BRPI0617344A2 - pÁ de turbina eàlica - Google Patents

Abstract

<B>PÁ DE TURBINA EOLICA<D>A presente invenção refere-se a uma pá de turbina eólica (10) que compreende uma área de raiz (13), uma vedação (20) dentro da pá na área de raiz, e o dispositivo para drenar água que condensa dentro da pá. O dispositivo de drenagem compreende quatro furos (30) formados na superfí- cie da pá na área de raiz, dois em um lado da vedação e dois no outro lado, com respeito a sua posição angular na superfície da pá, dois furos estão localizados no lado de sucção da pá e dois outros furos estão localizados no lado de pressão da pá. Os furos (30) são proporcionados com uma saliência (35) se projetando para fora a partir da superfície externa da pá, de modo que a água fluindo para baixo da superfície externa da pá é impedida de entrar na pá.

Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para "PA DE TUR-BINA EÓLICA".

A invenção relaciona uma pá de turbina eólica, que compreendeuma área raiz e os meios para escoamento da água, que condensa paradentro da pá.

ANTECEDENTE DA TÉCNICA

Uma turbina eólica é proporcionada com um rotor que compre-ende uma série de pás, normalmente três, e um cubo no qual as pás sãomontadas. As pás são grandes, com extensão de 20 até 50 m, e sua pontapode alcançar uma velocidade de 250 km/h.

Dentro da pá, a água é acumulada devido à condensação. Esteacúmulo de água no interior da pá é prejudicial em dois aspectos: uma quan-tidade considerável de água irá atuar como um lastro que pode ser desloca-do e irá prejudicar o funcionamento normal da pá; e quando a pá está em posição vertical e inativa, isto é, fora de operação, a água irá fluir para baixoda pá e pode entrar no cubo, o qual aloja algum artigo elétrico que pode serdanificado em contato com a água.

Adicionalmente, as pás são ocas e durante sua fabricação, al-guma sujeira pode permanecer dentro da pá. Quando da rotação da pá, esta sujeira eventualmente torna-se poeira e se mistura com a água de conden-sação para formar alguma massa que é centrifugada para a ponta da pá.

É conhecido na técnica perfurar um furo de dreno na ponta dapá para definir uma passagem através da qual é pretendido que a água sejadrenada. Entretanto, quando as pás giram em alta velocidade, qualquer sin-gularidade ou desigualdade na superfície da ponta pode produzir um ruídointenso. Assim, este furo deve ser pequeno, não mais do que 6 mm de largu-ra, de modo a impedir o furo de produzir um grande ruído quando da rota-ção. Infelizmente, a mistura de poeira e de água impulsionada para a pontapela força centrífuga é provável de obstruir tal passagem estreita.

SUMÁRIO DA INVENÇÃO

É um objetivo da presente invenção proporcionar uma pá de tur-bina eólica na qual a água de condensação dentro da pá possa ser pronta-mente drenada através do dito dispositivo de drenagem.

De acordo com a invenção, o dito dispositivo de drenagem com-preende um ou mais furos formados na superfície da pá na área de raiz.Sendo formados na área de raiz, a qual é uma área de baixa velocidade dapá, os ditos furos não são facilmente obstruídos pelo efeito da força centrífu-ga. Além disso, os furos podem ser de um tamanho relativamente grandeporque, dentro de certos limites, uma singularidade na área de raiz da pánão é provável de produzir qualquer ruído perceptível. Em uma modalidade,os furos são maiores do que 8 mm de largura.

De preferência, pelo menos um furo está localizado no lado desucção da pá e pelo menos um furo está localizado no lado de pressão dapá. Deste modo, a água de condensação pode ser drenada através de am-bos lados da pá. Pode ser vantajoso que a pá compreenda dois furos locali-zados em um ou em ambos lados de sucção e de pressão da pá. Neste ca-so, os furos localizados no mesmo lado da pá não estão em uma mesmalinha longitudinal da pá, de modo a evitar reduzir a resistência da pá.

Em uma modalidade preferida, é proporcionada uma vedaçãodentro da pá na área de raiz, com o objetivo de reforçar a raiz e vedar a pá.Com esta disposição, é vantajoso que alguns furos estejam localizados emum lado da vedação e que alguns furos estejam localizados no outro lado davedação, de modo que a água acumulada em ambos lados da vedação pos-sa ser prontamente drenada.

De modo a deixar a menor quantidade de água dentro da pá, osfuros estão localizados próximos da vedação, de preferência, dentro de 5 cma partir da vedação.

De preferência, os furos possuem um formato circular, porque ofuro circular reduz a resistência da pá menos do que um furo possuindo ou-tro formato.

Em uma modalidade, um ou mais furos são proporcionados comuma saliência se projetando para o exterior a partir da superfície externa dapá, de modo que a água fluindo para baixo da superfície externa da pá sejaimpedida de entrar na pá.BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

Uma modalidade particular da presente invenção será descrita aseguir, somente a título de exemplo não limitativo, com referência aos dese-nhos anexos, nos quais:

a figura 1 é uma vista esquemática de uma pá de uma modali-dade da invenção;

a figura 2 é uma vista secional parcial de três pás montadas emum cubo; e

a figura 3 é uma vista secional de uma parte de tal pá.

DESCRIÇÃO DE MODALIDADES PARTICULARES

Uma turbina eólica compreende um cubo 50 e três pás 10. Taispás possuem uma raiz 13, a qual é a área da pá mais próxima do cubo e aqual normalmente é cilíndrica. Mais além de sua raiz, tal pá possui dois la-dos achatados, definindo para a pá um lado de sucção e um lado de pres-são. Assim, no presente relatório descritivo, será entendido que a raiz é aárea da pá entre o cubo e a área onde os lados da pá se achatam, e quetanto o lado de sucção como o lado de pressão da pá inclui o lado corres-pondente da raiz.

Dentro da pá na área de raiz, pode existir a vedação 20 parafortalecer a raiz e para fechar a pá. A vedação 20 está localizada em umadistância de 0,5 até 3 m a partir do final da raiz.

Na modalidade da figura 1, são proporcionados quatro furos 30na pá 10 na raiz 13, dois em um lado da vedação 20 e dois no outro lado.Com respeito a sua posição angular na superfície da raiz 13, dois furos es-tão localizados no lado de sucção da pá e os outros dois furos estão locali-zados diametralmente opostos, isto é, no lado de pressão da pá.

Os dois furos adjacentes 30 localizados em cada lado da veda-ção 20 estão a uma distância de cerca de 50 cm um do outro e são desloca-dos, isto é, não estão na mesma linha longitudinal da pá 10, de modo a nãoreduzir de forma significativa a resistência das fibras longitudinais da pá.

Quando a turbina eólica não está em operação, ela está em umacondição inativa, na qual as pás são orientadas de forma transversal para ovento e estão quase paradas, mas não completamente sem movimento. Nacondição inativa, as pás giram em uma velocidade muito baixa e cada pápermanece na posição vertical durante um considerável período de tempo.Enquanto uma das pás 10 está inativa em uma posição substancialmente navertical, a água de condensação existindo na pá flui para baixo e se acumulano invólucro 20, vide a referência 91 na figura 2. Então, a água drena sua-vemente através de um ou dois dos furos 30. E, enquanto a pá está inativaem uma posição substancialmente vertical, a água de condensação existin-do na raiz 13 atrás da vedação 20 flui pára baixo e se acumula no lado detrás da vedação, vide a referência 92 na figura 2. Então, esta água drenaatravés de um ou outro dos dois furos 30. Esta é a razão pela preferência dese ter alguns furos 30 em cada lado da vedação 20.

De modo a estarem aptos a drenar a maior parte da água decondensação acumulada, os furos 30 estão localizados muito próximos davedação 20, tipicamente dentro de 5 cm a partir da vedação 20.

Desde que as forças centrífugas não empurram a mistura desujeira e água contra os furos 30, estes não são facilmente obstruídos. Alémdisso, desde que a velocidade da pá na raiz é muito menor do que na ponta,os furos 30 podem seguramente ter uma largura de até 15 mm sem produzirmuito ruído durante a rotação, adicionalmente reduzindo o risco de obstru-ção. Resultados experimentais apresentam que a faixa preferível para a lar-gura dos furos 30 é de 8 até 15 mm.

Os furos 30 de preferência são de formato circular, porque a raiz13 é a área mais forçada da pá e um furo circular desenvolve menos tensãodo que um furo possuindo qualquer outro formato.

Em uma modalidade, cada furo 30 é proporcionado na superfícieexterna da pá com uma saliência aberta 35. As saliências 35 não produzemruído extra durante a rotação porque elas estão localizadas em uma área debaixa velocidade da pá. As saliências 35 impedem a água que condensa nasuperfície externa da pá 10 de alcançar os furos correspondentes 30 e assimentrar na pá.

Em uma modalidade, não existe a vedação 20. Neste caso, épreferível proporcionar os furos 30 dentro de uma distância de 5 cm a partirdo final da raiz 13, os aspectos não diretamente relacionados com a veda-ção 20 sendo como explicados acima.

Apesar de somente modalidades particulares da invenção teremsido apresentadas e descritas no presente relatório descritivo, os versadosna técnica estarão aptos a introduzir modificações e substituírem quaisqueraspectos técnicos das modalidades por outros que seja tecnicamente equi-valentes, dependendo dos requerimentos particulares de cada caso, sem seafastar do escopo de proteção definido pelas reivindicações anexas.

Por exemplo, é claro que pode existir qualquer número de furos30 na pá 10 na área de raiz 13, ou que os furos 30 podem estar localizadossomente em um lado da vedação 20.

Claims (10)

1. Pá de turbina eólica (10) que compreende uma área de raiz(13) e o dispositivo para drenar água que condensa dentro da pá, caracteri-zada pelo fato de que o dito dispositivo de drenagem compreende pelo me·nos um furo (30) formado na superfície da pá (10) na área de raiz (13).

2. Pá de turbina eólica (10), de acordo com a reivindicação 1,onde pelo menos um furo (30) está localizado no lado de sucção da pá (10),e pelo menos um furo (30) está localizado no lado de pressão da pá (10).

3. Pá de turbina eólica (10), de acordo com a reivindicação 1 oucom a reivindicação 2, compreendendo dois furos (30) localizados pelo me-nos em um dentre o lado de sucção e o lado de pressão da pá (10).

4. Pá de turbina eólica (10), de acordo com a reivindicação 3,onde os furos (30) localizados no mesmo lado da pá (10) não estão em umamesma linha longitudinal da pá (10).

5. Pá de turbina eólica (10), de acordo com qualquer uma dasreivindicações precedentes, onde é proporcionado uma vedação (20) dentroda pá (10) na área de raiz (13).

6. Pá de turbina eólica (10), de acordo com a reivindicação 5,onde pelo menos um furo (30) está localizado em um lado da vedação (20) epelo menos um furo (30) está localizado no outro lado da vedação (20).

7. Pá de turbina eólica (10), de acordo com a reivindicação 5 oucom a reivindicação 6, onde pelo menos um furo (30) está localizado dentrode 5 cm a partir da vedação (20).

8. Pá de turbina eólica (10), de acordo com qualquer uma dasreivindicações precedentes, onde pelo menos um furo (30) possui um forma-to circular.

9. Pá de turbina eólica (10), de acordo com a reivindicação 8,onde o diâmetro de pelo menos um furo (30) é maior do que 8 mm.

10. Pá de turbina eólica (10), de acordo com qualquer uma dasreivindicações precedentes, onde pelo menos um furo (30) é proporcionadocom uma saliência (35) se projetando para o exterior a partir da superfícieexterna da pá (10).