BR102015030354A2 - componente de pá de rotor, pá de rotor de uma turbina eólica e método para fabricar um componente de pá de rotor de uma turbina eólica - Google Patents

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Abstract

resumo “componente de pá de rotor, pá de rotor de uma turbina eólica e método para fabricar um componente de pá de rotor de uma turbina eólica” trata-se de componentes de pá de rotor para turbinas eólicas (10) que têm bordas de integração (50) e de métodos para fabricar os mesmos. em um aspecto da presente revelação, o componente de pá de rotor inclui uma pluralidade de membros pultrudados (40) dispostos em uma ou mais camadas (38). cada um dentre os membros pultrudados (40) é construído por uma pluralidade de fibras (42) unidas entre si por meio de um material de resina curado (44). além disso, cada um dentre a pluralidade de membros pultrudados (40) inclui uma ou mais bordas de integração (50). desse modo, os membros pultrudados adjacentes (40) podem ser alinhados por meio de bordas de integração correspondentes (50). os membros pultrudados (40) são presos adicionalmente entre si de modo a criar um único membro estrutural.

Description

“COMPONENTE DE PÁ DE ROTOR, PÁ DE ROTOR DE UMA TURBINA EÓLICA E MÉTODO PARA FABRICAR UM COMPONENTE DE PÁ DE ROTOR DE UMA TURBINA EÓLICA” Campo da Invenção [001] A presente matéria refere-se, em geral, a pás de rotor de uma turbina eólica e, mais particularmente, a componentes pultrudados de pá de rotor que têm bordas de integração.
Antecedentes da Invenção [002] A energia eólica é considerada uma das fontes de energia mais limpas e mais ecologicamente corretas disponíveis no momento e as turbinas eólicas vêm conquistando maior atenção nesse aspecto. Uma turbina eólica moderna inclui, tipicamente, uma torre, um gerador, uma caixa de engrenagens, uma nacela e uma ou mais pás de rotor. As pás de rotor capturam energia cinética do vento com o uso de princípios de folha metálica conhecidos e transmitem a energia cinética através de energia rotacional para girar uma haste que acopla a pás de rotor a uma caixa de engrenagens ou, caso uma caixa de engrenagens não seja usada, diretamente ao gerador. Em seguida, o gerador converte a energia mecânica em energia elétrica que pode ser implantada a uma rede elétrica.
[003] As pás de rotor de turbina eólica incluem, em geral, um envoltório de corpo formado por duas metades de envoltório de um material laminado composto. As metades de envoltório são fabricadas, em geral, com o uso de processos de moldagem e, em seguida, acopladas entre si ao longo das extremidades correspondentes da pá de rotor. Em geral, o envoltório de corpo é relativamente leve e tem propriedades estruturais (por exemplo, rigidez, resistência e força de flambagem) que não são configuradas para resistir momentos de flexão e outras cargas exercidos na pá de rotor durante operação. Além disso, pás de turbina eólica estão se tornando cada vez maiores a fim de produzir mais energia. Como resultado, as pás precisam ser mais rígidas e, consequentemente, mais pedadas de modo a mitigar as cargas sobre o rotor.
[004] A fim aprimorar a rigidez, resistência e força de flambagem da pá de rotor, o envoltório de corpo é reforçado tipicamente com o uso de um ou mais componentes estruturais (por exemplo, tampas de longarina opostas com uma alma de cisalhamento configurada entre as mesmas) que se engatam às superfícies internas das metades de envoltório. As tampas de longarina podem ser construídas a partir de vários metais, incluindo, porém sem limitação, compósitos laminados de fibra de vidro e/ou compósitos laminados de fibra de carbono. No entanto, tais materiais podem ser difíceis de controlar, propensos a defeitos, e/ou altamente intensivos em mão-de-obra devido à manipulação dos tecidos secos e pré-impregnados e aos desafios de infundir grandes estruturas laminadas.
[005] Assim, as tampas de longarina modernas podem ser construídas por compósitos pré-fabricados, pré-curados (isto é, pultrudados) que podem ser produzidos em seções mais espessas e são menos susceptíveis a defeitos. Consequentemente, os compósitos pultrudados podem eliminar várias preocupações e desafios associados ao uso apenas do tecido seco . Conforme usado no presente documento, os termos “compósitos pultrudados”, “pultrusões”, “membros pultrudados” ou semelhantes, abrangem, em geral, materiais reforçados (por exemplo, fibras ou cordões tecidos ou trançados) que são impregnados com uma resina e puxados através de uma matriz estacionária de modo que a resina seja curada ou submetida à polimerização através de calor adicionado ou outro métodos de cura. Assim, o processo de fabricação de compósitos pultrudados é caracterizado, tipicamente, por um processo contínuo de materiais compósitos que produz partes compósitas que têm um corte transversal constante. Então, uma pluralidade de pultrusões pode ser unida entre si de modo a formar as tampas de longarina e/ou vários outros componentes de pá de rotor.
[006] Consequentemente, a técnica está constantemente buscando métodos novos e aprimorados para fabricar componentes de pá de rotor, como as tampas de longarina, com uso de membros pultrudados. Mais especificamente, métodos para fabricar componentes de pá de rotor que têm pultrusões de integração são vantajosos.
Descrição Resumida da Invenção [007] Aspectos e vantagens da invenção serão apresentados em parte na descrição a seguir, ou podem ser óbvios a partir da descrição, ou podem ser aprendidos através da prática da invenção.
[008] Em um aspecto da presente revelação, é revelado um componente de pá de rotor para uma turbina eólica. O componente de pá de rotor inclui uma pluralidade de membros pultrudados dispostos em uma ou mais camadas. Cada um dentre os membros pultrudados é construído por uma pluralidade de fibras unidas entre si por meio de um material de resina curado (44). Além disso, cada um dentre a pluralidade de membros pultrudados inclui uma ou mais bordas de integração. Desse modo, os membros pultrudados adjacentes são alinhados entre si por meio de bordas de integração correspondentes.
[009] Em uma realização, o componente de pá de rotor inclui pelo menos um dentre uma tampa de longarina, uma alma de cisalhamento, um anel de raiz, ou semelhante. Em outra realização, as uma ou mais bordas de integração correspondem a pelo menos uma dentre as bordas laterais de integração, as bordas superiores de integração ou bordas inferiores de integração. Assim, em determinadas realizações, os membros pultrudados adjacentes de uma camada podem ser alinhados entre si por meio de bordas laterais de integração correspondentes. Em mais realizações, os membros pultrudados adjacentes de diferentes camadas podem ser alinhados entre si por meio de bordas superior e inferior de integração correspondentes.
[010] Em realizações adicionais, as bordas de integração podem ter qualquer configuração adequada. Por exemplo, em realizações particulares, as bordas de integração podem incluir qualquer um dentre os seguintes formatos em corte transversal: cauda de andorinha, arqueado, retangular, quadrado, formato em V, formato em U, junta esférica, ou qualquer outro formato adequado.
[011] Em realizações adicionais, os membros pultrudados alinhados podem ser, adicionalmente, unidos entre si por meio de pelo menos um dentre uma infusão um vácuo, um adesivo, um material pré-impregnado, um material semi-impregnado, ou qualquer outro método de união adequado. Em determinadas realizações, a pluralidade de fibras usadas para construir os membros pultrudados podem ser fibras de vidro, fibras de carbono ou semelhantes. Além disso, o material de resina pode ser qualquer material de resina adequado, incluindo, porém sem [imitação, poliéster, poliuretano, tereftalato de polibutileno (PBT), tereftalato de polietileno (PET), viniléster, epóxi, ou semelhante.
[012] Em outro aspecto, a presente revelação se refere a uma pá de rotor de uma turbina eólica. A pá de rotor inclui uma raiz de pá e uma ponta de pá, bordas anterior e posterior, lados de sucção e de pressão e pelo menos uma tampa de longarina configurada em uma superfície interna tanto do lado de pressão quanto do lado de sucção, ou de cada um dentre os mesmo. A tampa de longarina inclui uma pluralidade de membros pultrudados dispostos em uma ou mais camadas. Cada um dentre os membros pultrudados é construído por uma pluralidade de fibras unidas entre si por meio de um material de resina curado (44). Além disso, cada um dentre a pluralidade de membros pultrudados inclui uma ou mais bordas de integração. Desse modo, os membros pultrudados adjacentes são alinhados entre si por meio de bordas de integração correspondentes. Deve-se compreender que a pá de rotor e a tampa de longarina podem ser configuradas adicionalmente com qualquer uma dentre as funções adicionais conforme descrito no presente documento.
[013j Em ainda outro aspecto, a presente revelação se refere a um método para fabricar um componente de pá de rotor de uma turbina eólica. O método inclui fornecer um ou mais membros pultrudados, sendo que cada um dentre os membros pultrudados compreende uma ou mais bordas de integração; Outra etapa inclui alinhar a pluralidade de membros pultrudados entre si por meio de bordas de integração correspondentes. O método também inclui prender os membros pultrudados alinhados entre si de modo a formar o componente de pá de rotor.
[014j Conforme mencionado, em várias realizações, o componente de pá de rotor pode incluir qualquer componente adequado, incluindo, porém sem limitação, uma tampa de longarina, uma alma de cisalhamento ou um anel de raiz.
[015] Em realizações adicionais, a etapa de alinhar os membros pultrudados entre si por meio das bordas de integração também inclui alinhar as bordas laterais de integração correspondentes ou bordas superior ou inferior de integração correspondente de membros pultrudados adjacentes. Ainda em outra realização, o método também pode incluir prender os membros pultrudados alinhados entre si unindo-se os membros pultrudados entre si por meio de pelo menos um dentre infusão a vácuo, um adesivo, a um pré-impregnado, um material semi-impregnado, ou qualquer outro método de união adequado.
[016] Essas e outras funções, aspectos e vantagens da presente invenção se tornarão melhor compreendidas com referência à descrição e reivindicações anexas a seguir. Os desenhos anexos, os quais são incorporados em e constituem-se em parte dessa especificação, ilustram realizações da invenção e, junto com a descrição, servem para explicar os princípios da invenção.
Breve Descrição das Figuras [017] É apresentada no relatório descritivo uma revelação completa e viabilizadora da presente invenção que inclui o melhor modo da mesma, direcionada a uma pessoa de habilidade comum na técnica, que faz referência às Figuras anexas, nas quais: A Figura 1 ilustra uma vista em perspectiva de uma realização de uma turbina eólica, de acordo com a presente revelação; A Figura 2 ilustra uma vista em perspectiva de uma dentre as pás de rotor da Figura. 1; A Figura 3 ilustra uma vista em corte transversal da realização da Figura 2 ao longo da linha 3-3; A Figura 4 ilustra uma vista em perspectiva de uma realização de uma tampa de longarina pultrudada de acordo com a presente revelação; A Figura 5 ilustra uma vista em corte transversal de um dentre os membros pultrudados da tampa de longarina da Figura. 4; A Figura 6 ilustra uma vista em perspectiva de uma realização de uma tampa de longarina pultrudada de acordo com a presente revelação; A Figura 7 ilustra vistas em corte transversal de realizações adicionais de tampas de longarina, de acordo com a presente revelação, que ilustram particularmente membros pultrudados únicos separados que formam, cada um, uma camada da tampa de longarina; A Figura 8 ilustra vistas em corte transversal de várias realizações de componentes de integração configurados de modo a formar uma ou mais camadas de uma tampa de longarina pultrudada, de acordo com a presente revelação; A Figura 9 ilustra vistas em corte transversal de várias realizações de componentes de integração e camadas configuradas para formar uma tampa de longarina pultrudada, de acordo com a presente revelação; e A Figura 10 ilustra uma fluxograma de um método para fabricar um componentes de pá de rotor de acordo com a presente revelação.
Descrição Detalhada da Invenção [018] Agora, as referências serão feitas detalhadamente às realizações da invenção, sendo que um ou mais exemplos da mesma estão ilustrados nos desenhos. Cada exemplo é fornecido a título de explicação da invenção, não como limitação da invenção. De fato, ficará evidente para pessoas versadas na técnica que várias modificações e variações podem ser feitas na presente invenção sem se afastar do escopo e do espírito da invenção. Por exemplo, as características ilustradas ou descritas como parte de uma realização podem ser usadas com outra realização para fornecer ainda outra realização. Portanto, a presente invenção é destinada a cobrir tais modificações e variações, uma vez sejam abrangidas pelo escopo das reivindicações anexas e seus equivalentes.
[019] Em geral, a presente matéria se refere a componentes pultrudados aprimorados de pá de rotor para uma turbina eólica e métodos para fabricar os mesmos. Por exemplo, em uma (1) realização, o componente de pá de rotor inclui uma pluralidade de membros pultrudados dispostos em uma ou mais camadas. Cada um dentre os membros pultrudados é construído por uma pluralidade de fibras curadas juntas por meio de uma material de resina. Durante o processo de pultrusão, os componentes são moldados e curados de modo a incluir uma ou mais bordas de integração. Desse modo, os membros pultrudados pode ser dispostas in uma ou mais camadas e conectados e/ou autoalinhados a membros pultrudados adjacentes por meio de bordas de integração correspondentes. Mais especificamente, em determinadas realizações, o componente de pá de rotor pode incluir um membro pultrudado por camada, múltiplos pultrudados por camada e podem incluir uma ou mais camadas.
[020] A presente revelação fornece muitas vantagens que ausentes na técnica anterior. Por exemplo, os componentes de pá de rotor da presente revelação são menos propensos a defeitos e têm propriedades de material conhecidas. Além disso, visto que os componentes de pá de rotor são pé-curados, o enrugamento e separação das camadas são reduzidas e/ou eliminadas. Além disso, devido ao fato de que os componentes de pá de rotor são projetados em uma altura conhecida, conforme definido pela matriz aquecida, a tolerância de espessura de membro pultrudado e o empilhamento podem ser controlados mais precisamente, desse modo, reduzindo o tempo de clico para o processo de fabricação.
[021] Agora, em referência aos desenhos, a Figura 1 ilustra uma vista em perspectiva de uma turbina eólica com eixo geométrico horizontal 10. Deve ser observado que a turbina eólica 10 também pode ser uma turbina eólica com eixo geométrico vertical. Conforme mostrado na realização ilustrada, a turbina eólica 10 inclui uma torre 12, uma nacela 14 montada na torre 12 e um cubo de rotor 18 que é acoplado à nacela 14. A torre 12 pode ser fabricada a partir de aço tubular ou de outro material adequado. O cubo de rotor 18 inclui uma ou mais pás de rotor 16 acopladas ao cubo 18 e que se estendem radialmente para fora a partir do mesmo. Conforme mostrado, o cubo de rotor 18 inclui três pás de rotor 16. No entanto, em uma realização alternativa, o cubo de rotor 18 pode incluir mais ou menos do que três lâminas de rotor 16. As pás de rotor 16 giram o cubo de rotor 18 para possibilitar que a energia cinética seja transferida do vento em energia mecânica utilizável e, subsequentemente, em energia elétrica. Especificamente, o cubo 18 pode ser acoplado de maneira giratória a um gerador elétrico (não ilustrado) posicionado dentro da nacela 14 para produção de energia elétrica.
[022] Em referência às Figuras 2 e 3, uma dentre as pás de rotor 16 da Figura 1 é ilustrada em conformidade com aspectos da presente matéria. Em particular, a Figura 2 ilustra uma vista em perspectiva da pá de rotor 16, ao passo que a Figura 3 ilustra uma vista em corte transversal da pá de rotor 16 ao longo da linha em corte 3-3 mostrada na Figura 2. Conforme mostrado, a pá de rotor 16 inclui, em geral, uma raiz de pá 30 configurada para ser montada ou, de outro modo, fixada ao cubo 18 (Figura 1) da turbina eólica 10 e uma ponta de pá 32 disposta em oposição à raiz de pá 30. Um envoltório de corpo 21 da pá de rotor se estende, em geral, entre a raiz de pá 30 e a ponta de pá 32 ao longo de um eixo geométrico longitudinal 27. O envoltório de corpo 21 pode funcionar, em geral, como um invólucro/cobertura exterior da pá de rotor 16 e pode definir um perfil substancialmente aerodinâmico, por exemplo, definindo-se um corte transversal simétrico curvado ou em formato de aerofólio. O envoltório de corpo 21 também pode definir um lado de pressão 34 e um lado de pressão 36 que se estende entre as extremidades anterior e posterior 26, 28 da pá de rotor 16. Além disso, a pá de rotor 16 também pode ter uma extensão 23 que define o comprimento total entre a raiz de pá 30 e a ponta de pá 32 e uma corda 25 que define o comprimento total entre a borda anterior 26 e a borda posterior 28. Conforme é entendido de modo geral, a corda 25 pode variar no comprimento, geralmente, em relação à extensão 23 uma vez que a pá de rotor 16 se estende a partir da raiz de pá 30 para a ponta de pá 32.
[023] Em diversas realizações, o envoltório de corpo 21 da pá de rotor 16 pode ser formado como um único componente unitário. Alternativamente, o envoltório de corpo 21 pode ser formado a partir de uma pluralidade de componentes de envoltório. Por exemplo, o envoltório de corpo 21 pode ser fabricado a partir de uma metade de envoltório que define, em geral, o lado de pressão 34 da pá de rotor 16 e uma segunda metade de envoltório que define, em geral, o lado de pressão 36 da pá de rotor 16, sendo que essas metades de envoltório são fixadas entre si nas extremidades anterior e posterior 26, 28 da pá 16. Adicionalmente, o envoltório de corpo 21 pode ser formado, em geral, a partir de qualquer de material adequado. Por exemplo, em uma realização, todo o envoltório de corpo 21 pode ser formado a partir de um material compósito laminado, tal como, um compósito laminado reforçado de fibra de carbono ou um compósito laminado reforçado de fibra de vidro. Alternativamente, uma ou mais porções do envoltório de corpo 21 podem ser configuradas como uma construção em camadas e podem incluir um material de núcleo, formado a partir de um material leve, tal como, madeira (por exemplo, balsa), espuma (por exemplo, espuma de poliestireno extrudado) ou uma combinação de tais materiais, dispostos entre camadas de material compósito laminado.
[024] Referindo-se particularmente à Figura 3, a pá de rotor 16 também pode incluir um ou mais componentes estruturais que se estendem longitudinalmente configurados para fornecer rigidez aprimorada, resistência e/ou força de flambagem à pá de rotor 16. Por exemplo, a pá de rotor 16 pode incluir um par de tampas de longarina que estende longitudinalmente 20, 22 configuradas para serem engatadas às superfícies interiores opostas 35, 37 dos lados de pressão e de sucção 34, 36 da pá de rotor 16, respectivamente. Adicionalmente, uma ou mais almas de viga 24 podem estar dispostas entre as tampas de longarina 20, 22 de modo a formar uma configuração do tipo barra. As tampas de longarina 20, 22 podem ser projetadas de modo a controlar os estresses de flexão e/ou outras cargas que atuam na pá de rotor 16 em uma direção, em geral, no sentido da extensão (uma direção paralela à extensão 23 da pá de rotor 16) durante operação de uma turbina eólica 10. De modo semelhante, as tampas de longarina 20, 22 podem ser projetadas também para resistirem à compressão no sentido da extensão que ocorre durante operação da turbina eólica 10.
[025] Agora em referência à figura 4, uma vista em corte transversal de uma tampa de longarina 20 construída por uma pluralidade de membros pultrudados 40 dispostos em camadas 38 de acordo com a presente revelação. Adicionalmente, a Figura 5 ilustra uma vista em corte transversal detalhada de um dentre os membros pultrudados 40 da Figura. 4. Conforme mostrado na Figura 4, o membros pultrudados 40 são alinhados lado a lado de modo a formar uma única camada 38. Então, as camadas 38 são empilhadas uma no topo da outro e são unidas entre si, por exemplo, através de infusão a vácuo ou de qualquer outro método adequado. Conforme mostrado na realização ilustrada da Figura. 5, cada um dentre os membros pultrudados 40 são construídos por uma pluralidade de fibras 42 (por exemplo, fibras, feixes de fibra e/ou tecidos entrelaçados, trançados ou de véu) unidas entre si com um material de resina curado 44. Mais especificamente, em várias realizações, as fibras 42 podem incluir fibras de vidro, fibras de carbono ou quaisquer materiais de fibra adequados. Além disso, em determinadas realizações, o material de resina 44 pode incluir qualquer resina adequada, incluindo porém sem limitação poliéster, poliuretano, tereftalato de polibutileno (PBT), tereftalato de polietileno (PET), viniléster, epóxi ou semelhante. Deve ficar entendido que os membros pultrudados 40 da presente revelação são componentes pré-curados, pré-fabricados produzidos com o uso de quaisquer métodos adequados conhecidos na técnica. Desse modo, em conformidade com determinados aspectos da presente revelação, uma pluralidade de membros pultrudados 40 pode ser, em seguida, unida entre si de modo a formar a tampa de longarina 20. Mais especificamente, os membros pultrudados pode ser unidos e/ou presos entre si por meio de infusão a vácuo, adesivo, material semi-impregnado, material pré-impregnado ou qualquer outro método adequado de união.
[026] Agra, com referência às Figuras 6 a 9, são ilustradas as realizações adicionais de membros pultrudados 40 para uso na construção de componentes de pá de rotor (por exemplo, tampas de longarina) de acordo com a presente revelação. Mais especificamente, os membros pultrudados 40 incluem uma ou mais bordas de integração 50 que têm uma geometria predeterminada. Desse modo, os membros pultrudados adjacentes 40 podem ser conectados ou autoalinhados por meio de bordas de integração correspondentes 50. Por exemplo, conforme mostrado na Figura 6, é ilustrada uma realização de uma tampa de longarina 20 que tem membros pultrudados de integração 40, de acordo com a presente revelação. Mais especificamente, na realização ilustrada, a tampa de longarina 20 inclui camadas de componentes únicos 38, isto é, os membros pultrudados 40 constituem toda a espessura de cada camada 38. Além disso, cada um dentre os membros pultrudados de integração 40 pode incluir um corte transversal substancialmente em formato de V ou em Chevron que autoalinha a um componente adjacente 40 e/ou camada 38. Uma vez que os membros pultrudados 40 e/ou camadas 38 são dispostos, os componentes 40 podem ser unidos entre si, por exemplo, através de infusão a vácuo ou aplicando-se um adesivo entre os componentes 40 e/ou camadas 38.
[027] Os membros pultrudados 40 podem ser fabricados com o uso de qualquer método adequado para produzir partes pré-curadas, pré-fabricadas conhecidas na técnica. Por exemplo, em uma particular realização, conforme mencionado, múltiplas fibras pode ser impregnadas com um material de resina. As fibras impregnadas podem, então, ser curadas de modo a formar os membros pultrudados 40. Mais especificamente, as fibras impregnadas podem ser curadas e formadas aquecendo-se as fibras em uma matriz aquecida. Por exemplo, em determinadas realizações, a matriz aquecida pode incluir uma cavidade de molde correspondente ao formato das bordas de integração 50 de modo que a cavidade de molde forme o formato desejado na parte concluída. Os membros pultrudados 40 são dispostos então de modo que membros adjacentes 40 se interconectam ou autoalinham entre si. Além disso, após a conexão ou autoalinhamento dos membros pultrudados 40, as camadas conectadas 38 podem ser presas entre si de modo a formar o componente de pá de rotor, por exemplo, por meio de infusão a vácuo ou da ligação dos componentes e/camadas entre si por meio de um adesivo, um material semi-impregnado e/ou um material pré-impregnado.
[028] Referindo-se particularmente à Figura 7, é ilustrada uma vista mais detalhada de várias tampas de longarina 20 de acordo com a presente revelação. Mais especificamente, é mostrada uma vista em perspectiva de uma tampa de longarina 20 que ilustra as direções de extensão e de corda, assim como, múltiplas vistas em corte transversal da tampa de longarina 20 que ilustram diferentes realizações dos membros pultrudados dispostos 40 que têm bordas de integração 50. Por exemplo, a Figura 7(A) ilustra a realização da Figura. 6 com o espaço entre cada um dentre os membros pultrudados 40 para retrata adicionalmente as bordas de integração 50, ao passo que a Figura 7(B) ilustra outra realização dos membros pultrudados 40 que têm bordas de integração arqueadas ou redondas 50. Deve-se compreender que as bordas de integração 50 pode ter qualquer formato em corte transversal adequado que permite que os membros pultrudados 40 e/ou camadas 38 para autoalinharem e/ou interconectarem entre si. Por exemplo, conforme mostrado em geral nas Figuras, as bordas de integração 50 dos membros pultrudados 40 podem ter qualquer um dentre os seguintes formatos em corte transversal: cauda de andorinha, arqueado, retangular, quadrado, formato em V, formato em U, junta esférica, ou semelhante. Além disso, os componentes de pá de rotor de acordo com a presente revelação pode incluir qualquer número de componentes 40 e/ou camadas 38 integrados em qualquer configuração adequada. Portanto, deve ficar entendido que as realizações ilustradas nas Figuras são ilustradas para propósitos de exemplo apenas e não se destinam a ser limitativas.
[029] Em adição, conforme exibido na Figura 8 e 9, as bordas de integração 50 dos membros pultrudados 40 podem corresponder às bordas laterais de integração (Figuras 8(A), 8(B), 8(C), 8(D), 9(A) e 9(B) dos membros pultrudados 40, às bordas superior e inferior integração (Figuras 7(A), 7(B), 9(A) dos membros pultrudados 40, ou a ambas. Desse modo, em determinadas realizações, os membros pultrudados 40 podem ser conectados ou integrados por meio de bordas laterais de integração correspondentes e/ou de bordas superior e inferior integração de pultrusões adjacentes 40. Mais especificamente, conforme mostrado na Figuras 8, uma pluralidade de membros pultrudados 40 é integrada por meio de bordas laterais de integração 50 de modo a formar uma cada camada 38. Além disso, conforme mostrado na Figura 9(A), o componente de pá de rotor pode tanto membros pultrudados de integração 40 quanto camadas de integração 38 (por exemplo, os componentes 40 podem ter bordas laterais de integração e bordas superior e inferior integração). Em realizações adicionais, conforme mostrado na Figura 9(B), o componente de pá de rotor pode incluir uma pluralidade de membros pultrudados de integração 40 que formam uma única camada de espessura completa 38.
[030] Deve ficar entendido que os membros pultrudados 40, conforme descrito no presente documento pode ser usados para construir vários outros componentes de pá de rotor, além da tampa de longarina 20. Por exemplo, em determinadas realizações, os membros pultrudados 40 podem ser usadas para construir a alma de cisalhamento 24, um anel de raiz ou qualquer outro componente de pá de rotor que se pode se beneficiar da construção por partes pultrudadas, conforme descrito no presente documento.
[031] A presente revelação também se refere a métodos para fabricar componentes de pá de rotor, conforme descrito no presente documento. Por exemplo, conforme mostrado na Figura 10, é revelado um fluxograma de um método 100 parta fabricar um componente de pá de rotor de uma turbina eólica. Em 102, o método 100 inclui fornecer um ou mais membros pultrudados, sendo que cada um dentre os membros pultrudados tem uma ou mais bordas de integração. Outra etapa 104 inclui conectar ou alinhar a pluralidade de membros pultrudados entre si por meio de bordas de integração correspondentes. O método 100 também inclui prender os membros pultrudados conectados entre si de modo a formar o componente de pá de rotor (etapa 106).
[032] Essa descrição escrita usa exemplos para apresentar a invenção, inclusive o melhor modo, e também para capacitar qualquer versado na técnica a praticar a invenção, inclusive a fazer e usar qualquer aparelho ou sistema, e a executar quaisquer métodos incorporados. O escopo patenteável da invenção é definido pelas reivindicações e pode incluir outros exemplos que ocorram para as pessoas versadas na técnica. Tais outros exemplos destinam-se a serem abrangidos pelo escopo das reivindicações caso incluam elementos estruturais que não diferem da linguagem literal das reivindicações ou caso incluam elementos estruturais equivalentes às diferenças não substanciais das linguagens literais das reivindicações.
Reivindicações

Claims (15)

1. COMPONENTE DE PÁ DE ROTOR para uma turbina eólica (10), sendo que o componente de pá de rotor compreende: uma pluralidade de membros pultrudados (40) dispostos em uma ou mais camadas (38), sendo que cada um dentre os membros pultrudados (40) é construído por uma pluralidade de fibras (42) unidas entre si por meio de um material de resina curado (44), caracterizado pelo fato de que cada um dentre a pluralidade de membros pultrudados (40) compreende uma ou mais bordas de integração (50) e em que membros pultrudados adjacentes (40) estão alinhados entre si por meio de bordas de integração correspondentes (50).
2. COMPONENTE DE PÁ DE ROTOR, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o componente de pá de rotor compreende pelo menos uma dentre uma tampa de longarina (20), uma alma de cisalhamento (24) ou um anel de raiz.
3. COMPONENTE DE PÁ DE ROTOR, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que as uma ou mais bordas de integração (50) correspondem a pelo menos uma dentre bordas laterais de integração, bordas superiores de integração ou bordas inferiores de integração.
4. COMPONENTE DE PÁ DE ROTOR, de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelo fato de que os membros pultrudados adjacentes (40) de uma camada (38) são alinhados entre si por meio de bordas laterais de integração correspondentes.
5. COMPONENTE DE PÁ DE ROTOR, de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelo fato de que membros pultrudados adjacentes (40) de diferentes camadas (38) estão alinhados entre si por meio das bordas superior e inferior de integração correspondentes.
6. COMPONENTE DE PÁ DE ROTOR, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que as bordas de integração (50) compreendem pelo menos um dentre os seguintes formatos em corte transversal: cauda de andorinha, arqueado, retangular, quadrado, formato em V, formato em U ou junta esférica.
7. COMPONENTE DE PÁ DE ROTOR, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que os membros pultrudados alinhados (40) são adicionalmente unidos entre si por meio de pelo menos um dentre infusão a vácuo, um adesivo, um material pré-impregnado ou um material semi-impregnado.
8. PÁ DE ROTOR DE UMA TURBINA EÓLICA, sendo que a pá de rotor caracterizada pelo fato de que compreende: uma raiz de pá (30) e uma ponta de pá (32); uma borda anterior (26) e uma borda posterior (28); um lado de sucção (36) e um lado de pressão (34); e, pelo menos uma tampa de longarina (20) configurada em uma superfície interna tanto do lado de pressão quanto do lado de sucção (34, 36), ou de cada um dentre os mesmos, sendo que a tampa de longarina (20) compreende uma pluralidade de membros pultrudados (40) disposta em uma ou mais camadas (38), cada um dentre os membros pultrudados (40) é construído por uma pluralidade de fibras (42) unidas entre si por meio de um material de resina curado (44), cada um dentre a pluralidade de membros pultrudados (40) compreende uma ou mais bordas de integração (50), em que membros pultrudados adjacentes (40) estão alinhados entre si por meio de bordas de integração correspondentes (50).
9. COMPONENTE DE PÁ DE ROTOR, de acordo com a reivindicação 8, caracterizado pelo fato de que o componente de pá de rotor compreende pelo menos um dentre uma tampa de longarina (20), uma alma de cisalhamento (24) ou um anel de raiz.
10. COMPONENTE DE PÁ DE ROTOR, de acordo com a reivindicação 8, caracterizado pelo fato de que as uma ou mais bordas de integração (50) correspondem a pelo menos uma dentre bordas laterais de integração, bordas superiores de integração ou bordas inferiores de integração.
11. COMPONENTE DE PÁ DE ROTOR, de acordo com a reivindicação 10, caracterizado pelo fato de que os membros pultrudados adjacentes (40) de uma camada são alinhados entre si por meio de bordas laterais de integração correspondentes.
12. COMPONENTE DE PÁ DE ROTOR, de acordo com a reivindicação 10, caracterizado pelo fato de que membros pultrudados adjacentes (40) de diferentes camadas (38) estão alinhados entre si por meio das bordas superior e inferior de integração correspondentes.
13. PÁ DE ROTOR, de acordo com a reivindicação 8, caracterizado pelo fato de que as bordas de integração (50) compreendem pelo menos um dentre os seguintes formatos em corte transversal: cauda de andorinha, arqueado, retangular, quadrado, formato em V, formato em U ou junta esférica.
14. MÉTODO PARA FABRICAR UM COMPONENTE DE PÁ DE ROTOR DE UMA TURBINA EÓLICA, caracterizado pelo fato de que o método compreende: fornecer um ou mais membros pultrudados (40), sendo que cada um dentre os membros pultrudados (40) compreende uma ou mais bordas de integração (50); alinhar a pluralidade de membros pultrudados (40) entre si por meio de bordas de integração correspondentes (50); e prender os membros pultrudados em alinhamento (40) entre si de modo a formar o componente de pá de rotor.
15. MÉTODO, de acordo com a reivindicação 14, caracterizado pelo fato de que o componente de pá de rotor compreende pelo menos um dentre uma tampa de longarina, uma alma de cisalhamento ou um anel de raiz.
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