KR20150082581A - 풍력 발전 시스템 로터 블레이드를 위한 반제품을 제조하기 위한 장치 및 방법 그리고 이에 의해 제조되는 로터 블레이드 및 풍력 발전 시스템 - Google Patents

풍력 발전 시스템 로터 블레이드를 위한 반제품을 제조하기 위한 장치 및 방법 그리고 이에 의해 제조되는 로터 블레이드 및 풍력 발전 시스템 Download PDF

Info

Publication number
KR20150082581A
KR20150082581A KR1020157015195A KR20157015195A KR20150082581A KR 20150082581 A KR20150082581 A KR 20150082581A KR 1020157015195 A KR1020157015195 A KR 1020157015195A KR 20157015195 A KR20157015195 A KR 20157015195A KR 20150082581 A KR20150082581 A KR 20150082581A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
fiber composite
composite material
winding mandrel
roll
winding
Prior art date
Application number
KR1020157015195A
Other languages
English (en)
Other versions
KR101820217B1 (ko
Inventor
알렉산더 호프만
페터 프리데
옌스 게베르스
프랑크 크눕
Original Assignee
보벤 프로퍼티즈 게엠베하
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from DE201310204635 external-priority patent/DE102013204635A1/de
Application filed by 보벤 프로퍼티즈 게엠베하 filed Critical 보벤 프로퍼티즈 게엠베하
Publication of KR20150082581A publication Critical patent/KR20150082581A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101820217B1 publication Critical patent/KR101820217B1/ko

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29D—PRODUCING PARTICULAR ARTICLES FROM PLASTICS OR FROM SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE
    • B29D99/00—Subject matter not provided for in other groups of this subclass
    • B29D99/0025—Producing blades or the like, e.g. blades for turbines, propellers, or wings
    • B29D99/0028—Producing blades or the like, e.g. blades for turbines, propellers, or wings hollow blades
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C53/00—Shaping by bending, folding, twisting, straightening or flattening; Apparatus therefor
    • B29C53/56—Winding and joining, e.g. winding spirally
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C53/00—Shaping by bending, folding, twisting, straightening or flattening; Apparatus therefor
    • B29C53/80—Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
    • B29C53/8008—Component parts, details or accessories; Auxiliary operations specially adapted for winding and joining
    • B29C53/8016—Storing, feeding or applying winding materials, e.g. reels, thread guides, tensioners
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C53/00—Shaping by bending, folding, twisting, straightening or flattening; Apparatus therefor
    • B29C53/80—Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
    • B29C53/8008—Component parts, details or accessories; Auxiliary operations specially adapted for winding and joining
    • B29C53/8066—Impregnating
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C70/00—Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts
    • B29C70/02—Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts comprising combinations of reinforcements, e.g. non-specified reinforcements, fibrous reinforcing inserts and fillers, e.g. particulate fillers, incorporated in matrix material, forming one or more layers and with or without non-reinforced or non-filled layers
    • B29C70/021—Combinations of fibrous reinforcement and non-fibrous material
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C70/00—Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts
    • B29C70/04—Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts comprising reinforcements only, e.g. self-reinforcing plastics
    • B29C70/28—Shaping operations therefor
    • B29C70/30—Shaping by lay-up, i.e. applying fibres, tape or broadsheet on a mould, former or core; Shaping by spray-up, i.e. spraying of fibres on a mould, former or core
    • B29C70/32—Shaping by lay-up, i.e. applying fibres, tape or broadsheet on a mould, former or core; Shaping by spray-up, i.e. spraying of fibres on a mould, former or core on a rotating mould, former or core
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65H—HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL, e.g. SHEETS, WEBS, CABLES
    • B65H49/00—Unwinding or paying-out filamentary material; Supporting, storing or transporting packages from which filamentary material is to be withdrawn or paid-out
    • B65H49/18—Methods or apparatus in which packages rotate
    • B65H49/20—Package-supporting devices
    • B65H49/32—Stands or frameworks
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03D—WIND MOTORS
    • F03D1/00—Wind motors with rotation axis substantially parallel to the air flow entering the rotor 
    • F03D1/06—Rotors
    • F03D1/065—Rotors characterised by their construction elements
    • F03D1/0675—Rotors characterised by their construction elements of the blades
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03D—WIND MOTORS
    • F03D13/00—Assembly, mounting or commissioning of wind motors; Arrangements specially adapted for transporting wind motor components
    • F03D13/20—Arrangements for mounting or supporting wind motors; Masts or towers for wind motors
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C53/00—Shaping by bending, folding, twisting, straightening or flattening; Apparatus therefor
    • B29C53/80—Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
    • B29C53/82—Cores or mandrels
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C70/00—Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts
    • B29C70/04—Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts comprising reinforcements only, e.g. self-reinforcing plastics
    • B29C70/28—Shaping operations therefor
    • B29C70/30—Shaping by lay-up, i.e. applying fibres, tape or broadsheet on a mould, former or core; Shaping by spray-up, i.e. spraying of fibres on a mould, former or core
    • B29C70/36—Shaping by lay-up, i.e. applying fibres, tape or broadsheet on a mould, former or core; Shaping by spray-up, i.e. spraying of fibres on a mould, former or core and impregnating by casting, e.g. vacuum casting
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29L—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASS B29C, RELATING TO PARTICULAR ARTICLES
    • B29L2031/00—Other particular articles
    • B29L2031/08—Blades for rotors, stators, fans, turbines or the like, e.g. screw propellers
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29L—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASS B29C, RELATING TO PARTICULAR ARTICLES
    • B29L2031/00—Other particular articles
    • B29L2031/08—Blades for rotors, stators, fans, turbines or the like, e.g. screw propellers
    • B29L2031/082—Blades, e.g. for helicopters
    • B29L2031/085—Wind turbine blades
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65H—HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL, e.g. SHEETS, WEBS, CABLES
    • B65H49/00—Unwinding or paying-out filamentary material; Supporting, storing or transporting packages from which filamentary material is to be withdrawn or paid-out
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65H—HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL, e.g. SHEETS, WEBS, CABLES
    • B65H69/00—Methods of, or devices for, interconnecting successive lengths of material; Knot-tying devices ;Control of the correct working of the interconnecting device
    • B65H69/06—Methods of, or devices for, interconnecting successive lengths of material; Knot-tying devices ;Control of the correct working of the interconnecting device by splicing
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/70—Wind energy
    • Y02E10/72—Wind turbines with rotation axis in wind direction
    • Y02E10/721—
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/70—Wind energy
    • Y02E10/728—Onshore wind turbines
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
    • Y02P70/10—Greenhouse gas [GHG] capture, material saving, heat recovery or other energy efficient measures, e.g. motor control, characterised by manufacturing processes, e.g. for rolling metal or metal working
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
    • Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Composite Materials (AREA)
  • Moulding By Coating Moulds (AREA)
  • Reinforced Plastic Materials (AREA)
  • Wind Motors (AREA)

Abstract

본 발명은, 바람직하게 스트립형의 섬유 복합 재료를 감기 위해 회전하게 될 수 있는 와인딩 맨드릴(3a)을 포함하는 풍력 발전 시스템 로터 블레이드(100)를 위한 블레이드 단부 반제품(101)의 제조 장치(1)에 관한 것이다. 본 발명에 따르면, 와인딩 맨드릴을 따라 이동 할 수 있는, 와인딩 맨드릴 둘레로 감기 이전에 섬유 복합 재료를 함침하기 위한 함침 장치(5), 및 바람직하게 상기 함침 장치와 동기식으로, 와인딩 맨드릴을 따라 이동할 수 있는, 섬유 복합 재료를 제공하기 위한 매거진 장치(7)를 포함하는 것이 제안된다.

Description

풍력 발전 시스템 로터 블레이드를 위한 반제품을 제조하기 위한 장치 및 방법 그리고 이에 의해 제조되는 로터 블레이드 및 풍력 발전 시스템{DEVICE AND METHOD FOR PRODUCING SEMIFINISHED PRODUCTS FOR WIND POWER SYSTEM ROTOR BLADES AND ROTOR BLADE AND WIND ENERGY SYSTEM PRODUCED THEREWITH}
본 발명은, 바람직하게는 스트립형의 섬유 복합 재료를 감기 위해 회전하게 될 수 있는 와인딩 맨드릴을 포함하는 풍력 발전 시스템 로터 블레이드를 위한 블레이드 단부의 제조 장치에 관한 것이다.
기본적으로 로터 블레이드 기술의 분야에서, 그리고 특히 풍력 발전 시스템의 로터 블레이드 기술의 분야에서, 로터 블레이드의 허브 측 단부 부품에는 특별한 안정성의 요구가 주어지는데, 그 이유는 상기 단부 부품이 블레이드로부터 허브로의 힘 전달을 책임지며, 특히 높은 정적 및 동적 하중에 노출되기 때문이다. 따라서, 풍력 발전 시스템용 로터 블레이드의 블레이드 단부가 높은 제조 정확도로 그리고 높은 품질 표준을 유지하면서 제조될 수 있는 것이 매우 중요하다.
상기 로터 블레이드용 블레이드 단부들은 종종 복수의 부품으로 이루어지고, 상기 부품들 중 적어도 몇몇은 섬유 복합 재료로 제조된다. 선행 기술에는 건조 몰드에서 섬유 복합 재료로 이루어진 복수의 성형 부품의 결합이 공지되어 있다. 이렇게 결합된 "건조된" 섬유 복합 성형 부품들은 지금까지 통상 서로 기밀 방식으로 폐쇄되고, 진공화된 다음, 소위 진공 사출 방법 또는 주입(Infusion) 방법으로 유체("함침 유체"라고도 함)로 함침된다. 유체는 섬유 복합 재료의 통과 후에 경화됨으로써, 전체 구조가 결합 및 안정성을 얻게 된다.
일반적으로 만족스런 결과를 제공하는 상기 공지된 방법에서, 특정한 경우에, 함침 유체가 섬유 복합 재료로 이루어진 성형 부품의 상이한 구조 영역 내로 동일하게 신속하게 침투하지 않을 수 있다. 이러한 불균일한 유동의 형성에 의해, 극단의 경우, 섬유 복합 재료가 어디서든 함침 유체로 동일한 방식으로 침윤되지 않을 수 있다. 불충분하게 침윤된 지점에서, 경화 상태의 부품의 상대적으로 더 낮은 강도가 나타날 수 있고, 이는 고장의 위험을 높인다.
또한, 선행 기술에서는 개별 성형 부품들의 이런 조합체를 제조하기 위해 지금까지 진공화 및 함침 유체의 안내를 가능하게 하는 추가의 수단, 예를 들면 진공 막 및 유체 라인이 함께 삽입되어야 하거나 또는 제공되어야 하는 것이 제조 경제와 관련해서 단점으로 나타난다.
블레이드 단부의 기본 구조를 형성하기 위해 예를 들면 DE 10 2010 026 018 A1에는 풍력 발전 시스템의 로터 블레이드를 위한 감는 기술이 공지되어 있다. 선행 기술에 나타난 단점들은 여기서는 나타나지 않는다.
상기 실시예들을 배경으로, 본 발명의 과제는 전술한 방식에 따른 블레이드 단부의 제조 장치를 선행 기술에 나타난 단점들이 가급적 넓게 제거되도록 개선하는 것이다.
특히 본 발명의 과제는 강도의 변동이 더 작은 블레이드 단부를 제조할 수 있는 제조 장치를 제공하는 것이다. 또한, 본 발명의 과제는 전술한 방식의 제조 장치에 상승한 제조 경제를 제공하는 것이다.
상기 과제는 본 발명에 따라 전술한 방식의 제조 장치에 있어서, 상기 제조 장치가, 와인딩 맨드릴을 따라 이동할 수 있는, 와인딩 맨드릴 둘레로 감기 전에 섬유 복합 재료의 함침을 위한 함침 장치, 및 바람직하게는 함침 장치와 동기식으로, 상기 와인딩 맨드릴을 따라 이동할 수 있는, 섬유 복합 재료의 제공을 위한 매거진 장치를 포함함으로써 달성된다.
본 발명은 섬유 복합 재료 전체의 더 양호한 침윤이 함침 과정에 의해 달성될 수 있다는 사실을 기초로 한다. 상기 함침 과정은 블레이드 단부를 위한 섬유 복합 재료에 추가해서 예를 들면 진공막 또는 유체 라인과 같은 추가의 구조 부재를 조립할 필요가 없도록 한다.
본 발명은 또한, 특히 함침 장치, 및 섬유 복합 재료를 제공하는 매거진 장치가, 바람직하게는 동기식으로, 회전 가능한 와인딩 맨드릴을 따라 이동함으로써, 하나의 연속하는 공정에서 섬유 복합 재료가 와인딩 맨드릴 상에 감길 수 있고 동시에 와인딩 과정 바로 이전에 함침 장치 내에 함침 유체가 제공되는 것을 이용한다. 함침에 이어서 시간적으로 근접한 감는 과정에 의해, 섬유 복합 재료 구조 내에 함침 유체의 매우 바람직한 균일한 분포가 달성된다. 함침 유체로는 본 발명에 따라 예를 들면 (합성) 수지가 사용된다. 섬유 복합 재료로는 본 발명에 따라 예를 들면 CFK 또는 GFK가 사용된다.
와인딩 맨드릴이 고정된 상태에서 회전할 수 있고, 그리고 와인딩 맨드릴에 비해 훨씬 더 작은, 함침 장치 및 매거진 장치의 구조적 유닛이, 와인딩 맨드릴을 따라 이동하기 때문에, 제조 장치 최적화된 구성이 제공된다.
본 발명은, 매거진 장치가, 회전 가능하게 설치되어 섬유 복합 재료 롤(roll)을 수용하는 복수의 롤 지지체를 포함함으로써 개선된다. 상기 섬유 복합 재료 롤들 중, 바람직하게 섬유 복합 재료를 풀기 위한 각각 하나의 1차 롤이 작동 상태이며, 섬유 복합 재료는 제조 장치의 함침 장치를 통해 와인딩 맨드릴로 이송되고 와인딩 맨드릴의 회전에 의해 이 와인딩 맨드릴 상에 감긴다. 필요한 롤 교체 시에 바람직하게 (2차) 롤이 작동하며, 상기 롤은 가급적 작은 시간 지연으로 섬유 복합 재료가 다음 롤로부터 이송 경로 내로 공급되며 풀릴 수 있도록 하기 위해 이전 롤이 완전히 풀리기 전에 먼저 대기 상태로 유지된다.
어쨌든 나머지의 비-작동 롤들은 섬유 복합 재료의 저장을 위해 사용되고, 롤 교체를 위한 가급적 짧은 교체 시간이 와인딩 과정에 영향을 주지 않는 것을 보장한다. 전술한 방식의 매거진 장치의 제공에 의해, 새로운 미사용의 섬유 복합 재료 롤은, 제조 장치 및 감기 과정의 중단 없이, 이전에 풀린 섬유 복합 재료 롤들의 위치에서 사용될 수 있다.
본 발명의 바람직한 실시예에서, 롤 지지체들은 모터식 구동 장치를 포함한다. 더 바람직하게는 와인딩 맨드릴도 모터식 구동 장치를 포함한다.
특히 바람직하게 롤 지지체의 모터식 구동 장치 및 와인딩 맨드릴의 모터식 구동 장치가, 바람직하게 전자 제어 유닛에 의해, 서로 의존적으로 작동하게 될 수 있다. 바람직하게 롤 지지체의 구동력 및 풀림 속도는 롤 직경이 작아짐에도 불구하고 풀린 섬유 복합 재료의 일정한 유효 속도가 보장되도록 제어된다. 동일한 것이, 바람직하게 연속적으로 감기는 섬유 복합 재료 층의 직경 증가의 경우에도, 감기는 섬유 복합 재료의 일정한 유효 속도를 유지하는 와인딩 맨드릴에도 적용된다.
바람직하게, 상기 전자 제어 유닛 또는 추가의 전자 제어 유닛은, 와인딩 맨드릴을 따르는 함침 장치 및 매거진 장치의 이동의 진행을 미리 규정된 설정에 따라 제어하도록 설계된다.
바람직하게, 본 발명에 따른 제조 장치에 측정 수단들이 제공되고, 상기 측정 수단들은 풀리는 유효 속도를 검출하기 위해 매거진 장치에 및/또는 감기는 섬유 복합 재료의 유효 속도를 검출하기 위해 와인딩 맨드릴에 형성된다. 이는 예를 들면 각각의 롤에서 두께 증가 또는 감소를 측정하는 광학 측정 수단들일 수 있다. 모터식 구동 장치에 의해 판독 출력될 수 있는 회전 속도와 함께 유효 속도도 결정될 수 있다.
본 발명의 다른 바람직한 실시예에서 매거진 장치는 복수의 롤 지지체의 리볼버 형태의 배열체를 포함한다. 매거진 장치가 리볼버로서 형성됨으로써, 각각의 롤들은 그들의 롤 지지체에서 매거진의 회전에 의해 구르기 위한 개별적인 작동 위치에 놓일 수 있다. 롤 교체가 준비되면, 바람직하게 2개의 인접한 롤들이 작동 상태가 된다. 바람직하게 이 경우 다음에 작동될 롤 지지체로부터 섬유 복합 재료의 특정 량이 예비 공급되고, 그에 따라 섬유 복합 재료가 가급적 시간 지연 없이 경우에 따라 이전 롤의 단부 섹션과 중첩되어 매거진 장치로부터 함침 장치의 방향으로 이송될 수 있다.
바람직하게 리볼버 형태의 배열체가 회전하도록 설치되고, 특히 모터식으로 구동된다. 예를 들면, 복수의 롤 지지체가 연달아 움직이는 암 또는 지지 링에 별 형태로 배치될 수 있다.
리볼버 형태의 배열체의 회전 가능함은 또한, 특히 적은 비용으로 작동하는 롤에 마주 놓인 측면에서 롤 교체가 이루어질 수 있는 것을 보장한다.
본 발명의 특히 바람직한 실시예에 따라, 제조 장치는 매거진 장치의 영역에, 바람직하게 매거진 장치에, 장착되는, 롤 지지체의 풀림 방향에 대해 평행하지 않게 이동할 수 있는 재봉 머신을 포함하고, 상기 재봉 머신은 제1 롤 지지체로부터, 바람직하게는 완전하게, 풀린 제1 섬유 복합 재료 롤의 섹션, 특히 단부 섹션을, 제2 롤 지지체로부터, 바람직하게 아직 완전하지 않게, 풀린 제2 섬유 복합 재료 롤의 섹션, 바람직하게 시작 섹션과 연결하기 위해 사용된다. 이 실시예에 따라, 작동 도중에, 재봉 머신에 의해, 사용된 롤의 롤 단부가 아직 사용되지 않은 롤의 시작 부분과 재봉됨으로써, 새로운 롤이 이전 롤의 단부에 의해 와인딩 맨드릴의 와인딩 과정을 통해 함침 장치를 향한 이송 경로 내로 함께 당겨진다. 또한, 재봉 머신의 사용은 롤러 교체의 중단 없는 실시를 가능하게 하고, 이는 제조 경제에 특히 바람직하게 작용한다. 재봉 머신으로는 예를 들면 색 재봉 머신(sack sewing machine)이라고도 하는 산업용 재봉 머신이 사용될 수 있다. 스티치의 충분히 큰 간격은, 함침 유체에 의한 함침이 허용되지 않은 영향을 받지 않는 것을 보장한다.
다른 바람직한 실시예에서, 재봉 머신 대신에 또는 재봉 머신에 추가해서 택커(tacker) 장치 및/또는 섬유 복합 재료의 섹션들을 접착하기 위한 접착 장치가 제공된다.
더 바람직하게, 본 발명에 따른 제조 장치의 바람직한 실시예에서 함침 장치는 매거진 장치로부터 와인딩 맨드릴로 연장되는 섬유 복합 재료의 복수 회의 방향 전환을 위한 복수의 방향 전환 롤러를 포함한다. 바람직하게, 방향 전환 롤러들은 함침 용기의 바닥에 대해 동일한 또는 상이한 간격으로 배치된다. 이로 인해, 함침 장치에 의해 이송되는 섬유 복합 재료가 상이한 방향으로 복수회 휘어진다. 이로 인해 각각 롤 형태의 섬유 복합 재료의 중성 섬유의 왕복적인 당김 및 압축에 의해 섬유 복합 재료 내부에서 함침 유체의 균일한 분포가 달성된다. 바람직하게 작동 중에 함침 용기는, 섬유 복합 재료가 함침 유체 내로 여러 번 잠기도록, 유체로 채워진다.
본 발명의 다른 바람직한 실시예에 따라, 함침 장치는 복수의 인장 롤러를 포함하고, 상기 인장 롤러들은 섬유 복합 재료를 긴장시키기 위해 상기 섬유 복합 재료와 접촉할 수 있고, 바람직하게 2개의 인접한 방향 전환 롤러 사이에 각각 적어도 하나의 인장 롤러가 배치된다. 인장 롤러들은 바람직하게 함침 장치를 통한 섬유 복합 재료의 가급적 균일한 통과 시간을 보장하기 위해, 함침 장치 내에서 섬유 복합 재료의 처짐 또는 미끄러짐을 방지하도록 형성된다. 이로 인해, 도포의 균일성 및 함침 정도의 변동 크기가 개선된다.
바람직하게, 하나의, 복수의 또는 모든 인장 롤러가 롤러 응력을 검출하기 위한 측정 수단들을 포함한다. 상기 측정 수단들은 예컨대 섬유 복합 재료의 이동에 대해 수직인 압착력을 검출하는 힘 측정 장치일 수 있다. 이 측정 수단들은 바람직하게 제조 장치의 전자 제어부와, 또는 별도의 전자 제어부와, 그리고 경우에 따라 신호 출력부들과 상호 작용한다.
바람직하게는 함침 장치는 가열 수단을 포함하고, 상기 가열 수단은 함침 유체의 온도를 미리 정해진 값 범위 내로 유지하도록 형성된다. 함침 유체의 온도는 특히 수지 또는 합성 수지가 선택된 경우 유체의 점성에 영향을 주기 때문에, 바람직하게는 가열 수단에 의해, 점성이 유체의 확실하고 가급적 완전한 함침을 가능하게, 하지만 동시에 유체가 섬유 복합 재료에 의해 충분히 저장되지 않은 채로 간단히 섬유 복합 재료를 통해 흐를 정도로 낮은 점성이 되지 않은 온도 범위로 유지된다.
본 발명에 따른 제조 장치의 와인딩 맨드릴은 바람직하게, 섬유 복합 재료가 감기는 반제품, 바람직하게 뼈대 부재를 수용하도록 설계된다. 뼈대 부재 삽입물은, 내부에서 와인딩 맨드릴의 벽에 접촉하고 와인딩 맨드릴을 지지하거나 보강한다. 또한, 특히 여러 부분으로 이루어진 와인딩 맨드릴들을 사용하는 것이 바람직한 것으로 나타났는데, 그 이유는 이들이 줄어든 물류 비용으로 와인딩 맨드릴 둘레에 양측부로부터 배열될 수 있기 때문이다.
본 발명은 또한 특히 전술한 바람직한 실시예들 중 하나에 따른 제조 장치에 의해 풍력 발전 시스템 로터 블레이드용 블레이드 단부의 제조 방법에 관한 것이다. 본 발명에 따른 방법은 본 발명에 따른 제조 장치와 관련해서 전술한 과제를, 매거진 장치에 의해 섬유 복합 재료를 제공하는 단계, 매거진 장치로부터 함침 장치를 통해 와인딩 맨드릴로 섬유 복합 재료를 이송하는 단계, 및 바람직하게 모터식으로, 회전함에 의해 와인딩 맨드릴 둘레애 섬유 복합 재료를 감는 단계에 의해 해결하고, 이 경우 상기 함침 장치 및 상기 매거진 장치는, 감김 도중에, 와인딩 맨드릴을 따라, 바람직하게는 서로 동기식으로 이동하게 된다.
본 발명에 따른 방법은 본 발명에 따른 제조 장치와 동일한 인식 및 장점을 이용하기 때문에, 이와 관련해서 전술한 설명이 참조된다. 본 발명에 따른 제조 장치의 작동 또는 본 발명에 따른 방법의 실시에서는, 와인딩 맨드릴을 따르는 매거진 장치 및 함침 장치의 이동, 바람직하게는 동기식 이동에 의해, 본원 과제의 경제적인 해결이 달성된다는 것이 나타난다. 예를 들면 함침 장치가 매거진 장치와 함께 와인딩 맨드릴을 따라 이동할 수 있기 때문에, 함침 장치가 와인딩 맨드릴과 고정적으로 유지되며 매거진 장치만이 이동되는 경우보다 훨씬 더 작은 함침 장치가 사용될 수 있다. 따라서, 함침 장치 내의 유체 레벨을 적절한 정도로 유지하기 위해 더 적은 부피의 함침 유체로 충분하다. 그 결과, 함침 유체를 가열하기 위한 에너지 및 비용 소비가 고정적인 함침 장치에서보다 훨씬 더 작다. 추가로, 함침 장치가 매거진 장치와 동기식으로 이동하면, 섬유 복합 재료가 풀림 방향으로만 함침 장치를 통과하기 때문에, 함침 유체가 섬유 복합 재료의 "측면으로 유입하는 것이" 방지된다. 따라서, 롤 형태의 섬유 복합 재료 양 측면에서, 즉 풀림 방향과 관련해서 좌측 및 우측에서 균일한 함침이 이루어진다.
본 발명에 따른 방법은 바람직하게는 섬유 복합 재료가 회전 가능하게 설치된 복수의 롤 지지체에 제공되며, 롤 지지체는 이송시 섬유 복합 재료가 풀리도록 회전함으로써, 바람직하게는 모터식으로 구동됨으로써 개선된다.
바람직하게는 와인딩 맨드릴 및 롤 지지체가 각각 모터식 구동 장치를 포함하고, 롤 지지체의 모터식 구동 장치와 와인딩 맨드릴의 모터식 구동 장치는 바람직하게는 전자 제어 유닛에 의한 이동의 실시 시에, 서로 의존적으로 작동하게 된다. 바람직하게 구동은 와인딩 맨드릴에 의해 섬유 복합 재료에 가해진 인장 응력이 너무 크지 않도록, 그리고 풀림 속도 및 감김 속도가, 즉 이송 경로의 양단부에서의 섬유 복합 재료의 유효 속도들이 가급적 서로 적은 편차를 갖도록 이루어진다. 풀리는 또는 감기는 섬유 복합 재료의 유효 속도는 바람직하게는 상응하는 측정 수단에 의해 검출된다.
더 바람직하게 본 발명에 따른 방법은, 제1 롤 지지체로부터, 바람직하게 완전히, 풀린 제1 섬유 복합 재료 롤러의 섹션, 특히 단부 섹션을, 제2 롤 지지체로부터, 바람직하게 아직 완전하게 않게, 풀린 제2 섬유 복합 재료 롤러의 섹션, 바람직하게 시작 섹션과 연결하는 단계를 포함한다. 바람직하게 상기 연결은, 롤 지지체의 풀림 방향에 대해 평행하지 않게 이동할 수 있는 재봉 머신에 의한 두 섹션의 재봉에 의해 이루어진다.
더 바람직하게 본 발명에 따른 방법은 매거진 장치로부터 와인딩 맨드릴로 연장되는 섬유 복합 재료의 복수 회의 방향 전환 단계를 포함한다. 방향 전환은 바람직하게는 함침 장치의 함침 용기의 바닥에 대해 동일한 또는 상이한 간격으로 배열되는 복수의 방향 전환 롤러에 의해 이루어진다.
바람직하게는 2개의 인접한 방향 전환 롤러 사이에서의 섬유 복합 재료의 긴장이, 특히 복수의 인장 롤러와 섬유 복합 재료의 접촉에 의해 이루어진다.
본 발명은 또한 전술한 바람직한 실시예들 중 하나에 따른 방법을 포함하며 또한, 다음 단계;
- 경화를 위해 감긴 섬유 복합 재료를 몰드 내로 삽입하는 단계,
- 경화된 섬유 복합 부품이 형성되도록, 감는 단계 이후에 함침 유체를 경화하는 단계,
- 경화된 섬유 복합 부품으로부터 와인딩 맨드릴을 분리하는 단계,
- 바람직하게, 블레이드 단부가 형성되도록, 상기 경화된 섬유 복합 부품을 하나 이상의 다른 적층 층과 접착하는 단계,
- 경화 단계 이후에, 상기 블레이드 단부를 하나 이상의 부착 부품과, 예를 들면 뒷전(trailing edge) 세그먼트, 블레이드 팁 등과, 특히 나사 결합 또는 접착에 의해, 연결하는 단계를 포함하는, 풍력 발전 시스템을 위한 로터 블레이드의 제조 방법에 관한 것이다.
와인딩 맨드릴의 분리는 바람직하게는 함침 유체의 경화 이후에 이루어진다. 더 바람직하게는, 와인딩 바디라고도 하는 경화된 섬유 복합 부품이 반제품으로서 와인딩 맨드릴의 분리 이후에 로터 블레이드 몰드 내로 삽입되고, 상기 로터 블레이드 몰드 내에 추가 로터 블레이드 부품이 추가된다.
본 발명은 또한, 타워, 상기 타워에 회전 가능하게 설치되는 기관실, 상기 기관실에 회전 가능하게 설치되는 로터, 및 상기 로터에 부착되는 복수의 로터 블레이드를 포함하며, 상기 로터 블레이드들 중 적어도 하나, 바람직하게 복수 또는 모든 로터 블레이드가 풍력 발전 시스템을 위한 로터 블레이드를 제조하기 위한 전술한 방법에 따라 제조되었거나 또는 제조되는, 풍력 발전 시스템에 관한 것이다.
이하, 본 발명의 실시예들이 첨부한 도면을 참고로 상세히 설명된다.
도 1은 바람직한 실시예에 따른 제조 장치의 개략적인 횡단면도.
도 2는 도 1에 따른 본 발명의 제조 장치에 의해 제조된 블레이드 단부의 개략적인 횡단면도.
도 3은 바람직한 실시예에 따른 블레이드 단부를 구비한 로터 블레이드의 개략적인 횡단면도.
도 4는 도 1에 따른 제조 장치의 일부의 사시도.
도 5는 도 4에 따른 부분을 다른 방향에서 바라본 사시도.
도 6은 본 발명에 따른 로터 블레이드를 구비한 풍력 발전 시스템.
도 1에는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 블레이드 단부의 제조 장치가 개략적으로 도시된다. 제조 장치(1)는 회전 구동 가능한 와인딩 맨드릴(3a)을 포함한다. 와인딩 맨드릴(3a) 상에 와인딩 하우징(3b)이 고정되고, 상기 하우징 둘레로 섬유 복합 재료(103)가 롤 형태로 감긴다. 와인딩 맨드릴(3a)은 고정적으로 배치된다.
제조 장치(1)는 또한 함침 장치(5)를 포함한다. 함침 장치(5)는 바닥(11)을 가진 함침 용기(13)를 포함한다. 복수의 방향 전환 롤러들(9a, 9b, 9c)이 함침 장치(5) 내에서 바닥에 대해 떨어져 배치된다. 방향 전환 롤러들(9a, 9b, 9c)과 바닥(11) 사이의 간격은 도 1에 도시된 바와 동일하게 선택될 수 있거나 또는 섬유 복합 재료(103)가 방향 전환 롤러들(9a, 9b, 9c) 둘레로 얼마나 감겨야 하는지에 따라 상이하게 선택될 수 있다. 또한, 함침 장치(5)는 복수의 인장 롤러(10a, 10b, 10c, 10d)를 포함하고, 상기 인장 롤러들은 방향 전환 롤러의 방향으로의 장력을 높이거나 낮추기 위해, 섬유 복합 재료(103)의 이송 방향에 대해 평행하지 않게 상기 섬유 복합 재료에 접촉함으로써 작용한다. 이로 인해, 감는 각도에 대한 영향이 주어질 수 있다. 도 1에 도시된 실시예에서 인장 롤러들(10a, 10b)은 방향 전환 롤러(9a)의 방향으로 섬유 복합 재료(103)의 긴장을 일으키는 한편, 인장 롤러들(10c, 10d)은 방향 전환 롤러(9c)의 방향으로 섬유 복합 재료(103)의 긴장을 일으킨다. 대안적 실시예에서, 인장 롤러들(10b, 10c)이 방향 롤러(9b)의 방향으로 섬유 복합 재료(103)를 긴장시킬 수도 있다.
함침 장치(5)는 미리 정해진 레벨까지 함침 유체(300)로 채워진다. 함침 유체(300)의 레벨은 바람직하게 섬유 복합 재료(103)가 함침 장치(5)를 통해 이송될 때 복수 회 함침 유체(300) 내로 잠기도록 선택된다. 이는 바람직하게는, 섬유 복합 재료(103)가 방향 전환 롤러(9b)에 의해 유체로부터 들어 올려지고 방향 전환 롤러들(9a, 9c)에 의해 유체 내로 잠김으로써 보장된다.
함침 장치(5)는 또한, (도시되지 않은) 가열 수단과 관련하여 제어부(15)에 의해, 함침 장치(5)에 제공된 함침 유체(300)가 미리 정해진 온도 범위 내로 유지되도록, 가열될 수 있다.
함침 장치(5)는 화살표 A의 방향으로, 즉 도 1에서 관찰 평면 내로 또는 그로부터 나오도록, 바람직하게는 레일 상에서 이동 가능하다.
도 1에 따른 제조 장치(1)는 또한 매거진 장치(7)를 포함한다. 매거진 장치(7)는 도 1에서 개별 롤러로서 개략적으로만 도시되어 있다. 매거진 장치(7)의 상세한, 바람직한 실시예는 도 4 및 도 5에 나타난다. 매거진 장치(7)는 섬유 복합 재료(103)를 제공한다. 섬유 복합 재료는 매거진 장치(7)에 의해 화살표 B의 방향으로 풀린다. 매거진 장치(7)는, 바람직하게 함침 장치(5)와 동기식으로, 화살표 A의 방향으로, 바람직하게는 레일 상에서, 이동될 수 있다.
제조 장치(1)의 작동 도중에, 매거진 장치(7)로부터 섬유 복합 재료가 화살표 B의 방향으로 풀리고, 함침 장치(5) 내로 공급된다. 함침 장치(5) 내에서 섬유 복합 재료(103)는 인장 롤러들(10a 내지 10d)에 의해 긴장된 상태에서 방향 전환 롤러들(9a 내지 9c)에서 이송된다. 이 경우, 섬유 복합 재료(103)는 복수 회, 즉 각각 방향 전환 롤러들(9a, 9c)과 함침 용기(13)의 바닥(11) 사이에서 함침 유체(300) 내로 잠긴다.
함침 장치(5)의 통과에 이어서, 섬유 복합 재료(103)는 와인딩 맨드릴(3a)의 회전축을 중심으로 회전하는 와인딩 하우징(3b) 상에 감기고, 이로 인해 와인딩 하우징(3b) 상에 블레이드 단부(101)의 구조가 나타난다.
먼저, 여전히 액상인 함침 유체(300)가 와인딩 하우징(3b) 둘레로 감기는 과정의 종료 후에 경화된다. 와인딩 하우징(3b)의 분리 후에 완성된 블레이드 단부(101)가 주어진다.
도 2에는 블레이드 단부(101)의 구조 및 그에 따라 개략적으로 와인딩 과정이 횡단면도로 도시된다. 도 2에 따른 와인딩 하우징(3b)은 섬유 복합 재료(103)를 수용하도록 설계되며, 추가로 도 2에서 뼈대 부재(105)의 형태로 도시되는 반제품을 수용하도록 설계된다. 뼈대 부재(105)는 와인딩 하우징(3b)과 함께 섬유 복합 재료(103)에 의해 감긴다. 뼈대 부재(105)는 바람직하게 함침 유체로 예비 함침된다.
도 2에서 일체형으로 도시된 와인딩 하우징(3b)은 대안으로서 여러 부분으로 형성될 수 있고, 이는 와인딩 맨드릴(3a)(도 1)에의 장착을 용이하게 한다. 도 1에 따른 제조 장치(1)의 작동 도중에, 바람직하게는 먼저 필요한 수(단수 또는 다수)의 반제품, 예컨대 뼈대 부재(105)가 와인딩 하우징(3b)에 장착된다. 그리고 나서, 제조 장치(1)의 작동에 의해 섬유 복합 재료(103)가 와인딩 하우징(3b)에 감긴다. 이로 인해, 정해진 수의 층들이, 와인딩 맨드릴(3a) 및 와인딩 하우징(3b)에 대한 함침 장치(5) 및 매거진 장치(7)의 구동의 변동에 의해, 와인딩 하우징(3b) 상에, 특정 구조가 형성될 때까지, 제공된다.
상기 과정에 이어서, 그리고 블레이드 단부(101)의 경화 및 그 밖의 완성에 이어서, 블레이드 단부가 다른 부품들과 결합되어, 도 3에 개략적으로 도시된 바와 같은 로터 블레이드를 형성한다. 도 3에 따른 로터 블레이드(100)는 허브 측에 블레이드 단부(101)를 포함한다.
경화 후에 섬유 복합 부품으로서의 블레이드 단부는 실질적으로 로터 블레이드의 외부 윤곽을 형성한다. 추가의 섬유 복합 재료 층들이 형상의 완전함을 위해, 예를 들면 뒷전 세그먼트를 형성하기 위해 제공될 수 있다.
블레이드 단부(101)는 바람직하게 접착에 의해 인터페이스(113)에서 뒷전 세그먼트(107)와 결합된다. 또한, 블레이드 단부(101)는 허브의 반대 측부에서, 바람직하게 도면 부호 111로 표시되는 나사 결합에 의해 블레이드 팁(109)과 연결된다.
도 1에서 개별 롤러로서 개략적으로 도시된 매거진 장치(7)는 도 4 및 도 5에 상세히 도시되어 있다. 매거진 장치(7)는 프레임(17)을 포함한다. 프레임은 복수의 롤러(19)에 의해, 바람직하게는 레일 상에서 이동하게 될 수 있다(화살표 A의 방향으로). 롤러들(19)은 적어도 부분적으로 모터식으로 구동된다. 양측부에서 프레임(17)에 휠들(21)이 회전 가능하게 설치된다. 휠들(21)은 공통의 축에 의해 결합된다. 휠들(21)은 또한 모터식 구동 장치(23)에 의해 이동될 수 있다.
복수의 롤 지지체(25a-25j)가 휠들(21)에 리볼버 형태의 배열체로 회전 가능하게 설치된다. 롤 지지체들(25a-25j)은 각각 하나의 커플링(26)(단 하나만 도면 부호로 표시됨)을 포함한다. 커플링들(26)은 각각 프레임(17)에 배치되는 모터식 구동 장치(29b, 31a, 31b)와 결합될 수 있다. 롤 지지체들(25)은 섬유 복합 재료 롤들을 지지하도록 설계된다. 이 경우, 롤 지지체들은 섬유 복합 재료 롤의 치수 설계에 따라 각각 개별적으로 하나의 롤을 또는 각각 한 쌍의 롤을 지지할 수 있고, 이 경우 각각 다른 휠(21)과 마주 하는 한 쌍의 롤은 상응하는 섬유 복합 재료 롤의 각각 하나의 단부 섹션을 수용한다. 도 4 및 도 5에 도시된 정렬에서 모터식 구동 장치(29, 31)와 결합되지 않은 롤 지지체들(25e 내지 25j)은, 롤 지지체(25a 내지 25d)로부터 섬유 복합 재료를 풀기 위한 모터식 구동 장치(29, 31)의 작동 중에도 섬유 복합 재료 롤의 교체를 가능하게 한다.
작동 중에 롤이 풀리면, 구동 모터로부터 빈 롤의 분리, 매거진 장치의 회전, 및 다음 롤의 분리에 의해, 준 연속적인 작동이 보장될 수 있다.
도 6은 타워(102) 및 기관실(104)을 구비한 풍력 발전 시스템(200)을 도시한다. 기관실(104)에는 바람직한 실시예에 따른 3개의 로터 블레이드(100) 및 스피너(110)를 구비한 로터(106)가 배치된다. 로터(106)는 작동 중에 바람에 의해 회전 운동을 하고, 그로 인해 기관실(104) 내의 제너레이터를 구동한다.

Claims (17)

  1. - 바람직하게 스트립형의 섬유 복합 재료를 감기 위해 회전하게 될 수 있는 와인딩 맨드릴(3a)을 갖는, 풍력 발전 시스템 로터 블레이드(100)를 위한 블레이드 단부 반제품(101)의 제조 장치(1)로서,
    - 상기 와인딩 맨드릴을 따라 이동 할 수 있는, 상기 와인딩 맨드릴 둘레로 감기 이전에 상기 섬유 복합 재료를 함침하기 위한 함침 장치(5), 및
    - 바람직하게 상기 함침 장치와 동기식으로, 상기 와인딩 맨드릴을 따라 이동할 수 있는, 상기 섬유 복합 재료를 제공하기 위한 매거진 장치(7)를 포함하는 것을 특징으로 하는 블레이드 단부 반제품 제조 장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 매거진 장치는, 섬유 복합 재료 롤들을 수용하기 위한, 회전 가능하게 장착되는 복수의 롤 지지체(25)를 포함하는 것을 특징으로 하는 블레이드 단부 반제품 제조 장치.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 롤 지지체들은 모터식 구동 장치(29, 31)를 포함하는 것을 특징으로 하는 블레이드 단부 반제품 제조 장치.
  4. 제 3항에 있어서,
    상기 와인딩 맨드릴은 모터식 구동 장치를 포함하고, 상기 롤 지지체의 상기 모터식 구동 장치 및 상기 와인딩 맨드릴의 상기 모터식 구동 장치는, 바람직하게 전자 제어 유닛에 의해, 서로 의존적으로 작동하게 되는 것을 특징으로 하는 블레이드 단부 반제품 제조 장치.
  5. 제 2항 내지 제 5항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 매거진 장치는, 상기 복수의 롤 지지체의 리볼버 형태의 배열체를 구비하는 것을 특징으로 하는 블레이드 단부 반제품 제조 장치.
  6. 제 5항에 있어서,
    상기 리볼버 형태의 배열체는 회전하도록 설치되며, 그리고 바람직하게 모터식으로 구동되는 것을 특징으로 하는 제조 장치.
  7. 제 1항 내지 제 6항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 매거진 장치의 영역에, 바람직하게는 상기 매거진 장치에, 장착되는, 상기 롤 지지체들의 구름 방향에 대해 평행하지 않게 이동할 수 있는, 재봉 머신을 포함하고,
    상기 재봉 머신은, 제1 롤 지지체로부터, 바람직하게는 완전하게, 풀린 제1 섬유 복합 재료 롤의 섹션, 특히 단부 섹션을, 제2 롤 지지체로부터, 바람직하게 아직 완전하지 않게, 풀린 제2 섬유 복합 재료 롤의 섹션, 바람직하게 시작 섹션과 연결하는 것을 특징으로 하는 블레이드 단부 반제품 제조 장치.
  8. 제 1항 내지 제 7항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 함침 장치(5)는, 상기 매거진 장치(7)로부터 상기 와인딩 맨드릴로 연장되는 섬유 복합 재료의 복수 회의 방향 전환을 위한 복수의 방향 전환 롤러(9)를 포함하고, 상기 방향 전환 롤러들은 함침 용기(13)의 바닥(11)에 대해 동일한 또는 상이한 간격으로 배열되는 것을 특징으로 하는 블레이드 단부 반제품 제조 장치.
  9. 제 8항에 있어서,
    상기 함침 장치(5)는 복수의 인장 롤러(10)를 포함하고, 상기 인장 롤러들은 섬유 복합 재료를 팽팽하게 하기 위해 위해 상기 섬유 복합 재료와 접촉 상태에 놓일 수 있고, 바람직하게 2개의 인접한 방향 전환 롤러 사이에 각각 적어도 하나의 인장 롤러가 배치되는 것을 특징으로 하는 블레이드 단부 반제품 제조 장치.
  10. 제 1항 내지 제 9항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 와인딩 맨드릴은 반제품(105)을 수용하도록 설계되고, 상기 반제품의 둘레에 상기 섬유 복합 재료가 감기게 되는 것을 특징으로 하는 블레이드 단부 반제품 제조 장치.
  11. 특히 제 1항 내지 제 10항 중 어느 한 항에 따른 제조 장치에 의한, 풍력 발전 시스템 로터 블레이드를 위한 블레이드 단부 반제품의 제조 방법으로서,
    - 매거진 장치에 의해 섬유 복합 재료를 제공하는 단계,
    - 상기 매거진 장치로부터 함침 장치를 통해 와인딩 맨드릴로 상기 섬유 복합 재료를 이송하는 단계, 및
    - 바람직하게 모터식으로, 회전함에 의해 상기 와인딩 맨드릴 둘레에 상기 섬유 복합 재료를 감는 단계를 포함하고,
    상기 함침 장치 및 상기 매거진 장치는, 감김 도중에, 상기 와인딩 맨드릴을 따라, 바람직하게 서로 동기식으로 이동하게 되는 것인, 블레이드 단부 반제품 제조 방법.
  12. 제 11항에 있어서,
    상기 섬유 복합 재료는, 회전 가능하게 장착되는 복수의 롤 지지체에 제공되며, 그리고
    상기 롤 지지체들은, 이송 도중에, 바람직하게 모터식으로 구동되어, 상기 섬유 복합 재료가 풀리게 되도록 하는 방식으로 회전하는 것인, 블레이드 단부 반제품 제조 방법.
  13. 제 12항에 있어서,
    상기 와인딩 맨드릴 및 상기 롤 지지체는 각각 모터식 구동 장치를 포함하고, 상기 롤 지지체의 상기 모터식 구동 장치 및 상기 와인딩 맨드릴의 상기 모터식 구동 장치는, 바람직하게 전자 제어 유닛에 의해, 서로 의존적으로 이동하게 되는 것인, 블레이드 단부 반제품 제조 방법.
  14. 제 11항 내지 제 13항 중 어느 한 항에 있어서,
    제1 롤 지지체로부터, 바람직하게 완전히, 풀린 제1 섬유 복합 재료 롤러의 섹션, 특히 단부 섹션을, 제2 롤 지지체로부터, 바람직하게 아직 완전하게 않게, 풀린 제2 섬유 복합 재료 롤러의 섹션, 바람직하게 시작 섹션과 연결하는 단계를 포함하는 것인, 블레이드 단부 반제품 제조 방법.
  15. 제 11항 내지 제 14항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 매거진 장치로부터 상기 와인딩 맨드릴로 연장되는 상기 섬유 복합 재료의 복수 회 방향 전환시키는 단계를 포함하는 것인, 블레이드 단부 반제품 제조 방법.
  16. 풍력 발전 시스템을 위한 로터 블레이드의 제조 방법으로서,
    제 11항 내지 제 15항 중 어느 한 항에 따른 방법을 포함하고,
    - 경화를 위해 감긴 섬유 복합 재료를 몰드 내로 삽입하는 단계,
    - 경화된 섬유 복합 부품이 형성되도록, 감는 단계 이후에 함침 유체를 경화하는 단계,
    - 경화된 섬유 복합 부품으로부터 와인딩 맨드릴을 분리하는 단계,
    - 바람직하게, 블레이드 단부가 형성되도록, 상기 경화된 섬유 복합 부품을 하나 이상의 다른 적층 층과 접착하는 단계,
    - 경화 단계 이후에, 상기 블레이드 단부를 하나 이상의 부착 부품과, 예를 들면 뒷전 세그먼트, 블레이드 팁 등과, 특히 나사 결합 또는 접착에 의해, 연결하는 단계를 포함하는 것인, 로터 블레이드 제조 방법.
  17. 풍력 발전 시스템으로서,
    - 타워,
    - 상기 타워에 회전 가능하게 설치되는 기관실,
    - 상기 기관실에 회전 가능하게 설치되는 로터, 및
    - 상기 로터에 부착되는 복수의 로터 블레이드를 포함하며,
    상기 로터 블레이드들 중 적어도 하나의 로터 블레이드는 제 16항에 따른 방법에 따라 제조되는 것인, 풍력 발전 시스템.
KR1020157015195A 2012-11-08 2013-09-25 풍력 발전 시스템 로터 블레이드를 위한 반제품을 제조하기 위한 장치 및 방법 그리고 이에 의해 제조되는 로터 블레이드 및 풍력 발전 시스템 KR101820217B1 (ko)

Applications Claiming Priority (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102012021802.8 2012-11-08
DE102012021802 2012-11-08
DE201310204635 DE102013204635A1 (de) 2013-03-15 2013-03-15 Vorrichtung und Verfahren zum Herstellen von Halbzeugen für Windenergieanlagen-Rotorblätter, sowie Rotorblatt und Windenergieanlage hiermit
DE102013204635.9 2013-03-15
PCT/EP2013/069938 WO2014072120A1 (de) 2012-11-08 2013-09-25 Vorrichtung und verfahren zum herstellen von halbzeugen fuer windenergieanlagen-rotorblaetter, sowie rotorblatt und windenergieanlage hiermit

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20150082581A true KR20150082581A (ko) 2015-07-15
KR101820217B1 KR101820217B1 (ko) 2018-02-28

Family

ID=49231489

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020157015195A KR101820217B1 (ko) 2012-11-08 2013-09-25 풍력 발전 시스템 로터 블레이드를 위한 반제품을 제조하기 위한 장치 및 방법 그리고 이에 의해 제조되는 로터 블레이드 및 풍력 발전 시스템

Country Status (18)

Country Link
US (1) US20150266250A1 (ko)
EP (1) EP2917020B1 (ko)
JP (1) JP6063055B2 (ko)
KR (1) KR101820217B1 (ko)
CN (1) CN104812552B (ko)
AU (1) AU2013343836B2 (ko)
BR (1) BR112015010456A2 (ko)
CA (1) CA2889102C (ko)
CL (1) CL2015001224A1 (ko)
DK (1) DK2917020T3 (ko)
ES (1) ES2641987T3 (ko)
MX (1) MX2015005474A (ko)
NZ (1) NZ707558A (ko)
PT (1) PT2917020T (ko)
RU (1) RU2620419C2 (ko)
TW (1) TWI653135B (ko)
WO (1) WO2014072120A1 (ko)
ZA (1) ZA201502570B (ko)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20180133766A (ko) 2017-06-07 2018-12-17 주식회사리온 커뮤니케이션 애플리케이션을 이용한 홈 오토메이션 방법

Families Citing this family (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102015114944A1 (de) 2015-09-07 2017-03-09 Wobben Properties Gmbh Verfahren und Vorrichtung zum Herstellen eines Windenergieanlagen-Rotorblatt-Halbzeugs oder -Rovings und Windenergieanlagen-Rotorblatt
DE102015117437A1 (de) 2015-10-14 2017-04-20 Wobben Properties Gmbh Windenergieanlagen-Rotorblatt und Verfahren zum Herstellen eines Windenergieanlagen-Rotorblattes
KR101896320B1 (ko) * 2016-03-04 2018-09-07 기아자동차 주식회사 연료전지의 gdl 커팅시스템
DE102016109761A1 (de) * 2016-05-26 2017-11-30 Wobben Properties Gmbh Wickelkern und Verfahren zur Herstellung von Blattenden, Form und Verfahren zur Herstellung von Hinterkantensegmenten, Windenergieanlage, Rotorblattserie, Rotorblatt und Verfahren zu seiner Herstellung
DE102016125452A1 (de) * 2016-12-22 2018-06-28 Wobben Properties Gmbh Verfahren zum Herstellen eines Windenergieanlagen-Rotorblattes und Windenergieanlagen-Rotorblatt
CN108947445B (zh) * 2018-09-20 2020-11-24 界首永恩机电科技有限公司 一种耐污芳香石膏工艺品的制备方法
DK180294B1 (en) * 2019-02-19 2020-10-13 Mm Composite As Method and apparatus for treatment of a fibre mat
DK180292B1 (en) * 2019-02-19 2020-10-12 Mm Composite As Method and apparatus for treatment of a fibre mat
EP3822065A1 (en) * 2019-11-14 2021-05-19 Siemens Gamesa Renewable Energy A/S Method for manufacturing root segment sections for a root segment of a turbine blade, method for manufacturing the root segment and method for manufacturing the turbine blade
EP3925768A1 (en) * 2020-06-15 2021-12-22 Siemens Gamesa Renewable Energy A/S Method for manufacturing a wind turbine blade and mandrel tool

Family Cites Families (21)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CH614487A5 (ko) * 1977-02-27 1979-11-30 Roland Frehner
US4273601A (en) * 1977-10-31 1981-06-16 Structural Composites Industries, Inc. Method for the production of elongated resin impregnated filament composite structures
US4264278A (en) * 1977-10-31 1981-04-28 Oscar Weingart Blade or spar
US4887649A (en) * 1987-06-25 1989-12-19 Sulzer Brothers Limited Weft bobbin changer for a loom
DE3929473A1 (de) * 1989-09-05 1991-03-07 Ch Polt I Verfahren und einrichtung zur herstellung von glasfaserkunststoffhuellen
WO1991013195A1 (en) * 1990-02-22 1991-09-05 New Millennium Composites Limited Fibre reinforced composites
US6074595A (en) * 1998-10-16 2000-06-13 Codeline Corporation Method of making pressure vessels
US20030186038A1 (en) * 1999-11-18 2003-10-02 Ashton Larry J. Multi orientation composite material impregnated with non-liquid resin
FR2811933B1 (fr) * 2000-07-20 2003-05-23 Vetrotex France Sa Corps creux composite et son procede de fabrication
DE102004012349A1 (de) * 2004-03-11 2005-10-06 Hille, Albrecht, Dr.-Ing. Tränkverfahren und Tränkkörper für die Herstellung von Faserverbundstoffen
CN2702979Y (zh) * 2004-04-08 2005-06-01 武汉瑞通光电有限责任公司 越端放纱式恒张力芳纶放出装置
TW200600332A (en) 2004-06-30 2006-01-01 Sheen Tiger Technical Co Ltd Manufacturing method of composite pipe fitting
CA2557088A1 (en) * 2005-08-25 2007-02-25 Ingersoll Machine Tools, Inc. Replaceable creel in a fiber placement machine
JP2008155597A (ja) * 2006-12-26 2008-07-10 Toyota Motor Corp 繊維強化複合材料成形装置
US20090211173A1 (en) * 2008-02-27 2009-08-27 General Electric Company Composite wind turbine tower
JP5342171B2 (ja) 2008-05-19 2013-11-13 新日鉄住金マテリアルズ株式会社 繊維強化プラスチック製段付きパイプ及びその製造方法
EP2230070A1 (en) * 2009-03-06 2010-09-22 Lm Glasfiber A/S Method and manufacturing line for manufacturing wind turbine blades
US8883908B2 (en) * 2009-06-02 2014-11-11 Johns Manville Methods for making reinforced thermoplastic composites using reactive fibers and/or reactive flakes
DE102010026018A1 (de) 2010-07-03 2012-03-08 H. Bloeß - H.-J. Bloeß GbR (vertretungsberechtigter Gesellschafter Herr Heye Bloeß, Birkenweg 1, 26789 Leer) Rotorblatt für Windenergieanlagen in Wickeltechnik und unter Infusionsverfahren sowie Verfahren zu dessen Herstellung
EP2404742A1 (en) * 2010-07-09 2012-01-11 Siemens Aktiengesellschaft Method to manufacture a component of a composite structure
US20120087801A1 (en) * 2010-10-12 2012-04-12 General Electric Company Composite components and processes therefor

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20180133766A (ko) 2017-06-07 2018-12-17 주식회사리온 커뮤니케이션 애플리케이션을 이용한 홈 오토메이션 방법

Also Published As

Publication number Publication date
KR101820217B1 (ko) 2018-02-28
US20150266250A1 (en) 2015-09-24
ES2641987T8 (es) 2018-07-13
CA2889102C (en) 2017-11-14
CN104812552A (zh) 2015-07-29
TW201429674A (zh) 2014-08-01
DK2917020T3 (en) 2017-10-30
CA2889102A1 (en) 2014-05-15
AU2013343836B2 (en) 2016-07-21
ZA201502570B (en) 2016-01-27
TWI653135B (zh) 2019-03-11
EP2917020B1 (de) 2017-08-02
BR112015010456A2 (pt) 2017-07-11
MX2015005474A (es) 2015-10-22
CL2015001224A1 (es) 2015-10-02
WO2014072120A1 (de) 2014-05-15
ES2641987T3 (es) 2017-11-14
RU2015121726A (ru) 2016-12-27
EP2917020A1 (de) 2015-09-16
RU2620419C2 (ru) 2017-05-25
CN104812552B (zh) 2018-07-06
AU2013343836A1 (en) 2015-05-21
NZ707558A (en) 2016-02-26
JP2015535324A (ja) 2015-12-10
JP6063055B2 (ja) 2017-01-18
PT2917020T (pt) 2017-11-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101820217B1 (ko) 풍력 발전 시스템 로터 블레이드를 위한 반제품을 제조하기 위한 장치 및 방법 그리고 이에 의해 제조되는 로터 블레이드 및 풍력 발전 시스템
US20220118726A1 (en) System and Method for Assisting in the Manufacture of a Wind Turbine Blade Shell
KR101814409B1 (ko) 로터-블레이드 스파 캡을 제조하기 위한 시스템 및 방법
EP2465667B1 (en) Airfoil manufacturing system
US20100252179A1 (en) Device And Method For Draping And Pre-Shaping Curved Profiled Structural Components Of Fiber Materials
CN210501524U (zh) 一种玻纤管道连续式生产系统
TW201121865A (en) Prepreg winding method and apparatus thereof
MX2015001369A (es) Aparato para dispensacion de cinta compuesta.
EP2511078B1 (en) Method of producing a fibre reinforced structure
JP2005219373A (ja) 強化繊維の自動積層装置及び強化繊維プリフォームの製造方法
JP2014531337A (ja) 糸変位デバイス
WO2020169160A1 (en) Method and apparatus for treatment of a fibre mat
EP3770091A1 (en) Machine for winding fabrics made of composite materials on a mandrel
JP3143816B2 (ja) 筒状樹脂製品の成形方法及び成形装置
WO2014067527A1 (en) A method for manufacturing an elongated composite material object, such as a wind turbine blade spar

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right