BRPI0721947A2

BRPI0721947A2 - Gerador de energia acionado por vento

Info

Publication number: BRPI0721947A2
Application number: BRPI0721947-4A
Authority: BR
Inventors: Thomas Glenn Stephens
Original assignee: Broadstar Developments Lp
Priority date: 2006-08-17
Filing date: 2007-08-15
Publication date: 2014-03-18
Also published as: CN101523016A; EA200970209A1; AU2007285942A1; MX2009001757A; CA2661137A1; WO2008022209A2; US20080042445A1; US7365448B2; JP2010501054A; EP2057351A4; EP2057351A2; IL197085A0; WO2008022209A3

Description

GERADOR DE ENERGIA ACIONADO POR VENTO ANTECEDENTES DA INVENÇÃO Os geradores de energia acionados a vento estão sob desenvolvimento intensivo, conforme as necessidades de energia e os custos associados a isso continuam sua escalada. Com o desenvolvimento de geradores de energia acionados a vento, certas necessidades se tornaram evidentes, incluindo a necessidade de provisão de um gerador, o qual suplanta a desvantagem de geradores convencionais do tipo de hélice ou propulsor, os quais devem ser montados a uma altura substancial acima da superfície, não são agradáveis esteticamente, são um risco para aves de caça e são suscetíveis a um acúmulo de gelo nas pás do propulsor.

Houve uma necessidade contínua e um desejo de melhoramentos em geradores de energia acionados a vento, incluindo o desejo de suplantar os inconvenientes de geradores de energia convencionais, tais como aqueles descritos aqui acima, enquanto também se provê um gerador o qual seja eficiente, fisicamente compacto e seja facilmente adaptado a condições variáveis de velocidade de vento, enquanto retêm a capacidade de geração de energia. É para estas finalidades, bem como outros desideratos e necessidades, os quais serão evidentes para aqueles versados na técnica, que a presente invenção foi desenvolvida.

SUMÁRIO DA INVENÇÃO A presente invenção provê um gerador de energia acionado a vento melhorado.

A presente invenção também provê um gerador de energia acionado a vento o qual inclui uma configuração de rotor ou propulsor único, é compacto e menos importuno do que os geradores convencionais do tipo de hélice ou propulsor, e inclui um rotor o qual pode ser disposto em um capuz ou 5 duto para melhoramentos de eficiência, enquanto se minimizam os riscos para a vida de pássaros e enquanto se é menos suscetível a uma degradação de desempenho ou problemas estruturais associados a acúmulo de gelo ou neve, por exemplo.

De acordo com um aspecto importante da presente

invenção, um gerador de energia acionado a vento é provido com um rotor que tem pás conformadas em aerofólio espaçadas circunferencialmente as quais são dispostas em um padrão circular não diferentemente de uma assim denominada roda de 15 pás, e o qual tem um mecanismo associado a ele para variação da "sustentação" das pás de rotor para a provisão de uma força de acionamento resultante, em resposta a um vento fluindo sobre elas. Assim, as pás efetuam uma rotação do rotor para a provisão de um resultado útil, tal como o

2 0 acionamento de um gerador de energia elétrica.

De acordo com um outro aspecto importante da presente invenção, um gerador de energia acionado a vento é provido, o qual inclui um rotor o qual é caracterizado por um único mecanismo de mudança de passo de pá múltipla para variação 25 do passo de pá ou ângulo de ataque, conforme as pás rodarem em torno de um eixo geométrico geralmente paralelo ao comprimento da pá. O rotor de pá múltipla pode ser adaptado para ser conectado a um ou dois geradores de energia elétrica, ou outros dispositivos de geração de energia, e a 30 velocidade do rotor pode ser controlada para a provisão de uma saída de energia variável e/ou a uma característica de energia elétrica selecionada.

De acordo ainda com um outro aspecto importante da presente invenção, um gerador de energia acionado a vento é 5 provido, o qual inclui um rotor que compreende pás de rotor as quais têm um formato de aerofólio, e onde a cambagem ou curvatura do aerofólio pode ser variada. Desta forma, as forças de "sustentação" exercidas pelas pás ou palhetas de rotor podem ser seletivamente convertidas em uma força útil 10 resultante para acionamento do rotor. Uma configuração de pá de rotor articulada, em conjunto com um mecanismo de mudança de cambagem de pá, provê uma força resultante útil do rotor exercida pelas pás, conforme o rotor rodar.

De acordo ainda com um aspecto adicional da invenção, um gerador de energia acionado a vento é provido, o qual inclui um meio de controle de velocidade de rotor incluindo uma modalidade a qual é de auto-regulagem em relação à velocidade de vento fluido pelo rotor.

De acordo ainda com um aspecto adicional da presente

2 0 invenção, um gerador de energia acionado a vento é provido, onde um rotor o qual responde a um vento fluindo sobre ele roda em um duto ou capuz, para melhoria da eficiência do rotor e minimização de efeitos adversos de chuva ou acúmulo de neve ou gelo no rotor ou o fluxo disso através do duto. 25 O duto é particularmente vantajoso pelo fato de serem providos percursos para o fluxo de ar de resfriamento sobre um ou mais geradores elétricos conectados ao rotor. Mais ainda, o duto ou capuz de rotor preferencialmente é configurado para acelerar o fluxo de ar através do duto, e 30 o duto também é configurado para modificação ou melhoria da tendência a se tornar inútil pelo clima do gerador, de modo que a abertura do duto normalmente seja orientada para se tirar vantagem da direção do vento.

Aqueles versados na técnica ainda apreciarão as vantagens mencionadas acima e os recursos superiores da invenção, em conjunto com outros aspectos importantes da mesma, mediante uma leitura da descrição detalhada que se segue em conjunto com os desenhos.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

A FIGURA 1 é uma vista em perspectiva de uma

modalidade preferida de um gerador de energia acionado a vento de acordo com a invenção;

a FIGURA 2 é uma vista em perspectiva similar à FIGURA

1, que mostra certos detalhes do rotor de gerador de

energia e de sua estrutura de suporte;

a FIGURA 3 é uma vista em corte detalhada tomada geralmente ao longo da linha 3-3 da FIGURA 2;

a FIGURA 4 é uma vista em perspectiva em corte que mostra uma porção da estrutura de suporte de rotor e do

2 0 mecanismo de controle de mudança de passo de rotor;

a FIGURA 4A é uma vista detalhada tomada a partir da linha 4A-4A da FIGURA 4;

a FIGURA 5 é uma vista em corte detalhada tomada geralmente ao longo da linha 6-6 da FIGURA 4;

a FIGURA 6 é uma vista em corte detalhada tomada

geralmente ao longo da linha 6-6 da FIGURA 4;

a FIGURA 7 é uma vista em corte detalhada tomada geralmente ao longo da linha 7-7 da FIGURA 4;

a FIGURA 8 é uma vista de seção detalhada similar à

3 0 porção da FIGURA 6 mas em uma escala maior para ilustrar a configuração de um dos carnes seguintes e suas conexões como a ligação de controle de mudança de passo do rotor;

a FIGURA 9 é uma vista um pouco esquemática das pás de rotor mostrando as posições das pás em uma assim denominada condição de parada plena do rotor;

a FIGURA 10 é uma vista similar à FIGURA 9, mas mostrando o ângulo de ataque ou passo das pás de rotor em uma assim denominada condição de desempenho de ângulo zero ou máximo;

a FIGURA 11 é uma vista em plano de topo de uma outra

modalidade preferida de um rotor para um gerador de energia acionado a vento de acordo com a invenção;

a FIGURA 12 é uma elevação lateral da modalidade de rotor mostrada na FIGURA 11;

a FIGURA 13 é uma vista em perspectiva de uma

configuração modificada de rotor e pá incluindo um mecanismo de mudança de cambagem de pá de acordo com uma outra modalidade preferida da presente invenção; e

a FIGURA 14 é uma vista em corte detalhada tomada geralmente ao longo da linha 14-14 da FIGURA 13.

DESCRIÇÃO DETALHADA DAS MODALIDADES PREFERIDAS Na descrição que se segue, partes iguais são marcadas por todo o relatório descritivo e os desenhos com os mesmos números de referência, respectivamente. As figuras de 25 desenho podem não estar em escala, e certos recursos podem ser mostrados exagerados na escala ou em uma forma um pouco esquemática no interesse da clareza e da concisão.

Com referência à FIGURA 1, é ilustrado um gerador de energia acionado a vento de acordo com a invenção e geralmente designado pelo número 20. 0 gerador de energia 20 é caracterizado por um mastro que se estende verticalmente 22, preferencialmente tendo um formato de aerofólio simétrico na seção transversal, e suportando um duto geralmente cilíndrico ou capuz 24 . 0 duto 24 tem uma 5 entrada de ar 26 que define uma abertura orientada para permitir que correntes naturais de ar ou vento fluam através da referida abertura para propulsão ou acionamento de um rotor, geralmente designado pelo número 28. 0 rotor 28 pode ser de um tipo similar àquele mostrado e 10 reivindicado em meu pedido co-pendente de Patente U.S. N° de Série 11/411.540, depositado em 26 de abril de 2006, cujo assunto é incorporado aqui como referência. Contudo, o rotor 2 8 é adaptado para rotação em torno de um eixo geométrico substancialmente horizontal no duto 24, em 15 resposta a correntes naturais de ar ou vento fluindo através do duto. 0 mastro 22 é montado em um membro de base geralmente cilíndrico 30, o qual é suportado para rotação em um membro de fundação 32. Um eixo geométrico de rotação do mastro 22 com respeito ao membro de fundação 3 2 é 20 indicado em 33, e esse eixo geométrico é disposto mais próximo de uma borda de ataque 2 2a do mastro 2 2 do que de uma borda de fuga 22b. Desta forma, o mastro 22 tenderá a se mover como um cata-vento ou rodar de modo que a abertura de entrada de duto 26 seja alinhada com a direção do vento 25 fluido sobre o gerador 20. A base 30 suporta o mastro 22 para uma rotação relativamente livre sobre a fundação 3 2 por meios de apoio adequados interpostos entre a base e a fundação.

Com referência â FIGURA 2, o gerador 2 0 ainda é 3 0 caracterizado por um quadro 3 6 incluindo um membro de coluna geralmente vertical 38 disposto dentro de e conectado ao mastro 22, mas se estendendo para baixo através da base 30 e da fundação 3 2 até um apoio adequado ou receptáculo 37 disposto abaixo do greide e dentro de uma 5 formação do terreno 38, conforme ilustrado. 0 receptáculo 37 e o quadro 36 são eletricamente condutivos e servem para a condução de quaisquer descargas de raio de nuvem para terreno ou de terreno para nuvem, o que pode afetar a operação do gerador 20.

0 quadro 3 6 inclui um braço que se estende

substancialmente de forma horizontal 4 0 suportando membros de quadro verticais espaçados 42 e 44, os quais são adaptados para suportarem o rotor 2 8 de uma maneira a ser descrita em maiores detalhes aqui. As respectivas hastes de 15 raio 41 e 43, FIGURA 2, preferencialmente são providas montadas em membros de quadro 42 e 44. Conforme mostrado na FIGURA 2, o rotor 28 é conectado de forma acionadora a geradores elétricos espaçados opostos 4 6 e 48, por meio do que a eletricidade gerada pelos geradores 4 6 e 4 8 pode ser 20 conduzida pelos meios de condutor 47 e 49 através de uma caixa de passagem 50 e outros meios de condutor 51 e 52 para um conjunto de retirada de energia ou anel corrediço disposto sobre e entre a base 30 e a fundação 32. Conforme ilustrado na FIGURA 2, anéis corrediços concêntricos 54 e 25 56 sobre a fundação 32 são adaptados para receberem energia de escovas 54a e 56a montadas na base 3 0 e conectadas aos meios de condutor 51 e 52, por exemplo.

Com referência, agora, à FIGURA 3, maiores detalhes do duto 24 são ilustrados, incluindo uma configuração 3 0 preferida em que o duto inclui um membro de capuz externo geralmente cilíndrico 60 geralmente espaçado de, mas disposto em uma relação de suporte com um membro de capuz interno geralmente cilíndrico 62. O membro de capuz ou duto 62 é caracterizado por uma parede em formato de venturi 5 definindo uma garganta ou uma seção de diâmetro mínimo 62a na qual o rotor 28 é disposto, geralmente. Pelo menos porções do membro de capuz 62 são espaçadas do membro de capuz 60, conforme mostrado, para a provisão de passagens longitudinais opostas 61 e 63, as quais têm aberturas de 10 entrada de ar em 61a e 63a na entrada de duto 26 e aberturas de exaustão em 61b e 63b a jusante do rotor 2 8 com respeito à direção de fluxo de vento através do duto 24, cuja direção de fluxo de vento é indicada pela seta 6 5 na FIGURA 3. Assim sendo, os geradores 4 6 e 4 8 são 15 dispostos dentro de respectivas passagens de fluxo de ar de resfriamento 63 e 61, por meio do que o calor gerado durante uma operação dos geradores pode ser dissipado por u fluxo natural de ar ambiente através das passagens 61 e 63 . Conforme mostrado nas FIGURAS 1 e 3, o membro de duto

2 0 externo 6 0 também é provido com palhetas que se projetam

para trás espaçadas 60a, as quais ajudam o mastro 22 na orientação do duto 24 para estar alinhado com a direção do vento. Entradas de ar de resfriamento secundárias 61c e 63c podem ser providas no membro de duto ou de capuz interno 62, conforme indicado também na FIGURA 3.

Com referência, agora, às FIGURAS 4, 4A, 5 e 6, o rotor 2 8 é montado para rotação em membros de suporte 4 2 e 44 por respectivos membros de eixo 70 e 72, FIGURAS 5 e 6, os quais também são conectados diretamente aos respectivos

3 0 geradores elétricos 4 6 e 48. Na FIGURA 4, o gerador 4 6 é omitido em nome da clareza e os geradores 4 6 e 4 8 foram omitidos por clareza e conveniência. 0 rotor 28 é caracterizado por conjuntos espaçados de braços ou garfos que se estendem radialmente, espaçados

5 circunferencialmente, cujos conjuntos são designados pelos números 74 e 76, respectivamente. Os conjuntos de braço 74 e 7 6 são caracterizados por membros de braço ou garfo tubulares em formato de aerofólio que se estendem radialmente espaçados circunferencialmente 78, os quais são 10 igualmente espaçados e são conectados, cada um, a um cubo 79, veja as FIGURAS 5 e 6. Os cubos 7 9 são montados em eixos 70 e 72 para rotação com eles, respectivamente. Conforme mostrado nas FIGURAS 5 e 6, os eixos 7 0 e 7 2 são suportados em conjuntos de mancai de elemento de rolamento 15 adequados 71 montados em orifícios adequados nos respectivos braços de suporte de quadro 42 e 44 . Os braços de suporte 78 dos respectivos conjuntos de braço 74 e 7 6 são alinhados com cada outro e são operáveis para suporte entre eles de pás de rotor geralmente paralelas em formato 20 de aerofólio alongado entre eles 80, as quais totalizam oito em número para o rotor 28. As pás de rotor 80 incluem uma borda de ataque 80a e uma borda de fuga 8 0b, respectivamente, FIGURA 7. Para um rotor tendo oito pás 80, as pás preferencialmente têm uma razão de aspecto em uma 25 faixa de 6:1 a 10:1 e um formato de aerofólio simétrico, embora outros formatos de aerofólio, tal como provido por uma pá de cambagem variável, possam ser adequados. Para um rotor de dezesseis pás, a razão de aspecto pode estar em uma faixa de 4:1 a 8:1. As pás de rotor 8 0 são montadas

3 0 para movimento pivotante nos respectivos braços 7 8 substancialmente nas extremidades distais dos braços, conforme ilustrado na FIGURA. 7, e por meio do que cada extremidade de cada pá de rotor 8 0 é montada em um pivô 81. As pás de rotor 8 0 são montadas em suas extremidades 5 opostas em pivôs 81 de cada braço tubular 7 8 dos respectivos conjuntos 74 e 76, conforme mostrado, por exemplo, na FIGURA 7.

O rotor 28 inclui um meio de controle de força de "sustentação" de pá de rotor descrito aqui abaixo. Com referência ainda à FIGURA 7, em uma modalidade preferida, cada braço 7 8 de conjunto de braço 74 também é provido geralmente em sua extremidade radialmente para dentro com fendas alongadas 83 para o recebimento de seguidores de came adequados 88 a serem descritos adicionalmente aqui . Cada um dos seguidores de came 88 respectivamente é conectado a uma ligação de mudança de passo de pá alongada 84. As ligações 84 são dispostas dentro dos interiores ocos dos respectivos braços 7 8 e são conectadas em suas extremidades distais externas às pás 8 0 em conexões de pivô 85, respectivamente, e por meio do que, em resposta a um movimento longitudinal geralmente linear das ligações 84, o ângulo de passo ou o ângulo de ataque das respectivas pás 8 0 e, daí, as forças de sustentação de pá podem ser variados de acordo com o ensinamento do pedido de patente referenciado acima N0 de Série 11/411.540.

Com referência à FIGURA 6, são ilustradas as extremidades internas de duas das ligações 8 e conectadas a dois respectivos seguidores de came 88. Os seguidores de came 8 8 também são dispostos parcialmente em uma ranhura ou

3 0 um recesso circular 90 formado em um membro de came de disco geralmente circular ou cilíndrico 92 montado no cubo 79, mas dispostos em meios de mancai adequados 93 para permitirem uma rotação do cubo 79 em relação ao came 92, veja a FIGURA 4 também. Conforme mostrado adicionalmente na FIGURA 4A, a ranhura circular 90 de came 92 tem um eixo geométrico central 73a o qual é paralelo, mas excêntrico com respeito ao eixo geométrico de rotação 73 dos eixos 7 0 e 72. O eixo geométrico 73 também é indicado nas FIGURAS 5 e 6, respectivamente. O came 92 é conectado a uma engrenagem 96, FIGURA 6, a qual é engranzada com um pinhão 98 conectado ao eixo de saída 100 de um motor 102, o qual é adaptado para rodar o came 92 para posições selecionadas para se efetuar uma variação do passo ou ângulo de ataque das pás 80 com respeito à direção do vento fluindo através do duto 24, conforme o rotor 28 rodar em torno do eixo geométrico 73. Pela seleção da variação do passo ou ângulo de ataque das pás de rotor 80, o gerador 2 0 pode utilizar eficientemente o fluxo de vento através do duto 24 para rotação do rotor 28 e geração de energia elétrica por meio de respectivos geradores 46 e 48.

Com referência brevemente à FIGURA 5, o eixo 72, no qual o cubo 7 9 para um conjunto de braço 7 6 é montado, também suporta para rotação com ele um disco de freio 106, o qual é operável para ser encaixado por um mecanismo de 25 pinça adequado 108 para frear a rotação do rotor 28 para controle da velocidade de rotação do mesmo de modo a se gerar efetivamente eletricidade, por exemplo, com os geradores 46 e 48 em uma freqüência selecionada, bem como a uma saída de energia predeterminada. Assim sendo, o motor 30 102 pode ser operado para rotação do came 92 para posições selecionadas para mudança do ângulo de ataque ou passo das pás de rotor 8 0 enquanto o rotor 2 8 também pode ser controlado de modo que sua velocidade de rotação em torno do eixo geométrico 73, conforme desejado, seja independente 5 dos efeitos de controle de passo de pá.

Com referência brevemente à FIGURA 8, os detalhes de um dos seguidores de came 88 são ilustrados. Cada um dos seguidores de came 8 8 inclui uma parte de seguidor geralmente cilíndrica 88a disposta na ranhura 90 de came 92 10 para ser transversal ali. Uma espiga 88b se estende axialmente da parte de seguidor 88a. Cada uma das ligações de controle de passo 84 inclui uma parte de luva de pivô transversal 84a formada ali e incluindo um orifício 84b adaptado para receber a espiga de seguidor de came 8 8b. Os 15 membros de guia anular geralmente cilíndricos 88d são colocados como luva sobre a espiga 88b, articulados na parte de ligação transversal 84a e são retidos na montagem com a ligação 84, conforme ilustrado, por uma porca roscada 88c. Os membros 88d são de um diâmetro ligeiramente menor

2 0 do que a largura das ranhuras ou fendas 8 3 para guia com

eles.

Com referência à FIGURA 9, é ilustrada uma condição do rotor 28 em que as pás 80 são dispostas em posições correspondentes a uma assim denominada condição de parada 25 plena em que as forças de "sustentação" de pá e uma força resultante líquida atuando sobre o rotor pelo vento fluindo através da entrada de duto 26 na direção de fluxo da seta 65 não afetarão a rotação do rotor. Esta é uma posição limite do came 92, conforme ele é rodado pelo motor de

3 0 acionamento 102. A FIGURA 10, por outro lado, mostra uma condição do rotor 28 em que as pás 80 assumiram posições, respectivamente, as quais produzirão uma força resultante máxima tendendo a virar o rotor em uma direção horária, vendo-se a FIGURA 10 em resposta a um fluxo de ar na direção da seta 65. Os ângulos de pá de exemplo com respeito à direção de vento, indicada pela seta 65, para as posições de rotor mostradas nas FIGURAS 9 e 10 são indicadas nas figuras de desenho. A direção horária de rotação do rotor 2 8 em torno do eixo geométrico 7 3 também é indicada pela seta 99 na FIGURA 10. Nas FIGURAS 9 e 10, os ângulos de pá de rotor indicados obviamente são para as posições particulares das respectivas pás 80, conforme ilustrado, e os ângulos de passo variam continuamente com respeito aos braços 78, por exemplo, conforme o rotor 28 rodar.

Com referência, agora, às FIGURAS 11 e 12, uma modalidade alternativa de um gerador de energia de acordo com a invenção é ilustrada, mostrando uma modificação no mecanismo de controle para mudança do passo ou ângulo de 20 ataque das pás de rotor 80. Nas FIGURAS 11 e 12, é ilustrado um conjunto de rotor 2 8 suportado em braços 4 2 e

44 do quadro de suporte 36. Contudo, na modalidade ilustrada das FIGURAS 11 e 12, o came circular 92 foi substituído por uma versão modificada do came geralmente 25 designada pelo número 92a. 0 came 92a é suportado para rotação em torno do eixo geométrico 7 3 e sua ranhura de came circular também é excêntrica com respeito àquele eixo geométrico. 0 came 92a também é suportado no eixo 7 0 geralmente da mesma maneira que aquela ilustrada na FIGURA 30 6 . A modalidade de gerador de energia ilustrada nas FIGURAS 11 e 12 inclui um conjunto de palheta de vento de auto-regulagem 110 incluindo um aerofólio ou uma palheta que se estende transversalmente 112 suportado em braços 5 espaçados 114 e 116. O braço 114 é conectado ao came 92a, e o came 116 preferencialmente é montado para rotação sobre e com respeito ao cubo 7 9 de conjunto de braço 76 a ao disco de freio 106. Assim sendo, o conjunto de palheta de vento 100 é livre para rodar em torno do eixo geométrico 73 10 dentro dos limites de um arco, conforme indicado pela seta 113 na FIGURA 12, por exemplo. Conforme o conjunto de palheta 110 roda em uma direção horária, vendo-se a FIGURA

12, o came 92a é rodado para uma posição a qual tenderá a mover o passo das pás de rotor 8 0 em uma direção a qual 15 resultará em menos de uma força resultante tendendo a rodar o rotor 28 em uma direção horária, vendo-se a FIGURA 12 . Assim sendo, conforme a velocidade do vento aumentar, na direção da seta 65 nas FIGURAS 11 e 12, o mecanismo de controle de mudança de passo da modalidade ilustrada que é 20 de auto-regulagem tenderá a reduzir a força resultante afetando a rotação do rotor 28 e, assim, o controle de velocidade e o esforço de saída do rotor. Em outros os outros aspectos, a modalidade ilustrada nas FIGURAS 11 e 12 é substancialmente a mesma que a modalidade ilustrada nas

2 5 FIGURAS 1 a 10.

Com referência, agora, às FIGURAS 13 e 14, uma outra modalidade da invenção é ilustrada, onde um rotor modificado 28c é caracterizado por pás de cambagem variável 80c, uma porção disso sendo mostrada em ambas as FIGURAS 13 e 14 . A pá de cambagem variável 80c inclui seções de pá interconectadas 80d, 80e e 80f, as quais são conectadas de forma articulada a cada outra em uma estrutura de articulação incluindo uma saliência de articulação alongada 13 0, FIGURA 14, formada na seção de pá de borda dianteira ou de ataque 8Od. A saliência de articulação 13 0 é adaptada em um recesso formado pelas porções de aro arqueadas opostas 132 e 134 formadas na seção de aerofólio ou pá intermediária 8 Oe. Um segundo conjunto de porções de aro arqueadas 136 e 138 se estende paralelo às porções de aro 132 e 134 e define um segundo recesso para recebimento de uma saliência de articulação 14 0 de seção de pá de borda de fuga 80f. Assim sendo, as seções de pá 80d, 80e e 80f são adaptadas para um movimento pivotante limitado com respeito a cada outro ao longo de eixos geométricos paralelos ao eixo geométrico longitudinal de pá 80c, por meio do que a cambagem de pá 8 0c pode ser variada entre sua borda de ataque 144 e sua borda de fuga 14 6, conforme mostrado nas FIGURAS 13 e 14. A pá de cambagem variável 80c é montada entre os membros de seção de extremidade de pá opostos 14 8, um sendo mostrado na FIGURA 13, e é conectada de forma pivotante a eles no pivô 81 formado na seção de borda de ataque 8Od e um membro de pivô 81b se projetando a partir da borda lateral de seção de borda de fuga 80f. O pivô 81b é deslizável em uma fenda 14 9 formada na seção de extremidade de pá 148, conforme mostrado na FIGURA 13.

Com referência adicionalmente à FIGURA 13, a seção de pá intermediária 80e inclui uma parte de lingüeta que se projeta longitudinalmente 151, a qual é deslizável em uma fenda 153 que se estende substancialmente normal à linha de corda de pá de cambagem variável 8 0c. Assim sendo, a pá de cambagem variável 8 0c pode ser montada em braços de rotor 78, um sendo mostrado na FIGURA 13, no lugar da pá 8 0 e conectada à ligação 84 em uma conexão de pivô formada por um parafuso com ressalto com cabeça hexagonal 84e, FIGURA 5 13, disposto em um furo adequado 131 formado na saliência de articulação 130 de seção de borda de ataque 80d, veja a FIGURA 14. Assim sendo, conforme o rotor 28c roda, a cambagem da 8 0c varia para variação das forças de sustentação exercidas pelas respectivas pás 80c pela 10 mudança seletiva da configuração do aerofólio formado pelas pás 80c, onde uma configuração de aerofólio tendo uma quantidade substancial de cambagem positiva, conforme ilustrado na FIGURA 14, pode ser mudada para um aerofólio realmente tendo uma cambagem negativa, conforme indicado na 15 FIGURA 13. Embora a FIGURA 14 seja tomada geralmente ao longo da linha FIGURA 14-14 da FIGURA 13, a condição da pá 8 0c mostrada na FIGURA 14 é com a pá tendo uma cambagem positiva substancial. Na condição da pá 80c mostrada na FIGURA 13, a pá tem uma cambagem um pouco negativa. 20 Conforme mostrado na FIGURA 13, um recesso adequado ou fenda 154 é formado na seção de extremidade de pá 14 8 para a acomodação do movimento do prendedor 84e interconectando a ligação 84 com a seção de borda de ataque 8Od da pá de rotor 80c. Assim, as forças de sustentação exercidas por 25 uma série de pás 80c usadas no lugar das pás 80 são variadas conforme o rotor 28c rodar devido à ação das ligações 84 seletivamente movendo as pás 80c para mudança de sua configuração de aerofólio ou cambagem, por meio do que a força de acionamento resultante do rotor 28c pode ser

3 0 provida e variada. Acredita-se que construção e a operação das modalidades de gerador de energia descritas aqui anteriormente sejam entendíveis por aqueles de conhecimento comum na técnica. Materiais de engenharia convencionais e 5 práticas de fabricação podem ser usados para a construção e a montagem dos componentes dos geradores. Embora modalidades preferidas tenham sido descritas em detalhes aqui, aqueles versados na técnica também reconhecerão que várias substituições e modificações podem ser feitas, sem 10 se desviar do escopo e do espírito das reivindicações em apenso.

Claims

1. Gerador de energia acionado a vento caracterizado pelo fato de compreender: um quadro; um rotor suportado para rotação no referido quadro, o referido rotor incluindo pás de rotor geralmente paralelas alongadas espaçadas circunferencialmente plurais, as referidas pás de rotor sendo suportadas por conjuntos de braço espaçados, pelo menos um dos referidos conjuntos de braço incluindo uma porção de cubo conectada de forma acionadora a um eixo de acionamento.

2. Gerador de energia, de acordo com a Reivindicação 1, caracterizado pelo fato de incluir: pelo menos um gerador de energia elétrica conectado de forma acionada ao referido eixo de acionamento.

3. Gerador de energia, de acordo com a Reivindicação2, caracterizado pelo fato de: cada um dos referidos conjuntos de braço ser conectado de forma acionadora a um eixo de acionamento, os referidos eixos de acionamento sendo suportados no referido quadro, respectivamente, e cada um dos referidos eixos de acionamento ser conectado de forma acionadora a um gerador de energia elétrica.

4. Gerador de energia, de acordo com a Reivindicação1, caracterizado pelo fato de: o referido rotor incluir um meio de controle de força de sustentação de pá de rotor operacionalmente conectado às referidas pás de rotor para mudança de pelo menos um dentre o passo e a cambagem das referidas pás de rotor com respeito à direção de vento impingindo sobre o referido rotor.

5. Gerador de energia, de acordo com a Reivindicação 4, caracterizado pelo fato de: o referido meio de controle de força de sustentação incluir seguidores de came encaixáveis com um came para variação de um dentre o ângulo de ataque e a cambagem das referidas pás de rotor conforme o referido rotor rodar.

6. Gerador de energia, de acordo com a Reivindicação 5, caracterizado pelo fato de: cada uma das referidas pás de rotor ser conectada a uma ligação conectada a cada um dos referidos seguidores de came, respectivamente, e em resposta a uma rotação do referido rotor para variação de um dentre o ângulo de passo e a cambagem das referidas pás de rotor, respectivamente, com respeito à direção do vento impingindo sobre o referido rotor.

7. Gerador de energia, de acordo com a Reivindicação 6, caracterizado pelo fato de incluir: um meio de atuador operacionalmente conectado ao referido came para rotação do referido came para movimento de um eixo geométrico do referido came com respeito a um eixo geométrico de rotação do referido rotor.

8. Gerador de energia, de acordo com a Reivindicação 7, caracterizado pelo fato de: o referido meio de atuador compreender um motor conectado de forma acionadora ao referido came para rotação do referido came.

9. Gerador de energia, de acordo com a Reivindicação 7, caracterizado pelo fato de: o referido meio de atuador compreender uma palheta que responde a um vento fluindo sobre ela para rotação do referido came para variação de uma dentre a cambagem e o passo das referidas pás de rotor para controle de uma força de acionamento resultante gerada pelas referidas pás de rotor.

10. Gerador de energia, de acordo com a Reivindicação7, caracterizado pelo fato de incluir: um mecanismo de freio operacionalmente conectado ao referido rotor para controle da velocidade de rotação do referido rotor.

11. Gerador de energia, de acordo com a Reivindicação10, caracterizado pelo fato de: o referido meio de freio incluir um disco de freio montado sobre o referido eixo de acionamento e encaixável com um mecanismo de pinça de freio para aplicação de forças de frenagem ao referido rotor.

12. Gerador de energia, de acordo com a Reivindicação6, caracterizado pelo fato de: pelo menos as selecionadas das referidas lâminas de rotor compreenderem múltiplas seções de pá interconectadas de forma articulada para a formação de uma pá de cambagem variável, e a referida ligação ser conectada a pelo menos uma das referidas seções de pá para movimento das referidas seções de pá em relação a cada outra para variação da cambagem das referidas pás, respectivamente, conforme o referido rotor rodar.

13. Gerador de energia, de acordo com a Reivindicação12, caracterizado pelo fato de: pelo menos as selecionadas das referidas lâminas de rotor compreenderem três seções de pá interconectadas de forma articulada e incluindo uma seção de pá de borda de ataque, uma seção de pá intermediária e uma seção de pá de borda de fuga, e pelo menos as referidas selecionadas das referidas pás incluírem, cada uma, uma seção de extremidade cooperável com as referidas seções de pá para suporte das referidas seções de pá enquanto se permite um movimento limitado das referidas seções de pá para variação da cambagem das referidas pás, respectivamente.

14. Gerador de energia, de acordo com a Reivindicação1, caracterizado pelo fato de: o referido rotor ser disposto em um duto.

15. Gerador de energia, de acordo com a Reivindicação 14, caracterizado pelo fato de: o referido duto ser montado em um mastro para rotação para uma posição, por meio do que uma abertura de entrada de ar do referido duto se volta para a direção do fluxo de vento.

16. Gerador de energia, de acordo com a Reivindicação14, caracterizado pelo fato de: o referido duto incluir um membro de duto interno e um membro de duto externo espaçado em torno do referido membro de duto interno e definindo um meio de passagem entre eles para resfriamento do fluxo de ar através dali.

17. Gerador de energia, de acordo com a Reivindicação14, caracterizado pelo fato de: o referido duto incluir pelo menos um membro de palheta que responde a um fluxo de vento para efetuar uma rotação do referido duto para a referida posição voltada para a direção de fluxo de vento.

18. Gerador de energia, de acordo com a Reivindicação .1, caracterizado pelo fato de incluir: um mastro suportando o referido rotor, uma base para o referido mastro, a referida base sendo suportada e cooperável com uma fundação para rotação da referida base e do referido mastro para uma posição por meio do que as referidas pás de rotor se voltam para a direção do fluxo de vento.

19. Gerador de energia, de acordo com a Reivindicação18, caracterizado pelo fato de: a referida base ser suportada para rotação na referida fundação e incluir um meio de condutor elétrico encaixável com um meio de condutor elétrico na referida fundação para transmissão de energia elétrica a partir do referido gerador para um condutor levando para longe do referido gerador.

20. Gerador de energia, de acordo com a Reivindicação 1, caracterizado pelo fato de: o referido quadro incluir um membro de aterramento elétrico e pelo menos uma haste de atração de descarga de raio para aterramento de cargas elétricas impingindo sobre o referido gerador de energia.