1층의 상면에 섬유질 재료의 층을 도포하는 단계, 상기 섬유질 재료의 층에 페인트의 제2층을 도포하는 단계, 및 도포된 선단 에지 보호물이 경화되도록 허용하는 단계를 포함한다. 상기 방법은 상기 블레이드의 제조의 부분으로서 수행될 수 있으며 및/또는 예를 들어 현장에서 보수 중에 후처리 단계로서 수행될 수 있다. 제안된 방법은 충돌하는 입자들에 대하여 상승된 침식 저항과 향상된 보호를 초래한다. 본 발명은 또한 위에서 언급된 바와 같이 수립된 선단 에지 보호물을 포함하는 풍력 터빈 블레이드에 관한 것이다.
Description
본 발명은 선단 에지(leading edge)가 보호되는 풍력 터빈 블레이드(wind turbine blade)를 준비하는 방법에 관한 것이다. 또한, 본 발명은 선단 에지 보호물을 포함하는 풍력 터빈 블레이드에 관한 것이다.
현재의 풍력 터빈들은 전력 생산을 증가시키기 위해 계속 크기가 증가하고 있으며 점차 긴 풍력 터빈 블레이드를 갖추고 있다. 블레이드들이 더 길어짐에 따라, 블레이드 표면에 충격을 주는 입자들의 속도도 상응하게 증가한다. 빗물, 우박, 염분 및 다른 자해 입자들은 400km/h까지의 속도로 블레이드 표면에 충돌하거나 또는 훨씬 더 잠재적으로 심각한 침식 손상(erosion damage)을 초래한다. 특히, 풍력 터빈 블레이드의 선단 에지와 특히 팁(tip)에 가장 가까운 풍력 터빈 블레이드의 최외측 부분은 침식에 노출된다. 풍력 터빈 블레이드들이 충분히 보호되지 않을 경우 또는 그 보호가 닳아 없어지는 경우, 블레이드들은 시간에 걸쳐 공식(pitting), 가우징(gouging) 및 박리(delamination)를 겪는 것으로 보이며, 이는 공기역학적 효율성에 심각한 영향을 미치고, 심지어 전체 블레이드의 구조적 완전성에 영향을 줄 수 있다. 저조한 블레이드 성능은 연간 에너지 생산을 감소시킬 수 있으며, 보수를 위한 정지는 비용을 높인다.
선단 에지 보호(leading edge protection)는, 예를 들어, EP2416950, WO2008/157013, 또는 WO2013/092211에 기재된 바와 같이, 완성된 풍력 터빈의 외측 표면에 사전-제작된 보호 커버 또는 차폐물을 장착함으로써 얻어질 수 있다. 그러나, 양호하게-제어된 기하학적 구조와 커버로부터 블레이드 쉘(shell)로의 매끄러운 전이를 가진 결과적인 선단 에지를 얻기 위해서는, 사전-제작된 커버는 블레이드에 강하게 접합될 필요가 있지만, 사전-제작된 커버는 선단 에지의 길이를 따라서 3차원 블레이드의 기하학적 구조에 꼭 맞도록 제작하기가 어렵다. 또한, 사전-제작된 선단 에지 커버들은, 풍력 터빈 허브에 여전히 부착된 손상된 풍력 터빈 블레이드의 보수 중에 취급 및 관리하는 것이 불가능하지는 않지만 어렵다.
증가된 침식 보호를 위해 선단 에지 영역에 표면 필름 또는 테이프를 적용하는 것도 알려져 있다. 이들은 마찬가지로 장착된 상태의 풍력 터빈 블레이드의 증가된 보호 또는 보수를 위해 현장에서 적용하기가 어렵다. 또한, 침식 테이프들은 파열되는 것으로 보이며, 부분적으로 느슨한 테이프 부분들은 바람에 의해 자유롭게 펄럭이게 된다. 이는 블레이드의 공기역학적 성능을 저하시키며 심각한 소음원을 형성할 수 있다.
또한, 예를 들어, 3M 풍력 블레이드 보호 코팅 W4600과 W4601, ReNEW W-시리즈, Hontek의 HC05XP1, 또는 BASF의 RELEST 풍력 코트와 같은 다양한 코팅들이 향상된 침식 저항을 제공하기 위해 특별히 설계되어 시판되고 있다. 일반적으로, 코팅층의 두께가 두꺼울수록, 블레이드는 침식을 더 오랫동안 견딜 수 있다. 그러나, 코팅들은 러너들(runners)을 방지하기 위해 오직 얇은 두께로 도포될 수 있다. 또한, 야외 등에서 페인팅할 때, 공기가 내포되거나 습기가 내포되는 문제점이 있다. 바람직한 코팅층 두께는 다수의 얇은 층들을 도포함으로써 성장할 수 있으며, 이는 노동 집약적이고 시간 소비적이다. 또한, 코팅의 코팅층들 사이의 인터페이스들은 강도가 약해지며, 동일 두께의 단일 코팅층과 비교하여 전체 코팅의 침식 저항도 약해진다.
본 발명의 실시예들의 목적은, 침식과 마모에 대항하여 향상된 선단 에지 보호를 획득하는 풍력 터빈 블레이드를 준비하는 방법을 제공함으로써 상기한 단점들 중 일부 또는 모두를 극복하거나 또는 적어도 감소시키는 것이다.
본 발명의 실시예들의 목적은, 풍력 터빈 블레이드의 제조 공정뿐만 아니라 보수 또는 유지관리를 위해 특히 현장 작업을 위해 적용될 수 있는, 풍력 터빈 블레이드를 준비하는 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 실시예들의 추가적인 목적은, 제한된 수의 공정 단계들로 그리고 특별한 장비와 공구들의 제한된 요구로 수행될 수 있는, 침식 저항을 향상시키기 위한 간단하고 효과적인 방법을 제공하는 것이다.
일 측면에서, 본 발명은 선단 에지 보호물(leading edge protection)을 가진 풍력 터빈 블레이드를 준비하는 방법에 관한 것이다. 상기 풍력 터빈 블레이드는 블레이드의 루트 단부(root end)와 팁 단부(tip end) 사이에서 길이가 연장되고 후단 에지(trailing edge)와 선단 에지(leading edge) 사이에서 폭이 연장되며, 상기 풍력 터빈 블레이드는 상기 선단 에지의 적어도 부분을 포함하는 외측 표면 부분을 포함한다.
본 발명의 제1 측면에 따른 상기 방법은:
- 상기 블레이드의 표면 부분에 페인트의 제1층을 도포하는 단계,
- 상기 페인트의 제1층의 위에 섬유질 재료의 층을 도포하는 단계,
- 상기 섬유질 재료의 층에 페인트의 제2층을 도포하는 단계, 및
도포된 상기 선단 에지 보호물이 경화되도록 허용하는 단계를 포함한다.
이에 의해, 일반적으로 충돌하는 입자들 또는 빗물, 우박, 또는 먼지와 같은 투사물들에 의해 가장 심한 부하에 노출되는 블레이드의 부분인 풍력 터빈 블레이드의 선단 에지의 향상된 보호가 얻어진다. 코팅 또는 페인트 단독의 도포의 경우 페인트가 흐르거나 떨어지기 시작하기 전에 오직 제한된 두께가 얻어질 수 있지만, 상기한 바와 같이, 페인트의 제1층 위에 섬유질 재료의 층과 페인트의 제2층의 도포를 통해, 코팅 또는 페인트 단독의 도포에 의해 얻어질 수 있는 것보다 상당히 더 두꺼운 두께의 선단 에지 보호물이 얻어진다. 이는, 페인트의 더 두꺼운 층은 마모와 충돌 입자들에 대하여 상응하게 향상된 침식 저항과 보호를 제공한다는 점에서 유리하다. 여기서, 상기 섬유질 재료의 층은 접합제로서의 역할을 하며, 젖은 페인트의 두꺼운 층이 흐르거나 떨어지지 않고 안정된 방식으로 존재하도록 허용한다. 상기 섬유질 재료의 층은 두꺼운 선단 에지 보호 코팅을 형성하는데 도움을 주며, 이는 제조된 때 단일 층 코팅으로 보일 수 있다.
이러한 섬유질 층의 접합 효과 때문에, 얻어진 선단 에지 보호물은, 임의의 섬유질 접합제 없이 페인트만을 다수의 층들로 도포함으로써 형성된 동일한 전체 두께의 보호층보다 더욱 강하고 상당히 높은 침식 저항을 얻는다. 또한, 본 발명에 따른 방법은, 각각의 페인트 층을 별도로 경화시키기 위한 시간을 필요로 하지 않으며 재료의 층들이 반 연속적인 방식으로 도포될 수 있다는 점에서 훨씬 적은 시간과 노동 강도를 소비한다.
실험적으로 관찰된 상승된 침식 성능은, 도포될 수 있는 더욱 균일한 두께와, 침식 손상이 성장할 수 있는 취약점들의 부재로 이어지는 감소된 수의 층 계면들로 인한 것으로 여겨진다.
또한, 상기 페인트 층 내에 내장되는 섬유질 층은, 원래 기판 내에 존재하거나 또는 외부의 충돌(즉, 큰 우박들)에 의해 도입된 표면 균열들 위에 선단 에지 보호 코팅이 걸칠 경우에 유리할 수 있으며, 이 경우에 상기 섬유질 재료는 "단순한" 코팅에 비해 우수한 균열 정지 능력을 제공한다.
또한, 상기 섬유질 층 내의 섬유질은 풍력 터빈 블레이드의 보호되는 부분의 충격 강도를 상승시키며 파손 없이 충격 및 충돌 에너지를 흡수하는 향상된 능력을 얻는다. 이에 의해, 상기 선단 에지 보호물은 충돌하는 빗물, 우박, 먼지 입자들 등으로부터 블레이드의 손상의 위험성을 감소시킨다.
흐르는 페인트의 내재적인 문제점 없이 페인트의 원하는 증가된 두께를 얻기 위한 방법의 언급된 이점들에 추가하여, 본 발명에 따라 제안된 방법은 단순한 수작업에 의해 수행될 수 있고 오직 기본적인 공구들만 요구한다는 점에서 유리하다. 이는 상기 방법이, 예를 들어 플랫폼으로부터 또는 로프-접근(rope-access)을 사용하여, 선택적으로 장착된 기존의 풍력 터빈 블레이드에 대해 수행될 수 있도록 한다. 추가적으로, 상기 방법은, 예를 들어, 특별한 진공 발생 장비, 포지셔닝 지그들, 레이-업(lay-up) 기계 등의 필요 없이, 야외에서 수행될 수 있다.
상기 보호 방법은 상기 섬유질 층이 심지어 이중으로 만곡된 표면들에 씌워서 배치하기 용이한 재료로 구성될 수 있다는 점에서 더 유리하다. 이에 의해, 상기 선단 에지 보호물은, 오직 최소의 변형으로 상기 블레이드의 공기역학적 성질에 주목할만한 영향을 미치지 않으면서 풍력 터빈 블레이드 윤곽의 전체 외부 형상에 적용될 수 있다.
또한, 상기 선단 에지 보호물은 비교적 신속하게 수립될 수 있으며, 이는 특히 작업 조건들이 오직 짧은 시간 동안 받아들여지는 해양 터빈들의 블레이드들에 대해 현장에서 보수 또는 유지관리 작업으로서 적용될 때 특히 유리하다.
페인트의 하나 이상의 층들은 풍력 터빈 블레이드의 표면에 도포되는 코팅, 래커, 또는 임의의 유형의 외피일 수 있다.
상기 외측 표면 부분은 일반적으로 상기 블레이드의 흡입측 표면(suction side surface)과 압력측 표면(pressure side surface) 둘 다의 부분을 포함하도록 상기 선단 에지를 가로질러 연장된다. 상기 외측 표면 부분은 상기 선단 에지의 양측에서 유사한 거리로 연장될 수 있거나, 또는 흡입측보다 압력측에서 더 긴 거리로 연장될 수 있으며, 이와 반대로도 가능하다. 상기 외측 표면 부분은 상기 블레이드의 길이를 따라서 동일하거나 유사한 단면이거나, 또는 예를 들어 상기 블레이드의 팁 단부에 더 가까운 곳에서 풍력 터빈 블레이드 윤곽의 더 큰 부분을 덮는 것과 같이 변하는 폭을 가질 수 있다. 이에 의해, 상기 선단 에지 보호물은, 충돌하는 입자들과 투사물들의 속도가 더 큰 상기 팁 엔드 쪽에서 블레이드 윤곽의 더 큰 부분을 덮는다.
상기 블레이드 팁과 상기 풍력 터빈 블레이드의 최외측 부분이 높은 속도의 입자들에 노출되며 이에 의해 침식 손상의 높은 위험성을 가지기 때문에, 상기 선단 에지 보호물은 바람직하게는 블레이드 팁 옆의 또는 블레이드 팁을 포함하는 블레이드 선단 에지의 최외측 부분을 보호하도록, 예를 들어, 선단 에지의 길이의 최외측의 5-40%에, 예컨대 최외측의 10-20%에 적용된다.
본 발명의 실시예에서, 상기 페인트의 제2층은 상기 섬유질 재료의 층을 적어도 부분적으로 함침시키도록 도포된다. 일 실시예에서, 상기 섬유질 재료의 층은 상기 제1층의 페인트에 의해, 상기 제2층의 페인트에 의해, 또는 이들의 조합에 의해 부분적으로 또는 완전히 함침된다. 상기 부분적인 또는 완전한 함침(impregnation)은 상기 섬유질 층을 상기 페인트의 제1층 내부로 (예를 들어, 장갑 낀 손에 의해 간단히) 누름으로써, 및/또는 예를 들어 롤링(rolling) 또는 붓질(brushing) 또는 분무(spraying)에 의해 상기 페인트의 제2층을 도포함으로써 실현될 수 있다. 상기 섬유질 층의 부분적인 또는 완전한 함침에 의해, 두 개의 페인트 층들은 효과적으로 섬유질 재료가 내부에 내장된 선단 에지 보호물의 단일 층을 형성한다. 이 층의 강도는, 접합제로서 작용하는 섬유질 재료와의 조합으로 층간 인터페이스들의 제거로 인해, 동일한 두께의 층들의 적층의 강도보다 더 높다.
본 발명의 실시예에 따르면, 상기 섬유질 재료의 층은 건조한 섬유질 재료를 포함한다. 건조한 층은 함침되지 않은 또는 실질적으로 함침되지 않은 층으로 이해되어야 하며, 접합제 또는 풀이 적용될 수는 있다. 이에 의해, 이웃한 층들의 페인트는 상기 섬유질 층을 양호하게 함침시킬 수 있으며, 결과적으로 상기 섬유질 층은 페인트의 층들을 양호하게 접합시키는 작용을 한다.
일 실시예에서, 상기 섬유질 재료의 층은 직물(weave) 또는 불규칙적인 섬유질 매트(random fibre mat)를 포함한다. 이는, 예를 들어 특별한 공구들 또는 기계 없이 단순한 수작업에 의해 쉽게 도포되거나 또는 적층될 수 있는 확실한 구조상 일체적인 층을 얻는 데 유리하다. 또한, 직물들 또는 불규칙적인 섬유질 매트들은 양호한 드레이프성(drapability)을 보여주도록 구성될 수 있으며 구체적인 필요에 따라 적절한 크기로 상당히 간단하게 절단될 수 있다. 또한, 직물들 또는 불규칙적인 매트들은 일반적으로 페인트의 도포에 의해 함침되기에 적절하고 잘 맞는다.
추가 실시예에서, 상기 섬유질 재료는, 유리 섬유, 탄소 섬유, 폴리에스테르, 아라미드, 및 나일론의 그룹에 속하는 적어도 하나의 재료의 섬유질을 포함한다. 이러한 재료들은, 설계자가 코팅 및/또는 기판 재료와 지배적인 고장 기준에 따라 선단 에지 보호물의 특성들을 조율할 수 있도록, 모두 상이한 강도, 강성 및 표면 성질들을 가진다.
일 실시예에서, 상기 페인트의 제1층 및 제2층은 동일한 재료이다. 이에 의해, 층간 취약의 문제점을 경험하는 위험성 없이 페인트의 제1층과 제2층 사이에 완전한 호환성이 보장된다. 결과적인 선단 에지 보호물은, 상당한 두께를 가지며, 섬유질 재료로 보강된 페인트의 단일 층으로서 인식되거나 또는 관찰될 수 있으며, 이에 의해 섬유질 재료로부터의 보강 효과와 결합되어 종래에 얻을 수 있는 것보다 더 두꺼운 층을 얻는다.
일 실시예에서, 상기 페인트는, 3M의 풍력 블레이드 보호 코팅 W4600과 W4601, ReNEW W-시리즈, Hontek의 HC05XP1와 같은 2-성분 폴리우레탄 코팅을 포함하는 코팅이며, 이 재료들은 우수한 침식 저항 특성을 가지는 것으로 보고되었다. 추가적으로 또는 선택적으로, 상기 페인트는 3성분 폴리우레탄 코팅, 에폭시 수지, 또는 폴리에스테르 수지를 포함하는 코팅이거나, 또는 그레인들, 짧은 섬유들 또는 나노 입자들과 같이 포함된 추가적인 입자들과 함께 사용되거나 사용되지 않을 수 있는 다른 페인트이다.
일 실시예에서, 상기 방법은 섬유질 재료의 추가 층과 페인트의 추가 층을 번갈아 도포함으로써, 섬유질 재료의 다수의 층들을 이들 사이의 페인트의 층들과 함께 적층하는 단계를 더 포함한다. 이에 의해, 추가적으로 증가된 두께의 선단 에지 보호물을 얻으며, 이에 의해 추가적으로 향상된 침식 저항 특성과 충격 강도를 얻는다. 이 방법을 사용하면, 선단 에지 보호물은 원하는 미리 결정된 최소 두께를 가지도록 형성될 수 있다. 또한, 상기 방법은 층들의 도포를 다수의 연속된 단계들로 간단하게 반복함으로써 어려운 작업 조건들 하에서 비교적 간단하게 수행된다. 실시예들은 2, 3, 4, 또는 6, 7, 또는 8개까지의 임의의 수의 층들의 섬유질 재료를 도포하는 것을 포함한다. 섬유질 재료의 층들은 동일하거나, 부분적으로 동일하거나, 또는 상이한 재료들일 수 있다.
일 실시예에서, 상기 페인트의 층들은 롤링(rolling), 붓질(brushing), 또는 분무(spraying)에 의해 도포된다. 이에 의해, 상기 페인트의 층들은 섬유질 층의 효과적인 함침을 제공하면서 간단한 수작업에 의해 도포될 수 있다.
일 실시예에서, 상기 방법은, 상기 방법은, 경화에 앞서 최외측의 층으로서 필 플라이(peel ply)를 적용하는 단계, 경화 후에 상기 필 플라이를 벗기는 단계, 및 최외측의 층으로서 페인트의 층을 도포하는 단계를 더 포함한다. 상기 필 플라이는 최외측에 도포된 섬유질 재료의 층의 에지 또는 전체 범위를 덮도록 적용될 수 있으며 경화되지 않은 페인트의 내부로 눌려진다. 이에 의해, 상기 선단 에지 보호물을 포함하는 표면 부분과 블레이드의 이웃한 표면 영역들 사이에서 점진적인 전이가 얻어지며, 선단 에지 보호물의 적용의 공기역학적 충격을 최소화한다.
앞에서 설명한 바와 같은 방법 단계들은 상기 풍력 터빈 블레이드의 제조의 부분을 형성하거나, 또는 선택적으로 또는 추가적으로 상기 풍력 터빈 블레이드의 보수 또는 유지관리 중에 후처리(post processing)로서 수행될 수 있다. 다시 말해서, 상기 선단 에지 보호물은 처음 제조될 때 풍력 터빈 블레이드에 적용될 수 있으며, 또한 추후에 기존의 풍력 터빈 블레이드들에 적용하기에도 매우 적합하다. 특별한 이점은, 상기 방법은, 예를 들어 특별한 대기 환경 또는 특별한 제조 장비 또는 기계에 대한 어떠한 요구도 없이, 간단한 수작업과 간단한 공구들로 수행될 수 있기 때문에, 상기 준비 방법은 야외에서, 현장에서 블레이드들에 수행될 수 있으며, 또는 심지어 풍력 터빈에 장착된 블레이드들에도 적용될 수 있다는 것이다.
추가적인 측면에서, 본 발명은 블레이드의 루트 단부(root end)와 팁 단부(tip end) 사이에 길이가 연장되고 후단 에지(trailing edge)와 선단 에지(leading edge) 사이에 폭이 연장된 풍력 터빈 블레이드에 관한 것이며, 상기 풍력 터빈 블레이드는 상기 선단 에지의 적어도 부분을 포함하는 외측 표면 부분을 포함하며, 상기 풍력 터빈 블레이드는 앞에서 설명된 바와 같이 준비된 선단 에지 보호물(leading edge protection)을 더 포함한다.
상기 풍력 터빈 블레이드의 이점들은 앞에서 준비 방법과 관련하여 설명된 바와 같다.
이하에서 본 발명의 다양한 실시예들이 도면들을 참조하면서 설명될 것이다.
도 1은 풍력 터빈을 보여주며,
도 2는 선단 에지 보호물을 포함하는 풍력 터빈 블레이드를 보여주며,
도 3은 본 발명의 실시예들에 따라 선단 에지 보호물을 포함하는 풍력 터빈 블레이드의 부분을 단면도로 도시하며,
도 4a-c는 본 발명의 실시예들에 따라 선단 에지 보호물을 가진 블레이드를 준비하는 방법을 도시한다.
도 1은 풍력 터빈을 보여주며,
도 2는 선단 에지 보호물을 포함하는 풍력 터빈 블레이드를 보여주며,
도 3은 본 발명의 실시예들에 따라 선단 에지 보호물을 포함하는 풍력 터빈 블레이드의 부분을 단면도로 도시하며,
도 4a-c는 본 발명의 실시예들에 따라 선단 에지 보호물을 가진 블레이드를 준비하는 방법을 도시한다.
도 1은 타워(101), 타워의 상부에 나셀(nacelle)(102), 상기 나셀이 수용하는 기계 부품들, 예컨대, 기어박스, 발전기 등(미도시)을 포함하는 풍력 터빈(100)을 보여준다. 상기 나셀의 일단부에서, 허브 부분(103)이 다수의 풍력 터빈 블레이드들(110)을 지지한다.
도 2는 블레이드의 루트 단부(root end)(202)와 팁 단부(tip end)(203) 사이에서 길이(201)가 연장되고, 화살표(204)로 표시된 바와 같이 후단 에지(trailing edge)와 선단 에지(leading edge) 사이에서 폭이 연장되는 풍력 터빈 블레이드(110)를 보여준다. 상기 풍력 터빈 블레이드의 외측 표면 부분(210)은 상기 선단 에지(206)의 부분을 덮으며, 본 발명에 따라 선단 에지 보호물(leading edge protection)을 갖춘다.
도 3은 도 2에 표시된 윤곽(profile)(300)에 대응되는 풍력 터빈 블레이드(101)의 부분을 단면도로 도시한다. 상기 블레이드의 외측 표면 부분(210)은 상기 블레이드의 선단 에지(206)를 덮으며 선단 에지(206)를 가로질러 연장된다. 상기 선단 에지 보호물은, 상기 표면 부분(201)에 도포된 페인트(paint)의 제1층(301), 섬유질 재료의 층(fibrous material)(302), 및 상기 섬유질 재료의 위에 도포되며 섬유질 재료를 함침시켜 적시는 페인트의 추가 층(303)을 포함한다.
도 4a-c에는 도포 방법의 연속적인 단계들이 도시된다. 도 4a에 도시된 제1 단계에서, 페인트의 제1 층(301)이 상기 선단 에지를 덮도록 상기 표면 부분(210)에 도포된다. 상기 페인트는 예를 들어 붓(401), 롤러 또는 분무기에 의해 도포될 수 있다. 그 다음에 (도 4b) 섬유질 재료의 층(302)이 상기 페인트(301)의 위에 도포된다. 상기 섬유질 층은 예를 들어 직물(weave) 또는 매트(mat)일 수 있으며, 또는 예를 들어 유리 섬유, 나일론, 케블라(Kevlar) 또는 폴리에스테르의 섬유들 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다. 원할 경우, 상기 섬유질 층(302)은, 예를 들어, 더욱 쉽게 취급할 수 있는 크기의 또는 상기 블레이드의 만곡된 외측 표면에 더 양호하게 씌워지도록, 다수의 조각들로서 적용될 수 있다. 상기 섬유질 층은 상기 페인트 내부로 약간 눌려질 수 있다.
그 다음에, 후속하는 단계(도 4c)에서, 상기 섬유질 층(302)을 함침시키는 페인트의 제2 층(303)이 도포된다. 다시, 상기 페인트는 예를 들어 편리한 대로 붓(401), 롤러 또는 분무기에 의해 도포될 수 있다. 이후에, 상기 선단 에지 보호물은 경화되도록 남아 있을 수 있다.
섬유질 재료의 더 많은 층들과 함께 이들 사이에 페인트의 층들을 도포함으로써, 즉, 예를 들어 2, 3, 4, 5, 또는 6개의 섬유질의 층들이 도포되도록 도 4b와 4c의 단계들을 수회 반복함으로써, 추가적으로 증가된 두께의 선단 에지 보호물이 실현될 수 있다. 상이한 층들 내의 섬유질 재료는 동일하거나, 부분적으로 동일하거나 또는 모두 상이할 수 있다.
본 발명의 바람직한 실시예들이 설명되었지만, 본 발명은 그것들에 제한되지 않으며, 본 발명으로부터 벗어나지 않고서도 변형들이 만들어질 수 있다는 것을 이해하여야 한다. 본 발명의 범위는 첨부된 청구항들에 의해 정의되며, 청구항들의 의미 내에 들어오는 모든 장치들은, 문자 그대로 또는 등가물에 의해, 본 발명에 포괄된다.
Claims (14)
- 선단 에지 보호물(leading edge protection)을 가진 풍력 터빈 블레이드를 준비하는 방법으로서,
상기 풍력 터빈 블레이드는 블레이드의 루트 단부(root end)와 팁 단부(tip end) 사이에서 길이가 연장되고 후단 에지(trailing edge)와 선단 에지(leading edge) 사이에서 폭이 연장되며, 상기 풍력 터빈 블레이드는 상기 선단 에지의 적어도 부분을 포함하는 외측 표면 부분을 포함하며, 상기 방법은:
- 상기 블레이드의 표면 부분에 페인트의 제1층을 도포하는 단계,
- 상기 페인트의 제1층의 위에 섬유질 재료의 층을 도포하는 단계,
- 상기 섬유질 재료의 층에 페인트의 제2층을 도포하는 단계,
- 도포된 선단 에지 보호물이 경화되도록 허용하는 단계,
- 경화에 앞서 최외측의 층으로서 필 플라이(peel ply)를 적용하는 단계,
- 경화 후에 상기 필 플라이를 벗기는 단계, 및
- 최외측의 층으로서 페인트의 층을 도포하는 단계를 포함하며,
상기 페인트의 제2층은 상기 섬유질 재료의 층을 적어도 부분적으로 함침시키도록 도포되는, 풍력 터빈 블레이드를 준비하는 방법. - 제1항에 있어서,
상기 섬유질 재료의 층은 건조한 섬유질 재료를 포함하는, 풍력 터빈 블레이드를 준비하는 방법. - 제1항에 있어서,
상기 섬유질 재료의 층은 직물(weave) 또는 불규칙적인 섬유질 매트(random fibre mat)를 포함하는, 풍력 터빈 블레이드를 준비하는 방법. - 제1항에 있어서,
상기 섬유질 재료는, 유리 섬유, 폴리에스테르, 케블라(Kevlar), 및 나일론의 그룹에 속하는 적어도 하나의 재료의 섬유질을 포함하는, 풍력 터빈 블레이드를 준비하는 방법. - 제1항에 있어서,
상기 페인트의 제1층과 제2층은 동일한 재료인, 풍력 터빈 블레이드를 준비하는 방법. - 제1항에 있어서,
상기 페인트는 2-성분 폴리우레탄 코팅, 3성분 폴리우레탄 코팅, 에폭시 수지, 또는 폴리에스테르 수지를 포함하는 코팅인, 풍력 터빈 블레이드를 준비하는 방법. - 제1항에 있어서,
상기 방법은, 섬유질 재료의 추가 층과 페인트의 추가 층을 번갈아 도포함으로써, 섬유질 재료의 다수의 층들을 이들 사이의 페인트의 층들과 함께 적층하는 단계를 더 포함하는, 풍력 터빈 블레이드를 준비하는 방법. - 제1항에 있어서,
상기 페인트의 층들은 롤링(rolling), 붓질(brushing), 또는 분무(spraying)에 의해 도포되는, 풍력 터빈 블레이드를 준비하는 방법. - 삭제
- 제1항에 있어서,
상기 필 플라이는 최외측에 도포된 섬유질 재료의 층의 에지를 덮도록 적용되며 경화되지 않은 페인트의 내부로 눌려지는, 풍력 터빈 블레이드를 준비하는 방법. - 제1항에 있어서,
상기 방법의 단계들은 상기 풍력 터빈 블레이드의 제조의 부분을 형성하는, 풍력 터빈 블레이드를 준비하는 방법. - 제1항에 있어서,
상기 방법의 단계들은 상기 풍력 터빈 블레이드의 보수 또는 유지관리 중에 후처리(post processing)로서 수행되는, 풍력 터빈 블레이드를 준비하는 방법. - 블레이드의 루트 단부(root end)와 팁 단부(tip end) 사이에서 길이가 연장되고 후단 에지(trailing edge)와 선단 에지(leading edge) 사이에서 폭이 연장되는 풍력 터빈 블레이드로서,
상기 풍력 터빈 블레이드는 상기 선단 에지의 적어도 부분을 포함하는 외측 표면 부분을 포함하며, 상기 풍력 터빈 블레이드는 제1항 내지 제8항, 제10항 내지 제12항 중 어느 한 항에 따른 방법에 의해 준비된 선단 에지 보호물(leading edge protection)을 더 포함하는, 풍력 터빈 블레이드. - 삭제
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