BR112020002798A2 - pá de rotor de instalação de energia eólica, e, sistema de proteção contra raios de pá de rotor de instalação de energia eólica. - Google Patents
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Abstract
A invenção se refere a uma pá de rotor de instalação de energia eólica (200) compreendendo um sistema de proteção contra raios (300). O sistema de proteção contra raios (300) tem pelo menos um receptor (320), um condutor de proteção contra raios (310) e um elemento adicional (250). Uma seção do condutor de proteção contra raios (310) fica em contato elétrico com o elemento adicional (250) por meio de uma unidade de conexão (400). A unidade de conexão (400) tem um parafuso (420) com um colar (421), bem como uma porca (410) com uma rosca interna (413) e um colar (411). A porca (410) e o parafuso (420) podem ser aparafusados um ao outro.
Description
[001] A presente invenção se refere a uma pá de rotor de instalação de energia eólica e um sistema de proteção contra raios para uma pá de rotor de instalação de energia eólica.
[002] Toda instalação de energia eólica deve ter um sistema de proteção contra raios a fim de obter uma licença de operação correspondente. O sistema de proteção contra raios tipicamente tem uma pluralidade de receptores de raio que são eletricamente conectados a um condutor de proteção contra raios ou cabo de proteção contra raios. O condutor de proteção contra raios passa através da pá de rotor para a raiz da pá de rotor e pode então entrar em contato com o sistema de proteção contra raios adicional da instalação de energia eólica.
[003] O contato elétrico confiável do sistema de proteção contra raios por meio de vários componentes é essencial para operação da instalação de energia eólica.
[004] O sistema de proteção contra raios de uma pá de rotor de instalação de energia eólica tipicamente tem uma pluralidade de meios de contato de passagem, por meio dos quais vários componentes do sistema de proteção contra raios podem ser postos em contato uns com os outros.
[005] No pedido de patente alemão cuja prioridade é reivindicada, o Escritório de Marcas e Patentes Alemão pesquisou os seguintes documentos: DE 20 2010 013 535 U1, US 2010/0090472 A1 e US 2013/0195661 A1.
[006] O objetivo da presente invenção é prover uma pá de rotor de instalação de energia eólica que tem meios de contato de passagem melhorados ou que tem opções de contato de passagem melhoradas.
[007] Esse objetivo é alcançado por uma pá de rotor de instalação de energia eólica de acordo com a reivindicação 1 e por um sistema de proteção contra raios de acordo com a reivindicação 5.
[008] Dessa forma, é provida uma pá de rotor de instalação de energia eólica compreendendo um sistema de proteção contra raios. O sistema de proteção contra raios tem pelo menos um receptor e um cabo de proteção contra raios e pelo menos uma unidade de conexão para conectar duas porções de um condutor de proteção contra raios. A unidade de conexão representa um meio de contato vazado e tem um parafuso tendo um colar grande. Além do mais, a unidade de conexão tem uma porca tendo um colar grande e uma rosca fêmea.
[009] O parafuso e a porca compreendem cada qual um material condutor, por exemplo, metal tipo alumínio, cobre ou latão ou ligas dos mesmos a fim de conectar duas porções de um condutor de proteção contra raios entre si. Em virtude do fato de que tanto o parafuso quanto também a porca terem cada qual um colar grande, ambos têm uma grande área de contato, as duas porções do sistema de proteção contra raios que devem ser conectadas, por meio disso permitindo um bom contato elétrico.
[0010] Além disso, a rosca fêmea da porca e a rosca macho do parafuso permitem que o parafuso e a porca possam ser fixamente conectados entre si e, dessa forma, os elementos do sistema de proteção contra raios, que devem ser conectados, podem também ser fixamente conectados entre si.
[0011] Em virtude da configuração simples da porca e do parafuso, isto permite uma maneira possível efetiva e barata de conectar diversos elementos do sistema de proteção contra raios. Esta construção é de uma configuração simples e é vantajosa de fabricar e pode, entretanto, dissipar altas correntes de raio sem formar centelha. Além disso, o desgaste é reduzido.
[0012] De acordo com um aspecto da presente invenção, o parafuso tem uma perfuração oca. Por meio de um parafuso e uma porca autoatarrachante é possível, por exemplo, prender um terminal de cabo no parafuso de contato. O parafuso com a porca autoatarrachante produz uma conexão segura entre o terminal de cabo e o parafuso dos meios de contato de passagem e adicionalmente assegura que o conector de contato não possa se soltar.
[0013] Além do mais, a rosca possibilita alcançar a pressão de contato exigida entre os vários componentes do sistema de proteção contra raios.
[0014] De acordo com um aspecto da presente invenção, a porca representa uma porca autoatarrachante.
[0015] Vantagens e modalidades a título de exemplo da invenção são descritas a seguir com referência aos desenhos.
[0016] A Figura 1 mostra uma vista diagramática de uma instalação de energia eólica de acordo com a invenção, a Figura 2A mostra uma vista diagramática de uma pá de rotor de instalação de energia eólica, a Figura 2B mostra uma vista seccional diagramática da pá de rotor de instalação de energia eólica, e as Figuras 3A-3F mostram, cada uma, várias vistas da unidade de conexão de acordo com a invenção.
[0017] A Figura 1 mostra uma vista diagramática de uma instalação de energia eólica de acordo com a invenção. A Figura 1 mostra uma instalação de energia eólica 100 compreendendo uma torre 102 e uma cápsula
104. Um rotor 106 tendo três pás de rotor 200 e um cone do nariz 110 é arranjado na cápsula 104. Em operação, o vento aciona a rotação do rotor 106 e, por meio disso, aciona um gerador na cápsula 104.
[0018] A Figura 2A mostra uma vista diagramática de uma pá de rotor de instalação de energia eólica e a Figura 2B mostra uma vista seccional diagramática da pá de rotor de instalação de energia eólica. A pá de rotor 200 tem uma ponta da pá de rotor 210, uma raiz da pá de rotor 220 e um revestimento da pá de rotor 230 que é composto, por exemplo, por duas porções de meia casca interconectadas. A pá de rotor 200 tem um sistema de proteção contra raios 300 que tem pelo menos um receptor 320, um condutor de proteção contra raios 310 e um anel de dissipação 240 externamente na região da raiz da pá de rotor. Uma unidade de conexão 400 é provida entre o condutor de proteção contra raios 310 e o anel de dissipação 240. A unidade de conexão 400, dessa forma, conecta elétrica e mecanicamente uma primeira porção do sistema de proteção contra raios como, por exemplo, o condutor de proteção contra raios 310 a uma segunda parte do sistema de proteção contra raios 240.
[0019] As Figuras 3A – 3F mostram, cada uma, várias vistas da unidade de conexão de acordo com a invenção. A unidade de conexão 400 tem um parafuso 420 e uma porca 410 que pode ser aparafusada no parafuso
420. Vários componentes do sistema de proteção contra raios podem ser elétrica e mecanicamente conectados entre si por meio da unidade de conexão
400. Por meio da unidade de conexão de acordo com a invenção, é também possível que várias porções e elementos do sistema de proteção contra raios entrem em contato elétrico umas com as outras por meio de porções não condutoras da pá de rotor.
[0020] A porca 410 tem um colar 411 com furos 414 e uma porção alongada 412 tendo uma perfuração e uma rosca fêmea 413. O parafuso 420 tem um colar 421 tendo pelo menos dois furos 424 e uma porção alongada 422 e opcionalmente uma perfuração 423 (uma perfuração oca). Além do mais, uma rosca macho é provida na região da porção alongada 422. A porca 410 pode dessa forma ser aparafusada no parafuso 420 e de uma maneira que vários elementos do sistema de proteção contra raios possam ser seguramente conectados entre si.
[0021] O diâmetro externo dos colares 411, 421 pode ser entre 20 a 60 mm, preferivelmente cerca de 40 mm. O diâmetro externo da porção 412 pode ser entre 15 e 20 mm, preferivelmente cerca de 18 mm. A porção 422 pode ter uma rosca macho M14 – M18, preferivelmente uma rosca M16. A porção 411 pode ter uma rosca fêmea correspondente.
[0022] O relacionamento entre o diâmetro externo dos colares 411, 421 e o diâmetro externo da porção 412 é preferivelmente pelo menos 2 e em particular maior que 3.
[0023] Assim, é provida uma pá de rotor de instalação de energia eólica tendo melhor proteção contra raio. Uma corrente de raio pode ser conduzida de forma confiável e efetiva para fora entre várias porções do sistema de proteção contra raios sem que nesse caso resulte em centelhamento no cabo. Isso é possível em particular em virtude das grandes seções transversais e das áreas de contato dos colares da porca e do parafuso. A unidade de conexão 400 dessa forma tem um parafuso e uma porca autoatarrachante.
[0024] Com a unidade de conexão de acordo com a invenção, é possível permitir que uma conexão seja feita entre vários elementos do sistema de proteção contra raios por um material não condutor.
Claims (5)
1. Pá de rotor de instalação de energia eólica (200), caracterizada pelo fato de que compreende: um sistema de proteção contra raios (300) que tem pelo menos um receptor (320), um condutor de proteção contra raios (310) e um elemento adicional (250), em que uma porção do condutor de proteção contra raios (310) fica em contato elétrico com o elemento adicional (250) por uma unidade de conexão (400), em que a unidade de conexão (400) tem um parafuso (420) com um colar (421) bem como uma porca (410) com uma rosca fêmea (413) e um colar (411), em que a porca (410) e o parafuso (420) podem ser aparafusados um ao outro.
2. Pá de rotor de instalação de energia eólica (200) de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que: o parafuso (420) tem uma perfuração passante (423).
3. Pá de rotor de instalação de energia eólica (200) de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizada pelo fato de que: o colar (421) do parafuso (420) e o colar (411) da porca (410) são dispostos em lados mutuamente opostos da unidade de conexão (400) quando o parafuso (420) é aparafusado na rosca fêmea (413) da porca (410).
4. Pá de rotor de instalação de energia eólica (200) de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, caracterizada pelo fato de que o relacionamento entre um diâmetro externo dos colares (411, 421) e um diâmetro externo de uma porção (412) da porca (410) é pelo menos 2 e em particular é maior que 3.
5. Sistema de proteção contra raios de pá de rotor de instalação de energia eólica (300), caracterizado pelo fato de que compreende: pelo menos um receptor (320), um condutor de proteção contra raios (310) e um elemento adicional (250), em que uma porção do condutor de proteção contra raios (310) fica em contato elétrico com o elemento adicional (250) por uma unidade de conexão (400), em que a unidade de conexão (400) tem um parafuso (420) tendo um colar (421) e uma porca (410) tendo uma rosca fêmea (413) e um colar (411), em que a porca (410) e o parafuso (420) podem ser aparafusados um ao outro.
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