BR102016017640A2

BR102016017640A2 - pá de rotor para uma turbina eólica

Info

Publication number: BR102016017640A2
Application number: BR102016017640A
Authority: BR
Inventors: A Yarbrough Aaron; Daniel Caruso Christopher; Alan Hynum Daniel
Original assignee: Gen Electric
Priority date: 2015-07-30
Filing date: 2016-07-29
Publication date: 2017-01-31
Also published as: CN106401865A; CA2937263A1; EP3124785A1; MX2016009964A; US9951750B2; US20170030330A1

Abstract

uma pá de rotor (22) pode incluir, de modo geral, uma carcaça (102) que forma uma película externa da pá (22), com a carcaça (102) que define uma curvatura no sentido do fio. a pá de rotor (22) também pode incluir uma tampa de longarina (56) que se estendem no interior da carcaça (102) ao longo de uma direção no sentido da envergadura da pá. a tampa de longarina (56) pode ser formada a partir de um conjunto de placas laminadas pré-curadas (106). além disso, a pá de rotor (28) pode incluir uma prateleira interior (100) posicionada diretamente entre a carcaça (102) e a tampa de longarina (56). a prateleira interior (100) pode incluir uma superfície externa (114) que se estende adjacente à carcaça (102) e uma superfície interna (116) oposta à superfície externa (114). a superfície externa (114) pode definir um perfil curvado correspondente, de modo geral, a uma porção da curvatura no sentido do fio da carcaça (102) e uma superfície interna (116) pode definir uma superfície plana ao longo da qual a tampa de longarina (56) se estende em uma direção no sentido do fio da pá (22). a prateleira interior (100) pode corresponder a um inserto pré-fabricado para a pá (28).

Description

“PÁ DE ROTOR PARA UMA TURBINA EÓLICA” Campo da Invenção [001] A presente matéria refere-se, de modo geral, a turbinas eólicas e, mais particularmente, a uma pá de rotor que inclui tanto uma tampa de longarina formada a partir de placas laminadas pré-curadas e uma prateleira interior que é configurada para ser colocada adjacente a uma película externa ou carcaça da pá de rotor, de modo a fornecer uma superfície achatada ou plana para dispor em conjunto as placas laminadas pré-curadas no topo do mesmo.

Antecedentes da Invenção [002] A energia eólica é considerada uma das fontes de energia mais limpas e mais ecológicas disponíveis atualmente, e as turbinas eólicas ganharam atenção crescente nesse sentido. Uma turbina eólica moderna inclui tipicamente uma torre, gerador, caixa de engrenagens, nacela e uma ou mais pás de rotor. As pás de rotor coletam energia cinética do vento com o uso de princípios de folha metálica conhecidos e transmitem a energia cinética através de energia giratória para virar um eixo que acopla as pás de rotor a uma caixa de engrenagens, ou se uma caixa de engrenagens não for usada, diretamente ao gerador. O gerador, então, converte a energia mecânica em energia elétrica que pode ser empregada em uma grade de serviços de utilidade pública.

[003] Pás de rotor de turbina eólica incluem tipicamente uma película de corpo externo ou carcaça formado a partir de um material laminado compósito. De modo geral, a carcaça de corpo tem peso relativamente leve e tem propriedades estruturais (por exemplo, rigidez, resistência e resistividade a empenamento) que não são configuradas para suportar os momentos de flexão e outras cargas exercidas sobre a pá de rotor durante a operação. Além disso, as pás de turbina eólica têm se tornado cada vez mais longas a fim de produzir mais potência. Como resultado, as pás precisam ser mais rígidas e, desse modo, mais pesadas de modo a mitigar cargas sobre o rotor.

[004] Para aumentar a rigidez, a resistência e a resistividade a empenamento da pá de rotor, a carcaça de corpo é reforçada tipicamente com o uso de um ou mais componentes estruturais (por exemplo, tampas de longarina opostas com uma trama de cisalhamento configurada entre essas) que engatam as superfícies internas da carcaça. As tampas de longarina são construídas tipicamente a partir de compósitos laminados (por exemplo, compósitos laminados de fibra de vidro e/ou compósitos laminados de fibra de carbono) que incluem estratos de tecido secos ou não curados que são dispostos no interior do molde de pá e infundidos subsequentemente com resina. Tais materiais, no entanto, podem ser difíceis de controlar durante o processo de fabricação e/ou são frequentemente propensos a defeitos e/ou trabalho altamente intensivo devido à manipulação dos tecidos não curados e os desafios de infundir estruturas laminadas grandes.

[005] Desse modo, foram realizadas tentativas recentes para formar tampas de longarina a partir de compósitos laminados pré-fabricados e pré-curados que podem ser produzidos em seções mais espessas, e são tipicamente menos suscetíveis a defeitos. No entanto, o uso desses laminados pré-curados mais espessos também apresenta desafios únicos durante o processo de fabricação de pá. Por exemplo, os laminados pré-curados mais espessos apresentam desafios com relação à conformação dos estratos ou placas de laminado individuais para a curvatura desejada da pá devido à rigidez de tais placas.

[006] Consequentemente, uma pá de rotor com recursos que permitem que placas de compósito laminado pré-curadas e pré-fabricadas sejam usadas para formar as tampas de longarina da pá sem exigir que tais placas estejam em conformidade com a curvatura no sentido do fio da pá de rotor seria bem-vinda à tecnologia.

Breve Descrição das Figuras [007] Aspectos e vantagens da invenção serão estabelecidos em parte na seguinte descrição, ou podem ser óbvios a partir da descrição, ou podem ser aprendidos através da prática da invenção.

[008] Em um aspecto, a presente matéria é direcionada a uma pá de rotor para uma turbina eólica. A pá de rotor pode incluir, de modo geral, uma carcaça que forma uma película externa da pá de rotor, com a carcaça que define uma curvatura no sentido do fio. A pá de rotor pode incluir uma tampa de longarina que se estende no interior da carcaça ao longo de uma direção no sentido da envergadura da pá de rotor. A tampa de longarina pode ser formada a partir de um conjunto de placas laminadas pré-curadas. Além disso, a pá de rotor pode incluir uma prateleira interior posicionada diretamente entre a carcaça e a tampa de longarina. A prateleira interior pode incluir uma superfície externa que se estende adjacente à carcaça e uma superfície interna oposta à superfície externa. A superfície externa pode definir um perfil curvado correspondente, de modo geral, a uma porção da curvatura no sentido do fio da carcaça e uma superfície interna pode definir uma superfície plana ao longo da qual a tampa de longarina se estende em uma direção no sentido do fio da pá de rotor. A prateleira interior pode corresponder a um inserto pré-fabricado para a pá de rotor.

[009] Em outro aspecto, a presente matéria é direcionada a uma pá de rotor para uma turbina eólica. A pá de rotor pode incluir, de modo geral, uma carcaça que forma uma película externa da pá de rotor, com a carcaça que define uma curvatura no sentido do fio. A pá de rotor pode incluir uma tampa de longarina que se estende no interior da carcaça ao longo de uma direção no sentido da envergadura da pá de rotor. A tampa de longarina pode ser formada a partir de um conjunto de placas laminadas pré-curadas. Além disso, a pá de rotor pode incluir uma prateleira interior posicionada diretamente entre a carcaça e a tampa de longarina. A prateleira interior pode incluir uma superfície externa que se estende adjacente à carcaça e uma superfície interna oposta à superfície externa. A superfície externa pode definir um perfil curvado correspondente, de modo geral, a uma porção da curvatura no sentido do fio da carcaça e uma superfície interna pode definir uma superfície plana ao longo da qual a tampa de longarina se estende em uma direção no sentido do fio da pá de rotor. A prateleira interior pode ser formada a partir de uma pluralidade de estratos de tecido, sendo que os estratos de tecido definem larguras variantes ao longo da direção no sentido do fio da pá de rotor.

[010] Em um aspecto adicional, a presente matéria é direcionada a uma pá de rotor para uma turbina eólica. A pá de rotor pode incluir, de modo geral, uma carcaça que forma uma película externa da pá de rotor, com a carcaça que define uma curvatura no sentido do fio. A pá de rotor pode incluir uma tampa de longarina que se estende no interior da carcaça ao longo de uma direção no sentido da envergadura da pá de rotor. A tampa de longarina pode ser formada a partir de um conjunto de placas laminadas pré-curadas. Além disso, a pá de rotor pode incluir uma prateleira interior posicionada diretamente entre a carcaça e a tampa de longarina. A prateleira interior pode incluir uma superfície externa que se estende adjacente à carcaça e uma superfície interna oposta à superfície externa. A superfície externa pode definir um perfil curvado correspondente, de modo geral, a uma porção da curvatura no sentido do fio da carcaça e uma superfície interna pode definir uma superfície plana ao longo da qual a tampa de longarina se estende em uma direção no sentido do fio da pá de rotor. A prateleira interior pode ser formada a partir de uma pluralidade de estratos de tecido, sendo que os estratos de tecido são fornecidos em uma disposição escalonada ao longo da direção no sentido do fio da pá de rotor.

[011] Esses e outros recursos, aspectos e vantagens da presente invenção serão mais bem entendidos com referência à seguinte descrição e reivindicações anexas. Os desenhos anexos, que são incorporados e constituem uma parte deste relatório descritivo, ilustram realizações da invenção e, em conjunto com a descrição, servem para explicar e princípios da invenção.

Breve Descrição das Figuras [012] Uma revelação completa e habilitadora da presente invenção, que inclui o melhor modo da mesma, direcionada para uma pessoa de habilidade comum na técnica, é apresentada no relatório descritivo, que faz referência às Figuras anexas, nas quais: A Figura 1 ilustra uma vista lateral de uma realização de uma turbina eólica de acordo com aspectos da presente matéria; A Figura 2 ilustra uma vista em perspectiva montada de uma realização de uma pá de rotor modular de acordo com aspectos da presente matéria; A Figura 3 ilustra uma vista explodida em perspectiva da pá de rotor modular mostrada na Figura 2; A Figura 4 ilustra uma vista em perspectiva de uma seção de raiz de pá da pá de rotor modular mostrada nas Figuras 2 e 3; A Figura 5 ilustra uma vista em corte transversal da seção de raiz de pá mostrada na Figura 4 tomada ao redor da linha 5-5, que ilustra particularmente a seção de raiz de pá que inclui uma carcaça externa, tampas de longarina opostas formadas a partir das placas laminadas pré-curadas e uma prateleira interior posicionada entre a carcaça externa e cada tampa de longarina; A Figura 6 ilustra uma porção ampliada da vista em corte transversal da seção de raiz de pá mostrada na Figura 5; A Figura 7 ilustra uma vista em perspectiva de uma porção de uma das placas laminadas pré-curadas mostrada nas Figuras 5 e 6; A Figura 8 ilustra uma vista em corte transversal de dois dentre os segmentos de borda anterior e de borda posterior da pá de rotor modular mostrados nas Figuras 2 e 3, em que ilustra particularmente cada segmento de borda explodido para longe das tampas de longarina da pá e trama de cisalhamento e que incluem uma prateleira interior configurada para ser posicionada adjacente a uma das tampas de longarina; A Figura 9 ilustra uma vista em corte transversal aproximada de uma porção dos componentes mostrados na Figura 8 após tais componentes terem sido dispostos em conjunto; A Figura 10 ilustra vista em corte transversal parcial ampliada da seção de raiz de pá mostrada na Figura 5 que é semelhante à vista em corte transversal mostrada na Figura 6, que ilustra particularmente outra realização de uma prateleira interior que pode ser posicionada entre a carcaça externa e cada tampa de longarina; A Figura 11 ilustra uma vista em corte transversal de uma realização alternativa da prateleira interior mostrada na Figura 10; A Figura 12 ilustra vista em corte transversal parcial ampliada da seção de raiz de pá mostrada na Figura 5 que é semelhante à vista em corte transversal mostrada na Figura 6, que ilustra particularmente uma realização adicional de uma prateleira interior que pode ser posicionada entre a carcaça externa e cada tampa de longarina; A Figura 13 ilustra vista em corte transversal parcial ampliada da seção de raiz de pá mostrada na Figura 5 que é semelhante à vista em corte transversal mostrada na Figura 6, que ilustra particularmente ainda outra realização de uma prateleira interior que pode ser posicionada entre a carcaça externa e cada tampa de longarina; A Figura 14 ilustra vista em corte transversal parcial ampliada da seção de raiz de pá mostrada na Figura 5 que é semelhante à vista em corte transversal mostrada na Figura 6, que ilustra particularmente uma realização ainda adicional de uma prateleira interior que pode ser posicionada entre a carcaça externa e cada tampa de longarina; e A Figura 15 ilustra uma vista em perspectiva de uma realização de uma pá de rotor não modular de acordo com aspectos da presente matéria, em que ilustra particularmente a pá de rotor que inclui uma carcaça externa, as tampas de longarina opostas e uma prateleira interior posicionada entre a carcaça externa e cada tampa de longarina.

Descrição Detalhada da Invenção [013] Será feita referência agora em detalhes às realizações da invenção, um ou mais exemplos os quais são ilustrados nos desenhos. Cada exemplo é fornecido como explicação da invenção, não como limitação da invenção. De fato, será evidente para aqueles versados na técnica que diversas modificações e variações podem ser feitas na presente invenção sem se afastar do escopo ou espírito da invenção. Por exemplo, recursos ilustrados ou descritos como parte de uma realização podem ser usados com outra realização para produzir uma realização ainda adicional. Desse modo, deseja-se que a presente invenção abranja tais modificações e variações conforme as mesmas se encontrem no escopo das reivindicações anexas e seus equivalentes.

[014] De modo geral, a presente matéria se destina a uma pá de rotor que inclui tampas de longarina opostas formadas a partir de placas laminadas pré-curadas e uma prateleira interior configurada para ser posicionada entre uma carcaça externa da pá de rotor e cada tampa de longarina. Especificamente, em diversas realizações, a prateleira interior pode incluir uma superfície externa configurada para se conformar à curvatura no sentido do fio definida pela carcaça externa da pá de rotor e uma superfície interna que define uma plataforma ou prateleira achatada. Desse modo, as placas laminadas pré-curadas podem ser empilhadas uma sobre a outra diretamente na superfície interna achatada da prateleira interior sem exigir que as placas se conformem à curvatura da pá de rotor ou se conforme a qualquer outra superfície curvada. Desse modo, placas mais espessas podem ser usadas para formar a tampa de longarina, assim, reduzindo o material e os custos de trabalho associados à fabricação da tampa de longarina.

[015] Em diversas realizações, a prateleira interior pode corresponder a um componente ou inserto pré-fabricado que é configurado para ser instalado em relação à carcaça externa da pá de rotor durante o processo de fabricação de pá. Por exemplo, em uma realização particular, a prateleira interior pode ser formada a partir de um material de baixa densidade, tal como um material de espuma de baixa densidade, e pode ser conformada especificamente para encaixar no interior do componente ou dos componentes de pá que são fabricados. Em outras realizações, a prateleira interior pode ser configurada para ser embutida ou formada de outra forma no interior ou em conexão no interior da carcaça externa da pá de rotor. Por exemplo, em uma realização, a prateleira interior pode ser formada a partir de uma pluralidade de estratos de tecido que são dispostas em conjunto no interior da carcaça externa da pá de rotor.

[016] Deve ser observado que, em diversas realizações, as placas laminadas pré-curadas da presente matéria podem corresponder às placas pultrudadas. Conforme é entendido, de modo geral, “compósitos pultrudados” ou “pultrusões” abrangem, de modo geral, materiais reforçados (por exemplo, fibras ou malha ou filamentos trançados) que são impregnados com uma resina e puxados através de uma matriz estacionária aquecida de modo que a resina cure ou passe por polimerização. Desse modo, o processo de fabricação de compósitos pultrudados é distinguido tipicamente por um processo contínuo de materiais compósitos que produzem partes compósitas que têm um corte transversal constante (por exemplo, um corte transversal retangular). No entanto, em outras realizações, as placas laminadas pré-curadas descritas no presente documento podem ser formadas com o uso de qualquer outro processo adequado, tal como um processo de fabricação por pressionamento de correia.

[017] Referindo-se novamente aos desenhos, a Figura 1 ilustra uma vista lateral de uma realização de uma turbina eólica 10. Conforme mostrado, a turbina eólica 10 inclui, de modo geral, uma torre 12 que se estende a partir de uma superfície de sustentação 14 (por exemplo, o solo, um bloco de concreto ou qualquer outra superfície de sustentação adequada). Além disso, a turbina eólica 10 também pode incluir uma nacela 16 montada na torre 12 e um rotor 18 acoplado à nacela 16. O rotor 18 inclui um cubo giratório 20 e pelo menos uma pá de rotor 22 acoplada a e que se estende para fora a partir do cubo 20. Por exemplo, na realização ilustrada, o rotor 18 inclui três pás de rotor 22. No entanto, em uma realização alternativa, o rotor 18 pode incluir mais ou menos que três pás de rotor 22. Cada pá de rotor 22 pode ser espaçada ao redor do cubo 20 para facilitar a rotação do rotor 18 para permitir que a energia cinética seja transferida a partir do vento para a energia mecânica usável, e, subsequentemente, para energia elétrica. Por exemplo, o cubo 20 pode ser acoplado de modo giratório a um gerador elétrico (não mostrado) posicionado no interior da nacela 16 para permitir que a energia elétrica seja produzida.

[018] Referindo-se agora às Figuras 2 a 5, diversas vistas de uma pá de rotor modular 22 e/ou componentes de uma pá de rotor modular 22 que podem ser utilizados com a turbina eólica 10 mostrados na Figura 1 são ilustrados de acordo com aspectos da presente matéria. Especificamente, a Figura 2 ilustra uma vista em perspectiva disposta em conjunto da pá de rotor modular 22 e a Figura 3 ilustra uma vista explodida da pá de rotor 22 mostrada na Figura 2. A Figura 4 ilustra uma vista em perspectiva de uma seção de raiz de pá 24 da pá de rotor modular 22 mostrada nas Figuras 2 e 3. Adicionalmente, a Figura 5 ilustra uma vista em corte transversal da seção de raiz de pá 24 mostrada na Figura 4 tomada ao redor da linha 5-5.

[019] Conforme mostrado, a pá de rotor 22 tem uma configuração modular que inclui uma pluralidade de seções de pá 24, 26, 28, 30, 32, 34 configuradas para serem acopladas juntas para formar uma pá de rotor completa. Por exemplo, na realização ilustrada, a pá de rotor 22 inclui uma seção de raiz de pá pré-formada 24, uma seção de ponta de pá pré-formada 26 disposta oposta à seção de raiz de pá 24 e uma pluralidade de segmentos de pá intermediários 28, 30, 32, 34 configurados para serem dispostos entre a seção de raiz de pá 24 e a seção de ponta de pá 26 ao longo de um eixo geométrico longitudinal 36 da pá de rotor. A seção de raiz de pá 24 pode, de modo geral, ser configurada para definir ou formar uma raiz de pá ou extremidade de raiz 38 para acoplar a pá de rotor 22 ao cubo 20 (Figura 1) da turbina eólica 10. De modo semelhante, a seção de ponta 26 pode definir, de modo geral, uma ponta de pá ou extremidade de ponta 40 correspondente à porção mais externa da pá de rotor 22 ao longo do seu eixo geométrico longitudinal 36.

[020] Quando disposta em conjunto, a pá de rotor 22 pode definir, de modo geral, um perfil substancialmente aerodinâmico, tal como definindo-se um corte transversal em formato de aerofólio simétrico ou arqueado. Por exemplo, conforme mostrado na Figura 5, a pá de rotor 22 pode definir uma lateral de pressão 42 e uma lateral de sucção 44 que se estende entre as bordas anterior e posterior 46, 48. Adicionalmente, conforme mostrado particularmente na Figura 2, a pá de rotor disposta em conjunto 22 pode ter, de modo geral, uma amplitude 50 que define o comprimento total entre a extremidade de raiz 38 e a extremidade de ponta 40 da pá 22 e um fio 52 que define o comprimento total entre a borda anterior 46 e a borda posterior 48 da pá 22. Conforme é entendido, de modo geral, o fio 52 pode variar, de modo geral, em comprimento em relação à amplitude 50 conforme a pá de rotor 22 se estende a partir da sua extremidade de raiz 38 à sua extremidade de ponta 40.

[021] Conforme mostrado particularmente na Figura 4, a seção de raiz de pá 24 pode incluir, de modo geral, uma porção de raiz 54 e uma ou mais tampas de longarina longitudinais e contínuas 56, 58 coinfundidas com a porção de raiz 54, com a tampa de longarina ou as tampas de longarina 56, 58 que se estende, de modo geral, para fora a partir da porção de raiz 54 na direção no sentido da envergadura da pá de rotor 22. A porção de raiz 54 pode se estender no sentido do comprimento entre a extremidade de raiz 38 da seção de raiz de pá 24 e uma extremidade exterior 60. Conforme mostrado na Figura 4, a extremidade de raiz 38 pode definir, de modo geral, um corte transversal substancialmente circular que transita para um corte transversal em formato de aerofólio conforme a porção de raiz 54 se aproxima da sua extremidade exterior 60. Desse modo, o corte transversal substancialmente circular de uma extremidade de raiz 38 pode permitir que a pá de rotor 22 seja montada ao cubo 20 da turbina eólica 10. Adicionalmente, em diversas realizações, a extremidade exterior 60 da porção de raiz 54 pode definir o fio máximo para a pá de rotor 22.

[022] De modo semelhante, conforme mostrado na Figura 3, a seção de ponta de pá 26 pode incluir, de modo geral, uma ponta de raiz 62 e uma ou mais tampas de longarina longitudinais e contínuas 64, 66 coinfundidas com a porção de ponta 62, com a tampa de longarina ou as tampas de longarina 64, 66 que se estende, de modo geral, para fora a partir da porção de ponta 62 na direção no sentido da envergadura da pá de rotor 22. A porção de ponta 62 pode se estender no sentido do comprimento entre uma extremidade interior 68 e a extremidade de ponta 40 da seção de ponta de pá 26.

[023] Conforme indicado acima, a pá de rotor 22 também pode incluir uma pluralidade de segmentos de pá intermediários 28, 30, 32, 34, 36 configurada para ser posicionada entre as seções de raiz e de ponta 24, 26. Por exemplo, conforme mostrado particularmente na Figura 3, a pá de rotor 22 pode incluir uma pluralidade de segmentos de borda anterior 28 e uma pluralidade de segmentos de borda posterior 30 configurada para ser disposta em conjunto entre a seção de raiz de pá 24 e a seção de ponta de pá 26 ao longo do eixo geométrico longitudinal 36 da pá de rotor 22. Em tal realização, cada segmento de borda anterior 28 pode ser configurado para definir uma seção na direção da abrangência da borda anterior 46 da pá de rotor 22 e pode incluir a primeira e a segunda seções laterais 70, 72 que se estendem a partir da borda anterior 46 de modo a formar porções das laterais de pressão e sucção 42, 44 da pá de rotor 22, respectivamente. De modo semelhante, cada segmento de borda posterior 30 pode ser configurado para definir uma seção na direção da abrangência da borda posterior 48 da pá de rotor 22 e pode incluir a primeira e a segunda seções laterais 74, 76 que se estendem a partir da borda posterior 48 de modo a formar porções das laterais de pressão e sucção 42, 44 da pá de rotor 22, respectivamente. Desse modo, para dispor em conjunto a pá de rotor 22, as seções laterais 70, 72 de cada segmento de borda anterior 28 podem ser configuradas para serem acopladas às seções laterais 74, 76 de um segmento de borda posterior correspondente 30 para formar uma seção na direção da abrangência da pá de rotor 22 que inclui laterais de pressão e sucção completas 42, 44 que se estendem entre as bordas anterior e posterior 46, 48 da pá 22. Por exemplo, conforme será descrito abaixo, as seções laterais 70, 72, 74, 76 dos segmentos de borda anterior e posterior 28, 30 podem ser acopladas juntas em costuras ou juntas de lateral de pressão e de sucção 250 que sobrepõe os componentes estruturais da pá de rotor 22 (por exemplo, as tampas de longarina 56, 58, 64, 66).

[024] Além disso, conforme mostrado na Figura 3, além dos segmentos de borda anterior e posterior 28, 30, a pá de rotor 22 pode, em determinadas realizações, também incluir pelo menos um segmento de lateral de pressão 32 e/ou pelo menos um segmento de lateral de sucção 34. Em tais realizações, o segmento de lateral de pressão ou os segmentos de lateral de pressão 32 podem corresponder, de modo geral, a uma seção na direção da abrangência da pá de rotor 22 que se estende entre as bordas anterior e posterior 46, 48 de modo a definir a lateral de pressão 42 da pá 22. De modo semelhante, o segmento de lateral de sucção ou os segmentos de lateral de sucção 34 podem corresponder, de modo geral, a uma seção na direção da abrangência da pá de rotor 22 que se estende entre as bordas anterior e posterior 46, 48 de modo a definir a lateral de sucção 44 da pá 22. Desse modo, para dispor em conjunto a pá de rotor 22, cada segmento de lateral de pressão 32 pode ser acoplado a um segmento de lateral de sucção correspondente 34 nas bordas anterior e posterior 46, 48 da pá de rotor 22.

[025] Referindo-se ainda às Figuras 2 a 5, a pá de rotor 22 também pode incluir um ou mais componentes estruturais configurados para fornecer rigidez aumentada, a resistência e/ou resistividade a empenamento à pá de rotor 22. Por exemplo, conforme indicado acima, a seção de raiz de pá 24 pode incluir tampas de longarina que se estendem longitudinalmente opostas 56, 58 que são configuradas para se estenderem para fora a partir da porção de raiz 54 da seção de raiz de pá 24 em direção à seção de ponta de pá 26 ao longo da direção no sentido da envergadura da pá de rotor 22. De modo semelhante, a seção de ponta de pá 26 pode incluir duas tampas de longarina que se estendem longitudinalmente opostas 64, 66 configuradas para s estenderem para dentro a partir da porção de ponta 62 da seção de ponta de pá 26 em direção à seção de raiz de pá 24 ao longo da direção no sentido da envergadura da pá de rotor 22. Em tais realizações, a seção de raiz de pá 24 e a seção de ponta de pá 26 podem ser configuradas para serem unidas uma a outra através de suas tampas de longarina respectivas 56, 58, 64, 66. Por exemplo, em diversas realizações, extremidades externas das tampas de longarina de raiz de pá 56, 58 podem ser configuradas para serem acopladas às extremidades internas das tampas de longarina de ponta de pá 64, 66 em uma junta de tampa de longarina 78 (Figura 2) de modo a acoplar a seção de raiz de pá 24 à seção de ponta de pá 26.

[026] Deve ser observado que a pá de rotor 22 também pode incluir um ou mais componentes estruturais adicionais. Por exemplo, conforme mostrado na Figura 5, a pá de rotor 22 pode incluir uma ou mais tramas de cisalhamento 80 configuradas para se estenderem entre as tampas de longarina de raiz de pá opostas 56, 58 e/ou entre as tampas de longarina de ponta de pá opostas 64, 66. Adicionalmente, conforme mostrado nas Figuras 2 e 3, a pá de rotor 22 também pode incluir um componente estrutural auxiliar 82 configurado para ser acoplada à porção de raiz 54 da seção de raiz de pá 24 e se estender para fora da mesma na direção no sentido da envergadura da pá de rotor 22 em uma localização adjacente, de modo geral, à borda posterior 48 da pá 22.

[027] Adicionalmente, deve ser entendido que, em realizações alternativas, a pá de rotor 22 pode ter qualquer outra configuração modular adequada, que inclui ter qualquer outro número adequado e/ou outra configuração adequada de seções de pá e/ou segmentos de pá. Por exemplo, em uma realização, a pá de rotor 22 pode incluir apenas segmentos de borda anterior e posterior 28, 30 posicionados entre a seções de raiz e de ponta de pá 24, 26. Em outra realização, a pá de rotor 22 pode incluir apenas segmentos de lateral de pressão e de sucção 32, 34 posicionados entre as seções de raiz e de ponta de pá 24, 26.

[028] Conforme será descrito abaixo, as diversas tampas de longarina 56, 58, 64, 66 da pá de rotor 22 podem ser formadas a partir de placas laminadas pré-curadas, que podem apresentar desafios únicos ao incorporarem as tampas de longarina 56, 58, 64, 66 na seção de raiz de pá 24 e/ou na seção de ponta de pá 26 da pá de rotor 22. Por exemplo, normalmente é difícil conformar as placas laminadas pré-curadas para a curvatura da pá de rotor 22, particularmente a curvatura significativa no sentido do fio da seção de raiz de pá 24. Para abordar esse problema, a presente matéria se destina a uma prateleira interior que pode ser posicionada entre a película externa da pá de rotor 22 e cada tampa de longarina 56, 58, 64, 66 para fornecer uma plataforma ou prateleira achatada para dispor em conjunto as placas laminadas de pré-cura.

[029] Uma realização de uma prateleira interior adequada 100 que pode ser utilizada de acordo com aspectos da presente matéria é ilustrada nas Figuras 5 e 6. Conforme indicado acima, Figura 5 ilustra uma vista em corte transversal da seção de raiz de pá 24 mostrada na Figura 4 tomada ao redor da linha 5-5. Adicionalmente, a Figura 6 ilustra uma porção ampliada do corte transversal da seção de raiz de pá 24 mostrada na Figura 5.

[030] Conforme mostrado nas Figuras 5 e 6, a seção de raiz de pá 24 pode incluir uma carcaça externa 102 que serve, de modo geral, como o invólucro ou película externa da seção de raiz de pá 24. Em diversas realizações, a carcaça externa 102 da seção de raiz de pá 24 pode ser formada a partir de uma pluralidade de componentes ou seções de carcaça. Por exemplo, em uma realização, a carcaça externa 102 pode ser fabricada a partir de uma primeira metade de carcaça que define, de modo geral, a lateral de pressão 42 da seção de raiz de pá 24 e uma segunda metade de carcaça que define, de modo geral, a lateral de sucção 44 da seção de raiz de pá 24, em que tais metades de carcaça são presas uma a outra nas bordas anterior e posterior 46, 48 da pá 22. Alternativamente, a carcaça externa 102 pode ser formada como um único componente integral.

[031] Adicionalmente, a carcaça externa 102 pode ser formada, de modo geral, a partir de qualquer material adequado. Por exemplo, em uma realização, a carcaça externa 102 pode ser formada inteiramente a partir de um material compósito laminado, tal como compósito laminado reforçado por fibra de carbono ou um compósito laminado reforçado por fibra de vidro. Alternativamente, uma ou mais porções da carcaça externa 102 podem ser configuradas como uma construção em camadas e podem incluir um material principal, formado a partir de um material de peso leve, tal como madeira (por exemplo, bálsamo), disposto entre camadas de material compósito laminado. Por exemplo, conforme mostrado nas Figuras 5 e 6, a carcaça externa 102 pode incluir o material principal 104 posicionado ao longo de qualquer lateral das tampas de longarina opostas 56, 58 da seção de raiz de pá 24.

[032] Conforme indicado acima, cada tampa de longarina 56, 58 da seção de raiz de pá 24 pode ser formada a partir de uma pluralidade de placas laminadas pré-curadas 106. Especificamente, em diversas realizações, as placas laminadas pré-curadas 106 podem ser empilhadas uma sobre a outra de modo que cada placa forme uma única camada da tampa de longarina 56, 58. As placas empilhadas 106 pode, então, ser unidas com o uso de quaisquer meios adequados, por exemplo, por infusão a vácuo das placas 106 juntas ou por ligação das placas 106 juntas através de um adesivo, um material semi-impregnado, ou um material pré-impregnado, para completar o conjunto da tampa de longarina 56, 58.

[033] Em diversas realizações, cada placa de lâmina pré-curada 106 pode corresponder a uma placa pultrudada. Por exemplo, a Figura 7 ilustra uma vista em perspectiva de uma porção de uma das placas laminadas pré- curadas 106 mostrada nas Figuras 5 e 6 quando a placa 106 corresponde a uma placa pultrudada. Em tal realização, um ou mais materiais de fibra 108 (por exemplo, fibras de vidro ou carbono) podem ser curados durante o processo de fabricação para formar cada placa pultrudada individual. Por exemplo, as fibras 108 pode ser impregnada com pelo menos um material de resina 110 com o uso de quaisquer meios adequados. Em realizações particulares, o material de resina 110 pode incluir qualquer resina adequada, que inclui, porém, sem limitação, poliéster, poliuretano, politereftalato de butileno (PBT), politereftalato de etileno (PET), éster de vinila, epóxi ou semelhantes. As fibras impregnadas 108 podem, então, ser puxadas através de uma matriz estacionária aquecida de modo que a resina 110 cure ou passe por polimerização para formar cada placa 106. As placas formadas individualmente 106 podem, então, ser dispostas em conjunto ou unidas (por exemplo, através de um processo de infusão secundário ou com o uso de adesivos) para formar a tampa de longarina resultante 56, 58. Conforme mostrado particularmente na Figura 7, as fibras 108 incluídas em cada placa 106 podem ser orientadas, de modo geral, em uma direção de fibra comum 112. Em diversas realizações, a direção de fibra 1112 pode ser estender paralela à direção longitudinal ou direção no sentido da envergadura da pá de rotor 22. Desse modo, as fibras 112 contidas no interior de cada placa 106 usada formar cada tampa de longarina 56, 58 pode se estender, de modo geral, no sentido da amplitude ao longo do comprimento da tampa de longarina 56, 58.

[034] Referindo-se novamente às Figuras 5 e 6, de acordo com aspectos da presente matéria, uma prateleira interior 100 pode ser posicionada entre a carcaça externa 102 da seção de raiz de pá 24 e cada tampa de longarina 56, 58. Especificamente, conforme mostrado na Figura 5, uma primeira prateleira interior 100A pode ser posicionada entre a carcaça externa 102 e a tampa de longarina 56 que se estende ao longo da lateral de pressão 42 da pá de rotor 22. De modo semelhante, uma segunda prateleira interior 100B pode ser posicionada entre a carcaça externa 102 e a tampa de longarina 58 que se estende ao longo da lateral de sucção 44 da pá de rotor 22. Cada prateleira interior 100A, 100B pode ser configurada, de modo geral, para se estender no sentido da amplitude ao longo do comprimento da tampa de longarina 56, 58.

[035] Conforme mostrado particularmente na Figura 6, cada prateleira interior 100A, 100B pode incluir uma superfície externa 114 posicionada adjacente a e/ou em contato com a carcaça externa 102 da seção de raiz de pá 24 e uma superfície interna 116 posicionada adjacente à e/ou em contato com a tampa de longarina correspondente 56, 58. Em diversas realizações, a superfície externa 114 de cada prateleira interior 100A, 100B pode ser configurada para se conformar à curvatura no sentido do fio da carcaça externa 102. Por exemplo, conforme mostrado na Figura 6, a superfície externa 114 da prateleira interior 100B define, de modo geral, um perfil curvado na direção no sentido do fio da pá de rotor 22 que corresponde, de modo geral, ou se conforme à curvatura no sentido do fio da porção da carcaça externa 102 que se estende adjacente à prateleira 100B.

[036] Adicionalmente, a superfície interna 116 de cada prateleira interior 100A, 100B pode ser configurada, de modo geral, para definir uma superfície plana ou achatada de modo a fornecer uma plataforma ou prateleira não curvada para a tampa de longarina adjacente 56, 58. Especificamente, conforme mostrado na Figura 6, a superfície interna 116 da prateleira interior 100B define uma superfície plana ou achatada que se estende paralela, de modo geral, à direção no sentido do fio (indicada pela seta 118 na Figura 6) da pá de rotor 22. Desse modo, quando se dispõe cada tampa de longarina 56, 58, as placas laminadas pré-curadas 106 podem ser empilhadas no topo da superfície interna achatada 116 de cada prateleira interior 100A, 100B para formar o formato geral da tampa de longarina 56, sem exigir que as placas 106 se conformem à curvatura no sentido do fio da pá de rotor 22.

[037] Em diversas realizações, cada prateleira interior 100A, 100B pode ser formada a partir de um material de baixa densidade. Por exemplo, materiais de baixa densidade adequados podem incluir, porém, sem limitação, materiais de espuma de baixa densidade, tais como espumas de poliestireno (por exemplo, espumas de poliestireno expandidas), espumas de poliuretano, outras espumas à base de borracha/resina e diversas outras espumas de células abertas e de células fechadas. Alternativamente, o material de baixa densidade pode compreender outro material ou materiais de baixa densidade, tais como madeira de bálsamo, cortiça e/ou semelhantes.

[038] Adicionalmente, em diversas realizações, cada prateleira interior 100A, 100B pode corresponder a um inserto pré-fabricado para a pá de rotor 22. Por exemplo, cada prateleira interior 100A, 100B pode ser formada, usinada ou fabricada de outra forma como um componente separado do restante da seção de raiz de pá 24. Em tais realizações, quando a seção de raiz de pá 24 é fabricada subsequentemente (por exemplo, quando a metade lateral de pressão da seção de raiz de pá 24 é fabricada), cada prateleira interior 100A, 100B pode ser posicionada no interior do molde diretamente no topo dos estratos usados para formar a carcaça externa 102 da seção de raiz de pá 24. Uma vez que a prateleira interior 100A, 100B seja posicionada no interior do molde, as placas laminadas pré-curadas 106 podem, então, ser empilhadas diretamente na superfície interna 116 da prateleira 100A, 100B. Um processo de infusão subsequente pode, então, ser realizada em diversos componentes dispostos em conjunto no interior do molde para juntar todos tais componentes.

[039] Deve ser observado que prateleiras interiores semelhantes também podem ser utilizados no interior de uma ou mais outras seções ou segmentos da pá de rotor modular 22 para fornecer uma plataforma ou prateleira achatada para acomodar o formato em corte transversal retangular das diversas tampas de longarina 56, 58, 64, 66 descritas no presente documento. Por exemplo, a seção de ponta de pá 26 da pá de rotor 22 pode incluir prateleiras interiores posicionadas entre suas tampas de longarina 64, 66 e a carcaça externa que forma o invólucro ou película externa da seção de ponta de pá 26. De modo semelhante, uma prateleira interior ou prateleiras interiores podem ser utilizadas no interior de um ou mais dentre os segmentos de pá intermediários 28, 30, 32, 34 para fornecer uma plataforma ou prateleira achatada para acomodar as tampas de longarina 56, 58, 64, 66 que se estendem para fora da seção de raiz de pá 24 e/ou da seção de ponta de pá 26.

[040] Por exemplo, as Figuras 8 e 9 ilustram exemplos de prateleiras interiores adequadas 200A, 200B, 200C, 200D que podem ser utilizadas no interior dos segmentos de borda anterior e posterior 28, 30 da pá de rotor modular 22 descritos acima com referência às Figuras 2 e 3. Em particular, a Figura 8 ilustra uma vista em corte transversal da pá de rotor mostrada 22 na Figura 2 tomada ao redor da linha 8-8, em que os segmentos de borda anterior e posterior 28, 30 são explodidos a partir das tampas de longarina 56, 58 da seção de raiz de pá 24. Adicionalmente, a Figura 9 ilustra uma vista em corte transversal disposta em conjunto dos componentes mostrada na Figura 8, que ilustra particularmente uma vista em corte transversal próxima das porções dos componentes adjacente à tampa de longarina de raiz 58 que se estende adjacente à lateral de sucção 44 ou à pá de rotor 22.

[041] Conforme indicado acima, cada segmento de borda anterior 28 pode incluir, de modo geral, a primeira e a segunda seções laterais 70, 72 que se estendem a partir da borda anterior 46 da pá de rotor 22 de modo a formar porções das laterais de pressão e sucção 42, 44 da pá 22. Em diversas realizações, a primeira e a segunda seções laterais 70, 72 podem ser formadas, de modo geral, por uma carcaça externa 202A que serve como o invólucro ou película externa do segmento de borda anterior 28. Por exemplo, conforme mostrado na Figura 8, a carcaça externa 202A pode se estender, de modo geral, a partir de uma primeira extremidade de junta 230 a uma segunda extremidade de junta 232, com a carcaça externa 202A que forma a borda anterior 46 da pá de rotor 22 em uma localização entre a primeira e segunda extremidades de junta 230, 232.

[042] Adicionalmente, conforme indicado acima, cada segmento de borda posterior 30 pode incluir, de modo geral, a primeira e a segunda seções laterais 74, 76 que se estendem a partir da borda posterior 48 da pá de rotor 22 de modo a formar porções das laterais de pressão e sucção 42, 44 da pá 22. Em diversas realizações, a primeira e a segunda seções laterais 74, 76 podem ser formadas, de modo geral, por uma carcaça externa 202B que serve como o invólucro ou película externa do segmento de borda posterior 30. Por exemplo, conforme mostrado na Figura 8, a carcaça externa 202B pode se estender, de modo geral, a partir de uma primeira extremidade de junta 230 a uma segunda extremidade de junta 236, com a carcaça externa 202B que forma a borda posterior 48 da pá de rotor 22 em uma localização entre a primeira e segunda extremidades de junta 234, 236.

[043] Deve ser observado que as carcaças externas 202A, 202B dos segmentos de borda anterior e posterior 28, 30 podem ser formadas, de modo geral, a partir de qualquer material adequado. Por exemplo, em uma realização, as carcaças 202A, 2002B podem ser formadas inteiramente a partir de um material compósito laminado, tal como compósito laminado reforçado por fibra de carbono ou um compósito laminado reforçado por fibra de vidro.

Alternativamente, uma ou mais porções das carcaças 202A, 2002B podem ser configuradas como uma construção em camadas e podem incluir um material principal, formado a partir de um material de peso leve, tal como madeira (por exemplo, bálsamo), disposto entre camadas de material compósito laminado. Por exemplo, conforme mostrado nas Figuras 8 e 9, cada carcaça 202A, 202B pode incluir o material principal 204 que é configurado para ser posicionado ao longo de uma lateral de cada uma dentre as tampas de longarina opostas 56, 58 da seção de raiz de pá 24.

[044] Adicionalmente, conforme mostrado nas Figuras 8 e 9, os segmentos de borda anterior e posterior 28, 30 podem, cada um, incluir prateleiras interiores 200A, 200B, 200C, 200D que se estendem a partir de suas extremidades de junta 230, 232, 234, 236 ao longo do interior das carcaças externas 202A, 202B, respectivamente. Especificamente, o segmento de borda anterior 28 pode incluir uma primeira prateleira interior 200A que se estende a partir da primeira extremidade de junta 230 do segmento de borda anterior 28 ao longo do interior da carcaça externa 202A na lateral de pressão 42 da pá de rotor 22 e uma segunda prateleira interior 200B que se estende a partir da segunda extremidade de junta 232 do segmento de borda anterior 28 ao longo do interior da carcaça externa 202B na lateral de sucção 44 da pá de rotor 22. Conforme mostrado particularmente na Figura 9, cada uma dentre as prateleiras interiores 200A, 200B do segmento de borda anterior 28 pode incluir uma superfície externa 214 posicionada adjacente à carcaça externa 202A e uma superfície interna 216 oposta à superfície externa 214. Semelhante às prateleiras externas 100A, 100B descritas acima, a superfície externa 214 de cada prateleira interior 200A, 200B pode ser configurada, de modo geral, para se conformar à curvatura no sentido do fio da carcaça externa 202A do segmento de borda anterior 28 enquanto a superfície interna 216 de cada prateleira interior 200A, 200B pode definir, de modo geral, a superfície plana ou achatada para acomodar ou sustentar as tampas de longarina adjacentes 56, 58.

[045] De modo semelhante, conforme mostrado nas Figuras 8 e 9, o segmento de borda posterior 30 pode incluir uma primeira prateleira interior 200C que se estende a partir da primeira extremidade de junta 234 do segmento de borda posterior 30 ao longo do interior da carcaça externa 202B na lateral de pressão 42 da pá de rotor 22 e uma segunda prateleira interior 200D que se estende a partir da segunda extremidade de junta 236 do segmento de borda posterior 30 ao longo do interior da carcaça externa 202B na lateral de sucção 44 da pá de rotor 22. Conforme mostrado particularmente na Figura 9, cada uma dentre as prateleiras interiores 200C, 200D do segmento de borda posterior 30 pode incluir uma superfície externa 218 posicionada adjacente à carcaça externa 202B do segmento de borda posterior 30 e uma superfície interna 220 oposta à superfície externa 218. Semelhante às prateleiras interiores 100A, 100B, 200A, 200B descritas acima, a superfície externa 218 de cada prateleira interior 200C, 200D pode ser configurada, de modo geral, para se conformar à curvatura no sentido do fio da carcaça externa 202B do segmento de borda posterior 30 enquanto a superfície interna 220 de cada prateleira interior 200C, 200D pode definir, de modo geral, a superfície plana ou achatada para acomodar ou sustentar as tampas de longarina adjacentes 56, 58.

[046] Conforme mostrado particularmente na Figura 9, quando as extremidades de junta 230, 232, 234, 236 dos segmentos de borda anterior e posterior 28, 30 são ligadas para formar costuras ou juntas de lateral de pressão e de sucção 250 ao longo das laterais de pressão e sucção da pá de rotor 22, as prateleiras adjacentes 200A, 200B, 200C, 200D dos segmentos de borda anterior e posterior 28, 30 podem ser configuradas para serem alinhadas umas com as outras de modo que as superfícies internas 216, 220 das prateleiras 200A, 200B, 200C, 200D formem uma superfície plana ou achatada substancialmente contínua. Desse modo, a tampa de longarina adjacente 56, 58 pode ser sustentada ou posicionada de outra forma diretamente adjacente às superfícies alinhadas 216, 220 das prateleiras interiores 200A, 200B, 200C, 200D sem exigir que as placas laminadas pré-curadas 106 que formam as tampas de longarina 56, 58 se conforme à curvatura no sentido do fio da pá de rotor 22.

[047] Deve ser observado que, semelhante às prateleiras interiores 100A, 100B descritas acima, as prateleiras interiores 200A, 200B, 200C, 200D podem ser formadas a partir de um material de baixa densidade, tal como um material de espuma de baixa densidade e/ou podem corresponder a um componente pré-fabricado. Por exemplo, cada prateleira interior 200A, 200B, 200C, 200D pode ser formada, usinada ou fabricada de outra forma como um componente separado do restante do segmento de borda anterior 28 ou do segmento de borda posterior 30 no qual essa é projetada para ser instalada.

[048] Também deve ser entendido que os segmentos de borda anterior e posterior 28, 30 podem ser configurados para serem ligados nas costuras de lateral de pressão e sucção 250 com o uso de quaisquer meios adequados. Por exemplo, em uma realização, os segmentos de borda anterior e posterior 28, 30 podem ser ligados com o uso de um adesivo ou adesivos. Em outra realização, os segmentos de borda anterior e posterior 28, 30 podem ser ligados com estratos de tecido com o uso de um processo de laminação úmida ou qualquer outro processo adequado. Como outro exemplo, nas realizações em que os segmentos de borda anterior e posterior 28, 30 são formados a partir de materiais termoplásticos compatíveis, tais segmentos 28, 30 podem ser soldados juntos nas costuras de lateral de pressão e sucção 250.

[049] Conforme indicado acima, em diversas realizações, as prateleiras interiores reveladas podem corresponder aos componentes pré-fabricados formados a partir de um material ou materiais de baixa densidade. Em outras realizações, as prateleiras interiores podem ser configuradas para ser embutidas ou formadas de outra forma na carcaça externa de uma pá componente e/ou podem ser formadas a partir de quaisquer outros materiais adequados. Por exemplo, a Figura 10 ilustra outra realização de uma prateleira interior adequada 300 que pode ser utilizada de acordo com aspectos da presente matéria, em que ilustra particularmente uma vista em corte transversal semelhante da seção de raiz de pá 24 mostrada na Figura 6 em que a prateleira interior 300 é instalada entre a carcaça externa 102 da seção de raiz de pá 24 e uma dentre as suas tampas de longarina 58.

[050] Conforme mostrado na Figura 10, em oposição a ser formada a partir de um material de baixa densidade, a prateleira interior 300 é formada a partir de uma pluralidade de estratos de tecido 360 (por exemplo, estratos de vidro unidirecional) que foram dispostos em conjunto ou empolhados no interior da carcaça externa 102 da seção de raiz de pá 24. Na realização ilustrada, a prateleira interior 300 inclui cinco estratos de tecido 360 dispostos em conjunto um sobre o outro entre a carcaça externa 102 e a tampa de longarina adjacente 58. Em outras realizações, a prateleira interior 300 pode incluir menos que cinco estratos de tecido ou mais que cinco estratos de tecido.

[051] Deve ser observado que, uma vez que os estratos de tecido 360 sejam dispostos em conjunto, os diversos estratos 360 podem ser ligados com o uso de qualquer processo adequado. Por exemplo, em uma realização, os estratos 360 podem ser ligados com o uso de um processo de infusão subsequente de modo que qualquer definido entre a carcaça externa 102 e a tampa de longarina 58 que não é ocupado por um dentre os estratos de tecido 360 seja preenchido com uma resina adequada. Alternativamente, se os estratos de tecido 360 puderem corresponder aos estratos de tecido pré- impregnados, os estratos de tecido 360 podem ser curados para ligares os diversos estratos.

[052] Conforme mostrado na Figura 10, quando disposta em conjunto, a prateleira interior 300 pode definir, de modo geral, uma superfície externa 316 posicionada adjacente à carcaça externa 102 e uma superfície interna 318 oposta à superfície externa 316. Semelhante às prateleiras interiores 100A, 100B, 200A, 200B, 200C, 200D descritas acima, a superfície externa 316 da prateleira interior 300 pode ser configurada, de modo geral, para se conformar à curvatura no sentido do fio da carcaça externa 102 enquanto a superfície interna 318 de cada prateleira interior 300 pode definir, de modo geral, a superfície plana ou achatada para acomodar ou sustentar a tampa de longarina 58.

[053] Em diversas realizações, para alcançar a superfície externa curvada 316 e a superfície interna achatada 318 da prateleira interior 300, um ou mais dentre os estratos de tecido 360 pode ser configurado para definir a largura no sentido do fio 362 que diferencia das larguras no sentido do fio 362 dos outros estratos de tecido 360. Por exemplo, conforme mostrado na Figura 10, cada estrato de tecido 360 define uma largura diferente no sentido do fio 362, com as larguras no sentido do fio 362 diminui, de modo gera, conforme a prateleira interior 300 se estende para dentro a partir da carcaça externa 102 na direção na direção da tampa de longarina adjacente 58 de modo que o estrato de tecido 360 mais próximo à carcaça externa 102 define a largura máxima no sentido do fio 362 e o estrato de tecido 360 mais próximo à tampa de longarina 58 define a largura mínima no sentido do fio 362. Em outra realização, conforme mostrado na Figura 11, as larguras no sentido do fio 362 dos estratos de tecido 360 podem aumentar, de modo geral, conforme a prateleira interior 300 se estende para dentro a partir da carcaça externa 102 na direção da tampa de longarina adjacente 58. Em tal realização, o estrato de tecido 360 mais próximo à carcaça externa 102 pode definir a largura mínima no sentido do fio 362 e o estrato de tecido 360 mais próximo à tampa de longarina 58 pode definir a largura máxima no sentido do fio 3612.

[054] Em uma realização adicional, a prateleira interior 300 mostrada nas Figuras 10 e 11 pode ser formada empilhando-se estratos de tecido 360 que têm as mesmas larguras ou larguras diferentes no sentido do fio em uma disposição sobreposta ou escalonada. Por exemplo, a Figura 12 ilustra uma realização na qual os estratos de tecido 360 são dispostos em conjunto através do interior da carcaça externa 102 em uma disposição escalonada ao longo da direção no sentido do fio 118 (indicado pela seta na Figura 12) da pá de rotor 22 de modo que cada estrato de tecido 360 sobreponha um ou mais estratos de tecido adjacente 360 da prateleira interior 300, tal como o estrato de tecido 360 que se estende na direção no sentido do fio. Especificamente, conforme mostrado na Figura 11, cada estrato de tecido 360 se estende entre uma extremidade interna 370 posicionada adjacente à superfície interna 316 da prateleira interior 300 e uma extremidade exterior 372 posicionada adjacente à superfície externa 318 da prateleira interior 300 de modo que a extremidade interna 370 de cada estrato de tecido 360 seja fornecida em uma configuração sobreposta com o estrato de tecido 360 posicionado adjacente a essa na direção da carcaça externa 102 e/ou a extremidade externa 372 de cada estrato de tecido 360 é fornecida em uma configuração sobreposta com o estrato de tecido 360 posicionado imediatamente adjacente a essa na direção da tampa de longarina 58. Semelhante à configuração descrita acima com referência às Figuras 10 e 11, a disposição dos estratos mostrada na Figura pode permitir que a superfície externa 316 da prateleira interior 300 se conforme à curvatura no sentido do fio da carcaça externa 102 enquanto a superfície interna 318 de cada prateleira interior 300 pode definir, de modo geral, a superfície plana ou achatada para acomodar ou sustentar a tampa de longarina 58.

[055] Deve ser observado que, em outras realizações, os estratos de tecido 360 podem ser dispostos de qualquer maneira adequada e/ou podem ter qualquer outro parâmetro dimensional adequado que permite que uma prateleira interior seja formada para fornecer tanto uma superfície externa curvada que se conforme à curvatura no sentido do fio da pá de rotor 22 e a superfície interna achatada que fornece uma plataforma ou prateleira plana para a tampa de longarina adjacente. Por exemplo, em uma realização alternativa, as espessuras, os comprimentos e/ou as larguras dos estratos de tecido 360 podem ser variadas, conforme necessário, para alcançar o formato geral desejado para a prateleira interior.

[056] Além disso, deve ser entendido que, em realizações adicionais, os estratos de tecido 360 podem ser combinados com qualquer outro material ou materiais adequados para formar a prateleira interior 300. Por exemplo, a Figura 13 ilustra uma realização na qual uma pluralidade de estratos de tecido 360 foram combinados com uma pluralidade de fibras não fiadas 380 (isto é, um pequeno agrupamento ou grupo de fibras que não são costuradas juntas e, desse modo, não formam um estrato). Especificamente, em diversas realizações, as fibras não fiadas 380 podem ser intercaladas ao redor e/ou entre os estratos de tecido 360 de modo a ocupar as porções do volume da prateleira interior 300 que de outra forma não era ocupado pelos estratos 360. Semelhante às configurações descritas acima com referência às Figuras 10 a 12, a disposição dos estratos de tecido 360 e das fibras não fiadas 380 pode ser selecionada para permitir que a superfície externa 316 da prateleira interior 300 se conforme à curvatura no sentido do fio da carcaça externa 102 enquanto a superfície interna 318 de cada prateleira interior 300 define, de modo geral, a superfície plana ou achatada para acomodar ou sustentar a tampa de longarina 58.

[057] Em diversas realizações, cada fibra não fiada 380 pode incluir uma pluralidade de fibras unidirecionais configuradas para se estenderem em uma direção paralela, de modo geral, à direção no sentido da envergadura da pá de rotor. Em tais realizações, as fibras também podem ser configuradas para se estenderem paralelas, de modo geral, à direção de fibra 112 (Figura 7) das fibras 108 incluídas no interior de cada placa 106 que forma a tampa de longarina adjacente 58.

[058] Em uma realização adicional alternativa, a prateleira interior 300 pode ser formada substancialmente a partir de uma pluralidade de fibras não fiadas 380 sem incluir qualquer um dentre os estratos de tecido 360 descritos acima. Por exemplo, a Figura 14 ilustra uma realização na qual a prateleira interior 300 é formada a partir de uma pluralidade de fibras unidirecionais não fiadas 380. Em tal realização, as fibras não fiadas 380 podem ser ligadas com um material adequado de resina para formar o formato geral da prateleira 300. Semelhante às configurações descritas acima com referência às Figuras 10 a 13, a disposição das fibras não fiadas 380 pode ser selecionada para permitir que a superfície externa 316 da prateleira interior 300 se conforme à curvatura no sentido do fio da carcaça externa 102 enquanto a superfície interna 318 de cada prateleira interior 300 define, de modo geral, a superfície plana ou achatada para acomodar ou sustentar a tampa de longarina 58.

[059] Adicionalmente, deve ser entendido que, embora a presente matéria tenha sido descrita no presente documento com referência ao uso de prateleiras interiores no interior de uma pá de rotor modular 22 a fim de fornecer uma superfície achatada para sustentar ou acomodar uma tampa de longarina retangular formada a partir das placas laminadas pré-curadas, as prateleiras interiores e tampas de longarina reveladas podem ser incluídas de modo semelhante no interior de uma pá de rotor convencional (ou não modular). Por exemplo, a Figura 15 ilustra uma vista em perspectiva de uma pá de rotor não modular 400. Conforme mostrado, a pá de rotor 400 inclui uma carcaça externa 402 que se estende no sentido do comprimento ou no sentido da amplitude entre a raiz de pá 404 e uma ponta de pá oposta 406, em que a raiz de pá 404 é configurada para ser acoplada ao cubo 20 (Figura 1) de uma turbina eólica correspondente. Adicionalmente, conforme indicado pelas linhas tracejadas, a pá de rotor 22 pode incluir duas tampas de longarina que se estendem longitudinalmente 408 (apenas uma dessas é mostrada) que se estende no sentido da amplitude ao longo das laterais de pressão e de sucção da carcaça externa 402 entre a raiz de pá 404 e a ponta de pá 406. Semelhante às tampas de longarina 56, 58, 64, 66 descritas acima, as tampas de longarina 408 podem ser formadas a partir de um conjunto de placas laminadas pré-curadas, tais como as placas 106 mostrada nas Figuras 5 a 7.

[060] Além disso, conforme indicado pelas linhas imaginárias na Figura 15, a pá de rotor 400 também pode incluir duas prateleiras interiores 410 (apenas uma dessas é mostrada), em que cada prateleira interior 410 é posicionada entre a carcaça externa 402 e uma dentre as tampas de longarina 408. Em tal realização, cada prateleira interior 410 pode ser configurada, de modo geral, igual ou semelhante às prateleiras interiores 100A, 100B, 200A, 200B, 200C, 200D, 300 descritas acima com referência às Figuras 5 a 12 de modo que a prateleira interior 300 inclua tanto uma superfície curvada externa configurada para se conformar à curvatura no sentido do fio da pá de rotor 22 e uma superfície interna achatada para sustentar ou acomodar a tampa de longarina adjacente 408. Por exemplo, em uma realização, a configuração em corte transversal da pá de rotor 400 mostrada na Figura 15 em uma localização indicada pela linha de referência 420 pode ser, de modo geral, a mesma que ou semelhante à configuração em corte transversal da porção da pá de rotor 22 mostrada na Figura 6.

[061] Essa descrição escrita usa exemplos para revelar a invenção, incluindo o melhor modo, e também para habilitar qualquer pessoa versado na técnica a praticar a invenção, incluindo fazer e usar quaisquer dispositivos ou sistemas e realizar quaisquer métodos incorporados. O escopo patenteável da invenção é definido pelas reivindicações e pode incluir outros exemplos que ocorram àqueles versados na técnica. Tais outros exemplos se destinam a estar dentro do escopo das reivindicações caso incluam elementos estruturais que não diferenciem os mesmos da linguagem literal das reivindicações, ou caso incluam elementos estruturais equivalentes às diferenças não substanciais da linguagem literal das reivindicações.

Lista de Componentes 10 Turbina a vapor 12 Torre 14 Superfície de sustentação 16 Nacela 18 Rotor 20 Cubo giratório 22 Pá de rotor 24 Seção de raiz de pá 26 Seção de pá 28 Seção de pá 28 Segmento 30 Seção de pá 30 Segmento 32 Seção de pá 32 Segmento 34 Seção de pá 34 Segmento 36 Eixo geométrico longitudinal 36 Segmento de pá 38 Extremidade raiz 40 Extremidade de ponta 42 Lateral de pressão 44 Lateral de sucção 46 Borda anterior 48 Borda posterior 50 Amplitude 52 Fio 54 Porção de raiz 56 Tampa de longarina 58 Tampa de longarina 60 Extremidade exterior 62 Porção de ponta 64 Extremidade de longarina 66 Extremidade de longarina 68 Extremidade interior 70 Primeira seção lateral 72 Segunda seção lateral 74 Primeira seção lateral 76 Segunda seção lateral 78 Junta de extremidade de longarina 80 Tramas de cisalhamento 82 Componente 100 Prateleira interior 102 Carcaça externa 104 Material principal 106 Placas laminadas pré-curadas 108 Materiais de fibra 110 Material de resina 112 Direção de fibra 100A Primeira prateleira interior 100A Prateleira externa 100B Segunda prateleira interior 100B Prateleira externa 114 Superfície externa 116 Superfície interna 118 Direção no sentido do fio 200A Prateleira interior 200B Prateleira interior 200C Prateleira interior 200D Prateleira interior 202A Carcaça externa 202B Carcaça externa 204 Material principal 214 Superfície externa 216 Superfície interna 218 Superfície externa 220 Superfície interna 230 Primeira extremidade de junta 232 Segunda extremidade de junta 234 Primeira extremidade de junta 236 Segunda extremidade de junta 250 Costuras ou juntas de lateral de pressão e sucção 300 Prateleira interior 316 Superfície externa 316 Superfície interna 318 Superfície interna 318 Superfície externa 360 Estratos de tecido 362 Largura no sentido do fio 370 Extremidade interna 372 Extremidade externa 380 Tecidos não fiados 400 Pá de rotor 402 Carcaça externa 404 Raiz de pá 406 Ponta de pá 408 Extremidade de longarina 410 Prateleira interior 420 Linha de referência Reivindicações

Claims

1. PÁ DE ROTOR (22) PARA UMA TURBINA EÓLICA (10), caracterizada pelo fato de que a pá de rotor (22) compreende: uma carcaça (102) que forma uma película externa da pá de rotor (22), sendo que a carcaça (102) define uma curvatura no sentido do fio; uma tampa de longarina (56) que se estende no interior da carcaça (102) ao longo de uma direção no sentido da envergadura da pá de rotor (22), sendo que a tampa de longarina (56) é formada a partir de um conjunto de placas laminadas pré-curadas (106); e uma prateleira interior (100) posicionada diretamente entre a carcaça (102) e a tampa de longarina (56), sendo que a prateleira interior (100) inclui uma superfície externa (114) que se estende adjacente à carcaça (102) e uma superfície interna (116) oposta à superfície externa (114), sendo que a superfície externa (114) define um perfil curvado correspondente, de modo geral, a uma porção da curvatura no sentido do fio da carcaça (102), em que a superfície interna (116) define uma superfície plana ao longo da qual a tampa de longarina (56) se estende em uma direção no sentido do fio da pá de rotor (22), em que a prateleira interior (102) corresponde a um inserto pré-fabricado para a pá de rotor (22).

2. PÁ DE ROTOR (22), de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que as placas laminadas pré-curadas (106) são empilhadas umas sobre as outras diretamente na superfície interna (116) da prateleira interior (102).

3. PÁ DE ROTOR (22), de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que a prateleira interior (102) é formada a partir de um material de baixa densidade.

4. PÁ DE ROTOR (22), de acordo com a reivindicação 3, caracterizada pelo fato de que o material de baixa densidade corresponde a um material de espuma de baixa densidade.

5. PÁ DE ROTOR (22), de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que a superfície plana é definida pela superfície interna (116) da prateleira interior (102) que se estende, de modo geral, paralela à direção no sentido do fio da pá de rotor (22).

6. PÁ DE ROTOR, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que a tampa de longarina define um formato em corte transversal retangular.

7. PÁ DE ROTOR (22), de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que cada placa de lâmina pré-curada (106) forma uma única camada da tampa de longarina (56).

8. PÁ DE ROTOR (22), de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que as placas laminadas pré-curadas (106) correspondem às placas pultrudadas.

9. PÁ DE ROTOR (22), de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que a pá de rotor (22) corresponde a uma pá de rotor modular e em que a carcaça (102) corresponde a uma carcaça externa de um dentre uma seção de raiz de pá (24), um segmento de borda anterior (28) ou um segmento de borda posterior (30) da pá de rotor modular.