[go: up one dir, main page]

NL1024463C2 - Rotor voor gebruik in een windturbine en werkwijze voor het maken van de rotor. - Google Patents

Rotor voor gebruik in een windturbine en werkwijze voor het maken van de rotor. Download PDF

Info

Publication number
NL1024463C2
NL1024463C2 NL1024463A NL1024463A NL1024463C2 NL 1024463 C2 NL1024463 C2 NL 1024463C2 NL 1024463 A NL1024463 A NL 1024463A NL 1024463 A NL1024463 A NL 1024463A NL 1024463 C2 NL1024463 C2 NL 1024463C2
Authority
NL
Netherlands
Prior art keywords
rotor
mold
blades
plastic
vane
Prior art date
Application number
NL1024463A
Other languages
English (en)
Inventor
Bart Roorda
Original Assignee
Polymarin Holding B V
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 Polymarin Holding B V filed Critical Polymarin Holding B V
Priority to NL1024463A priority Critical patent/NL1024463C2/nl
Priority to EP04023439A priority patent/EP1522724A1/en
Priority to US10/958,508 priority patent/US20090324412A1/en
Application granted granted Critical
Publication of NL1024463C2 publication Critical patent/NL1024463C2/nl

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F03MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03DWIND MOTORS
    • F03D1/00Wind motors with rotation axis substantially parallel to the air flow entering the rotor 
    • F03D1/06Rotors
    • F03D1/065Rotors characterised by their construction elements
    • F03D1/0658Arrangements for fixing wind-engaging parts to a hub
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05BINDEXING SCHEME RELATING TO WIND, SPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS, TO MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS COVERED BY SUBCLASSES F03B, F03D AND F03G
    • F05B2240/00Components
    • F05B2240/20Rotors
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05BINDEXING SCHEME RELATING TO WIND, SPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS, TO MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS COVERED BY SUBCLASSES F03B, F03D AND F03G
    • F05B2240/00Components
    • F05B2240/20Rotors
    • F05B2240/30Characteristics of rotor blades, i.e. of any element transforming dynamic fluid energy to or from rotational energy and being attached to a rotor
    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/70Wind energy
    • Y02E10/72Wind turbines with rotation axis in wind direction
    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P70/00Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
    • Y02P70/50Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Wind Motors (AREA)

Description

Rotor voor gebruik in een windturbine en werkwijze voor het maken van de rotor
De uitvinding betreft een rotor in overeenstemming met de aanhef van conclusie 1. Dergelijke rotoren zijn bekend.
5 Het nadeel van de bekende rotoren is dat bij montage van de windturbine de wieken afzonderlijk aan de roteerbare metalen naaf bevestigd worden waardoor de montagetijd lang is en door de extra verbinding tussen de wieken en de roteerbare metalen naaf is de constructie gecompliceerd en ook 10 kwetsbaar voor corrosie.
De uitvinding beoogt dit nadeel te vermijden en daartoe is de rotor uitgevoerd in overeenstemming met het kenmerk van conclusie 1. Hierdoor wordt een eenvoudig te monteren rotor verkregen die slechts met één verbinding in een 15 gondel van een windturbine gemonteerd wordt.
In overeenstemming met een verbetering is de rotor uitgevoerd volgens conclusie 2. Dit betekent dat de rotor in een stuk gemaakt is en er geen lijmnaden zijn tussen verschillende onderdelen van de rotor zodat erosie van 20 lijmnaden vermeden wordt en een rotor een langere levensduur heeft.
In overeenstemming met een verbetering is de rotor uitgevoerd volgens conclusie 3. Door de rotor te koppelen met een gelagerde en roteerbare ring is eenvoudige en snel-25 le montage van de rotor mogelijk.
In overeenstemming met een verbetering is de rotor uitgevoerd volgens conclusie 4. Hierdoor is de bevestiging van de wieken of van een samenstel van wieken meer flexibel en kan elastische vervorming optreden bij plotselinge wind-30 vlagen, waardoor hoge spanningen in de constructie vermeden worden.
1024463
2 I
In overeenstemming met een verbetering is de rotor I
uitgevoerd volgens conclusie 5. Hierdoor wordt de elasti- I
sche bevestiging van de wieken op eenvoudige wijze gereali- I
seerd. I
5 In overeenstemming met een verbetering is de rotor I
uitgevoerd volgens conclusie 6. Hierdoor is een eenvoudige, I
lichte en stevige constructie mogelijk waarbij optimaal ge- I
bruik gemaakt wordt van de aanwezige constructie-elementen. I
In overeenstemming met een verbetering is de rotor I
10 uitgevoerd volgens conclusie 7. Hierdoor wordt de door de I
wind via de wieken op de naaf uitgeoefende koppel op een- I
voudige wijze doorgeleid naar de volgende wiek, waardoor de I
constructie eenvoudiger kan worden uitgevoerd. I
In overeenstemming met een verdere verbetering is de I
15 rotor uitgevoerd volgens conclusie 8. Hierdoor wordt een I
compacte constructie van de wieken verkregen. I
In overeenstemming met een verdere verbetering is de I
rotor uitgevoerd volgens conclusie 9. Hierdoor wordt een I
eenvoudig samen te bouwen generator verkregen, met een I
20 lichtere constructie en lagere productiekosten. I
Tevens betreft de uitvinding een werkwijze overeenkom- I
stig de aanhef van conclusie 10. De opbouw van een rotor I
vindt volgens deze bekende werkwijze plaats door de roteer- I
bare naaf samen te bouwen met de wieken. Het nadeel van de- I
25 ze werkwijze is dat de rotor moet worden opgebouwd uit los- I
se onderdelen die grote afmetingen hebben en afzonderlijk I
getransporteerd moeten worden, hetgeen kostbaar is. I
Teneinde dit nadeel te vermijden wordt de werkwijze I
uitgevoerd in overeenstemming met het kenmerk van conclusie I
30 10. Hierdoor wordt de rotor nabij de windturbine uit een- I
voudig te transporteren onderdelen samengesteld tot een on- I
derdeel dat in zijn geheel gemonteerd wordt. De transport- I
kosten zijn daardoor minder. Ook zijn er geen koppelnaden I
1024463 I
3 zodat de rotor minder gevoelig is voor corrosie en/of erosie.
In overeenstemming met een verbetering wordt de werkwijze uitgevoerd volgens conclusie 11. Hierdoor is het 5 transport van de samengebouwde rotor slechts over een beperkte afstand noodzakelijk en worden alleen materialen en de mal getransporteerd naar een plaats nabij de montage-plaats van de rotor op de windturbine.
In overeenstemming met een verbetering wordt de werk-10 wijze uitgevoerd volgens conclusie 12. Hierdoor is het aantal grote onderdelen dat naar de bouwplaats getransporteerd moet worden beperkt waardoor het transport vereenvoudigd is.
In overeenstemming met een verbetering wordt de werk-15 wijze uitgevoerd volgens conclusie 13. Hierdoor wordt het maken van de rotor vereenvoudigd en wordt zeker gesteld dat de mal volledig met de uithardende kunststof gevuld wordt.
In overeenstemming met een verbetering wordt de werkwijze uitgevoerd volgens conclusie 14. Doordat tijdéns het 20 uitharden van de kunststof warmte ontstaat wordt de kunststof warm. Omdat bij het maken van de rotor plaatselijk grote wanddiktes van de kunststof noodzakelijk zijn, kan plaatselijk de kunststof te warm worden waardoor deze als het ware verbrandt. Door de ontstane warmte af te voeren 25 wordt dit vermeden.
In overeenstemming met een verbetering wordt de werkwijze uitgevoerd volgens conclusie 15. Hierdoor wordt op eenvoudige wijze gerealiseerd dat de hardingsreactie bij voldoende hoge temperatuur kan plaatsvinden en wordt er te-30 gelijkertijd voor gezorgd dat de temperatuur tengevolge van de hardingsreactie niet te hoog wordt waardoor verbranden van de uithardende kunststof zou plaatsvinden.
1024463
De uitvinding wordt hierna toegelicht aan de hand van I
een uitvoeringsvoorbeeld met behulp van een tekening. In de I
tekening toont
Figuur 1 een aanzicht van een windturbine met een rotor I
5 volgens de uitvinding, I
Figuur 2 een perspectivische doorsnede van een wiek van de I
rotor van de windturbine volgens figuur 1, I
Figuur 3 een zijaanzicht van de rotor van de windturbine I
van figuur 1, I
10 Figuur 4 een zijaanzicht van een mal voor het fabriceren I
van de rotor van figuur 3, I
Figuur 5 een doorsnede V-V van de mal van figuur 4, I
Figuur 6 een doorsnede loodrecht op de rotatieas van de ro- I
tor van figuur 3, deels door het cilindrische deel van de I
15 rotor en deels door een wiekbalk van een wiek zoals aange- I
geven met VI-VI in figuur 7, I
Figuur 7 deels een doorsnede VII-VII zoals aangegeven in I
figuur 6 en deels een aanzicht van het cilindrisch deel van I
de rotor, en I
20 Figuur 7A detail Ά van figuur 7. I
In de verschillende figuren zijn overeenkomstige on- I
derdelen steeds met hetzelfde verwijzingscijfer aangegeven.
In figuur 1 is een windturbine getoond met een toren 1 I
waarop een gondel 2 bevestigd is. In de gondel 2 is een ro- I
25 tor 4 roteerbaar bevestigd, waartoe de rotor 4 voorzien is I
van een cilindrische rotorbevestiging 3. De rotor 4 is ro- I
teerbaar om een min of meer horizontale as. De gondel 2 kan I
om een verticale as roteren zodat de rotor 4 naar de wind- I
richting gericht kan worden. De rotor 4 is voorzien van
30 twee geprofileerde wieken 5. Nadat de rotatieas van de ro- I
tor 4 door rotatie van de gondel 2 om de verticale rotatie- I
as naar de wind gericht is, zal de rotor 4 gaan roteren om I
zijn horizontale rotatieas. De rotor 4 is op bekende en I
1024463 I
5 hierna aan te geven wijze gekoppeld met een generator, zodat in de windturbine elektrische energie wordt opgewekt.
De geprofileerde wieken 5 zijn zodanig ontworpen dat het rendement van het geprofileerde profiel sterk afneemt 5 als de windsnelheid te hoog wordt voor de rotatiesnelheid die rotor 4 op dat moment heeft. Door dit af nemende rendement neemt het door de rotor 4 opgewekte koppel niet verder toe bij toenemende wind doordat de rotatiesnelheid van de rotor 4 door de generator beperkt wordt. De aanstroomhoek 10 van de grotere windsnelheid op de wiek 5 wordt dan te ongunstig waardoor wervelingen langs het profiel gaan optreden en het roterende koppel op de rotor 4 niet toeneemt. Hierdoor wordt bereikt dat de rotatiesnelheid van de windturbine niet verder toeneemt bij toenemende wind en kan de 15 rotor 4 zonder verstelbare wieken 5 werken.
De rotor 4 is opgebouwd als een ongedeelde constructie, waarbij de geprofileerde wieken 5, die van kunststof zijn, zonder onderbreking verbonden zijn met de cilindrische rotorbevestiging 3 en met de volgende wiek 5. In fi-20 guur 1 is een windturbine getoond waarbij de rotor 4 twee wieken 5 heeft, de constructie kan op overeenkomstige wijze toegepast worden als de rotor 4 is opgebouwd uit drie of meer geprofileerde wieken 5.
Doordat de rotor 4 een ongedeelde constructie heeft 25 worden alle wieken tegelijk aan de gondel 2 bevestigd zodat de montagetijd korter kan zijn. Omdat het monteren van de rotor 4 op grote hoogte plaats moet vinden moeten kostbare hijsmiddelen gebruikt worden. Het is daarbij van belang de montage tijd zoveel mogelijk te beperken, hetgeen mogelijk 30 is door het gebruik van de ongedeelde constructie. De rotor 4 wordt in een hardingscyclus als een compleet onderdeel gemaakt en lijm en/of koppelnaden ontbreken. De vezels in de kunststof zijn daardoor nergens onderbroken door deze 1024463
6 I
naden, waardoor de constructie lichter kan worden uitge- I
voerd. Bovendien is door het ontbreken van koppelnaden tus- I
sen de wieken 5 en de rest van de rotor 4 en ook in onder- I
delen van de wieken 5 de kans op schade door erosie in de I
5 lijm- en/of koppelnaden beperkt, wat een voordeel is in om- I
standigheden met een corrosief milieu zoals bij langs of op I
zee geplaatste windturbines en/of bij onderdelen die zijn I
blootgesteld aan hoge luchtsnelheid, wat bij aan zee ge- I
plaatste windturbines eveneens frequenter optreedt. I
10 In figuur 2 is de opbouw van de wiek 5 van de rotor 4 I
getoond. De rotor 4 en ook de wiek 5 is gemaakt van vezel- I
versterkt epoxy. Een wiekprofiel 13 is opgebouwd uit een I
koker 16 met een bovenflens 15 en een onderflens 8 die ge- I
koppeld zijn door een voorste langsschot 7 en een achterste I
15 langsschot 9. De koker 16 zorgt voor de sterkte van de wiek I
5 en daartoe zijn in de bovenflens 15 en in de onderflens 8 I
van de koker 16 lengtevezels 12 aangebracht bijvoorbeeld I
glasvezels of andere voor de vakman bekende versterkingsve- I
zeis waaronder koolstofvezels of aramidevezels. In het I
20 voorste langsschot 7 en het achterste langsschot 9 van de I
koker 16 zijn kruisende vezels 14 als versterking in het I
epoxy aangebracht. Aan de voorzijde van de koker 16 is een I
voorprofiel 6 aangebracht en aan de achterzijde een achter- I
profiel 10. De bovenflens 15 en de onderflens 8 vormen met I
25 het voorprofiel 6 en het achterprofiel 10 het gestroomlijn- I
de wiekprofiel 13. In het voorprofiel 6 en het achterpro- I
fiel 10 zijn in het epoxy eveneens vezels als versterking I
aangebracht, bijvoorbeeld als kruisende vezels 11 of op
niet aangegeven wijze als korte en willekeurig gerichte ve- I
30 zeis. Teneinde het buitenoppervlak van het wiekprofiel 13 I
voldoende stijf te maken wordt bij de grotere profielopper- I
vlakken en in elk geval bij niet of lichtgekromde opper- I
vlakken een nader te beschrijven sandwichconstructie 17 I
1024463 I
7 toegepast. Ook kunnen voor verdere versteviging van het wiekprofiel 13 op vaste afstanden in de lengte van de geprofileerde wiek 5 over de gehele doorsnede niet getoonde dwarsschotten aangebracht zijn. Het zal duidelijk zijn dat 5 in plaats van een koker 16 met een voorste langsschot 7 en een achterste langsschot 9 ook constructies kunnen worden toegepast met één of drie langsschotten. Ook kan het aantal langsschotten over de lengte van de wiek 5 variëren, waarbij bijvoorbeeld het uiteinde van de wiek 5 één langsschot 10 heeft, in het midden van de wiek 5 zijn er twee langsschotten zoals getoond in figuur 2 en nabij de voet van de wiek 5 heeft de wiek drie langsschotten.
Figuur 3 toont de rotor 4 met de cilindrische rotorbe-vestiging 3, die als één onderdeel gemaakt wordt. De diame-15 ter van de rotor 4 kan tientallen meters bedragen, bijvoorbeeld in geval van een toren 1 met een hoogte van zestig meter kan de diameter van de rotor 4 zestig tot honderd meter zijn. Ook zijn roteren met een diameter van 150-200 meter mogelijk. Daarom wordt de rotor 4 bijvoorkeur ge-20 maakt nabij de locatie van de toren 1 zodat de rotor 4 zonder problemen naar de toren 1 vervoerd kan worden. Eventueel kan de afstand tussen de productielocatié van de rotor 4 en de toren 1 groter zijn als de rotor 4 zonder obstakels te ontmoeten bijvoorbeeld door vervoer over water naar de 25 toren 1 gebracht kan worden.
Figuur 4 toont een mal 18 waarin de rotor 4 als één onderdeel gemaakt wordt. De mal 18 bestaat daarbij uit een profielmal 18a voor het maken van het wiekprofiel 13 en een middenmal 18b voor het maken van een verbinding tussen de 30 wieken 5 en de cilindrische rotorbevestiging 3. De mal 18 is opgebouwd uit losse onderdelen die op de productieplaats van de rotor 4 worden samengebouwd en na het uitharden van de epoxyhars worden weggenomen en eventueel gebruikt worden
• v yj O
I 8 I voor een volgende rotor 4. Voor het in de mal 18 brengen I van de epoxyhars zijn in de raai op diverse plaatsen niet I getoonde invoeropeningen aangebracht en er zijn ook niet getoonde aansluiting voor het afvoeren van in de raai aanwe- I 5 zige lucht. Eventueel wordt het inwendige van de mal 18 I voor of tijdens het invoeren van het epoxy in de mal 18 on- der vacuüm gebracht en/of wordt het epoxy onder overdruk in I de mal 18 geperst.
I Figuur 5 toont het inwendige van de profielmal 18a. De 10 profielmal 18a is opgebouwd uit een onderhelft 22 en een I bovenhelft 25 die op niet getoonde wijze tegen elkaar ge- klemd worden en tegen elkaar afdichten met een afdichting I 23. De binnenzijde van de profielmal 18a bestaat uit een I geprofileerd oppervlak 29 dat de buitenwand van het opper- I 15 vlak van de geprofileerde wiek 5 gaat vormen en dus over- H eenkomt met het wiekprofiel 13. In de onderhelft 22 van de door het geprofileerde oppervlak 29 gevormde holte worden de versterkingsvezels (het droge onderlaminaat) aangebracht en verstijvingselementen 20 van de sandwichconstructie 17.
20 De verstijvingselementen 20 kunnen bestaan uit PVC schuim,
Balsahout of honingraat en dienen ervoor om de huidvelden stijver te maken. In figuur 5 zijn de bovenflens 15 en de onderflens 8 ook als sandwichconstructie getoond. Dikwijls worden deze dragende delen van de koker 16 uitgevoerd in 25 vollaminaat met sterke vezels. Daarna worden achtereenvol- gens een voorste kern 27, een middelste kern 26 en een ach- terste kern 24 geplaatst. Bovenop de kernen 24, 26 en 27 worden dan weer versterkingsvezels (het droge bovenlami- naat) en eventueel verstijvingselementen aangebracht, waar- 30 na de mal 18 wordt gesloten met de bovenhelft 25. De kernen 24, 26 en 27 worden zodanig geplaatst dat er met vezels ge- vulde holtes 28 blijven tussen de mal 18 en de kernen 24, 26 en 27. Na het inbrengen van de uit te harden epoxyhars I 1024463 9 zullen deze holtes de wanden en schotten en het wiekopper-vlak 13 van de rotor 4 vormen. De vorm van de kernen 24, 26 en 27 zijn daartoe af gestemd op de vorm van het geprofileerde oppervlak 29 zodat een min of meer constante wand-5 dikte ontstaat. De lengte van de kernen 24, 26 en 27 wordt bepaald door de afstand tussen de eventuele dwarsschotten. De mal 18 ter plaatse van het middeldeel wordt op overeenkomstige wijze opgebouwd.
Voor het verbeteren van de sterkte van de uitgeharde 10 kunststof wordt de mal 18 voor het inbrengen van de kunststof gelijkmatig verwarmd tot een temperatuur van bijvoorbeeld 60° Celsius. Dit verwarmen kan onder andere door in de mal 18 niet getoonde circulatieleidingen aan te brengen waardoor verwarmde vloeistof stroomt. Ook kan de mal 18 op 15 andere wijze verwarmd worden of kunnen in de holtes 28 elektrische verwarmingsdraden aangebracht worden.
Aangezien de sterkte van de kunststof rotor 4 voor een belangrijk deel bepaald wordt door de in het epoxy aangebrachte vezels, worden deze met behulp van daarvoor ge-20 schikte berekeningen vastgesteld en in de holtes 28 aangebracht. Er kan daar bij af geweken worden van de hiervoor aangegeven ligging en richting van de vezels. Indien er voor het doorleiden van krachten ononderbroken vezels zijn aangegeven kunnen ook kortere vezels gebruikt worden waar-25 bij door overlap de krachten van de vezel op volgende vezels worden overgedragen. De vezels kunnen ook als bundels worden aangebracht of in matten gevlochten worden waardoor het positioneren in de mal 18 eenvoudig is. Indien voor de benodigde sterkte de hoeveelheid vezels toeneemt, zal dit 30 ook resulteren in een toenemende wanddikte, die daarmee ook afhankelijk is van de plaatselijke belasting in de rotor 4. Zo zal bij een rotor 4 met een diameter van zestig meter de wanddikte bij het uiteinde van de wieken 5 ongeveer vijf ’024463 - I 10 I tot tien millimeter bedragen, terwijl de wanddiktes van de I constructie nabij en in de naaf 3 veertig tot tachtig mil- I limeter kan bedragen.
I Bij het uitharden van de epoxyhars ontstaat warmte die 5 door de mal 18 wordt afgevoerd. Bij toepassen van grote I wanddiktes bestaat er het gevaar dat de uithardende epoxy- I hars tengevolge van deze warmteontwikkeling te warm wordt, I bijvoorbeeld boven 120° Celsius, en dat er plaatselijk ver- I branding van de hars optreedt. Om dit te vermijden kan de I 10 mal gekoeld worden door de hiervoor genoemde circulatielei- I dingen, die gebruikt worden voor het voorverwarmen van de mal 18, ook te gebruiken voor het afvoeren van de ontstane I reactiewarmte. Door verwarmen en koelen wordt ook het uit- hardingsproces versneld, hetgeen tot lagere productiekosten I 15 leidt.
Voor het verwijderen van de kernen 24, 26 en 27 na het uitharden van het epoxy uit de rotor 4 zijn er verschillen- de oplossingen aan de vakman bekend. Een van de oplossingen is om de kernen 24, 26 en 27 van een poedervormig materiaal 20 te maken zoals zand en dit materiaal te verpakken in een flexibele folie. De kern wordt in de gewenste' vorm gebracht door het in de folie verpakte materiaal in een mal te bren- gen. Nadat de gewenste vorm verkregen is wordt in de folie H vacuüm aangebracht waardoor de folie het materiaal in de H 25 gewenste vorm samengedrukt houdt en een stabiele kern is verkregen. Na het uitharden van het epoxy wordt het vacuüm binnen de folie verbroken en kan het poedervormige materi- H aal uit de rotor gehaald worden, bijvoorbeeld door te zui- H gen met een stofzuiger. Eventueel worden de holle ruimtes 30 in de rotor 4 na het verwijderen van de kernen gevuld met H kunststof schuim. In plaats van de hiervoor beschreven ver- wijderbare kernen 24, 26 en 27 kan ook gekozen worden voor I 1024463 11 verloren kernen die in de rotor 4 na uitharden achterblijven, deze kernen zijn bijvoorbeeld gemaakt van schuim.
Figuur 6 toont een doorsnede en gedeeltelijk aanzicht loodrecht op een rotatieas 36 van de rotor 4 ter plaatse 5 van de cilindrische rotorbevestiging 3. De geprofileerde wieken 5 zijn door een wiekbalk 31 met elkaar en met een cilindrische mantel 32 gekoppeld. De wiekbalk 31 heeft een hartlijn 29 en figuur 7 toont een doorsnede door de rotatieas 36 en de wiekhartlijn 29 en gedeeltelijk een aanzicht 10 van de cilindrische mantel 32. De wiekbalk 31 heeft een voorvlak 39 dat ononderbroken van de ene wiek 5 naar de volgende wiek 5 doorloopt en bij de wieken aansluit aan de bovenflens 15 van het wiekprofiel 13. De zijwanden 38 van de wiekbalk 31 lopen eveneens door van de ene wiek 5 naar 15 de volgende wiek 5 en sluiten aan op het voorste langsschot 7 en het achterste langsschot 9. De lengtevezels 12 in de bovenflens 15 lopen door in het voorvlak 39 en de kruisende vezels 14 in de schotten 7 en 9 lopen door in de zijwanden 38 en zorgen zo voor een lichte en sterke constructie. Een 20 deel van de kruisende vezels in de zijwanden 38 van de wiekbalk 31 lopen door naar de cilindrische wand 32 en leiden het door de rotor 4 opgewekte koppel naar de cilindrische wand 32. Voor verdere versteviging is ter plaatse van de cilindrische wand 32 in de wiekbalk 31 een steunschot 32 25 aangebracht. Het zal duidelijk zijn dat bij uitvoerings-voorbeelden waarbij de wiek 5 nabij de voet één of drie langsschotten heeft, dat dan de wiekbalk 31 een zodanig profiel heeft dat de/het langsschot(ten) aansluit(en) op de wiekbalk 31.
30 Zoals meer in detail zichtbaar in figuur 7A eindigt de cilindrische wand 32 aan het van de wiekbalk 31 afgekeerde einde in een verdikte koppelflens 32 die nauwkeurig om een stalen koppelring 44 bevestigd is. In de koppelflens 42 1024463 I 12 I zijn in gaten stalen nokken 41 bevestigd waarbij in elke stalen nok 41 een bout 43 is gemonteerd die af steunt tegen I de koppelring 44 en zo de koppelflens 42 tegen de koppel- ring 44 trekt. De koppelring 44 is gemonteerd om een lager I 5 45, dat om een stilstaande statorbus 35 is gemonteerd. In I plaats van de afzonderlijke koppelring 44 kan deze ook deel I uit maken van het lager 45.
De statorbus 35 is in de gondel 2 (zie figuur 1) ge- I monteerd en op de statorbus 35 zijn statorspoelen 34 gemon- 10 teerd, die samenwerken met aan de binnenzijde van de cilin- I drische wand 32 gemonteerde permanente magneten 33. De sta- I torspoelen 34 en de permanente magneten 33 vormen samen een generator waarin de door de wieken 5 opgewekte roterende mechanische energie wordt omgezet in elektrische energie.
15 De constructie van de generator is hier als voorbeeld gege- ven. Het is de vakman bekend dat hier andere oplossingen mogelijk zijn.
In de cilindrische wand 32 is nabij de wiekbalk 31 een schematisch aangegeven flexibel deel 40 aangebracht. De 20 flexibiliteit in het flexibele deel 40 kan ontstaan door een aangepaste vorm, zoals in figuur 7 is getoond. In een andere uitvoeringsvorm kan de vorm van de cilindrische wand 32 cilindrisch blijven en ontstaat de flexibiliteit door de ligging en de richting van de versterkingsvezels aan te 25 passen. Het flexibele deel 40 is zodanig uitgevoerd dat het H door de wieken 5 opgewekte roterende koppel zonder speling of extra elasticiteit wordt doorgeleid naar de generator.
Het is daarbij zodanig flexibel dat de richting van de H hartlijn 29 van de wiekbalk 31 over een kleine hoek elas- 30 tisch kan bewegen in en vlak door de hartlijn 36. Hierdoor kunnen de wieken 5 onder invloed van de windvlagen enigs- zins bewegen zonder dat daardoor hoge belastingen op het lager 45 ontstaan. Dit verbetert de levensduur van het la- I 1024463 13 ger 45 en vermindert de kans op het ontstaan van hoge spanningen in de constructie. Het flexibele deel 40 kan in plaats in de cilindrische wand 32 ook in de wiekbalk 31 aangebracht zijn. Eventueel kan in beide constructiedelen 5 31 en 32 een flexibel deel 40 aangebracht worden.
1024463

Claims (15)

1. Rotor voor gebruik in een windturbine omvattende twee of meer wieken (5) opgebouwd uit vezel-I versterkte kunststof en een om een rotatieas (36) I 5 roteerbare naaf waaraan de wieden bevestigd zijn met het kenmerk dat de roteerbare naaf (3) en de I twee of meer wieken (5) zijn gecombineerd tot een I onderdeel dat is opgebouwd uit wanden van vezelver- I sterkte kunststof. I 10
2. Rotor in overeenstemming met conclusie 1 waarbij de I wanden in elke doorsnede voorzien zijn van ononder- I broken doorlopende versterkingsvezels (11,12,14).
3. Rotor in overeenstemming met conclusie 1 of 2 waar- bij de roteerbare naaf een cilindrische mantel (32) 15 heeft met een hartlijn (36) die overeenkomt met de rotatieas van de rotor, welke cilindrische mantel voorzien is van koppelmiddelen (41, 43) voor het koppelen van de rotor (4) met een gelagerde en ro- teerbare ring (44). H 20
4. Rotor in overeenstemming met conclusie 1, 2 of 3 H waarbij de wand waarmee een of meer wieken (5) aan H de roteerbare naaf (3) bevestigd zijn zodanig is/zijn uitgevoerd dat de wieken elastisch beves-tigd zijn aan de roteerbare naaf.
5. Rotor in overeenstemming met conclusie 4 waarbij een wand van vezelversterkte kunststof rondom vooral zien is van een flexibel deel (40). I 1024463
6. Rotor in overeenstemming met een der voorgaande conclusies waarbij de rotor wieken heeft die een kokerprofiel (16) omvatten en het kokerprofiel van een wiek naar het hart (36) van de rotor verlengd 5 is met een wiekbalk (31) welke aansluit op een overeenkomstige wiekbalk (31) van de andere wiek(en).
7. Rotor in overeenstemming met conclusie 6 waarbij in een buitenwand van het kokerprofiel (16) en/of de 10 wiekbalk (31) versterkingsvezels (12) zijn opgeno men die ononderbroken van een eerste wiek naar een volgende wiek lopen.
8. Rotor in overeenstemming met conclusie 6 of 7 waarbij de wieken (5) voorzien zijn van een aërodyna- 15 misch wiekprofiel (13) en het kokerprofiel (16) een buitenwand heeft waarvan een deel (8, 17) is opgenomen in het wiekprofiel.
9. Rotor in overeenstemming met één der voorgaande conclusies waarbij de roteerbare naaf een cilindri- 20 sche mantel (32) heeft met aan de binnenomtrek of de buitenomtrek van de cilindrische mantel permanente magneten (33) die met statorspoelen (24) een generator vormen.
10. Werkwijze voor het 25 maken van een rotor (4) voor een windturbine opge bouwd uit een roteerbare naaf en geprofileerde wieken met het kenmerk dat de rotor wordt gemaakt door in een mal (18) voor alle wieken (5) en de roteerbare naaf (3) kernen (24, 26, 27) , versterkingsve- 30 zeis (11, 12, 14) en eventueel ander vulmateriaal (20) aan te brengen en alle overblijvende ruimtes (28) in de mal na het sluiten van de mal te vullen met een hardende kunststof. 1024463
11. Werkwijze volgens conclusie 10 waarbij de mal (18) tijdens het uitharden nabij een montageplaats van de windturbine geplaatst is.
12. Werkwijze volgens conclusie 10 of 11 waarbij de 5 mal (18) is opgebouwd uit losse onderdelen die na bij een montageplaats van de windturbine worden sa-mengebouwd.
13. Werkwijze volgens conclusie 10, 11 of 12 waarbij de mal gevuld wordt door in de inwendige ruim- 10 tes (28) van de mal een onderdruk aan te brengen en/of de vloeibare kunststof onder overdruk in de I inwendige ruimtes te brengen waarna de hardende I kunststof onder invloed van drukverschil de inwen- I dige ruimtes kan vullen. I 15
14. Werkwijze volgens conclusie 10, 11, 12 of 13 waarbij tijdens het uitharden ontstane warmte wordt afgevoerd.
15. Werkwijze volgens conclusie 10, 11, 12, 13 of 14 waarbij de mal voorzien is van een circulatieka- 20 naai voor vloeistof en de mal voor het inbrengen van de uit te harden kunststof door verwarmde vloeistof in het circulatiekanaal te laten circule- ren wordt opgewarrad en tijden het uitharden van de kunststof door vloeistof in het circulatiekanaal te H 25 laten circuleren warmte wordt afgevoerd. I 1024463 ·
NL1024463A 2003-10-06 2003-10-06 Rotor voor gebruik in een windturbine en werkwijze voor het maken van de rotor. NL1024463C2 (nl)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
NL1024463A NL1024463C2 (nl) 2003-10-06 2003-10-06 Rotor voor gebruik in een windturbine en werkwijze voor het maken van de rotor.
EP04023439A EP1522724A1 (en) 2003-10-06 2004-10-01 Rotor for use in a wind turbine and method for making the rotor
US10/958,508 US20090324412A1 (en) 2003-10-06 2004-10-05 Rotor for use in a wind turbine, and method for making the rotor

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
NL1024463 2003-10-06
NL1024463A NL1024463C2 (nl) 2003-10-06 2003-10-06 Rotor voor gebruik in een windturbine en werkwijze voor het maken van de rotor.

Publications (1)

Publication Number Publication Date
NL1024463C2 true NL1024463C2 (nl) 2005-04-07

Family

ID=34309619

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
NL1024463A NL1024463C2 (nl) 2003-10-06 2003-10-06 Rotor voor gebruik in een windturbine en werkwijze voor het maken van de rotor.

Country Status (3)

Country Link
US (1) US20090324412A1 (nl)
EP (1) EP1522724A1 (nl)
NL (1) NL1024463C2 (nl)

Families Citing this family (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8047798B2 (en) * 2005-02-03 2011-11-01 Vestas Wind Systems A/S Method of manufacturing a wind turbine blade shell member
JP4699255B2 (ja) * 2006-03-24 2011-06-08 三菱重工業株式会社 風車翼
US8454318B2 (en) 2006-12-15 2013-06-04 Bladena Aps Reinforced aerodynamic profile
ES2496167T3 (es) 2007-01-16 2014-09-18 Bladena Aps Pala reforzada para aerogenerador
WO2008089765A2 (en) 2007-01-25 2008-07-31 Danmarks Tekniske Universitet Reinforced blade for wind turbine
WO2008092451A2 (en) * 2007-01-29 2008-08-07 Danmarks Tekniske Universitet Wind turbine blade
EP2297456A1 (en) * 2008-06-23 2011-03-23 Danmarks Tekniske Universitet A wind turbine blade with angled girders
US8807953B2 (en) 2008-06-24 2014-08-19 Bladena Aps Reinforced wind turbine blade
GB2462307A (en) * 2008-08-01 2010-02-03 Vestas Wind Sys As Extension portion for wind turbine blade
EP2330294B1 (en) 2009-12-02 2013-01-16 Bladena ApS Reinforced airfoil shaped body
JP5427597B2 (ja) * 2009-12-25 2014-02-26 三菱重工業株式会社 風車回転翼
JP5484892B2 (ja) * 2009-12-25 2014-05-07 三菱重工業株式会社 風車回転翼
DE202011103238U1 (de) * 2011-07-08 2012-10-11 Rehau Ag + Co. Rotorflügel für Windkraftwerke
US9512818B2 (en) * 2012-01-18 2016-12-06 Pika Energy LLC Low-cost molded wind turbine blade
US9719489B2 (en) * 2013-05-22 2017-08-01 General Electric Company Wind turbine rotor blade assembly having reinforcement assembly
US9404473B2 (en) * 2014-10-09 2016-08-02 Michael Zuteck Strain isolated attachment for one-piece wind turbine rotor hub
DE102016007675A1 (de) * 2016-06-24 2017-12-28 Senvion Gmbh Hinterkantengurt mit Rechteckquerschnitt
EP3972095A1 (de) * 2020-09-18 2022-03-23 Siemens Aktiengesellschaft Spaltrohr einer dynamoelektrischen maschine

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0362074A1 (fr) * 1988-09-30 1990-04-04 Societe Europeenne De Propulsion Roue de turbine grande vitesse en matériau composite
DE19711869A1 (de) * 1997-03-21 1998-09-24 Silke Richert Windenergieanlage mit integriertem Triebstrang
US6537030B1 (en) * 2000-10-18 2003-03-25 Fasco Industries, Inc. Single piece impeller having radial output
WO2003038275A1 (de) * 2001-10-31 2003-05-08 Aerodyn Engineering Gmbh Rotorwellen/naben-einheit für eine windenergieanlage

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3133596A (en) * 1961-07-19 1964-05-19 American Radiator & Standard Rotary device and associated method
US4273601A (en) * 1977-10-31 1981-06-16 Structural Composites Industries, Inc. Method for the production of elongated resin impregnated filament composite structures
US4291235A (en) * 1979-02-26 1981-09-22 Bergey Jr Karl H Windmill
US4452658A (en) * 1979-04-03 1984-06-05 Schramm Burford J Method for making a helicopter rotor blade
US4671739A (en) * 1980-07-11 1987-06-09 Robert W. Read One piece molded fan
DE3723101A1 (de) * 1987-07-13 1989-02-16 Manfred Uellenberg Schrauben- oder rotorblatt fuer kraft- und arbeitsschraubenraeder und drehfluegelraeder
US5145320A (en) * 1990-08-28 1992-09-08 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy Mass loaded composite rotor for vibro-acoustic application

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0362074A1 (fr) * 1988-09-30 1990-04-04 Societe Europeenne De Propulsion Roue de turbine grande vitesse en matériau composite
DE19711869A1 (de) * 1997-03-21 1998-09-24 Silke Richert Windenergieanlage mit integriertem Triebstrang
US6537030B1 (en) * 2000-10-18 2003-03-25 Fasco Industries, Inc. Single piece impeller having radial output
WO2003038275A1 (de) * 2001-10-31 2003-05-08 Aerodyn Engineering Gmbh Rotorwellen/naben-einheit für eine windenergieanlage

Also Published As

Publication number Publication date
EP1522724A1 (en) 2005-04-13
US20090324412A1 (en) 2009-12-31

Similar Documents

Publication Publication Date Title
NL1024463C2 (nl) Rotor voor gebruik in een windturbine en werkwijze voor het maken van de rotor.
CN101260861B (zh) 用于风力涡轮机叶片的集成抗剪腹板
KR101176393B1 (ko) 풍차 날개 및 이것을 사용하는 풍력 발전 장치
DK178536B1 (da) Fremgangsmåde til fremstilling af blade
CN106368894B (zh) 用于风力涡轮的转子叶片根部组件
ES2927334T3 (es) Componentes de pala de rotor pultrusionados que tienen bordes acoplables entre sí
DK2275673T3 (en) Manufacture of WTG wing with a cross beam
CN101396852A (zh) 风力涡轮机叶片的模具
DK201100109U3 (da) Profileret nav-forlænger
EP3802090B1 (en) A system and method for manufacturing a wind turbine blade
CN102116254A (zh) 用于风力涡轮机的转子叶片和用于组装转子叶片的方法
EP3907062A1 (en) Method for manufacturing a wind turbine blade and fixture for manufacturing a wind turbine blade
CN102278271A (zh) 用于风力涡轮机转子叶片的后缘连结缘条
AU2014253161A1 (en) Rotor blade of a wind turbine
EP3436256A1 (en) Rotor blade tip mold assembly including expandable bladders and method for forming rotor blade tip
CN112840120A (zh) 具有多个梁帽的风力涡轮机叶片
US20220364542A1 (en) Method and system of manufacturing a wind turbine blade
CN114375368A (zh) 风力涡轮机叶片
WO2017171703A1 (en) Rotor blade tip mold assembly including solid core and method for forming rotor blade tip
CA2855493A1 (en) Fluid driven turbine blade and turbine using same
WO2024126010A1 (en) Mold arrangement and method for manufacturing a wind turbine blade
US10641240B2 (en) Methods of joining rotor blade components using thermoplastic welding
DK2694811T3 (en) Base plate of a wind turbine
CN113799299A (zh) 适应于生产风力涡轮机叶片的至少部分的模具
US12146467B2 (en) Performing post-moulding operations on a blade segment of a wind turbine blade

Legal Events

Date Code Title Description
PD2B A search report has been drawn up
SD Assignments of patents

Owner name: POWER COMPOSITES HOLLAND B.V.

Effective date: 20100210

V1 Lapsed because of non-payment of the annual fee

Effective date: 20130501