BR112020009468A2 - pá de rotor, rotor para uma instalação de energia eólica, instalação de energia eólica, e, métodos para produzir uma pá de rotor, para conectar uma pá de rotor a um cubo de rotor e para reparar um rotor de uma instalação de energia eólica - Google Patents
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Abstract
A invenção se refere a uma pá de rotor para uma instalação de energia eólica, a um rotor para uma instalação de energia eólica, a uma instalação de energia eólica, a um método para produzir uma pá de rotor, a um método para conectar uma pá de rotor a um cubo de rotor e a um método para reparar um rotor de uma instalação de energia eólica. A pá de rotor tem uma interface de conexão, e a interface de conexão tem pelo menos um recorte para receber um elemento de tensão para conectar a pá de rotor a um elemento adicional de uma instalação de energia eólica, em que a superfície circunferencial externa do recorte é feita de um material de conexão e tem uma rosca interna.
Description
1 / 16 PÁ DE ROTOR, ROTOR PARA UMA INSTALAÇÃO DE ENERGIA EÓLICA, INSTALAÇÃO DE ENERGIA EÓLICA, E, MÉTODOS PARA PRODUZIR UMA PÁ DE ROTOR, PARA CONECTAR UMA PÁ DE
[001] A invenção se refere a uma pá de rotor para uma instalação de energia eólica, a um rotor para uma instalação de energia eólica, a uma instalação de energia eólica, a um método para produzir uma pá de rotor, a um método para conectar uma pá de rotor a um cubo de rotor e a um método para reparar um rotor de uma instalação de energia eólica.
[002] Para a fixação de pás de rotor ao cubo de pás de rotor de instalações de energia eólica, ou também para a fixação de segmentos de pá de rotor entre si, existem várias soluções, como descrito, por exemplo, em WO 2013/083451 A1, DE 197 33 372, DE 103 24 166, DE 199 62 989, DE 10 2006 022 279, DE 10 2011 088 025, DE 10 2014 206 670, DE 10 2015 120 113, DE 10 2016 110 551, DE 102 01 726, DE 10 2014 205 195 ou DE 10 2014 220 249.
[003] Altas exigências em termos de confiabilidade são colocadas às conexões, enquanto a produção e a montagem simples e baratas são desejadas ao mesmo tempo.
[004] O Escritório de Patentes e Marcas Alemão pesquisou ainda a seguinte técnica anterior no pedido prioritário relacionado ao presente pedido: DE 10 2015 212 906 A1, DE 10 2014 018 280 A1, DE 10 2011 050 966 A1, DE 10 2015 007 977 A1.
[005] Por conseguinte, é um objetivo da presente invenção o de prover uma pá de rotor para uma instalação de energia eólica, um rotor para uma instalação de energia eólica, uma instalação de energia eólica, um método para produzir uma pá de rotor, um método para conectar uma pá de rotor a um cubo de rotor e um método para reparar um rotor de uma
2 / 16 instalação de energia eólica, que sejam melhorados com relação às soluções existentes. Em particular, é um objetivo da presente invenção o de prover uma pá de rotor para uma instalação de energia eólica, um rotor para uma instalação de energia eólica, uma instalação de energia eólica, um método para produzir uma pá de rotor, um método para conectar uma pá de rotor a um cubo de rotor e um método para reparar um rotor de uma instalação de energia eólica, que reduzam os custos e/ou sejam simplificados e/ou particularmente eficientes e/ou confiáveis.
[006] Dito objetivo é alcançado de acordo com a invenção por uma pá de rotor para uma instalação de energia eólica, tendo uma interface de conexão, a interface de conexão tendo pelo menos um recorte para receber um elemento de tensão para conectar a pá de rotor a um elemento adicional de uma instalação de energia eólica, uma superfície circunferencial externa do recorte sendo formada de um material de pá de rotor e tendo uma rosca interna.
[007] A invenção é baseada, entre outros, no conhecimento de que as existentes conexões de parafuso transversais, por exemplo, são, na verdade, geralmente robustas e confiáveis e fáceis de produzir. Todavia, atualmente, o peso adicional que aparece com essas conexões e o espaço requerido para a conexão são frequentemente fatores limitativos. A invenção é adicionalmente baseada no conhecimento de que as conexões de pás de rotor existentes com luvas rosqueadas, adesivamente ligadas internamente, são também associadas, em particular, a altos custos, e podem subsequentemente ser substituídas somente com grande dificuldade.
[008] Em contraste, a solução descrita aqui torna possível uma conexão excepcionalmente leve e redutora de espaço, uma vez que, como um resultado do recorte sendo formado diretamente no material de pá de rotor da interface de conexão, nenhum espaço adicional e nenhum material adicional para luvas rosqueadas ou similares são requeridos. Dessa maneira, o número
3 / 16 de recortes e elementos de tensão para uma dada geometria de pá de rotor, em particular uma dada geometria de conexão, pode ser significantemente aumentado com relação às soluções existentes. A solução descrita aqui leva adicionalmente a reduções de custo, uma vez que a produção é mais rápida e mais simples e também menos componentes (por exemplo, sem luvas separadas a serem adesivamente ligadas internamente) são requeridos.
[009] A solução descrita aqui vantajosamente também torna possível reparar a conexão. O diâmetro dos recortes pode ser aumentado, quando requerido, por exemplo, por perfuração e re-corte da rosca e/ou introdução de um inserto rosqueado. Dessa maneira, um elemento de tensão (possivelmente com igualmente correspondentemente maior diâmetro ou, em particular quando se usa um inserto rosqueado, também de menor ou idêntico diâmetro) pode novamente ser introduzido no recorte aumentado.
[0010] O elemento de tensão é preferencialmente introduzido no recorte com material adesivo. O material adesivo pode ser introduzido no recorte antes de, e/ou com, e/ou depois de, o elemento de tensão. Preferencialmente, um trajeto de enchimento, por exemplo, na forma de um furo, ou uma pluralidade de trajetos de enchimento pode ser provida, a fim de também ser capaz de introduzir o material adesivo no recorte depois do elemento de tensão ter sido introduzido.
[0011] A interface de conexão preferencialmente se encontra em um plano, com relação ao qual um eixo geométrico longitudinal de pá de rotor é substancialmente ortogonal. A interface de conexão pode preferencialmente ser de configuração anular e/ou ter uma superfície de extremidade anular.
[0012] No presente pedido, uma pá de rotor é em particular também entendida para significar um segmento de pá de rotor, que pode ser conectado a um outro segmento de pá de rotor para formar uma pá de rotor. Uma pá de rotor geralmente se estende com a direção de extensão principal da mesma ao longo de um eixo geométrico longitudinal de uma raiz de pá de rotor a uma
4 / 16 ponta de pá de rotor. Uma pá de rotor compreendendo dois segmentos de pá de rotor instalados pode também ser referida como uma pá de rotor montada.
[0013] Os recortes são usados, em particular, para conectar a pá de rotor a um elemento adicional de uma instalação de energia eólica, tal como, por exemplo, uma pá de cubo de rotor e/ou um adaptador de pá de rotor e/ou um (outro) segmento de pá de rotor. Em um refinamento vantajoso, o elemento adicional da instalação de energia eólica, tal como, por exemplo, uma pá de cubo de rotor e/ou um adaptador de pá de rotor e/ou um (outro) segmento de pá de rotor, também igualmente têm uma interface de conexão, a interface de conexão tendo pelo menos um recorte para receber um elemento de tensão para conectar o elemento adicional à pá de rotor, uma superfície circunferencial externa do recorte sendo formada de um material de conexão e tendo uma rosca interna.
[0014] Isso é particularmente preferível para a conexão de dois segmentos de pá de rotor entre si.
[0015] Preferencialmente, os respectivos recortes da pá de rotor e do elemento adicional da instalação de energia eólica são arranjados deslocados uns com relação aos outros. Dessa maneira, os elementos de tensão podem ser recebidos alternadamente na pá de rotor e no elemento adicional. Ainda preferencialmente, a pá de rotor tem uma âncora de elemento de tensão, que é arranjada a fim de ancorar um elemento de tensão, recebido em um recorte do elemento adicional, na pá de rotor. Ainda preferencialmente, o elemento adicional tem uma âncora de elemento de tensão que é arranjada a fim de ancorar um elemento de tensão, recebido em um recorte da pá de rotor, no elemento adicional. A âncora de elemento de tensão pode compreender uma abertura e/ou um elemento de ancoragem, por exemplo, um perno em D.
[0016] Em uma modalidade de exemplo, é vantajosamente possível formar uma pá de rotor instalada, que compreende um primeiro segmento de pá de rotor, que é configurado na forma de uma pá de rotor, como descrito
5 / 16 aqui, e compreende um segundo segmento de pá de rotor, que é configurado na forma de uma pá de rotor, como descrito aqui, um primeiro elemento de tensão sendo recebido no recorte do primeiro segmento de pá de rotor e sendo ancorado na âncora de tensão do segundo segmento de pá de rotor, e um segundo elemento de tensão sendo recebido no recorte do segundo segmento de pá de rotor e sendo ancorado na âncora de tensão do primeiro segmento de pá de rotor. Preferencialmente, os dois segmentos de pá de rotor têm, cada, uma interface de conexão com uma pluralidade de recortes que são preferencialmente arranjados alternadamente com uma pluralidade de âncoras de elementos de tensão. Uma multiplicidade de recortes e/ou uma multiplicidade de âncoras de elementos de tensão pode ser arranjada de uma maneira anular, por exemplo, na forma de um anel ou na forma de dois ou mais anéis, que são preferencialmente arranjados concentricamente. As vantagens de uma pá de rotor instalada, são em particular uma leve e delgada conexão de dois segmentos de pá de rotor, que torna possível arranjar uma multiplicidade de elementos de tensão em um espaço confinado.
[0017] O recorte é preferencialmente de configuração substancialmente cilíndrica. Ainda preferencialmente, o recorte tem uma parte de eixo substancialmente cilíndrica com um primeiro diâmetro e tem uma parte de cabeça alargada, que se une à abertura, com um segundo diâmetro, o segundo diâmetro sendo maior que o primeiro diâmetro. Na direção longitudinal do recorte, a parte de eixo é preferencialmente mais longa que a parte de cabeça, em particular é muitas vezes mais longa que a parte de cabeça.
[0018] Um eixo geométrico longitudinal do recorte é preferencialmente substancialmente paralelo a um eixo geométrico longitudinal da pá de rotor.
[0019] O elemento de tensão recebido no recorte preferencialmente tem uma rosca externa, a rosca interna do recorte e a rosca externa do
6 / 16 elemento de tensão preferencialmente sendo configuradas para engatar uma com a outra.
[0020] O elemento de tensão recebido no recorte pode, por exemplo, ser recebido, com aquela extremidade do mesmo que se projeta para fora do recorte, em um perno transversal de um elemento adicional da instalação de energia eólica (como um cubo de rotor, um adaptador de pá de rotor ou um (outro) segmento de pá de rotor) a fim de fixar a pá de rotor. Outros tipos de fixação são também possíveis.
[0021] De acordo com uma modalidade preferida, provisão é feita para o recorte ser configurado na forma de um furo cego. A abertura do furo cego preferencialmente se encontra em uma superfície de extremidade da interface de conexão. Uma extensão longitudinal do recorte ao longo do eixo geométrico longitudinal é preferencialmente mais longa que o comprimento dessa parte do elemento de tensão que deve ser recebida no mesmo.
[0022] É adicionalmente preferido que o recorte seja obtido por perfuração e introdução de uma rosca interna. Em particular, é preferido que o recorte seja obtido por perfuração e, preferencialmente subsequentemente, introdução de uma rosca interna.
[0023] Em uma outra modalidade preferida, provisão é feita para o recorte ter uma profundidade que corresponde a pelo menos um múltiplo do diâmetro do recorte. A profundidade preferencialmente corresponde a uma extensão ao longo do eixo geométrico longitudinal do recorte.
[0024] Um outro desenvolvimento preferido adicional é distinguido pelo fato de que o recorte tem uma profundidade que corresponde a pelo menos três vezes, preferencialmente pelo menos seis vezes o diâmetro do recorte. O recorte preferencialmente tem uma profundidade que corresponde a no máximo doze vezes o diâmetro do recorte.
[0025] É adicionalmente preferido que um diâmetro do recorte corresponda a aproximadamente um terço, preferencialmente cerca de 10 a
7 / 16 50%, em particular 20 a 40%, da extensão da interface de conexão ortogonal ao eixo geométrico longitudinal.
[0026] Um desenvolvimento preferido é distinguido pelo fato de que a pá de rotor tem um material de pá de rotor ou é substancialmente composta de um material de pá de rotor. É adicionalmente preferido que a interface de conexão tenha um material de conexão ou seja substancialmente composta de um material de conexão. Em uma modalidade preferida, provisão é feita para que o material de pá de rotor e o material de conexão sejam idênticos. O material de conexão pode ser reforçado com relação ao material de pá de rotor.
[0027] A interface de conexão e/ou outras partes da pá de rotor podem, por exemplo, também compreender um reforço, que é igualmente preferencialmente inteiramente, ou predominantemente, composto de material de conexão e/ou material de pá de rotor.
[0028] Preferencialmente, a interface de conexão é fabricada integralmente com a pá de rotor e/ou é configurada em uma peça com a pá de rotor.
[0029] Nesse caso, é particularmente preferido que o material de pá de rotor seja um material compósito reforçado com fibras, em particular um material compósito de fibras-plástico, preferencialmente um material compósito de resina de epóxi reforçado com fibras de vidro. É adicionalmente preferido que o material de conexão to ser um material compósito reforçado com fibras, em particular um material compósito de fibras-plástico, preferencialmente um material compósito de resina de epóxi reforçado com fibras de vidro.
[0030] Os materiais de fibra usados podem preferencialmente ser fibras orgânicas, e/ou fibras inorgânicas, e/ou fibras naturais.
[0031] Fibras inorgânicas são, por exemplo, fibras de vidro, fibras de basalto, fibras de boro, fibras cerâmicas ou fibras de aço. Fibras orgânicas
8 / 16 são, por exemplo, fibras de aramida, fibras de carbono, fibras de poliéster e fibras de polietileno (em particular fibras de polietileno de alto desempenho (HPPE), como, por exemplo, fibras Dyneema). Fibras naturais são, por exemplo, fibras de cânhamo, fibras de linho ou fibras de sisal.
[0032] Preferencialmente, o material de matriz do material compósito reforçado com fibra compreende, ou é composto de, um plástico. O plástico preferencialmente compreende, ou é composto de, um termoplástico e/ou um termoestável. Particularmente preferidos são, por exemplo, plásticos termoestáveis, como resina de poliéster (UP) e/ou resina de epóxi, e/ou plásticos termoplásticos, tal como poliamida. O material de matriz do material compósito reforçado com fibra pode compreender, ou ser composto de, cimento e/ou concreto e/ou metal e/ou cerâmica e/ou carbono.
[0033] Em uma outra modalidade preferida, provisão é feita para que o material de pá de rotor e/ou o material de conexão tenha uma rigidez que é mais baixa, em particular é muitas vezes mais baixa, preferencialmente é pelo menos cinco vezes mais baixa, por exemplo, é pelo menos sete vezes mais baixa, que a rigidez de um material do elemento de tensão, com o módulo elástico e/ou o módulo de cisalhamento do respectivo material, em particular, sendo usada como uma medida da rigidez.
[0034] O elemento de tensão preferencialmente compreende aço ou é inteiramente, ou predominantemente, composta de aço.
[0035] Um outro desenvolvimento preferido adicional é distinguido pelo fato de que a interface de conexão tem uma multiplicidade de recortes. Uma multiplicidade de recortes pode ser arranjada em uma fileira ou múltiplas fileiras. Nesse caso, é particularmente preferível que os recortes se encontrem em um trajeto circular, ou se situem em dois, três ou mais substancialmente trajetos circulares concêntricos. Os recortes pode também se situam em um trajeto elíptico ou em uma pluralidade de trajetos elípticos. É adicionalmente preferido que os recortes sejam arranjados equidistantemente
9 / 16 na direção circunferencial. Preferencialmente, um número de elementos de tensão, que corresponde ao número de recortes, é provido, com um elemento de tensão preferencialmente sendo arranjado, ou sendo capaz de ser arranjado, em cada recorte.
[0036] De acordo com um aspecto adicional da invenção, o objetivo mencionado na introdução é alcançado por um rotor para uma instalação de energia eólica, tendo um cubo de rotor e pelo menos uma pá de rotor que é fixada ao cubo de rotor, a pelo menos uma pá de rotor sendo configurada como descrito acima.
[0037] De acordo com uma modalidade preferida do rotor, provisão é feita para que o cubo de rotor tenha uma porção de flange para conexão da pá de rotor, e para que a pá de rotor seja atarraxada à porção de flange por meio de uma pluralidade de elementos de tensão, que são recebidos em uma pluralidade de recortes.
[0038] A porção de flange é preferencialmente configurada de uma maneira envolvente. É adicionalmente preferido que a porção de flange seja de configuração substancialmente conformada em T, em seção transversal.
[0039] Em uma outra modalidade preferida do rotor, provisão é feita para o elemento de tensão seja adesivamente ligado no recorte. Em particular, é preferível que o elemento de tensão não somente seja atarraxado dentro do recorte, mas também adesivamente ligado no mesmo.
[0040] Para essa finalidade, um material adesivo é introduzido no recorte antes do elemento de tensão ser introduzido no recorte. Materiais adesivos não viscosos e/ou materiais adesivos baseados em epóxido e/ou poliuretano e/ou acrilato de metila são preferencialmente usados como material adesivo.
[0041] De acordo com um aspecto adicional da invenção, o objetivo mencionado na introdução é alcançado por uma instalação de energia eólica, compreendendo uma torre e uma nacela que é arranjada na torre e que tem um
10 / 16 rotor, rotor este que tem um cubo de rotor e pelo menos uma pá de rotor que é fixada ao cubo de rotor, a pá de rotor sendo configurada como acima e/ou o rotor sendo configurado como acima.
[0042] De acordo com um aspecto adicional da invenção, o objetivo mencionado na introdução é alcançado por um método para produzir uma pá de rotor acima descrita, compreendendo prover uma pá de rotor tendo uma interface de conexão, produzir pelo menos um recorte na interface de conexão por perfuração e, preferencialmente subsequentemente, introduzir uma rosca interna.
[0043] De acordo com um aspecto adicional da invenção, o objetivo mencionado na introdução é alcançado por um método para conectar uma pá de rotor a um cubo de rotor, compreendendo prover uma pá de rotor acima descrita, introduzir um material adesivo no recorte, fixar a pá de rotor ao cubo de rotor por aparafusamento de um elemento de tensão dentro do recorte.
[0044] De acordo com um aspecto adicional da invenção, o objetivo mencionado na introdução é alcançado por um método para reparar um rotor acima descrito de uma instalação de energia eólica, em particular reparar uma conexão de uma pá de rotor a um cubo de rotor, compreendendo liberar o elemento de tensão a partir do recorte, aumentar o recorte para um maior diâmetro, e introduzir uma rosca interna, fixar a pá de rotor ao cubo de rotor por atarraxamento de um elemento de tensão com um maior diâmetro dentro do recorte.
[0045] A introdução de uma rosca interna pode ser efetuada de uma tal maneira que uma rosca interna seja introduzida, que tem um menor, um maior ou um idêntico diâmetro em comparação com a conexão preexistente. A fim de introduzir uma rosca interna com maior ou menor ou idêntico diâmetro, é preferível inserir e/ou adesivamente ligar um inserto rosqueado dentro do recorte aumentado, com o inserto rosqueado preferencialmente sendo composto de metal ou compreendendo metal. Uma rosca interna que
11 / 16 tem um maior diâmetro em comparação com a conexão preexistente pode também ser formada diretamente no material de pá de rotor da interface de conexão, de forma que uma superfície circunferencial externa do recorte seja formada de um material de pá de rotor.
[0046] De acordo com o diâmetro de a rosca interna, um elemento de tensão, que tem um menor, um maior ou um idêntico diâmetro em comparação com a conexão preexistente é preferencialmente atarraxado internamente.
[0047] O elemento de tensão pode preferencialmente ser liberado do recorte por aplicação de um torque de liberação até a ligação adesiva falhar, preferencialmente por meio de um assim chamado “extrator de parafuso”, e/ou por realização de uma operação de perfuração.
[0048] O método para reparar um rotor acima descrito de uma instalação de energia eólica é preferencialmente realizado sem que a pá de rotor seja desmontada. Isso é particularmente preferível se o furo da peça conjugada for suficientemente grande e/ou possa ser aumentado para o maior diâmetro. O reparo e/ou substituição dos elementos de tensão no estado instalado tem, entre outros, a vantagem que é possível evitar o desmontagem da pá de rotor, e é assim possível significantemente reduzir o dispêndio de tempo e custo associado com os mesmos.
[0049] Outras variantes de modalidade vantajosas do aparelho de acordo com a invenção são produzidas por combinação das características preferidas discutidas aqui.
[0050] Com relação às vantagens, variantes de modalidade e detalhes de modalidade de ditos aspectos adicionais da invenção e os outros desenvolvimento da mesma, referência é feita à descrição precedente com relação às correspondentes características de aparelho.
[0051] Modalidades preferidas da invenção serão descritas a título de exemplo com base nas figuras anexas. Nas figuras:
12 / 16 a figura 1 mostra uma ilustração esquemática de uma instalação de energia eólica tendo uma pá de rotor de acordo com a invenção; a figura 2 mostra uma ilustração esquemática de um detalhe de uma modalidade de uma pá de rotor tendo uma interface de conexão com uma pluralidade de recortes, recortes estes dentro dos quais um respectivo elemento de tensão foi introduzido; a figura 3 mostra uma seção longitudinal esquemática através de um recorte em uma interface de conexão, com elemento de tensão introduzido; a figura 4 mostra uma seção longitudinal esquemática através de um recorte em uma interface de conexão; e a figura 5 mostra um detalhe aumentado de um exemplo de uma pá de rotor montada.
[0052] A figura 1 mostra uma ilustração esquemática de uma instalação de energia eólica de acordo com a invenção. A instalação de energia eólica 100 tem uma torre 102 e uma nacela 104 na torre 102. Na nacela 104 é provido um rotor aerodinâmico 106 com três pás de rotor 108 e um girador 110. Quando a instalação de energia eólica está em operação, o rotor aerodinâmico 106 é colocado em rotação pelo vento e assim também gira um rotor eletrodinâmico de um gerador, que é acoplado diretamente ou indiretamente ao rotor aerodinâmico 106. O gerador elétrico é arranjado na nacela 104 e gera energia elétrica. Os ângulos de passo das pás de rotor 108 podem ser alterados por motores de passo das respectivas pás de rotor 108. As pás de rotor 108 são fixadas por meio da solução descrita aqui.
[0053] A figura 2 mostra uma ilustração esquemática de um detalhe de uma modalidade de uma pá de rotor 200 tendo uma interface de conexão 210 com uma pluralidade de recortes 211, recortes estes nos quais um respectivo elemento de tensão 220 foi introduzido. A superfície circunferencial externa dos respectivos recortes 211 é formada pelo material
13 / 16 de conexão. As aberturas dos recortes 211 se encontram na superfície de extremidade 212 da interface de conexão 210. O diâmetro do recorte 211 preferencialmente corresponde a aproximadamente um terço, preferencialmente cerca de 10 a 50%, em particular cerca de 20 a 40%, da extensão DF da interface de conexão 210, ortogonal a um eixo geométrico longitudinal do recorte 211 e/ou da pá de rotor 200.
[0054] A figura 3 mostra uma seção longitudinal esquemática através de um recorte 311 em uma interface de conexão 310 com o elemento de tensão 320 introduzido, dito elemento de tensão tendo um diâmetro D e um comprimento total que consiste no comprimento LB1 dessa parte que é recebida no recorte 311 e do comprimento LB2 dessa parte que se projeta para fora do recorte 311. A superfície circunferencial externa do recorte 311 é formada pelo material de conexão. O recorte 311 é configurado na forma de um furo cego, e a abertura se encontra na superfície de extremidade 312 da interface de conexão 310. Material adesivo 330 é introduzido no recorte.
[0055] O recorte 311 é de configuração substancialmente cilíndrica e tem uma parte de eixo substancialmente cilíndrica 311a com um primeiro diâmetro DB e tem uma parte de cabeça alargada 311b, que se une à abertura, com um segundo diâmetro DE, o segundo diâmetro DE sendo maior que o primeiro diâmetro DB. Na direção longitudinal do recorte, a parte de eixo 311a é muitas vezes mais longa que a parte de cabeça 311b com um comprimento LE. No global, o recorte 311 tem um comprimento básico LG e um comprimento total LB. Dita extensão longitudinal do recorte 311 ao longo do eixo geométrico longitudinal é mais longa que o comprimento LB1 dessa parte do elemento de tensão 320 que deve ser recebida no mesmo, e corresponde a um múltiplo do diâmetro DB do recorte 311. O diâmetro DB do recorte 311 preferencialmente corresponde a aproximadamente um terço, preferencialmente cerca de 10 a 50%, em particular cerca de 20 a 40%, da extensão DF da interface de conexão 310 ortogonal a um eixo geométrico
14 / 16 longitudinal do recorte 311 e/ou da pá de rotor.
[0056] Modalidades com conexões multifileiras podem também ser preferidas.
[0057] O elemento de tensão 320 recebido no recorte 311 tem uma rosca externa, a rosca interna do recorte 311 e a rosca externa do elemento de tensão 320 sendo configuradas para engatar uma com a outra.
[0058] A figura 4 mostra uma seção longitudinal esquemática através de um recorte 411 em uma interface de conexão 410. A superfície circunferencial externa do recorte 411 é formada pelo material de conexão. O recorte 411 é configurado na forma de um furo cego, e a abertura se encontra na superfície de extremidade 412 da interface de conexão 410. O recorte 411 é de configuração substancialmente cilíndrica e tem uma parte de eixo substancialmente cilíndrica 411a com um primeiro diâmetro DB e tem uma parte de cabeça alargada 411b, que se une à abertura, com um segundo diâmetro DE, o segundo diâmetro DE sendo maior que o primeiro diâmetro DB. Uma porção de transição 411c é configurada entre a parte de cabeça alargada 411b e a parte de eixo 411a, dita porção preferencialmente tendo um ângulo de inclinação α de 30 a 60°, em particular de 45°. Uma porção de extremidade 411d é configurada na extremidade fechada do furo cego, dita porção preferencialmente tendo um ângulo de inclinação β de 60 a 120°. A parte de eixo 411a tem uma rosca interna 413 que é cortada diretamente no material de conexão.
[0059] Na direção longitudinal do recorte, a parte de eixo 411a com um comprimento LV é muitas vezes mais longa que a parte de cabeça 411b com um comprimento LE. A extensão longitudinal do recorte 411 ao longo do eixo geométrico longitudinal corresponde a um múltiplo do diâmetro DB do recorte 311. O diâmetro DB do recorte 311 preferencialmente corresponde a aproximadamente um terço, preferencialmente cerca de 10 a 50%, em particular cerca de 20 a 40%, da extensão DF da interface de conexão 410
15 / 16 ortogonal a um eixo geométrico longitudinal do recorte 411 e/ou da pá de rotor.
[0060] As interfaces de conexão 210, 310, 410 preferencialmente compreendem um material de conexão que é idêntico a um material de pá de rotor. Ainda preferencialmente, as interfaces de conexão 210, 310, 410 são, cada, fabricadas integralmente com a pá de rotor e/ou são, cada, configuradas em uma peça com a pá de rotor.
[0061] O diâmetro DE é preferencialmente aproximadamente 1,25 vezes o diâmetro DB. Ainda preferencialmente, o comprimento DE é preferencialmente aproximadamente 1,5 vezes o diâmetro DB. Preferencialmente, o comprimento LV é aproximadamente 6 vezes o diâmetro DB.
[0062] A figura 5 mostra um detalhe aumentado de um exemplo de uma pá de rotor instalada 1000 tendo um primeiro segmento de pá de rotor 1100 e um segundo segmento de pá de rotor 1200. Ambos os segmentos de pá de rotor 1100, 1200 são configurados como descrito aqui.
[0063] O primeiro segmento de pá de rotor 1100 compreende uma interface de conexão 1110 com uma pluralidade de âncoras de elementos de tensão 1130 que compreendem aberturas 1131. Elementos de ancoragem 1132, que são configurados na forma de pernos em D, são arranjados nas aberturas 1131 das âncoras de elemento de tensão 1130. Os recortes para receber elementos de tensão são arranjados, em cada caso, entre as âncoras de elemento de tensão 1130. Ditos recortes não são visíveis na figura 5, uma vez que não é uma ilustração secional. Todavia, os recortes são configurados como descrito aqui, e a superfície circunferencial externa dos recortes é formada pelo material de conexão da interface de conexão 1110.
[0064] O segundo segmento de pá de rotor 1200 é construído de uma maneira correspondente. O segundo segmento de pá de rotor 1200 compreende uma interface de conexão 1210 com uma pluralidade de âncoras
16 / 16 de elementos de tensão 1230 que compreendem aberturas 1231. Os elementos de ancoragem 1232 que são configurados na forma de pernos em D são arranjados nas aberturas 1231 das âncoras de elemento de tensão 1230. Os recortes para receber elementos de tensão são arranjados, em cada caso, entre as âncoras de elemento de tensão 1230. Ditos recortes não são visíveis na figura 5, uma vez que não é uma ilustração secional. Todavia, os recortes são configurados como descrito aqui, e a superfície circunferencial externa dos recortes é formada pelo material de conexão da interface de conexão 1200.
[0065] As duas superfícies de extremidade das interfaces de conexão 1110, 1210 se encontram uma com a outra na junta T.
[0066] Nos recortes do primeiro segmento de pá de rotor 1100, elementos de tensão 1120 são introduzidos, que são ancorados nas âncoras de elemento de tensão 1230 do segundo segmento de pá de rotor 1200. Em os recortes do segundo segmento de pá de rotor 1200, elementos de tensão 1220 são introduzidos, que são ancorados nas âncoras de elemento de tensão 1130 do primeiro segmento de pá de rotor 1100. A introdução e a ancoragem de elementos de tensão do primeiro e segundo segmentos de pá de rotor 1100, 1200 são assim efetuadas alternadamente aqui, com outros arranjos também sendo possíveis, todavia.
[0067] Ditas conexões de segmentos de pá de rotor de uma pá de rotor instalada economiza ou reduz uma grande quantidade de peso e espaço, e torna possível, por exemplo, arranjar uma multiplicidade de elementos de tensão em um espaço confinado. Correspondentes conexões são possíveis não somente entre os segmentos de pá de rotor, mas também, em princípio, entre uma pá de rotor e um elemento adicional de uma instalação de energia eólica, como, por exemplo, uma pá de cubo de rotor e/ou um adaptador de pá de rotor.
Claims (16)
1. Pá de rotor para uma instalação de energia eólica, tendo uma interface de conexão, caracterizada pelo fato de que a interface de conexão tendo pelo menos um recorte para receber um elemento de tensão para conectar a pá de rotor a um elemento adicional de uma instalação de energia eólica, uma superfície circunferencial externa do recorte sendo formada de um material de conexão e tendo uma rosca interna.
2. Pá de rotor de acordo com a reivindicação anterior, caracterizada pelo fato de que o recorte é configurado na forma de um furo cego.
3. Pá de rotor de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizada pelo fato de que o recorte é obtido por perfuração e introdução de uma rosca interna.
4. Pá de rotor de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizada pelo fato de que o recorte tem uma profundidade que corresponde a pelo menos um múltiplo do diâmetro do recorte.
5. Pá de rotor de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizada pelo fato de que o recorte tem uma profundidade que corresponde a pelo menos três vezes, preferencialmente pelo menos seis vezes, em particular no máximo doze vezes o diâmetro do recorte.
6. Pá de rotor de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizada pelo fato de que o material de pá de rotor e/ou o material de conexão são/é um material compósito reforçado com fibras, em particular um material compósito de fibras-plástico, preferencialmente um material compósito de resina de epóxi reforçado com fibras de vidro.
7. Pá de rotor de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizada pelo fato de que o material de pá de rotor e/ou o material de conexão têm/tem uma rigidez que é mais baixa que a rigidez de um material do elemento de tensão, com o módulo elástico e/ou o módulo de cisalhamento do respectivo material, em particular, sendo usados como uma medida da rigidez.
8. Pá de rotor de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizada pelo fato de que o material de pá de rotor e/ou o material de conexão têm/tem uma rigidez que é muitas vezes mais baixa, preferencialmente é pelo menos cinco vezes mais baixa, por exemplo, é pelo menos sete vezes mais baixa, que a rigidez de um material do elemento de tensão, com o módulo elástico e/ou o módulo de cisalhamento do respectivo material, em particular, sendo usados como uma medida da rigidez.
9. Pá de rotor de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizada pelo fato de que a interface de conexão tem uma multiplicidade de recortes.
10. Pá de rotor montada, caracterizado pelo fato de que compreende um primeiro segmento de pá de rotor, que é configurado na forma de uma pá de rotor como definida em qualquer uma das reivindicações anteriores, e um segundo segmento de pá de rotor, que é configurado na forma de uma pá de rotor como definida em qualquer uma das reivindicações anteriores, um primeiro elemento de tensão sendo recebido no recorte do primeiro segmento de pá de rotor e sendo ancorado na âncora de tensão do segundo segmento de pá de rotor, e um segundo elemento de tensão sendo recebido no recorte do segundo segmento de pá de rotor e sendo ancorado na âncora de tensão do primeiro segmento de pá de rotor.
11. Rotor para uma instalação de energia eólica, caracterizado pelo fato de que tem um cubo de rotor e pelo menos uma pá de rotor que é fixada ao cubo de rotor, a pelo menos uma pá de rotor sendo configurada como definida em qualquer uma das reivindicações anteriores.
12. Rotor de acordo com a reivindicação anterior, caracterizado pelo fato de que o elemento de tensão é adesivamente ligado no recorte.
13. Instalação de energia eólica, caracterizada pelo fato de que compreende uma torre e uma nacela que é arranjada na torre e que tem um rotor, rotor este que tem um cubo de rotor e pelo menos uma pá de rotor que é fixada ao cubo de rotor, a pá de rotor sendo configurada como definida em qualquer uma das reivindicações anteriores e/ou o rotor sendo configurado como definido em qualquer uma das reivindicações anteriores.
14. Método para produzir uma pá de rotor como definida em qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que compreende: - prover uma pá de rotor tendo uma interface de conexão, - produzir pelo menos um recorte na interface de conexão por perfuração e introdução de uma rosca interna.
15. Método para conectar uma pá de rotor a um cubo de rotor, caracterizado pelo fato de que compreende: - prover uma pá de rotor como definida em qualquer uma das reivindicações anteriores,
- introduzir um material adesivo no recorte, - fixar a pá de rotor ao cubo de rotor por aparafusamento de um elemento de tensão dentro do recorte.
16. Método para reparar um rotor de uma instalação de energia eólica de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, em particular reparar uma conexão de uma pá de rotor a um cubo de rotor, caracterizado pelo fato de que compreende: - liberar o elemento de tensão a partir do recorte, - aumentar o recorte para um maior diâmetro e introduzir uma rosca interna, - fixar a pá de rotor ao cubo de rotor por aparafusamento de um elemento de tensão dentro do recorte.
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