BR112014002047B1

BR112014002047B1 - rotor para uma turbina eólica e turbina eólica

Info

Publication number: BR112014002047B1
Application number: BR112014002047-7A
Authority: BR
Inventors: Luca Feigl; José Luis Román Mallada; Ricardo Lázaro
Original assignee: Ge Renewable Technologies Wind B.V.
Priority date: 2011-08-02
Filing date: 2012-08-01
Publication date: 2021-05-04
Also published as: BR112014002047A2; US20140127028A1; CN103717883A; CN103717883B; EP2554834B1; US9458822B2; BR112014002047A8; EP2554834A1; WO2013017623A1

Abstract

ROTOR PARA UMA TURBINA EÓLICA. A presente invenção refere-se a um cubo rotativo (410) dotado de pás (420) e um meio (100) para fixar uma parte (425) das pás (420) a uma parte (415) do cubo (410). O meio de fixação (100) compreende buchas (200) dentro das quais parafusos prisioneiros (300) correspondentes podem ser fixados. Pelo menos algumas das buchas (200) são providas com pelo menos uma extremidade de fixação (250) adaptada para conferir ao parafuso prisioneiro (300) um grau de rotação em relação à bucha (200). As buchas (200) podem incluir um membro de recepção interno (260) para receber uma extremidade (310) correspondente do parafuso prisioneiro (300). O membro de recepção (260) pode ser girado dentro da bucha (200) em torno de um eixo (y).

Description

CAMPO DA INVENÇÃO

[001] A presente invenção refere-se à conexão de pá e cubo em um rotor de turbina eólica. Mais particularmente, a presente invenção refere-se a um rotor para uma turbina eólica em que a dita pá e o dito cubo são conectados, tal como definido no preâmbulo da reivindicação 1. A presente invenção também se refere a uma turbina eólica, tal como definido no preâmbulo da reivindicação 5.

ANTECEDENTES DA INVENÇÃO

[002] Os rotores em turbinas eólicas são formados com peças que são expostas em operação a forças centrífugas intensas, forças de rotação, bem como outras forças, tais como a gravidade e aquelas que se originam da ação do vento nas pás. O cubo e as pás conectadas ao mesmo são expostos a forças intensas e, portanto, ficam intensamente tensionados, especialmente quando em uso. As forças intensas envolvidas nos rotores de turbinas eólicas são um problema sério que, na maioria dos casos, causam a falha de fadiga dos meios de fixação usados para a conexão das pás e do cubo. As peças em um rotor de turbina eólica, e em particular a conexão do cubo com a pá, devem ser, portanto, de construção pesada. Isto resulta em peças indesejavelmente pesadas, grandes e caras.

[003] Tal como é sabido, as pás de turbinas eólicas são unidas de maneira liberável, através de suas respectivas partes da raiz da pá, ao cubo do rotor através do uso de meios de fixação. Os meios de fixação compreendem uma pluralidade de buchas e parafusos prisioneiros correspondentes dispostos em uma parte do cubo e em uma parte da raiz da pá. Os parafusos prisioneiros são recebidos de maneira rosqueável nas buchas para a conexão liberável das pás ao cubo.

[004] A falha de fadiga dos parafusos prisioneiros em aplicações de turbina eólica é sabida, especificamente das suas extremidades de fixação. É sabido que tal falha é causada por resistências à flexão (forças radiais) e por resistência à tração (forças longitudinais ou axiais) que agem na conexão da pá com o cubo.

[005] Todas as forças que agem nas pás, isto é, ambas as forças axiais ao longo do eixo das pás e as forças de flexão ao eixo das pás, resultam em uma força de empuxo aplicada em cada parafuso prisioneiro. Uma vez que as pás são normalmente unidas ao cubo do rotor através de um rolamento por meio de parafusos e os parafusos das pás normalmente não correspondem coaxialmente àqueles do cubo, a dita força de empuxo causa uma força de flexão no conjunto. Tal força de flexão depende da força de empuxo acima mencionada e é uma força variável, tal que danos de fadiga por flexão adicional são causados aos parafusos prisioneiros.

[006] Tentativas de prover uma solução eficaz para acomodar as elevadas forças prejudiciais nas pás foram propostas no estado da técnica. Um exemplo é a provisão das extremidades das buchas com rolamentos esféricos, tal como indicado na patente US4773824. O rotor da turbina eólica mostrada nesse documento compreende um cubo rotativo que contém um número de pás e que meios de fixação para a conexão da pá ao cubo. Os meios de fixação compreendem hastes de conexão que têm extremidades opostas roscadas parafusadas em extremidades correspondentes das buchas. Entre a haste de conexão e a bucha é definido um espaço. As extremidades das buchas têm os respectivos rolamentos de copo que têm faces esféricas a fim de absorver as forças centrífugas das pás.

[007] Embora essa solução lide com o problema de absorção de forças centrífugas quando em uso, ela é realizada através da provisão de rolamentos que operam com bucha e parafuso prisioneiro como um todo. Portanto, não existe nenhuma provisão quanto a uma acomodação eficiente de elevadas resistências à flexão que agem no rotor da turbina eólica.

[008] A patente US2007065288 apresenta uma fixação liberável de uma parte da pá da turbina eólica a um cubo da turbina eólica por meio de buchas encaixadas na parte da pá. A rosca interna das buchas pode se estender por toda a extensão ou pelo menos uma parte da bucha não tem nenhuma rosca. Portanto, o parafuso prisioneiro introduzido na bucha e acoplado na rosca pode ser colocado sob tensão.

[009] Embora de acordo com esta solução a parte da pá possa ser conectada ao cubo independente das cargas cíclicas que agem na pá, no entanto, ela não enfrenta o problema de como devem ser absorvidas eficientemente as forças centrífugas das pás no cubo, em particular as resistências à flexão críticas que resultam das ditas forças que agem na conexão da pá com o cubo.

[0010] De modo geral, nas soluções da técnica anterior a rosca da bucha é substancialmente tão longa quanto a rosca do parafuso prisioneiro ou em alguns casos mais curta. Os comprimentos da rosca da bucha e do parafuso prisioneiro são substancialmente os mesmos, de tal maneira que uma conexão rígida da bucha com o parafuso prisioneiro é criada. Os parafusos prisioneiros são, portanto, retidos de encontro a qualquer direção de flexão e axial. Tal como aqui empregado, uma direção de flexão refere-se a qualquer direção onde os parafusos prisioneiros podem ser dobrados ou flexionados, tal como uma direção radial, uma direção tangencial, e outras ainda, em relação ao eixo do parafuso prisioneiro. Por outro lado, uma direção axial refere-se a uma direção substancialmente ao longo do eixo do parafuso prisioneiro.

[0011] Tais meios de fixação propiciam uma boa rigidez para as resistências à tração. No entanto, esses meios de fixação não provêm uma acomodação eficiente da resistência à flexão. Este é um grave inconveniente nas situações em que as resistências à flexão são mais elevadas do que as resistências à tração, especialmente quando tais resistências à flexão são aplicadas em tempos diferentes devido às rajadas de vento de alta velocidade combinadas com a rotação das próprias pás, resultando em danos de fadiga.

DESCRIÇÃO DA INVENÇÃO

[0012] A invenção provê um acoplamento não rígido para algumas peças de um rotor de turbina eólica, em particular para uma parte da pá e uma parte do cubo em um rotor de turbina eólica. Através do presente acoplamento não rígido, as elevadas forças centrífugas que agem no cubo, em particular as resistências à flexão resultantes, podem ser eficientemente acomodadas de tal maneira que os danos podem ser pelo menos reduzidos de maneira significativa.

[0013] Um rotor de turbina eólica típico compreende um cubo rotativo, um ou mais pares de pás dispostas em torno do cubo e um meio de fixação para unir ou conectar de maneira liberável uma parte (por exemplo, uma parte de extremidade) de uma pá a uma parte do cubo na turbina eólica.

[0014] Dentro da presente invenção, uma parte de uma pá deve ser compreendida como qualquer parte da pá, tal como uma parte de extremidade da pá, incluindo a raiz da pá. Uma parte da pá também pode até mesmo se referir a um extensor da raiz da pá caso este seja provido. Tal como é sabido, um extensor da raiz da pá é normalmente acoplado à raiz da pá e ao cubo e é usado para aumentar o diâmetro do rotor da turbina eólica para a produção de mais energia.

[0015] Os meios de fixação acima mencionados compreendem um número de buchas. As buchas são peças ocas, feitas normalmente de um metal tal como o aço, que são encaixadas na superfície da extremidade da raiz da pá. As buchas são adaptadas, isto é, dimensionadas e moldadas, para receber os parafusos prisioneiros correspondentes a ser fixados nas mesmas. Os parafusos prisioneiros são peças que também são feitas de um metal tal como o aço. De modo geral, o material da bucha tem a mesma resistência mecânica que aquela do parafuso prisioneiro.

[0016] Os parafusos prisioneiros podem ser, por exemplo, em que pelo menos uma extremidade das mesmas é roscada externamente de tal maneira que ela pode ser parafusada em uma extremidade internamente roscada da bucha correspondente.

[0017] Os parafusos prisioneiros são normalmente fixados com firmeza a uma parte do cubo tal como através de meios de parafuso ou algo do gênero.

[0018] No entanto, outras realizações tecnicamente equivalentes dos meios de fixação são concebíveis, tais como, por exemplo, aquelas em que os parafusos prisioneiros são embutidos na superfície da extremidade da raiz da pá e as buchas são embutidas em uma parte do cubo do rotor da turbina eólica.

[0019] De acordo com o presente rotor de turbina eólica, pelo menos algumas das buchas são providas com pelo menos uma extremidade de fixação que é adaptada para conferir ao parafuso prisioneiro um grau de rotação em relação à bucha na qual é fixado. Dentro do significado da invenção, um grau de rotação deve ser interpretado como o deslocamento angular da ordem de uma fração de um grau.

[0020] Esse grau de rotação que o parafuso prisioneiro pode executar sob a resistência à flexão resulta em um acoplamento não rígido da parte da pá à parte do cubo que pode acomodar eficientemente as elevadas forças centrífugas que agem no cubo e que pelo menos reduzem, portanto, os danos ao rotor da turbina eólica e mais em particular à junção parafusada das pás com o cubo.

[0021] Em algumas realizações do presente rotor de turbina eólica, pelo menos uma extremidade de fixação da bucha pode compreender um membro de recepção interno. Esse membro de recepção interno é adaptado para receber apropriadamente uma extremidade correspondente do parafuso prisioneiro. O membro de recepção interno é provido dentro da bucha e pode ser formado integralmente com a bucha. O membro de recepção interno pode ser provido com um furo passante que tem uma rosca interna adaptada para receber de maneira rosqueável uma extremidade roscada correspondente do parafuso prisioneiro.

[0022] O membro de recepção interno pode ser, por exemplo, um membro de porca. Esse membro de porca pode ser apropriadamente adaptado para ser girado dentro da bucha, isto é, pode ser movido angularmente em torno de um eixo que é substancialmente perpendicular ao eixo longitudinal da bucha. Portanto, quando o parafuso prisioneiro é parafusado na bucha correspondente, o conjunto do membro de porca e do parafuso prisioneiro pode ser ligeiramente girado em torno do dito eixo substancialmente perpendicular ao eixo longitudinal da bucha. O ligeiro movimento angular do conjunto do membro de porca e do parafuso prisioneiro em relação à bucha resulta em uma absorção eficiente da resistência à flexão pelo meio de fixação.

[0023] Uma extensão da extremidade de fixação da bucha pode ser provida com uma rosca interna para receber de maneira rosqueável uma rosca externa formada em uma extensão do parafuso prisioneiro correspondente. É preferível que o comprimento da rosca da bucha seja maior do que o comprimento da rosca do parafuso prisioneiro. Isto reduz a concentração de tensão nas roscas enquanto provê uma boa resistência axial. Isto contrasta com as conexões do cubo com a pá da técnica anterior em que o comprimento da rosca da bucha é mais curto do que o comprimento da rosca do parafuso prisioneiro.

[0024] Para as finalidades da presente invenção, é preferível que o comprimento da rosca da bucha seja maior do que ou igual a 0,8 vez o diâmetro métrico da rosca do parafuso prisioneiro e maior do que 2 vezes o diâmetro métrico da rosca do parafuso prisioneiro. Essa razão entre o comprimento métrico da rosca da bucha e o diâmetro métrico da rosca do parafuso prisioneiro é uma razão ideal propicia a menor restrição do parafuso prisioneiro. No entanto, em uma modalidade ainda mais preferida do rotor de turbina eólica, a rosca da bucha é maior do que ou igual a 0,8 vez o diâmetro métrico da rosca do parafuso prisioneiro e maior do que 1,5 vez o diâmetro métrico da rosca do parafuso prisioneiro.

[0025] A razão acima pode se referir alternativamente a uma extensão comum da rosca da bucha-parafuso prisioneiro. Uma extensão comum da rosca da bucha-parafuso prisioneiro pode ser definida como o comprimento do contato das roscas da bucha e do parafuso prisioneiro parafusado na mesma. O dito comprimento comum da rosca depende do material da parte da pá e da parte do cubo.

[0026] Em realizações preferidas, a rosca interna da bucha pode ser completamente circundada pela rosca externa do parafuso prisioneiro quando o parafuso prisioneiro é embutido de modo operativo no cubo e a rosca externa do parafuso prisioneiro é centrada mais particularmente longitudinalmente em relação à rosca interna da bucha quando o parafuso prisioneiro é embutido de modo operativo no cubo. Essas posições relativas das roscas da bucha e do parafuso prisioneiro permitem pelo menos reduzir a acumulação de tensão nas extremidades das roscas do parafuso prisioneiro.

[0027] De acordo com a presente invenção, é preferível que o comprimento comum da rosca seja maior do que ou igual a 0,8 vez o diâmetro métrico da rosca do parafuso prisioneiro e maior do que 2 vezes o diâmetro métrico da rosca do parafuso prisioneiro. Isto contrasta outra vez com as conexões da bucha com o parafuso prisioneiro da técnica anterior onde o comprimento comum da rosca, o comprimento da rosca da bucha e o comprimento da rosca do parafuso prisioneiro são substancialmente os mesmos.

[0028] A provisão das buchas que têm pelo menos uma extremidade de fixação adaptada para conferir ao parafuso prisioneiro um determinado grau de rotação provê um acoplamento não rígido. Foi provado que o acoplamento não rígido é muito eficaz na acomodação das elevadas forças centrífugas das pás no cubo, em particular as resistências à flexão resultantes das ditas forças. Essa solução não rígida ajuda a reduzir de maneira significativa a fatiga da resistência à flexão até mesmo nos casos em que os danos causados pela resistência à flexão podem alcançar até 80% dos danos de fadiga totais.

[0029] Os momentos de flexão transmitidos à rosca do parafuso prisioneiro são consequentemente altamente reduzidos de uma maneira que os parafusos prisioneiros trabalham principalmente sob tração. Isto resulta no fato que o rotor da turbina eólica pode ser provido com parafusos prisioneiros que têm um diâmetro menor, o que resulta em uma diminuição no custo da pá, do sistema de passo e do cubo.

[0030] Aqui também é provida uma turbina eólica que compreende uma barquinha suportada por uma torre, e um rotor que tem um cubo rotativo, pelo menos um par de pás dispostas em torno do dito cubo e um meio de fixação para unir uma parte das pás a uma parte do cubo tal como descrito acima.

[0031] Objetos, vantagens e características adicionais das realizações da invenção tornar-se-ão aparentes aos técnicos no assunto com o exame da descrição, ou podem ser aprendidos pela prática da invenção.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

[0032] As realizações particulares da presente invenção serão descritas a seguir por exemplos não limitadores, com referência aos desenhos anexos, nos quais: - a Figura 1 é uma vista fragmentada secional de uma parte de extremidade de uma bucha em que uma extremidade do parafuso prisioneiro é inserida de acordo com um rotor de turbina eólica comum do estado da técnica; - a Figura 2 é uma vista fragmentada secional de uma parte de extremidade de uma bucha em que uma extremidade do parafuso prisioneiro é inserida de acordo com uma primeira realização da invenção; - as Figuras 3, 4 e 5 são vistas fragmentadas secionais de uma parte de extremidade de uma bucha em que uma extremidade do parafuso prisioneiro é inserida de acordo com uma segunda realização da invenção; - a Figura 6 é uma vista fragmentada de uma parte de uma realização do rotor de turbina eólica da presente invenção; - a Figura 7 é uma vista detalhada de uma parte ampliada da Figura 6; e - a Figura 8 é uma vista em elevação da parte de um rotor de turbina eólica.

DESCRIÇÃO DE REALIZAÇÕES DA INVENÇÃO

[0033] Um exemplo do rotor para uma turbina eólica comum foi indicado como um todo em 400 nas Figuras 6 a 8 dos desenhos. O rotor 400 compreende principalmente um cubo rotativo 410 que contém um número de pás 420. Na realização particular na Figura 8, o rotor tem três pás 420 unidas ao cubo 410.

[0034] Na descrição a seguir, é feita referência em geral à conexão entre uma parte da pá 425 e uma parte do cubo 415 no rotor de turbina eólica 400. As partes da pá e do cubo 425, 415 devem ser interpretadas de modo amplo. Dentro do significado da presente invenção, a parte da pá 425 pode ser qualquer parte da pá 420 no rotor de turbina 400 do vento. Por exemplo, a parte 425 da pá pode ser qualquer parte de extremidade da pá 420, tal como a raiz da pá tal como mostrado nos exemplos das figuras. A parte da pá 425 também pode se referir a qualquer elemento associado com a pá 420, tal como um extensor da pá. Os extensores de pá são normalmente acoplados às raízes da pá para aumentar o diâmetro da pá. A parte da pá 425 também pode ainda se referir a um trilho, por exemplo, um trilho interno provido no rolamento 500 provido na parte de conexão da pá com o cubo tal como mostrado na Figura 6. Por outro lado, o termo parte do cubo 415 pode se referir, dentro do significado da presente invenção, a qualquer parte do cubo 410 bem como a qualquer elemento associado com o cubo 410, tal como um trilho correspondente, por exemplo, um trilho externo, no dito rolamento 500 na parte de conexão da pá com o cubo.

[0035] Uma parte de extremidade 425 das pás 420 é conectada de maneira liberável a uma parte 415 do cubo 410 tal como mostrado na Figura 8. Isto é realizado pelo meio de fixação 100. A Figura 1 ilustra um exemplo do meio de fixação 100 do estado da técnica. O meio de fixação 100 na Figura 1 compreende um número de buchas 200 (somente uma mostrado nas Figuras 1 a 5). As buchas 200 são corpos alongados de metal que são dispostos ao longo da superfície da parte da pá 425 tal como mostrado nas Figuras 6 e 7. Mais particularmente, as buchas 200 estão embutidas entre um número de camadas no laminado da parte da pá 425, ao passo que a pá 420 é normalmente feita de compósitos reforçados com fibras. As buchas 200 têm um interior oco 210 em que pelo menos uma extremidade das mesmas é provida com uma rosca interna da bucha que tem um comprimento determinado Lb.

[0036] O interior 210 da cavidade da bucha é adaptado para receber um parafuso ou um parafuso prisioneiro roscado 300 correspondente. Os parafusos prisioneiros 300 são peças alongadas de metal que têm pelo menos uma extremidade 310 com uma rosca externa do parafuso prisioneiro que tem um comprimento determinado Ls, tal como mostrado nas Figuras 1 e 2 dos desenhos.

[0037] Embora as buchas de metal 200 e os parafusos prisioneiros 300 sejam usados nas realizações apresentadas, buchas não metálicas, por exemplo, feitas de polímeros de alta resistência ou de compostos de polímeros, poderiam ser naturalmente usadas tal como necessário. Ainda em algumas realizações, as buchas metálicas e não metálicas 200 e os parafusos prisioneiros 300 podem ser usados.

[0038] Em uso, tal como mostrado na Figura 6, os parafusos prisioneiros 300 são parafusados nas buchas 200 correspondentes que são providas na parte da pá 425. Sob nenhuma resistência à flexão significativa, os parafusos prisioneiros 300 são dispostos substancialmente coaxiais com as buchas 200, isto é, com os seus eixos longitudinais x correspondentes, combinando substancialmente entre si.

[0039] Tal como mostrado na Figura 1, a solução rígida do estado da técnica para o meio de fixação 100 na conexão da pá com o cubo compreende o dito arranjo da bucha e do parafuso prisioneiro em que o comprimento da rosca da bucha Lb e o comprimento da rosca do parafuso prisioneiro Ls são substancialmente o mesmo (vide a Figura 1).

[0040] Na realização da invenção mostrada na Figura 2 dos desenhos, o meio de fixação 100 tem substancialmente a mesma configuração estrutural com a provisão das buchas 200 (somente uma é mostrada). As buchas 200 são peças ocas alongadas feitas de um metal tal como o aço e ligadas na superfície de extremidade da parte da pá 425 tal como a raiz da pá em uma pá 410 do rotor de turbina eólica 400. Cada uma das buchas 200 tem um interior oco 210 com uma rosca interna da bucha com um comprimento determinado Lb. O interior 210 da cavidade da bucha na modalidade mostrada na Figura 2 também é adaptado para receber um parafuso prisioneiro 300 correspondente a ser fixado na mesma.

[0041] Os parafusos prisioneiros 300 são peças alongadas ligadas em uma parte 425 do cubo 420. Os parafusos prisioneiros 300 têm pelo menos uma extremidade 310 com uma rosca externa do parafuso prisioneiro que tem um comprimento determinado Ls. Os parafusos prisioneiros 300 podem ser feitos de metal e em geral o material da bucha 200 pode ter a mesma resistência que aquela do parafuso prisioneiro 300.

[0042] Tal como mostrado na Figura 2, a realização do meio de fixação 100 provê um arranjo de bucha - parafuso prisioneiro em que o comprimento da rosca da bucha Lb é diferente do comprimento da rosca do parafuso prisioneiro Ls. Mais particularmente, o comprimento da rosca da bucha Lb é maior do que o comprimento da rosca do parafuso prisioneiro Ls tal como mostrado na dita Figura 2 dos desenhos.

[0043] Na realização mostrada na Figura 2, o comprimento da rosca da bucha Lb é substancialmente maior do que ou igual a 0,8 vez o diâmetro métrico do parafuso prisioneiro ds e mais curto do que 1,5 vez o diâmetro métrico da rosca do parafuso prisioneiro ds. A faixa acima [0,8 ds < Lb < 1,5 ds] para o comprimento da rosca da bucha Lb é uma razão ideal para uma força axial eficiente e boa absorção da resistência à flexão. Em alguns casos, o comprimento da rosca da bucha Lb pode ser até 2 vezes maior do que o diâmetro métrico da rosca do parafuso prisioneiro ds.

[0044] O comprimento comum da rosca da bucha-parafuso prisioneiro é a extensão de contato das roscas da bucha 200 e do parafuso prisioneiro 300 parafusado na mesma. Tal como mostrado na Figura 2, o comprimento da rosca do parafuso prisioneiro Ls (e em alguns casos o comprimento da rosca da bucha Ls também) é mais curto do que aquele do meio de fixação 100 da técnica anterior mostrado na Figura 1. Portanto, o comprimento comum da rosca da bucha-parafuso prisioneiro na modalidade mostrada na Figura 2 também é mais curto do que aquele do meio de fixação 100 da técnica anterior mostrado na Figura 1.

[0045] Como resultado da configuração na realização mostrada na Figura 2, as buchas 200 têm pelo menos uma extremidade de fixação 250 que é apropriada para conferir ao parafuso prisioneiro 300 um determinado grau de rotação em relação à bucha 200 na qual é fixado. O fato que o parafuso prisioneiro 300 pode ser ligeiramente movido angularmente dentro da bucha e em relação a ela resulta em um acoplamento não rígido da parte da pá 425 à parte do cubo 415. Tal meio de fixação não rígido 100 pode acomodar vantajosamente as elevadas forças centrífugas que agem no cubo 410 do rotor de turbina eólica 400.

[0046] Na realização alternativa mostrada nas Figuras 3 e 4, a extremidade de fixação 250 da bucha 200 é provida com um membro de recepção interno. O membro de recepção interno na realização mostrada nas Figuras 3 e 4 dos desenhos é um membro de porca 260. O membro de porca 260 tem um furo roscado adaptado para receber de maneira rosqueável uma extremidade roscada 310 correspondente do parafuso prisioneiro 300. O membro de porca 260 é embutido em uma parte ampliada 220 formada no interior oco 210 da bucha 200 tal como mostrado na Figura 4. A parte ampliada 220 é moldada de tal maneira que o membro de porca 260 embutido na mesma não pode ser deslocado ao longo do eixo longitudinal x da bucha 200. Portanto, o parafuso prisioneiro 300 que é parafusado no membro de porca 260 através da extremidade roscada 310 não pode ser deslocado axialmente. O membro de porca 260 só pode ser girado ligeiramente dentro da bucha 200 e em relação à mesma. O movimento de rotação do membro de porca 260 e o parafuso prisioneiro 300 parafusado no mesmo é limitado desse modo pelas paredes internas da bucha 200. Só é permitido, portanto, um deslocamento radial da ordem de alguns milímetros. Devido à tolerância radial ou abertura resultante das diferenças do diâmetro entre a superfície externa do parafuso prisioneiro 300 e a superfície interna da bucha 200, uma conexão articulada que resulta em um acoplamento não rígido é vantajosamente provida, através da qual as resistências à flexão, isto é, as tensões radiais, podem ser eficientemente acomodadas, especialmente durante a operação da turbina eólica.

[0047] Mais especificamente, o membro de porca 260 pode ser girado ligeiramente, junto com o parafuso prisioneiro 300 parafusado no mesmo através de sua extremidade roscada 310, em torno de um eixo y que é substancialmente perpendicular ao desenho e substancialmente perpendicular ao eixo longitudinal x da bucha 200, tal como mostrado nas Figuras 3 e 4. Nessas modalidades alternativas mostradas nas Figuras 3 e 4, é preferível que a parte realizações do membro de porca 260 seja esférica para a finalidade de facilitar o seu movimento radial dentro da bucha 200.

[0048] Na realização particular da Figura 4, um meio de mola é provido na extremidade de fixação 250 da bucha 200. Nesta realização, o meio de mola compreende um elemento de elastômero 270. O elemento de elastômero 270 é encaixado entre o exterior do comprimento do membro de porca260 e pelo menos uma extensão das paredes internas da parte ampliada 220 no interior oco 210 da bucha 200. O elemento de elastômero 270 impele o membro de porca 260 enquanto ele é girado com o parafuso prisioneiro 300 em relação à bucha 200.

[0049] A Figura 5 mostra uma realização adicional da invenção. Nesta realização particular, a bucha 200 também é adaptada para conferir ao parafuso prisioneiro 300 um determinado grau de rotação em torno do eixo y. As paredes internas da bucha 200 estendem-se na região da extremidade de fixação 250 nas respectivas partes da parede mais finas 280 que são um tanto flexíveis. As partes das paredes mais finas 280 estendem-se por sua vez para dentro rumo à bucha 200 para formar o membro de porca interno 260. De acordo com esta configuração, o membro de porca interno 260 é integral com a bucha 200 e é provido com um furo roscado 290 para receber uma extremidade roscada 310 correspondente do parafuso prisioneiro 300. Tal como nas realizações precedentes, o membro de porca 260 pode ser ligeiramente girado com o parafuso prisioneiro 300 parafusado no mesmo em torno do eixo y no interior oco 210 da bucha 200. Uma vez que o membro de porca interno 260 é formado integralmente com a bucha 200, o parafuso prisioneiro 300 que é parafusado no membro de porca 260 não pode ser deslocado axialmente, isto é, ao longo do eixo x. O movimento de rotação do membro de porca 260 e do parafuso prisioneiro 300 da porca parafusada no mesmo em torno do eixo y é limitado pelas paredes internas da bucha 200. Portanto, somente um deslocamento radial da ordem de alguns milímetros é permitido tal como nas outras modalidades.

[0050] Embora somente um número de realizações particulares e exemplos do presente rotor de turbina eólica sejam aqui apresentados, deve ser compreendido pelos técnicos no assunto que outras realizações e/ou usos alternativos assim como realizações e equivalentes óbvios dos mesmos são possíveis. Por exemplo, na presente realização as buchas 200 são mostradas dispostas em uma parte da pá 425 e os parafusos prisioneiros 300 são mostrados dispostos em uma parte 415 do cubo 410. No entanto, poderia ser possível ter as buchas 200 dispostas na parte do cubo 415 e os parafusos prisioneiros 300 dispostos na parte da pá 425, caso requerido.

[0051] A presente invenção cobre todas as combinações possíveis das realizações particulares descritas. Desse modo, o escopo da presente invenção não deve ser limitado por realizações particulares, mas deve ser determinado somente por uma leitura clara das reivindicações a seguir.

Claims

1. ROTOR (400) PARA UMA TURBINA EÓLICA, em que o rotor (400) compreende um cubo rotativo (410), pelo menos um par de pás (420) dispostas em torno do cubo (410), e um meio de fixação (100) para unir uma parte (425) das pás (420) a uma parte (415) do cubo (410), em que o meio de fixação (100) compreende um número de buchas (200) dentro das quais parafusos prisioneiros (300) correspondentes podem ser fixados, pelo menos algumas das buchas (200) providas com pelo menos uma extremidade de fixação (250) que é adaptada para conferir ao parafuso prisioneiro (300) um grau de rotação em relação à bucha (200) em que é fixado; caracterizado pela extremidade de fixação (250) da bucha (200) compreender um membro de recepção interno (260) adaptado para receber uma extremidade (310) correspondente do parafuso prisioneiro (300), em que o membro de recepção (260) também é adaptado para ser girado no interior (210) da bucha (200) em torno de um eixo (y) perpendicular ao eixo longitudinal (x) da bucha (200).

2. ROTOR (400), de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo membro de recepção (260) ser integralmente formado com a bucha (200).

3. ROTOR (400), de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 2, caracterizado por um meio de mola (270) ser provido entre o exterior do membro de porca (260) e pelo menos uma extensão das paredes internas da bucha (200).

4. ROTOR (400), de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, caracterizado por uma extensão da extremidade de fixação (250) da bucha (200) ser provida com uma rosca interna para receber uma rosca externa do parafuso prisioneiro (300) correspondente, em que o comprimento da rosca da bucha (Lb) é maior do que o comprimento da rosca do parafuso prisioneiro (Ls).

5. ROTOR (400), de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4, caracterizado pelo comprimento da rosca do parafuso prisioneiro (Ls) ser maior do que ou igual a 0,8 vez o diâmetro métrico da rosca (ds) do parafuso prisioneiro (300) e maior do que 2 vezes o diâmetro métrico da rosca (ds) do parafuso prisioneiro (300).

6. ROTOR (400), de acordo com qualquer uma das reivindicações 4 a 5, caracterizado pela rosca interna da bucha (200) ser completamente circundada pela rosca externa do parafuso prisioneiro (300) quando o parafuso prisioneiro é encaixado de modo operativo no cubo.

7. ROTOR (400), de acordo com qualquer uma das reivindicações 4 a 6, caracterizado pela rosca externa do parafuso prisioneiro (300) ser centrada longitudinalmente em relação à rosca interna da bucha (200) quando o parafuso prisioneiro é encaixado de modo operativo no cubo.

8. TURBINA EÓLICA, que compreende uma barquinha suportada por uma torre e um rotor (400), em que o rotor (400) tem um cubo rotativo (410) e pelo menos um par de pás (420) dispostas em torno do cubo (410), caracterizada por compreender adicionalmente um meio de fixação (100) para unir uma parte (425) das pás (420) a uma parte (415) do cubo (410) do rotor (400), conforme definido em qualquer uma das reivindicações 1 a 7.