KR20230135397A - 풍력발전기 블레이드 몰드 - Google Patents

풍력발전기 블레이드 몰드 Download PDF

Info

Publication number
KR20230135397A
KR20230135397A KR1020220032806A KR20220032806A KR20230135397A KR 20230135397 A KR20230135397 A KR 20230135397A KR 1020220032806 A KR1020220032806 A KR 1020220032806A KR 20220032806 A KR20220032806 A KR 20220032806A KR 20230135397 A KR20230135397 A KR 20230135397A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
mold
flange
blade
selection
position sensor
Prior art date
Application number
KR1020220032806A
Other languages
English (en)
Inventor
유철
황성목
박세명
Original Assignee
한국에너지기술연구원
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
Application filed by 한국에너지기술연구원 filed Critical 한국에너지기술연구원
Priority to KR1020220032806A priority Critical patent/KR20230135397A/ko
Publication of KR20230135397A publication Critical patent/KR20230135397A/ko

Links

Images

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C33/00Moulds or cores; Details thereof or accessories therefor
    • B29C33/30Mounting, exchanging or centering
    • B29C33/301Modular mould systems [MMS], i.e. moulds built up by stacking mould elements, e.g. plates, blocks, rods
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C33/00Moulds or cores; Details thereof or accessories therefor
    • B29C33/30Mounting, exchanging or centering
    • B29C33/301Modular mould systems [MMS], i.e. moulds built up by stacking mould elements, e.g. plates, blocks, rods
    • B29C33/302Assembling a large number of mould elements to constitute one cavity
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C70/00Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts
    • B29C70/04Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts comprising reinforcements only, e.g. self-reinforcing plastics
    • B29C70/28Shaping operations therefor
    • B29C70/30Shaping 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
    • B29C70/34Shaping 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 shaping or impregnating by compression, i.e. combined with compressing after the lay-up operation
    • B29C70/345Shaping 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 shaping or impregnating by compression, i.e. combined with compressing after the lay-up operation using matched moulds
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C37/00Component parts, details, accessories or auxiliary operations, not covered by group B29C33/00 or B29C35/00
    • B29C2037/90Measuring, controlling or regulating
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29LINDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASS B29C, RELATING TO PARTICULAR ARTICLES
    • B29L2031/00Other particular articles
    • B29L2031/08Blades for rotors, stators, fans, turbines or the like, e.g. screw propellers
    • B29L2031/082Blades, e.g. for helicopters
    • B29L2031/085Wind turbine blades
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29LINDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASS B29C, RELATING TO PARTICULAR ARTICLES
    • B29L2031/00Other particular articles
    • B29L2031/757Moulds, cores, dies

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Composite Materials (AREA)
  • Wind Motors (AREA)

Abstract

풍력발전기 블레이드 몰드가 개시된다. 본 발명의 풍력발전기 블레이드 몰드는, 블레이드의 상면에 대응되는 면을 형성하는 상부몰드; 및 블레이드의 저면에 대응되는 면을 형성하는 하부몰드를 포함하고, 상부몰드 및 하부몰드 각각은, 블레이드의 바깥면 중 어느 일부에 대응되는 제1 내면을 형성하는 공용몰드; 및 블레이드의 바깥면 중 다른 일부에 대응되고 제1 내면과 연결되는 제2 내면을 형성하는 선택몰드를 포함하고, 선택몰드는, 제2 내면의 형태가 서로 다른 상부선택몰드와 하부선택몰드를 포함하며, 상부선택몰드 및 하부선택몰드는 공용몰드에 선택적으로 결합되는 것을 특징으로 한다.

Description

풍력발전기 블레이드 몰드{WIND TURBINE BLADE MOULD}
본 발명은 풍력발전기 블레이드 몰드에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 복합재료의 적층에 의해 블레이드의 상판과 하판을 분리 생산하는데 사용되는 풍력발전기 블레이드 몰드에 관한 것이다.
풍력발전기는 기계적 에너지를 전기에너지로 바꾸는 전체 시스템을 의미한다. 풍력발전기의 주요 핵심부품은 외형상 로터 블레이드, 나셀, 타워 등으로 구성된다. 블레이드의 외형은 공기역학적 익형 형상을 갖고 있어 일정속도 이상의 바람이 불면 익형에서 발생되는 공력이 블레이드를 회전시키게 된다. 풍력발전기는 이 회전력을 이용하여 블레이드와 연결된 발전기로부터 전기를 생산하게 된다.
풍력터빈은 수직축과 수평축 2개의 영역으로 구분하고 있으며, 현재 가장 많이 상용하고 있는 풍력발전기의 형상은 날개 3개의 수평축 형상이다. 풍력 블레이드는 회전축의 지지를 위한 부목구조를 포함하여 구조적인 특성상 두꺼운 익형 형상을 가져야 한다.
풍력 블레이드는 상향과 하향의 공기압을 견디도록 내부 구조가 설계되어야 한다. 이외에도 풍력발전기의 고유한 제어시스템, 자연현상을 고려한 외부 풍력 하중조건 등의 특성을 고려하여 설계해야 한다.
풍력 블레이드는 고속 회전하면서 양력과 항력의 다양한 하중 조합과 진동에 견딜 수 있도록 내구 강도가 큰 경량의 재료를 선택하여 강성을 증가시키는 구조를 갖도록 설계되어야 한다.
복합재료 블레이드는 일반적으로 방향성을 가진 파이버(fibre) 판재를 수작업으로 몰드(mould)에 적층하는 방식으로 제작한다. 복합재료 블레이드는 서로 다른 몰드에서 Material Lay-up 공정과 Infusion 공정에 의해 상판과 하판을 분리 생산한 다음 Assembly 공정에서 상판과 하판을 결합하는 방식으로 제조된다.
풍력 블레이드의 구조설계에서 복합재료의 적층 방법은 재료의 구조 공학적 물성값을 결정하는 중요한 파라미터다. 따라서 적층 시에 주로 검토할 사항은 강도, 무게, 두께, 방향성 등이다. 블레이드 플렌지는 힘을 받는 부분이므로 볼트 및 고정 브라켓을 금속으로 제작하고 블레이드의 재료는 유리섬유, 열경화성 수지, 에폭시계 접착제, 샌드위치 구조재료, 탄소섬유 등의 복합재료를 사용한다.
파이버 재료는 수지로 미리 함침하여 섬유처럼 직조한 프리프레그(pre-preg)를 사용하며, 이 판재를 정확한 형상으로 절단 후 몰드에 적층하여 로터 블레이드의 외부 표면을 형성하게 된다. 적층한 블레이드 표피는 보통 일정한 온도와 진공상태로 경화한다.
이와 관련하여 대한민국 등록특허공보 제1529770호(이하 '선행문헌')는 풍력 발전소의 회전자 블레이드를 제조하기 위한 회전자 블레이드 몰드 및 그 제조 방법을 개시하고 있다.
선행문헌의 회전자 블레이드 몰드는 회전자 블레이드 표면을 성형하기 위한 성형 표면을 가진 가열 가능한 성형 섹션을 포함한다. 가열 가능한 성형 섹션은 적어도 2개의 가열 섹션을 포함한다. 각각의 가열 섹션은 성형 표면상, 또는 성형 표면 하부에 배치된 적어도 하나의 전기 저항 발열체, 및 가열을 위한 전류를 적어도 하나의 저항 발열체에 공급하기 위한 공급유닛을 포함한다.
선행문헌의 회전자 블레이드 몰드는 가열 가능한 성형 섹션에 의해 풍력 발전소의 회전자 블레이드의 제조시 가열을 개선하기 위한 해결책을 제공하고 있다.
동일 풍력발전기일지라도 설치 지역의 바람 조건에 따라 블레이드 길이를 다변화하여 운영되어야 한다. 그러나 블레이드 형상이 매우 유사함에도 불구하고, 블레이드의 길이가 서로 다르기 때문에 길이별로 별개의 몰드를 제작해야만 한다.
블레이드 개발비 중 몰드 제작 공정에 가장 큰 비용 및 기간이 소요된다. 그러나 선행문헌의 회전자 블레이드 몰드는 길이별로 별개의 몰드를 제작해야만 함에 따라, 블레이드의 제조시 가열을 개선하기 위한 해결책만을 제공할 뿐, 제작할 블레이드의 개수에 비례하여 개발 비용 및 개발 일정이 증가하는 문제가 있다.
즉, 선행문헌의 회전자 블레이드 몰드는 몰드 제작 공정에 있어 제작 일정 단축은 물론, 개발 비용 절감을 달성할 수 없는 문제점이 있다. 제작된 몰드는 수정이 불가하므로, 다른 형상의 블레이드 생산에 활용할 수 없다. 따라서 설치 지역의 바람 조건에 따라 블레이드 길이를 다변화하더라도, 블레이드 개발 비용 및 개발 일정의 증가를 최소화할 수 있는 방안이 요구되고 있다.
대한민국 등록특허공보 제1529770호 (등록일: 2015.06.11)
본 발명의 목적은, 설치 지역의 바람 조건에 따라 블레이드 길이를 다변화하더라도, 블레이드 개발 비용 및 개발 일정의 증가를 최소화할 수 있도록 이루어지는 풍력발전기 블레이드 몰드를 제공하는 것이다.
또한, 설치 지역의 바람 조건에 따라 블레이드 길이를 다변화하더라도, 블레이드 제조공장의 면적이 감소하도록 이루어지는 풍력발전기 블레이드 몰드를 제공하는 것이다.
아울러, 블레이드 몰드가 모듈형으로 분리제작되더라도 생산된 블레이드가 일체형 구조를 형성함은 물론, 일체형 몰드에서 생산된 블레이드와 동등한 기계적 물성을 나타내도록 이루어지는 풍력발전기 블레이드 몰드를 제공하는 것이다.
상기 목적은, 본 발명에 따라, 블레이드의 상면에 대응되는 면을 형성하는 상부몰드; 및 상기 블레이드의 저면에 대응되는 면을 형성하는 하부몰드를 포함하고, 상기 상부몰드 및 상기 하부몰드 각각은, 상기 블레이드의 바깥면 중 어느 일부에 대응되는 제1 내면을 형성하는 공용몰드; 및 상기 블레이드의 바깥면 중 다른 일부에 대응되고 상기 제1 내면과 연결되는 제2 내면을 형성하는 선택몰드를 포함하고, 상기 선택몰드는, 상기 제2 내면의 형태가 서로 다른 상부선택몰드와 하부선택몰드를 포함하며, 상기 상부선택몰드 및 상기 하부선택몰드는 상기 공용몰드에 선택적으로 결합되는 것을 특징으로 하는 풍력발전기 블레이드 몰드에 의하여 달성된다.
상기 제1 내면은 상기 블레이드의 바깥면 중 뿌리부(blade root)에 대응되는 면을 포함하고, 상기 제2 내면은 상기 블레이드의 바깥면 중 팁부(blade tip)에 대응되는 면을 포함하여 이루어질 수 있다.
상기 공용몰드는 상기 제1 내면으로부터 절곡된 제1 측면을 형성하고, 상기 선택몰드는 상기 제2 내면으로부터 절곡되고 상기 제1 측면과 마주하는 제2 측면을 형성하며, 상기 제1 측면과 상기 제2 측면이 접촉함에 따라, 상기 제1 내면과 상기 제2 내면이 연결되도록 이루어질 수 있다.
상기 공용몰드는 상기 제1 측면을 따라 제1 플랜지를 형성하고, 상기 선택몰드는 상기 제2 측면을 따라 제2 플랜지를 형성하고, 상기 제1 플랜지와 상기 제2 플랜지가 복수의 체결부재에 의해 체결됨에 따라, 상기 제1 측면과 상기 제2 측면이 밀착되도록 이루어질 수 있다.
상기 공용몰드는 상기 제1 측면을 따라 삽입홈을 갖는 제3 플랜지를 형성하고, 상기 선택몰드는 상기 제2 측면을 따라 제4 플랜지를 형성하고, 상기 제4 플랜지가 상기 삽입홈에 삽입됨에 따라, 상기 제1 측면과 상기 제2 측면이 접촉되도록 이루어질 수 있다.
상기 제1 측면과 상기 제2 측면은 수평방향으로 서로 마주하고, 상기 제4 플랜지는 수직방향으로 상기 삽입홈에 삽입되도록 이루어질 수 있다.
상기 삽입홈의 내면은, 상기 제4 플랜지의 저면이 안착되는 안착면; 및 상기 안착면을 기준으로 상기 제1 측면과 반대쪽에 형성되고, 상기 안착면과 가까울수록 상기 제1 측면에 가까워지는 제1 경사면을 포함하고, 상기 제4 플랜지는 상기 제1 경사면에 접촉되고 상기 제1 경사면과 동일한 경사를 형성하는 제2 경사면을 포함하여 이루어질 수 있다.
상기 제4 플랜지의 저면에 오목부가 형성되고, 상기 오목부에 삽입되는 돌출부가 상기 안착면에 형성되며, 상기 제4 플랜지가 상기 삽입홈에 삽입됨에 따라, 위치센서가 상기 돌출부를 기준으로 하는 상기 오목부의 위치 및 각도를 감지하도록 이루어질 수 있다.
상기 제4 플랜지가 상기 삽입홈에 삽입되는 경우, 상기 돌출부와 상기 오목부는 서로 이격되고, 상기 위치센서는, 상기 돌출부와 상기 오목부의 수평방향 이격거리를 감지하는 제1 위치센서; 및 상기 돌출부와 상기 오목부의 수직방향 이격거리를 감지하는 제2 위치센서를 포함하여 이루어질 수 있다.
상기 제1 위치센서는, 상기 돌출부와 상기 오목부의 제1 수평방향 이격거리를 감지하는 제11 위치센서; 및 상기 돌출부와 상기 오목부의 제2 수평방향 이격거리를 감지하는 제12 위치센서를 포함하고, 상기 제1 수평방향과 상기 제2 수평방향은 서로 사잇각을 이룰 수 있다.
본 발명에 의하면, 선택몰드는 제2 내면의 형태가 서로 다른 상부선택몰드와 하부선택몰드를 포함하며, 상부선택몰드 및 하부선택몰드는 공용몰드에 선택적으로 결합됨으로써, 설치 지역의 바람 조건에 따라 블레이드 길이를 다변화하더라도, 블레이드 개발 비용 및 개발 일정의 증가를 최소화할 수 있도록 이루어지는 풍력발전기 블레이드 몰드를 제공할 수 있게 된다.
또한, 서로 다른 길이의 블레이드들을 생산하더라도, 공용몰드와 선택몰드들의 길이(부피)의 합이 블레이드들의 길이(부피)의 합보다 대폭적으로 감소함으로써, 설치 지역의 바람 조건에 따라 블레이드 길이를 다변화하더라도, 블레이드 제조공장의 면적이 감소하도록 이루어지는 풍력발전기 블레이드 몰드를 제공할 수 있게 된다.
아울러, 제1 측면과 제2 측면이 접촉함에 따라 제1 내면과 제2 내면이 연결되고, 이 상태에서 공용몰드와 선택몰드가 플랜지에 의한 결합력을 형성함으로써, 블레이드 몰드가 모듈형으로 분리제작되더라도 생산된 블레이드가 일체형 구조를 형성함은 물론, 일체형 몰드에서 생산된 블레이드와 동등한 기계적 물성을 나타내도록 이루어지는 풍력발전기 블레이드 몰드를 제공할 수 있게 된다.
도 1은 풍력발전기 블레이드를 나타내는 사시도이다.
도 2는 도 1의 풍력발전기 블레이드의 정면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 풍력발전기 블레이드 몰드와 지지대를 나타내는 사시도이다.
도 4는 도 3의 풍력발전기 블레이드 몰드의 사시도이다.
도 5는 도 4의 풍력발전기 블레이드 몰드의 분해사시도이다.
도 6은 도 5의 공용몰드와 선택몰드를 나타내는 저면도이다.
도 7은 도 4의 공용몰드와 선택몰드를 나타내는 저면도이다.
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 풍력발전기 블레이드 몰드를 나타내는 사시도이다.
도 9는 도 8의 풍력발전기 블레이드 몰드의 분해사시도이다.
도 10은 도 9의 A-A' 단면의 일 실시예를 나타내는 단면도이다.
도 11은 도 8의 B-B' 단면의 일 실시예를 나타내는 단면도이다.
도 12는 도 9의 A-A' 단면의 다른 실시예를 나타내는 단면도이다.
도 13은 도 8의 B-B' 단면의 다른 실시예를 나타내는 단면도이다.
도 14는 도 13의 C-C' 단면을 나타내는 단면도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 상세하게 설명하면 다음과 같다. 다만, 본 발명을 설명함에 있어서, 이미 공지된 기능 혹은 구성에 대한 설명은, 본 발명의 요지를 명료하게 하기 위하여 생략하기로 한다.
본 발명의 풍력발전기 블레이드 몰드는, 설치 지역의 바람 조건에 따라 블레이드 길이를 다변화하더라도, 블레이드 개발 비용 및 개발 일정의 증가를 최소화하도록 이루어질 수 있다.
또한, 본 발명의 풍력발전기 블레이드 몰드는, 설치 지역의 바람 조건에 따라 블레이드 길이를 다변화하더라도, 블레이드 제조공장의 면적이 감소하도록 이루어질 수 있다.
아울러, 본 발명의 풍력발전기 블레이드 몰드는, 블레이드 몰드가 모듈형으로 분리제작되더라도 생산된 블레이드가 일체형 구조를 형성함은 물론, 일체형 몰드에서 생산된 블레이드와 동등한 기계적 물성을 나타내도록 이루어질 수 있다.
도 1은 풍력발전기 블레이드(1)를 나타내는 사시도이다. 도 2는 도 1의 풍력발전기 블레이드(1)의 정면도이다.
이하에서는 본 발명의 용이한 이해를 위해 3차원 직각좌표계(Three Dimensional Cartesian Coordinate)를 사용하여 설명하고자 한다. X축 방향 및 Y축 방향은 서로 다른 수평방향을 의미할 수 있다. X축 방향과 Y축 방향의 사잇각은 직각을 형성할 수 있다. Y축 방향은 수직방향을 의미할 수 있다.
도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 풍력발전기 블레이드(1)는 허브와 가장 가깝게 위치하는 뿌리부(4;blade root)와, 허브로부터 가장 먼 팁부(5;blade tip)를 포함한다.
그리고 풍력발전기 블레이드(1)는 블레이드(1)의 회전방향을 향하는 리딩 에지(6;leading edge)와, 리딩 에지(6)와 반대쪽을 향하는 트레일링 에지(7;trailing edge)를 포함한다.
그리고 풍력발전기 블레이드(1)는 상판(1A)과 하판(1B)을 포함한다. 상판(1A)은 블레이드(1)의 상면(2)을 형성한다. 하판(1B)은 블레이드(1)의 저면(3)을 형성한다. 상판(1A)과 하판(1B)은 서로 다른 블레이드 몰드(10;blade mould)에서 따로 제작된다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 풍력발전기 블레이드 몰드(10)와 지지대(S)를 나타내는 사시도이다.
도 3에 도시된 바와 같이, 블레이드 몰드(10)는 상부몰드(10A)와 하부몰드(10B)를 포함한다.
상판(1A)은 상부몰드(10A)에서 제작된다. 상판(1A)은 방향성을 가진 파이버(fibre) 판재들을 상부몰드(10A)에 적층하는 방식으로 제작한다. 파이버 판재는 상부몰드(10A)의 안쪽 면에 적층된다.
상부몰드(10A)의 안쪽 면은 블레이드(1)의 상면(2;upper surface)에 대응되는 면을 형성한다. 상부몰드(10A)의 안쪽 면은 제1 내면(111; 이하 '제11 내면') 및 제2 내면(211; 이하 '제21 내면')을 포함한다. 즉, 상부몰드(10A)의 제11 내면(111)과 제21 내면(211)은 블레이드(1)의 상면(2;upper surface)에 대응되는 면을 형성한다.
하판(1B)은 하부몰드(10B)에서 제작된다. 하판(1B)은 방향성을 가진 파이버(fibre) 판재들을 하부몰드(10B)에 적층하는 방식으로 제작한다. 파이버 판재는 하부몰드(10B)의 안쪽 면에 적층된다.
하부몰드(10B)의 안쪽 면은 블레이드(1)의 저면(3;lower surface)에 대응되는 면을 형성한다. 하부몰드(10B)의 안쪽 면은 제1 내면(121; 이하 '제12 내면') 및 제2 내면(221; 이하 '제22 내면')을 포함한다. 즉, 하부몰드(10B)의 제1 내면(121)과 제2 내면(221)은 블레이드(1)의 저면(3;lower surface)에 대응되는 면을 형성한다.
상부몰드(10A)에서 상판(1A)의 판재 적층 공정(Material Lay-up operation)과, 하부몰드(10B)에서 하판(1B)의 판재 적층 공정은 동시에 수행될 수 있다. 상판(1A) 및 하판(1B)의 판재 적층 공정이 완료되면, 적층된 파이버(fibre) 판재들을 경화하는 경화 공정(cure operation)이 수행된다.
경화 공정에서 파이버 판재들을 진공 백(vacuum bag) 등으로 감싸고 진공을 형성한다. 이후 경화 수지(curing resin)를 진공 압력에 의해 적층된 파이버 판재들로 침투시킨다.
적층된 파이버(fibre) 판재들의 경화가 완료되면, 상판(1A)과 하판(1B)을 결합하는 조립 공정(Assembly operation)이 수행된다. 조립 공정에서 상판(1A)과 하판(1B)을 결합하여 일체의 블레이드(1)를 제조하게 된다.
도 4는 도 3의 풍력발전기 블레이드 몰드(10)의 사시도이다. 도 5는 도 4의 풍력발전기 블레이드 몰드(10)의 분해사시도이다.
도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 상부몰드(10A) 및 하부몰드(10B) 각각은 공용몰드(100) 및 선택몰드(200)를 포함한다.
공용몰드(100)는 블레이드(1)의 바깥면 중 어느 일부에 대응되는 제1 내면(111,121)을 형성한다.
상부몰드(10A)의 공용몰드(100;이하 '상부공용몰드(110)')는 블레이드(1)의 상면(2) 중 어느 일부에 대응되는 제1 내면 즉, 제11 내면(111)을 형성한다. 제11 내면(111)은 블레이드(1)의 바깥면 중 뿌리부(4;blade root)에 대응되는 면을 포함한다. 따라서 제11 내면(111)은 블레이드(1)의 상면(2) 중 뿌리부(4)에 대응되는 면을 포함한다.
하부몰드(10B)의 공용몰드(100;이하 '하부공용몰드(120)')는 블레이드(1)의 하면 중 어느 일부에 대응되는 제1 내면(121) 즉, 제12 내면(121)을 형성한다. 제12 내면(121)은 블레이드(1)의 바깥면 중 뿌리부(4;blade root)에 대응되는 면을 포함한다. 따라서 제12 내면(121)은 블레이드(1)의 하면 중 뿌리부(4)에 대응되는 면을 포함한다.
선택몰드(200)는 블레이드(1)의 바깥면 중 다른 일부에 대응되는 제2 내면(211,221)을 형성한다. 제11 내면(111)과 제21 내면(211)은 서로 연결되는 면을 형성한다. 그리고 제12 내면(121)과 제22 내면(221)은 서로 연결되는 면을 형성한다.
상부몰드(10A)의 선택몰드(200;이하 '상부선택몰드(210)')는 블레이드(1)의 상면(2) 중 다른 일부에 대응되는 제2 내면(211) 즉, 제21 내면(211)을 형성한다. 제21 내면(211)은 블레이드(1)의 바깥면 중 팁부(5;blade tip)에 대응되는 면을 포함한다. 따라서 제21 내면(211)은 블레이드(1)의 상면(2) 중 팁부(5)에 대응되는 면을 포함한다.
하부몰드(10B)의 선택몰드(200;이하 '하부선택몰드(220)')는 블레이드(1)의 하면 중 다른 일부에 대응되는 제2 내면(221) 즉, 제22 내면(221)을 형성한다. 제22 내면(221)은 블레이드(1)의 바깥면 중 팁부(5;blade tip)에 대응되는 면을 포함한다. 따라서 제22 내면(221)은 블레이드(1)의 하면 중 팁부(5)에 대응되는 면을 포함한다.
도 3에 도시된 바와 같이, 지지대(S)는 지면으로부터 블레이드 몰드(10)를 지지한다. 지지대(S)는 제1 지지대(S1) 및 제2 지지대(S2)를 포함한다.
제1 지지대(S1)는 제11 지지대(S11) 및 제12 지지대(S12)를 포함한다. 제11 지지대(S11)는 지면으로부터 상부공용몰드(110)를 지지한다. 제12 지지대(S12)는 지면으로부터 상부선택몰드(210)를 지지한다. 제12 지지대(S12)는 이동될 수 있다.
일 예로, 제12 지지대(S12)는 크레인 등 부양장치(lifting device)에 의해 이동될 수 있다. 제11 내면(111)과 제21 내면(211)은 부양장치에 의해 서로 연결되거나 분리될 수 있다.
도시되지는 않았으나, 제1 지지대(S1)는 회전 장치(hinging mechanism)에 의해 회전될 수 있다. 조립 공정에서 상판(1A)과 하판(1B)은 회전 장치에 의한 제1 지지대(S1)의 회전에 의해 결합될 수 있다.
제2 지지대(S2)는 제21 지지대(S21) 및 제22 지지대(S22)를 포함한다. 제21 지지대(S21)는 지면으로부터 하부공용몰드(120)를 지지한다. 제22 지지대(S22)는 지면으로부터 하부선택몰드(220)를 지지한다. 제22 지지대(S22)는 이동될 수 있다.
일 예로, 제22 지지대(S22)는 크레인 등 부양장치(lifting device)에 의해 이동될 수 있다. 제12 내면(121)과 제22 내면(221)은 부양장치에 의해 서로 연결되거나 분리될 수 있다.
공용몰드(100)는 제1 내면(111,121)으로부터 절곡된 제1 측면(112,122)을 형성한다. 선택몰드(200)는 제2 내면(211,221)으로부터 절곡된 제2 측면(212,222)을 형성한다.
상부공용몰드(110)는 제11 내면(111)으로부터 절곡된 제1 측면(112) 즉, 제11 측면(112)을 형성한다. 상부선택몰드(210)는 제21 내면(211)으로부터 절곡된 제2 측면(212) 즉, 제21 측면을 형성한다.
제11 측면(112)과 제21 측면(212)은 서로 수평방향으로 마주하는 면을 형성한다. 여기서 수평방향은 X축 방향을 의미할 수 있다. 제11 측면(112)과 제21 측면(212)이 접촉할 때, 제11 내면(111)과 제21 내면(211)이 서로 연결되어, 제11 내면(111)과 제21 내면(211)은 서로 연결된 면을 형성한다.
하부공용몰드(120)는 제12 내면(121)으로부터 절곡된 제1 측면(122) 즉, 제12 측면(122)을 형성한다. 하부선택몰드(220)는 제22 내면(221)으로부터 절곡된 제2 측면(222) 즉, 제22 측면(222)을 형성한다.
제12 측면(122)과 제22 측면(222)은 서로 수평방향으로 마주하는 면을 형성한다. 여기서 수평방향은 X축 방향을 의미할 수 있다. 제12 측면(122)과 제22 측면(222)이 접촉할 때, 제12 내면(121)과 제22 내면(221)이 서로 연결되어, 제12 내면(121)과 제22 내면(221)은 서로 연결된 면을 형성한다.
도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 공용몰드(100)는 제1 측면(112,122)을 따라 제1 플랜지(113,123)를 형성한다. 선택몰드(200)는 제2 측면(212,222)을 따라 제2 플랜지(213,223)를 형성한다.
상부공용몰드(110)는 제11 측면(112)을 따라 제1 플랜지(113) 즉, 제11 플랜지(113)를 형성한다. 상부선택몰드(210)는 제21 측면(212)을 따라 제2 플랜지(213) 즉, 제21 플랜지(213)를 형성한다. 제11 플랜지(113)와 제21 플랜지(213)는 서로 마주하는 면을 형성한다.
제11 플랜지(113)에 복수의 제1 체결홀(H1)이 형성된다. 제21 플랜지(213)에 복수의 제2 체결홀(H2)이 형성된다. 체결부재(B)는 제1 체결홀(H1)과 제2 체결홀(H2)에 동시에 삽입된다. 체결부재(B)는 볼트로 구비될 수 있다. 체결부재(B)는 너트에 의해 제11 플랜지(113)와 제21 플랜지(213)를 결합할 수 있다.
제11 플랜지(113)와 제21 플랜지(213)가 복수의 체결부재(B)에 의해 체결됨에 따라, 제11 측면(112)과 제21 측면(212)이 밀착되고, 제12 내면(121)과 제22 내면(221)은 연결된 면을 형성한다. 따라서 상부공용몰드(110)와 상부선택몰드(210)는 제12 내면(121)과 제22 내면(221)이 서로 연결된 일체의 상부몰드(10A)를 형성하게 된다.
하부공용몰드(120)는 제12 측면(122)을 따라 제1 플랜지(123) 즉, 제12 플랜지(123)를 형성한다. 하부선택몰드(220)는 제22 측면(222)을 따라 제2 플랜지(223) 즉, 제22 플랜지(223)를 형성한다. 제12 플랜지(123)와 제22 플랜지(223)는 서로 마주하는 면을 형성한다.
제12 플랜지(123)에 복수의 제1 체결홀(H1)이 형성된다. 제22 플랜지(223)에 복수의 제2 체결홀(H2)이 형성된다. 체결부재(B)는 제1 체결홀(H1)과 제2 체결홀(H2)에 동시에 삽입된다. 체결부재(B)는 볼트로 구비될 수 있다. 체결부재(B)는 너트에 의해 제12 플랜지(123)와 제22 플랜지(223)를 결합할 수 있다.
제12 플랜지(123)와 제22 플랜지(223)가 복수의 체결부재(B)에 의해 체결됨에 따라, 제12 측면(122)과 제22 측면(222)이 밀착되고, 제12 내면(121)과 제22 내면(221)은 연결된 면을 형성한다. 따라서 하부공용몰드(120)와 하부선택몰드(220)는 제12 내면(121)과 제22 내면(221)이 서로 연결된 일체의 하부몰드(10B)를 형성하게 된다.
도 6은 도 5의 공용몰드(100)와 선택몰드(200)를 나타내는 저면도이다. 도 7은 도 4의 공용몰드(100)와 선택몰드(200)를 나타내는 저면도이다.
도 6 및 도 7에 도시된 바와 같이, 선택몰드(200)는, 제2 내면(211,221)의 형태가 서로 다른 제1 선택몰드(200A), 제2 선택몰드(200B) 및 제3 선택몰드(200C)를 포함한다. 여기서 선택몰드(200)는 상부선택몰드(210) 및 하부선택몰드(220)를 의미할 수 있다.
제1 선택몰드(200A), 제2 선택몰드(200B) 및 제3 선택몰드(200C)는 제2 내면(211,221)의 형태가 서로 다를 뿐 제2 측면 및 제2 플랜지의 형태는 동일하다. 그리고 제1 선택몰드(200A), 제2 선택몰드(200B) 및 제3 선택몰드(200C)는 제1 내면(111,121)과 연결되는 부분의 형태가 동일하다.
따라서 제1 선택몰드(200A), 제2 선택몰드(200B) 및 제3 선택몰드(200C)는 공용몰드(100)에 선택적으로 결합될 수 있다.
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 풍력발전기 블레이드 몰드(20)를 나타내는 사시도이다. 도 9는 도 8의 풍력발전기 블레이드 몰드(20)의 분해사시도이다.
도 8 및 도 9에 도시된 바와 같이, 공용몰드(100)는 제1 측면(112,122)을 따라 제3 플랜지(114,124)를 형성한다. 제3 플랜지(114,124)는 제1 측면(112,122)을 따라 삽입홈(101)을 형성한다. 삽입홈(101)은 제1 측면(112,122)을 기준으로 제1 내면(111,121)의 반대쪽에 형성된다. 선택몰드(200)는 제2 측면(212,222)을 따라 제4 플랜지(214,224)를 형성한다.
상부공용몰드(110)는 제11 측면(112)을 따라 제3 플랜지(114) 즉, 제31 플랜지(114)를 형성한다. 상부선택몰드(210)는 제21 측면(212)을 따라 제4 플랜지(214) 즉, 제41 플랜지(214)를 형성한다. 제41 플랜지(214)는 삽입홈(101)에 삽입 및 이탈 가능하게 형성된다. 제41 플랜지(214)는 수직방향으로 제31 플랜지(114)의 삽입홈(101)에 삽입 및 이탈된다.
여기서 수직방향은 Z축 방향을 의미할 수 있다. 제41 플랜지(214)는 중력방향으로 제31 플랜지(114)의 삽입홈(101)에 삽입된다. 제41 플랜지(214)는 중력방향과 반대방향으로 제31 플랜지(114)의 삽입홈(101)으로부터 이탈된다.
제11 측면(112)과 제21 측면(212)은 수평방향으로 서로 마주하는 면을 형성한다. 제41 플랜지(214)가 수직방향으로 제31 플랜지(114)의 삽입홈(101)에 삽입됨에 따라, 제11 측면(112)과 제21 측면(212)이 서로 접촉된다.
제41 플랜지(214)의 삽입이 완료되면, 제11 내면(111)과 제21 내면(211)은 서로 연결된 면을 형성한다. 따라서 상부공용몰드(110)와 상부선택몰드(210)는 제11 내면(111)과 제21 내면(211)이 서로 연결된 일체의 상부몰드(10A)를 형성하게 된다.
하부공용몰드(120)는 제12 측면(122)을 따라 제3 플랜지(124) 즉, 제32 플랜지(124)를 형성한다. 하부선택몰드(220)는 제22 측면(222)을 따라 제4 플랜지(224) 즉, 제42 플랜지(224)를 형성한다. 제42 플랜지(224)는 삽입홈(101)에 삽입 및 이탈 가능하게 형성된다. 제42 플랜지(224)는 수직방향으로 제32 플랜지(124)의 삽입홈(101)에 삽입 및 이탈된다.
여기서 수직방향은 Z축 방향을 의미할 수 있다. 제42 플랜지(224)는 중력방향으로 제32 플랜지(124)의 삽입홈(101)에 삽입된다. 제42 플랜지(224)는 중력방향과 반대방향으로 제32 플랜지(124)의 삽입홈(101)으로부터 이탈된다.
제12 측면(122)과 제22 측면(222)은 수평방향으로 서로 마주하는 면을 형성한다. 제42 플랜지(224)가 수직방향으로 제32 플랜지(124)의 삽입홈(101)에 삽입됨에 따라, 제12 측면(122)과 제22 측면(222)이 서로 접촉된다.
제42 플랜지(224)의 삽입이 완료되면, 제12 내면(121)과 제22 내면(221)은 서로 연결된 면을 형성한다. 따라서 하부공용몰드(120)와 하부선택몰드(220)는 제12 내면(121)과 제22 내면(221)이 서로 연결된 일체의 하부몰드(10B)를 형성하게 된다.
도 10은 도 9의 A-A' 단면의 일 실시예를 나타내는 단면도이다. 도 11은 도 8의 B-B' 단면의 일 실시예를 나타내는 단면도이다.
도 9 내지 도 11에 도시된 바와 같이, 삽입홈(101)의 내면은 안착면(1011), 제1 경사면(1012) 및 삽입측면(1013)을 포함한다. 제4 플랜지(214,224)는 저면(이하 '하부면(201)'), 제2 경사면(202) 및 수직면(203)을 형성한다.
안착면(1011)은 하부면(201)이 안착되는 면을 형성한다. 안착면(1011)과 하부면(201)은 서로 수직방향(Z축 방향)으로 마주보는 동일 형태의 면을 형성한다. 제41 플랜지(214)의 삽입이 완료되면, 제11 내면(111)과 제21 내면(211)은 서로 밀착되고, 제11 내면(111)과 제21 내면(211)은 서로 연결된 면을 형성한다.
도시되지는 않았으나, 제42 플랜지(224)의 삽입이 완료되면, 제12 내면(121)과 제22 내면(221)은 서로 밀착되고, 제12 내면(121)과 제22 내면(221)은 서로 연결된 면을 형성한다.
삽입측면(1013)은 안착면(1011)을 기준으로 제1 측면(112,122) 쪽에 형성된다. 수직면(203)은 하부면(201)을 기준으로 제2 측면(212,222)과 반대쪽에 형성된다. 삽입측면(1013)과 수직면(203)은 서로 수평방향(Y축 방향)으로 마주보는 동일 형태의 면을 형성한다.
제41 플랜지(214)의 삽입이 완료되면, 삽입측면(1013)과 수직면(203)은 서로 밀착된다. 도시되지는 않았으나, 제42 플랜지(224)의 삽입이 완료되면, 삽입측면(1013)과 수직면(203)은 서로 밀착된다.
제1 경사면(1012)은 안착면(1011)을 기준으로 제1 측면(112,122)과 반대쪽에 형성된다. 제1 경사면(1012)은 안착면(1011)과 가까울수록 제1 측면(112,122)에 가까워지는 경사면을 형성한다.
제2 경사면(202)은 하부면(201)을 기준으로 제2 측면(212,222) 쪽에 형성된다. 제2 경사면(202)은 제1 경사면(1012)에 접촉되는 면을 형성한다. 제2 경사면(202)은 제1 경사면(1012)과 동일한 경사를 형성한다.
제41 플랜지(214)가 수직방향으로 제31 플랜지(114)의 삽입홈(101)에 삽입되는 과정에서, 제2 경사면(202)은 제1 경사면(1012)을 미끄러지며 하강한다. 즉, 제1 경사면(1012)은 제2 경사면(202)이 하강하는 안내면을 형성한다. 제41 플랜지(214)가 수직방향으로 제31 플랜지(114)의 삽입홈(101)에 삽입될수록, 삽입측면(1013)과 수직면(203)은 서로 가까워진다.
제41 플랜지(214)의 삽입이 완료되면, 삽입홈(101)의 내면과 제41 플랜지(214)의 외면은 서로 밀착된다. 따라서 삽입홈(101)의 내면은 중력방향과 반대방향을 제외한 제41 플랜지(214)의 유동을 차단하는 경계면을 형성한다.
도시되지는 않았으나, 제42 플랜지(224)가 수직방향으로 제32 플랜지(124)의 삽입홈(101)에 삽입되는 과정에서, 제2 경사면(202)은 제1 경사면(1012)을 미끄러지며 하강한다. 즉, 제1 경사면(1012)은 제2 경사면(202)이 하강하는 안내면을 형성한다. 제42 플랜지(224)가 수직방향으로 제32 플랜지(124)의 삽입홈(101)에 삽입될수록, 삽입측면(1013)과 수직면(203)은 서로 가까워진다.
제42 플랜지(224)의 삽입이 완료되면, 삽입홈(101)의 내면과 제42 플랜지(224)의 외면은 서로 밀착된다. 따라서 삽입홈(101)의 내면은 중력방향과 반대방향을 제외한 제42 플랜지(224)의 유동을 차단하는 경계면을 형성한다.
도 10 및 도 11에 도시된 바와 같이, 제31 플랜지(114)에 복수의 제3 체결홀(H3)이 형성된다. 제3 체결홀(H3)은 안착면(1011)의 법선방향과 평행한 방향으로 안착면(1011)을 관통한다.
제41 플랜지(214)에 복수의 제4 체결홀(H4)이 형성된다. 제4 체결홀(H4)은 하부면(201)의 법선방향과 평행한 방향으로 하부면(201)에 형성된다. 체결부재(B)는 제3 체결홀(H3)을 통해 제4 체결홀(H4)에 나사결합된다.
제31 플랜지(114)와 제41 플랜지(214)가 복수의 체결부재(B)에 의해 체결됨에 따라, 제11 측면(112)과 제21 측면(212)이 밀착되고, 제11 내면(111)과 제21 내면(211)은 연결된 면을 형성한다. 따라서 상부공용몰드(110)와 상부선택몰드(210)는 제11 내면(111)과 제21 내면(211)이 서로 연결된 일체의 상부몰드(10A)를 형성하게 된다.
제32 플랜지(124)에 복수의 제3 체결홀(H3)이 형성된다. 제3 체결홀(H3)은 안착면(1011)의 법선방향과 평행한 방향으로 안착면(1011)을 관통한다. 제42 플랜지(224)에 복수의 제4 체결홀(H4)이 형성된다. 제4 체결홀(H4)은 하부면(201)의 법선방향과 평행한 방향으로 하부면(201)에 형성된다. 체결부재(B)는 제3 체결홀(H3)을 통해 제4 체결홀(H4)에 나사결합된다.
제32 플랜지(124)와 제42 플랜지(224)가 복수의 체결부재(B)에 의해 체결됨에 따라, 제12 측면(122)과 제22 측면(222)이 밀착되고, 제12 내면(121)과 제22 내면(221)은 연결된 면을 형성한다. 따라서 하부공용몰드(120)와 하부선택몰드(220)는 제12 내면(121)과 제22 내면(221)이 서로 연결된 일체의 하부몰드(10B)를 형성하게 된다.
도 12는 도 9의 A-A' 단면의 다른 실시예를 나타내는 단면도이다. 도 13은 도 8의 B-B' 단면의 다른 실시예를 나타내는 단면도이다. 도 14는 도 13의 C-C' 단면을 나타내는 단면도이다.
도 12 및 도 13에 도시된 바와 같이, 제4 플랜지(214,224)의 저면에 복수의 오목부(204)가 형성된다. 안착면(1011)에 복수의 돌출부(1014)가 형성된다.
제41 플렌지(214)가 제31 플랜지(114)에 삽입되는 과정에서, 돌출부(1014)가 오목부(204)에 삽입된다. 돌출부(1014)와 오목부(204)에 위치센서(300;position sensor)가 설치된다. 위치센서(300)는 돌출부(1014)와 오목부(204) 사이의 길이의 차원을 가진 양을 측정한다.
위치센서(300)는 전기식 위치센서(300)로 구비될 수 있다. 전기식 위치센서(300)는 섭동 저항식 위치센서(300) 또는 정전 용량식 위치센서(300)로 구비될 수 있다.
또는, 위치센서(300)는 광학식 위치센서(300)로 구비될 수 있다. 광학식 위치센서(300)는 광전 스위치 타입 위치센서(300)로 구비될 수 있다.
또는, 위치센서(300)는 자기식 위치센서(300)로 구비될 수 있다. 자기식 위치센서(300)는 차동 트랜스식 위치센서(300) 또는 근접 스위치 타입 위치센서(300)로 구비될 수 있다.
도 13에 도시된 바와 같이, 위치센서(300)는 근접 스위치 타입 위치센서(300)로 구비될 수 있다. 근접 스위치 타입 위치센서(300)는 영구자석(permanent magnet) 및 자기센서(magnetic sensor)를 포함한다.
오목부(204) 및 돌출부(1014) 중 어느 하나에 영구자석이 구비될 수 있다. 오목부(204) 및 돌출부(1014) 중 어느 하나에 자기센서가 구비될 수 있다. 일 예로, 오목부(204)에 영구자석이 구비될 수 있다. 그리고 돌출부(1014)에 자기센서가 구비될 수 있다.
제4 플랜지(214)가 삽입홈(101)에 삽입되는 경우, 돌출부(1014)와 오목부(204)는 서로 특정 거리만큼 이격된다. 제11 내면(111)과 제21 내면(211)이 서로 완전히 연결된 면을 형성한 상태에서, 자기센서는 영구자석의 특정 자기 신호를 검출하도록 세팅된다.
따라서 작업자는 위치센서(300)가 검출한 자기 신호를 모니터링함으로써, 제11 내면(111)과 제21 내면(211)이 서로 완전히 연결된 면을 형성한 것을 확인할 수 있다.
위치센서(300)는 제1 위치센서(310) 및 제2 위치센서(320)를 포함한다. 제1 위치센서(310)는 돌출부(1014)와 오목부(204)의 수평방향 이격거리를 감지한다. 제2 위치센서(320)는 돌출부(1014)와 오목부(204)의 수직방향 이격거리를 감지한다.
제1 위치센서(310) 및 제2 위치센서(320)는, 제11 내면(111)과 제21 내면(211)이 서로 완전히 연결된 면을 형성한 상태에서, 특정 자기 신호를 검출하도록 세팅된다. 따라서 작업자는 제1 위치센서(310) 및 제2 위치센서(320)가 검출한 자기 신호를 모니터링함으로써, 제11 내면(111)을 기준으로 하는 제21 내면(211)의 수평방향 및 수직방향 정합 여부를 정밀하게 확인할 수 있다.
도 14에 도시된 바와 같이, 제1 위치센서(310)는 제11 위치센서(311), 제12 위치센서(312), 제13 위치센서(313) 및 제14 위치센서(314)를 포함할 수 있다.
제11 위치센서(311)는 돌출부(1014)와 오목부(204)의 제1 수평방향(D1) 이격거리를 감지한다. 제12 위치센서(312)는 돌출부(1014)와 오목부(204)의 제2 수평방향(D2) 이격거리를 감지한다. 제13 위치센서(313)는 돌출부(1014)와 오목부(204)의 제3 수평방향(D3) 이격거리를 감지한다. 제14 위치센서(314)는 돌출부(1014)와 오목부(204)의 제4 수평방향(D4) 이격거리를 감지한다.
제11 위치센서(311), 제12 위치센서(312), 제13 위치센서(313) 및 제14 위치센서(314)는, 제11 내면(111)과 제21 내면(211)이 서로 완전히 연결된 면을 형성한 상태에서, 각각 특정 자기 신호를 검출하도록 세팅된다. 특정 자기 신호는 서로 동일한 값일 수 있다. 또는, 특정 자기 신호는 서로 다른 값일 수 있다.
제1 수평방향(D1), 제2 수평방향(D2), 제3 수평방향(D3) 및 제4 수평방향(D4)은 각각 수평방향 중 어느 한 방향일 수 있다. 제1 수평방향(D1), 제2 수평방향(D2), 제3 수평방향(D3) 및 제4 수평방향(D4)은 Z축을 기준으로 서로 사잇각을 형성한다.
제1 수평방향(D1)과 제2 수평방향(D2)은 제1 사잇각(α)을 형성한다. 제2 수평방향(D2)과 제3 수평방향(D3)은 제2 사잇각(β)을 형성한다. 제3 수평방향(D3)과 제4 수평방향(D4)은 제3 사잇각(δ)을 형성한다. 제1 수평방향(D1)과 제4 수평방향(D4)은 제4 사잇각(θ)을 형성한다. 제1 사잇각(α), 제2 사잇각(β), 제3 사잇각(δ) 및 제4 사잇각(θ)은 서로 다른 각도일 수 있다.
따라서 돌출부(1014)를 기준으로 오목부(204)가 특정 방향으로 틸트(tilt)되는 경우, 제11 위치센서(311), 제12 위치센서(312), 제13 위치센서(313) 및 제14 위치센서(314)가 검출한 자기 신호들의 조합은 기울어지는 방향과 틸트 각도별로 다르게 된다.
따라서 제4 플랜지가 삽입홈(101)에 삽입됨에 따라, 위치센서(300)는 돌출부(1014)를 기준으로 하는 오목부(204)의 상대적인 위치 및 각도를 정밀하게 감지하게 된다.
따라서 작업자는 제11 위치센서(311), 제12 위치센서(312), 제13 위치센서(313) 및 제14 위치센서(314)가 검출한 자기 신호의 조합을 모니터링함으로써, 제11 내면(111)을 기준으로 하는 제21 내면(211)의 수평방향 및 수직방향 정합 여부는 물론, 수직방향 정합이 완료되기 전까지 수평방향 및 수직방향 편차, 틸트 방향 및 각도를 세분화하여 정밀하게 확인할 수 있다.
따라서 제11 내면(111)을 기준으로 하는 제21 내면(211)의 수평방향 및 수직방향 정합작업의 정밀성 및 신속성이 향상될 수 있다.
본 발명에 의하면, 선택몰드는 제2 내면의 형태가 서로 다른 상부선택몰드와 하부선택몰드를 포함하며, 상부선택몰드 및 하부선택몰드는 공용몰드에 선택적으로 결합됨으로써, 설치 지역의 바람 조건에 따라 블레이드 길이를 다변화하더라도, 블레이드 개발 비용 및 개발 일정의 증가를 최소화할 수 있도록 이루어지는 풍력발전기 블레이드 몰드를 제공할 수 있게 된다.
또한, 서로 다른 길이의 블레이드들을 생산하더라도, 공용몰드와 선택몰드들의 길이(부피)의 합이 블레이드들의 길이(부피)의 합보다 대폭적으로 감소함으로써, 설치 지역의 바람 조건에 따라 블레이드 길이를 다변화하더라도, 블레이드 제조공장의 면적이 감소하도록 이루어지는 풍력발전기 블레이드 몰드를 제공할 수 있게 된다.
아울러, 제1 측면과 제2 측면이 접촉함에 따라 제1 내면과 제2 내면이 연결되고, 이 상태에서 공용몰드와 선택몰드가 플랜지에 의한 결합력을 형성함으로써, 블레이드 몰드가 모듈형으로 분리제작되더라도 생산된 블레이드가 일체형 구조를 형성함은 물론, 일체형 몰드에서 생산된 블레이드와 동등한 기계적 물성을 나타내도록 이루어지는 풍력발전기 블레이드 몰드를 제공할 수 있게 된다.
앞에서, 본 발명의 특정한 실시예가 설명되고 도시되었지만 본 발명은 기재된 실시예에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다양하게 수정 및 변형할 수 있음은 이 기술의 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 일이다. 따라서, 그러한 수정예 또는 변형예들은 본 발명의 기술적 사상이나 관점으로부터 개별적으로 이해되어서는 안되며, 변형된 실시예들은 본 발명의 특허청구범위에 속한다 하여야 할 것이다.
10,20 : 블레이드 몰드
10A : 상부몰드 10B : 하부몰드
S1 : 제1 지지대 S2 : 제2 지지대
S11 : 제11 지지대 S21 : 제21 지지대
S12 : 제12 지지대 S22 : 제22 지지대
100 : 공용몰드 200 : 선택몰드
110 : 상부공용몰드 210 : 상부선택몰드
111 : 제11 내면 211 : 제21 내면
112 : 제11 측면 212 : 제21 측면
113 : 제11 플랜지 213 : 제21 플랜지
114 : 제31 플랜지 214 : 제41 플랜지
101 : 삽입홈 201 : 하부면
1011 : 안착면 202 : 제2 경사면
1012 : 제1 경사면 203 : 수직면
1013 : 삽입측면 204 : 오목부
1014 : 돌출부 220 : 하부선택몰드
120 : 하부공용몰드 221 : 제22 내면
121 : 제12 내면 222 : 제22 측면
122 : 제12 측면 223 : 제22 플랜지
123 : 제12 플랜지 224 : 제42 플랜지
124 : 제32 플랜지 200A : 제1 선택몰드
H1 : 제1 체결홀 200B : 제2 선택몰드
H2 : 제2 체결홀 200C : 제3 선택몰드
H3 : 제3 체결홀
H4 : 제4 체결홀
B : 체결부재
300 : 위치센서
310 : 제1 위치센서
311 : 제11 위치센서 313 : 제13 위치센서
312 : 제12 위치센서 314 : 제14 위치센서
320 : 제2 위치센서
D1 : 제1 수평방향 α : 제1 사잇각
D2 : 제2 수평방향 β : 제2 사잇각
D3 : 제3 수평방향 δ : 제3 사잇각
D4 : 제4 수평방향 θ : 제4 사잇각
1 : 블레이드
2 : 상면 1A : 상판
3 : 저면 1B : 하판
4 : 뿌리부
5 : 팁부
6 : 리딩 에지
7 : 트레일링 에지

Claims (10)

  1. 블레이드의 상면(upper surface)에 대응되는 면을 형성하는 상부몰드; 및
    상기 블레이드의 저면(lower surface)에 대응되는 면을 형성하는 하부몰드를 포함하고,
    상기 상부몰드 및 상기 하부몰드 각각은,
    상기 블레이드의 바깥면 중 어느 일부에 대응되는 제1 내면을 형성하는 공용몰드; 및
    상기 블레이드의 바깥면 중 다른 일부에 대응되고 상기 제1 내면과 연결되는 제2 내면을 형성하는 선택몰드를 포함하고,
    상기 선택몰드는, 상기 제2 내면의 형태가 서로 다른 상부선택몰드와 하부선택몰드를 포함하며,
    상기 상부선택몰드 및 상기 하부선택몰드는 상기 공용몰드에 선택적으로 결합되는 것을 특징으로 하는 풍력발전기 블레이드 몰드.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1 내면은 상기 블레이드의 바깥면 중 뿌리부(blade root)에 대응되는 면을 포함하고,
    상기 제2 내면은 상기 블레이드의 바깥면 중 팁부(blade tip)에 대응되는 면을 포함하는 것을 특징으로 하는 풍력발전기 블레이드 몰드.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 공용몰드는 상기 제1 내면으로부터 절곡된 제1 측면을 형성하고,
    상기 선택몰드는 상기 제2 내면으로부터 절곡되고 상기 제1 측면과 마주하는 제2 측면을 형성하며,
    상기 제1 측면과 상기 제2 측면이 접촉함에 따라, 상기 제1 내면과 상기 제2 내면이 연결되는 것을 특징으로 하는 풍력발전기 블레이드 몰드.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 공용몰드는 상기 제1 측면을 따라 제1 플랜지를 형성하고,
    상기 선택몰드는 상기 제2 측면을 따라 제2 플랜지를 형성하고,
    상기 제1 플랜지와 상기 제2 플랜지가 복수의 체결부재에 의해 체결됨에 따라, 상기 제1 측면과 상기 제2 측면이 밀착되는 것을 특징으로 하는 풍력발전기 블레이드 몰드.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 공용몰드는 상기 제1 측면을 따라 삽입홈을 갖는 제3 플랜지를 형성하고,
    상기 선택몰드는 상기 제2 측면을 따라 제4 플랜지를 형성하고,
    상기 제4 플랜지가 상기 삽입홈에 삽입됨에 따라, 상기 제1 측면과 상기 제2 측면이 접촉되는 것을 특징으로 하는 풍력발전기 블레이드 몰드.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 제1 측면과 상기 제2 측면은 수평방향으로 서로 마주하고,
    상기 제4 플랜지는 수직방향으로 상기 삽입홈에 삽입되는 것을 특징으로 하는 풍력발전기 블레이드 몰드.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 삽입홈의 내면은,
    상기 제4 플랜지의 저면이 안착되는 안착면; 및
    상기 안착면을 기준으로 상기 제1 측면과 반대쪽에 형성되고, 상기 안착면과 가까울수록 상기 제1 측면에 가까워지는 제1 경사면을 포함하고,
    상기 제4 플랜지는 상기 제1 경사면에 접촉되고 상기 제1 경사면과 동일한 경사를 형성하는 제2 경사면을 포함하는 것을 특징으로 하는 풍력발전기 블레이드 몰드.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 제4 플랜지의 저면에 오목부가 형성되고,
    상기 오목부에 삽입되는 돌출부가 상기 안착면에 형성되며,
    상기 제4 플랜지가 상기 삽입홈에 삽입됨에 따라, 위치센서가 상기 돌출부를 기준으로 하는 상기 오목부의 위치 및 각도를 감지하는 것을 특징으로 하는 풍력발전기 블레이드 몰드.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 제4 플랜지가 상기 삽입홈에 삽입되는 경우, 상기 돌출부와 상기 오목부는 서로 이격되고,
    상기 위치센서는,
    상기 돌출부와 상기 오목부의 수평방향 이격거리를 감지하는 제1 위치센서; 및
    상기 돌출부와 상기 오목부의 수직방향 이격거리를 감지하는 제2 위치센서를 포함하는 것을 특징으로 하는 풍력발전기 블레이드 몰드.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 제1 위치센서는,
    상기 돌출부와 상기 오목부의 제1 수평방향 이격거리를 감지하는 제11 위치센서; 및
    상기 돌출부와 상기 오목부의 제2 수평방향 이격거리를 감지하는 제12 위치센서를 포함하고,
    상기 제1 수평방향과 상기 제2 수평방향은 서로 사잇각을 이루는 것을 특징으로 하는 풍력발전기 블레이드 몰드.
KR1020220032806A 2022-03-16 2022-03-16 풍력발전기 블레이드 몰드 KR20230135397A (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020220032806A KR20230135397A (ko) 2022-03-16 2022-03-16 풍력발전기 블레이드 몰드

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020220032806A KR20230135397A (ko) 2022-03-16 2022-03-16 풍력발전기 블레이드 몰드

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20230135397A true KR20230135397A (ko) 2023-09-25

Family

ID=88190697

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020220032806A KR20230135397A (ko) 2022-03-16 2022-03-16 풍력발전기 블레이드 몰드

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR20230135397A (ko)

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101529770B1 (ko) 2010-03-30 2015-06-17 보벤 프로퍼티즈 게엠베하 풍력 발전소의 회전자 블레이드를 제조하기 위한 회전자 블레이드 몰드 및 그 제조 방법

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101529770B1 (ko) 2010-03-30 2015-06-17 보벤 프로퍼티즈 게엠베하 풍력 발전소의 회전자 블레이드를 제조하기 위한 회전자 블레이드 몰드 및 그 제조 방법

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP2316629B1 (en) Modular mould system for manufacturing a shell part
EP2441571A1 (en) Composite components and processes therefor
EP2570254A1 (en) Method for manufacturing a wind turbine rotor blade with a shear web
EP3867052B1 (en) Improvements relating to wind turbine blade manufacture
EP2697506B1 (en) A wind turbine blade comprising resistive heating means
EP3027892B1 (en) A blade for a wind turbine and a method for manufacturing a blade for a wind turbine
EP3743268B1 (en) Method and mould for manufacturing preforms for a wind turbine rotor blade
CN109789609A (zh) 用于风轮机叶片的模具及其组装方法
CN102555115A (zh) 用于调节空气动力学几何形状的模具的底板变形的装置及使用该装置的模制方法
US20170252984A1 (en) Wind Turbine Blade with Customised Chord Length
KR20230135397A (ko) 풍력발전기 블레이드 몰드
CN108883588B (zh) 用于风轮机叶片的嵌入元件
CN115151725A (zh) 用于风力涡轮机的转子叶片的主层压件的雷电保护系统
EP3713735B1 (en) Vacuum forming mold assembly and method for creating a vacuum forming mold assembly
EP3788254B1 (en) Method of forming wind turbine rotor blade root portions
CN117222517A (zh) 包括由复合材料制成的结构的叶片及相关的制造方法
EP3847367B1 (en) Wind turbine blade design
CN115596602A (zh) 风力涡轮叶片组件和方法
EP2716904B1 (en) method of manufacturing a composite spar cap for a rotor blade of a wind turbine
CN115485127A (zh) 风力涡轮机叶片
US20130129517A1 (en) Aerogenerator blade and manufacturing method thereof
CN216278256U (zh) 风电叶片及风力发电设备
EP4234192A1 (en) Method for manufacturing wind turbine blade preforms with complex geometries
EP3892849B1 (en) Wind turbine rotor blade having a shear web
WO2023083886A1 (en) Spar cap for a wind turbine blade