BR112021003237A2

BR112021003237A2 - conjunto de pá do rotor para uma turbina eólica e redutor de ruído para uma pá do rotor de uma turbina eólica

Info

Publication number: BR112021003237A2
Application number: BR112021003237-1A
Authority: BR
Inventors: Guannan Wang; Benoit Philippe Petitjean; Andreas HERRIG; Roger Drobietz
Original assignee: General Electric Company
Priority date: 2018-08-31
Filing date: 2019-08-28
Publication date: 2021-05-11
Also published as: ES2974827T3; EP3844386A1; WO2020047108A1; MA53484A; BR112021003237B1; US20200072185A1; DK3844386T3; US10746157B2; EP3844386B1; CN112585350A; CN112585350B

Abstract

“CONJUNTO DE PÁ DO ROTOR PARA UMA TURBINA EÓLICA E REDUTOR DE RUÍDO PARA UMA PÁ DO ROTOR DE UMA TURBINA EÓLICA” Um conjunto de pá do rotor (100) para uma turbina eólica (10) inclui uma pá do rotor (10) tendo superfícies definindo um lado de pressão (22), um lado de sucção (24), um bordo de ataque (26) e um bordo de fuga (28) estendendo-se entre uma ponta de lâmina (32) e uma raiz de lâmina (34). O conjunto de pá do rotor (100) também inclui pelo menos um redutor de ruído (102) adjacente ao bordo de fuga (28). O(s) redutor(es) de ruído (102) inclui(em) pelo menos um serrilhado (104) que se estende além do bordo de fuga (28) em uma direção de corda da pá do rotor (16). O(s) serrilhado(s) (104) também inclui(em) uma superfície do lado de sucção (108) e uma superfície do lado de pressão (110). A superfície do lado de sucção (108) define um primeiro raio de curvatura (116) na direção da corda e a superfície do lado de pressão (110) define um segundo raio de curvatura (118) na direção da corda. Além disso, o primeiro raio de curvatura (116) pode ser maior do que o segundo raio de curvatura (118) de modo que a superfície do lado de sucção (108) seja mais plana do que a superfície do lado de pressão (110) ou vice-versa.

Description

“CONJUNTO DE PÁ DO ROTOR PARA UMA TURBINA EÓLICA E REDUTOR DE RUÍDO PARA UMA PÁ DO ROTOR DE UMA TURBINA EÓLICA” PEDIDOS RELACIONADOS

[001] Este pedido reivindica prioridade para o pedido US de número de série: 16/118.533 depositado em 30 de agosto de 2018, que é incorporado neste documento por referência em sua totalidade.

CAMPO DA INVENÇÃO

[002] A presente divulgação se refere geralmente a pás de rotor de turbina eólica e, mais particularmente, a redutores de ruído para pás de rotor de turbina eólica tendo uma ou mais serrilhas curvadas.

ANTECEDENTES DA INVENÇÃO

[003] A energia eólica é considerada uma das fontes de energia mais limpas e ecologicamente corretas atualmente disponíveis, e as turbinas eólicas têm recebido cada vez mais atenção a esse respeito. Uma turbina eólica moderna normalmente inclui uma torre, um gerador, uma caixa de engrenagens, uma nacela e um rotor. O rotor inclui tipicamente um cubo rotativo tendo uma ou mais pás de rotor fixadas ao mesmo. Um rolamento de passo é tipicamente configurado operativamente entre o cubo e a pá do rotor para permitir a rotação em torno de um eixo de passo. As pás do rotor capturam a energia cinética do vento usando princípios de aerofólio conhecidos. As pás do rotor transmitem a energia cinética na forma de energia rotacional de modo a girar um eixo acoplando as pás do rotor a uma caixa de engrenagens, ou se não for usada uma caixa de engrenagens, diretamente ao gerador. O gerador então converte a energia mecânica em energia elétrica que pode ser implementada em uma rede elétrica.

[004] Conforme o tamanho das pás do rotor aumenta, o ruído produzido pelas pás do rotor também pode aumentar. Como tal, em certos casos,

vários componentes adicionais de lâmina podem ser fixados às pás do rotor para auxiliar na redução do ruído gerado por elas. Mais especificamente, certos componentes adicionais de lâmina podem ser fixados adjacentes aos bordos de fuga das pás do rotor. Esses componentes adicionais de lâmina podem, por exemplo, incluir serrilhas fixadas aos bordos de fuga das pás do rotor. As serrilhas tradicionais, no entanto, podem sofrer um aumento de ruído de alta frequência devido aos vórtices nas bordas laterais criados pelo desequilíbrio de pressão em ambos os lados do serrilhado.

[005] Por conseguinte, a presente divulgação é direcionada a redutores de ruído que eliminam as bordas laterais geradoras de ruído de serrilhados convencionais para resolver os problemas acima mencionados. Além disso, os redutores de ruído da presente divulgação são configurados para modificar o espalhamento de flutuações de pressão em ondas sonoras.

DESCRIÇÃO RESUMIDA DA INVENÇÃO

[006] Aspectos e vantagens da invenção serão apresentados em parte na seguinte descrição, ou podem ser óbvios a partir da descrição, ou podem ser aprendidos através da prática da invenção.

[007] Em um aspecto, a presente divulgação é direcionada a um conjunto de pá do rotor para uma turbina eólica. O conjunto da pá do rotor inclui uma pá do rotor com superfícies que definem um lado de pressão, um lado de sucção, um bordo de ataque e um bordo de fuga que se estende entre a ponta da pá e a raiz da lâmina. O conjunto da pá do rotor também inclui pelo menos um redutor de ruído adjacente ao bordo de fuga. O(s) redutor(es) de ruído inclui(em) pelo menos um serrilhado que se estende além do bordo de fuga em uma direção de corda (chord-wise) da pá do rotor. O(s) serrilhado(s) também inclui(em) uma superfície do lado de sucção e uma superfície do lado de pressão que, juntas, definem uma forma de seção transversal do panto ao longo de pelo menos uma porção de uma direção lateral do(s) serrilhado(s). Além disso, a superfície do lado de sucção define um primeiro raio de curvatura na direção da corda e a superfície do lado de pressão define um segundo raio de curvatura na direção da corda.

[008] Em uma forma de realização, o(s) redutor(es) de ruído também podem incluir uma porção de base fixada e adjacente a pelo menos um do lado de pressão ou do lado de sucção da pá do rotor. Além disso, em tais formas de realização, os serrilhados se estendem da porção de base. Em outra forma de realização, a forma da seção transversal do(s) serrilhado(s) pode variar na direção lateral do(s) serrilhado(s).

[009] Em várias formas de realização, o(s) serrilhado(s) podem ter uma superfície do lado de sucção e uma superfície do lado de pressão. Em tais formas de realização, a superfície do lado de sucção define um primeiro raio de curvatura e a superfície do lado de pressão define um segundo raio de curvatura.

Além disso, em uma forma de realização, o primeiro raio de curvatura e o segundo raio de curvatura podem ser diferentes. Por exemplo, em certas formas de realização, o primeiro raio de curvatura pode ser maior do que o segundo raio de curvatura, de modo que a superfície do lado de sucção seja mais plana do que a superfície do lado de pressão. Alternativamente, o primeiro raio de curvatura e o segundo raio de curvatura são iguais.

[0010] Em outras formas de realização, o primeiro raio de curvatura da superfície do lado de sucção e/ ou o segundo raio de curvatura da superfície do lado de pressão pode variar ao longo de pelo menos uma porção de uma direção longitudinal do(s) serrilhado(s). Por exemplo, o primeiro raio de curvatura da superfície do lado de sucção do(s) serrilhado(s) pode aumentar ao longo de pelo menos uma porção da direção longitudinal do(s) serrilhado(s) de uma primeira extremidade na porção de base para uma segunda extremidade oposta. Da mesma forma, o segundo raio de curvatura da superfície do lado de pressão do(s) serrilhado(s) pode aumentar ao longo de pelo menos uma porção da direção longitudinal do(s) serrilhado(s) de uma primeira extremidade na porção de base para uma segunda extremidade oposta.

[0011] Em formas de realização adicionais, um ângulo de aba do(s) serrilhado(s) pode variar de cerca de -30 graus (°) a + 30° em relação a uma corda da pá do rotor. O ângulo negativo indica que o serrilhado dobra para o lado de pressão da pá do rotor. Em outra forma de realização, o(s) serrilhado(s) também podem ter uma extremidade de ponta que define uma ponta mais distal.

Mais especificamente, em tais formas de realização, a extremidade da ponta pode ter uma forma cônica.

[0012] Em várias formas de realização, a porção de base do(s) redutor(es) de ruído pode ser adjacente ao lado de pressão da pá do rotor. Em outra forma de realização, uma forma de seção transversal da porção de base pode ser afunilada.

[0013] Em formas de realização particulares, pelo menos uma porção do(s) serrilhado(s) pode(m) ser oca(s).

[0014] Em outro aspecto, a presente divulgação é direcionada a um conjunto de pá do rotor para uma turbina eólica. O conjunto da pá do rotor inclui uma pá do rotor com superfícies que definem um lado de pressão, um lado de sucção, um bordo de ataque e um bordo de fuga que se estende entre a ponta da pá e a raiz da lâmina. O conjunto da pá do rotor também inclui pelo menos um redutor de ruído adjacente ao bordo de fuga. O(s) redutor(es) de ruído inclui(em) uma porção de base e pelo menos um serrilhado que se estende da porção de base e além do bordo de fuga em uma direção de corda da pá do rotor. O(s) serrilhado(s) incluem uma superfície do lado de sucção e uma superfície do lado de pressão. A superfície do lado de sucção define um primeiro raio de curvatura na direção da corda e a superfície do lado de pressão define um segundo raio de curvatura na direção da corda. Além disso, o primeiro raio de curvatura é maior do que o segundo raio de curvatura, de modo que a superfície do lado de sucção seja mais plana do que a superfície do lado de pressão. Deve ser ainda compreendido que o conjunto de pás de rotor pode incluir ainda qualquer uma das características adicionais, conforme descrito neste documento.

[0015] Em ainda outro aspecto, a presente divulgação é direcionada a um redutor de ruído para uma pá do rotor de uma turbina eólica.

O redutor de ruído inclui uma porção de base adjacente a pelo menos um do lado de pressão ou do lado de sucção da pá do rotor e pelo menos um serrilhado que se estende da porção de base. O(s) serrilhado(s) se estendem além do bordo de fuga em uma direção de corda da pá do rotor. O(s) serrilhado(s) também inclui(em) uma superfície do lado de sucção e uma superfície do lado de pressão que, juntas, definem uma forma de seção transversal de aerofólio em uma direção longitudinal do(s) serrilhado(s). Além disso, a forma da seção transversal do aerofólio do(s) serrilhado(s) varia na direção lateral de pelo menos um serrilhado. Deve ser ainda compreendido que o redutor de ruído pode incluir ainda qualquer uma das características adicionais, conforme descrito neste documento.

[0016] Estas e outras características, aspectos e vantagens da presente invenção serão melhor compreendidos com referência à seguinte descrição e reivindicações anexas. Os desenhos anexos, que são incorporados e constituem parte deste relatório descritivo, ilustram as formas de realização da invenção e, juntamente com a descrição, servem para explicar os princípios da invenção.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

[0017] Uma divulgação completa e habilitante da presente invenção, incluindo o melhor modo da mesma, dirigida a um técnico no assunto, é apresentada no relatório descritivo, que faz referência às figuras anexas, nas quais:

A Figura 1 ilustra uma vista em perspectiva de uma forma de realização de uma turbina eólica de acordo com a presente divulgação;

A Figura 2 ilustra uma vista em perspectiva de um conjunto de pá do rotor de acordo com a presente divulgação, ilustrando particularmente uma pluralidade de redutores de ruído adjacentes a um bordo de fuga da pá do rotor;

A Figura 3 ilustra uma vista em perspectiva de uma forma de realização de um redutor de ruído de acordo com a presente divulgação,

particularmente ilustrando o redutor de ruído visto da superfície do lado de sucção do mesmo;

A Figura 4 ilustra outra vista em perspectiva de uma forma de realização de um redutor de ruído de acordo com a presente divulgação,

ilustrando particularmente o redutor de ruído visto da superfície do lado de sucção do mesmo, bem como vistas em corte transversal ao longo das linhas de seção 5-5 e 6-6;

A Figura 5 ilustra uma vista em seção transversal do redutor de ruído da Figura 4 ao longo da linha de seção 5-5;

A Figura 6 ilustra uma vista em seção transversal do redutor de ruído da Figura 4 ao longo da linha de seção 6-6;

A Figura 7 ilustra uma vista em perspectiva de uma forma de realização de um redutor de ruído de acordo com a presente divulgação,

particularmente ilustrando o redutor de ruído visto da superfície do lado de pressão do mesmo;

A Figura 8 ilustra uma vista frontal de uma forma de realização de um redutor de ruído de acordo com a presente divulgação;

A Figura 9 ilustra uma vista em perspectiva de uma forma de realização de um redutor de ruído adjacente a um bordo de fuga de uma pá do rotor de acordo com a presente divulgação;

A Figura 10 ilustra uma vista em seção transversal do redutor de ruído da Figura 4 ao longo da linha de seção 10-10; A Figura 11 ilustra uma vista em seção transversal do redutor de ruído da Figura 4 ao longo da linha de seção 11-11; A Figura 12 ilustra uma vista lateral de uma forma de realização de um redutor de ruído de acordo com a presente divulgação, particularmente ilustrando vários ângulos de aba do(s) serrilhado(s) do redutor de ruído; e A Figura 13 ilustra uma vista lateral de uma forma de realização de um redutor de ruído de acordo com a presente divulgação, particularmente ilustrando as linhas de fluxo de fluxo de ar passando sobre o redutor de ruído.

DESCRIÇÃO DETALHADA DA INVENÇÃO

[0018] Agora será feita referência em detalhes às formas de realização da invenção, um ou mais exemplos das quais são ilustrados nos desenhos. Cada exemplo é fornecido a título de explicação da invenção, não como limitação da invenção. Na verdade, será evidente para aqueles técnicos no assunto que várias modificações e variações podem ser feitas na presente invenção sem se afastar do escopo ou do espírito da invenção. Por exemplo, as características ilustradas ou descritas como parte de uma forma de realização podem ser usadas com outra forma de realização para produzir ainda uma forma de realização adicional. Assim, pretende-se que a presente invenção cubra tais modificações e variações que caiam no escopo das reivindicações anexas e seus equivalentes.

[0019] Em geral, a presente divulgação é direcionada a um componente em forma de aerofólio para um bordo de fuga de pá do rotor de turbina eólica projetada para suprimir o ruído aerodinâmico emitido pelo bordo de fuga. Mais particularmente, o redutor de ruído tem uma forma serrilhada com um design de corpo aerodinâmico curvado tridimensional. Como tal, o redutor de ruído da presente divulgação elimina a maioria das arestas afiadas associadas à geometria serrilhada convencional, que são, em última análise, responsáveis pela geração de ruído de campo distante. Por conseguinte, o redutor de ruído da presente divulgação atinge maior redução de ruído reduzindo o espalhamento das flutuações turbulentas de entrada e autogeradas. Além disso, a forma curvada manipula vantajosamente o campo de fluxo ao redor e a montante dos serrilhados para obter a melhor redução de ruído de baixa frequência.

[0020] Com referência agora aos desenhos, a Figura 1 ilustra uma vista em perspectiva de uma forma de realização de uma turbina eólica (10) de acordo com a presente divulgação. Como mostrado, a turbina eólica (10) inclui uma torre (12) com uma nacela (14) nela montada. Uma pluralidade de pás de rotor (16) é montada em um cubo de rotor (18), que por sua vez é conectado a um flange principal que gira um eixo de rotor principal. Os componentes de geração e controle de energia da turbina eólica estão alojados dentro da nacela (14). A vista da Figura 1 é fornecida para fins ilustrativos apenas para colocar a presente invenção em um campo de uso exemplificativo. Deve ser apreciado que a invenção não está limitada a qualquer tipo particular de configuração de turbina eólica.

[0021] Com referência agora à Figura 2, uma vista em perspectiva de um conjunto de pás de rotor (100) incluindo uma das pás de rotor (16) da Figura 1 é ilustrado. Como mostrado, o conjunto de pá do rotor (100) inclui a pá do rotor (16). Além disso, a pá do rotor (16) geralmente inclui superfícies que definem um lado de pressão (22) e um lado de sucção (24) que se estende entre um bordo de ataque (26) e um bordo de fuga (28), e pode se estender a partir de uma ponta da lâmina (32) a uma raiz da lâmina (34). Em uma forma de realização, a lâmina do rotor (16) pode incluir uma pluralidade de segmentos de lâmina individuais alinhados de ponta a ponta da ponta da lâmina (32) à raiz da lâmina (34). Como tal, cada um dos os segmentos de pá individuais podem ser configurados exclusivamente de modo que a pluralidade de segmentos de pá defina uma pá do rotor completa (16) tendo um perfil aerodinâmico projetado,

comprimento e outras características desejadas. Por exemplo, cada um dos segmentos de lâmina pode ter um perfil aerodinâmico que corresponde ao perfil aerodinâmico de segmentos de lâmina adjacentes. Assim, os perfis aerodinâmicos dos segmentos da pá podem formar um perfil aerodinâmico contínuo da pá do rotor (16). Alternativamente, a pá do rotor (16) pode ser formada como uma pá única e unitária tendo o perfil aerodinâmico projetado, comprimento e outras características desejadas.

[0022] Além disso, a pá do rotor (16) pode, em formas de realização exemplificativas, ser curva. A curvatura da pá do rotor (16) pode implicar na curvatura da pá do rotor (16) em uma direção geralmente na direção da aba (flapwise) e/ ou em uma direção geralmente na direção da borda (edgewise). A direção da aba pode geralmente ser interpretada como a direção (ou a direção oposta) na qual a elevação aerodinâmica atua na pá do rotor (16).

A direção da borda é geralmente perpendicular à direção da aba. A curvatura na direção da aba da pá do rotor (16) também é conhecida como pré-curvatura, enquanto a curvatura na direção da borda também é conhecida como varredura (sweep). Assim, uma pá do rotor curva (16) pode ser pré-dobrada e/ ou varrida.

A curvatura pode permitir que a pá do rotor (16) resista melhor às cargas na direção da aba e na direção da borda durante a operação da turbina eólica (10) e pode ainda fornecer folga para a pá do rotor (16) da torre (12) durante a operação da turbina eólica (10).

[0023] Ainda com referência à Figura 2, a pá do rotor (16) pode ainda definir um eixo de passo (40). O eixo de passo (40) pode geralmente ser definido em relação ao cubo do rotor (18) da turbina eólica (10). Por exemplo, o eixo de passo (40) pode se estender geralmente perpendicularmente ao cubo do rotor (18) e a raiz da pá (34) através do centro da raiz da pá (34). Um ângulo de passo ou passo da pá da pá do rotor (16), isto é, um ângulo que determina uma perspectiva da pá do rotor (16) em relação ao fluxo de ar que passa pela turbina eólica (10), pode ser definida pela rotação da pá do rotor (16) em torno do eixo de passo (40). A pá do rotor (16) pode ainda definir uma corda (42) e um vão (44). Como mostrado na Figura 2, a corda (42) pode variar ao longo do vão (44) da pá do rotor (16). Assim, uma corda local (46) pode ser definida para a pá do rotor (16) em qualquer ponto da pá do rotor (16) ao longo do vão (44).

[0024] Além disso, como mostrado, o conjunto de pá do rotor (100) inclui pelo menos um redutor de ruído (102), por exemplo, adjacente a ou perto do bordo de fuga (28) da pá do rotor (16). Alternativamente, o redutor de ruído (102) pode ser adjacente ao bordo de ataque (26) da pá do rotor (16), adjacente à ponta da pá (32) e/ ou adjacente à raiz da pá (34) da pá do rotor (16). Além disso, o(s) redutor(es) de ruído (102) podem ser fixados ou montados na pá do rotor (16) ou podem ser integrais com a pá do rotor (16). Assim, deve ser entendido que o(s) redutor(es) de ruído (102) podem ser adjacentes a qualquer local adequado ao longo de qualquer uma das superfícies da pá do rotor (16).

Como tal, o redutor de ruído (102) está configurado para reduzir o ruído gerado pelas pás do rotor (16) durante a operação da turbina eólica (10) e/ ou pode aumentar a eficiência das pás do rotor (16). O(s) redutor(es) de ruído (102) podem ser fixados à pá do rotor (16) usando qualquer meio adequado, tal como adesivos, fita, solda e/ ou fixadores mecânicos (por exemplo, parafusos, parafusos e rebites) e/ ou clipando o(s) redutor(es) de ruído (102) em recessos adequados ou sobre saliências.

[0025] Além disso, como mostrado, o(s) redutor(es) de ruído (102) pode(m) se estender ao longo de uma porção do bordo de fuga (28) da pá do rotor (16). Por exemplo, o(s) redutor(es) de ruído (102) podem se estender ao longo de uma porção do bordo de fuga (28) perto do ponta da lâmina (32), como mostrado na Figura 2. Em outras formas de realização, o(s) redutor(es) de ruído (102) podem se estender ao longo de uma porção do bordo de fuga (28) perto da raiz da lâmina (34). Ainda, em outras formas de realização, o(s) redutor(es)

de ruído (102) podem se estender ao longo de uma porção do rotor lâmina (16) entre a ponta da lâmina (32) e a raiz da lâmina (34). Também deve ser reconhecido que o(s) redutor(es) de ruído (102) podem se estender ao longo de todo o bordo de fuga (28).

[0026] Com referência agora às Figuras 3-13, múltiplas vistas de várias formas de realização dos redutores de ruído (102) de acordo com a presente divulgação são ilustradas. Mais particularmente, como mostrado, os redutores de ruído (102) da presente divulgação incluem cada um uma porção de base (106) e pelo menos um serrilhado (104) se estendendo da porção de base (106) e além do bordo de fuga (28) em uma direção de corda (ou seja, uma direção ao longo da corda (42) da pá do rotor (16)). Por exemplo, as Figuras 3- 9 ilustram vistas em perspectiva de várias formas de realização do redutor de ruído (102) tendo uma pluralidade de serrilhados (104) se estendendo da porção de base (106) de acordo com a presente divulgação. A Figura 13 ilustra uma vista lateral de uma forma de realização do redutor de ruído (102) tendo um único serrilhado (104) se estendendo da porção de base (106) de acordo com a presente divulgação. Deve ser entendido que cada redutor de ruído (102) pode incluir qualquer número de serrilhados (104).

[0027] Além disso, a porção de base (106) aqui descrita pode ser adjacente ao bordo de fuga (28) da pá do rotor (16). Em tais formas de realização, o(s) serrilhado(s) (104) pode(m) se estender da porção de base (106) e além ou depois do bordo de fuga (28). Além disso, em várias formas de realização, a porção de base (106) do(s) redutor(es) de ruído (102) pode(m) ser adjacente(s) ao lado de pressão (22) da pá do rotor (16). Alternativamente, a porção de base (106) pode ser adjacente ao lado de sucção (24) da pá do rotor (16). Em outra forma de realização, uma forma de seção transversal da porção de base (106) pode ser cônica ou contornada de modo a corresponder à curvatura da superfície da pá do rotor à qual está fixada.

[0028] Além disso, o(s) serrilhado(s) (104) podem ser integrais com a porção de base (106) e/ou podem ser acoplados separadamente à porção de base (106). Em formas de realização alternativas, os redutores de ruído (102) podem estar ausentes de uma porção de base (106). Em tais formas de realização, o(s) serrilhado(s) (104) pode(m) ser montado(s) diretamente na pá do rotor (16). Como tal, a porção de base (106) e/ ou o(s) serrilhado(s) (12) do(s) redutor(es) de ruído (102) pode(m) ser fixada(o) à pá do rotor (16) usando quaisquer meios adequados, como por meio de adesivos, fita, solda e/ ou fixadores mecânicos (por exemplo, parafusos, parafusos e rebites) e/ ou clipando o(s) redutor(es) de ruído (102) em recessos adequados ou sobre saliências.

[0029] Referindo-se particularmente às Figuras 3-13, cada um do(s) serrilhado(s) (104) inclui(em) uma superfície do lado de sucção (108) e uma superfície do lado de pressão (110) que, juntas, definem uma forma de seção transversal curvada em ambas as direções longitudinal e lateral (112, 114) do(s) serrilhado(s) (104). Em uma forma de realização, como mostrado nas Figuras 9-12, a forma da seção transversal curvada do(s) serrilhado(s) (104) pode definir um aerofólio na direção longitudinal (114). Em tais formas de realização, como mostrado particularmente nas Figuras 10 e 11, a forma da seção transversal do aerofólio do(s) serrilhado(s) (104) pode variar na direção lateral (112) do(s) serrilhado(s) (104) (como indicado pelas formas variáveis do aerofólio (120)). Além disso, como mostrado particularmente na forma de realização ilustrada da Figura 8, a superfície do lado de sucção (108) pode definir um primeiro raio de curvatura (116) na direção da corda e a superfície do lado de pressão (110) define um segundo raio de curvatura (118) na direção da corda.

Assim, como mostrado, o primeiro raio de curvatura (108) pode ser maior do que o segundo raio de curvatura (118) de modo que a superfície do lado de sucção (108) seja mais plana do que a superfície do lado de pressão (110) ou vice-versa.

[0030] Em outras formas de realização, como mostrado particularmente nas Figuras 4-6, o primeiro raio de curvatura (116) da superfície do lado de sucção (108) e/ ou o segundo raio de curvatura (118) da superfície do lado de pressão (110) podem variar ao longo de pelo menos uma porção da direção longitudinal (114) do(s) serrilhado(s) (104). Por exemplo, como mostrado pelas linhas de seção 5-5 e 6-6, o primeiro raio de curvatura (116) da superfície do lado de sucção (108) do(s) serrilhado(s) (104) pode aumentar ao longo de pelo menos uma porção da direção longitudinal (114) do(s) serrilhado(s) (104) de uma primeira extremidade (122) na porção de base (106) para uma segunda extremidade oposta (124). Da mesma forma, o segundo raio de curvatura (118) da superfície do lado de pressão (110) do(s) serrilhado(s) (104) pode aumentar ao longo de pelo menos uma porção da direção longitudinal (114) do(s) serrilhado(s) (104) da primeira extremidade (122) na porção de base (106) para a segunda extremidade (124).

[0031] Além disso, como mostrado nas Figuras 5 e 6, a forma da seção transversal curvada pode definir uma forma da seção transversal geralmente panto na direção lateral (112). Como usado neste documento, uma forma da seção transversal do panto geralmente descreve uma forma híbrida combinando aspectos de um círculo e uma oval. Assim, a forma de panto é geralmente mais larga de um lado, tendo um lado que é mais plano do que o outro.

[0032] Referindo-se especificamente às Figuras 3-8, o(s) serrilhado(s) (104) também pode(m) ter uma extremidade de ponta (126) que define uma ponta mais distal (128). Mais especificamente, em tais formas de realização, a extremidade de ponta (126) pode ter uma forma cônica. A extremidade da ponta (126) pode ser integral com as porções restantes do(s) serrilhado(s) (104) ou pode ser fixada como uma peça separada. Além disso, como mostrado na Figura 9, pelo menos uma porção do(s) serrilhado(s) (104) pode ser oca de modo a reduzir o peso do(s) serrilhado(s) (104). Em formas de realização alternativas, o(s) serrilhado(s) podem ter uma seção transversal sólida.

[0033] Em formas de realização adicionais, um ângulo de aba (132) do(s) serrilhado(s) (104) pode variar de cerca de -30 graus (°) a +30° em relação à corda (42) da pá do rotor (16). Por exemplo, como mostrado na Figura 12, o(s) serrilhado(s) (104) pode(m) ser montado(s) nos lados de pressão e/ ou de sucção (22, 24) da pá do rotor (16) em qualquer ângulo adequado entre cerca de -30 (°) a cerca de +30°. Conforme descrito neste documento, o ângulo de aba 132 do(s) serrilhado(s) (104) geralmente se refere ao ângulo entre a linha de corda (134) e a linha (136) do bordo de fuga do lado de pressão até a ponta do(s) serrilhado(s) (104).

[0034] Com referência agora à Figura 13, uma vista lateral do conjunto de pá do rotor (100) no bordo de fuga (28) da pá do rotor (16) com o redutor de ruído (102) adjacente a ela é ilustrada. Mais especificamente, como mostrado, as linhas aerodinâmicas (130) no bordo de fuga (28) são ilustradas.

Assim, como mostrado, as características de arqueamento/ curvatura do(s) redutor(es) de ruído (102) da presente divulgação criam uma diferença de pressão entre as superfícies do lado de sucção e pressão (108, 110) e guiam as linhas aerodinâmicas (130) de maneira a reduzir ainda mais a baixa frequência ruído. Essa redução no ruído ocorre porque as porções do(s) corpo(s) serrilhado(s) se estendem para a camada limite que se aproxima. Além disso, vórtices longitudinais se formam nos corpos de dentes serrilhados aerodinâmicos, influenciando assim o fluxo a montante.

[0035] Embora características específicas de várias formas de realização da invenção possam ser mostradas em alguns desenhos e não em outros, isto é apenas por conveniência. De acordo com os princípios da invenção, qualquer característica de um desenho pode ser referida e/ ou reivindicada em combinação com qualquer característica de qualquer outro desenho.

[0036] Esta descrição escrita usa exemplos para divulgar a invenção, incluindo o melhor modo, e também para permitir que qualquer técnico no assunto pratique a invenção, incluindo a fabricação e uso de quaisquer dispositivos ou sistemas e a execução de quaisquer métodos incorporados. O escopo patenteável da invenção é definido pelas reivindicações e pode incluir outros exemplos que ocorram aos técnicos no assunto. Esses outros exemplos se destinam a estar dentro do escopo das reivindicações se incluírem elementos estruturais que não diferem da linguagem literal das reivindicações, ou se incluírem elementos estruturais equivalentes com diferenças não substanciais das linguagens literais das reivindicações.

Claims

REIVINDICAÇÕES

1. CONJUNTO DE PÁ DO ROTOR (100) PARA UMA TURBINA EÓLICA (10), caracterizado pelo conjunto de pá do rotor (100) compreender: uma pá do rotor (16) tendo superfícies que definem um lado de pressão (22), um lado de sucção (24), um bordo de ataque (26) e um bordo de fuga (28) se estendendo entre uma ponta de lâmina (32) e uma raiz de lâmina (34); e pelo menos um redutor de ruído (102) adjacente ao bordo de fuga (28), o pelo menos um redutor de ruído (102) compreendendo pelo menos um serrilhado (104) se estendendo além do bordo de fuga (28) em uma direção de corda da pá do rotor (16), o pelo menos um serrilhado (104) compreendendo uma superfície do lado de sucção (108) e uma superfície do lado de pressão (110) que juntas definem uma forma de seção transversal do panto ao longo de pelo menos uma porção de uma direção lateral (112) do pelo menos um serrilhado (104), a superfície do lado de sucção (108) definindo um primeiro raio de curvatura (116) na direção da corda, a superfície do lado de pressão (110) definindo um segundo raio de curvatura (118) na direção da corda.

2. CONJUNTO DE PÁ DO ROTOR (100), de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo o pelo menos um redutor de ruído (102) compreender ainda uma porção de base (106) fixada e adjacente a pelo menos um do lado de pressão (22) ou do lado de sucção (24) da pá do rotor, o pelo menos um serrilhado (104) se estendendo a partir da porção de base (106).

3. CONJUNTO DE PÁ DO ROTOR (100), de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 2, caracterizado pelo primeiro raio de curvatura (116) e pelo segundo raio de curvatura (118) serem diferentes.

4. CONJUNTO DE PÁ DO ROTOR (100), de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelo primeiro raio de curvatura (116) ser maior do que o segundo raio de curvatura (118) de modo que a superfície do lado de sucção (108) seja mais plana do que a superfície do lado de pressão (110).

5. CONJUNTO DE PÁ DO ROTOR (100), de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4, caracterizado pelo primeiro raio de curvatura (116) e pelo segundo raio de curvatura (118) serem iguais.

6. CONJUNTO DE PÁ DO ROTOR (100), de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 5, caracterizado pelo o pelo menos um dentre o primeiro raio de curvatura (116) da superfície do lado de sucção (108) ou o segundo raio de curvatura (118) da superfície do lado de pressão (110) variar ao longo de pelo menos uma porção de uma direção longitudinal (114) de pelo menos um serrilhado (104).

7. CONJUNTO DE PÁ DO ROTOR (100), de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelo primeiro raio de curvatura (116) da superfície do lado de sucção (108) do pelo menos um serrilhado (104) aumentar ao longo de pelo menos uma porção da direção longitudinal (114) do pelo menos um serrilhado (104) de uma primeira extremidade para uma segunda extremidade oposta.

8. CONJUNTO DE PÁ DO ROTOR (100), de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelo segundo raio de curvatura (118) da superfície do lado de pressão (110) do pelo menos um serrilhado (104) aumentar ao longo de pelo menos uma porção da direção longitudinal (114) do pelo menos um serrilhado (104) de uma primeira extremidade para uma segunda extremidade oposta.

9. CONJUNTO DE PÁ DO ROTOR (100), de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 8, caracterizado por um ângulo de aba do pelo menos um serrilhado (104) variar de -30 graus (°) a +30° em relação a uma corda da lâmina do rotor.

10. CONJUNTO DE PÁ DO ROTOR (100), de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 9, caracterizado pelo o pelo menos um serrilhado (104) compreender uma extremidade de ponta que define uma ponta mais distal, a extremidade da ponta compreendendo uma forma cônica.

11. CONJUNTO DE PÁ DO ROTOR (100), de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pela porção de base (106) ser adjacente ao lado de pressão (22) da pá do rotor.

12. CONJUNTO DE PÁ DO ROTOR (100), de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 11, caracterizado por pelo menos uma porção do pelo menos um serrilhado (104) ser oca.

13. CONJUNTO DE PÁ DO ROTOR (100), de acordo com a reivindicação 2, caracterizado por uma forma de seção transversal da porção de base (106) ser afunilada.

14. REDUTOR DE RUÍDO (102) PARA UMA PÁ DO ROTOR (16) DE UMA TURBINA EÓLICA (10), caracterizado pelo redutor de ruído (102) compreender: uma porção de base (106) configurada para fixação a pelo menos um dentre um lado de pressão (22) ou um lado de sucção (24) da pá do rotor (16) em um bordo de fuga (28) da pá do rotor; e pelo menos um redutor de ruído (102) adjacente ao bordo de fuga (28), o pelo menos um redutor de ruído (102) compreendendo uma porção de base (106) adjacente a pelo menos um do lado de pressão (22) ou do lado de sucção (24) da pá do rotor (16) e pelo menos um serrilhado (104) se estendendo da porção de base (106), a pelo menos um serrilhado (104) se estendendo além do bordo de fuga (28) em uma direção na direção da corda da pá do rotor, o pelo menos um serrilhado (104) compreendendo uma superfície do lado de sucção (108) e uma superfície do lado de pressão (110) que, em conjunto, definem um formato de seção transversal de aerofólio em uma direção longitudinal (114) de pelo menos um serrilhado (104),

em que a forma da seção transversal do aerofólio de pelo menos um serrilhado (104) varia em uma direção lateral (112) de pelo menos um serrilhado (104).