BR112021007184A2 - pá de rotor para uma turbina eólica e método para unir primeiro e segundo segmentos de pá de uma pá de rotor de uma turbina eólica - Google Patents

pá de rotor para uma turbina eólica e método para unir primeiro e segundo segmentos de pá de uma pá de rotor de uma turbina eólica Download PDF

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Abstract

pá de rotor para uma turbina eólica e método para unir primeiro e segundo segmentos de pá de uma pá de rotor de uma turbina eólica. uma pá de rotor inclui um primeiro segmento de páe um segundo segmento de páse estendendo em direções opostasa partir de uma junta no sentido da corda. cada um dentre o primeiro e segundo segmentos de pátem pelo menos um elemento de invólucro definindo uma superfície de aerofólio. o primeiro segmento de páinclui uma estrutura de viga possuindo uma extremidade de recepçãocom pelo menos um pino que se estende no sentido da extensão se estendendo a partir da mesma. o segundo segmento de páinclui uma seção de recepção que recebe a estrutura de viga. a seção de recepção inclui um elemento no sentido da corda possuindo uma fenda de junta de pino definida através do mesmo. a fenda de junta de pino recebe o pino que se estende no sentido da extensão na extremidade de recepção da estrutura de viga, de modo a prender o primeiro e o segundo segmentos de pájuntos. além disso, o elemento no sentido da corda, a fenda de junta de pino e/ou o pino que se estende no sentido da extensão inclui pelo menos uma estrutura compatível formada de um material compatível que permite uma deformação do mesmo para seguir uma deformação de cisalhamento da pá de rotor.

Description

“PÁ DE ROTOR PARA UMA TURBINA EÓLICA E MÉTODO PARA UNIR PRIMEIRO E SEGUNDO SEGMENTOS DE PÁ DE UMA PÁ DE ROTOR DE UMA TURBINA EÓLICA” CAMPO DA INVENÇÃO
[001] A presente invenção se refere, de modo geral, a turbinas eólicas e, mais particularmente, a estruturas compatíveis para pás de rotor articuladas para uma turbina eólica.
ANTECEDENTES DA INVENÇÃO
[002] A energia eólica é considerada uma das fontes de energia mais limpas e ecologicamente corretas atualmente disponíveis, e as turbinas eólicas têm ganhado 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 com um cubo rotativo com uma ou mais pás de rotor. As pás de rotor capturam energia cinética do vento usando princípios de aerofólio conhecidos. As pás de rotor transmitem a energia cinética na forma de energia rotacional, de modo a girar um eixo que acopla as pás de rotor a uma caixa de engrenagens ou, se uma caixa de engrenagens não for usada, diretamente ao gerador. O gerador então converte a energia mecânica em energia elétrica que pode ser implantada em uma rede elétrica.
[003] As pás de rotor geralmente incluem um invólucro lateral de sucção e um invólucro lateral de pressão normalmente formado usando processos de moldagem que são unidos em linhas de ligação ao longo das bordas de ataque e de fuga da pá. Além disso, os invólucros de pressão e sucção são relativamente leves e têm propriedades estruturais (por exemplo, rigidez, resistência à flambagem e força) que não são configurados para suportar os momentos de flexão e outras cargas exercidas na pá de rotor durante a operação. Assim, para aumentar a rigidez, a resistência à flambagem e a força da pá de rotor, o invólucro do corpo é tipicamente reforçado usando um ou mais componentes estruturais (por exemplo, mesas de longarina (spar caps) opostas com uma alma de cisalhamento (shear web) configurada entre elas) que engatam as superfícies laterais de pressão e de sucção internas das metades do invólucro. As mesas de longarina e/ou alma de cisalhamento podem ser construídas de vários materiais, incluindo, mas não se limitando a compósitos laminados de fibra de vidro e/ou compósitos laminados de fibra de carbono.
[004] Conforme as turbinas eólicas continuam a aumentar de tamanho, as pás de rotor também aumentam de tamanho. Assim, pás de rotor maiores podem ser construídas em segmentos que podem ser montados no local por meio de uma ou mais juntas de pino. Aumentar o comprimento da pá requer suporte adicional da pá, porque a gravidade puxa ao longo do comprimento aumentado para criar um momento de flexão maior do que nas pás de rotor mais curtas. As juntas de pino são configuradas para permitir que a ponta da pá flexione para suportar parte dessa carga.
[005] As pás de rotor da turbina eólica frequentemente curvam- se sob carga. Tal deflexão causa deformação de cisalhamento interno da alma de cisalhamento da pá. Por conseguinte, certas pás de rotor articuladas incluem um primeiro segmento de pá possuindo uma estrutura de viga que é recebida dentro de uma seção de recepção de um segundo segmento de pá que é ainda preso entre si por meio de um ou mais pinos que se estendem no sentido da extensão e no sentido da corda que transferem o momento de flexão da pá de um segmento para o outro. As seções de recepção de tais juntas também têm uma antepara no sentido da corda que tem a tendência de seguir a deformação de cisalhamento da pá, causando tensão de destacamento local entre a antepara e o invólucro da pá, tensionando a pasta de ligação entre a seção de recepção e o invólucro da pá. Além disso, conforme o pino que se estende no sentido da corda se curva, a estrutura de viga do primeiro segmento de pá também se curva em relação à seção de recepção. Tal flexão causa alta tensão de pico nos orifícios da bucha dos pinos e carregamento desigual das linhas de ligação.
[006] Por conseguinte, a presente invenção é direcionada a uma pá de rotor articulada de turbina eólica melhorada possuindo uma ou mais estruturas compatíveis nos locais dos pinos de modo a abordar os problemas acima mencionados.
DESCRIÇÃO RESUMIDA
[007] Aspectos e vantagens da invenção serão apresentados em parte na descrição a seguir, ou podem ser óbvios a partir da descrição, ou podem ser aprendidos através da prática da invenção.
[008] Em um aspecto, a presente invenção é direcionada a uma pá de rotor para uma turbina eólica. A pá de rotor inclui um primeiro segmento de pá e um segundo segmento de pá se estendendo em direções opostas a partir de uma junta no sentido da corda. Cada um dentre o primeiro e segundo segmentos de pá tem pelo menos um elemento de invólucro definindo uma superfície de aerofólio. O primeiro segmento de pá inclui uma estrutura de viga possuindo uma extremidade de recepção. A extremidade de recepção inclui pelo menos um pino que se estende no sentido da extensão se estendendo a partir da mesma. O segundo segmento de pá inclui uma seção de recepção que recebe a estrutura de viga do primeiro segmento de pá. Além disso, a seção de recepção inclui um elemento no sentido da corda possuindo uma fenda de junta de pino definida através do mesmo. Como tal, a fenda de junta de pino recebe o pino que se estende no sentido da extensão na extremidade de recepção da estrutura de viga de modo a prender o primeiro e o segundo segmentos de pá juntos. Além disso, pelo menos um dentre o elemento no sentido da corda, a fenda de junta de pino ou o pino que se estende no sentido da extensão inclui pelo menos uma estrutura compatível formada de um material compatível que permite uma deformação do mesmo para seguir uma deformação de cisalhamento da pá de rotor.
[009] Mais especificamente, em uma forma de realização, um corpo do elemento no sentido da corda e/ou do pino que se estende no sentido da extensão pode ser construído do material compatível. Em outra forma de realização, a pá de rotor pode incluir ainda um conjunto de mancal possuindo um mancal recebido dentro de um compartimento de retenção de mancal. Em tais formas de realização, o conjunto de mancal pode ser recebido dentro da fenda de junta de pino. Consequentemente, a estrutura compatível pode ser o mancal e/ou o compartimento de retenção de mancal.
[010] Em outras formas de realização, o compartimento de retenção de mancal pode ser fixado axialmente dentro da fenda de junta de pino do elemento no sentido da corda, pelo menos em parte, por meio de um primeiro flange. Além disso, o compartimento de retenção de mancal também pode incluir um segundo flange para limitar a rotação do mancal dentro do compartimento de retenção de mancal. Em tais formas de realização, o segundo flange pode estar localizado em um lado oposto do compartimento de retenção de mancal do primeiro flange. Em várias formas de realização, o compartimento de retenção de mancal pode ser ainda axialmente fixado dentro da fenda de junta de pino do elemento no sentido da corda, pelo menos em parte, por meio de um anel de retenção. Em formas de realização adicionais, o mancal compreende um mancal esférico.
[011] Em formas de realização particulares, a pá de rotor pode incluir ainda pelo menos uma luva posicionada circunferencialmente em torno de pelo menos um dentre o mancal e/ou o compartimento de retenção de mancal. Em tais formas de realização, a(s) estrutura(s) compatível(is) pode(m) ser a(s) luva(s).
[012] Em formas de realização alternativas, a pá de rotor pode incluir uma bucha recebida dentro da fenda de junta de pino do elemento no sentido da corda. Em tais formas de realização, a(s) estrutura(s) compatível(is) pode(m) ser a bucha.
[013] Em outras formas de realização, o material compatível pode incluir, por exemplo, um material elastomérico, um material de resina, um material laminado, um material de grafeno, um material celulósico ou qualquer outro material compatível adequado.
[014] Em certas formas de realização, o elemento no sentido da corda pode incluir ainda uma ou mais ranhuras para suportar cargas de flexão da junta no sentido da corda. Em outra forma de realização, o elemento no sentido da corda pode ter uma seção transversal em borboleta.
[015] Em outro aspecto, a presente invenção é direcionada a um método para unir primeiro e segundo segmentos de pá de uma pá de rotor de uma turbina eólica. O método inclui fornecer o primeiro segmento de pá possuindo uma estrutura de viga que se estende em uma direção geralmente no sentido da extensão. A estrutura de viga tem uma extremidade de recepção com pelo menos um pino que se estende no sentido da extensão se estendendo a partir da mesma. O método também inclui fornecer o segundo segmento de pá possuindo uma seção de recepção que se estende na direção geralmente no sentido da extensão. A seção de recepção inclui um elemento no sentido da corda possuindo uma fenda de junta de pino definida através do mesmo. Além disso, o método inclui inserir a estrutura de viga do primeiro segmento de pá na seção de recepção do segundo segmento de pá, de modo que a fenda de junta de pino receba o pino que se estende no sentido da extensão da estrutura de viga de modo a prender o primeiro e o segundo segmentos de pá juntos em uma junta no sentido da corda. Além disso, pelo menos um dentre o elemento no sentido da corda, a fenda de junta de pino e/ou o pino que se estende no sentido da extensão inclui pelo menos uma estrutura compatível formada de um material compatível que permite uma deformação do mesmo para seguir uma deformação de cisalhamento da pá de rotor. Deve ser entendido que o método pode incluir ainda qualquer uma das características e/ou etapas adicionais, conforme descrito neste documento.
[016] Estas e outras características, aspectos e vantagens da presente invenção serão melhor compreendidas com referência à descrição a seguir e reivindicações anexas. Os desenhos anexos, que são incorporados e constituem uma parte deste relatório descritivo, ilustram formas de realização da invenção e, juntamente com a descrição, servem para explicar os princípios da invenção.
BREVE DESCRIÇÃO DAS FIGURAS
[017] Uma divulgação completa e capacitante da presente invenção, incluindo o melhor modo da mesma, direcionada a um técnico no assunto, é apresentada no relatório descritivo, o qual 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 invenção; A Figura 2 ilustra uma vista plana de uma forma de realização de uma pá de rotor possuindo um primeiro segmento de pá e um segundo segmento de pá de acordo com a presente invenção; A Figura 3 ilustra uma vista em perspectiva de uma seção de uma forma de realização do primeiro segmento de pá de acordo com a presente invenção; A Figura 4 ilustra uma vista em perspectiva de uma forma de realização de uma seção do segundo segmento de pá na junta no sentido da corda de acordo com a presente invenção; A Figura 5 ilustra um conjunto de uma forma de realização da pá de rotor da turbina eólica possuindo o primeiro segmento de pá unido ao segundo segmento de pá de acordo com a presente invenção;
A Figura 6 ilustra uma vista em perspectiva explodida de uma forma de realização das múltiplas estruturas de suporte do conjunto da pá de rotor da turbina eólica de acordo com a presente invenção;
A Figura 7 ilustra uma vista em corte transversal de uma forma de realização da junta no sentido da corda (34) de acordo com a presente invenção;
A Figura 8 ilustra uma vista em corte transversal em perspectiva de uma forma de realização do elemento no sentido da corda de acordo com a presente invenção;
A Figura 9 ilustra uma vista em corte transversal parcial de uma forma de realização do elemento no sentido da corda de acordo com a presente invenção, particularmente ilustrando o mancal e o compartimento de retenção de mancal construído de um material compatível;
A Figura 10 ilustra uma vista em corte transversal parcial de outra forma de realização do elemento no sentido da corda de acordo com a presente invenção, particularmente ilustrando uma pluralidade de luvas construídas de um material compatível disposto na junta no sentido da corda;
A Figura 11 ilustra uma vista em corte transversal parcial de ainda outra forma de realização do elemento no sentido da corda de acordo com a presente invenção, particularmente ilustrando uma bucha construída de um material compatível recebido com uma fenda de junta de pino do elemento no sentido da corda;
A Figura 12 ilustra uma vista em perspectiva de uma forma de realização do elemento no sentido da corda de acordo com a presente invenção; A Figura 13 ilustra uma vista em corte transversal de uma forma de realização do elemento no sentido da corda de acordo com a presente invenção, particularmente ilustrando ranhuras formadas no elemento no sentido da corda; e A Figura 14 ilustra um fluxograma de uma forma de realização de um método para unir primeiro e segundo segmentos de pá de uma pá de rotor de uma turbina eólica de acordo com a presente invenção.
DESCRIÇÃO DETALHADA
[018] Agora será feita referência em detalhe às formas de realização da invenção, um ou mais exemplos das quais são ilustrados nas figuras. Cada exemplo é fornecido a título de explicação da invenção, não limitando a invenção. De fato, será evidente para um técnico no assunto que podem ser feitas várias modificações e variações na presente invenção sem se afastar do escopo ou sentido da invenção. Por exemplo, características ilustradas ou descritas como parte de uma forma de realização podem ser utilizadas com outra forma de realização para produzir ainda outra forma de realização. Assim, pretende-se que a presente invenção abranja tais modificações e variações como estando dentro do escopo das reivindicações anexas e seus equivalentes.
[019] 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 invenção. Na forma de realização ilustrada, a turbina eólica (10) é uma turbina eólica de eixo horizontal. Alternativamente, a turbina eólica (10) pode ser uma turbina eólica de eixo vertical. Além disso, como mostrado, a turbina eólica (10) pode incluir uma torre (12) que se estende a partir de uma superfície de suporte (14), uma nacela (16) montada na torre (12), um gerador (18) posicionado dentro da nacela (16), uma caixa de engrenagens (20) acoplada ao gerador (18), e um rotor (22) que está rotativamente acoplado à caixa de engrenagens (20) com um eixo de rotor (24).
Além disso, como mostrado, o rotor (22) inclui um cubo rotativo (26) e pelo menos uma pá de rotor (28) acoplada a e se estendendo para fora do cubo rotativo (26). Como mostrado, a pá de rotor (28) inclui uma ponta de pá (17) e uma raiz de pá (19).
[020] Com referência agora à Figura 2, uma vista plana de uma das pás de rotor (28) da Figura 1 é ilustrada. Como mostrado, a pá de rotor (28) pode incluir um primeiro segmento de pá (30) e um segundo segmento de pá (32). Além disso, como mostrado, o primeiro segmento de pá (30) e o segundo segmento de pá (32) podem, cada um, se estender em direções opostas a partir de uma junta no sentido da corda (34). Além disso, como mostrado, cada um dos segmentos de pá (30, 32) pode incluir pelo menos um elemento de invólucro, tal como um elemento de invólucro lateral de pressão, um elemento de invólucro lateral de sucção, um elemento de invólucro de borda de ataque, um elemento de invólucro de borda de fuga e assim por diante. O primeiro segmento de pá (30) e o segundo segmento de pá (32) são conectados por pelo menos uma estrutura de suporte interna (36) se estendendo em ambos os segmentos de pá (30, 32) para facilitar a união dos segmentos de pá (30, 32). A seta (38) mostra que a pá de rotor segmentada (28) no exemplo ilustrado inclui dois segmentos de pá (30, 32) e que esses segmentos de pá (30, 32) são unidos pela inserção da estrutura de suporte interna (36) no segundo segmento de pá (32). Além disso, como mostrado, o segundo segmento de pá inclui múltiplas estruturas de longarina (66) (também referidas neste documento como mesas de longarina) que se estendem longitudinalmente para se conectar com a estrutura de viga (40) do primeiro segmento de pá (30) (que é mostrado em mais detalhes nas Figuras 3 e 5).
[021] Com referência agora à Figura 3, uma vista em perspectiva de uma seção do primeiro segmento de pá (30) de acordo com a presente invenção é ilustrada. Como mostrado, o primeiro segmento de pá (30) inclui uma estrutura de viga (40) que forma uma parte da estrutura de suporte interna
(36) e se estende longitudinalmente para se conectar estruturalmente com o segundo segmento de pá (32). Além disso, como mostrado, a estrutura de viga (40) forma pelo menos uma parte de uma alma de cisalhamento (42) conectada a uma mesa de longarina lateral de sucção (44) e uma mesa de longarina lateral de pressão (46). Além disso, como mostrado, o primeiro segmento de pá (30) pode incluir uma ou mais primeiras juntas de pino em uma extremidade de recepção (54) da estrutura de viga (40). Em uma forma de realização, a junta de pino pode incluir um pino que está em um ajuste de interferência apertado com uma bucha. Mais especificamente, como mostrado, a(s) junta(s) de pino pode(m) incluir um tubo de pino (52) localizado na extremidade de recepção (54) da estrutura de viga (40). Assim, como mostrado, o tubo de pino (52) pode ser orientado em um a direção no sentido da extensão, isto é, ao longo da extensão ou comprimento da pá de rotor (28), que é definida ao longo de um eixo que se estende desde a raiz da pá até a ponta da pá da pá de rotor (28).
Além disso, o primeiro segmento de pá (30) pode também incluir uma fenda de junta de pino (50) localizada na estrutura de viga (40). Além disso, como mostrado, a fenda de junta de pino (50) pode ser orientada em uma direção no sentido da corda, isto é, ao longo de uma corda da pá de rotor (28) que é definida ao longo de um eixo que se estende a partir da borda de ataque à borda de fuga da pá de rotor (28).
[022] Com referência agora à Figura 4, uma vista em perspectiva de uma seção do segundo segmento de pá (32) de acordo com a presente invenção é ilustrada. Como mostrado, o segundo segmento de pá (32) inclui uma seção de recepção (60) se estendendo longitudinalmente dentro do segundo segmento de pá (32) para receber a estrutura de viga (40) do primeiro segmento de pá (30). Além disso, como mostrado, a seção de recepção (60) pode incluir as estruturas de longarina (66) que se estendem longitudinalmente para conectar com a estrutura de viga (40) do primeiro segmento de pá (30).
Além disso, como mostrado, a seção de recepção (60) pode incluir um elemento no sentido da corda (48) possuindo uma fenda de junta de pino no sentido da extensão (56) definida através do mesmo. Além disso, como mostrado, a seção de recepção (60) pode incluir uma fenda de junta de pino no sentido da corda (58) definida através da mesma que se alinha com a fenda de junta de pino (50) da estrutura de viga (40).
[023] Com referência agora à Figura 5, um conjunto (70) da pá de rotor (28) possuindo o primeiro segmento de pá (30) unido ao segundo segmento de pá (32) de acordo com a presente invenção é ilustrado. Como mostrado, o conjunto (70) ilustra múltiplas estruturas de suporte sob elementos do invólucro externo da pá de rotor (28) possuindo o primeiro segmento de pá (30) unido ao segundo segmento de pá (32). Mais especificamente, como mostrado, o pino que se estende no sentido da extensão (52) da extremidade de recepção (54) da estrutura de viga (40) é recebido dentro da fenda de junta de pino no sentido da extensão (56) da seção de recepção (60) de modo a prender o primeiro e o segundo segmentos de pá (30, 32) juntos.
[024] Com referência agora à Figura 6, uma vista em perspectiva explodida das múltiplas estruturas de suporte do conjunto (70) em direção à seção de recepção (60) da pá de rotor (28) é ilustrada. Como mostrado, as estruturas de longarina (66) são configuradas para receber a estrutura de viga (40) e podem incluir a fenda de junta de pino no sentido da corda (58) que se alinha com a fenda de junta de pino (50) da estrutura de viga (40) através da qual um pino que se estende no sentido da corda (62) pode ser inserido. Além disso, como mostrado, a extensão no sentido da corda (62) pode ser configurada para permanecer em um ajuste de interferência apertado dentro das fendas de junta de pino de alinhamento (50, 58) de modo que as estruturas de longarina (66) e a estrutura de viga (40) sejam unidas durante a montagem.
Além disso, a Figura 6 também ilustra o elemento no sentido da corda (48) que inclui a fenda de junta de pino (56) configurada para receber o tubo de pino (52) da estrutura de viga (40). Como tal, o tubo de pino (52) é configurado para formar uma junta de ajuste de interferência apertado.
[025] Com referência agora à Figura 7, uma vista em corte transversal detalhada da junta no sentido da corda (34) de acordo com a presente invenção é ilustrada. Como mostrado, o pino que se estende no sentido da extensão (52) que se estende desde a estrutura de viga (40) do primeiro segmento de pá é recebido dentro da seção de recepção (60) do segundo segmento de pá (32) através do elemento no sentido da corda (48).
Além disso, como mostrado nas Figuras 7 e 8, o elemento no sentido da corda (48) pode incluir a fenda de junta de pino no sentido da extensão (56). Mais especificamente, como mostrado, o elemento no sentido da corda (48) pode incluir um conjunto de mancal (64) recebido dentro da fenda de junta de pino (56). Além disso, como mostrado, o conjunto de mancal (64) inclui um mancal (68) recebido dentro de um compartimento de retenção de mancal (72). Como tal, o pino que se estende no sentido da extensão (52) pode ser recebido dentro do mancal (68) do conjunto de mancal (64). Em formas de realização adicionais, o mancal (68) pode incluir um mancal esférico.
[026] Referindo-se às Figuras 9-13, múltiplas vistas de várias formas de realização dos componentes da junta no sentido da corda (34) da pá de rotor (28) são ilustradas. Mais especificamente, como será discutido em mais detalhes neste documento, o elemento no sentido da corda (48), as fendas de junta de pino (50, 56) e/ou o pino que se estende no sentido da extensão (52) podem incluir ou podem ser construídos de uma estrutura/ material compatível que permite que uma deformação do mesmo siga uma deformação de cisalhamento da pá de rotor (28). Como usado neste documento, uma estrutura compatível geralmente se refere a um mecanismo ou material flexível que transfere uma força de entrada e deslocamento em um local para uma força de saída e deslocamento em outro local através da deformação elástica do corpo. Materiais compatíveis de exemplo, como aqui utilizado, podem incluir, por exemplo, um material elastomérico, um material de resina, um material laminado, um material de grafeno, um material celulósico ou qualquer outro material compatível adequado.
[027] Referindo-se especificamente às Figuras 9 e 10, vistas em corte transversal de uma forma de realização do elemento no sentido da corda (48) de acordo com a presente invenção são ilustradas para representar possíveis localizações da(s) estrutura(s)/ material(is) compatível(is). Por exemplo, como mostrado na Figura 9, o elemento no sentido da corda (48), o compartimento de retenção de mancal (72) e/ou o mancal (68) podem ser construídos de um material compatível (74). Em certas formas de realização, partes do elemento no sentido da corda (48), do compartimento de retenção de mancal (72), e/ou do mancal (68) incluem o material compatível (74), no entanto, deve ser entendido que todo o elemento no sentido da corda (48), todo o compartimento de retenção de mancal (72) e/ou todo o mancal (68) podem ser formados do material compatível. Além disso, deve ser entendido que o pino que se estende no sentido da extensão (52) também pode ser construído do material compatível (74).
[028] Referindo-se especificamente à Figura 10, a(s) estrutura(s) compatível(is) pode(m) incluir uma ou mais luvas (82, 84) construídas do material compatível (74). Mais especificamente, como mostrado, a junta no sentido da corda (34) pode incluir uma luva (82) posicionada circunferencialmente em torno do mancal (68). Além disso, como mostrado, a junta no sentido da corda (34) pode incluir uma luva (84) posicionada circunferencialmente em torno do compartimento de retenção de mancal (72). Assim, as luvas (82, 84) são configuradas para suportar a transferência de cargas/ tensões e deflexão mais uniformemente para a o elemento no sentido da corda (48). Além disso, as luvas (82, 84) são configuradas para permitir que mancais menores sejam usados com a mesma fenda de junta de pino (56) do elemento no sentido da corda (48) e compartimento de retenção de mancal (72).
[029] Referindo-se às Figuras 9 e 10, o compartimento de retenção de mancal (72) pode ser fixado axialmente dentro da fenda de junta de pino (56) do elemento no sentido da corda (48), pelo menos em parte, por meio de um primeiro flange (76). Por exemplo, como mostrado, o primeiro flange (76) é um flange radial que se estende em torno das circunferências da fenda de junta de pino (56). Além disso, como mostrado, o compartimento de retenção de mancal (72) também pode incluir um segundo flange (78), por exemplo, para limitar a rotação do mancal (68) dentro do compartimento de retenção de mancal (72), por exemplo, em cerca de 4-5 graus. Em tais formas de realização, como mostrado, o segundo flange (78) pode estar localizado em um lado oposto do compartimento de retenção de mancal (72) do primeiro flange (76). Em outras formas de realização, como mostrado, o compartimento de retenção de mancal (72) pode ser ainda fixado axialmente dentro da fenda de junta de pino (56) do elemento no sentido da corda (48), pelo menos em parte, por meio de um anel de retenção (86) posicionado em um recesso radial (80) do compartimento de retenção de mancal (72).
[030] Com referência agora à Figura 11, em formas de realização alternativas, o elemento no sentido da corda (48) pode incluir uma bucha (88) recebida dentro da fenda de junta de pino (56) do mesmo. Em tais formas de realização, como mostrado, a bucha (88) pode ser construída do material compatível (74) de modo a transferir as cargas/tensões na junta no sentido da corda (34).
[031] Com referência agora às Figuras 12 e 13, características adicionais podem ser fornecidas no elemento no sentido da corda (48) para suportar ainda mais as várias cargas/ tensões da junta (4). Por exemplo, como mostrado na Figura 12, o elemento no sentido da corda (48) pode ter uma seção transversal geralmente em borboleta para melhorar a flexibilidade do mesmo para permitir que a forma siga a deformação de cisalhamento da pá.
Além disso, como mostrado na Figura 13, o elemento no sentido da corda (48) pode incluir ainda uma ou mais ranhuras (90) para suportar cargas de flexão da junta no sentido da corda (34).
[032] Com referência agora à Figura 14, um fluxograma (100) de um método para unir primeiro e segundo segmentos de pá de uma pá de rotor de uma turbina eólica de acordo com a presente invenção é ilustrado. Em geral, o método (100) será descrito neste documento com referência à turbina eólica (10) e à pá de rotor (28) mostrada nas Figuras 1 a 13. No entanto, deve ser apreciado que o método revelado (100) pode ser implementado com pás de rotor possuindo quaisquer outras configurações adequadas. Além disso, embora a Figura 14 represente as etapas realizadas em uma ordem específica para fins de ilustração e discussão, os métodos discutidos neste documento não estão limitados a qualquer ordem ou arranjo específico. Um técnico no assunto, usando as divulgações fornecidas neste documento, reconhecerá que várias etapas dos métodos revelados neste documento podem ser omitidas, reorganizadas, combinadas e/ou adaptadas de várias maneiras, sem se afastar do escopo da presente invenção.
[033] Como mostrado em (102), o método (100) pode incluir fornecer o primeiro segmento de pá (30) possuindo a estrutura de viga (40) que se estende em uma direção geralmente no sentido da extensão. Conforme mencionado, a estrutura de viga (40) tem uma extremidade de recepção (54) com pelo menos um pino que se estende no sentido da extensão (52) se estendendo a partir da mesma. Como tal, como mostrado em (104), o método (100) pode incluir fornecer o segundo segmento de pá (32) possuindo a seção de recepção (60) que se estende na direção geralmente no sentido da extensão. Como mencionado, a seção de recepção (60) inclui um elemento no sentido da corda (48) possuindo uma fenda de junta de pino (56) definida através do mesmo. Assim, como mostrado em (106), o método (100) pode incluir inserir a estrutura de viga (40) do primeiro segmento de pá (30) na seção de recepção (60) do segundo segmento de pá (32), de modo que a fenda de junta de pino (56) receba o pino que se estende no sentido da extensão (52) da estrutura de viga (40) de modo a fixar o primeiro e o segundo segmentos de pá (30, 32) juntos em uma junta no sentido da corda (34). Além disso, o elemento no sentido da corda (48), a fenda de junta de pino (56) e/ou o pino que se estende no sentido da extensão (52) inclui pelo menos uma estrutura compatível formada de um material compatível que permite que uma deformação do mesmo siga uma deformação de cisalhamento da pá de rotor (28).
[034] O técnico no assunto reconhecerá a intercambialidade de várias características de diferentes formas de realização. Da mesma forma, as várias etapas de método e características descritas, bem como outros equivalentes conhecidos para cada um de tais métodos e características, podem ser misturadas e combinadas por um técnico no assunto para construir sistemas e técnicas adicionais de acordo com os princípios desta invenção.
Claro, deve ser entendido que, necessariamente, nem todos os objetos ou vantagens descritos acima podem ser alcançados de acordo com qualquer forma de realização particular. Assim, por exemplo, os técnicos no assunto reconhecerão que os sistemas e técnicas descritos neste documento podem ser incorporados ou realizados de uma maneira que atinja ou otimize uma vantagem ou grupo de vantagens como ensinado neste documento, sem necessariamente atingir outros objetos ou vantagens como podem ser ensinados ou sugeridos aqui.
[035] Embora apenas certas características da invenção tenham sido ilustradas e descritas neste documento, muitas modificações e mudanças ocorrerão aos técnicos no assunto. Deve, portanto, ser entendido que as reivindicações anexas se destinam a cobrir todas as modificações e mudanças que caiam dentro do verdadeiro sentido da invenção.
[036] Esta descrição escrita usa exemplos para revelar 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 devem 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 (15)

REIVINDICAÇÕES
1. PÁ DE ROTOR PARA UMA TURBINA EÓLICA, caracterizada por compreender: um primeiro segmento de pá e um segundo segmento de pá se estendendo em direções opostas a partir de uma junta no sentido da corda, cada um dentre o primeiro e segundo segmentos de pá compreendendo pelo menos um elemento de invólucro definindo uma superfície de aerofólio, o primeiro segmento de pá compreendendo uma estrutura de viga possuindo uma extremidade de recepção, a extremidade de recepção compreendendo pelo menos um pino que se estende no sentido da extensão se estendendo a partir da mesma, o segundo segmento de pá compreendendo uma seção de recepção que recebe a estrutura de viga do primeiro segmento de pá, a seção de recepção compreendendo um elemento no sentido da corda possuindo uma fenda de junta de pino definida através do mesmo, a fenda de junta de pino recebendo o pino que se estende no sentido da extensão na extremidade de recepção da estrutura de viga de modo a prender o primeiro e o segundo segmentos de pá juntos, em que pelo menos um dentre o elemento no sentido da corda, a fenda de junta de pino ou o pino que se estende no sentido da extensão compreende pelo menos uma estrutura compatível formada de um material compatível que permite uma deformação do mesmo para seguir uma deformação de cisalhamento da pá de rotor.
2. PÁ DE ROTOR, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada por um corpo de pelo menos um dentre o elemento no sentido da corda ou o pino que se estende no sentido da extensão ser construído de material compatível.
3. PÁ DE ROTOR, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 2, caracterizada por compreender ainda um conjunto de mancal compreendendo um mancal recebido dentro de um compartimento de retenção de mancal, o conjunto de mancal recebido dentro da fenda de junta de pino, a pelo menos uma estrutura compatível compreendendo pelo menos um dentre o mancal ou o compartimento de retenção de mancal.
4. PÁ DE ROTOR, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, caracterizada pelo compartimento de retenção de mancal ser fixado axialmente dentro da fenda de junta de pino do elemento no sentido da corda, pelo menos em parte, por meio de um primeiro flange.
5. PÁ DE ROTOR, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4, caracterizada pelo compartimento de retenção de mancal compreender ainda um segundo flange para limitar a rotação do mancal dentro do compartimento de retenção de mancal, o segundo flange em um lado oposto do compartimento de retenção de mancal do primeiro flange.
6. PÁ DE ROTOR, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 5, caracterizada pelo compartimento de retenção de mancal ser ainda fixado axialmente dentro da fenda de junta de pino do elemento no sentido da corda, pelo menos em parte, por meio de um anel de retenção.
7. PÁ DE ROTOR, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 6, caracterizada pelo mancal compreender um mancal esférico.
8. PÁ DE ROTOR, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 7, caracterizada por compreender ainda pelo menos uma luva posicionada circunferencialmente em torno de pelo menos um dentre o mancal e/ou o compartimento de retenção de mancal, a pelo menos uma estrutura compatível compreendendo a pelo menos uma luva.
9. PÁ DE ROTOR, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 8, caracterizada por compreender ainda uma bucha recebida dentro da fenda de junta de pino do elemento no sentido da corda, a pelo menos uma estrutura compatível compreendendo a bucha.
10. PÁ DE ROTOR, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 9, caracterizada pelo material compatível compreender pelo menos um dentre um material elastomérico, um material de resina, um material laminado, um material de grafeno ou um material celulósico.
11. PÁ DE ROTOR, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 10, caracterizada pelo elemento no sentido da corda compreender ainda uma ou mais ranhuras para suportar cargas de flexão da junta no sentido da corda.
12. PÁ DE ROTOR, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 11, caracterizada pelo elemento no sentido da corda compreender uma seção transversal em borboleta.
13. MÉTODO PARA UNIR PRIMEIRO E SEGUNDO SEGMENTOS DE PÁ DE UMA PÁ DE ROTOR DE UMA TURBINA EÓLICA, o método caracterizado por compreender: fornecer o primeiro segmento de pá possuindo uma estrutura de viga que se estende em uma direção geralmente no sentido da extensão, a estrutura de viga possuindo uma extremidade de recepção com pelo menos um pino que se estende no sentido da extensão se estendendo a partir da mesma; fornecer o segundo segmento de pá possuindo uma seção de recepção que se estende na direção geralmente no sentido da extensão, a seção de recepção compreendendo um elemento no sentido da corda possuindo uma fenda de junta de pino definida através do mesmo; e inserir a estrutura de viga do primeiro segmento de pá na seção de recepção do segundo segmento de pá de modo que a fenda de junta de pino receba o pino que se estende no sentido da extensão da estrutura de viga,
de modo a prender o primeiro e o segundo segmentos de pá juntos em uma junta no sentido da corda, em que pelo menos um dentre o elemento no sentido da corda, a fenda de junta de pino ou o pino que se estende no sentido da extensão compreende pelo menos uma estrutura compatível formada de um material compatível que permite uma deformação do mesmo para seguir uma deformação de cisalhamento da pá de rotor.
14. MÉTODO, de acordo com a reivindicação 13, caracterizado por pelo menos um dentre o elemento no sentido da corda ou o pino que se estende no sentido da extensão ser construído do material compatível.
15. MÉTODO, de acordo com qualquer uma das reivindicações 13 a 14, caracterizado por compreender ainda: fixar um mancal dentro de um compartimento de retenção de mancal para formar um conjunto de mancal; e, fixar o conjunto de mancal dentro da fenda de junta de pino, a pelo menos uma estrutura compatível compreendendo pelo menos um dentre o mancal ou o compartimento de retenção de mancal.
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