(57)【要約】  本発明は、風力タービン翼（５）又は風力タービン翼（５）の一部分を製造する方法に関する。当該方法は、第１固定ユニット（１０）内に第１風力タービン翼部品（９）を有する第１部品（８）を設ける工程と、第２固定ユニット（１３）内に第２風力タービン翼部品（１２）を有する第２部品（１１）を設ける工程と、第１部品（８）を第２部品（１１）と接触状態又はその近傍に位置付ける工程とを含む。この後、大気圧より低い圧力を発生させ、第１風力タービン翼部品（９）及び第２風力タービン翼部品（１２）を互いに押し付け合わせる。本発明はさらに、風力タービン翼製造設備、風力タービン翼（５）、及びその使用に関する。
2008531902.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
風力タービン翼（５）又は風力タービン翼（５）の一部分を製造する方法であって、
少なくとも１つの第１固定ユニット（１０）内に少なくとも１つの第１風力タービン翼部品（９）を有する少なくとも１つの第１部品（８）を設ける工程と、
少なくとも１つの第２固定ユニット（１３）内に少なくとも１つの第２風力タービン翼部品（１２）を有する少なくとも１つの第２部品（１１）を設ける工程と、
前記少なくとも１つの第１部品（８）を前記少なくとも１つの第２部品（１１）と接触状態又はその近傍に位置付ける工程と、
大気圧より低い圧力を発生させ、前記少なくとも１つの第１風力タービン翼部品（９）及び前記少なくとも１つの第２風力タービン翼部品（１２）を互いに押し付け合わせ、且つ／又は前記第１風力タービン翼部品及び前記第２風力タービン翼部品の少なくとも１つを少なくとも１つの他のものに押し付ける工程と
を含むことを特徴とする風力タービン翼又は風力タービン翼の一部分を製造する方法。
【請求項２】
前記少なくとも１つの第１風力タービン翼部品（９）に及び／又は前記少なくとも１つの第２風力タービン翼部品（１２）に、１つ又は複数の補強部材（１６）を位置付ける工程を含むことを特徴とする請求項１に記載の風力タービン翼又は風力タービン翼の一部分を製造する方法。
【請求項３】
前記少なくとも１つの第１風力タービン翼部品（９）、前記少なくとも１つの第２風力タービン翼部品（１２）及び前記１つ又は複数の補強部材（１６）は、対応の接触面（１５）を有することを特徴とする請求項１又は２に記載の風力タービン翼又は風力タービン翼の一部分を製造する方法。
【請求項４】
前記接触面（１５）は、前縁（１７）、後縁（１８）、先端縁（１９）及び前記付け根（２０）の１つ又は複数に沿って延在することを特徴とする請求項３に記載の風力タービン翼又は風力タービン翼の一部分を製造する方法。
【請求項５】
前記少なくとも１つの第１部品（８）を前記少なくとも１つの第２部品（１１）の近傍に位置付ける前に、前記接触面（１５）のすべて又は一部に接着手段を付与する工程を含むことを特徴とする請求項３又は４に記載の風力タービン翼又は風力タービン翼の一部分を製造する方法。
【請求項６】
前記大気圧より低い圧力は、前記少なくとも１つの第１部品（８）及び前記少なくとも１つの第２部品（１１）によって形成される少なくとも１つの空洞（１４ａ、１４ｂ、１４ｃ、１４ｄ）の内部に発生させられることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の風力タービン翼又は風力タービン翼の一部分を製造する方法。
【請求項７】
前記少なくとも１つの空洞（１４ａ、１４ｂ）は、前記少なくとも１つの第１固定ユニット（１０）及び前記少なくとも１つの第２固定ユニット（１３）によって完全又は部分的に形成されることを特徴とする請求項６に記載の風力タービン翼又は風力タービン翼の一部分を製造する方法。
【請求項８】
前記少なくとも１つの空洞（１４ｂ）は、前記風力タービン翼部品（９、１２）の、たとえば前記前縁（１７）のそばの少なくとも１つの接合部（６）に沿って、また前記後縁（１８）のそばの少なくとも１つの接合部（６）に沿って延在する少なくとも２つの個別空洞（１４ｂ）であることを特徴とする請求項７に記載の風力タービン翼又は風力タービン翼の一部分を製造する方法。
【請求項９】
前記少なくとも１つの空洞（１４ｂ）は、前記風力タービン翼部品（９、１２）の長手方向の広がりのほぼ全体にわたって延在することを特徴とする請求項８に記載の風力タービン翼又は風力タービン翼の一部分を製造する方法。
【請求項１０】
前記大気圧より低い圧力が発生する前に、前記少なくとも１つの空洞（１４ｂ）を封止する工程を含むことを特徴とする請求項７〜９のいずれか一項に記載の風力タービン翼又は風力タービン翼の一部分を製造する方法。
【請求項１１】
前記封止する工程は、前記少なくとも１つの空洞（１４ｂ）に１つ又は複数の封止手段（２２）を設けることを含むことを特徴とする請求項１０に記載の風力タービン翼又は風力タービン翼の一部分を製造する方法。
【請求項１２】
前記封止する工程は、前記少なくとも１つの空洞（１４ｂ）の少なくとも一端部を閉塞すること、及び少なくとも１つの真空ポンプを、前記少なくとも１つの空洞（１４）の前記少なくとも１つの他端部に直接的又は間接的に接続することを含むことを特徴とする請求項１０又は１１に記載の風力タービン翼又は風力タービン翼の一部分を製造する方法。
【請求項１３】
前記空洞（１４ｂ）は、前記風力タービン翼部品（９、１２）の長手方向広がりに対して垂直、且つ前記風力タービン翼部品（９、１２）の前記前縁（１７）及び前記後縁（１８）を通る線に平行な方向の広がりが、１０ｍｍ〜１０００ｍｍ、好ましくは５０ｍｍ〜５００ｍｍ、最も好ましくは１００ｍｍ〜３５０ｍｍであることを特徴とする請求項７〜１２のいずれか一項に記載の風力タービン翼又は風力タービン翼の一部分を製造する方法。
【請求項１４】
前記大気圧より低い圧力を発生させる工程の結果として、前記少なくとも１つの空洞（１４ｂ）の内部に０．１バール〜０．９５バール、好ましくは０．３バール〜０．９バール、最も好ましくは０．６バール〜０．８５バールの部分真空が生じ、ここで、０バールは絶対真空であり、１バールは大気圧に近いことを特徴とする請求項７〜１３のいずれか一項に記載の風力タービン翼又は風力タービン翼の一部分を製造する方法。
【請求項１５】
前記少なくとも１つの空洞（１４ｂ）の内部の前記大気圧より低い圧力の結果として、前記少なくとも１つの風力タービン翼部品（９、１２）の表面上に１，０００Ｎ〜１０，０００，０００Ｎ、好ましくは１０，０００Ｎ〜３，０００，０００Ｎ、最も好ましくは１００，０００Ｎ〜１，０００，０００Ｎの圧縮力が生じることを特徴とする請求項７〜１４のいずれか一項に記載の風力タービン翼又は風力タービン翼の一部分を製造する方法。
【請求項１６】
前記少なくとも１つの空洞（１４ａ）は、前記少なくとも１つの第１固定ユニット（１０）及び前記少なくとも１つの第２固定ユニット（１３）の、前記少なくとも１つの第１風力タービン翼部品（９）及び前記少なくとも１つの第２風力タービン翼部品（１２）を包囲する部分によって形成されることを特徴とする請求項７に記載の風力タービン翼又は風力タービン翼の一部分を製造する方法。
【請求項１７】
前記少なくとも１つの第１固定ユニット（１０）及び前記少なくとも１つの第２固定ユニット（１３）はさらに、たとえば前記風力タービン翼部品（９、１２）の前記前縁（１７）のそばの少なくとも１つの接合部（６）に沿って、また前記後縁（１８）のそばの少なくとも１つの接合部（６）に沿って延在する少なくとも２つの個別空洞（１４ｂ）を形成することを特徴とする請求項１６に記載の風力タービン翼又は風力タービン翼の一部分を製造する方法。
【請求項１８】
前記大気圧より低い圧力を発生させる工程の結果として、前記少なくとも１つの空洞（１４ａ、１４ｂ）の内部に０．１バール〜０．９９５バール、好ましくは０．５バール〜０．９９バール、最も好ましくは０．８バール〜０．９８バールの部分真空が生じ、ここで、０バールは絶対真空であり、１バールは大気圧に近いことを特徴とする請求項１６又は１７に記載の風力タービン翼又は風力タービン翼の一部分を製造する方法。
【請求項１９】
前記少なくとも１つの空洞（１４ａ、１４ｂ）の内部の前記大気圧より低い圧力の結果として、前記少なくとも１つの風力タービン翼部品（９、１２）の表面上に１，０００Ｎ〜１０，０００，０００Ｎ、好ましくは１０，０００Ｎ〜３，０００，０００Ｎ、最も好ましくは１００，０００Ｎ〜１，０００，０００Ｎの圧縮力が生じることを特徴とする請求項１６〜１８のいずれか一項に記載の風力タービン翼又は風力タービン翼の一部分を製造する方法。
【請求項２０】
前記少なくとも１つの空洞（１４ｃ、１４ｄ）は、前記少なくとも１つの第１風力タービン翼部品（９）及び前記少なくとも１つの第２風力タービン翼部品（１２）によって形成されることを特徴とする請求項６に記載の風力タービン翼又は風力タービン翼の一部分を製造する方法。
【請求項２１】
前記少なくとも１つの空洞（１４ｃ、１４ｄ）は、前記少なくとも１つの風力タービン翼部品（９、１２）のほぼ全長にわたって延在することを特徴とする請求項２０に記載の風力タービン翼又は風力タービン翼の一部分を製造する方法。
【請求項２２】
前記少なくとも１つの空洞（１４ｃ）は、前記接触面（１５）に、又はその近傍に位置付けられることを特徴とする請求項２０に記載の風力タービン翼又は風力タービン翼の一部分を製造する方法。
【請求項２３】
前記大気圧より低い圧力は、前記風力タービン翼部品（９、１２）の長手方向広がりの全体にわたって中断しないで伝わる圧縮力を与えることを特徴とする請求項１〜２２のいずれか一項に記載の風力タービン翼又は風力タービン翼の一部分を製造する方法。
【請求項２４】
前記圧縮力はさらに、前記風力タービン翼部品（９、１２）の長手方向広がりの全体にわたって均一であることを特徴とする請求項２３に記載の風力タービン翼又は風力タービン翼の一部分を製造する方法。
【請求項２５】
前記少なくとも１つの第１固定ユニット（１０）及び前記少なくとも１つの第２固定ユニット（１３）上の少なくとも１つの固定縁部（２３、２４）の周囲で前記少なくとも１つの第１風力タービン翼部品（９）及び前記少なくとも１つの第２風力タービン翼部品（１２）を成形する工程を含むことを特徴とする請求項１〜２４のいずれか一項に記載の風力タービン翼又は風力タービン翼の一部分を製造する方法。
【請求項２６】
前記少なくとも１つの第１固定ユニット（１０）又は前記少なくとも１つの第２固定ユニット（１３）の前記少なくとも１つの固定縁部（２３、２４）は、鋭角に形成され、前記少なくとも１つの第１固定ユニット（１０）又は前記少なくとも１つの第２固定ユニット（１３）の少なくとも１つの他の固定縁部（２３、２４）は、ほぼ直角にされていることを特徴とする請求項２５に記載の風力タービン翼又は風力タービン翼の一部分を製造する方法。
【請求項２７】
前記少なくとも１つの第１固定ユニット（１０）及び前記少なくとも１つの第２固定ユニット（１３）の少なくとも一方が、鋳型であり、その内部で前記少なくとも１つの第１風力タービン翼部品（９）及び前記少なくとも１つの第２風力タービン翼部品（１２）が成形されることを特徴とする請求項１〜２６のいずれか一項に記載の風力タービン翼又は風力タービン翼の一部分を製造する方法。
【請求項２８】
少なくとも１つの第１風力タービン翼部品（９）を固定するようになっている少なくとも１つの第１固定ユニット（１０）を有する少なくとも１つの第１部品（８）と、
少なくとも１つの第２風力タービン翼部品（１２）を固定するようになっている少なくとも１つの第２固定ユニット（１３）を有する少なくとも１つの第２部品（１１）と、
前記少なくとも１つの第１部品（８）を前記少なくとも１つの第２部品（１１）と接触状態又はその近傍に位置付ける手段と
を備える風力タービン翼製造設備であって、
大気圧より低い圧力を発生させ、前記少なくとも１つの第１風力タービン翼部品（９）及び前記少なくとも１つの第２風力タービン翼部品（１２）を互いに押し付け合わせ、且つ／又は前記風力タービン翼部品（９、１２）の少なくとも１つを少なくとも１つの他のものに押し付ける手段をさらに備えることを特徴とする風力タービン翼製造設備。
【請求項２９】
前記少なくとも１つの第１風力タービン翼部品（９）及び／又は前記少なくとも１つの第２風力タービン翼部品（１２）に１つ又は複数の補強部材（１６）を位置付ける手段を含むことを特徴とする請求項２８に記載の風力タービン翼製造設備。
【請求項３０】
前記少なくとも１つの第１風力タービン翼部品（９）、前記少なくとも１つの第２風力タービン翼部品（１２）及び前記１つ又は複数の補強部材（１６）は、対応の接触面（１５）を有することを特徴とする請求項２８又は２９に記載の風力タービン翼製造設備。
【請求項３１】
前記接触面（１５）は、前縁（１７）、後縁（１８）、先端縁（１９）及び前記付け根（２０）の１つ又は複数に沿って延在することを特徴とする請求項３０に記載の風力タービン翼製造設備。
【請求項３２】
前記接触面（１５）のすべて又は一部に接着剤を塗布する手段を備えることを特徴とする請求項３０又は３１に記載の風力タービン翼製造設備。
【請求項３３】
前記少なくとも１つの第１部品（８）及び前記少なくとも１つの第２部品（１１）は、互いに接触状態又は近傍に位置付けられると、少なくとも１つの空洞（１４ａ、１４ｂ、１４ｃ、１４ｄ）を形成することを特徴とする請求項２８〜３２のいずれか一項に記載の風力タービン翼製造設備。
【請求項３４】
前記少なくとも１つの第１固定ユニット（１０）及び前記少なくとも１つの第２固定ユニット（１３）は、互いに接触状態又は近傍に位置付けられると、少なくとも１つの空洞（１４ａ、１４ｂ）を完全に又は部分的に形成することを特徴とする請求項３３に記載の風力タービン翼製造設備。
【請求項３５】
前記少なくとも１つの空洞（１４ａ、１４ｂ）は、前記風力タービン翼部品（９、１２）の長手方向の広がりのほぼ全体にわたって延在することを特徴とする請求項３４に記載の風力タービン翼製造設備。
【請求項３６】
前記少なくとも１つの空洞（１４ｂ）は、前記風力タービン翼部品（９、１２）の、たとえば前記前縁（１７）のそばの少なくとも１つの接合部（６）に沿って、また前記後縁（１８）のそばの少なくとも１つの接合部（６）に沿って延在する少なくとも２つの個別空洞（１４ｂ）であることを特徴とする請求項３５に記載の風力タービン翼製造設備。
【請求項３７】
前記少なくとも１つの空洞（１４ｂ）を封止する手段を備えることを特徴とする請求項３４〜３６のいずれか一項に記載の風力タービン翼製造設備。
【請求項３８】
前記封止する手段は、前記少なくとも１つの空洞（１４ｂ）の少なくとも一端部を閉塞する１つ又は複数のプラグと、前記少なくとも１つの空洞（１４ｂ）の前記少なくとも１つの他端部に直接的又は間接的に接続する少なくとも１つの真空ポンプとを有することを特徴とする請求項３７に記載の風力タービン翼製造設備。
【請求項３９】
前記空洞（１４ｂ）は、前記風力タービン翼部品（９、１２）の長手方向広がりに対して垂直、且つ前記風力タービン翼部品（９、１２）の前記前縁（１７）及び前記後縁（１８）を通る線に平行な方向の広がりが、１０ｍｍ〜１０００ｍｍ、好ましくは５０ｍｍ〜５００ｍｍ、最も好ましくは１００ｍｍ〜３５０ｍｍであることを特徴とする請求項３４〜３８のいずれか一項に記載の風力タービン翼製造設備。
【請求項４０】
前記大気圧より低い圧力を発生させる手段は、前記少なくとも１つの空洞（１４ｂ）の内部に０．１バール〜０．９５バール、好ましくは０．３バール〜０．９バール、最も好ましくは０．６バール〜０．８５バールの部分真空を生させることができ、ここで、０バールは絶対真空であり、１バールは大気圧に近いことを特徴とする請求項３４〜３９のいずれか一項に記載の風力タービン翼製造設備。
【請求項４１】
前記大気圧より低い圧力を前記少なくとも１つの空洞（１４ｂ）の内部に発生させる手段を有し、大気より低い圧力の結果として、前記少なくとも１つの風力タービン翼部品（９、１２）の表面上に１，０００Ｎ〜１０，０００，０００Ｎ、好ましくは１０，０００Ｎ〜３，０００，０００Ｎ、最も好ましくは１００，０００Ｎ〜１，０００，０００Ｎの圧縮力が生じることを特徴とする請求項３４〜４０のいずれか一項に記載の風力タービン翼製造設備。
【請求項４２】
前記少なくとも１つの空洞（１４ａ）は、前記少なくとも１つの第１固定ユニット（１０）及び前記少なくとも１つの第２固定ユニット（１３）の、前記少なくとも１つの第１風力タービン翼部品（９）及び前記少なくとも１つの第２風力タービン翼部品（１２）を包囲する部分によって形成されることを特徴とする請求項３４に記載の風力タービン翼製造設備。
【請求項４３】
前記少なくとも１つの第１固定ユニット（１０）及び前記少なくとも１つの第２固定ユニット（１３）はさらに、たとえば前記風力タービン翼部品（９、１２）の、前記前縁（１７）のそばの少なくとも１つの接合部（６）に沿って、また前記後縁（１８）のそばの少なくとも１つの接合部（６）に沿って延在する少なくとも２つの個別空洞（１４ｂ）を形成することを特徴とする請求項４２に記載の風力タービン翼製造設備。
【請求項４４】
前記大気圧より低い圧力を発生させる手段は、前記少なくとも１つの空洞（１４ａ、１４ｂ）の内部に０．１バール〜０．９９５バール、好ましくは０．５バール〜０．９９バール、最も好ましくは０．８バール〜０．９８バールの部分真空を生じさせることができ、ここで、０バールは絶対真空であり、１バールは大気圧に近いことを特徴とする請求項４２又は４３のいずれか一項に記載の風力タービン翼製造設備。
【請求項４５】
前記大気圧より低い圧力を前記少なくとも１つの空洞（１４ａ、１４ｂ）の内部に発生させる手段を有し、大気より低い圧力の結果として、前記少なくとも１つの風力タービン翼部品の表面上に１，０００Ｎ〜１０，０００，０００Ｎ、好ましくは１０，０００Ｎ〜３，０００，０００Ｎ、最も好ましくは１００，０００Ｎ〜１，０００，０００Ｎの圧縮力が生じることを特徴とする請求項４２〜４４のいずれか一項に記載の風力タービン翼製造設備。
【請求項４６】
前記少なくとも１つの空洞（１４ｃ、１４ｄ）は、前記少なくとも１つの第１風力タービン翼部品（９）及び前記少なくとも１つの第２風力タービン翼部品（１２）によって形成されることを特徴とする請求項３３に記載の風力タービン翼製造設備。
【請求項４７】
前記少なくとも１つの空洞（１４ｃ、１４ｄ）は、前記少なくとも１つの風力タービン翼部品（９、１２）のほぼ全長にわたって延在することを特徴とする請求項４６に記載の風力タービン翼製造設備。
【請求項４８】
前記少なくとも１つの空洞（１４ｃ）は、前記接触面（１５）に、又はその近傍に位置付けられることを特徴とする請求項４７に記載の風力タービン翼製造設備。
【請求項４９】
前記大気圧より低い圧力を発生させる手段は、前記風力タービン翼部品（９、１２）の長手方向広がりの全体にわたって中断しないで伝わる圧縮力を与えることを特徴とする請求項２８〜４８のいずれか一項に記載の風力タービン翼製造設備。
【請求項５０】
前記圧縮力はさらに、前記風力タービン翼部品（９、１２）の長手方向広がりの全体にわたって均一であることを特徴とする請求項４９に記載の風力タービン翼製造設備。
【請求項５１】
前記少なくとも１つの第１固定ユニット（１０）及び前記少なくとも１つの第２固定ユニット（１３）には、少なくとも１つの固定縁部（２３、２４）が設けられており、該固定縁部の周囲で前記少なくとも１つの第１風力タービン翼部品（９）及び前記少なくとも１つの第２風力タービン翼部品（１２）を成形するようになっていることを特徴とする請求項２８〜５０のいずれか一項に記載の風力タービン翼製造設備。
【請求項５２】
前記少なくとも１つの第１固定ユニット（１０）又は前記少なくとも１つの第２固定ユニット（１３）の前記少なくとも１つの固定縁部（２３、２４）は、鋭角に形成され、前記少なくとも１つの第１固定ユニット（１０）又は前記少なくとも１つの第２固定ユニット（１３）の少なくとも１つの他の固定縁部（２３、２４）は、ほぼ直角にされることを特徴とする請求項５１に記載の風力タービン翼製造設備。
【請求項５３】
前記少なくとも１つの第１固定ユニット（１０）及び前記少なくとも１つの第２固定ユニット（１３）の少なくとも一方が、鋳型であり、その内部で前記少なくとも１つの第１風力タービン翼部品（９）及び前記少なくとも１つの第２風力タービン翼部品（１２）が成形されることを特徴とする請求項２８〜５２のいずれか一項に記載の風力タービン翼製造設備。
【請求項５４】
風力タービン翼（５）であって、請求項１〜２７のいずれか一項に記載の方法を使用して製造される風力タービン翼。
【請求項５５】
風力タービン翼（５）であって、請求項２８〜５３のいずれか一項に記載の風力タービン翼製造設備を使用して製造される風力タービン翼。
【請求項５６】
請求項１〜２７のいずれか一項に記載の風力タービン翼（５）を製造する方法の使用であって、前記風力タービン翼（５）は、炭素繊維強化木材、ガラス繊維及び樹脂複合材、又は大型風力タービン翼（５）を形成するのに適した任意の他の材料で形成されることを特徴とする使用。
【請求項５７】
請求項２８〜５３のいずれか一項に記載の風力タービン翼製造設備の使用であって、前記風力タービン翼（５）は、炭素繊維強化木材、ガラス繊維及び樹脂複合材、又は大型風力タービン翼（５）を形成するのに適した任意の他の材料で形成されることを特徴とする使用。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
［発明の背景］
本発明は、請求項２８のプリアンブルに記載の風力タービン翼製造設備、風力タービン翼を製造する方法、風力タービン翼及びその使用に関する。
【背景技術】
【０００２】
［関連技術の説明］
当該技術分野において既知の風力タービンは一般的に、風力タービン塔、及び塔の頂部に配置された風力タービンナセルを有する。３枚の風力タービン翼を有する風力タービンロータが、図１に示すようにナセル前部から延出している低速回転軸を介してナセルに接続されている。
【０００３】
近年、大量生産の風力タービンの発展は、出力及び寸法の両方でますます大型化に向けて進んでいる。このプロセスは、より良好且つ費用効率の良い構成部品及び製造方法を必要とし、また特に大量生産の風力タービン翼の分野では、近年において平均的な大量生産の風力タービン翼の長さが２倍以上になっていることから、この発展は重大な意味を持っている。
【０００４】
当該技術分野で既知の風力タービン翼は一般的に、金属で強化されたガラス繊維、木材又は炭素繊維で形成されている。風力タービン翼は一般的に、２つの独立的な鋳型内で２つの翼半割体を成形することによって製造される。翼半割体が硬化すると、接続面に接着剤を付けて、半割体を互いの上に載せる。接着剤の硬化中に半割体が互いにしっかり確実に押し付けられるようにするために、空気圧シリンダ又は油圧シリンダによって上側鋳型を下側鋳型の上に押し下げることによるか、大型クランプを使用するか、２つの鋳型又は翼半割体を包囲するストラップによるかのいずれかにより、鋳型に圧力を加える。
【０００５】
これらの方法のすべてには、圧力が特定点だけに加えられて、２つの翼半割体の間の接合部に図２Ｂに示すような波形状が生じるという重大な欠点がある。この波形状は、翼の空力品質を低下させるために望ましくなく、また、接合部は、翼の長さ全体にわたって強度が同一でないという点で内蔵脆弱性を有する。
【０００６】
さらに、圧縮力を与えるためにクランプ又はストラップ等を使用する場合、強力且つ均一な接合部を有する翼を作るために、適正量の圧力が確実に加えられるようにこの圧縮力を調節することが困難であると共にそれに時間がかかることになる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明の一目的は、２つの翼半割体間の接合部がほぼ均一になることを確実にすることができる風力タービン翼製造設備、及び簡単且つ迅速な風力タービン翼製造方法を提供することである。
【０００８】
本発明のさらなる目的は、翼部品に加えられる圧縮力を簡単且つ迅速なやり方で調整することができるようにした風力タービン翼製造設備及び風力タービン翼製造方法を提供することである。
【０００９】
［発明］
本発明は、風力タービン翼又は風力タービン翼の一部分を製造する方法を提供する。当該方法は、少なくとも１つの第１固定ユニット内に少なくとも１つの第１風力タービン翼部品を有する少なくとも１つの第１部品を設ける工程と、少なくとも１つの第２固定ユニット内に少なくとも１つの第２風力タービン翼部品を有する少なくとも１つの第２部品を設ける工程と、少なくとも１つの第１部品を少なくとも１つの第２部品と接触状態又はその近傍に位置付ける工程と、大気圧より低い圧力を発生させ、少なくとも１つの第１風力タービン翼部品及び少なくとも１つの第２風力タービン翼部品を互いに押し付け合わせ、且つ／又は第１風力タービン翼部品及び第２風力タービン翼部品の少なくとも１つを少なくとも１つの他のものに押し付ける工程とを含む。
【００１０】
これにより、翼にほぼ均一な接合部を設ける簡単且つ迅速なやり方で風力タービン翼を製造することが可能である。
【００１１】
大気圧より低い圧力又は部分真空を使用することは、風力タービン翼部品の全長にわたって中断しないで継続的に伝わる力によって少なくとも２つの部品を互いに押し付け合わせる手段を提供するので、有利である。さらに、大気圧より低い圧力を発生させる手段の効果を調整することによって部分真空を容易に調節することができるので、圧縮力を容易に調整することができる。
【００１２】
表現「互いに押し付け合わせる」とは、すべての部品が部分真空の影響を直接的又は間接的に受け、且つこの影響が個々の部品をその他の部品に押し付けることであることを理解されたい。
【００１３】
表現「少なくとも１つを少なくとも１つの他のものに押し付ける」とは、部品の少なくとも１つが部分真空の影響を直接的又は間接的に受け、且つこの影響がこの少なくとも１つの部品をその他の部品（複数可）に押し付けることであることを理解されたい。
【００１４】
本発明の一態様では、上記少なくとも１つの第１風力タービン翼部品の上に、及び／又は上記少なくとも１つの第２風力タービン翼部品の上に、１つ又は複数の補強部材を位置付ける工程を含む、風力タービン翼又は風力タービン翼の一部分を製造する方法が提供される。
【００１５】
第１風力タービン翼部品及び第２風力タービン翼部品を横方向に接続する１つ又は複数の部材が、翼を強化する非常に重量効率の高い方法を実現するので、風力タービン翼に、たとえば梁、繊維、又は格子構造の形の補強部材を設けることが有利である。さらに、１つ又は複数の補強部材は、翼がその形状を維持するのを助けるであろう。
【００１６】
一般的に、風力タービン翼構造が、たとえば多数の且つ／又は複雑な補強部材の形態でより複雑であるほど、圧縮力を均一に分散させることができ、且つそれを容易に調節することができるので、それだけより有利であるということができる。
【００１７】
本発明の一態様では、上記少なくとも１つの第１風力タービン翼部品、上記少なくとも１つの第２風力タービン翼部品及び１つ又は複数の補強部材は、対応の接触面を有する、風力タービン翼又は風力タービン翼の一部分を製造する方法が提供される。
【００１８】
少なくとも１つの第１風力タービン翼部品、少なくとも１つの第２風力タービン翼部品及び１つ又は複数の補強部材に対応の接触面を設けることは、それによって部品を互いに取り付けるのに適する表面が部品に設けられるので、有利である。
【００１９】
本発明の一態様では、上記接触面は、前縁、後縁、先端縁及び付け根の１つ又は複数に沿って延在する、風力タービン翼又は風力タービン翼の一部分を製造する方法が提供される。
【００２０】
本発明の一態様では、上記少なくとも１つの第１部品を上記少なくとも１つの第２部品の近傍に位置付ける前に、上記接触面のすべて又は一部に接着手段を塗布する工程を含む、風力タービン翼又は風力タービン翼の一部分を製造する方法が提供される。
【００２１】
部品を重ね合わせる前に、天然樹脂又は人工樹脂等の接着手段を接触面に施すことは、それによって接着剤をより均一に分散させて、自由面且つ露出面上で制御することができるので、有利である。
【００２２】
本発明の一態様では、上記大気圧より低い圧力は、上記少なくとも１つの第１部品及び上記少なくとも１つの第２部品によって形成された少なくとも１つの空洞の内部に発生させられる、風力タービン翼又は風力タービン翼の一部分を製造する方法が提供される。
【００２３】
第１部品及び第２部品によって形成された空洞の内部に部分真空を発生させることは、それによって部分真空が押し合わせようとする翼部品の内部又はその近傍に部分真空を発生させることができるので、有利である。さらに、それにより、部分真空によって発生した圧縮力が、風力タービン翼部品の長手方向広がりの全体にわたって継続的且つ中断しないで伝わるようにすることができる。
【００２４】
表現「空洞」とは、開口又は中空空間であることを理解されたい。空洞は、必ずしもすべての側部又は端部で閉鎖されなくてもよく、それは、空洞という言葉がギャップ、ノッチ、チャネル、溝及びダクトも含むことを意味する。
【００２５】
本発明の一態様では、上記少なくとも１つの空洞は、上記少なくとも１つの第１固定ユニット及び上記少なくとも１つの第２固定ユニットによって完全又は部分的に形成される、風力タービン翼又は風力タービン翼の一部分を製造する方法が提供される。
【００２６】
内部に部分真空を発生させようとする空洞を固定ユニットによって形成することは、それによって確実に画定された空洞が実現されるので、有利である。
【００２７】
本発明の一態様では、上記少なくとも１つの空洞は、上記風力タービン翼部品の、たとえば前縁のそばの少なくとも１つの接合部に沿って、また後縁のそばの少なくとも１つの接合部に沿って延在する少なくとも２つの個別空洞である、風力タービン翼又は風力タービン翼の一部分を製造する方法が提供される。
【００２８】
翼部品の各側に空洞を配置することは、それによって部分真空を分散させる簡単なやり方が提供されて、圧縮力が、それが必要とされる場所の近く、すなわち接触面のそばに加えられるようにするので、有利である。
【００２９】
本発明の一態様では、上記少なくとも１つの空洞は、上記風力タービン翼部品の長手方向の広がりのほぼ全体にわたって延在する、風力タービン翼又は風力タービン翼の一部分を製造する方法が提供される。
【００３０】
空洞を翼部品の全長にわたって延在させることは、それにより、部分真空によって発生した圧縮力を風力タービン翼部品の全長にわたって翼部品に作用させることができるので、有利である。
【００３１】
本発明の一態様では、上記大気圧より低い圧力が発生する前に、上記少なくとも１つの空洞を封止する工程を含む、風力タービン翼又は風力タービン翼の一部分を製造する方法が提供される。
【００３２】
少なくとも１つの空洞を、たとえばスリットとして形成する場合、部分真空を発生させることができる閉鎖空間を形成するために、それを封止することが有利である。
【００３３】
本発明の一態様では、上記封止する工程は、上記少なくとも１つの空洞に１つ又は複数の封止手段を設けることを含む、風力タービン翼又は風力タービン翼の一部分を製造する方法が提供される。
【００３４】
本発明の一態様では、上記封止する工程は、上記少なくとも１つの空洞の少なくとも一端部を閉塞すること、及び少なくとも１つの真空ポンプを、上記少なくとも１つの空洞の上記少なくとも１つの他端部に直接的又は間接的に接続することを含む、風力タービン翼又は風力タービン翼の一部分を製造する方法が提供される。
【００３５】
少なくとも１つの空洞を、たとえばダクトとして形成する場合、ダクトの一端部にプラグを設けることによってこのダクトのその端部を封止し、また真空ポンプ、真空噴射ポンプ、又は真空を内部に生じているタンク等の部分真空発生手段との接続用に他端部を使用することが有利である。
【００３６】
本発明の一態様では、上記空洞は、上記風力タービン翼部品の長手方向広がりに対して垂直、且つ上記風力タービン翼部品の上記前縁及び上記後縁を通る線に平行な方向の広がりが、１０ｍｍ〜１０００ｍｍ、好ましくは５０ｍｍ〜５００ｍｍ、最も好ましくは１００ｍｍ〜３５０ｍｍである、風力タービン翼又は風力タービン翼の一部分を製造する方法が提供される。
【００３７】
固定ユニットの寸法と機能との間の有利な関係が、空洞を目標範囲幅にすることによって達成される。
【００３８】
本発明の一態様では、上記大気圧より低い圧力を発生させることの結果として、上記少なくとも１つの空洞の内部に０．１バール〜０．９５バール、好ましくは０．３バール〜０．９バール、最も好ましくは０．６バール〜０．８５バールの部分真空が生じ、ここで、０バールは絶対真空であり、１バールは大気圧に近い、風力タービン翼又は風力タービン翼の一部分を製造する方法が提供される。
【００３９】
風力タービン翼部品上に一定の圧縮力を達成するために生じる必要がある真空度が高ければ、それだけ多くのエネルギがかかり、且つそれだけ多くの時間がかかる。本圧力範囲は、時間／エネルギと機能との間に有利な関係をもたらす。
【００４０】
本発明の一態様では、上記少なくとも１つの空洞の内部の上記大気圧より低い圧力の結果として、上記少なくとも１つの風力タービン翼部品の表面上に１，０００Ｎ〜１０，０００，０００Ｎ、好ましくは１０，０００Ｎ〜３，０００，０００Ｎ、最も好ましくは１００，０００Ｎ〜１，０００，０００Ｎの圧縮力が生じる、風力タービン翼又は風力タービン翼の一部分を製造する方法が提供される。
【００４１】
たとえば、風力タービン翼部品を接続する接着剤の硬化中、風力タービン翼に本範囲内の圧力を加えることが有利であることが、経験からわかっている。
【００４２】
本発明の一態様では、上記少なくとも１つの空洞は、上記少なくとも１つの第１固定ユニット及び上記少なくとも１つの第２固定ユニットの、上記少なくとも１つの第１風力タービン翼部品及び上記少なくとも１つの第２風力タービン翼部品を包囲する部分によって形成される、風力タービン翼又は風力タービン翼の一部分を製造する方法が提供される。
【００４３】
部分真空を発生させるために、風力タービン翼部品を内部に入れた固定ユニット内の空洞を使用することは、それにより、余分な空洞をまったく生じる必要がないので、有利である。さらに、この空洞内の部分真空により、圧縮力を風力タービン翼部品の表面全体にわたって分散させることができ、このことは、たとえば圧縮力が、たとえば翼部品の中央の梁によって必要とされる場合に有利である。
【００４４】
本発明の一態様では、上記少なくとも１つの第１固定ユニット及び上記少なくとも１つの第２固定ユニットはさらに、たとえば上記風力タービン翼部品の前縁のそばの少なくとも１つの接合部及び後縁のそばの少なくとも１つの接合部に沿って延在する少なくとも２つの個別空洞を形成する、風力タービン翼又は風力タービン翼の一部分を製造する方法が提供される。
【００４５】
固定ユニットにさらなる空洞を設けることは、それにより、さらにいっそう目標にかなった圧縮力を得ることができるので、有利である。
【００４６】
本発明の一態様では、上記大気圧より低い圧力を発生させることの結果として、上記少なくとも１つの空洞の内部に０．１バール〜０．９９５バール、好ましくは０．５バール〜０．９９バール、最も好ましくは０．８バール〜０．９８バールの部分真空が生じ、ここで、０バールは絶対真空であり、１バールは大気圧に近い、風力タービン翼又は風力タービン翼の一部分を製造する方法が提供される。
【００４７】
本発明の一態様では、上記少なくとも１つの空洞の内部の上記大気圧より低い圧力の結果として、上記少なくとも１つの風力タービン翼部品の表面上に１，０００Ｎ〜１０，０００，０００Ｎ、好ましくは１０，０００Ｎ〜３，０００，０００Ｎ、最も好ましくは１００，０００Ｎ〜１，０００，０００Ｎの圧縮力が生じる、風力タービン翼又は風力タービン翼の一部分を製造する方法が提供される。
【００４８】
本発明の一態様では、上記少なくとも１つの空洞は、上記少なくとも１つの第１風力タービン翼部品及び上記少なくとも１つの第２風力タービン翼部品によって形成される、風力タービン翼又は風力タービン翼の一部分を製造する方法が提供される。
【００４９】
部分真空を発生させるために風力タービン翼部品の内部の少なくとも１つの空洞を使用することは、それにより、当該技術分野で既知の風力タービン翼が中空であるとともに、ほぼ気密又は容易に封止可能であって、そのために固定ユニット又は他の内部にさらなる空洞を必要としないので、有利である。
【００５０】
本発明の一態様では、上記少なくとも１つの空洞は、上記少なくとも１つの風力タービン翼部品のほぼ全長にわたって延在する、風力タービン翼又は風力タービン翼の一部分を製造する方法が提供される。
【００５１】
本発明の一態様では、上記少なくとも１つの空洞は、上記接触面上に、又はその近傍に位置付けられる、風力タービン翼又は風力タービン翼の一部分を製造する方法が提供される。
【００５２】
たとえば、接触面内に組み込まれた１つ又は複数の溝の内部に部分真空を発生させることは、それにより、部分真空によって発生した圧縮力が非常に目標にかなって、翼又は固定ユニットのいずれの他の部分も圧縮力の影響を決して受けず，それにより、上記力によって生じる可能性があるこれらの部分の破損を確実に防止することができるので、有利である。
【００５３】
本発明の一態様では、上記大気圧より低い圧力は、上記風力タービン翼部品の長手方向広がりの全体にわたって中断しないで伝わる圧縮力を与える、風力タービン翼又は風力タービン翼の一部分を製造する方法が提供される。
【００５４】
圧縮力が風力タービン翼部品の長手方向広がりの全体にわたって中断しないで伝わるようにすることにより、圧縮力が特定点だけに加えられることがないので、翼部品間の接合部の波形状が回避される。
【００５５】
本発明の一態様では、上記圧縮力はさらに、上記風力タービン翼部品の長手方向広がりの全体にわたって均一である、風力タービン翼又は風力タービン翼の一部分を製造する方法が提供される。
【００５６】
圧縮力を翼部品の長手方向広がりの全体にわたって均一にすることは、それによっていずれの場所にも同一圧縮力を加えることにより、接合部が理論的にいずれの場所でも均一になるので、有利である。
【００５７】
本発明の一態様では、上記少なくとも１つの第１固定ユニット及び上記少なくとも１つの第２固定ユニット上の少なくとも１つの固定縁部の周囲で上記少なくとも１つの第１風力タービン翼部品及び上記少なくとも１つの第２風力タービン翼部品を成形する工程を含む、風力タービン翼又は風力タービン翼の一部分を製造する方法が提供される。
【００５８】
少なくとも１つの固定縁部の周囲で翼部品を成形することは、それにより、翼部品の縁部が固定され、そのために接触面の位置が一定に維持されて、接着剤の塗布処理及び部分真空発生処理の両方を簡単にするので、有利である。
【００５９】
本発明の一態様では、上記少なくとも１つの第１固定ユニット及び上記少なくとも１つの第２固定ユニット上の上記少なくとも１つの固定縁部は鋭角に形成され、上記少なくとも１つの第１固定ユニット及び上記少なくとも１つの第２固定ユニット上の少なくとも１つの他の固定縁部はほぼ直角にされる、風力タービン翼又は風力タービン翼の一部分を製造する方法が提供される。
【００６０】
少なくとも１つの固定縁部を鋭角に形成することは、上記翼部品が対応の下側部品上に位置付けられる上側部品である場合、それにより、特に取り扱い中、それが翼部品の位置を固定ユニット内に維持するのを助けるので、有利である。少なくとも１つ他の固定縁部を直角にすることは、この縁部が下側翼部品を収容する固定ユニットの一部である場合、それにより、翼全体又は翼の一部分を無抵抗状態で取り外すことができるので、有利である。
【００６１】
本発明の一態様では、上記少なくとも１つの第１固定ユニット及び上記少なくとも１つの第２固定ユニットの少なくとも一方が鋳型であり、その内部で上記少なくとも１つの第１風力タービン翼部品及び上記少なくとも１つの第２風力タービン翼部品が成形される、風力タービン翼又は風力タービン翼の一部分を製造する方法が提供される。
【００６２】
鋳型を固定ユニットとして使用することは、それにより、取り扱いを減らすことによって製造処理が簡略化されるので、有利である。
【００６３】
本発明はさらに、少なくとも１つの第１風力タービン翼部品を固定するようになっている少なくとも１つの第１固定ユニットを有する少なくとも１つの第１部品と、少なくとも１つの第２風力タービン翼部品を固定するようになっている少なくとも１つの第２固定ユニットを有する少なくとも１つの第２部品と、上記少なくとも１つの第１部品を上記少なくとも１つの第２部品と接触状態又はその近傍に位置付ける手段とを備える、風力タービン翼製造設備を実現する。製造設備は、大気圧より低い圧力を発生させ、上記少なくとも１つの第１風力タービン翼部品及び上記少なくとも１つの第２風力タービン翼部品を互いに押し付け合わせ、且つ／又は上記少なくとも１つの第１風力タービン翼部品及び上記少なくとも１つの第２風力タービン翼部品の少なくとも１つを少なくとも１つの他のものに押し付ける手段をさらに備えることを特徴とする。
【００６４】
これにより、本発明に従った有利な装置が達成される。
【００６５】
大気圧より低い圧力を発生させるために排気する手段、たとえば真空ポンプを使用することは、それによって、たとえば真空ポンプの効果を調整しやすく、それにより、翼部品を押し合わせる力を調整しやすいので、有利である。
【００６６】
「風力タービン翼製造設備」という表現は、風力タービン翼の一部分を製造する設備も含む。
【００６７】
本発明の一態様では、上記設備は、上記少なくとも１つの第１風力タービン翼部品の上に及び／又は上記少なくとも１つの第２風力タービン翼部品の上に、１つ又は複数の補強部材を位置付ける手段を有する。
【００６８】
風力タービン翼に１つ又は複数の補強部材を設けようとする場合、これらの部材を取り扱う手段を設備に装備することが有利である。
【００６９】
本発明の一態様では、上記少なくとも１つの第１風力タービン翼部品、上記少なくとも１つの第２風力タービン翼部品及び１つ又は複数の補強部材は、対応の接触面を有する。
【００７０】
本発明の一態様では、上記接触面は、前縁、後縁、先端縁及び付け根の１つ又は複数に沿って延在する。
【００７１】
本発明の一態様では、上記設備は、上記接触面のすべて又は一部に接着剤を塗布する手段を有する。
【００７２】
接触面に接着剤を付けようとする場合、この接着剤を塗布する手段を設備に装備することが有利である。
【００７３】
本発明の一態様では、上記少なくとも１つの第１部品及び上記少なくとも１つの第２部品は、互いに接触状態又は近傍に位置付けられると、少なくとも１つの空洞を形成する。
【００７４】
本発明の一態様では、上記少なくとも１つの第１固定ユニット及び上記少なくとも１つの第２固定ユニットは、互いに接触状態又は近傍に位置付けられると、少なくとも１つの空洞を完全に、又は部分的に形成する。
【００７５】
本発明の一態様では、上記少なくとも１つの空洞は、上記風力タービン翼部品の長手方向広がりのほぼ全体に延在する。
【００７６】
本発明の一態様では、上記少なくとも１つの空洞は、上記風力タービン翼部品の、たとえば前縁のそばの少なくとも１つの接合部に沿って、また後縁のそばの少なくとも１つの接合部に沿って延在する少なくとも２つの個別空洞である。
【００７７】
本発明の一態様では、上記設備は、上記少なくとも１つの空洞を封止する手段を有する。
【００７８】
本発明の一態様では、上記封止する手段は、上記少なくとも１つの空洞の少なくとも一端部を閉塞する１つ又は複数のプラグと、上記少なくとも１つの空洞の上記少なくとも１つの他端部に接続する少なくとも１つの真空ポンプとを有する。
【００７９】
本発明の一態様では、上記空洞は、上記風力タービン翼部品の長手方向広がりに対して垂直、且つ上記風力タービン翼部品の上記前縁及び上記後縁を通る線に平行な方向の広がりが、１０ｍｍ〜１０００ｍｍ、好ましくは５０ｍｍ〜５００ｍｍ、最も好ましくは１００ｍｍ〜３５０ｍｍである。
【００８０】
本発明の一態様では、上記大気圧より低い圧力を発生させる手段は、上記少なくとも１つの空洞の内部に０．１バール〜０．９５バール、好ましくは０．３バール〜０．９バール、最も好ましくは０．６バール〜０．８５バールの部分真空を発生させることができ、ここで、０バールは絶対真空であり、１バールは大気圧に近い。
【００８１】
本発明の一態様では、上記設備は、上記少なくとも１つの空洞の内部に大気圧より低い圧力を発生させる手段を有し、大気より低い圧力の結果として、上記少なくとも１つの風力タービン翼部品の表面上に１，０００Ｎ〜１０，０００，０００Ｎ、好ましくは１０，０００Ｎ〜３，０００，０００Ｎ、最も好ましくは１００，０００Ｎ〜１，０００，０００Ｎの圧縮力が生じる。
【００８２】
本発明の一態様では、上記少なくとも１つの空洞は、上記少なくとも１つの第１固定ユニット及び上記少なくとも１つの第２固定ユニットの、上記少なくとも１つの第１風力タービン翼部品及び上記少なくとも１つの第２風力タービン翼部品を包囲する部分によって形成される。
【００８３】
本発明の一態様では、上記少なくとも１つの第１固定ユニット及び上記少なくとも１つの第２固定ユニットはさらに、たとえば、上記風力タービン翼部品の前縁のそばの少なくとも１つの接合部及び後縁のそばの少なくとも１つの接合部に沿って延在する少なくとも２つの個別空洞を形成する。
【００８４】
本発明の一態様では、上記大気圧より低い圧力を発生させる手段は、上記少なくとも１つの空洞の内部に０．１バール〜０．９９５バール、好ましくは０．５バール〜０．９９バール、最も好ましくは０．８バール〜０．９８バールの部分真空を生じさせることができ、ここで、０バールは絶対真空であり、１バールは大気圧に近い。
【００８５】
本発明の一態様では、上記設備は、上記少なくとも１つの空洞の内部に大気圧より低い圧力を発生させる手段を有し、大気圧より低い圧力の結果として、上記少なくとも１つの風力タービン翼部品の表面上に１，０００Ｎ〜１０，０００，０００Ｎ、好ましくは１０，０００Ｎ〜３，０００，０００Ｎ、最も好ましくは１００，０００Ｎ〜１，０００，０００Ｎの圧縮力が生じる。
【００８６】
本発明の一態様では、上記少なくとも１つの空洞は、上記少なくとも１つの第１風力タービン翼部品及び上記少なくとも１つの第２風力タービン翼部品によって形成される。
【００８７】
本発明の一態様では、上記少なくとも１つの空洞は、上記少なくとも１つの風力タービン翼部品のほぼ全長にわたって延在する。
【００８８】
本発明の一態様では、上記少なくとも１つの空洞は、上記接触面上に、又はその近傍に位置付けられる。
【００８９】
本発明の一態様では、大気圧より低い圧力を発生させる手段は、上記風力タービン翼部品の長手方向広がりの全体にわたって中断しないで伝わる圧縮力を与える。
【００９０】
本発明の一態様では、上記圧縮力はさらに、上記風力タービン翼部品の長手方向広がりの全体にわたって均一である。
【００９１】
本発明の一態様では、上記少なくとも１つの第１固定ユニット及び上記少なくとも１つの第２固定ユニットには、少なくとも１つの固定縁部であって、その周囲で上記少なくとも１つの第１風力タービン翼部品及び上記少なくとも１つの第２風力タービン翼部品の少なくとも１つの縁部を成形するようになっている、少なくとも１つの固定縁部が設けられている。
【００９２】
本発明の一態様では、上記少なくとも１つの第１固定ユニット上又は上記少なくとも１つの第２固定ユニット上の上記少なくとも１つの固定縁部は鋭角に形成され、上記少なくとも１つの第１固定ユニット及び上記少なくとも１つの第２固定ユニット上の上記少なくとも１つの他の固定縁部はほぼ直角にされる。
【００９３】
本発明の一態様では、上記少なくとも１つの第１固定ユニット及び上記少なくとも１つの第２固定ユニットの少なくとも一方が、鋳型であり、その内部で上記少なくとも１つの第１風力タービン翼部品及び上記少なくとも１つの第２風力タービン翼部品が成形される。
【００９４】
本発明はさらに、請求項１〜２７のいずれか一項に記載の方法を使用して製造される風力タービン翼を提供する。
【００９５】
本発明はさらに、請求項２８〜５３のいずれか一項に記載の風力タービン翼製造設備を使用して製造される風力タービン翼を提供する。
【００９６】
本発明はさらに、炭素繊維強化木材、ガラス繊維及び樹脂複合材、又は大型風力タービン翼を形成するのに適した任意の他の材料で形成される風力タービン翼を製造する方法の使用を提供する。
【００９７】
本発明はさらに、上記風力タービン翼が炭素繊維強化木材、ガラス繊維及び樹脂複合材、又は大型風力タービン翼を形成するのに適した任意の他の材料で形成される、風力タービン翼製造設備の使用を提供する。
【００９８】
図面を参照しながら本発明を以下に説明する。
【００９９】
［詳細な説明］
図１は、現代の風力タービン１を示し、これは、塔２、及び塔２の頂部に配置された風力タービンナセル３を有する。３枚の風力タービン翼５を有する風力タービンロータ４が、ナセル３の前部から延出している低速回転軸を介してナセル３に接続されている。
【０１００】
図２Ａは、側部から見た場合の風力タービン翼５を示す。図示のように、当該技術分野では既知の風力タービン翼５は、２枚のほぼ同一の翼半割体を接合部６で接着剤によって接続して形成されている。接着剤の硬化中に２枚の翼半割体を互いにしっかり押し付け合わせた状態に保持するために、既知の方法は、半割体の周囲に緊縛されたストラップにより、油圧アクチュエータ又は空気圧アクチュエータにより、又は多数の特定点に圧力を加える他の方法のいずれかによって、翼半割体に圧力を加えるものである。
【０１０１】
図２Ｂは、図２Ａに示された同じ風力タービン翼５の一部分を示し、ここでは接合部の波形状７が明白に示されている。
【０１０２】
従来の製造方法を使用して風力タービン翼５を製造する時、圧力が均一に、一定に、又は中断しないで加えられることはない。その結果、２枚の翼半割体間に波形状７を伴う接合部が生じる。
【０１０３】
図３は、正面から見た風力タービン翼を示す。風力タービン翼５は、前縁１７、後縁１８、先端縁１９及び付け根２０を有する。翼は、１つ又は複数の補強部材１６が実質的に翼５の全長又は翼５の長さの一部分に延在することを除いて、一般的に中空である。当該技術分野では既知の風力タービン翼５は一般的に、ガラス繊維、炭素繊維で強化された樹脂複合材、炭素繊維強化木材又はそれらの組み合わせで製造される。
【０１０４】
図４は、第１部品８及び第２部品１１を縦断面図で示す。第１部品８は、第１固定ユニット１０内に入れられた第１風力タービン翼部品９を有し、第１固定ユニット１０は、本例では、翼部品９を形成する鋳型である。同様に、第２部品１１は、第２固定ユニット１３内に入れられた第２風力タービン翼部品１２を有し、第２固定ユニット１３も、翼部品１２を成形する鋳型である。
【０１０５】
この発明の実施形態では、２つのほぼ対称的な部品８、１１を互いに隣り合わせて置き、翼部品９、１２の成形中、翼部品９、１２の外面を下向きにする。翼部品９、１２が硬化してから、接触面１５に接着剤を施して、たとえば（ガントリークレーンのような）いずれかの種類のクレーン又は特製の回転及び位置付け装置によって、第２部品１１を回転させて、第１部品８の上に位置付ける。接着剤は、翼部品９、１２を互いに接触させるか、互いに近接させた後、接触面に施すこともできる。
【０１０６】
この発明の実施形態では、第２部品１１を第１部品８の上に載せるが、本発明の別の実施形態では、第１部品８を第２部品１１の上に載せることができる。又は、２つの部品８、１１を、たとえば垂直位置で、互いに当接させることができるであろう。
【０１０７】
この発明の実施形態では、部品８、１１は、風力タービン翼５全体の成形用であるが、風力タービン１がますます大型化しているので、風力タービン翼５は一体部品として運搬するには徐々に長すぎるようになってきている。そのため、翼５を部分品として製造して、風力タービン取り付け現場でそれらを組み立てることができる。したがって、本発明の別の実施形態では、部品８、１１及び製造施設全体を、風力タービン翼５の部分品の製造用にすることができるであろう。
【０１０８】
図５は、第２部品１１を第１部品８の上に載せて、２つの部品８、１１を翼部品９、１２上の接触面１５で当接させたところを示す。第２部品１１を第１部品８の上に載せる前に、２つの補強部材１６を第１翼部品９に、たとえば接着剤によって取り付ける。第２翼部品１２を第１翼部品９の上に載せて、補強部材１６を第２翼部品１２に取り付けた時、補強部材１６は、翼５の剛性をより高くするとともに翼の形状維持を助ける横断支柱を構成する。
【０１０９】
本発明の別の実施形態では、翼５に３つ以上の並置補強部材１６、たとえば３つ、４つ又は６つの部材を設けることができ、２つの部品８、１１を互いに重ねた後、これらの部材１６のすべて又は一部を翼５の内部に入れることができる。或いは、風力タービン翼部品９、１２を非常に強力にして、補強部材１６をまったく不必要にすることができるであろう。
【０１１０】
本発明の別の実施形態では、翼５に１つの補強部材１６だけを、たとえば梁の形で設けることができる。この梁は、翼５の全体を支える部材であることができ、その場合、翼部品９、１２を、主に翼にその空力形状を与えるために設けられた単なる比較的薄い殻構造体にすることができる。
【０１１１】
この発明の実施形態では、２つの鋳型部品１０、１３は、翼５の付け根を除いて周り全体がほぼ閉鎖された空洞１４ａを形成しており、付け根で真空ポンプ等の排気用の手段を鋳型部品１０、１３に取り付けることができる。空洞１４ａの内部に部分真空が発生すると、２つの鋳型部品１０、１３の外の空気が鋳型部品１０、１３を押し付けるであろう。その時、これらの鋳型部品１０、１３は翼部品９、１２の外面全体を、特に前縁１７及び後縁１８のそばの接合部６の位置の接触面１５だけでなく、補強部材１６の接触面１５も押し付けるであろう。
【０１１２】
風力タービン翼５は、翼５の全長にわたって均一であるわけではないので、部分真空によって生じる圧縮力も均一ではない。圧力の大きさは、真空度にそれが影響を及ぼす投影面積を掛けた値によって定められるからである。しかし、負荷が均一でなくても、それは翼５の全長にわたって中断しないで伝わり、圧縮力のばらつきは比較的小さく、比較的長距離にわたって分散される。
【０１１３】
図６は、翼の付け根２０から見た場合の第１部品８及び第２部品１１の縦断面図を示す。この発明の実施形態では、固定ユニット１０、１３は、本例の場合は翼部品９、１２を形成する鋳型であるが、翼５の全長において前縁１７及び後縁１８の位置で接合部６に沿って伸びる２つの追加空洞１４ｂの一部を形成している。側部を封止するために、これらの空洞１４ｂに板又は硬い防水シート等の封止手段２２が設けられ、また、空洞１４ｂの一端部を封止するためにプラグが設けられ、部分真空を生じさせる手段が他端部に取り付けられている。本発明の別の実施形態では、２つの追加空洞１４ｂを一端部で結合し、それにより、一方の開口を閉塞するだけでよくなり、この開口は、ポンプ手段を、たとえば翼５の付け根２０内に取り付ける位置である開口に隣接して位置付けられる。
【０１１４】
発明の別の実施形態では、固定ユニット１０、１３は、２つの部品８、１１を互いに接触させると、たとえば真空ポンプを取り付けるための開口を除いて、空洞１４ｂが完全に封止されるように形成されることができる。
【０１１５】
接触面１５に施された接着剤の硬化中に、空洞１４ｂから排気する時、２つの固定ユニット１０、１３は互いに押し付け合って、必要な圧縮力を発生するであろう。
【０１１６】
発明のこの実施形態では、空洞１４ｂは、翼５の全長にわたってほぼ均一であって、翼５の全長にわたってほぼ均一且つ中断しない圧縮力を発生するが、別の実施形態では、個々の必要に合わせて異なった負荷を発生するために、翼５の長さ全体にわたって空洞１４ｂの投影面積を変化させることができる。
【０１１７】
図７は、翼の付け根２０から見た場合の、図６に示したものと同様の本発明の実施形態の縦断面図を示す。固定ユニット１０、１３が２つの追加空洞１４ｂの一部を形成するとしても、２つの固定ユニット１０、１３の、翼部品９、１２を包囲する部分の内部に部分真空を生じる。本発明の別の実施形態では、２つの固定ユニット１０、１３の、翼部品９、１２を包囲する部分内及び追加空洞１４ｂ内の両方に部分真空を生じることができるであろう。
【０１１８】
図８は、翼５の付け根２０から見た場合の、第２風力タービン翼部品１２の接触面１５に組み込まれた溝２１を有する第２部品１１及び第１部品８の縦断面図を示す。発明のこの実施形態では、これらの溝２１の内部に部分真空が発生して、正確に必要な場所に、且つ固定ユニット１０、１３又はその構造に関係なく、圧縮力を与える。
【０１１９】
本発明の別の実施形態では、第１風力タービン翼部品９及び第２風力タービン翼部品９によって形成された空洞１４ｄ全体の内部に、部分真空が発生することができるであろう。
【０１２０】
図９は、翼５の付け根２０から見た場合の、固定縁部２３、２４を有する第１部品８及び第２部品１１の縦断面図の一部を示す。翼部品９、１２の硬化及びその後の取り扱い中、接触面１５がそれらの位置を確実に維持できるようにするために、翼部品９、１２の縁部が、固定ユニット１０、１３上の固定縁部２３、２４の周りで成形される。
【０１２１】
第１部品８の上への回転及び位置付け中の翼部品１２の固定を助けるために、第２風力タービン翼部品１２は、第２固定ユニット１３上の鋭角の固定縁部２３の周りで成形される。直角の固定縁部２４であると、翼５を固定ユニット１０から取り外しやすくなるので、第１風力タービン翼部品９は、第１固定ユニット１０上の直角固定縁部２４の周りで成形される。余分な材料は、翼５の最終仕上げを行う処理中に切り離されることができる。
【０１２２】
本発明の別の実施形態では、両方の固定縁部２３、２４を鋭角にするか、又は両方を直角にすることができるであろう。
【０１２３】
風力タービン翼５及び風力タービン翼製造設備の具体的な例に関して、本発明を以上に説明してきた。しかしながら、本発明は、上記の特定の例に制限されることはなく、特許請求の範囲に指定されている本発明の範囲内の多くのさまざまな形に構成して変更することができるであろう。
【図面の簡単な説明】
【０１２４】
【図１】現代の大型風車タービンを示す図である。
【図２】図２Ａは側部から見た風力タービン翼の図である。図２Ｂは側部から見た風力タービン翼の一部分の図である。
【図３】正面から見た風力タービン翼の図である。
【図４】互いに並べて置いた第１部品及び第２部品を風力タービン翼の付け根から見た場合の縦断面図である。
【図５】重ね合わせた第１部品及び第２部品を風力タービン翼の付け根から見た場合の縦断面図である。
【図６】追加空洞を有する第１部品及び第２部品を風力タービン翼の付け根から見た場合の縦断面図である。
【図７】第１部品及び第２部品を風力タービン翼の付け根から見た場合の縦断面図である。
【図８】接触面の一部分に組み込まれた溝を有する第１部品及び第２部品を風力タービン翼の付け根から見た場合の縦断面図である。
【図９】固定縁部を有する第１部品及び第２部品を風力タービン翼の付け根から見た場合の縦断面図である。
【符号の説明】
【０１２５】
１    風力タービン
２    塔
３    ナセル
４    ロータ
５    翼
６    接合部
７    波形接合部
８    第１部品
９    第１風力タービン部品
１０    第１固定ユニット
１１    第２部品
１２    第２風力タービン部品
１３    第２固定ユニット
１４ａ  固定ユニットの、翼部品を包囲する部分によって画定された空洞
１４ｂ  固定ユニットの、翼部品の横に伸びた部分によって画定された空洞
１４ｃ  接触面内の溝によって画定された空洞
１４ｄ  翼部品によって画定された空洞
１５    接触面
１６    補強部材
１７    前縁
１８    後縁
１９    先端縁
２０    付け根
２１    溝
２２    封止手段
２３    鋭角固定縁部
２４    直角固定縁部
【図１】
2008531902.tif 000003
【図２】
2008531902.tif 000004
【図３】
2008531902.tif 000005
【図４】
2008531902.tif 000006
【図５】
2008531902.tif 000007
【図６】
2008531902.tif 000008
【図７】
2008531902.tif 000009
【図８】
2008531902.tif 000010
【図９】
2008531902.tif 000011
【国際調査報告】
2008531902.tif 000012
2008531902.tif 000013