KR20090113205A - A composite wind turbine tower and a method for fabricating same - Google Patents

A composite wind turbine tower and a method for fabricating same

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KR20090113205A
KR20090113205A KR1020090035589A KR20090035589A KR20090113205A KR 20090113205 A KR20090113205 A KR 20090113205A KR 1020090035589 A KR1020090035589 A KR 1020090035589A KR 20090035589 A KR20090035589 A KR 20090035589A KR 20090113205 A KR20090113205 A KR 20090113205A
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flexible fabric
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로렌스 도널드 윌리
슈 칭 퀙
데니언 쳉
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제너럴 일렉트릭 캄파니
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    • B32B5/00Layered products characterised by the non- homogeneity or physical structure, i.e. comprising a fibrous, filamentary, particulate or foam layer; Layered products characterised by having a layer differing constitutionally or physically in different parts
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Abstract

PURPOSE: A complex wind force turbine tower and a manufacturing method thereof are provided to reduce the energy cost and increase the electric power productivity. CONSTITUTION: A flexible fabric preform(36) is formed by weaving a fiber tow(52) with the shape corresponding to the form of a tower or part thereof. A complex shell or section thereof is formed by laminating the flexible fabric preform. Before laminating, the flexible fabric perform is delivered to a tower assembly area. The fiber tow is woven in the mandrel circumference.

Description

복합 풍력 터빈 타워 및 그 제조 방법{A COMPOSITE WIND TURBINE TOWER AND A METHOD FOR FABRICATING SAME}Composite wind turbine tower and its manufacturing method {A COMPOSITE WIND TURBINE TOWER AND A METHOD FOR FABRICATING SAME}

본 발명은 풍력 터빈 타워에 관한 것으로, 보다 상세하게는 복합 풍력 터빈 타워 및 그 제조 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a wind turbine tower, and more particularly to a composite wind turbine tower and a method of manufacturing the same.

공지된 풍력 터빈은 다수의 블레이드를 구비하는 로터를 포함한다. 상기 로터는 트러스 또는 관형 타워의 상부에 위치되는 하우징 또는 나셀(nacelle) 내에 설치된다. 상기 로터 블레이드는 풍력 에너지를 회전 에너지 또는 토오크로 변환시키며, 상기 회전 에너지 또는 토오크는 항상 그런 것은 아니지만 통상 기어 박스를 통해 로터에 회전 가능하게 결합되는 하나 또는 그 이상의 발전기를 구동시킨다. 기어 박스가 사용되는 경우, 기어 박스는 발전기를 위한 터빈 로터의 원래의 낮은 회전 속도를 증가시켜 기계적 에너지가 전기 에너지로 효율적으로 변환될 수 있게 한다. 다른 경우, 저속 발전기를 사용하여 기어 박스를 사용하지 않고 전력을 발생시킨다. Known wind turbines include a rotor with a plurality of blades. The rotor is installed in a housing or nacelle located on top of the truss or tubular tower. The rotor blades convert wind energy into rotational energy or torque, which drives one or more generators that are, but not always, rotatably coupled to the rotor through a gearbox. If a gear box is used, the gear box increases the original low rotational speed of the turbine rotor for the generator so that mechanical energy can be efficiently converted into electrical energy. In other cases, low speed generators are used to generate power without the use of gearboxes.

풍력 터빈의 전력 생산을 증가시키고 에너지 비용을 줄이기 위해, 적어도 일부의 공지된 풍력 터빈은 대형 블레이드(예, 50 미터 이상의 길이)를 사용한다. 대형의 블레이드 크기는 터빈의 전력률의 증가와 에너지 생산 효율의 향상을 가져온다. 그러나, 대형 풍력 터빈 타워의 제작은 타워 베이스의 수평 방향 크기와 보다 두꺼운(무거운) 플레이트에 대한 요구와 증가된 제작 비용에 의해 제한이 있다. 현재, 가장 널리 알려진 터빈 타워는 용접된 관형 플레이트 스틸(steel) 구조이다. 이러한 플레이트 스틸 구조는 통상 다량의 스틸을 사용함으로써 재료비가 증가된다. 또한, 대형의 관상 타워는 특별한 제작 장비를 필요로 하고 제작소로부터 터빈 조립소로 운반하는 것이 번거롭고 어려울 수 있다. At least some known wind turbines use large blades (eg, 50 meters or more in length) to increase power production and reduce energy costs of wind turbines. The large blade size leads to an increase in the power rate of the turbine and an improvement in the energy production efficiency. However, the construction of large wind turbine towers is limited by the horizontal size of the tower base, the need for thicker (heavy) plates, and the increased manufacturing cost. Currently, the most well known turbine tower is a welded tubular plate steel structure. This plate steel structure usually increases the material cost by using a large amount of steel. In addition, large tubular towers require special fabrication equipment and can be cumbersome and difficult to transport from the mill to the turbine assembly.

본 발명의 목적은 풍력 터빈의 전력 생산을 증가시키고 에너지 비용을 줄일 수 있는 복합 풍력 터빈 타워 및 그 제조 방법을 제공하는 것이다.It is an object of the present invention to provide a combined wind turbine tower and a method of manufacturing the same that can increase the power production of wind turbines and reduce energy costs.

일 측면에 따르면, 본 발명은 풍력 터빈에 사용되는 타워 또는 그 부품의 제조 방법을 제공한다. 상기 방법은 상기 타워 또는 그 부품의 형상에 대응하는 형상으로 섬유 토우(fibrous tow)를 직조하여 가요성 직물 프리폼(preform)을 형성하는 단계와; 상기 가요성 직물 프리폼을 라미네이팅하여 복합 쉘(shell) 또는 그 단편을 형성하는 단계를 포함한다.According to one aspect, the present invention provides a method of manufacturing a tower or part thereof for use in a wind turbine. The method includes the steps of: weaving a fibrous tow into a shape corresponding to the shape of the tower or part thereof to form a flexible fabric preform; Laminating the flexible fabric preform to form a composite shell or fragment thereof.

다른 측면에서, 본 발명은 복합 풍력 터빈 타워와 그 타워에 결합되는 풍력 터빈을 구비하는 풍력 터빈 조립체를 제공한다. 상기 타워는 제 1 직물 복합재 층, 제 2 직물 복합재 층 및 코어재의 층을 포함한다. 상기 타워는 약 5GPa 내지 약 300GPa의 인장률을 가진다. In another aspect, the present invention provides a wind turbine assembly having a composite wind turbine tower and a wind turbine coupled to the tower. The tower includes a first fabric composite layer, a second fabric composite layer, and a layer of core material. The tower has a tensile modulus of about 5 GPa to about 300 GPa.

본 발명의 목적은 풍력 터빈의 전력 생산을 증가시키고 에너지 비용을 줄일 수 있는 복합 풍력 터빈 타워 및 그 제조 방법을 제공하는 것이다.It is an object of the present invention to provide a combined wind turbine tower and a method of manufacturing the same that can increase the power production of wind turbines and reduce energy costs.

도 1은 예시적인 풍력 터빈의 사시도,1 is a perspective view of an exemplary wind turbine,

도 2는 도 1에 도시된 풍력 터빈에 사용될 수 있는 예시적인 다층 복합 쉘의 단면도,2 is a cross-sectional view of an exemplary multilayer composite shell that may be used in the wind turbine shown in FIG. 1, FIG.

도 3은 도 1에 도시된 풍력 터빈에 사용될 수 있는 예시적인 단층 복합 쉘의 단면도,3 is a cross-sectional view of an exemplary single layer composite shell that may be used in the wind turbine shown in FIG. 1, FIG.

도 4는 도 1에 도시된 풍력 터빈에 사용될 수 있는 예시적인 단층 다각형 복합 쉘의 단면도,4 is a cross-sectional view of an exemplary single layer polygonal composite shell that may be used in the wind turbine shown in FIG. 1, FIG.

도 5는 맨드럴 상의 예시적인 단층의 가요성 직물 프리폼의 단면도,5 is a cross-sectional view of an exemplary monolayer flexible fabric preform on a mandrel,

도 6은 도 5에 도시되고 편평하게 놓여진 가요성 직물 프리폼의 단면도,6 is a cross-sectional view of the flexible fabric preform shown in FIG. 5 and laid flat;

도 7은 도 6에 도시되고 절곡되거나 "접힌" 구성의 가요성 직물 프리폼의 단면도,FIG. 7 is a cross sectional view of the flexible fabric preform shown in FIG. 6 and in a bent or “folded” configuration; FIG.

도 8은 트롤리 아암이 하강된 상태의 적재 트롤리에 적재된 접혀진 가요성 직물 프리폼의 측면도,8 is a side view of a folded flexible fabric preform loaded on a loading trolley with the trolley arm lowered;

도 9는 트롤리 아암이 상승된 상태의 적재 트롤리에 적재된 접혀진 가요성 직물 프리폼의 도면,9 is a view of a folded flexible fabric preform loaded on a loading trolley with the trolley arm raised;

도 10은 가요성 직물 프리폼이 트럭의 트레일러 내부와 대향 측면에 설치된 트랙 내의 롤러 트롤리에 적재되어 있는 트럭 트레일러의 측단면도,10 is a side cross-sectional view of a truck trailer with a flexible fabric preform loaded on a roller trolley in a track installed on the opposite side of the trailer's trailer interior;

도 11은 가요성 직물 프리폼이 만들어질 때 가요성 직물 프리폼이 트럭 트레일러 내에 형성된 후 트럭 트레일러 내부와 대향 측면에 설치된 트랙 내의 롤러 트롤리에 적재되어 있는 트럭 트레일러의 단면도,11 is a cross-sectional view of a truck trailer in which a flexible fabric preform is formed in a truck trailer when the flexible fabric preform is made and then loaded onto a roller trolley in a track installed on the opposite side of the truck trailer;

도 12는 예시적인 3축 브레이드(braid)의 확대도,12 is an enlarged view of an exemplary triaxial braid;

도 13은 직물 복합재의 예시적인 3차원 층의 일부를 도시한 확대도.13 is an enlarged view of a portion of an exemplary three-dimensional layer of a fabric composite.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 간단한 설명><Brief description of symbols for the main parts of the drawings>

10 : 풍력 터빈 조립체 12 : 타워10: wind turbine assembly 12: tower

14 : 지지면 16 : 나셀14 support surface 16 nacelle

18 : 로터 20 : 허브18: rotor 20: hub

22 : 로터 블레이드 24 : 중심선22: rotor blade 24: centerline

26 : 복합재 셀 28 : 단일 직물 복합재 층26: composite cell 28: single fabric composite layer

30 : 내부 직물 복합재 층 32 : 코어재30: inner fabric composite layer 32: core material

34 : 단층 복합재 셀 36 : 가요성 직물 프리폼34: Single Layer Composite Cell 36: Flexible Fabric Preform

38 : 맨드렐 40 : 컨테이너 또는 트레일러38: mandrel 40: container or trailer

42 : 선적 트롤리 44 : 트롤리 아암42: shipping trolley 44: trolley arm

46 : 롤러 트롤리 48 : 트랙46: roller trolley 48: track

50 : 브레이딩 머신 52 : 섬유 토우50: braiding machine 52: fiber tow

54 : 대향 상부 56 : 화살표54: Opposite Top 56: Arrow

58 : 적재 레일58: loading rail

도 1은 예시적인 풍력 터빈 조립체(10)의 사시도이다. 상기 예시적인 실시예에서, 풍력 터빈 조립체(10)는 수평축 풍력 터빈이다. 대안적으로, 풍력 터빈 조립체(10)는 수직축 풍력 터빈이다. 예시적인 실시예에서 풍력 터빈 조립체(10)는 지지면(14)에서 연장하는 타워(12)와, 타워(12)에 설치되는 나셀(16)과, 나셀(16)에 결합되는 로터(18)를 포함한다. 로터(18)는 회전 가능한 허브(20)와, 상기 허브(20)에 결합되는 복수의 풍력 터빈 또는 로터 블레이드(22)를 포함한다. 예시적인 실시예에서, 로터(18)는 3개의 로터 블레이드(22)를 포함한다. 대안적 실시예에서, 로터(18)는 3개 내외의 로터 블레이드(22)를 포함한다. 나셀(16)과 허브(20)를 통해 중심선(24)이 연장한다. 각각의 로터 블레이드(22)는 팁(26)을 포함한다. 예시적인 실시예에서, 타워(12)는 본 명세서에서 설명되는 바의 기능을 수행할 수 있도록 하는 탄소 섬유, 유리 섬유 또는 기타 소정의 적절한 재료로 제작되는 복합 타워이고, 지지면(14)과 나셀(16) 사이에서 연장하는 공동(도 1에는 도시되어 있지 않음)을 포함할 수 있다. 타워(12)의 높이는 당업계에 알려진 인자와 조건에 따라 선택된다. 블레이드(22)는 로터 허브(20)를 중심으로 전개되어 회전 로터(18)가 바람의 운동 에너지를 사용 가능한 기계적 에너지와 후속하여 전기 에너지로 변환시키는 것을 용이하게 한다. 1 is a perspective view of an exemplary wind turbine assembly 10. In this exemplary embodiment, the wind turbine assembly 10 is a horizontal axis wind turbine. Alternatively, the wind turbine assembly 10 is a vertical axis wind turbine. In an exemplary embodiment, the wind turbine assembly 10 includes a tower 12 extending from the support surface 14, a nacelle 16 installed on the tower 12, and a rotor 18 coupled to the nacelle 16. It includes. The rotor 18 includes a rotatable hub 20 and a plurality of wind turbines or rotor blades 22 coupled to the hub 20. In the exemplary embodiment, the rotor 18 includes three rotor blades 22. In an alternate embodiment, the rotor 18 includes about three rotor blades 22. The centerline 24 extends through the nacelle 16 and the hub 20. Each rotor blade 22 includes a tip 26. In an exemplary embodiment, the tower 12 is a composite tower made of carbon fiber, glass fiber, or any other suitable material capable of performing the functions as described herein, the support surface 14 and the nacelle. It may include a cavity (not shown in FIG. 1) extending between the 16. The height of the tower 12 is selected according to factors and conditions known in the art. The blade 22 is deployed about the rotor hub 20 to facilitate the rotary rotor 18 converting the kinetic energy of the wind into usable mechanical energy and subsequently to electrical energy.

도 2 내지 도 4에는 타워(12)의 예시적인 단면 형태가 도시되어 있다. 예시적인 실시예에서, 타워(12)는 일층 이상의 직물 복합재(28, 30)를 사용하여 제작될 수 있는 복합 쉘(26, 34)을 포함하며, 상기 일층 이상의 직물 복합재는 그에 한정되는 것은 아니지만 에폭시, 비닐에스테르, 폴리에스테르 수지, 페놀 수지, 폴리프로필렌 또는 이들의 합성물과 같은 수지(도시 생략)로 라미네이팅된다. 여기에 사용되는 바의 "직물 복합재"는 그에 한정되는 것은 아니지만 금속, 플라스틱, 목재 및/또는 섬유, 예컨대, 한정되는 것은 아니지만, 여기에서 설명되는 바의 유리 섬유, 탄소 섬유 및/또는 아라미드 섬유 등의 일종 이상의 적절한 재료(들)를 함께 직조하는 것에 의해 형성되는 복합재를 말한다. 복합 쉘(26)은 일층 이상의 직물 복합층(28, 30)으로 라미네이팅되는 다른 성분층도 포함할 수 있다. 예를 들면, 도 2에 도시된 바와 같이, 복합 쉘(26)은 바람이나 작동 하중에 따른 휨을 방지하기 위해 복합 쉘(26) 및/또는 타워(12)의 강화를 용이하게 하는 외부 직물 복합재 층(28)과 내부 직물 복합재 층(30) 사이에 배치된 코어재(32)를 포함하는 다층 복합 쉘일 수 있다. 2-4 show exemplary cross-sectional shapes of the tower 12. In an exemplary embodiment, tower 12 includes composite shells 26 and 34, which may be fabricated using one or more layers of fabric composites 28 and 30, wherein the one or more layers of fabric composites are not limited to epoxy. And resins (not shown) such as vinyl esters, polyester resins, phenolic resins, polypropylene or composites thereof. As used herein, “fabric composites” include, but are not limited to, metals, plastics, wood, and / or fibers, such as, but not limited to, glass fibers, carbon fibers, and / or aramid fibers, etc. as described herein. Refers to a composite formed by weaving together one or more suitable material (s). Composite shell 26 may also include other component layers laminated to one or more layers of fabric composite layers 28 and 30. For example, as shown in FIG. 2, composite shell 26 is an outer fabric composite layer that facilitates reinforcement of composite shell 26 and / or tower 12 to prevent bending due to wind or working load. It may be a multi-layer composite shell comprising a core material 32 disposed between 28 and the inner fabric composite layer 30.

도 2는 3개 층, 즉 외부 직물 복합재 층(28), 내부 직물 복합재 층(30) 및 복합재 층(28, 30) 사이의 코어재(32)를 포함하는 다층 복합 쉘(26)을 도시하고 있지만, 복합 쉘(26)은 상기 층(28, 30)과 같은 임의의 수의 직물 복합재 층 및/또는 코어재(32)와 같은 코어재 층을 포함하는 임의의 조합의 층을 포함할 수 있다. 예를 들면, 도 2에는 오직 일층의 코어재(32)가 도시되어 있고, 코어재(32)는 2개의 인접하는 직물 복합재 층(28, 30) 사이에 끼어 있는 것으로 도시되어 있지만, 복합 쉘(26)과 같은 다층 복합 쉘은 여기에서 설명되는 바와 같이 기능할 수 있도록 하는 코어재(32)의 층을 임의의 개수만큼 포함할 수 있다. FIG. 2 shows a multilayer composite shell 26 comprising a core material 32 between three layers, namely the outer fabric composite layer 28, the inner fabric composite layer 30 and the composite layers 28, 30. However, composite shell 26 may comprise any combination of layers including any number of fabric composite layers, such as layers 28 and 30, and / or core material layers, such as core material 32. . For example, only one layer of core material 32 is shown in FIG. 2, and the core material 32 is shown sandwiched between two adjacent fabric composite layers 28, 30. Multilayer composite shells, such as 26, may include any number of layers of core material 32 to enable them to function as described herein.

예를 들면, 대안적 실시예에서, 복합 쉘은 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이 단층 복합 쉘(34)일 수 있다. 이러한 예시적인 실시예에서, 복합 쉘(34)은 코어재(32) 없이 단일 직물 복합재 층(28 또는 30)을 포함할 수 있다. For example, in an alternative embodiment, the composite shell may be a single layer composite shell 34 as shown in FIGS. 3 and 4. In this exemplary embodiment, the composite shell 34 may include a single fabric composite layer 28 or 30 without the core material 32.

일 실시예에서, 풍력 터빈 타워(12)의 제작 방법은 복합 쉘의 원하는 형태에 대응하는 형태를 갖는 맨드렐(mandrel)(38) 둘레로 섬유 토우(fibrous tow)를 직조하여 가요성 직물 프리폼(preform)을 형성하는 단계를 포함한다. 상기 가요성 직물 프리폼은 복합 쉘의 전구체이고, 이와 같이 통상 복합 쉘과 동일한 구성을 갖는다. 예를 들면, 가요성 직물 프리폼은 도 5에 도시된 가요성 직물 프리폼(36)과 같은 재료(예, 직물 복합재)를 단일층 포함할 수 있으며, 대안적으로는 복합 쉘의 원하는 구성에 따라 2층 이상의 재료(도시 생략) 층을 포함할 수 있다. 가요성 직물 프리폼은 이후 타워 조립소로 운반되며, 그곳에서 라미네이팅을 통해 복합 쉘을 형성한다. 복합 쉘은 복합 풍력 터빈 타워로서 단독으로 사용되거나, 복합 풍력 터빈 타워의 일부로서 사용될 수 있다. In one embodiment, the method of making wind turbine tower 12 is a flexible fabric preform formed by weaving a fibrous tow around a mandrel 38 having a shape corresponding to the desired shape of the composite shell. forming a preform). The flexible fabric preform is a precursor of the composite shell and thus usually has the same configuration as the composite shell. For example, the flexible fabric preform may comprise a single layer of material (eg, a fabric composite), such as the flexible fabric preform 36 shown in FIG. 5, alternatively depending upon the desired configuration of the composite shell. It may include more than one layer of material (not shown). The flexible fabric preform is then transported to the tower assembly where it is laminated to form a composite shell. The composite shell may be used alone as a composite wind turbine tower or as part of a composite wind turbine tower.

대안적으로, 가요성 직물 프리폼은 복합 쉘의 일부만의 전구체일 수 있다. 예를 들면, 가요성 직물 프리폼은 복합 쉘의 하부, 중간 및/또는 상부 섹션에 대응할 수 있거나 라미네이팅을 통해 복합 쉘의 하나 이상의 측면(측면부)을 형성할 수 있는 패널 형태일 수 있다. 예를 들면, 일 실시예에서 가요성 직물 프리폼은 도 4에 도시된 바와 같이 다각형 복합 쉘의 일 측면에 대응한다. 가요성 직물 프리폼이 복합 쉘의 일 섹션에 대응할 때, 프리폼은 형성되는 복합 쉘의 섹션의 형상에 대응하는 형상의 맨드렐 둘레로 섬유 토우를 직조하는 것에 의해 형성될 수 있다. 대안적으로, 프리폼은 섬유 토우를 상대적으로 편평한 형태, 예컨대 복합 쉘의 측면 또는 측면 일부를 형성할 수 있는 패널의 형태로 직조하는 것에 의해 맨드렐의 사용없이 형성될 수 있다. 일단 라미네이팅되면, 상기 섹션들은 조립되어 복합 쉘을 형성할 수 있다. Alternatively, the flexible fabric preform may be a precursor to only a portion of the composite shell. For example, the flexible fabric preform may be in the form of a panel that may correspond to the lower, middle and / or upper sections of the composite shell or may form one or more sides (sides) of the composite shell through lamination. For example, in one embodiment the flexible fabric preform corresponds to one side of the polygonal composite shell as shown in FIG. When the flexible fabric preform corresponds to one section of the composite shell, the preform can be formed by weaving fiber tow around a mandrel of a shape corresponding to the shape of the section of the composite shell being formed. Alternatively, the preform may be formed without the use of a mandrel by weaving the fiber tow in a relatively flat form, such as in the form of a panel that may form the side or part of the side of the composite shell. Once laminated, the sections can be assembled to form a composite shell.

전술한 바와 같이, 예시적인 실시예에서 가요성 직물 프리폼은 맨드렐(38) 둘레로 섬유 토우를 직조하여 예컨대 직물 복합재를 형성하는 것에 의해 형성될 수 있다. 여기에 사용되는 용어 "섬유 토우"는 맨드렐 둘레에 직조되어 직물 복합재를 형성하는 재료(들)의 필라멘트의 다발을 말한다. 섬유 토우의 형성에 사용되는 재료는 한정되는 것은 아니지만 금속, 플라스틱, 목재 및/또는 섬유, 예컨대, 한정되는 것은 아니지만, 유리 섬유, 탄소 섬유, 아라미드 섬유 또는 그 조합 등을 포함하는 직물 복합재(28 및/또는 30)의 형성에 사용되는 소정의 적합한 재료를 포함할 수 있다. 특정 예의 적합한 탄소 섬유는 T300 탄소 섬유, AS2C 탄소 섬유, AS4 탄소 섬유, AS4C 탄소 섬유, AS4D 탄소 섬유, AS7 탄소 섬유, IM9 탄소 섬유 등을 포함한다. 일 실시예에서 탄소 섬유는 T300 탄소 섬유이다. 섬유 토우에 사용될 수 있는 적절한 재료의 다른 예로는 Kevler®49, SCS-6, S2 유리, E-유리, Nicalon™ 섬유(Nippon Carbon Company에서 구매 가능)와 같은 실리콘 카바이드 섬유, 알루미나 및 그 조합이 있다. 통상, 섬유 토우는 약 1,000 내지 80,000의 크기, 보다 전형적으로는 약 12,000 내지 80,000의 크기를 가질 것이다(즉, 약 12,000 내지 80,000 필라멘트를 포함하는 다발이 될 것이다.).As noted above, in an exemplary embodiment the flexible fabric preform may be formed by weaving fiber tow around the mandrel 38 to form, for example, a fabric composite. The term "fiber tow" as used herein refers to a bundle of filaments of material (s) that are woven around the mandrel to form a fabric composite. Materials used to form the fiber tow include, but are not limited to, fabric composites including metal, plastic, wood and / or fibers such as, but not limited to, glass fibers, carbon fibers, aramid fibers or combinations thereof, and the like. And / or any suitable material used to form 30). Specific examples of suitable carbon fibers include T300 carbon fibers, AS2C carbon fibers, AS4 carbon fibers, AS4C carbon fibers, AS4D carbon fibers, AS7 carbon fibers, IM9 carbon fibers, and the like. In one embodiment, the carbon fiber is T300 carbon fiber. Other examples of suitable materials that can be used for the fiber tow include silicon carbide fibers such as Kevler®49, SCS-6, S2 glass, E-glass, Nicalon ™ fibers (available from Nippon Carbon Company), alumina, and combinations thereof. . Typically, the fiber tow will have a size of about 1,000 to 80,000, more typically about 12,000 to 80,000 (ie, a bundle comprising about 12,000 to 80,000 filaments).

섬유 토우를 직조하는 특정의 메커니즘은 특별히 한정되지 않지만, 통상 특정 형상의 복합 쉘의 내구 설계 하중에 의존한다. 토우는 직물 복합재(및 가요성 직물 프리폼)가 맨드렐(38)로부터 제거시 실질적으로 그 형태를 유지하도록(즉, 풀리지 않도록) 직조되는 것이 바람직하다. 통상, 상기 직물은 토우를 2축 또는 3축으로 꼬는 것에 의해 달성된다. 3축 브레이드(braid) 구조의 예시적인 도면이 도 12에 보여진다. 토우는 타워(12)의 원하는 특성에 따라 평면층 및/또는 입체층으로 더 꼬여질 수 있다. 적합한 브레이딩 머신(braiding machine)이 당업계에 공지되어 있고 상업적으로 구매 가능하다. The specific mechanism for weaving the fiber tow is not particularly limited, but usually depends on the endurance design load of the composite shell of the specific shape. The tow is preferably woven such that the fabric composite (and flexible fabric preform) remains substantially in shape (ie, does not loosen) upon removal from the mandrel 38. Typically, the fabric is achieved by twisting the tow biaxially or triaxially. An exemplary diagram of a three axis braid structure is shown in FIG. 12. The tow may be further twisted into a planar and / or solid layer depending on the desired properties of the tower 12. Suitable braiding machines are known in the art and are commercially available.

도 13은 직물 복합재의 예시적인 입체층의 일부를 도시한다. 직물 복합재의 입체층은 일정하게 또는 균일하게 변하는 상호 직조 패턴 및/또는 종방향(L)(즉, 직물 복합재로 형성된 타워 또는 복합 쉘의 높이에 대응하는 방향)의 크기의 영역을 통상 포함할 것이다. 직물 복합재의 입체층의 상호 직조 패턴 및/또는 크기는 높이 함수로서 종방향(L)을 따라 변할 수 있다. 예를 들면, 직물 복합재의 입체층은 복합 쉘의 상부 섹션(의 일부)이 되는 층의 부분보다 복합 쉘의 하부(베이스) 섹션(의 일부)이 되는 직물 복합재의 부분의 크기 및/또는 상호 직조 패턴이 다를 수 있다. 통상, 직물 복합재의 입체층은 종방향(L)을 따라 주어진 높이의 직물 복합재의 주변 또는 둘레에 대해 일정한 깊이(D)의 일정하게 반복하는 상호 직조 패턴을 포함할 것이다. 13 illustrates a portion of an exemplary three-dimensional layer of a woven composite. The three-dimensional layer of the fabric composite will typically comprise regions of interweaving pattern and / or longitudinal direction (L) (i.e., directions corresponding to the height of the tower or composite shell formed from the fabric composite) that vary constantly or uniformly. . The mutual weave pattern and / or size of the three-dimensional layer of the woven composite can vary along the longitudinal direction (L) as a function of height. For example, the three-dimensional layer of the fabric composite may be the size and / or mutual weave of the portion of the fabric composite that is (part of) the bottom (base) section of the composite shell rather than the portion of the layer that is (part of) the upper section of the composite shell. The pattern may be different. Typically, the three-dimensional layer of the fabric composite will include a consistently repeating mutual weave pattern of a constant depth D with respect to the perimeter or perimeter of the fabric composite of a given height along the longitudinal direction (L).

전술한 바와 같이, 예시적인 실시예에서 가요성 직물 프리폼은 복합 쉘의 전구체이고, 이와 같이 통상 복합 쉘과 동일한 층 구성을 가질 것이다. 예를 들면, 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 복합 쉘(34)이 단일 직물 복합재와 같은 단일층만을 포함하는 실시예에서, 가요성 직물 프리폼은 직조된 토우로 형성된 직물 복합재의 단일층만을 포함할 것이다. 도 2에 도시된 바와 같이 복합 쉘(26)이 다층을 포함하는 실시예의 경우, 가요성 직물 프리폼은 직조된 토우로 형성된 직물 복합재의 다층 및/또는 코어재의 층(들)을 포함할 것이다.As noted above, in an exemplary embodiment the flexible fabric preform is a precursor of the composite shell and will thus typically have the same layer configuration as the composite shell. For example, as shown in FIGS. 3 and 4, in embodiments where the composite shell 34 comprises only a single layer, such as a single fabric composite, the flexible fabric preform is only a single layer of fabric composite formed from woven tow. Will include. In the embodiment where the composite shell 26 includes multiple layers as shown in FIG. 2, the flexible fabric preform will include a layer (s) of multiple and / or core materials of the textile composite formed from woven tow.

가요성 직물 프리폼이 오직 단일층의 직물 복합재를 포함할 때, 도 13에 도시된 바와 같이 그 층은 입체층인 것이 바람직하다. 통상, 그러한 실시예에서 층은 적어도 2mm 두께를 가질 것이고, 보다 전형적으로는 약 3mm 내지 10mm의 두께를 가질 것이다. 이러한 실시예에서, 가요성 직물 프리폼으로부터 형성된 복합 쉘(34)은 통상 코어재를 포함하지 않고 단일층의 직물 복합재만을 포함할 것이다.When the flexible fabric preform contains only a single layer of fabric composite, it is preferred that the layer is a three-dimensional layer, as shown in FIG. Typically, in such embodiments, the layer will have a thickness of at least 2 mm, more typically about 3 mm to 10 mm. In this embodiment, the composite shell 34 formed from the flexible fabric preform will typically contain only a single layer of fabric composite, not including the core material.

다른 실시예에서, 가요성 직물 프리폼은 복수의 층을 포함한다. 예를 들면, 가요성 직물 프리폼은 적어도 2층의 직물 복합재를 포함할 수 있다. 이러한 복수층의 프리폼은 맨드렐 둘레에 제 1 내부 층을 직조하는 것에 의해 형성될 수 있다. 그후, 제 1 내부 층 둘레에 제 2 층을 직조하여 복수층의 프리폼을 형성할 수 있다. 제 2 층 둘레로 추가의 층을 선택적으로 직조하여 복수층의 직물 복합재로 이루어진 프리폼을 형성할 수 있음을 이해하여야 한다. 일부 실시예에서, 프리폼을 구성하는 층은 층의 끝 부분을 함께 봉합하는 것에 의해 함께 유지될 수 있다. 이러한 봉합은 타워 조립소로의 운반 중에 층이 미끄럼 이동되거나 분리되는 것을 방지하는데 도움이 된다. 복수 층의 프리폼의 층은 평면적이거나 입체적일 수 있다. 일 실시예에서, 복수층의 프리폼은 2층 이상의 평면층을 포함한다. 복수층의 프리폼의 직물 복합재 중 각 층의 두께는 프리폼의 다른 층과 동일하거나 다를 수 있지만, 통상 직물 복합재의 각 층은 적어도 약 2mm, 보다 전형적으로는 약 3mm 내지 10mm의 두께를 가진다. 복수층의 프리폼의 직물 복합재의 층은 약 6mm 내지 8mm의 두께를 가지는 것이 바람직하다. In another embodiment, the flexible fabric preform comprises a plurality of layers. For example, the flexible fabric preform may comprise at least two layers of fabric composites. Such multiple layers of preforms may be formed by weaving a first inner layer around the mandrel. The second layer can then be woven around the first inner layer to form a plurality of preforms. It should be understood that additional layers can be selectively woven around the second layer to form a preform consisting of multiple layers of fabric composite. In some embodiments, the layers making up the preform may be held together by sealing the ends of the layers together. Such closure helps to prevent the layers from sliding or separating during transportation to the tower assembly. The layers of the plurality of layers of preforms may be planar or three-dimensional. In one embodiment, the plurality of preforms includes two or more planar layers. The thickness of each layer in the multi-layer preform fabric composite may be the same or different from other layers of the preform, but typically each layer of the fabric composite has a thickness of at least about 2 mm, more typically about 3 mm to 10 mm. Preferably, the layers of the woven composite of multiple layers of preforms have a thickness of about 6 mm to 8 mm.

일부 실시예에서, 복수층의 프리폼은 1층 이상의 코어재를 포함한다. 코어재는 1층 이상의 직물 복합재 층 사이에 위치될 수 있다. 코어재는 통상적으로 직물 복합재의 층을 복합 쉘 내에 지지하는 고체상의 경량의 경질 또는 반-경질의 재료이다. 복합 쉘의 형성에 사용되는 적합한 코어재는 한정되는 것은 아니지만 발사(balsa) 목재, 폴리비닐 클로라이드(PVC) 포옴, 스티렌 아크릴 나이트레이트(SAN) 포옴, 폴리에틸렌(PE) 포옴, 한정되는 것은 아니지만 알루미늄 하니콤(honeycomb)과 같은 금속 하니콤, 한정되는 것은 아니지만 폴리에스터 코어 매트(mat)와 같은 직물 및 이들의 조합이 있다. 가요성 직물 프리폼에 존재하는 코어재의 층(들)은 코어재가 여기에 설명되는 바의 기능을 수행할 수 있도록 하는 소정의 적절한 두께를 가질 수 있다. 예를 들면 일 실시예에서, 코어재 층은 통상 약 5mm 내지 100mm의 두께를 가진다. In some embodiments, the multiple layers of preforms comprise one or more layers of core material. The core material may be located between one or more layers of the fabric composite. The core material is typically a solid, lightweight, hard or semi-hard material that supports a layer of fabric composite in the composite shell. Suitable core materials used in the formation of composite shells include, but are not limited to, balsa wood, polyvinyl chloride (PVC) foam, styrene acrylic nitrate (SAN) foam, polyethylene (PE) foam, aluminum honeycomb, but not limited to metal honeycombs such as honeycomb, but not limited to fabrics such as polyester core mats and combinations thereof. The layer (s) of the core material present in the flexible fabric preform may have any suitable thickness that enables the core material to perform the functions as described herein. For example, in one embodiment, the core material layer typically has a thickness of about 5 mm to 100 mm.

1층 이상의 코어재 층은 소정의 원하는 배향 또는 구성에서 1층 이상의 직물 복합재 층 사이에 위치되어 복수층의 가요성 직물 프리폼을 형성할 수 있다. 예를 들면, 일 실시예에서, 가요성 직물 프리폼은 제 1 내부 직물 복합재 층과, 제 2의 외부 직물 복합재 층과, 직물 복합재의 내외부 층 사이에 위치된 적어도 1층의 코어재 층을 포함할 수 있다. 이러한 가요성 직물 프리폼으로 형성된 복합 쉘의 단면 형상이 도 2에 도시되어 있다. 이러한 프리폼은 맨드렐 둘레로 제 1 층을 직조하여 제 1 내부 직물 복합재 층을 형성하는 것에 의해 형성될 수 있다. 이후, 1층 이상의 코어재 층을 제 1 내부 층 주위에 배치할 수 있다. 코어재는 소정의 적절한 메커니즘을 사용하여 제 1 내부층 주위의 적소에 유지될 수 있다. 예를 들면, 일 실시예에서 코어재는 제 1 내부 층에 봉합될 수 있다. 대안적으로 또는 봉합에 부가하여, 코어재는 접착제 및/또는 기타 결합재를 사용하여 제 1 내부 직물 복합재 층 주위에 유지될 수 있다. One or more layers of core material may be positioned between one or more layers of fabric composites in any desired orientation or configuration to form multiple layers of flexible fabric preforms. For example, in one embodiment, the flexible fabric preform may comprise a first inner fabric composite layer, a second outer fabric composite layer, and at least one core layer positioned between the inner and outer layers of the fabric composite. Can be. The cross-sectional shape of the composite shell formed from this flexible fabric preform is shown in FIG. Such preforms may be formed by weaving a first layer around the mandrel to form a first inner fabric composite layer. Thereafter, one or more layers of core material may be disposed around the first inner layer. The core material may be held in place around the first inner layer using any suitable mechanism. For example, in one embodiment the core material may be sealed to the first inner layer. Alternatively or in addition to the sutures, the core material may be retained around the first inner fabric composite layer using adhesives and / or other binders.

앞서 주지된 바와 같이, 코어재는 통상 고체의 경질 또는 반-경질 재료이다. 이러한 경질성은 복합 쉘로 지지되도록 함에 있어 유익하지만, 프리폼 구조 내로 이러한 재료를 복합시키는 것에 의해 가요성 직물 프리폼의 전체 유연성을 감소시킬 수 있다. 결국, 코어재의 경질도에 따라 프리폼은 벤딩 및/또는 절곡이 어려울 수 있다. 이것은 특히 프리폼을 접거나 및/또는 절곡하는 것이 바람직할 수 있는 프리폼의 운반시에 문제가 될 수 있다. 따라서, 몇몇 실시예에서 프리폼의 코어재의 각 층은 복수의 불연속 코어재 피스를 포함할 수 있다. 통상적으로, 코어재의 인접하는 피스들은 코어재 피스 사이의 공간을 따라 프리폼이 벤딩 또는 절곡될 수 있도록 서로 충분히 이격됨으로써 가요성 직물 프리폼의 유연성을 향상시키게 된다. 단일의 연속하는 코어재 피스가 아닌 복수의 불연속 코어재 피스로 코어재 층을 형성하는 것에 의해 최종의 가요성 직물 프리폼의 유연성이 증가될 수 있는데, 이는 프리폼이 인접하는 코어재 피스 사이에 형성된 공간을 따라 벤딩 또는 절곡될 수 있기 때문이다. 코어재 층의 코어재 피스 각각은 소정의 적합한 메커니즘을 사용하여 직물 복합재의 제 1 내부 층에 인접하게 위치될 수 있다. 더욱이, 코어재 층에 사용되는 코어재 피스의 갯수는 결정적이지 않고, 오히려 가요성 직물 프리폼에 대한 원하는 유연성 정도에 따라 달라질 것이다. As noted above, the core material is usually a solid hard or semi-hard material. Such rigidity is beneficial in being supported by composite shells, but by incorporating such materials into the preform structure, the overall flexibility of the flexible fabric preform can be reduced. As a result, the preform may be difficult to bend and / or bend, depending on the hardness of the core material. This may be a problem, especially when transporting the preform, where it may be desirable to fold and / or bend the preform. Thus, in some embodiments each layer of the core material of the preform may comprise a plurality of discrete core material pieces. Typically, adjacent pieces of core material are sufficiently spaced apart from one another so that the preforms can be bent or bent along the space between the core material pieces, thereby improving the flexibility of the flexible fabric preform. Forming the core material layer with a plurality of discrete core material pieces rather than a single continuous core material piece may increase the flexibility of the final flexible fabric preform, which is a space formed between adjacent core material pieces. This is because it can be bent or bent along. Each of the core material pieces of the core material layer can be positioned adjacent to the first inner layer of the fabric composite using any suitable mechanism. Moreover, the number of core material pieces used in the core material layer is not critical, but rather will depend on the degree of flexibility desired for the flexible fabric preform.

코어재 층이 제 1 내부 직물 복합재 층에 인접하게 위치되면, 코어재 둘레로 제 2의 외부 직물 복합재 층을 직조하여 가요성 직물 프리폼을 형성할 수 있다. 이러한 종류의 프리폼은 도 2에 도시된 바와 같은 복합 쉘의 형성에 사용될 수 있다. 본 발명의 복수층의 가요성 직물 프리폼은 입체 구조로 한정되지 않고, 오히려 이와 달리 소정의 적합한 층 구성으로 프리폼 내에 합체되는 1층 이상의 추가의 직물 복합재 및/또는 코어재의 층을 더 포함할 수 있다. 예를 들면, 일 실시예에서 1층 이상의 추가의 직물 복합재 층이 제 1 내부 직물 복합재 층 둘레로 직조되고, 1층 이상의 추가의 직물 복합재 층 주위에 코어재 층이 위치된다. 다른 실시예에서 직물 복합재의 제 2의 층 둘레에 1층 이상의 추가의 직물 복합재 층이 직조된다. 추가의 실시예에서 코어재의 제 1 층에 인접하게 1층 이상의 코어재 층이 위치되고, 코어재의 외부 층 둘레에 직물 복합재의 제 2의 외부층이 직조되어 복수층의 가요성 직물 프리폼을 형성한다. 다른 실시예에서 직물 복합재의 제 2 층에 인접하게 코어재의 제 2 층이 위치되고, 코어재의 제 2 층 둘레에 직물 복합재의 제3 층이 직조되어 가요성 직물 프리폼을 형성한다. 기타의 적절한 층 구성도 사용 가능하다. Once the core material layer is positioned adjacent the first inner fabric composite layer, the second outer fabric composite layer can be woven around the core material to form a flexible fabric preform. This kind of preform can be used to form a composite shell as shown in FIG. The multi-layered flexible fabric preform of the present invention is not limited to a three-dimensional structure, but may alternatively further comprise one or more layers of additional fabric composite and / or core material incorporated into the preform in any suitable layer configuration. . For example, in one embodiment at least one additional fabric composite layer is woven around the first inner fabric composite layer, and a core material layer is positioned around at least one additional fabric composite layer. In another embodiment, at least one additional fabric composite layer is woven around the second layer of the fabric composite. In further embodiments, at least one layer of core material is positioned adjacent to the first layer of core material, and a second outer layer of fabric composite is woven around the outer layer of the core material to form a plurality of flexible fabric preforms. . In another embodiment, a second layer of core material is positioned adjacent to a second layer of fabric composite, and a third layer of fabric composite is woven around the second layer of core material to form a flexible fabric preform. Other suitable layer configurations are also available.

가요성 직물 프리폼이 형성된 후, 가요성 직물 프리폼은 복합 쉘의 형성을 위해 타워 조립소로 운반될 수 있다. 일 실시예에서, 상기 가요성 직물 프리폼은 운반 전에 맨드렐로부터 제거될 수 있다. 프리폼은 유연하므로, 일단 맨드렐로부터 제거된 후에는 쉽게 접히거나 절곡되거나 중첩되거나 그렇지 않으면 조작되어 타워 조립소로의 운반이 용이해진다. 이러한 실시예에서, 타워 조립소에 도착 후, 가요성 직물 프리폼은 하기에 설명되는 바와 같이 맨드렐 위로 슬립 이동되면서 라미네이팅되어 복합 쉘을 형성한다. After the flexible fabric preform has been formed, the flexible fabric preform can be transported to the tower assembly to form a composite shell. In one embodiment, the flexible fabric preform can be removed from the mandrel prior to transport. Since the preform is flexible, once removed from the mandrel, it is easily folded, bent, superimposed or otherwise manipulated to facilitate transportation to the tower assembly. In this embodiment, upon arrival at the tower assembly, the flexible fabric preform is laminated while slipping over the mandrel as described below to form a composite shell.

대안적 실시예에서, 가요성 직물 프리폼은 팽창 가능한 맨드렐 둘레에 형성된다. 타워 조립소로 가요성 직물 프리폼을 운반하기 전에 맨드렐은 맨드렐로부터 프리폼을 제거하지 않고 수축된다. 맨드렐의 수축에 의해 프리폼은 쉽게 조작되어 운반될 수 있다. 조립소에 일단 도달하면, 맨드렐은 재팽창되고, 하기에 설명되는 바와 같이 가요성 직물 프리폼이 라미네이팅되어 복합 쉘을 형성한다. In an alternative embodiment, the flexible fabric preform is formed around the inflatable mandrel. Before transporting the flexible fabric preform to the tower assembly, the mandrel is retracted without removing the preform from the mandrel. By shrinking the mandrel, the preform can be easily manipulated and transported. Once reached, the mandrel re-expands and the flexible fabric preform is laminated to form a composite shell as described below.

타워 조립소로의 가요성 직물 프리폼의 운반은 도 5 내지 도 11에 도시되어 있다. 특히, 도 5는 원형 타워를 형성하는데 사용될 수 있고 맨드렐(38) 둘레에 직조되는 직물 복합재와 같은 단일 층의 재료를 포함하는 가요성 직물 프리폼(36)의 단면도이다. 가요성 직물 프리폼(36)은 그 프리폼(36)의 예시적인 접힘부를 나타내는 기준점(1-8)으로 표시될 수 있다. 일단 맨드렐(38)로부터 제거된 가요성 직물 프리폼(36)은 접혀져서 편평하게 놓여질 수 있다. 도 6은 편평하게 놓여진 예시적인 가요성 직물 프리폼(36)의 단면도이다. 도 6에 도시된 바와 같이, 예시적인 실시예에서, 기준점 8은 기준점 6과, 기준점 1은 기준점 5와, 기준점 2는 기준점 4와 정렬되고, 기준점 3과 7은 접혀진 가요성 직물 프리폼(36)의 단부를 형성한다. 접혀진 가요성 직물 프리폼(36)은 타워 조립소로 운반되기 전에 소정의 적절한 구성으로 절곡될 수 있다. 도 7은 예시적인 구성으로 절곡된 가요성 직물 프리폼(36)의 단면도를 나타낸다. Delivery of the flexible fabric preform to the tower assembly is shown in FIGS. 5-11. In particular, FIG. 5 is a cross-sectional view of flexible fabric preform 36 that may be used to form a circular tower and include a single layer of material, such as a fabric composite that is woven around mandrel 38. The flexible fabric preform 36 may be represented by a reference point 1-8 that represents an exemplary fold of the preform 36. The flexible fabric preform 36, once removed from the mandrel 38, may be folded and laid flat. 6 is a cross-sectional view of an exemplary flexible fabric preform 36 lying flat. As shown in FIG. 6, in an exemplary embodiment, reference point 8 is aligned with reference point 6, reference point 1 is aligned with reference point 5, reference point 2 is aligned with reference point 4, and reference points 3 and 7 are folded flexible fabric preforms 36. To form an end. The folded flexible fabric preform 36 may be bent into any suitable configuration before being shipped to the tower assembly. 7 illustrates a cross-sectional view of flexible fabric preform 36 bent in an exemplary configuration.

가요성 직물 프리폼(36)은 예컨대, 트럭, 선박, 철도 등에 의해 타워 조립소로 운반될 수 있다. 가요성 직물 프리폼(36)은 타워 조립소로의 운반을 위해 트럭의 선적 컨테이너 또는 트레일러(40)로 운반될 수도 있다. 일 실시예에서, 가요성 직물 프리폼(36)은 도 8 내지 도 9에 도시된 바와 같이 선적 트롤리(42)를 사용하여 선적 컨테이너 또는 트럭 트레일러(40) 안으로 운반된다. 특히, 도 8에 도시된 바와 같이, 가요성 직물 프리폼(36)은 트롤리 아암(44)이 하강시 일련의 개별 선적 트롤리(42) 위로 배치된다. 선적 트롤리(42) 위로 배치시 가요성 직물 프리폼(36)은 접혀져서 도 6에 도시된 바와 같이 펼쳐지거나, 도 7에 도시된 바와 같이 소정의 적절한 구성으로 절곡될 수 있다. 일 실시예에서, 트롤리 아암(44)은 도 9에 도시된 바와 같이 각각의 선적 트롤리(42)가 가요성 직물 프리폼(36)의 일부를 지지하도록, 제어되는 유압 액츄에이터를 사용하여 수직 위치로 동시에 회전된다. 대안적으로, 트롤리 아암(44)은 모터 작동식 텔레스코픽 브레이싱(telescopic bracing; 도시 생략)을 사용하여 상승될 수 있다. 가요성 직물 프리폼(36)을 지지하는 선적 트롤리(42)는 가요성 직물 프리폼(36)의 타워 조립소로의 운반을 위해 선적 컨테이너 또는 트럭 트레일러(40) 안으로 이동될 수 있다. 도 9에 도시된 바와 같이, 2개의 인접하는 선적 트롤리(42) 사이에 걸쳐진 가요성 직물 프리폼(36)의 부분은 선적 트롤리(42)가 선적 컨테이너나 트럭 트레일러(40) 내로의 적재를 위해 서로 가깝게 이동됨에 따라 절곡된 상태가 된다. 가요성 직물 프리폼(36)의 운반에 사용되는 선적 트롤리(42)의 갯수는 한정되지 않지만, 통상 가요성 직물 프리폼(36)의 절곡된 높이(H)가 선적 컨테이너나 트럭 트레일러(40)의 표준 높이를 초과하지 않도록 충분한 수의 트롤리가 사용된다. 예를 들면, 일 실시예에서, 12개 내지 14개의 트롤리(42)가 사용된다. 다른 실시예에서, 13개의 트롤리(42)가 사용된다. 각각의 선적 트롤리(42)는 가요성 직물 프리폼(36)의 형태와 벽 두께 변화에 따라 약 1톤 내지 3톤의 가요성 직물 프리폼(36)의 중량을 지지할 수 있다. The flexible fabric preform 36 may be transported to the tower assembly, for example by truck, ship, railroad, or the like. The flexible fabric preform 36 may be carried in a truck's shipping container or trailer 40 for transportation to a tower assembly. In one embodiment, the flexible fabric preform 36 is transported into a shipping container or truck trailer 40 using a shipping trolley 42 as shown in FIGS. 8-9. In particular, as shown in FIG. 8, the flexible fabric preform 36 is disposed above the series of individual shipping trolleys 42 when the trolley arm 44 is lowered. When placed over shipping trolley 42, flexible fabric preform 36 may be folded and unfolded as shown in FIG. 6, or bent to any suitable configuration as shown in FIG. In one embodiment, trolley arm 44 is simultaneously in a vertical position using a controlled hydraulic actuator such that each shipping trolley 42 supports a portion of flexible fabric preform 36 as shown in FIG. Is rotated. Alternatively, trolley arm 44 may be raised using motorized telescopic bracing (not shown). The shipping trolley 42 supporting the flexible fabric preform 36 may be moved into a shipping container or truck trailer 40 for transportation to the tower assembly of the flexible fabric preform 36. As shown in FIG. 9, the portions of the flexible fabric preform 36 spanned between two adjacent shipping trolleys 42 are separated from each other for loading trolley 42 to be loaded into a shipping container or truck trailer 40. As it moves closer, it becomes bent. The number of shipping trolleys 42 used to carry the flexible fabric preform 36 is not limited, but the bent height H of the flexible fabric preform 36 is generally the standard for shipping containers or truck trailers 40. Sufficient number of trolleys are used so as not to exceed the height. For example, in one embodiment, twelve to fourteen trolleys 42 are used. In another embodiment, thirteen trolleys 42 are used. Each shipping trolley 42 may support the weight of the flexible fabric preform 36 of about 1 to 3 tons depending on the shape and wall thickness variation of the flexible fabric preform 36.

대안적으로, 가요성 직물 프리폼(36)의 선적 트롤리(42)로의 배치를 위해 지브(jib) 또는 브릿지 크래인 및 절첩형 리프트 빔(도시 생략)이 사용될 수 있다. 예를 들면, 절첩형 리프트 빔이 가요성 직물 프리폼(36)의 단부를 들어올릴 때, 수직의 선적 트롤리(42)가 리프트 빔 아래에 위치된다. 이후, 빔이 하강되면 가요성 직물 프리폼(36)이 선적 트롤리(42)로 전달된다. 이 과정은 나머지 선적 트롤리(42)에 대해 반복된다. 이 과정을 이용함으로써 가요성 직물 프리폼(36)은 각각의 리프트 사이클 중에 절곡될 수 있으며, 트롤리 유압 장치 또는 모터 구동식 텔레스코픽 브레이싱이 필요하지 않게 된다. Alternatively, jibs or bridge cranes and folded lift beams (not shown) may be used for placement of the flexible fabric preform 36 into the shipping trolley 42. For example, when the folded lift beam lifts the end of the flexible fabric preform 36, a vertical shipping trolley 42 is positioned below the lift beam. The flexible fabric preform 36 is then delivered to the shipping trolley 42 when the beam is lowered. This process is repeated for the remaining shipping trolleys 42. By using this process, the flexible fabric preform 36 can be bent during each lift cycle, eliminating the need for trolley hydraulics or motorized telescopic bracing.

다른 실시예에서, 가요성 직물 프리폼(36)은 도 10에 도시된 바와 같이 선적 컨테이너 또는 트럭 트레일러(40)의 내부의 상부(54) 양측에 설치되는 트랙(48) 내에 트랙을 따라 설치되는 복수의 등위 롤러 트롤리(46)에 의해 지지될 수 있다. 일 실시예에서, 접혀지거나 절곡된 가요성 직물 프리폼(36)은 예컨대 크래인이나 기타 적절한 메커니즘을 사용하여 적재 레일(58)과 롤러 트롤리(46)를 가로질러 놓여진다. 이후, 롤러 트롤리(46)는 선적 컨테이너 또는 트럭 트레일러(40) 내에서 트랙(48)에 장착된다. 대안적으로, 롤러 트롤리(46)는 선적 컨테이너나 트럭 트레일러(40) 내의 트랙(48)에 미리 장착될 수 있으며, 가요성 직물 프리폼(36)은 트랙(48)에 미리 장착된 롤러 트롤리(46) 위로 가요성 직물 프리폼(36)을 도 10에 도시된 화살표(56)로 나타낸 방향으로 롤링시키는 것에 의해 트럭 트레일러(40) 내로 적재될 수 있다. 인접하는 롤러 트롤리(46) 사이에 놓여진 가요성 직물 프리폼(36)의 부분은 롤러 트롤리(46)가 함께 근접 이동됨에 따라 절곡된 상태가 된다. 적재 레일(58)은 운반 전에 제거된다. In another embodiment, the flexible fabric preform 36 is installed along the track in a track 48 that is installed on either side of the upper portion 54 of the interior of the shipping container or truck trailer 40 as shown in FIG. 10. It can be supported by the equivalent roller trolley 46 of. In one embodiment, the folded or bent flexible fabric preform 36 is placed across the loading rail 58 and the roller trolley 46, for example using a crane or other suitable mechanism. The roller trolley 46 is then mounted to the track 48 within the shipping container or truck trailer 40. Alternatively, the roller trolley 46 may be pre-mounted on the track 48 in the shipping container or truck trailer 40, and the flexible fabric preform 36 is pre-mounted on the track 48. The flexible fabric preform 36 can be loaded into the truck trailer 40 by rolling it in the direction indicated by arrow 56 shown in FIG. The portion of flexible fabric preform 36 placed between adjacent roller trolleys 46 is bent as the roller trolleys 46 move closer together. The loading rail 58 is removed before transportation.

대안적 실시예에서, 가요성 직물 프리폼(36)은 도 11에 도시된 바와 같이 선적 컨테이너나 트럭 트레일러(40) 내에 적재될 때 형성될 수 있다. 이러한 실시예에서, 도 11에 도시된 바와 같이 선적 컨테이너 또는 트럭 트레일러(40) 내부에 또는 선적 컨테이너 또는 트럭 트레일러(40) 바로 외부에(도시 생략) 브레이딩 머신(50)을 배치할 수 있다. 섬유 토우(52)는 브레이딩 머신(50)으로 공급되어 거기에서 이동식 맨드렐(도시 생략)에 권취되어 가요성 직물 프리폼(36)을 형성한다. 본 실시예에서, 이동식 맨드렐은 통상 가요성 직물 프리폼(36)의 길이보다 짧을 것이다. 따라서, 이동식 맨드렐의 길이보다 긴 가요성 직물 프리폼(36)의 형성을 위해, 형성 완료된 가요성 직물 프리폼(36)의 부분은 이동식 맨드렐의 타단이 노출되도록 이동식 맨드렐의 일단을 벗어난다. 따라서, 섬유 토우(52)는 이동식 맨드렐의 노출 단부 둘레에 계속하여 직조될 수 있다. 이 과정은 원하는 길이의 가요성 직물 프리폼(36)이 얻어질 때까지 계속될 수 있다. 이러한 실시예에서, 가요성 직물 프리폼의 상기 형성된 단부가 이동식 맨드렐로부터 제거됨에 따라, 롤러 트롤리(46) 또는 선적 트롤리(도시 생략)에 의해 지지될 수 있다. In an alternative embodiment, flexible fabric preform 36 may be formed when loaded into shipping container or truck trailer 40 as shown in FIG. In this embodiment, the braiding machine 50 may be placed inside the shipping container or truck trailer 40 or just outside the shipping container or truck trailer 40 (not shown) as shown in FIG. 11. The fiber tow 52 is fed to the braiding machine 50 where it is wound on a removable mandrel (not shown) to form the flexible fabric preform 36. In this embodiment, the removable mandrel will typically be shorter than the length of the flexible fabric preform 36. Thus, for the formation of a flexible fabric preform 36 that is longer than the length of the removable mandrel, the portion of the formed flexible fabric preform 36 leaves one end of the removable mandrel so that the other end of the removable mandrel is exposed. Thus, the fiber tow 52 can continue to be woven around the exposed end of the movable mandrel. This process can continue until a flexible fabric preform 36 of the desired length is obtained. In this embodiment, as the formed end of the flexible fabric preform is removed from the movable mandrel, it may be supported by a roller trolley 46 or a shipping trolley (not shown).

일단 선적 컨테이너나 트럭 트레일러(40)에 적재된 가요성 직물 프리폼(36)은 타워 조립소로 운반되어 복합 쉘을 형성할 수 있게 한다. 조립소에 도착된 가요성 직물 프리폼(36)은 선적 컨테이너 또는 트럭 트레일러(40)로부터 적하되어 제 2 맨드렐에 슬립 이동된 후 하기에 설명되는 바와 같이 라미네이팅됨으로써 복합 쉘을 형성한다. 대안적으로, 팽창 가능한 맨드렐을 사용하는 실시예에서, 가요성 직물 프리폼(36)은 선적 컨테이너 또는 트럭 트레일러(40)로부터 적하되고, 맨드렐이 재팽창된 후, 가요성 직물 프리폼(36)이 라미네이팅되어 복합 쉘을 형성한다. The flexible fabric preform 36, once loaded in a shipping container or truck trailer 40, can be transported to a tower assembly to form a composite shell. The flexible fabric preforms 36 arriving at the assembly place are loaded from the shipping container or truck trailer 40 and slip-shifted to the second mandrel and then laminated as described below to form a composite shell. Alternatively, in embodiments using inflatable mandrel, flexible fabric preform 36 is loaded from shipping container or truck trailer 40, and after the mandrel is re-expanded, flexible fabric preform 36 This is laminated to form a composite shell.

가요성 직물 프리폼(36)이 제 2 맨드렐로 슬립 이동되거나 팽창 가능한 맨드렐이 재팽창되면, 가요성 직물 프리폼(36)은 수지가 주입되거나 가요성 직물 프리폼(36)에 수지가 도포되고, 가요성 직물 프리폼(36)이 라미네이팅되어 프리폼(36)의 층 또는 층들을 함께 결합시킴으로써 타워(12)의 복합 쉘을 형성하게 된다. 한정되는 것은 아니지만, 수지 이송 몰딩(RTM) 공정, 수지 필름 주입(RFI) 공정, 진공 보조 수지 이송 몰딩(VARTM) 공정, 소정의 적정 온도에서 적정 시간 동안의 수지 주입 프리폼의 가열 및/또는 수지 주입 프리폼에 압력 인가와 같은 소정의 적절한 라미네이팅 공정이 사용될 수 있다. 일부 실시예에서, 수지는 수지 이송 몰딩 공정에 사용되는 것과 같이 압력, 열 및/또는 진공 백(bag) 시스템을 사용하여 프리폼(36) 내에 주입된다. 더욱이, 일부 실시예에서, 직조된 프리폼 층 및/또는 프리폼(36) 내의 코어재 층은 맨드렐 상에서의 직조 및/또는 배치 이전에 수지로 코딩된다. 프리폼(36)의 라미네이팅에 사용되는 수지는 예컨대, 폴리에스터, 페놀 수지, 폴리프로필렌, 비닐 에스테르, 에폭시, 기타 유사한 수지 또는 이들의 조합을 포함하는 소정의 열경화성 또는 열가소성 수지를 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 수지는 라미네이팅 이전에 복합 쉘의 부피 비율로 약 45% 내지 48%의 양으로 프리폼(36)에 도포된다. When the flexible fabric preform 36 slips to the second mandrel or the expandable mandrel is re-expanded, the flexible fabric preform 36 is injected with resin or resin is applied to the flexible fabric preform 36, The flexible fabric preform 36 is laminated to join the layers or layers of the preform 36 together to form the composite shell of the tower 12. Although not limited, the resin transfer molding (RTM) process, the resin film injection (RFI) process, the vacuum assisted resin transfer molding (VARTM) process, the heating of the resin injection preform for a suitable time at a predetermined temperature and / or resin injection Any suitable laminating process may be used, such as applying pressure to the preform. In some embodiments, the resin is injected into the preform 36 using pressure, heat and / or vacuum bag systems as used in the resin transfer molding process. Moreover, in some embodiments, the woven preform layer and / or the core material layer in the preform 36 are coded with resin prior to weaving and / or placement on the mandrel. The resin used for laminating the preform 36 may include any thermosetting or thermoplastic resin, including, for example, polyester, phenolic resin, polypropylene, vinyl esters, epoxy, other similar resins or combinations thereof. In one embodiment, the resin is applied to the preform 36 in an amount of about 45% to 48% by volume ratio of the composite shell prior to laminating.

라미네이팅 이후, 복합 쉘은 소정의 적절한 기술을 이용하여 맨드렐로부터 제거될 수 있다. 예를 들면, 맨드렐은 가요성 직물 프리폼을 맨드렐 위로 슬립 이동시키기 전에 복합 쉘을 맨드렐로부터 용이하게 제거하기 위해 릴리스 필름으로 코팅될 수 있다. 비한정적인 예의 릴리스 필름으로는 다양한 수용성 중합체/왁스 에멀전이 있다. 다른 실시예에서, 맨드렐이 팽창 가능한 맨드렐인 경우, 맨드렐은 수축될 수 있고 복합 쉘은 그 수축된 맨드렐로부터 제거될 수 있다. 또 다른 실시예에서, 맨드렐은 라미네이팅 이후 복합 쉘 내에 남겨져서, 완성된 복합 풍력 터빈 타워의 일부가 될 수 있다. After lamination, the composite shell can be removed from the mandrel using any suitable technique. For example, the mandrel may be coated with a release film to easily remove the composite shell from the mandrel before slipping the flexible fabric preform onto the mandrel. Non-limiting examples of release films include various water soluble polymer / wax emulsions. In another embodiment, if the mandrel is an inflatable mandrel, the mandrel may be retracted and the composite shell may be removed from the retracted mandrel. In another embodiment, the mandrel can be left in the composite shell after lamination, to be part of the completed composite wind turbine tower.

앞서 주지된 바와 같이, 일부 실시예에서, 가요성 직물 프리폼은 복합 쉘의 일 섹션의 전구체이다. 그러한 실시예에서, 타워 조립소로 운반된 가요성 직물 프리폼 전구체 섹션은 소정의 적절한 기법을 이용하여 라미네이팅되고, 그 라미네이팅된 피스는 이후 조립되어 복합 쉘을 형성한다.As noted above, in some embodiments, the flexible fabric preform is a precursor of one section of the composite shell. In such an embodiment, the flexible fabric preform precursor section delivered to the tower assembly is laminated using any suitable technique, and the laminated piece is then assembled to form a composite shell.

여기에 설명된 방법을 이용하여 형성된 복합 쉘은 복합 풍력 터빈 타워의 형성에 사용될 수 있다. 여기에 설명되는 복합 풍력 터빈 타워는 예컨대, GE Energy의 4-7 MW 디자인을 포함하는 소정 크기의 풍력 터빈을 지지하는데 사용될 수 있다. 복합 풍력 터빈 타워는 스틸 타워에 필적하는 강도 특성을 갖는 것이 바람직하다. 예를 들면, 일부 실시예에서, 본 발명의 복합 풍력 타워는 약 70MPa 내지 900MPa 범위의 항복 강도를 갖추는 것이 바람직하다. 이러한 타워의 실제 강도는 벽 두께, 섬유 내용물, 섬유 배향성, 및 섬유의 재료에 따라 변할 수 있다. 전체적으로, 복합 풍력 터빈 타워는 여전히 우수한 강도를 가지면서도 종래의 스틸 타워에 비해 경량이기도 하다. 예를 들면, 여기에 설명된 방법을 이용하여 생산되는 복합 풍력 터빈 타워는 초저 중량의 타워 중량을 가지면서도 약 5GPa 내지 300GPa, 보다 바람직하게는 약 20GPa 내지 200GPa의 인장률을 가질 수 있다. 복합 풍력 터빈 타워의 개선된 인장률은 변화하는 터빈 작동 하중 및 풍력 하중 하에서 덜 요동되게 하도록 타워의 주파수 범위를 증가시키기도 한다. 통상적으로, 복합 풍력 터빈 타워의 제 1 고유 주파수는 약 0.1Hz 내지 2Hz, 보다 바람직하게는 약 0.2Hz 내지 0.6Hz이다. Composite shells formed using the methods described herein can be used to form composite wind turbine towers. The composite wind turbine tower described herein can be used to support wind turbines of any size, including, for example, GE Energy's 4-7 MW design. Composite wind turbine towers preferably have strength characteristics comparable to steel towers. For example, in some embodiments, the composite wind tower of the present invention preferably has a yield strength in the range of about 70 MPa to 900 MPa. The actual strength of such towers may vary depending on the wall thickness, fiber content, fiber orientation, and material of the fiber. Overall, composite wind turbine towers still have good strength but are lighter than conventional steel towers. For example, a composite wind turbine tower produced using the method described herein may have a very low weight tower weight and a tensile modulus of about 5 GPa to 300 GPa, more preferably about 20 GPa to 200 GPa. The improved tensile modulus of the combined wind turbine tower also increases the frequency range of the tower to allow less swing under varying turbine operating and wind loads. Typically, the first natural frequency of the combined wind turbine tower is about 0.1 Hz to 2 Hz, more preferably about 0.2 Hz to 0.6 Hz.

복합 쉘의 벽 두께는 복합 쉘의 형성에 사용되는 재료에 따라 변할 것이다. 일 실시예에서, 복합 쉘은 단일층의 가요성 직물 프리폼으로 형성되고, 적어도 약 10mm, 보다 바람직하게는 적어도 약 20mm의 벽 두께를 가진다. 다른 실시예에서, 복합 쉘은 다층의 가요성 직물 프리폼으로 형성되고, 적어도 약 20mm, 보다 바람직하게는 약 20mm 내지 약 150mm의 벽 두께를 가진다. 복합 쉘의 벽 두께는 단일의 복합 쉘 내에서 변할 수도 있다. 예를 들면, 복합 타워의 베이스를 형성하는 복합 쉘의 바닥 단부는 통상 복합 쉘의 상부 단부보다 두꺼울 것이다. 복합 쉘은 소정의 적절한 형태를 가질 수 있다. 예시적인 일 실시예에서, 복합 쉘은 전체적으로 원추형이고, 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이 원형 단면 프로파일을 가진다. 다른 실시예에서, 복합 쉘은 도 4에 도시된 바와 같이 다각형 단면 프로파일을 가진다. 복합 쉘의 정확한 크기는 본 발명의 설명에 있어 결정적이지 않다. 그러나, 통상적으로, 복합 쉘은 베이스의 직경이 약 2m 내지 약 20m, 보다 바람직하게는 약 3.5m 내지 5m이고, 상부의 직경이 약 2m 내지 약 6m, 보다 바람직하게는 약 2.5m 내지 약 3.5m일 수 있다. 예시적인 일 실시예에서, 복합 쉘은 약 10m 내지 약 150m, 보다 바람직하게는 약 80m 내지 약 100m의 길이(높이)를 가질 수 있다. 여기에 설명되는 방법을 이용하여 형성된 복합 쉘의 중량은 가요성 직물 프리폼의 형성에 사용되는 복합 쉘의 크기와 재료에 따라 변할 것이지만, 통상적으로 약 40 미터톤 내지 약 500 미터톤, 보다 바람직하게는 약 50 미터톤 내지 90 미터톤일 수 있다. 라미네이팅 이전의 가요성 직물 프리폼의 중량은 약 30 미터톤 내지 320 미터톤, 보다 바람직하게는 약 30 미터톤 내지 약 70 미터톤일 수 있다. The wall thickness of the composite shell will vary depending on the material used to form the composite shell. In one embodiment, the composite shell is formed of a single layer of flexible fabric preform and has a wall thickness of at least about 10 mm, more preferably at least about 20 mm. In another embodiment, the composite shell is formed of a multilayer flexible fabric preform and has a wall thickness of at least about 20 mm, more preferably about 20 mm to about 150 mm. The wall thickness of the composite shell may vary within a single composite shell. For example, the bottom end of the composite shell that forms the base of the composite tower will typically be thicker than the top end of the composite shell. The composite shell may have any suitable form. In one exemplary embodiment, the composite shell is generally conical and has a circular cross-sectional profile as shown in FIGS. 2 and 3. In another embodiment, the composite shell has a polygonal cross-sectional profile as shown in FIG. The exact size of the composite shell is not critical to the description of the present invention. Typically, however, the composite shell has a diameter of about 2 m to about 20 m, more preferably about 3.5 m to 5 m, and an upper diameter of about 2 m to about 6 m, more preferably about 2.5 m to about 3.5 m. Can be. In one exemplary embodiment, the composite shell may have a length (height) of about 10 m to about 150 m, more preferably about 80 m to about 100 m. The weight of the composite shell formed using the method described herein will vary depending on the size and material of the composite shell used to form the flexible fabric preform, but typically from about 40 metric to about 500 metric tons, more preferably About 50 to 90 metric tons. The weight of the flexible fabric preform prior to laminating may be from about 30 metric to 320 metric tons, more preferably from about 30 metric to about 70 metric tons.

다른 측면에서, 본 발명은 도 1에 도시된 바와 같은 풍력 터빈 조립체를 또한 제공한다. 상기 풍력 터빈 조립체는 여기에 설명된 바의 복합 쉘을 포함하는 복합 풍력 터빈 타워와 풍력 터빈을 포함한다. 상기 풍력 터빈은 타워에 결합되어 풍력 터빈 조립체를 형성한다. In another aspect, the present invention also provides a wind turbine assembly as shown in FIG. 1. The wind turbine assembly includes a wind turbine and a composite wind turbine tower comprising a composite shell as described herein. The wind turbine is coupled to the tower to form a wind turbine assembly.

풍력 터빈 타워와 여기에 서명되는 풍력 터빈 타워 제작 방법을 이용하는 것에 의해, 타워 설치 및 조립소에서 용이하게 조립될 수 있는 풍력 터빈 타워를 제작할 수 있다. 더욱이, 앞서 주지된 바와 같이, 이 방식으로 풍력 터빈 타워를 제작하는 것에 의해, 타워는 다량의 스틸을 요하고 고가의 재료 및 제작 원가를 갖는 종래의 풍력 터빈 타워보다 효율적이고 저비용으로 제작 가능하다. 또한, 가요성 직물 프리폼의 타워 조립소로의 운반 및 현지에서의 프리폼 라미네이팅을 통한 복합 풍력 터빈 타워의 제작이 용이하고 미리 제작된 타워의 운반에 비해 보다 비용 효율적이다. 일부 실시예에서, 여기에 설명되는 풍력 터빈 타워는 전형적으로 스틸 타워에 관련된 중간 플랜지 접, 설치 및 수명의 검사, 유지 보수 비용의 필요성을 제거한다. 또한, 스틸 타워에 통상 필요한 관련 비용은 물론, 터빈 작동 수명 중 별도의 도색 작업, 재도색 또는 변경의 필요성이 없다. By using the wind turbine tower and the wind turbine tower manufacturing method signed therein, it is possible to produce a wind turbine tower that can be easily assembled at the tower installation and assembly station. Moreover, as noted above, by fabricating wind turbine towers in this manner, the tower can be manufactured more efficiently and at lower cost than conventional wind turbine towers that require a large amount of steel and have expensive materials and manufacturing costs. In addition, the fabrication of complex wind turbine towers via transport of flexible fabric preforms to tower assemblies and on-site preform laminating is easy and more cost effective than the transport of prefabricated towers. In some embodiments, the wind turbine towers described herein eliminate the need for intermediate flange contacts, inspection of installation and life, maintenance costs typically associated with steel towers. In addition, there is no need for separate painting, repainting or modification of the turbine operating life as well as the associated costs normally required for steel towers.

이상 풍력 터빈 타워와 풍력 터빈 타워의 제작 방법의 예시적 실시예들을 상세히 설명하였다. 이들 풍력 터빈 타워 및 그 제작 방법은 전술한 특정 실시예에 한정되지 않으며, 오히려 풍력 터빈 타워의 성분들을 전술한 다른 성분과 독립적으로 별도로 활용할 수 있다. 예를 들면, 전술한 풍력 터빈 타워와 그것의 제작 방법은 다른 산업적 또는 소비적 어플리케이션을 가질 수 있으며, 전술한 어플리케이션의 용도에만 국한되지 않는다. 오히려, 본 발명은 다양한 다른 제품과 관련하여 그리고 다른 환경에서 실시 및 활용될 수 있다. Exemplary embodiments of the wind turbine tower and the manufacturing method of the wind turbine tower have been described in detail. These wind turbine towers and their fabrication methods are not limited to the specific embodiments described above, but rather the components of the wind turbine tower can be utilized independently of the other components described above. For example, the wind turbine tower described above and its manufacturing method may have other industrial or consumer applications, and are not limited to the use of the aforementioned application. Rather, the invention may be practiced and utilized in connection with a variety of other products and in other environments.

본 발명을 특정 실시예와 관련하여 설명하였지만, 당업자라면 본 발명을 특허청구범위의 기술적 사상 및 보호범위 내에서 수정하여 실시할 수 있음을 알고 있을 것이다.Although the present invention has been described with reference to specific embodiments, those skilled in the art will recognize that the present invention can be practiced by modification within the spirit and scope of the claims.

Claims (10)

풍력 터빈(10)에 사용되는 타워(12) 또는 그 부품의 제조 방법에 있어서, In the manufacturing method of the tower 12 or its components used for the wind turbine 10, 상기 타워 또는 그 부품의 형태에 대응하는 형상으로 섬유 토우(52)를 직조하여 가요성 직물 프리폼(36)을 형성하는 단계와,Weaving the fiber tow 52 into a shape corresponding to the shape of the tower or its components to form a flexible fabric preform 36; 상기 가요성 직물 프리폼을 라미네이팅하여 복합 쉘(26, 34) 또는 그 섹션을 형성하는 단계를 포함하는 Laminating the flexible fabric preform to form a composite shell 26, 34 or a section thereof. 풍력 터빈에 사용되는 타워 또는 그 부품의 제조 방법.Method for manufacturing towers or parts thereof used in wind turbines. 제 1 항에 있어서, The method of claim 1, 라미네이팅하기 이전에 상기 가요성 직물 프리폼(36)을 타워 조립 위치로 운반하는 단계를 더 포함하는 Carrying the flexible fabric preform 36 to a tower assembly position prior to laminating; 풍력 터빈에 사용되는 타워 또는 그 부품의 제조 방법.Method for manufacturing towers or parts thereof used in wind turbines. 제 1 항에 있어서, The method of claim 1, 상기 섬유 토우(52)는 맨드렐(38) 둘레에 직조되는The fiber tow 52 is woven around the mandrel 38 풍력 터빈에 사용되는 타워 또는 그 부품의 제조 방법.Method for manufacturing towers or parts thereof used in wind turbines. 제 3 항에 있어서, The method of claim 3, wherein 상기 맨드렐(38)은 제 1 맨드렐이고, 상기 방법은,The mandrel 38 is a first mandrel, and the method 운반 전에 상기 가요성 직물 프리폼(36)을 상기 제 1 맨드렐로부터 제거하는 단계와,Removing the flexible fabric preform 36 from the first mandrel before transportation; 라미네이팅 전에 상기 가요성 직물 프리폼을 제 2 맨드렐로 슬립 이동시키는 단계를 더 포함하는Slip moving the flexible fabric preform to a second mandrel prior to laminating 풍력 터빈에 사용되는 타워 또는 그 부품의 제조 방법.Method for manufacturing towers or parts thereof used in wind turbines. 제 4 항에 있어서, The method of claim 4, wherein 라미네이팅하기 전에 상기 가요성 직물 프리폼(36)에 수지를 주입하는 단계를 더 포함하는Injecting a resin into the flexible fabric preform 36 prior to laminating; 풍력 터빈에 사용되는 타워 또는 그 부품의 제조 방법.Method for manufacturing towers or parts thereof used in wind turbines. 제 3 항에 있어서, The method of claim 3, wherein 상기 섬유 토우(52)를 상기 맨드렐(38) 둘레에 직조하여 제 1 층의 직물 복합재(28)를 형성하고, 상기 섬유 토우를 상기 직물 복합재의 제 1 층 둘레에 직조하여 제 2 층의 직물 복합재(30)를 형성하는 단계를 더 포함하는Weaving the fiber tow 52 around the mandrel 38 to form a first layer of fabric composite 28, and weaving the fiber tow around a first layer of the fabric composite to fabric a second layer of fabric. Further comprising forming the composite material 30 풍력 터빈에 사용되는 타워 또는 그 부품의 제조 방법.Method for manufacturing towers or parts thereof used in wind turbines. 제 3 항에 있어서, The method of claim 3, wherein 상기 섬유 토우(52)를 상기 맨드렐(38) 둘레에 직조하여 제 1 층의 직물 복합재(28)를 형성하고, 상기 제 1 층의 직물 복합재에 인접하게 코어재(32) 층을 배치하며, 상기 섬유 토우를 상기 코어재 층 둘레에 직조하여 제 2 층의 직물 복합재(30)를 형성하는 단계를 더 포함하는Weaving the fiber tow 52 around the mandrel 38 to form a fabric composite 28 of the first layer, disposing a layer of core material 32 adjacent to the fabric composite of the first layer, Weaving the fiber tow around the core material layer to form a second layer of fabric composite 30. 풍력 터빈에 사용되는 타워 또는 그 부품의 제조 방법.Method for manufacturing towers or parts thereof used in wind turbines. 제 7 항에 있어서, The method of claim 7, wherein 상기 코어재(32)는 발사 목재(balsa wood), 폴리비닐 클로라이드 포옴(polyvinyl chloride foam), 스티렌 아크릴 포옴(styrene acryl nitrate foam), 폴리에틸렌 포옴(polyethylene foam) 및 그 조합으로 이루어진 그룹에서 선택된 재료를 포함하는 The core material 32 may be formed of a material selected from the group consisting of balsa wood, polyvinyl chloride foam, styrene acryl nitrate foam, polyethylene foam, and combinations thereof. Containing 풍력 터빈에 사용되는 타워 또는 그 부품의 제조 방법.Method for manufacturing towers or parts thereof used in wind turbines. 제 1 항에 있어서, The method of claim 1, 상기 가요성 직물 프리폼(36)은 수지 이송 몰딩 및 진공 보조 수지 이송 몰딩으로 이루어진 그룹에서 선택된 공정을 이용하여 라미네이팅되는The flexible fabric preform 36 is laminated using a process selected from the group consisting of resin transfer molding and vacuum assisted resin transfer molding. 풍력 터빈에 사용되는 타워 또는 그 부품의 제조 방법.Method for manufacturing towers or parts thereof used in wind turbines. 제 1 항에 있어서, The method of claim 1, 상기 섬유 토우(52)는 유리 섬유, 탄소 섬유, 아라미드 섬유 또는 이들의 조합을 포함하는The fiber tow 52 comprises glass fibers, carbon fibers, aramid fibers or a combination thereof. 풍력 터빈에 사용되는 타워 또는 그 부품의 제조 방법.Method for manufacturing towers or parts thereof used in wind turbines.
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