BR102014006210B1 - Dispositivo de compensação de carga - Google Patents

Abstract

disposição de montagem para dispositivo de compensação de carga. a presente invenção refere-se a uma disposição de montagem para um dispositivo de compensação de carga é fornecido. a disposição de montagem inclui uma chapa de cobertura conectada a um alojamento através de uma pluralidade de protuberâncias. a chapa de cobertura pode formar uma porção de uma superfície de uma pá de rotor de aerofólio. o alojamento pode incluir uma pluralidade de grampos que se estendem para o exterior a partir do alojamento e configurados para entrar em contato com uma superfície interna da pá de rotor de aerofólio. apertando os grampos sobre a superfície interior, o dispositivo é montado na pá e a chapa de cobertura pode deformar para corresponder à geometria de aerofólio da pá de rotor de aerofólio. a disposição de montagem pode adicionalmente incluir uma placa de montagem configurada para permitir que o alojamento flutue dentro da abertura formada na pá de rotor de aerofólio, e uma aba disposta em uma extremidade da placa de montagem para distribuir força centrífuga à superfície da pá de rotor de aerofólio.

Description

ANTECEDENTES

[0001] As turbinas eólicas criam potência proporcional à área varrida das pás das mesmas. A escolha de rotor se atribui para uma turbina eólica, tal como o diâmetro da mesma, é uma escolha conflitante entre pás mais longas para maior produção de energia em ventos fracos e pás mais curtas para limitação de carga em ventos fortes. Desse modo, a turbina eólica que tem pás mais longas aumentará a área varrida, que, por sua vez, produz mais potência. Entretanto, em velocidades de vento altas, uma turbina eólica que tem pás mais longas coloca demandas maiores nos componentes e cria mais situações em que a turbina deve ser desligada para evitar a danificação de componentes. Até mesmo em situações em que a velocidade média do vento não é alta o suficiente para causar dano, as rajadas de vento periódicas que mudam tanto a velocidade quanto a direção do vento, aplicam forças que podem ser fortes o suficiente para danificar o equipamento.

[0002] Em algumas disposições de turbina eólica, os defletores são usados para otimizar o carregamento de turbina eólica. A montagem desses defletores pode ser difícil por causa da quantidade de estresse nos diversos componentes. Adicionalmente, a montagem convencional dos dispositivos pode envolver partes de usinagem para cada uso particular a fim de corresponder à geometria do aerofólio na localização de montagem. A necessidade de um modelo específico para cada parte pode ser custosa, demorada e ineficiente.

BREVE SUMÁRIO

[0003] A seguir, é apresentado um sumário simplificado da invenção a fim de fornecer um entendimento básico de alguns aspectos da invenção. Este sumário não é uma vista geral extensiva da invenção. Não se tem a intenção de identificar elementos principais ou cruciais da invenção ou delinear o escopo da invenção. O sumário a seguir simplesmente apresenta alguns conceitos da invenção de uma forma simplificada como um prelúdio à descrição mais detalhada fornecida abaixo.

[0004] Os aspectos das disposições descritos no presente documento incluem uma ou mais disposições de montagem de um defletor de ar em uma pá de turbina eólica. Em algumas disposições, o defletor de ar pode incluir um alojamento e uma chapa de cobertura que forma uma porção de uma superfície da pá de turbina eólica e conectada ao alojamento. O alojamento pode incluir uma pluralidade de grampos configurados para conectar o alojamento à pá de turbina eólica. Em algumas disposições, o aparelho de defletor de ar pode incluir uma placa de montagem que tem uma aba configurada para distribuir carga a uma superfície da pá de turbina eólica durante a operação da turbina eólica.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

[0005] Um entendimento mais completo da presente invenção e as vantagens da mesma podem ser adquiridos referindo-se à descrição a seguir em consideração aos desenhos anexos, em que referências numéricas similares indicam recursos similares, e em que: A FIG. 1 é uma vista em perspectiva de uma turbina eólica de acordo com um ou mais aspectos descritos no presente documento; A FIG. 2 é um corte transversal através de uma pá de rotor que retrata um primeiro dispositivo de compensação de carga com o defletor de ar em uma posição estendida de acordo com um ou mais aspectos descritos no presente documento; A FIG. 3 é um corte transversal através da pá de rotor que retrata um segundo dispositivo de compensação de carga com o defletor de ar em uma posição estendida de acordo com um ou mais aspectos descritos no presente documento; As FIGS. 4 e 5 são vistas em corte isométrico através da pá de rotor que retrata o dispositivo de compensação de carga da FIG. 2 com o defletor de ar em uma posição retraída (FIG. 4) e em uma posição estendida (FIG. 5) de acordo com um ou mais aspectos descritos no presente documento; A FIG. 6 ilustra um dispositivo de compensação de carga exemplificativo, de acordo com um ou mais aspectos descritos no presente documento; A FIG. 7 é uma vista explodida do dispositivo de compensação de carga da FIG. 6 de acordo com uma ou mais aspectos descritos no presente documento; A FIG. 8 é uma vista em corte transversal do dispositivo de compensação de carga montado em uma pá de rotor de aerofólio de acordo com um ou mais aspectos descritos no presente documento; A FIG. 9 é uma vista em corte transversal de uma pá de rotor de aerofólio que retrata o dispositivo de compensação de carga montado em um interior da pá de acordo com um ou mais aspectos descritos no presente documento; As FIGS. 10A e 10B ilustram uma chapa de cobertura que pode ser usada com o dispositivo de compensação de carga e uma vista ampliada das protuberâncias que se estendem a partir da chapa de cobertura, respectivamente; A FIG. 11 ilustra o dispositivo de compensação de carga com a chapa de cobertura removida, de acordo com um ou mais aspectos descritos no presente documento; A FIG. 12 é uma vista em corte transversal do dispositivo de compensação de carga montado em uma pá de rotor de aerofólio de acordo com um ou mais aspectos descritos no presente documento; A FIG. 13 é uma vista explodida alternativa do dispositivo de compensação de carga de acordo com um ou mais aspectos descritos no presente documento; A FIG. 14 é uma vista aproximada de uma extremidade do dispositivo de compensação de carga de acordo com um ou mais aspectos descritos no presente documento.

DESCRIÇÃO DETALHADA

[0006] Na descrição a seguir das diversas modalidades, é feita referência aos desenhos anexos, que formam uma parte das mesmas, e em que é mostrado, por meio de ilustração, diversas modalidades nas quais a invenção pode ser praticada. Deve-se entender que outras modalidades podem ser utilizadas e modificações estruturais e funcionais podem ser feitas sem se afastar do escopo da presente invenção.

[0007] Os aspectos das disposições descritos no presente documento podem incluir um dispositivo de compensação de carga montado em uma pá de rotor de aerofólio. Em algumas disposições, o dispositivo de compensação de carga pode incluir um dispositivo que pode ser posicionado, tal como um defletor de ar e pode ser montado em uma pá de turbina eólica. Para simplificar a discussão das disposições descritas no presente documento, diversos aspectos serão descritos no contexto de um dispositivo de compensação de carga montado em uma pá de turbina eólica ou pá de rotor de aerofólio. Entretanto, os recursos descritos no presente documento podem ser usados em uma variedade de dispositivos e aplicações e nada no relatório descritivo ou FIGS. deve ser visto como limitando a invenção a um defletor de ar montado em uma pá de turbina eólica.

[0008] Durante a operação da turbina eólica, o defletor de ar pode ser posicionado para manejar cargas e/ou otimizar a operação da turbina eólica. O defletor de ar pode ser parte de um dispositivo de compensação gusdt e pode ser montado em uma superfície interior da pá de rotor de aerofólio. O dispositivo de compensação de carga pode incluir uma chapa de cobertura que forma uma porção de uma superfície da pá de rotor de aerofólio. A chapa de cobertura pode ser conectada a um alojamento do dispositivo de compensação de carga através de uma ou mais protuberâncias que se estendem de modo descendente a partir de uma superfície da base da chapa de cobertura. O alojamento pode incluir uma pluralidade de grampos dispostos no alojamento e configurados para conectar o alojamento à pá de rotor de aerofólio, conforme será discutido de maneira mais completa abaixo.

[0009] A FIG. 1 mostra uma turbina eólica 2 em um fundamento 4 com uma torre 6 que sustenta uma nacela 8. Uma ou mais pás 10 são presas a um cubo 12 através de um flange de porca 14. Na modalidade retratada, a turbina eólica inclui três pás 10. O cubo 12 é conectado a uma caixa de engrenagem, um gerador e outros componentes dentro da nacela 8. As pás 10 podem ter um comprimento fixo ou podem ser do tipo de comprimento variável, isto é, telescópico, tal como mostrado in FIG. 1. Conforme mostrado na FIG. 1, cada pá de comprimento variável 10 inclui uma porção de raiz ou base 16 e uma porção de ponta 18. A porção de ponta 18 é móvel em relação à porção de raiz 16 de modo a aumentar e diminuir de modo controlável o comprimento da pá de rotor 10 e, por sua vez, respectivamente aumentar e diminuir a área varrida das pás de rotor 10. Qualquer sistema de acionamento desejável, tal como uma disposição de acionamento de parafusos, um pistão/cilindro, ou uma polia/guincho pode ser usada para mover a porção de ponta 18 em relação à porção de raiz 16. Tais sistemas de acionamento são descritos na patente no US 6.902.370, a qual é, no presente documento, incorporada a título de referência. A turbina eólica 2 adicionalmente inclui um acionamento de guinada e um motor de guinada, não mostrado.

[0010] As FIGS. 2 a 5 mostram um corte transversal de uma pá de turbina eólica 10 que contém pelo menos um dispositivo de compensação de carga 30, que pode incluir um defletor de ar. A pá 10 tem uma borda dianteira 20, uma borda traseira 22, um lado de pressão alta 24 e um lado de pressão baixa 26. Uma linha de corda c pode ser definida como uma linha entre a borda dianteira 20 e borda traseira 22 da pá 10. É reconhecido que o lado dianteiro da pá de rotor 10 corresponde à metade dianteira da pá de rotor 10 e o lado traseiro da pá de rotor 10 à metade traseira da pá de rotor 10.

[0011] A pá 10 retratada nas FIGS. é simplesmente um modelo em corte transversal ilustrativo ou geometria de aerofólio e é reconhecido que infinitas variações em corte transversal podem ser usadas como parte da presente invenção. A pá de rotor de aerofólio pode ser feita de qualquer construção e materiais adequados, tal como fibra de vidro e/ou fibra de carbono.

[0012] Conforme pode ser visto em corte transversal nas FIGS. 2 e 3, a pá de rotor 10 adicionalmente inclui pelo menos um dispositivo de compensação de carga, genericamente referido com a referência numérica 30, mais especificamente referido com a referência numérica 30a e 30b com referência a um lado específico da pá de rotor 10. A FIG. 2 retrata uma colocação de um primeiro dispositivo de compensação de carga de vento 30a para afetar o fluxo de ar no lado de pressão baixa 26 da pá de rotor 10. A FIG. 3 retrata uma colocação de um segundo dispositivo de compensação de carga de vento 30b para afetar o fluxo de ar no lado de pressão alta 24 da pá de rotor 10. É reconhecido que em uso, a superfície mais curvada 26a e a superfície oposta menos curvada 24a criam a dinâmica do lado de pressão baixa 26 e do lado de pressão alta 24 devido a princípios bem conhecidos de aerodinâmica. Isso, em combinação com o fluxo de ar sobre a pá de rotor 10, cria um efeito conhecido como "ascensão" que auxilia na rotação do rotor.

[0013] Em uma modalidade, cada pá de rotor 10 inclui pelo menos um primeiro dispositivo de compensação de carga de vento 30a para afetar o fluxo de ar no lado de pressão baixa 26 e pelo menos um segundo dispositivo de compensação de carga de vento 30b para afetar o fluxo de ar no lado de pressão alta 24. Ou seja, a mesma inclui dispositivos de compensação de carga de vento 30a e 30b, e esses dispositivos 30a, 30b podem ser separados longitudinalmente ao longo da pá de rotor 10. Qualquer quantidade desejada desses dispositivos 30a, 30b pode ser usada. Em outra modalidade, cada pá de rotor 10 inclui pelo menos um dispositivo de compensação de carga de vento 30a para afetar o fluxo de ar no lado de pressão baixa 26 e nenhum dispositivo de compensação de carga de vento no lado de pressão alta 24. Qualquer quantidade desejada dos dispositivos 30a pode ser usada no lado de pressão baixa 26. Em ainda outra modalidade, cada pá de rotor 10 inclui pelo menos um dispositivo de compensação de carga de vento 30b no lado de pressão alta 24 e nenhum dispositivo de compensação de carga de vento no lado de pressão baixa 26. Qualquer quantidade desejada dos dispositivos 30b pode ser usada no lado de pressão alta 24.

[0014] Cada dispositivo de compensação de carga de vento 30a, 30b inclui um defletor de ar 32. O defletor de ar 32 é móvel entre uma posição estendida na qual o defletor de ar 32 se estende a partir de uma superfície exterior da pá de rotor de aerofólio 10 e uma posição retraída na qual o defletor de ar 32 é substancialmente nivelado, rebaixado ou, de outra maneira, não se estende materialmente a partir da superfície exterior da pá de rotor de aerofólio 10. As FIGS. 2 e 3 mostram o defletor de ar 32 em uma posição estendida em que o defletor de ar 32 se estende a partir da superfície exterior da pá de rotor 10. A FIG. 4 é uma vista em corte isométrico através da pá de rotor 10 que retrata o dispositivo de compensação de carga de vento 30a na posição retraída do mesmo.

[0015] Em uma primeira disposição, a localização dos defletores de ar 32 em relação à borda dianteira 20 e a borda traseira 22 da pá de rotor de aerofólio 26 é na metade dianteira, isto é, está entre 0% a 50% do comprimento da corda c quando medida perpendicularmente à mesma a partir da borda dianteira 20 para a borda traseira 22. Em outra disposição, a localização dos defletores de ar 32 em relação à borda dianteira 20 e a borda traseira 22 da pá de rotor de aerofólio 26 está entre 5% a 45% do comprimento da corda c quando medida perpendicularmente à mesma a partir da borda dianteira 20 para a borda traseira 22. Em ainda outra disposição, a localização dos defletores de ar 32 em relação à borda dianteira 20 e a borda traseira 22 da pá de rotor de aerofólio 26 está entre 15% a 35% do comprimento da corda c quando medida perpendicularmente à mesma a partir da borda dianteira 20 para a borda traseira 22. Em alguns exemplos, a espessura de uma superfície da pá de rotor de aerofólio a qual os dispositivos de compensação de carga 30 são montados pode variar.

[0016] O defletor de ar 32 pode ser ajustado com base no parâmetro de condição de turbina eólica desejado e adicionalmente tendo em vista a quantidade de dispositivos de compensação de carga usada. O defletor de ar pode ser feito a partir de qualquer material adequado, tal como fibra de vidro, fibra de carbono, aço inoxidável, plástico (tal como policarbonato), e/ou alumínio. O defletor de ar 32 pode ser de qualquer largura desejada, por exemplo, a partir de alguns centímetros a mais de 30 cm (um pé). Adicionalmente, o defletor de ar 32 pode se estender a partir da superfície de aerofólio até qualquer altura desejada, por exemplo, de menos do que um por cento até alguns por centos da corda c (FIG. 3), e os mesmos podem ter qualquer espessura adequado com base no material escolhido, tipicamente menos do que 2,54 cm (uma polegada).

[0017] As FIGS. 4 e 5 são vistas em corte isométrico através da pá de rotor 10 que retratam o dispositivo de compensação de carga de vento no lado de pressão baixa 30 com o defletor de ar 32 em uma posição retraída (FIG. 4) e em uma posição estendida (FIG. 5). O dispositivo de compensação de carga e vento 30 é adequadamente montado através de uma interface para substancialmente manter o contorno de superfície da pá de rotor 10. Diversas disposições de montagem, e disposições de interface serão discutidas de maneira mais completa abaixo.

[0018] A FIG. 6 ilustra um dispositivo de compensação de carga exemplificativo 130 de acordo com diversos aspectos descritos no presente documento. Um ou mais recursos, bem como a operação do dispositivo de compensação de carga 130 pode ser substancialmente similar ao dispositivo de compensação de carga 30 discutido acima. Adicionalmente, o dispositivo de compensação de carga 130 pode ser montado em qualquer localização ao longo de uma pá de rotor de aerofólio, conforme discutido acima. Diversos recursos de dispositivos de controle de carga e a operação de um ou mais dispositivos de controle de carga podem ser encontrados na Patente no U.S. 8.267.654, a qual é incorporada no presente documento a título de referência.

[0019] Dispositivo de compensação de carga 130 é mostrado montado in uma pá de rotor de aerofólio 132. A pá de rotor de aerofólio pode ter uma de diversas geometrias em corte transversal de aerofólio. O dispositivo de compensação de carga 130 é geralmente montado em um interior da pá de rotor de aerofólio 132. Ou seja, o dispositivo de compensação de carga 130 é montado em uma superfície da pá de rotor de aerofólio 132 de modo que o dispositivo de compensação de carga seja substancialmente contido dentro da pá de rotor de aerofólio 132. O dispositivo de compensação de carga 132 inclui abertura 134 através da qual um defletor de ar pode se posicionar. Conforme discutido acima, o defletor de ar pode auxiliar na otimização da operação de uma turbina eólica.

[0020] O dispositivo de compensação de carga 130 adicionalmente inclui uma chapa de cobertura 136. Em algumas disposições, a chapa de cobertura 136 pode formar uma porção de uma superfície exterior da pá de rotor de aerofólio 132. Assim, a fim de manter as propriedades de fluxo sobre a superfície da pá de rotor de aerofólio 132, é vantajoso que a chapa de cobertura 136 inclua uma superfície contínua com poucas, se houver interrupções. Conforme mostrado na FIG. 6, a chapa de cobertura 136 inclui uma maioria da superfície sendo livre de interrupções e/ou substancialmente lisa. Por exemplo, não há conector, juntas, etc. se estendendo através da chapa de cobertura 136, como em algumas disposições convencionais.

[0021] A chapa de cobertura 136 pode ser formada de qualquer material, tal como fibra de vidro, fibra de carbono, diversos outros materiais de compósito, alumínio, aço inoxidável, diversos plásticos, e similares. A chapa de cobertura 136 pode, em alguns exemplos, ser deformável para conformar a uma geometria de aerofólio da pá de rotor de aerofólio 132 em uma localização do dispositivo de compensação de carga. Essas disposições serão discutidas de maneira mais completa abaixo.

[0022] A chapa de cobertura 136 pode ser conectada a um alojamento 138 do dispositivo de compensação de carga 130, conforme será discutido de maneira mais completa abaixo. O alojamento 138 pode substancialmente conter o defletor de ar, mecanismo de posicionamento de defletor de ar, e diversos outros componentes. Em alguns exemplos, o alojamento 138 pode ser formado de duas porções 138a, 138b que podem ser unidas com o uso de métodos conhecidos de conexão, tal como parafusos, porcas e similares. O alojamento 138 pode ser fornecido em mais de uma porção. Por exemplo, o alojamento 138 pode ser fornecido em duas porções. Em outros exemplos, o alojamento 138 pode ser fornecido em três porções, conforme mostrado na FIG. 7. O alojamento 138 pode incluir duas porções laterais 138a, 138b e uma porção de topo 138c que, em alguns exemplos, pode incluir uma fenda através da qual o defletor de ar irá deslizar. A formação do alojamento em múltiplas porções pode facilitar qualquer manutenção que possa ser necessária ou desejada no defletor de ar, mecanismo de posicionamento de defletor de ar ou outros componentes contidos dentro do alojamento 138. O alojamento 138 pode ser formado de qualquer material adequado, tal como fibra de vidro, fibra de carbono, outros materiais de compósito, alumínio (por exemplo, alumínio fundido), aço inoxidável, diversos plásticos e similares.

[0023] Para montar o dispositivo de compensação de carga 130 na pá de rotor de aerofólio 132, uma pluralidade de grampos 142 e fixadores 140 podem ser usados. Em alguns exemplos, os fixadores 140 podem ser estender através dos grampos 142 e ambos podem ser rosqueados para permitir o movimento do grampo 142 ao longo de um comprimento do fixador 140. O grampo 142 pode se estender de modo ascendente, ao longo do comprimento do fixador 140 para entrar em contato com uma superfície interior da pá de rotor de aerofólio 130, conectando, desse modo, o dispositivo de compensação de carga 130 à pá de rotor de aerofólio 132, conforme será discutido de maneira mais completa abaixo. Os grampos 142 e fixadores 140 podem ser formados de qualquer material adequado, tal como materiais de compósito, alumínio, aço inoxidável e similares. Em alguns exemplos, NYLON ou outro material de trava de rosca pode ser instalado nas roscas de grampo.

[0024] A FIG. 7 ilustra o dispositivo de compensação de carga 130 em uma vista explodida. Conforme mostrado na FIG. 7, o dispositivo de compensação de carga 130 pode ser recebido na abertura 160 formada na pá de rotor de aerofólio 132. Em algumas disposições, a pá de rotor de aerofólio 132 pode incluir um recesso 152 formado na superfície exterior e que circunda a abertura 160. O recesso 152 pode ser configurado para receber a placa de montagem 150, conforme será discutido de maneira mais completa abaixo.

[0025] Conforme discutido acima, o dispositivo de compensação de carga 130 pode incluir uma chapa de cobertura 136 conectada ao alojamento 138. Em alguns exemplos, a chapa de cobertura 136 pode ser conectada ao alojamento 138 através de uma pluralidade de protuberâncias 144 que se estendem de modo descendente a partir de uma superfície de base da chapa de cobertura 136 e que se estendem através da abertura 160 na pá de rotor de aerofólio 132. Em algumas disposições, as protuberâncias 144 podem ser recebidas em uma pluralidade de aberturas formadas no alojamento, conforme será discutido de maneira mais completa abaixo.

[0026] A chapa de cobertura 136 pode entrar em contato com uma superfície do topo da pá de rotor de aerofólio 132 e pode, em algumas disposições, formar uma porção da superfície de topo da pá de rotor de aerofólio 132. Assim, a chapa de cobertura 136 deve conformar ou substancialmente conformar à geometria da pá de rotor de aerofólio na localização a qual o dispositivo de compensação de carga 130 está localização.

[0027] A FIG. 7 adicionalmente ilustra a pluralidade de fixadores 140 e grampos 142. Em algumas disposições, os fixadores podem ser fixadores rosqueados, tal como parafusos, hastes rosqueadas, etc. Os fixadores 140 podem se estender de modo descendente, através do alojamento 138 e através de uma abertura formada em cada grampo 142 posicionado em recessos 143. Em alguns exemplos, os grampos 142 podem ser substancialmente em formato de L para incluir uma porção horizontal 142a recebida no recesso 143 e que inclui abertura através da qual o fixador 140 pode se estender. O grampo 142 pode adicionalmente incluir uma porção substancialmente vertical 142b que se projeta para o exterior a partir da porção horizontal 142a. A porção vertical 142b pode incluir uma extremidade que pode entrar em contato com a pá de rotor de aerofólio 132 (por exemplo, em uma superfície interior) para conectar o dispositivo de compensação de carga 130 à pá de rotor de aerofólio 132.

[0028] Em alguns exemplos, o grampo 142 pode ser forçado em direção à superfície externa da pá de rotor de aerofólio 132 girando-se o fixador 140. Ou seja, a rotação do fixador 140 levará o grampo 142 a se mover ao longo do comprimento do fixador 140. Assim, conforme o grampo 142 entra em contato com a superfície interior da pá de rotor de aerofólio 132 e o fixador 140 é adicionalmente girado, o grampo 142 irá puxar para a superfície da pá de rotor de aerofólio 132 causando uma força de conexão compensada pela placa de montagem 150 que está em contato com uma superfície externa oposta da pá de rotor de aerofólio 132. Em alguns exemplos, essa força de conexão levará a chapa de cobertura 136 (conectada ao alojamento 138 através de protuberâncias 144) a se deformar para substancialmente conformar à geometria de aerofólio da pá de rotor de aerofólio 132. Assim, como a chapa de cobertura 136 pode deformar à geometria particular na localização a qual o dispositivo de compensação de carga 130 é montado, a chapa de cobertura 136 e disposição de montagem associada incluindo grampos 142, fixadores 140, etc. podem ser usadas com qualquer geometria de aerofólio e em qualquer posição ao longo do aerofólio, independentemente da geometria.

[0029] A FIG. 8 é uma vista em corte transversal do dispositivo de compensação de carga 130 montado em uma pá de rotor de aerofólio 132. Conforme discutido acima, a chapa de cobertura 136 entra em contato com uma superfície externa 132b da pá de rotor de aerofólio 132 e é conectada ao alojamento 138 através de uma pluralidade de protuberâncias, conforme será discutido de maneira mais completa abaixo. Os grampos 142, conforme mostrado, retraídos para a superfície interior 132a da pá de rotor de aerofólio 132. Em algumas disposições, como os grampos 142 são apertados sobre a superfície da pá de rotor de aerofólio, os mesmos irão puxar a chapa de cobertura 136 para baixo, sobre a superfície externa 132b da pá de rotor de aerofólio 132 e levará a mesma a se deformar para combinar ou substancialmente conformar à geometria do aerofólio naquela localização. Em alguns exemplos, a chapa de cobertura 136 pode ter um primeiro raio de curvatura em uma disposição desinstalada e um segundo raio de curvatura em uma disposição instalada, com o segundo raio de curvatura sendo maior do que o primeiro raio de curvatura (por exemplo, a chapa de cobertura 136 irá se horizontalizar quando instalada). Por exemplo, em algumas disposições, a chapa de cobertura terá um raio de curvatura de entre 0,5 e 1,5 metros em uma disposição desinstalada. Quando instalado, a chapa de cobertura pode se "horizontalizar" e o raio de curvatura pode ser entre 3 metros e 4,5 metros.

[0030] Em alguns exemplos, cada grampo 142 pode ser operado de modo independente dos outros grampos 142. Assim, o dispositivo de compensação de carga 130 pode ser montado em uma pá de rotor de aerofólio que tem espessura variável. Por exemplo, a FIG. 9 é um corte transversal de uma pá de rotor de aerofólio 232. O dispositivo de compensação de carga 230 é montado em um interior da pá de rotor de aerofólio 232. De modo similar às disposições discutidas acima, o dispositivo de compensação de carga 230 inclui uma pluralidade de grampos 242 dispostos em pelo menos um lado do alojamento 238. Conforme mostrado na FIG. 9, os grampos 242 são dispostos em dois lados opostos do alojamento 238. Os grampos 242 são mostrados engatados com a superfície de pá de rotor de aerofólio para montar o dispositivo de compensação de carga 230 na pá de rotor de aerofólio 232.

[0031] Na disposição da FIG. 9, o dispositivo de compensação de carga 230 é montado a uma superfície superior 270 da pá de rotor de aerofólio 232. A superfície superior 270 tem uma espessura que varia ao longo do corte transversal. Por exemplo, a porção 270a é mais espessa do que 270b. Assim, o grampo 242a será disposto em uma posição ao longo do fixador correspondente (não mostrado) que é diferente do grampo 242b, que irá montar o alojamento 238 na pá de rotor de aerofólio 232 em uma porção mais fina 270b da superfície superior 270. Como cada grampo 242 pode operar independentemente um do outro, os grampos podem ser posicionados ou dispostos conforme necessário, dependendo da geometria do aerofólio e podem ser, de maneira geral, usados universalmente com qualquer geometria de aerofólio. Em alguns exemplos, os grampos podem ser ajustáveis para acomodar uma espessura de pá de entre 5 mm e 40 mm.

[0032] As FIGS. 10A e 10B adicionalmente ilustram a chapa de cobertura 136 e chapa de cobertura protuberâncias 144. A FIG. 10A é uma vista da base da chapa de cobertura 136. O lado da base ou de dentro (por exemplo, em direção a um interior de uma pá de rotor de aerofólio onde a chapa de cobertura é conectada) da chapa de cobertura 136 inclui uma pluralidade de protuberâncias 144 para conectar a chapa de cobertura ao alojamento (não mostrado nas FIGS. 10A e 10B). As protuberâncias 144 podem ser integralmente formadas com a chapa de cobertura 136. Por exemplo, durante a fabricação da chapa de cobertura 136, as protuberâncias 144 podem ser integralmente formadas com o restante da chapa de cobertura 136, para fornecer uma chapa de cobertura de uma peça 136 com protuberâncias 144 que se estendem a partir da mesma. Em alguns exemplos, a chapa de cobertura 136 e protuberâncias 144 podem ser formadas com o uso de uma operação de moldagem. A conexão da chapa de cobertura 136 ao alojamento 138 com o uso das protuberâncias 144 que se estendem a partir do lado de base pode facilitar a conexão da chapa de cobertura 136 ao alojamento 138 sem o uso de um fixador que tem uma cabeça de fixador exposta na superfície exterior da chapa de cobertura 136. A eliminação das cabeças de fixador expostas pode auxiliar na redução ou eliminação de disrupções de fluxo de ar sobre a superfície da pá. Adicionalmente, os fixadores que têm cabeças expostas na superfície da pá podem ser submetidos a cisalhamento devido a várias forças na pá. Assim, a montagem da chapa de cobertura sem nenhuma cabeça de fixador exposta reduz ou elimina essa questão e o reparo associado.

[0033] Conforme mostrado na vista ampliada da protuberância 144 na FIG. 10B, as protuberâncias 144 podem ser um fixador do tipo "arvore de Natal" que tem uma pluralidade de roscas ou rebarbas 146 que se estendem ao redor da protuberância 144, formando, desse modo, um formato do tipo "árvore de Natal". As protuberâncias 144 podem ter uma variedade de outros formatos, disposições, configurações, etc. sem se afastar da invenção. As protuberâncias 144 podem ser recebidas em uma pluralidade de aberturas rosqueadas (152 na FIG. 11) formadas em uma superfície do topo do alojamento 138. A FIG. 11 ilustra um alojamento exemplificativo 138 que tem uma pluralidade de aberturas 152 dispostas em uma superfície de topo 154. As aberturas 152 são configuradas para receber as protuberâncias 144 que se estendem de modo descendente a partir da chapa de cobertura 136. Em algumas disposições, as protuberâncias 144 podem de encaixar por pressão nas aberturas 152. Por exemplo, as roscas ou rebarbas 146 podem se encaixar por pressão nas roscas correspondentes no interior da abertura 152 para fixar a chapa de cobertura 136 ao alojamento 138. Em alguns exemplos, as protuberâncias 144 podem se estender através de aberturas formadas na placa de montagem 150 e para as aberturas 152.

[0034] Conforme discutido acima, as protuberâncias 144 que conectam a chapa de cobertura 136 ao alojamento 138 auxiliam na fixação do dispositivo de compensação de carga 130 à pá de rotor de aerofólio 132. Conforme também discutido acima, a chapa de cobertura 136 pode deformar para substancialmente conformar à geometria do aerofólio na localização da chapa de cobertura 136. Ou seja, a conexão dos grampos 142 à pá de rotor de aerofólio 132 levará a chapa de cobertura 136 a se horizontalizar para combinar ou substancialmente corresponder à geometria de aerofólio. Assim, a disposição do dispositivo de compensação de carga pode ser usada com virtualmente qualquer geometria de aerofólio sem necessitar de uma chapa de cobertura que é fabricada para combinar com a geometria. Em vez disso, uma chapa de cobertura genérica pode ser usada a qual irá conformar à geometria desejada.

[0035] A FIG. 12 é um corte transversal que ilustra a chapa de cobertura 136 conectada ao alojamento 138. As protuberâncias 144 estão se estendendo de modo visível para o alojamento 138. Uma placa de montagem (conforme será discutido abaixo) pode ser posicionada entre a chapa de cobertura 136 e o alojamento 138. Em alguns exemplos, um vedante pode ser usado para aderir a borda da chapa de cobertura à superfície exterior da pá de rotor de aerofólio. Conforme mostrado, a chapa de cobertura 136 se estende através da abertura formada na pá de rotor de aerofólio e forma uma porção da superfície exterior da pá de rotor de aerofólio. O alojamento 138 se estende de modo descendente a partir da chapa de cobertura 136 e é conectado à chapa de cobertura 136 através de protuberâncias 144. Os grampos se estendem para o exterior a partir do alojamento para entrar em contato com uma superfície interior da pá de rotor de aerofólio.

[0036] A FIG. 13 é uma vista explodida alternativa do dispositivo de compensação de carga 130. De modo similar à vista explodida da FIG. 7, o dispositivo de compensação de carga 130 inclui uma chapa de cobertura 136, um alojamento 138 (mostrado incluindo grampos, etc. para montar o dispositivo) e uma pá de rotor de aerofólio 132. A pá de rotor de aerofólio 132 inclui abertura 160 circundada pelo recesso 152. O recesso 152 pode ser configurado para receber a placa de montagem 150. A placa de montagem 150 pode, em algumas disposições, incluir aba 156 configurada para distribuir carga, conforme será discutido de maneira mais completa abaixo.

[0037] Em alguns exemplos, a placa de montagem 150 pode ser configurada para permitir o dispositivo de compensação de carga 130 (e, em particular, o alojamento 138) para "flutuar" dentro da abertura 160 na pá de rotor de aerofólio 132. Por exemplo, a placa de montagem 150 pode repousar no recesso 152 (em alguns exemplos, uma gaxeta 170, uma gaxeta sustentada por adesivo ou vedante pode ser disposto entre a placa de montagem 150 e recesso 152). De maneira adicional ou alternativa, a placa de montagem 150 pode ser conectada ao recesso, tal como através de uma cola ou outro adesivo. A placa de montagem 150 pode ser disposta entre a chapa de cobertura 136 e alojamento 138. À medida que a pá de rotor está em operação, o alojamento 138 (e o dispositivo de compensação de carga in general) pode se mover dentro de uma abertura formada na placa de montagem (e, assim dentro da abertura 160 na pá 132) para reduzir estresse ou tensão associado com contração/expansão térmica.

[0038] Conforme mostrado na FIG. 14, em alguns exemplos, a placa de montagem 150 pode incluir uma aba 156 disposta em uma extremidade de ponta da placa de montagem 150. Durante a operação, a força centrífuga irá empurrar o alojamento flutuante 138 em direção à extremidade de ponta da pá e, assim, da aba 156. A aba 156 auxiliará na distribuição da carga ou força para a superfície da pá 132. Essa disposição, junto com a disposição de alojamento flutuante 138, irá auxiliar na redução de estresse e/ou tensão da contração/expansão térmica e/ou tensão de inclinação ou axial da pá. Em alguns exemplos, a chapa de cobertura 136 também pode flutuar com o alojamento 138.

[0039] Embora a matéria tenha sido descrita em linguagem específica de recursos estruturais e/ou atuações metodológicas, deve-se entender que a matéria definida nas reivindicações anexas não é necessariamente limitada aos recursos específicos ou atuações descritas acima. Em vez disso, os recursos específicos e atuações descritas acima são reveladas como formas exemplificativas de implantar as reivindicações.

Claims (11)

1. DISPOSITIVO DE COMPENSAÇÃO DE CARGA (30) compreendendo: um alojamento (138) configurado para conter um defletor de ar (32) quando em uma posição retraída, sendo que o alojamento (138) é disposto em um interior de uma pá de rotor de aerofólio (10, 132); a pá de rotor de aerofólio (10, 132) definindo uma abertura (134) que tem um recesso (152) circundante formado em uma superfície da pá de rotor de aerofólio (10, 132), em que o defletor de ar (32) se estende através da abertura (134) da pá de rotor de aerofólio (10, 132) em uma posição posicionada e o alojamento (138) é montado na abertura (134) da pá de rotor de aerofólio (10, 132); uma placa de montagem (150) recebida no recesso (152) da pá de rotor de aerofólio (10, 132) que circunda a abertura (134), caracterizado pela placa de montagem (150) incluir uma aba (156) que se estende de modo descendente a partir de uma primeira extremidade da placa de montagem (156) e a aba (156) é configurada para distribuir força a partir do dispositivo de compensação de carga (30) para uma superfície da pá de rotor de aerofólio (10, 132); em que o alojamento (138) é configurado para flutuar dentro de uma abertura da placa de montagem (150) e da abertura (134) da pá de rotor de aerofólio (10, 132), de maneira que o alojamento (138) seja adaptado para ser movido dentro da abertura da placa de montagem (150), quando a pá de rotor estiver em operação.

2. DISPOSITIVO DE COMPENSAÇÃO DE CARGA, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por adicionalmente incluir uma chapa de cobertura (136) conectada ao alojamento (138) e configurada para flutuar com o alojamento (138).

3. DISPOSITIVO DE COMPENSAÇÃO DE CARGA, de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pela chapa de cobertura (136) formar uma porção da superfície da pá de rotor de aerofólio (10, 132).

4. DISPOSITIVO DE COMPENSAÇÃO DE CARGA, de acordo com qualquer uma das reivindicações 2 a 3, caracterizado pela chapa de cobertura (136) ser deformável para conformar a uma geometria de aerofólio da pá de rotor de aerofólio (10, 132) em uma localização do dispositivo de compensação de carga (30).

5. DISPOSITIVO DE COMPENSAÇÃO DE CARGA, de acordo com qualquer uma das reivindicações 2 a 4, caracterizado pela placa de montagem (150) ser disposta entre a chapa de cobertura (136) e o alojamento (138).

6. DISPOSITIVO DE COMPENSAÇÃO DE CARGA, de acordo com qualquer uma das reivindicações 2 a 5, caracterizado pela chapa de cobertura (136) ter um primeiro raio de curvatura anterior à fixação do alojamento (138) à pá de rotor de aerofólio (10, 132) e ter um segundo raio de curvatura maior após o alojamento (138) ser fixado à pá de rotor de aerofólio (10, 132).

7. DISPOSITIVO DE COMPENSAÇÃO DE CARGA, de acordo com qualquer uma das reivindicações 2 a 6, caracterizado por compreender uma pluralidade de conectores (144) que inclui encaixes por pressão configurados para conectar a chapa de cobertura (136) ao alojamento (138).

8. DISPOSITIVO DE COMPENSAÇÃO DE CARGA, de acordo com a reivindicação 7, caracterizado pela pluralidade de conectores (144) ser integralmente formada com a chapa de cobertura (136).

9. DISPOSITIVO DE COMPENSAÇÃO DE CARGA, de acordo com qualquer uma das reivindicações 7 a 8, caracterizado pela pluralidade de conectores (144) ser moldada na chapa de cobertura (136) durante a fabricação da chapa de cobertura (136).

10. DISPOSITIVO DE COMPENSAÇÃO DE CARGA, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 9, caracterizado por compreender uma pluralidade de grampos (142) configurada para conectar o alojamento (138) à pá de rotor de aerofólio (10, 132) e pelos grampos (142) operarem independentemente um do outro.

11. DISPOSITIVO DE COMPENSAÇÃO DE CARGA, de acordo com a reivindicação 10, caracterizado pela pluralidade de grampos (142) ser disposta ao longo de um primeiro lado do alojamento (138) do defletor de ar e um segundo lado do alojamento (138) do defletor de ar e serem rosqueados.