(57)【要約】  ブレードを形成するためのブレードセクションを組み立てるための装置を提供する。装置は、互いに対して移動可能な少なくとも２つの部材（１、２）を備え、上記部材は、向かい合う各面（１Ａ、２Ａ）を有し、面は、前記セクション間の移行部において予備組立されたブレードセクションの外面を押圧するための押圧空間を形成する。
2015531694.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ブレードを形成するためのブレードセクションを組み立てるための装置であって、当該装置が、
−互いに対して移動可能である少なくとも２つの部材（１、２）であって、当該部材それぞれが、押圧空間を形成する向かい合う面（１Ａ、２Ａ）を有し、前記押圧空間が、組み立てられる前記ブレードセクションの各連結端部分（１０、２０）を受けるように構成された、部材と、
−前記部材（１、２）を互いに対して移動させるための移動手段（３）と、
−前記移動手段（３）を制御するための制御手段と、
−前記押圧空間内で受けたときに前記ブレードセクション間の境界部分内へ流体を供給するための供給手段（５）と、
を備え、
前記制御手段が、前記移動手段（３）を制御し、前記押圧空間内で受けたときに、前記ブレードセクションの前記連結端部分（１０、２０）のうちの少なくとも１つに所定圧力をかけることを特徴とする装置。
【請求項２】
前記部材（１、２）が、前記押圧空間を閉鎖または開放するために、互いに対して移動可能であることを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記押圧空間が閉鎖しているときに、向かい合う前記面（１Ａ、２Ａ）には、組み立てたときの前記ブレードセクションの前記連結端部分（１０、２０）の外側輪郭にほぼ対応する輪郭が形成されていることを特徴とする請求項１または２に記載の装置。
【請求項４】
前記供給手段（５）が、前記押圧空間内に受けられたときに前記ブレードセクション間の前記境界部分に形成された流路の入口内へ前記流体を供給するように構成されていることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の装置。
【請求項５】
当該装置が、流路の出口から前記流体を排出するように構成された排出手段（６）をさらに備えることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の装置。
【請求項６】
前記供給手段（５）によって供給された流体量を観測するための供給観測手段、または、前記排出手段（６）から排出された流体量を観測するための排出観測手段をさらに備えることを特徴とする請求項４または５に記載の装置。
【請求項７】
前記供給手段（５）によって供給された流体量を測定するための測定デバイスをさらに備えることを特徴とする請求項１から６のいずれか１項に記載の装置。
【請求項８】
前記供給手段（５）が、前記供給観測手段から得られた情報に基づいて、及び／または、前記排出観測手段から得られた情報に基づいて、制御可能であることを特徴とする請求項６に記載の装置。
【請求項９】
前記押圧空間内で受けたときに前記ブレードセクションの前記連結端部分に熱を加えるための加熱手段（７）をさらに備えることを特徴とする請求項１から８のいずれか１項に記載の装置。
【請求項１０】
前記流体が、樹脂、好ましくは熱硬化性樹脂であることを特徴とする請求項１から９のいずれか１項に記載の装置。
【請求項１１】
前記移動手段（３）が、少なくとも２つの前記部材（１、２）を接続する少なくとも１つのネジ付スピンドルとして形成されていることを特徴とする請求項１から１０のいずれか１項に記載の装置。
【請求項１２】
少なくとも１つの前記ネジ付スピンドルが、スピンドル駆動体（３０）によって駆動可能であることを特徴とする請求項１１に記載の装置。
【請求項１３】
前記移動手段（３）が、少なくとも１つの油圧アクチュエータとして形成されていることを特徴とする請求項１から１２のいずれか１項に記載の装置。
【請求項１４】
少なくとも２つの前記部材（１、２）には、レール装置（１２）に沿って当該装置を移動させるためのレール装置（１２）と係合可能な案内装置（１６）が設けられていることを特徴とする請求項１から１３のいずれか１項に記載の装置。
【請求項１５】
当該装置が、前記押圧空間内で受けたときに前記連結端部分を押圧することによって、前記ブレードセクションのうちの１つの前記連結端部分に形成されたキャビティと収縮させるように動作することを特徴とする請求項１から１４のいずれか１項に記載の装置。
【請求項１６】
前記キャビティが、当該キャビティを有する前記ブレードセクションの材料の弾性または変形性に基づいて収縮可能であることを特徴とする請求項１５に記載の装置。
【請求項１７】
前記キャビティが、当該キャビティを有する前記ブレードセクションの外形または形状に基づいて収縮可能であることを特徴とする請求項１５または１６に記載の装置。
【請求項１８】
前記キャビティを有する前記連結端部分には、少なくとも１つのスリットが形成されており、
少なくとも１つの前記スリットが、前記キャビティから前記連結端部分の外面まで延在することを特徴とする請求項１５から１７のいずれか１項に記載の装置。
【請求項１９】
当該装置が、前記押圧空間内で受けられたときに、前記連結端部分を押圧することによって、１つの前記ブレードセクションの前記連結端部分に形成された少なくとも１つの前記スリットを閉鎖するように動作することを特徴とする請求項１８に記載の装置。
【請求項２０】
前記キャビティの内側形状が、当該キャビティを有する前記連結端部分を押圧することによって、他の前記ブレードセクションの前記連結端部分に形成されかつ当該キャビティ内に挿入される突出部の外形に調整可能であることを特徴とする請求項１５から１９のいずれか１項に記載の装置。
【請求項２１】
当該装置を動作させるために必要な電力を供給するための接続解除可能な電力供給コネクタ（１３、１４）をさらに備えることを特徴とする請求項１から２０のいずれか１項に記載の装置。
【請求項２２】
少なくとも２つの前記部材（１、２）によってかけられる圧力を制御するように構成された圧力制御手段をさらに備えることを特徴とする請求項１から２１のいずれか１項に記載の装置。
【請求項２３】
前記供給手段（５）によって供給される前記流体または樹脂の温度を制御するように構成された温度制御手段をさらに備えることを特徴とする請求項１から２２のいずれか１項に記載の装置。
【請求項２４】
前記樹脂を硬化させるための前記加熱手段（７）を制御するように、かつ／または、硬化時間を判断するように、構成された加熱制御手段をさらに備えることを特徴とする請求項１０から２３のいずれか１項に記載の装置。
【請求項２５】
前記流体を前記ブレードセクション間の前記境界部分内に供給するために、前記流体を加圧することを特徴とする請求項１から２４のいずれか１項に記載の装置。
【請求項２６】
前記流体を前記ブレードセクション間の前記境界部分内に供給するために、前記境界部分に負圧をかけることを特徴とする請求項１から２５のいずれか１項に記載の装置。
【請求項２７】
ブレードセクションを組み立てるための装置であって請求項１から２６のいずれか１項に記載の装置を動作させる方法であって、
−組み立てられる前記ブレードセクションを前記部材（１、２）間で挟み込んだ状態で前記装置を前記連結端部分へ移動させるステップと、
−前記移動手段（３）を動作させ、少なくとも２つの前記部材（１、２）から前記連結端部分へ圧力をかけるステップと、
−前記供給手段（５）を動作させ、前記ブレードセクション間の前記境界部分に樹脂を供給するステップと、
−前記樹脂を硬化させるステップと、
−前記樹脂を硬化させた後、前記移動手段（３）を動作させ、少なくとも２つの前記部材（１、２）から前記連結端部分へかけた圧力を解放するステップと、
を備えることを特徴とする方法。
【請求項２８】
前記排出手段（６）から排出された樹脂量を観測するステップと、
観測した排出樹脂量に基づいて前記供給手段（５）を制御するステップと、
を備えることを特徴とする請求項２７に記載の方法。
【請求項２９】
前記排出手段（６）から排出された樹脂量を観測するステップと、
前記供給手段（５）により供給される樹脂量を観測するステップと、
観測した供給樹脂量及び排出樹脂量に基づいて前記装置の正確な動作を確認するステップと、
を備えることを特徴とする請求項２８に記載の方法。
【請求項３０】
前記装置の正確な動作を確認できない場合、当該方法を終了することを特徴とする請求項２９に記載の方法。
【請求項３１】
前記樹脂が、熱硬化性樹脂であり、
前記熱硬化性樹脂を硬化させるために、前記連結端部分に熱をかけるステップをさらに備えることを特徴とする請求項２７から３０のいずれか１項に記載の方法。
【請求項３２】
前記供給手段（５）を動作させ、前記ブレードセクション間の前記境界部分に樹脂を供給するステップが、前記樹脂に圧力をかけるステップを有することを特徴とする請求項２７から３１のいずれか１項に記載の方法。
【請求項３３】
前記供給手段（５）を動作させ、前記ブレードセクション間の前記境界部分に樹脂を供給するステップが、前記境界部分に負圧をかけるステップを有することを特徴とする請求項２７から３２のいずれか１項に記載の方法。
【請求項３４】
請求項１から２６のいずれか１項に記載の装置を用いて風力タービンロータのためのブレードを形成するための２つのブレードセグメントを組み立てる方法であって、
−一方の前記ブレードセクションに形成された突出部を他方の前記ブレードセクションに形成されたキャビティ内へ挿入することによって、前記ブレードを予備組立するステップと、
−前記ブレードセクションの移行部に前記装置を位置付けるステップと、
−前記部材（１、２）を前記ブレードセクションへ押圧させるステップと、
−所定量の樹脂を前記ブレードセクション間の境界部分内へ供給するステップと、
−前記樹脂を硬化させるステップと、
−前記部材（１、２）を取り外すステップと、
を備えることを特徴とする方法。
【請求項３５】
前記部材（１、２）を押圧することによって前記キャビティを収縮させるステップを備えることを特徴とする請求項３４に記載の方法。
【請求項３６】
押圧することによって少なくとも１つのスリットを閉鎖するステップを備え、
少なくとも１つの前記スリットが、前記キャビティを有する前記ブレードセクションに形成されており、前記キャビティの内面から前記キャビティを有する前記ブレードセクションの外面まで延在することを特徴とする請求項３５に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本主題は、風力タービンロータ用ブレードを形成するためのブレードセクションを組み立てるための装置に関する。特に、本主題にかかるブレードセクションを組み立てるための装置は、大型風力タービン用ブレードを組み立てることに関して有利な操作を可能とする。
【０００２】
さらに、本主題は、この装置を動作させる方法に関し、この装置は、大型風力タービン用ブレードを組み立てるための手順を簡素化し良好にする。
【背景技術】
【０００３】
公知の風力タービンにおいて、複数のブレードは、ハブに備え付けられている。ハブは、発電システムに接続されている。発電システムは、ブレードにかかる風力エネルギーによって引き起こされる回転力に基づいて発電する。公知の風力タービン設備において、ハブは、ほぼ水平に位置付けられた軸と回転可能に備え付けられており、この設備は、水平軸風力タービンと称する。
【０００４】
近年、出力が単一のタービンで１ＭＷ（ｅｌ）以上程度である風力タービン設備を提供するため、風力タービンブレードの長さは、増大している。したがって、このような風力タービン設備の構成要素を輸送することに関する空間的な制限が取り入れられる。しかし、大型風力タービン設備は、増大した出力及び改良した効率に加え、その他いくつかの経済的な改善をもたらす。
【０００５】
従来の回転システムは、単一部品ブレードを備えており、これらブレードは、風力タービン設備の接続場所においてハブに備え付けられている。大型風力タービン設備が頻繁に遠く離れた現場で組み立てられており、長さが５０ｍ以上であるブレードを輸送することに関する制限は、単一風力タービンの出力に制限を導入してしまい、したがって、経済的及びエネルギー的効率を低減させる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
２つのブレードセクションを備える風力タービンブレードは、従来公知である。上記ブレードセクションは、単一ブレードセクションが輸送性の要件を満たすので、風力タービン設備の建設現場に輸送することを可能とするため、長手方向で連結される。ブレードセクションは、建設現場で完成ブレードを形成するために組み立てられ、ブレードは、ロータを完成させるために風力タービンのハブに備え付けられる。このような多セクションブレードを組み立てる具体的な装置は、いまだ開発されていない。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本主題の基本的な概念によれば、ブレードを形成するためのブレードセクションを組み立てるための装置を提供する。装置は、互いに対して移動可能である少なくとも２つの部材であって、上記部材それぞれが、押圧空間を形成する向かい合う面を有し、上記押圧空間が、組み立てられる上記ブレードセクションの各連結端部分を受けるように構成された、部材と、上記部材を互いに対して移動させるための移動手段と、上記移動手段を制御するための制御手段と、上記押圧空間内で受けたときに上記ブレードセクション間の境界部分内へ流体を供給するための供給手段と、を備え、上記制御手段が、上記移動手段を制御し、上記押圧空間内で受けたときに、上記ブレードセクションの連結端部分のうちの少なくとも１つに所定圧力をかける。
【０００８】
本主題にかかるブレードを形成するためのブレードセクションを組み立てるための装置は、長手方向で互いに連結可能なブレードセクションに適用可能である。本主題にかかるブレードセクションを組み立てるための装置は、互いに対して移動可能な少なくとも２つの上記部材を有して構成される。ブレードセクションを組み立てるための装置の少なくとも２つの部材は、連結される上記ブレードセクションの具体的な部分に力または圧力をかけるために、移動される。したがって、ブレードセクションを組み立てるための装置は、連結するために所定部分に具体的な力または圧力を必要とするブレードセクションを連結することに関して、有利である。
【０００９】
本主題にかかるブレードセクションを組み立てるための装置において、上記ブレードセクション間の境界部分内へ接着流体のような流体を注入するための供給手段を設ける。ブレードセクションに対して少なくとも２つの部材によってかけられた力または圧力と協働して、供給手段は、上記押圧空間内で受けられたときに上記ブレードセクション間の境界部分内へ流体を供給し、この押圧空間は、少なくとも２つの上記部材それぞれの向かい合う面によって形成される。
【００１０】
上記供給手段によって供給される流体は、ブレードを形成するために、ブレードセクション間の連結を形成するための連結流体である。
【００１１】
本主題の一形態によれば、上記部材は、上記押圧空間を閉鎖または開放するために、互いに対して移動可能である。上記部材を互いに対して移動させ、そのため、上記押圧空間を開放させると、ブレードセクションに圧力または力がかからない一方で、上記部材を互いに対して移動させ、そのため、上記押圧空間を閉鎖させると、ブレードセクションに圧力または力がかかる。したがって、圧力空間は、ブレードセクションの押圧動作を可能とするために動作位置に至り、ブレードセクションを解放するために、非動作位置、すなわち開放位置に至る。
【００１２】
本主題の一形態によれば、上記押圧空間が閉鎖しているときに、向かい合う上記面には、組み立てたときの上記ブレードセクションの上記連結端部分の外側輪郭にほぼ対応する輪郭が形成されている。この形態によれば、少なくとも２つの部材には、上記押圧空間を閉鎖した、すなわち動作位置にあるときにブレードセクションへの圧力または力の付与を最適化するために、ブレードセクションの連結端部分の領域においてブレードセクションの外観または形状に適合する所定面が形成されている。
【００１３】
本主題の一形態によれば、上記供給手段は、上記押圧空間内に受けられたときに上記ブレードセクション間の上記境界部分に形成された入口内へ上記流体、すなわち上記接着流体を流路の供給するように構成されており、上記装置は、上記流路の出口から上記流体を排出するように構成された排出手段をさらに備える。本主題にかかる装置の動作は、互いに対して移動可能である少なくとも２つの部材と、上記ブレードセクションを上記押圧空間内に受けたときに上記ブレードセクション間の境界部分内へ上記流体、すなわち上記接着流体を供給するための上記供給手段と、の協働に基づいている。したがって、上記流体を供給するために流路の入口を形成することと出口から上記流体を排出するために排出手段を設けることとは、上記ブレードセクションの連結を最適化するために流体、すなわち接着流体を入口から出口まで導くので、ブレードセクションを組み立てるための装置の動作において具体的な利点をもたらす。
【００１４】
本主題の一形態によれば、装置は、上記供給手段によって供給された流体量を観測するための供給観測手段及び／または上記排出手段から排出された流体量を観測するための排出観測手段をさらに備える。この形態によれば、上記供給観測手段及び／または上記排出観測手段から導出可能な情報に起因して、上記装置の連結動作を最適化し、この情報は、上記流路内の上記流体の状態の指標を提供する。特に、上記流体の現在の状態は、この形態から導出可能な情報に基づいて判断され、そのため、連結動作を最適化する。
【００１５】
本主題の一形態によれば、装置は、上記供給手段によって供給された上記流体量を測定するための測定デバイスをさらに備える。この形態によれば、上記測定デバイスによって、上記供給手段に供給された流体量を調整または制御する。
【００１６】
本主題の一形態によれば、上記測定デバイスは、上記供給観測手段から得た情報に基づいて、かつ／または、上記排出観測手段から得た情報に基づいて、制御可能である。この形態によれば、上記測定デバイスによって、上記供給手段に供給された流体量を調整または制御し、上記流路内における流体の現在の状態に基づいて、上記流体量を最適化する。
【００１７】
本主題の一形態によれば、装置は、上記押圧空間内で受けられたときに上記ブレードセクションの上記連結端部分に熱を付与するための加熱手段をさらに備える。上記ブレードセクション間の境界部分に供給された流体は、例えば熱によって硬化可能な接着流体であってもよい。
【００１８】
本主題の一形態によれば、上記流体は、樹脂、好ましくは熱硬化性樹脂である。このような流体は、ブレードセクション間の恒久的な連結を提供することに関して有利である。特に、上記ブレードセクションの上記連結端部分に熱を付与するための加熱手段と協働して、熱硬化性樹脂を用いることは、ブレードセクション間の連結を強化することに関して有利である。
【００１９】
本主題の一形態によれば、上記移動手段は、少なくとも２つの上記部材を接続する少なくとも１つのネジ付スピンドルとして形成されている。ネジ付スピンドルは、任意の手段によってまたは手動で駆動される。
【００２０】
本主題の一形態によれば、スピンドル駆動体は、少なくとも１つの上記ネジ付スピンドルを駆動するために設けられている。少なくとも１つの上記ネジ付スピンドルを駆動するためのスピンドル駆動体は、互いに対する少なくとも２つの上記部材の必要な運動を提供するための単純な手段である。このようなシステムは、正確に制御可能であり、このようなスピンドル駆動体を有するネジ付スピンドルは、ブレードセクションの連結端部分に必要な力または圧力をかけることに関して非常に信頼性がある。
【００２１】
本主題の一形態によれば、上記移動手段は、少なくとも１つの油圧アクチュエータとして形成されている。油圧アクチュエータは、互いに対する部材の具体的な運動を提供することに関して適用可能であり、具体的な圧力をかけることに関して正確に制御される。
【００２２】
本主題の一形態によれば、少なくとも２つの上記部材のうち一方には、案内装置が設けられており、この案内装置は、上記装置をレール装置に沿って移動させるために上記レール装置と係合可能である。本主題にかかる装置が大型風力タービンのためのブレードを形成するためのブレードセクションを連結するための連結動作に適用可能であるという事実により、ブレードセクションを移動させつつ装置が静止したままであるよりも、連結されるブレードセクションに対して上記装置を移動させる動作を提供することに便利かつ有利である。この形態の装置に基づいて、連結されるブレードセクションの具体的な長手方向位置に装置を位置付ける場合には、上記装置を分解する動作が必要ない。さらに、スライド装置は、１を超える連結部を有する多セクションブレードの組み立て動作を容易にする。
【００２３】
本主題の一形態によれば、装置は、上記押圧空間内で受けられると、上記連結部分を押圧することによって、一方の上記ブレードセクションの連結端部分に形成されたキャビティを収縮させるように動作される。上述のように、ブレードセクションを組み立てるための装置は、具体的な特性を有するブレードセクションに適用可能である。適用可能な上記ブレードセクションを組み立てるための具体的な動作は、一方の上記ブレードセクションの連結端部分に形成されたキャビティを収縮させる必要を有する。したがって、装置は、このようなブレードセクションに適用可能であり、このブレードセクションは、キャビティが少なくとも１つのブレードセクションの連結端部分に存在し、収縮可能かつ拡張可能であるように設計されている。
【００２４】
本主題の一形態によれば、ブレードセクションを組み立てるための装置は、ブレードセクションに適用可能であり、上記キャビティは、上記キャビティを有する上記ブレードセクション材料の弾性または変形性に基づいて収縮可能である、かつ／または、上記キャビティは、上記キャビティを有する連結端部分の外形または形状に基づいて収縮可能である。
【００２５】
本主題の一形態によれば、装置は、ブレードセクションに適用可能であり、上記キャビティを有する連結端部分には、少なくとも１つのスリットが形成されており、少なくとも１つの上記スリットは、上記キャビティから連結端部分の外面まで延在する。したがって、本主題にかかる装置は、連結動作によって連結されるブレードセクションに適用可能であり、この連結動作において、少なくとも一方の上記ブレードセクションに形成されたキャビティは、上記キャビティから連結端部分の外面まで延在する少なくとも１つのスリットが存在することに起因して、収縮される。したがって、本主題にかかる装置は、好ましくは、ブレードセクションに適用可能であり、少なくとも一方のブレードセクションは、圧力に応じて可変である内側寸法または形状を有するキャビティを備え、この圧力は、上記キャビティを有する上記ブレードセクションの外面にかけられる。上記キャビティの内側形状に関するこの可変特性は、上述のように、少なくとも１つのスリットを形成することによって、形成される。
【００２６】
本主題の一形態によれば、装置は、一方の上記ブレードセクションの連結端部分に形成された少なくとも１つのスリットを有するブレードセクションに適用可能である。上記装置は、上記押圧空間内で受けられたときに、上記キャビティを有する各ブレードセクションの上記連結端部分を押圧することによって、少なくとも１つの上記スリットを閉鎖するように動作される。その結果、装置は、少なくとも一方の上記ブレードセクションの外面を押圧することによって連結される具体的なブレードセクションを動作させ、これにより、少なくとも１つのスリットを閉鎖し、このため、ブレードセクションを互いに連結するためにキャビティを収縮させる。
【００２７】
本主題の一形態によれば、上記キャビティの内側形状は、上記キャビティを有する上記連結端部分を押圧することによって、突出部の外側形状に対して調整可能または可変であり、この突出部は、他方の上記ブレードセクションの連結端部分に形成されており、上記キャビティ内へ挿入される。装置を動作させる過程において、装置は、押圧空間内で予備組立されるまたは受けられるブレードセクションに適用される。装置は、ブレードセクションに適用可能であり、このブレードセクションにおいて、一方のブレードセクションは、少なくとも１つのキャビティを備え、他方の上記ブレードセクションは、少なくとも１つの上記キャビティ内へ挿入可能である少なくとも１つの突出部を備える。装置の適用可能な動作において、予備組立したブレードセクションは、突出部を拡張または拡大されているときのキャビティ内へ挿入するように構成されており、そのため、装置は、キャビティを収縮させるために、少なくともキャビティを有するブレードセクションの外面を押圧することによって、このようなブレードセクションを連結するように構成されている。このような動作によって、突出部の外側形状に近づかせるために、キャビティを収縮させ、この突出部は、他方の上記ブレードセクションの連結端部分に形成されており、上記キャビティ内へ挿入される。
【００２８】
本主題によれば、装置は、上記装置を動作させるための必要な電力を供給するための給電コネクタをさらに備える。給電コネクタは、接続解除可能な外部電源供給ラインに接続可能である。したがって、装置は、必要な位置へ移動可能であり、装置を所定場所または位置に位置付けた後で上記電源供給ラインに接続すると、上記給電コネクタを介して必要な電力が供給される。給電コネクタは、上記加熱手段へ、上記スピンドル駆動体または油圧駆動手段へ、並びに、供給手段及び上記装置に設けられた任意の制御または検出手段へ、電力を供給するために設けられている。
【００２９】
本主題の一形態によれば、圧力制御手段は、少なくとも２つの上記部材によってかけられる圧力を制御するように構成されている。少なくとも２つの上記部材によってかけられる圧力は、キャビティを有するブレードセクションに適用可能であり、ブレードセクションを連結するための動作を強化する収縮位置へキャビティを至らせるための所定圧力まで制御される。圧力制御手段は、圧力または力検出手段を有し、移動手段と関連付けられている。
【００３０】
本主題の一形態によれば、温度制御手段は、上記供給手段によって供給された上記流体または樹脂または接着樹脂の温度を制御するように構成されている。
【００３１】
本主題の一形態によれば、加熱制御手段は、上記樹脂を硬化させるための上記加熱手段を制御するように、かつ／または、硬化時間を判断するように、構成されている。
【００３２】
このため、制御手段は、上述した対象を制御するために設けられている。したがって、温度、時間、圧力などに関して装置の動作を最適化でき、これは、具体的な動作、タイプに関して標準化され、経験でまたは実験情報もしくは経験に基づいて、あらかじめ定められる。
【００３３】
本主題の一形態によれば、ブレードセクションを組み立てるための装置を動作させる方法を提供する。この方法によって動作可能な装置は、上述した。方法は、以下のステップ、すなわち、
−組み立てられる上記ブレードセクションを上記部材間で挟み込んだ状態で上記装置を上記連結端部分へ移動させるステップと、
−上記移動手段を動作させ、少なくとも２つの上記部材から上記連結端部分へ圧力をかけるステップと、
−上記供給手段を動作させ、上記ブレードセクション間の上記境界部分へ樹脂を供給するステップと、
−上記樹脂を硬化させるステップと、
−上記樹脂を硬化させた後、上記移動手段を動作させ、少なくとも２つの上記部材から上記連結端部分へかけた圧力を解放するステップと、
を備える。
【００３４】
装置を動作させる方法は、上述した具体的な特性を有するブレードセクションに適用可能である。上述した装置を動作させる方法によれば、装置を連結端部分へ移動させ、上記移動手段が少なくとも２つの上記部材から上記連結端部分へ圧力をかけることを可能とする。本主題の基本概念によれば、上記ブレードセクションの外面に圧力をかける。したがって、方法は、少なくとも１つのキャビティを有するこのようなブレードセクションに適用可能であり、このキャビティは、可変である形状を有する、または、キャビティは、収縮可能である。さらに、方法は、上記ブレードセクション間の境界部分に樹脂を供給するステップを有し、この樹脂は、樹脂を硬化した後にブレードセクション間の恒久的な連結を形成する。
【００３５】
本主題の一形態によれば、上記排出手段から排出された樹脂量を観測し、観測した排出樹脂量に基づいて供給手段を制御する。ブレードセクション間の境界部に形成された流路が所定容積を有し、供給した樹脂量があらかじめ定められるという事実に起因して、排出樹脂量は、上記樹脂から流路の完全な充填に関する情報を提供する。したがって、この手法は、ブレードセクション間の連結品質を高める。
【００３６】
本主題の一形態によれば、上記排出手段から排出された樹脂量を観測し、上記供給手段によって供給された樹脂量を観測する。さらに、この形態によれば、観測した供給樹脂量及び排出樹脂量に基づいて、上記装置の正確な動作を確認する。ブレードセクション間の境界部に形成された流路があらかじめ定められているという事実に起因して、供給樹脂量と排出樹脂量との間には、具体的な相互関係がある。相互関係を満たしていない場合、この情報を採用し、例えば流路から樹脂が漏洩していることなどに基づいた不正確な動作の情報を得る。相互関係を満たしている場合、充填処理を正確に完了したことを確認する。
【００３７】
本主題の一形態によれば、樹脂は、熱硬化性樹脂であり、方法は、上記熱硬化性樹脂を硬化させるために上記連結端部分に熱を付与するステップをさらに備える。熱硬化性樹脂は、高強度を有しており、熱を加えることに基づいて上記熱硬化性樹脂を硬化した後に、ブレードセクション間の最適な連結を提供する。本主題の基本概念によれば、上述した装置を用いて風力タービンロータのためのブレードを形成するための２つのブレードセグメントを組み立てる方法を提供する。２つのブレードセグメントを組み立てる方法は、以下のステップ、すなわち、
−一方の上記ブレードセクションに形成された突出部を他方の上記ブレードセクション内へ挿入することによって、上記ブレードを予備組立するステップと、
−上記装置を上記ブレードセクションの移行部に位置付けるステップと、
−上記部材を上記ブレードセクションへ押圧させるステップと、
−所定量の樹脂を上記ブレードセクション間の境界部分内へ供給するステップと、
−上記樹脂を硬化させるステップと、
−上記部材を取り外すステップと、
を備える。
【００３８】
本主題の一形態によれば、２つのブレードセグメントを組み立てる方法は、上記部材を押圧することによって上記キャビティを収縮させるステップを備える。
【００３９】
本主題の一形態によれば、２つのブレードセグメントを組み立てる方法は、押圧するステップによって少なくとも１つのスリットを閉鎖するステップを備え、少なくとも１つの上記スリットは、上記キャビティを有する上記ブレードセクションに形成され、上記キャビティの内面から上記キャビティを有する上記ブレードセクションの外面まで延在する。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】一実施形態にかかるブレードを形成するためのブレードセクションを組み立てるための装置を示す三次元図である。
【図２】図１の装置を示す側面図である。
【図３】図１の装置を示す頂面図である。
【図４】一実施形態にかかる装置を適用可能なブレードセクションの第１形態の経過を示す図である。
【図５】一実施形態にかかる装置を適用可能なブレードセクションの第２形態の経過を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００４１】
以下、本主題の一実施形態を図面に基づいて説明する。留意することは、図面が以下で説明する具体的な実施形態と装置を適用可能なブレードセクションとを示していることである。さらに、少なくとも部分的に図示されていない一実施形態の代替的な改変は、以下の説明で具体化される。
【００４２】
図１は、一実施形態にかかるブレードを形成するためのブレードセクションを組み立てるための装置を示す。以下、装置を形成する構成部材を先に説明する。
【００４３】
図１に示す装置は、間隔をあけた関係で配置された２つの部材１、２を備える。部材１、２のうち一方は、他方の部材の頂部に配置されている。以下、底部部材２の頂部に配置された頂部部材１を定義する。留意することは、装置を図１に示す向きとは異なる向きで使用できるので、この定義がこの実施形態を説明するためにのみ使用されており、特許請求の範囲を限定しないことである。
【００４４】
図２に示すように、頂部部材１は、面１Ａを有し、底部部材は、面２Ａを有する。面１Ａ、２Ａは、これらの間に押圧空間を形成するために、互いに向かい合っている。面１Ａ、２Ａは、シート状金属または同様の材料によって形成されている。面１Ａ、２Ａには、具体的な輪郭が付されており、この輪郭は、後述するブレードの所定の外観に従うように設計されている。
【００４５】
底部部分２は、頂部に面２Ａを形成するシート状金属部分を有する箱状部材として形成されている。頂部部材１は、面１Ａを形成するシート状金属を備える同様の箱状部材として形成されており、この面は、底部を向き、底部部材２の面２Ａに向かう。
【００４６】
頂部部材１は、スピンドル３によって底部部材２に取り付けられており、これらスピンドルは、棒状部材であり、これらスピンドルには、ネジ機構を形成するために、内ネジ部と係合する外面に外ネジ部が形成されている。図１に示す例において、４本のスピンドル３を設けており、各スピンドル３は、箱状の頂部及び底部部材１、２の角部領域に配置されている。図１に示す例において、本実施形態において電気駆動体として具現化されているスピンドル駆動体３０は、頂部部材１に配置されている。各スピンドル駆動体３０は、スピンドル駆動体３０の作動に応じてスピンドル３を回転させるために、各スピンドル３に接続されている。
【００４７】
内ネジ部は、各スピンドル３に対応して底部部材２に形成されている。内ネジ部は、図示されておらず、ナット部材として具現化されており、このナット部材は、底部部材２に固定的に備え付けられており、各スピンドル３の外ネジ部に係合されている。スピンドル駆動体３０の動作に応じてスピンドル３が回転すると、頂部部材１と底部部材２との間の距離を調整可能である。
【００４８】
スピンドル駆動体３０が設けられている空間を閉鎖するために、頂部部材１の頂部には、蓋部材４０が設けられている。本実施形態において、２つの蓋部材４０が設けられており、これら蓋部材は、ヒンジ部材を介して頂部部材１に連結され、そのため、蓋部材４０は、スピンドル駆動体３０が配置されている空間を開放または閉鎖するために、傾けることが可能である。
【００４９】
図１に示す装置は、長手方向を有しており、この長手方向は、頂部部材１と底部部材２との間で受けると、装置によって組み立てられるブレードまたはブレードセグメントの長手方向と従う。長手方向を矢印Ｌで図１に示す。横方向は、長手方向に対して垂直な方向として定義されており、横方向を図１において各矢印Ｔで示す。
【００５０】
図１に示すように、面１Ａ、２Ａは、具体的な輪郭を有して形成されており、この輪郭は、上述したように、装置によって組み立てられるブレードまたはブレードセクションの外観に基づいて画成されている。各面１Ａ、２Ａの側面において、平面セクション１Ｂ、１Ｃ、２Ｂ、２Ｃは、図２に示すように配置されている。頂部部材１の面１Ａの一方側及び他方側には、平面セクション１Ｂ、１Ｃがそれぞれ形成されている。同様の方法で、底部部材２の面２Ａの両横方向側には、平面セクション２Ｂ、２Ｃがそれぞれ形成されている。一方の横方向側の平面セクション１Ｂ、２Ｂと他方の横方向側の平面セクション１Ｃ、２Ｃとは、互いに向かい合う平行面である。互いに向かい合う平面は、スピンドル駆動体３０を動作させることによって互いに当接され、そのため、頂部部材１を底部部材２に向かって移動させる。スピンドル駆動体３０を動作させることによって向かい合う平面セクション間の当接を達成すると、装置の閉鎖状態を達成し、この状態において、底部部材２の面２Ａと頂部部材１の面１Ａとの間に画成される押圧空間を形成する。装置の閉鎖状態において、押圧空間の内側輪郭は、装置によって連結されるブレードセクション間の移行部において、ブレードセクションによって形成されるブレードの外観に対応する。
【００５１】
図１に示す本実施形態において、図示した実施形態の底部部材２の一方の平面セクション、すなわち平面セクション２Ｂには、供給ダクト５及び排出ダクト６が設けられている。供給ダクト５及び排出ダクト６は、装置の長手方向において互いに離間している。さらに、供給ダクト５及び排出ダクト６は、各ダクトが一方側で底部部材２の横方向側面へ開口し、装置が閉塞位置にあるときに面１Ａ、２Ａによって形成される押圧空間へ開口するように設けられている。供給ダクト５及び排出ダクト６は、頂部部材１と底部部材２との間の移行部に、すなわち装置が閉鎖位置にあるときに頂部部材１の面１Ａと底部部材２の面２Ａとの間の移行領域に近接して位置付けられている。
【００５２】
底部部材２及び頂部部材１双方には、加熱手段７が設けられている。特に、加熱手段は、底部部材２の面２Ａを形成する部材にまたはこの部材に近接して配置された底部部材２のために設けられた底部加熱装置７２と、頂部部材１の面１Ａを形成する部材にまたはこの部材に近接して配置された頂部部材１のために設けられた頂部加熱装置７１と、を備える。特に、加熱装置７１、７２は、電気加熱装置として、すなわちシート状金属の後面に配置された抵抗ベースの加熱装置として具現化されており、このシート状金属は、頂部部材１及び底部部材２の各面１Ａ、２Ａを形成する。したがって、抵抗加熱装置７１、７２にエネルギーを供給することによって、面１Ａ、２Ａは、装置によって形成されるブレードの外面に付与される所定温度に至る。
【００５３】
図１から図３に示す実施形態において、電源コネクタ１３、１４は、頂部部材１の及び底部部材２のそれぞれの長手方向端面に設けられている。すなわち、電源コネクタ１４は、頂部部材１のために設けられている一方、電源コネクタ１３は、底部部材２のために設けられている。各電源コネクタ１３、１４は、スピンドル駆動体３０及び加熱装置７１、７２のような電力を利用する構成要素に必要な電力を供給するために、電源供給デバイスのような外部電源に接続可能である。
【００５４】
底部部材２には、底部部材２の底側に設けられたガイド１６によって形成された案内装置が設けられている。図１及び図２に示す本実施形態において、３つのガイド１６は、設けられており、長手方向Ｌに位置合わせされ、等間隔を開けている。
【００５５】
ガイド１６は、レール（図示略）と係合されており、これにより、レール上でガイド１６を長手方向でスライドさせることによって装置を移動させることを可能とする。この装置の具体的な目的を後述する。
【００５６】
頂部部材１の頂部には、特に頂部部材１の角部領域には、フックまたはリングなどの輸送部材１７が設けられている。クレーンなどは輸送部材１７に接続されており、そのため、レールなど所定位置に著しい重量を有する装置を位置付けることができ、これにより、ガイド１６がレールとスライド式に係合している状態で装置をスライドさせることによって、移動させる。
【００５７】
以下、本発明にかかる装置の動作を詳述する。留意することは、図４及び図５に示すブレードの第１及び第２形態が図１に示す装置の具体的な用途のためのみの例であり、装置の動作が図４及び図５に示す構造に限定されず、むしろ装置が以下の特性を有するブレードセクションに適用可能であることである。
【００５８】
図１から図３に示す装置によって組み立てられるように構成されたブレードセクション１００、２００は、一方のブレードセクションの１つの連結端部分１１０にあるキャビティ１０１と、他方のブレードセクションの連結端部分２１０から突出する突出部２０１と、を備える。他方のブレードセクションの突出部２０１は、一方のブレードセクションのキャビティ１０１内へ挿入可能である。さらに、上記一方のブレードセクションの連結端部分１１０に形成されたキャビティ１０１は、伸長すなわち拡張状態から収縮可能である具体的な特性を有しており、これにより、他方のブレードセクションに設けられた突出部２０１の外面に適合する。
【００５９】
さらに、ブレードセクションは、熱硬化性樹脂のようにブレードセクション間の境界領域内へ導入可能である樹脂によって接着されるように構成されている。
【００６０】
上記第１及び第２形態からなるブレードを形成するためにブレードセクションを組み立てるため、ブレードセクションは、一方のブレードセクションの突出部２０１を他方のブレードセクションのキャビティ１０１内へ挿入することによって予備組立される。この状態において、上記タイプのブレードセクション１００のキャビティ１０１は、伸長すなわち拡張状態にある。
【００６１】
伸長または拡張状態と結果として生じる収縮性は、キャビティ１０１を有する第１形態のブレードセクション１００の連結端部分１１０に少なくとも１つの材料中断部を設けることによって、達成される。材料中断部は、図４に示すように、２本のスリット１０２、１０３として形成される。予備組立状態においてまたはキャビティを有するブレードセクション１００の連結端部分に負荷をかけていない状態において、キャビティ１０１の内側寸法は、突出部２０１の外側寸法よりも大きい。
【００６２】
伸長または拡張状態と結果として生じる収縮性は、図５に示すように、第２形態のブレードセクション１００に材料中断部を設けることなく達成してもよい。この形態において、収縮性は、少なくとも連結端部分１１０の領域における材料に関する特性によって達成される。さらに、キャビティ１０１及び突出部２０１の形状及び形態は、連結端部分１１０の他面に圧力または力をかけることによってキャビティ１０１の横断面形状を変化させるように設定されている。
【００６３】
その結果、少なくとも図４及び図５に示す上記形態にかかるブレードセクションは、本主題に適用可能である。キャビティの収縮性に関して上述した要件に適合するさらなる形態が可能である。以下、図４及び図５に示す両形態のブレードを説明する。
【００６４】
ブレードセクションを予備組立して互いに位置合わせさせると、図１から図３に示す装置をレール上に置き、そのため、ガイド１６は、スライド可能な態様で係合する。スピンドル駆動体３０が装置の開放状態をもたらすように装置を動作させ、この開放状態において、平面セクション１Ｂ、２Ｂ及び平面セクション１Ｃ、２Ｃは、押圧空間を拡張するまたは解放させるように間隔があけられる。この状態を図１及び図２に示す。
【００６５】
レールを予備組立したブレードセクションの長手方向に位置合わせさせているので、装置は、予備組立されたブレードセクションが頂部部材１及び底部部材２によって挟まれた状態でレールに沿って移動される。装置は、ブレードセクション間の移行部まで移動され、そのため、予備組立したブレードセクションの長手方向における境界部または移行部は、面１Ａ、２Ａによって形成された押圧空間の内側に位置する。この状態を達成すると、スピンドル駆動体３０を動作させて押圧空間を閉鎖し、そのため、面１Ａ、２Ａは、予備組立したブレードセクションの外面を押圧する。この動作中に、一方のブレードセクションに形成されたキャビティは、収縮位置に至り、そのため、他方のブレードセクションの突出部の外側寸法に近づけるために、キャビティの内側寸法を変化させる。
【００６６】
図４に示すブレードセクションを用いて、キャビティを有するブレードセクションの連結端部分に形成された上述した材料中断部は、供給ダクト５及び排出ダクト６とは反対側に位置付けられている。この装置の具体的な用途において、流路は、ブレードセクション間の境界領域に、すなわち突出部２０１の外面とキャビティ１０１の内面との間の境界領域に形成されており、この流路は、一端部において供給ダクト５に、他端部において排出ダクト６に接続可能である。したがって、装置を閉鎖してブレードセクションの外面を押圧した後、流路は、供給ダクト５から上述した境界領域を介して排出ダクトまで形成される。
【００６７】
図５に示すブレードセクション１００、２００を用いて、供給ダクト５及び排出ダクト６に接続するための開口部は、この形態ではスリットが形成されていないので、連結端部分１１０に形成されている。
【００６８】
ブレードセクションの外面を頂部部材１及び底部部材２によって押圧するこの状態において、樹脂は、供給ダクト５へ供給され、ブレードセクション間に形成された流路を通って押圧され、そのため、樹脂は、流路を完全に充填した後に、排出ダクト６から外へ押し出される。
【００６９】
この状況において、樹脂を硬化させる。樹脂を硬化させると、押圧空間は、所定期間にわたってブレードセクションの外面に対して頂部部材１及び底部部材２からかけられた力を維持することによって、閉鎖されたままである。
【００７０】
本実施形態において、熱を加えることに応じて硬化する熱硬化性樹脂を使用する。上述のように、加熱装置７１、７２が設けられており、これら加熱装置は、この状況においてブレードセクションの外面に熱をかけるように動作され、この状況において、この熱は、伝導によってブレードセクション間の境界領域に向けて移送され、この境界領域は、熱硬化性樹脂で充填される流路を有する。
【００７１】
熱を熱硬化性樹脂にかけることによって、熱硬化性樹脂を硬化させる。所定の硬化期間後、加熱装置７１、７２の温度をあらかじめ設定した値で維持しつつ、硬化を完了する。
【００７２】
熱硬化性樹脂の硬化を完了した後、ブレードセクション間の連結は、恒久的になされ、押圧空間を開放する。このため、押圧空間を開放することによって、組み立てられたブレードの外観は、開放され、この外観は、目的の外観に対応する。すなわち、各ブレードセクションに形成されたキャビティの収縮状態を維持する。図４に示すブレードセクションを用いて、材料中断部は、供給ダクト５に導入されたこの樹脂によって充填された流路及び他の領域内で硬化した樹脂に起因して、閉鎖されたままである。押圧空間を開放した後、装置は、長手方向で移動され、組み立てたブレードから解放される。
【００７３】
本実施形態にかかる装置には、スピンドル駆動体３０の動作を制御するために制御手段の所定温度及び圧力を維持するために、かつ、予備組立したブレードセクションへのまたは押圧空間を開放／閉鎖するための所定圧力または力を維持するために、供給ダクト５へ供給された樹脂の温度を測定するためのかつスピンドル３と協働するスピンドル駆動体３０によってかけられた圧力を測定するまたは検出するためのセンサと、加熱手段７１、７２を制御するための温度制御手段のような、頂部部材１及び底部部材２それぞれの面１Ａ、２Ａにおける温度を検出するための温度検出手段と、各動作を制御するための制御手段と、が備え付けられている。
【００７４】
さらに、供給ダクト５へ供給した樹脂量を検出するために、測定デバイス（図示略）を供給ダクト５に設けてもよい。これに関連して、排出ダクト６から排出された樹脂量を検出する検出手段（図示略）を設けてもよく、測定デバイスと排出量を検出するための検出手段との検出結果を以下のように採用してもよい。
【００７５】
樹脂を供給ダクト５に供給している間に、供給ダクト５内へ導入される樹脂量は、既知である。さらに、ブレードセクション間の境界領域に形成された流路を完全に充填するための樹脂量は、具体的なブレード組立体に関して既知である。樹脂を供給ダクト５に供給している間に、流路が充填され、溢れた樹脂は、排出ダクト６から排出される。排出された樹脂を検出し、排出した樹脂量を具体的なブレード組立体に関する既知のデータに基づいてあらかじめ定められた目標排出量と比較する。
【００７６】
流路を充填するための充填動作の終了時において検出した排出量が目標量と一致する場合、流路の正確な充填が確認される。排出ダクト６において目標排出量より少なく検出した場合、樹脂の漏洩を見つけ出せる。さらに、排出ダクト６において目標排出量より多く検出した場合、目詰まりなどの流路内のさらなる問題を見つけ出せる。
【００７７】
本実施形態は、以下のように改変してもよい。
【００７８】
スピンドル駆動体３０は、頂部部材１が底部部材２に対して移動可能である特性を達成できる限り、油圧によって駆動される油圧手段または他の適切な手段で具現化されてもよい。スピンドル駆動体３０は、選択的に手動で動作されてもよい。
【００７９】
頂部部材１及び底部部材２それぞれの面１Ａ、２Ａを加熱するために、熱移送部材を用いた流体加熱手段または輻射を用いた輻射放熱手段のような別の構想と加熱手段７１、７２を置き換えてもよい。
【００８０】
樹脂の供給及び排出の測定及び検出は、必要ではないが、組み立てたブレードセクションの品質を高める好ましい実施形態をもたらす。
【００８１】
樹脂は、本実施形態において熱硬化性樹脂である。しかしながら、温度上昇の影響なく硬化される樹脂を採用することは可能である。
【００８２】
ブレードセクション及びその連結端部分の構造は、上記用途に限定されない。さらなる用途として、各ブレードセクションに形成された突出部及び／またはキャビティは、鋸歯状縁部のような係合手段を有して形成されてもよく、これら鋸歯状縁部は、一方のブレードセクションに形成されたキャビティを収縮することによって互いに係合可能である。
【００８３】
この場合、キャビティを収縮させることによって、キャビティの内面と突出部の外面との間のロック連結を達成し、このロック連結は、ブレードセクション間の連結強度を強化する。
【００８４】
さらに、ブレードセクションには、１を超えるキャビティ及び１を超える突出部を形成してもよい。
【００８５】
図１及び図２において頂部部材１及び底部部材２それぞれに形成された面１Ａ、２Ａの形状は、単なる例であり、装置を適用するブレードセクションの外観に適合してもよい。すなわち、具体的な外観を有するブレードセクションによって形成された具体的なタイプのブレードには、装置の押圧空間の形状が反映される。押圧空間の形状を具体的な用途に必要な形状に適合させるために置換可能な部材を有する装置を形成することは可能である。
【００８６】
上述のように、キャビティを有するブレードセクションの連結端部分に力をかけていないときに収縮位置を達成するブレードセクションに装置を適用することは可能である。改変として、キャビティを有するブレードセクションは、力をかけていないときに中間位置を達成するように構成されてもよく、この中間位置は、収縮位置と非収縮すなわち拡張位置との間である。キャビティを完全に拡張することは、他方のブレードセクションの突出部を導入することによって、達成される。さらなる代替例として、拡張することは、収縮されていないキャビティに対応する力をかけることによって達成されてもよい。
【符号の説明】
【００８７】
１  頂部部材，部材、１Ａ，２Ａ  面、１Ｂ，１Ｃ，２Ｂ，２Ｃ  平面セクション、２  底部部材，部材、３  移動手段，スピンドル、５  供給手段，供給ダクト、６  排出ダクト、７  加熱手段、１０，２０，１１０，２１０  連結端部分、１３，１４  電源コネクタ、１６  ガイド、１７  輸送部材、３０  スピンドル駆動体、１００，２００  ブレードセクション、１０１  キャビティ、１０２，１０３  スリット、２０１  突出部
【図１】
2015531694.tif 000003
【図２】
2015531694.tif 000004
【図３】
2015531694.tif 000005
【図４】
2015531694.tif 000006
【図５】
2015531694.tif 000007
【国際調査報告】
2015531694.tif 000008
2015531694.tif 000009
2015531694.tif 000010