KR20190095397A - 풍력 발전 설비용 로터 블레이드를 제조하기 위한 방법 및 풍력 발전 설비용 로터 블레이드 - Google Patents

풍력 발전 설비용 로터 블레이드를 제조하기 위한 방법 및 풍력 발전 설비용 로터 블레이드 Download PDF

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KR20190095397A
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Abstract

본 발명은, 풍력 발전 설비용 로터 블레이드(200)를 제조하기 위한 방법에 관한 것이다. 풍력 발전 설비용 로터 블레이드(200)는, 적어도 하나의 내측 블레이드 섹션(210)과 적어도 하나의 외측 블레이드 섹션(220), 및 연결 요소(600)를 구비한다. 내측 블레이드 섹션(210)은, 제1 와인딩 섹션 및 제2 와인딩 섹션을 구비하는, 와인딩 몰드에 와인딩된다. 제1 와인딩 섹션 및 제2 와인딩 섹션은, 스크루 연결을 통해 서로 분리 가능하게 고정된다. 제2 와인딩 섹션은, 원추형이며, 따라서 내측 블레이드 섹션(210)의 와인딩 이후에, 슬리브가, 내측 블레이드 섹션(210)의 하나의 단부에 형성된다.

Description

풍력 발전 설비용 로터 블레이드를 제조하기 위한 방법 및 풍력 발전 설비용 로터 블레이드
본 발명은, 풍력 발전 설비용 로터 블레이드를 제조하기 위한 방법 및 풍력 발전 설비용 로터 블레이드에 관한 것이다.
US 2007/0253824 A1호는 풍력 발전 설비의 모듈식 로터 블레이드를 제시한다. 로터 블레이드는, 2개의 부분으로 설계되며, 그리고 내측 블레이드 섹션과 외측 블레이드 섹션을 갖는다. 내측 블레이드 섹션과 외측 블레이드 섹션은, 연결 요소에 의해 서로에 대해 또는 함께 고정될 수 있다. 로터 블레이드의 복수 부품 설계로 인해, 로터 블레이드의 수송이, 상당히 간단해질 수 있다. 내측 블레이드 섹션과 외측 블레이드 섹션의 연결은, 진공 투입(Vacuum infusion)에 의해 이루어진다. 그러나 여기서 진공 투입은 어렵고 시간이 많이 걸린다.
우선권 주장 독일 특허 출원 시, 독일 특허청은 다음의 간행물들을 조사하였다: US 2007/0253825 A1, DE 32 39 804 A1, DE 10 2008 055 513 B4 및 US 2014/01 69978 A1.
본 발명의 과제는, 복수의 부품으로 설계되며 그리고 전술한 단점들을 적어도 부분적으로 제거하는, 풍력 발전 설비용 로터 블레이드를 제공하는 것이다. 특히, 본 발명의 과제는, 복수의 부품으로 설계되며 그리고 각 부품들 사이의 연결이 개선되는, 풍력 발전 설비용 로터 블레이드를 제공하는 것이다.
상기 과제는, 청구항 제 1항에 따른 풍력 발전 설비용 로터 블레이드를 제조하기 위한 방법 및 청구항 제 5항에 따른 풍력 발전 설비용 로터 블레이드에 의해 해결된다.
따라서, 풍력 발전 설비용 로터 블레이드를 제조하기 위한 방법이 제공된다. 풍력 발전 설비용 로터 블레이드는, 적어도 하나의 내측 블레이드 섹션과 외측 블레이드 섹션 및 연결 요소를 갖는다. 제1 와인딩 섹션 및 제2 와인딩 섹션을 구비하는 와인딩 몰드 상에, 내측 블레이드 섹션이, 와인딩된다. 제1 와인딩 섹션 및 제2 와인딩 섹션은, 스크루 연결을 통해 서로에 대해 분리 가능하게 고정된다. 제2 와인딩 섹션은, 원추형이며, 따라서 내측 블레이드 섹션의 와인딩 이후에, 슬리브가, 내측 블레이드 섹션의 하나의 단부에 형성된다.
본 발명의 양태에 따르면, 와인딩 몰드에 연결 요소가 와인딩된다. 연결 요소는, 제1 섹션 및 제2 섹션을 구비한다.
본 발명의 다른 양태에 따르면, 원추형 내부 형상을 갖는 몰드가, 매끄러운 표면을 갖는 원추형으로 성형되는 제1 섹션을 제공하기 위해, 와인딩 적층물이 경화되기 이전에, 연결 요소의 제1 섹션 상으로 미끄럼 이동된다.
본 발명의 또 다른 양태에 따르면, 상기 적어도 하나의 내측 섹션 및 상기 적어도 하나의 외측 섹션은, 연결 요소를 통해 서로에 접착되거나 또는 서로에 분리 가능하게 연결될 수 있다.
본 발명은 또한, 내측 블레이드 섹션, 외측 블레이드 섹션, 및 내측 블레이드 섹션과 외측 블레이드 섹션을 연결하기 위한 연결 요소를 포함하는, 풍력 발전 설비용 로터 블레이드에 관한 것이다. 내측 블레이드 섹션은, 제1 단부에, 내측 블레이드 섹션을 와인딩함에 의해 획득되는, 슬리브를 구비한다. 적어도 하나의 내측 블레이드 섹션 및 적어도 하나의 외측 블레이드 섹션은, 스크루 연결에 의해 함께 고정되고, 따라서 내측 블레이드 섹션은 연결 요소를 통해 외측 블레이드 섹션에 고정된다.
본 발명의 또 다른 양태에 따르면, 내측 블레이드 섹션은, 접착된 적어도 하나의 제1 웨브를 구비할 수 있다. 연결 요소는, 접착된 제2 웨브를 갖는 자체의 제1 단부에 의해, 내측 블레이드 섹션의 슬리브 내로 삽입된다. 연결 요소의 제2 단부는, 외측 블레이드 섹션의 하나의 단부에 접착될 수 있다.
풍력 발전 설비용 로터 블레이드는, 적어도 2개의 부분으로 설계되며, 그리고 내측 블레이드 섹션과 외측 블레이드 섹션을 갖는다. 내측 블레이드 섹션은, 예를 들어 로터 블레이드 근원부를 구비하며 그리고 풍력 발전 설비의 허브에 고정된다. 내측 블레이드 섹션은, 반대편 단부에 수용 유닛 또는 슬리브를 구비하며, 그리고 상기 슬리브 내로 연결 요소가 부분적으로 삽입될 수 있다. 로터 블레이드는 또한, 연결 요소에 의해 내측 블레이드 섹션에 고정될 수 있는, 외측 블레이드 섹션을 구비한다.
본 발명에 따른 풍력 발전 설비용 로터 블레이드에 의해, 블레이드 분리 지점의 양 측면에서 복잡한 밀링 작업이 방지될 수 있다. 또한, 외측 블레이드의 영역에서, 복잡한 플랜지 적층이, 방지될 수 있다.
본 발명의 양태에 따르면, 블레이드 분리 지점은 또한, 외향으로도 변위될 수 있다. 이는, 수송을 유닛들의 개선된 분할을 허용한다. 또한, 저렴한 내측 블레이드 생산이, 와인딩 적층에 의해 확대될 수 있다. 또한, 건설 현장에서, 더욱 신속한 조립이 가능해질 수 있다. 마지막으로, 종래의 횡단 볼트 연결의 경우에서와 같은, 프로파일 구성의 두꺼워짐을 방지하는 것이 또한 가능하다.
본 발명의 양태에 따르면, 내측 블레이드 섹션의 슬리브와 플러그인 바디(연결 요소) 사이의 접촉 평면이, 연결부의 깨끗한 연결 및 연결 해제를 가능하게 하기 위해, 소정의 각도로 원추형으로 성형된다. 결과적으로, 내측 블레이드와 외측 블레이드 사이의 갭이, 한정될 수 있다. 이는, 결합 및 고정 후에 길이 방향으로의 블레이드 부분들의 위치와 관련된다. 또한, 접촉 평면의 횡단면은, 원형이 아닌 대신, 단지 마찰력에만 의존하지 않는 가운데, 비틀림 하중을 개선된 방식으로 전달할 수 있도록 하기 위해, 예를 들어 타원형으로 형성될 수 있다. 또한, 접촉 평면은, 시작과 끝의 2개의 영역만이 길이방향으로 접촉하도록 설계될 수 있다. 이로 인해, 하중 전달이, 더 명확하게 한정되며 그리고 예측 가능할 수 있다. 높은 정밀도의 영역들은 감소되며, 그리고 예비 응력에 의해 클램핑 작용도 증가될 수 있다. 정밀 제조된 와인딩 몰드에 의한 슬리브의 정밀한 성형으로 인해, 표면들이, 후속적으로 밀링 가공될 필요 없이, 요구되는 형상을 갖는 것을, 보장할 수 있다.
플러그인 바디(연결 요소)의 정밀 성형은, 정밀 제조된 네거티브 몰드(negative form)에 의해 달성될 수 있고, 상기 네거티브 몰드는, 새롭게 와인딩된 아직 경화되지 않은 와인딩 적층물 위로 미끄럼 이동되어, 요구되는 형상을 부여하기 위해 경화 이후에 표면을 밀링 가공할 필요가 없도록 한다.
본 발명의 다른 실시예들은 종속 청구항들의 대상이다.
이하, 본 발명의 장점과 실시예들이 도면을 참조하여 설명한다.
도 1은 본 발명에 따른 풍력 발전 설비를 개략적으로 도시한 도면이고,
도 2는 제조 도중의 내측 블레이드 섹션의 횡단면을 개략적으로 도시한 도면이며,
도 3은 제조 도중의 연결 요소의 단면을 개략적으로 도시한 도면이고,
도 4는 제조 도중의 연결 요소의 단면을 개략적으로 도시한 도면이며,
도 5는 풍력 발전 설비용 로터 블레이드의 부분의 단면을 개략적으로 도시한 도면이고,
도 6은 제조 도중의 내측 블레이드 섹션의 단면을 개략적으로 도시한 도면이며,
도 7은 제조 도중의 내측 블레이드 섹션의 단면을 개략적으로 도시한 도면이며,
도 8은 제조 도중의 내측 블레이드 섹션의 단면을 개략적으로 도시한 도면이고,
도 9는 제조 도중의 내측 블레이드 섹션의 단면을 개략적으로 도시한 도면이며,
도 10은 제조 도중의 연결 요소의 단면을 개략적으로 도시한 도면이고,
도 11은 제조 도중의 연결 요소의 단면을 개략적으로 도시한 다른 도면이며,
도 12는 제조 도중의 연결 요소의 단면을 개략적으로 도시한 다른 도면이다.
도 1은 풍력 발전 설비의 개략도를 도시한다. 풍력 발전 설비(100)는, 타워(102)와 기관실(104)을 갖는다. 기관실(104)에는, 3개의 로터 블레이드(200)와 스피너(110)를 갖는 로터(106)가 제공된다. 로터(106)는, 운전 중에 바람에 의해 회전 운동하며, 그리고 전기 에너지를 생성하기 위해, 기관실(104) 내의 발전기를 구동시킨다.
로터 블레이드(200)는, 적어도 2개의 부분, 즉 내측 블레이드 섹션(210)과 외측 블레이드 섹션(220)을 구비한다. 외측 블레이드 섹션(220)은, 내측 블레이드 섹션(210)에 고정된다.
도 2는 제조 도중의 내측 블레이드 섹션의 개략적인 단면도를 도시한다. 내측 블레이드 섹션(210)은, 본 발명에 따라 와인딩된다. 이를 위해, 인터페이스(330)를 통해 서로에 대해 고정되거나 함께 연결되는, 제1 와인딩 몰드 섹션(310)과 제2 와인딩 몰드 섹션(320)을 갖는 와인딩 몰드(300)가, 제공된다. 제1 와인딩 몰드 섹션(310)은 베어링(340a)에 의해 지지되며, 그리고 제2 와인딩 몰드 섹션(320)은 다른 베어링(340b)에 의해 지지되고, 따라서 와인딩 몰드(300)는 회전할 수 있다.
제1 와인딩 몰드 섹션(310)은 제1 단부(311)와 제2 단부(312)를 갖는다. 제1 단부(311)는 베어링(340a)에 결합된다. 제2 단부(312)는 연결 인터페이스(330)를 통해 제2 와인딩 몰드 섹션(320)의 제1 단부(321)에 결합된다. 예를 들어, 제1 와인딩 몰드 섹션 및 제2 와인딩 몰드 섹션(310, 320)은, 스크루 연결을 통해 서로에 대해 분리 가능하게 고정될 수 있다. 선택적으로, 제1 와인딩 몰드 섹션(310)의 직경은, 제1 단부(311)로부터 제2 단부(312)를 향해 감소할 수 있다. 제2 와인딩 몰드 섹션(320)의 직경은, 제1 단부(321)로부터 제2 단부(322)를 향해 증가할 수 있다. 따라서, 와인딩 몰드(300)는, 인터페이스(330)의 영역에서 최소 직경을 가질 수 있다. 와인딩 몰드(300)의 이러한 실시예에 의해, 언더컷(213)을 갖는 내측 블레이드 섹션을 제조하는 것이 달성될 수 있다.
와인딩 몰드 섹션들(310, 320)에 섬유 복합 직물(Fibre composite fabrics)이 와인딩된다. 내측 블레이드 섹션(210)이 제조된 이후에, 인터페이스(330)의 영역에서 스크루 연결이 해제되고, 제1 와인딩 몰드 섹션 및 제2 와인딩 몰드 섹션(310, 320)이 분리될 수 있으며, 따라서 특히 언더컷(213)을 갖는 내측 블레이드 섹션(210)만이 남겨진다. 내측 블레이드 섹션(210)은, 제1 단부(211)와 제2 단부(212)를 갖는다. 제1 단부(211)의 영역에, (예를 들어 로터 허브에 대한) 횡단 볼트 연결을 위한, 와인딩 재료의 두꺼워진 부분 또는 플랜지의 두꺼워진 부분이, 제공될 수 있다.
제2 와인딩 몰드 섹션(320)은, 내측 블레이드 섹션의 제2 단부(212)의 영역에 슬리브를 제공하기 위해, 슬리브 몰드로서 제공될 수 있다. 이러한 슬리브는 특히, 연결 요소의 하나의 단부를 수용하기 위해 이용된다.
본 발명의 양태에 따르면, 제1 와인딩 몰드 섹션 및 제2 와인딩 몰드 섹션(310, 320)은, 예를 들어 강과 같은 금속으로 제조될 수 있다. 이는, 제1 와인딩 몰드 섹션 및 제2 와인딩 몰드 섹션(310, 320)의 매끄러운 표면이 달성될 수 있기 때문에, 특히 바람직하다. 특히, 제1 와인딩 몰드 섹션 및/또는 제2 와인딩 몰드 섹션(320)의 매끄러운 표면은, 내측 블레이드 섹션의 매끄러운 내부 표면들(215, 216) 및 특히 마찬가지로 매끄러운 제2 단부(212)의 영역의 슬리브 섹션을 제공할 수 있다.
도 3은 제조 시 연결 요소의 개략적인 단면도를 도시한다. 와인딩 몰드(700)가, 예를 들어 연결 빔으로서 설계될 수 있는 연결 요소(600)를 제조하기 위해 제공된다. 와인딩 몰드(700)는, 제1 단부 및 제2 단부(701, 702) 그리고 전이 섹션(703)을 구비한다. 와인딩 몰드(700)의 외경이, 제1 단부(701)의 전이부와 전이 섹션(703) 사이의 영역에서 증가한다. 예를 들어, 베어링(710)에 의해 기초부(400)에 지지되는 와인딩 몰드(700) 상에, 와인딩 몰드(700)의 회전에 의해, 섬유-암흑화 재료(Fibre-darkening material)가, 와인딩될 수 있다.
연결 요소(600)는, 제1 단부(611)와 제2 단부(621)를 갖는다. 또한, 연결 요소(600)는, 제1 단부(611)의 영역에 제1 섹션(610)을 가지며, 제2 단부(621)의 영역에 제2 섹션(620)을 갖는다. 이들 2개의 섹션(610, 620) 사이에, 중간 섹션(630)이 제공된다.
제1 섹션(610)의 매끄러운 표면을 달성하기 위해, 강철 몰드(500)가, 예를 들어 바퀴들(520) 상에 제공될 수 있다. 강철 몰드(500)는 폐쇄된 단부(530)를 향해 좁아지는 내경(510)을 갖는다. 연결 요소(600)가 와인딩된 이후에 그리고 재료가 경화되기 이전에, 강철 몰드(500)는, 제1 단부(610) 위로 미끄럼 이동되고, 따라서 강철 몰드의 내측면이 제1 섹션(610)에 접촉한다. 이로 인해, 제1 섹션(610)의 외부 영역은, 매우 매끄럽게 제조될 수 있다.
도 4는 제조 도중의 연결 요소의 개략적인 단면도를 도시한다. 도 4에서, 연결 요소(600)의 와인딩 재료가 여전히 와인딩 몰드(700) 상에 있는 동안에, 연결 요소(600)의 제1 섹션(610) 위로 강철 몰드(500)가 어떻게 미끄럼 이동되는지가 도시된다.
도 5는 풍력 발전 설비용 로터 블레이드의 부분의 개략적인 단면도를 도시한다. 도 5에, 특히 내측 블레이드 섹션(210)과 외측 블레이드 섹션(220) 사이의 블레이드 분리 지점이 도시된다. 내측 블레이드 섹션(210)과 외측 블레이드 섹션(220) 사이의 연결은, 연결 유닛(600)을 통해 이루어진다. 연결 유닛(600)은, 도 3 및 도 4에서 설명된 바와 같이 제조되는 제1 섹션(610)을 구비하고, 바람직하게는 매끄러운 표면을 갖는다. 제1 섹션(610)은, 내측 블레이드 섹션(210)의 슬리브(212) 내로 삽입된다.
연결 요소(600)는, 접착된 웨브(web)(650)를 구비할 수 있다. 두꺼워진 부분 또는 언더컷(213)의 영역에, 다른 웨브(250)가, 접착될 수 있다. 2개의 웨브(650, 250)는, 횡단 볼트(260)에 의해 서로에 대해 고정되거나 또는 함께 나사 결합될 수 있다. 연결 요소의 제2 섹션(620)은, 외측 블레이드 섹션(220)의 개방 단부 내로 삽입되며, 그리고 바람직하게는 접착제(810)에 의해 접착된다.
최적으로, 슬리브의 영역 내에, 슬라이딩 코팅(660)이 제공될 수 있다. 따라서, 연결 요소의 제1 단부는, 슬리브 섹션(212) 내로 삽입될 수 있고, 웨브들(250, 650) 및 횡단 볼트(260)에 의해 고정될 수 있다.
따라서 내측 블레이드 섹션과 외측 블레이드 섹션의 가역적 고정 가능성이 달성될 수 있다.
도 6은 제조 도중의 내측 블레이드 섹션의 개략적인 단면도를 도시한다. 도 6에 도 2의 와인딩 몰드에 대한 대안적인 와인딩 몰드(340)가 도시된다. 도 2의 와인딩 몰드는 강철로 이루어지는 한편, 도 6에 따른 와인딩 몰드(340)는 예를 들어 섬유 복합 재료로 이루어진다. 와인딩 몰드(340)는, 내측 블레이드 섹션으로부터 제거되지 않아도 되고, 거기에 남겨질 수 있다. 따라서 와인딩 몰드(340)는, 내측 블레이드 섹션에 남기 때문에, 상실된 와인딩 몰드가 된다.
와인딩 몰드(340)는, 제1 단부(341)와 제2 단부(342) 및, 와인딩 몰드를 베어링(340a)에 연결하는, 강철 접속부(344)를 구비한다. 베어링(340a)은 기초부(400) 상에 제공될 수 있다. 와인딩 몰드(340)는, 예를 들어 복수의 횡단 보강 부재(343)를 구비할 수 있다. 와인딩 몰드(340)가 블레이드 섹션으로부터 제거되지 않아도 됨에 따라, 내측 블레이드 섹션(210)의 제1 단부(211)는 더 확대될 수 있으며, 따라서, 플랜지의 두꺼워진 부분이, 예를 들어 횡단 볼트 연결을 위해, 제공될 수 있다. 내측 블레이드 섹션(210)의 재료는, 와인딩 몰드(340) 상에 와인딩될 수 있다. 와인딩 몰드(340)는, 예를 들어 스크루 연결을 통해, 제2 와인딩 몰드 섹션(320)에 결합될 수 있다. 이러한 제2 와인딩 몰드 섹션(320)은, 도 2에 따른 제2 와인딩 몰드 섹션(320)에 상응한다. 그러한 와인딩 몰드는, 특히, 내측 블레이드 섹션을 위한 슬리브 형상을 생성하도록 의도된다. 내측 블레이드 섹션(210)이 생성된 이후에, 제2 슬리브 몰드(320)는, 스크루 연결을 해제시킴에 의해 제거될 수 있다. 선택적으로, 강철 접속부(344)는, 와인딩 몰드(340) 내에 남거나 또는 제거될 수 있다.
도 7은 제조 도중의 내측 블레이드 섹션의 개략적인 단면도를 도시한다. 도 7에는 특히, 와인딩 몰드 섹션들(310, 320) 상에 재료가 와인딩되는 방법이 도시된다. 선택적으로, 와인딩 몰드 섹션(310)은 스터드 볼트(310a)를 가질 수 있고, 제2 와인딩 몰드 섹션(320)은 스터드 볼트(310b)를 가질 수 있다. 본 발명에 따르면, 와인딩 몰드 상에 와인딩 적층물이 적층될 수 있다.
와인딩 몰드 상에 와인딩 적층물의 제1 층이 적층된 이후에, 단방향(unidirectional; UD) 조방사(rovings)의 적어도 하나의 층이 적층될 수 있다. 이 경우, 조방사는, 스터드 볼트들(310a, 310b) 둘레에 적층될 수 있다.
선택적으로, 제1 와인딩 적층물 층의 외측면은, 실질적으로 직선으로 형성될 수 있으며, 따라서 단방향(UD) 조방사가, 그 위에 간단하게 배치될 수 있다.
도 9는 제조 도중의 내측 블레이드 섹션의 개략적인 단면도를 도시한다.
도 10은 제조 도중의 연결 요소의 개략적인 단면도를 도시한다.
도 10 내지 도 12에 특히, 연결 요소(600)의 제조가 도시된다. 와인딩 적층물의 제1 층(FKW1)이 와인딩 몰드(700)에 적층되고, 따라서 외측면에 직선이 제공된다. 이어서, 단방향(UD) 조방사가, 조방사에 의해 제공될 수 있다. 특히, 조방사는, 스터드 볼트(700a, 700b) 둘레에 와인딩될 수 있다. 이어서, 와인딩 적층물의 제2 층(FKV2)이, 적층될 수 있다.

Claims (6)

  1. 적어도 하나의 내측 블레이드 섹션(210)과 적어도 하나의 외측 블레이드 섹션(220) 및 상기 적어도 하나의 내측 블레이드 섹션(210)과 상기 적어도 하나의 외측 블레이드 섹션(220)을 연결하기 위한 연결 요소(600)를 구비하는, 풍력 발전 설비용 로터 블레이드를 제조하기 위한 방법으로서,
    서로에 대해 고정되는 제1 와인딩 섹션 및 제2 와인딩 섹션(310, 320)을 구비하는 와인딩 몰드(300) 상에 내측 블레이드 섹션(210)을 와인딩하는 단계를 포함하고,
    상기 제2 와인딩 섹션(320)은, 원추형이며, 따라서 상기 내측 블레이드 섹션(210)의 와인딩 이후에, 슬리브가, 상기 내측 블레이드 섹션(210)의 하나의 단부에 형성되는 것인, 방법.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 내측 블레이드 섹션(210)과 상기 외측 블레이드 섹션(220)을 연결하기 위한 연결 요소(600)를 와인딩 몰드(700)에 와인딩하는 단계를 포함하고,
    상기 연결 요소(600)는 제1 섹션 및 제2 섹션(610, 620)을 구비하는 것인, 방법.
  3. 제 2항에 있어서,
    원추형 내부 형상을 갖는 몰드(500)가, 매끄러운 표면을 갖는 원추형으로 성형되는 제1 섹션(610)을 제공하기 위해, 와인딩 적층물이 경화되기 이전에, 상기 연결 요소(600)의 제1 섹션 상으로 미끄럼 이동되는 것인, 방법.
  4. 제 1항 내지 제 3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 내측 블레이드 섹션(210) 및 상기 적어도 하나의 외측 블레이드 섹션(220)은, 상기 연결 요소(600)를 통해 서로에 접착되거나 또는 서로에 분리 가능하게 연결되는 것인, 방법.
  5. 풍력 발전 설비용 로터 블레이드(200)로서,
    적어도 하나의 내측 블레이드 섹션(210),
    적어도 하나의 외측 블레이드 섹션(220), 및
    상기 내측 블레이드 섹션(210)을 상기 외측 블레이드 섹션(220)에 연결하기 위한 연결 요소(600)
    를 포함하고,
    상기 내측 블레이드 섹션(210)은, 제1 단부에, 상기 내측 블레이드 섹션(210)을 와인딩함에 의해 획득되는, 슬리브(216)를 구비하며,
    상기 적어도 하나의 내측 블레이드 섹션(210) 및 상기 적어도 하나의 외측 블레이드 섹션(220)은, 분리 가능하게 함께 고정되고, 따라서 상기 내측 블레이드 섹션(210)은, 상기 연결 요소(600)를 통해, 상기 외측 블레이드 섹션(220)에 고정되는 것인, 풍력 발전 설비용 로터 블레이드.
  6. 제 5항에 있어서,
    상기 내측 블레이드 섹션(210)은, 접착된 적어도 하나의 제1 웨브(250)를 구비하고,
    상기 연결 요소(600)는, 접착된 제2 웨브(650)를 갖는 자체의 제1 단부(610)에 의해, 상기 내측 블레이드 섹션의 슬리브(216) 내로 삽입되며,
    상기 연결 요소(600)의 제2 단부(620)는, 외측 블레이드 섹션(220)의 제1 단부에 접착되는 것인, 풍력 발전 설비용 로터 블레이드.
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Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3747639A1 (en) * 2019-06-07 2020-12-09 Siemens Gamesa Renewable Energy A/S Method for manufacturing a wind turbine blade and wind turbine blade
DK3822065T3 (da) * 2019-11-14 2024-09-16 Siemens Gamesa Renewable Energy As Fremgangsmåde til fremstilling af rodsegmentafsnit til et rodsegment af et turbinerotorblad, fremgangsmåde til fremstilling af rodsegmentet og fremgangsmåde til fremstilling af turbinerotorbladet
GB201917397D0 (en) 2019-11-29 2020-01-15 Siemens Ag Method of assembling and disassembling a gas turbine engine module and an assembly therefor

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3962506A (en) * 1974-04-29 1976-06-08 Fiber Science, Inc. Multi-chambered cellular structure and method for manufacture
ZA827460B (en) * 1981-12-28 1983-08-31 United Technologies Corp Method of manufacturing a filament wound article
RU2115594C1 (ru) 1996-10-14 1998-07-20 Акционерное общество открытого типа Московский вертолетный завод им.М.Л.Миля Способ изготовления лопастей и лонжеронов лопастей воздушных винтов летательных аппаратов и других изделий из композиционных материалов
DE19906618A1 (de) * 1999-02-17 2000-08-24 Inst Konstruktion Und Verbundb Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von Bauteilen aus Faserverbundkunststoffen
US7186092B2 (en) * 2004-07-26 2007-03-06 General Electric Company Airfoil having improved impact and erosion resistance and method for preparing same
ES2274701B1 (es) * 2005-07-15 2008-05-01 GAMESA INNOVATION & TECHNOLOGY, S.L. Procedimiento de fabricacion de piezas huecas de grandes dimensiones a base de materiales compuestos.
US7654799B2 (en) 2006-04-30 2010-02-02 General Electric Company Modular rotor blade for a wind turbine and method for assembling same
DK2122162T3 (da) 2007-02-19 2017-08-21 Vestas Wind Sys As Vindmøllerotorvinge og fremgangsmåde til fremstilling af sådan rotorvinge
US8221085B2 (en) * 2007-12-13 2012-07-17 General Electric Company Wind blade joint bonding grid
US8231351B2 (en) 2007-12-27 2012-07-31 General Electric Company Adaptive rotor blade for a wind turbine
DE102008045601A1 (de) 2008-06-27 2009-12-31 Repower Systems Ag Rotorblatt für eine Windenergieanlage und Verfahren und Fertigungform zu seiner Fertigung
WO2012151348A1 (en) 2011-05-03 2012-11-08 Iowa State University Research Foundation, Inc. Fabric winding machine
KR101820217B1 (ko) 2012-11-08 2018-02-28 보벤 프로퍼티즈 게엠베하 풍력 발전 시스템 로터 블레이드를 위한 반제품을 제조하기 위한 장치 및 방법 그리고 이에 의해 제조되는 로터 블레이드 및 풍력 발전 시스템
US20140169978A1 (en) * 2012-12-19 2014-06-19 General Electric Company Rotor blade assemblies and methods for assembling the same

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