BRPI0901809B1

BRPI0901809B1 - Pá de hélice para uma turbina eólica

Info

Publication number: BRPI0901809B1
Application number: BRPI0901809-3A
Authority: BR
Inventors: Stefan Herr; Kevin R. Kirtley; Kevin R Kirtley; Kevin W. Kinzie; Kevin W Kinzie; Brandon S. Gerber; Brandon S Gerber; Kevin J. Standish; Kevin J Standish; Benoit P. Petitjean; Benoit P Petitjean
Original assignee: General Electric Company
Priority date: 2008-05-30
Filing date: 2009-05-28
Publication date: 2020-06-02
Also published as: EP2128434A3; EP2128434B1; BRPI0901809A2; CN101592121B; CN101592121A; US8419371B2; DK2128434T3; EP2128434A2; US20090297354A1; MX2009005754A

Abstract

pás de turbina sólica com ponteiras retorcidas e cônicas. uma pá de hélice 10, para uma turbina eálica 2, inclui um retorcimento total para trás entre aproximadamente 6 e aproximadamente 15 graus entre os aproximadamente 1 por cento e 10 por cento mais extremos do raio do rotor da pá de hélice; e uma mudança total da corda normalizada entre aproximadamente um por cento e aproximadamente dois por cento aplicado entre os aproximadamente 1 pode cento e os aproximadamente dez por cento da porção mais externa do raio do rotor da pá de hélice.

Description

“PÁ DE HÉLICE PARA UMA TURBINA EÓLICA”

Fundamentos da Invenção

Campo técnico

[001] A matéria em objeto aqui descrita se refere, em geral, a superfícies de reação fluida com estruturas específicas das pás de hélice e, mais em particular, às turbinas eólicas que apresentam pás com ponteiras retorcidas e cônicas ou afuniladas.

Estado da Arte Relacionado

[002] Uma turbina eólica é uma máquina destinada a converter a energia cinética do vento em energia mecânica. Caso a energia mecânica seja diretamente empregada pelo maquinário, tal como em uma bomba de água ou em um moinho, então a turbina eólica pode ser chamada de um moinho de vento. De uma forma similar, e caso a energia mecânica seja convertida em eletricidade, então a máquina também poderia ser denominada como um gerador eólico ou então como uma usina eólica de energia.

[003] As turbinas eólicas tipicamente são divididas de acordo com o eixo, vertical ou horizontal, ao redor dos quais giras as suas pás de hélice. Um assim chamado gerador eólico de eixo horizontal é esquematicamente ilustrado na figura 1 e é comercialmente disponibilizado pela General Electric Company. Esta configuração em particular para uma turbina eólica 2 inclui uma torre 4 a qual suporta uma nacela 6 que encerra um trem de acionamento 8. As pás 10 são dispostas sobre um cubo de modo a formar o “rotor” em uma das extremidades do trem de acionamento 8, do lado de fora da nacela 6. As pás rotatórias 10 movimentam a caixa de engrenagens 12 ligada a um gerador elétrico 14, disposto na outra extremidade do trem de acionamento 8, disposta na parte interna da nacela 6 juntamente com um sistema de controle 16 o qual recebe sinais por parte de um anemômetro 18.

[004] As pás 10 geram sustentação e capturam o momento a partir

Petição 870190138608, de 23/12/2019, pág. 13/53

2/14 do ar que se move, ou seja, elas transmitem para o rotor conforme as pás giram pelo plano do rotor. Cada uma das pás de hélice tipicamente fixada em sua extremidade de raiz e então se dissemina ou projeta radialmente para fora até uma extremidade, a ponteira. A frente, ou o bordo de ataque, da pá se conecta com os pontos mais avançados da pá de hélice que primeiramente entram em contato com o ar. A traseira, ou bordo de fuga, da pá é onde o fluxo de ar que foi separado pelo bordo de ataque se reúne após passar por sobre as superfícies de sucção e de pressão da pá. A “linha de corda” liga os bordos de ataque de fuga da pá na direção do fluxo de ar típico através da pá. O comprimento da linha de corda é simplesmente conhecido por “corda”.

[005] As extremidades mais distantes das pás 10 são chamadas de “ponteiras” e a distância desde a ponteira até a raiz, na extremidade oposta da pá de hélice, é chamada de “envergadura”. Uma vez que a raiz da pá de hélice 10 é deslocada do centro de rotação da pá quando esta está conectada no cubo, a distância entre o centro de rotação da pá de hélice 10 até a ponteira é referida como o raio do rotor e aqui designada pela letra R Uma vez que diversas pás 10 mudam a sua corda através da envergadura (e o correspondente raio do rotor), o comprimento da corda é referido como a corda da raiz, próxima da raiz, e a corda da ponteira próxima da ponteira da pá de hélice O formato resultante da pá 10, quando vista de forma perpendicular em relação a direção do fluxo, é chamado de plataforma. A espessura da pá 10 varia através da plataforma, e o termo espessura é tipicamente empregado para descrever a distância máxima entre a superfície de sucção de baixa pressão e a superfície de alta pressão do lado oposto da pá para qualquer linha de corda em particular.

[006] O “ângulo de ataque” é um termo que é usado para descrever o ângulo entre a linha de corda da pá 10 e o vetor que representa o movimento relativo entre a pá e o ar. O “passo” se refere a rotação do ângulo de ataque do toda a pá 10, para dentro ou para fora do vento, de modo a controlar

Petição 870190138608, de 23/12/2019, pág. 14/53

3/14 a velocidade de rotação e/ou a absorção da energia do vento. Por exemplo, mudar o passo da pá na “direção do vento” [toward feather = virar as bordas das pás das hélices, no sentido do vento, para reduzir o empuxo] significa girar o bordo de ataque da pá de hélice 10 para o vento, enquanto que mudar o passo da pá na “direção de perda de sustentação” [toward stall] significa girar o bordo de ataque da pá de hélice para fora do vento.

[007] Uma vez que a velocidade das pás 10, em relação ao ar, aumenta ao longo da envergadura das pás rotatórias, o formato das pás é tipicamente retorcido de modo a manter um ângulo de ataque geralmente consistente na maioria dos pontos ao longo da envergadura da pá. Por exemplo, a figura 2 ilustra uma distribuição 20 convencional do retorcimento da pá de hélice, mostrando o ângulo de “retorção” θ das pás 10 em graus no eixo vertical. O eixo horizontal na figura 2 mostra a distância normalizada para além do centro de rotação da pá de hélice 10 ao longo do cubo do da envergadura da pá, “r/R” se refere aqui ao “percentual do raio do rotor”. Devido ao tamanho relativamente do cubo em comparação com o comprimento das pás 10, este “percentual do raio do rotor” também pode ser aproximado conforme a distância normalizada a partir do início da raiz da pá de hélice, ou percentual da envergadura, ao invés de partindo do centro de rotação da pá de hélice.

[008] Os valores positivos para o ângulo de retorção θ nestas figuras indica que a pá 10 está retorcida na direção do vento, enquanto que os valores negativos indicam que a pá de hélice está retorcida na direção de stall. O ângulo de retorção θ geralmente começa com um valor muito positivo (na direção do vento) e então gira na direção de stall na direção para fora ao longo da envergadura da pá de hélice. Quando o ângulo de retorção é girado na direção do vento e mudança é chamada de “torcida para trás” [backward twist]. Um valor zero para o ângulo de retorção θ indica que a porção da pá de hélice 10 se encontra no plano do rotor quando a pá é disposta no rotor 8 com um

Petição 870190138608, de 23/12/2019, pág. 15/53

4/14 passo zero.

[009] A figura 3 é uma porção ampliada da distribuição do retorcimento 20 mostrada na figura 2, na qual toda a pá 10 também teve o seu passo avançado para a frente. Uma vez que a figura 3 mostra a distribuição de retorção de uma porção externa da pá de hélice 10 próxima da ponteira, esta também é chamada como a “distribuição de retorção da ponteira”. A figura 3 corresponde aos seguintes dados numéricos:

r/R	Θ - 20
96,00 %	- 1,63
96,80 %	- 1,68
97,40 %	- 1,66
98,06 %	- 1,62
98,56 %	-1,54
99,06 %	- 1,35
99,56 %	-0,58
100,00%	1,67

[0010] Contudo, outras distribuições do retorcimento da ponteira também foram publicadas. Por exemplo a publicação intitulada “Design of tapered twisted blade for the NREL combined experiment rotor” [Desenho para uma pá de hélice cônica e retorcida para o rotor NREL combinado experimental] de número NREL/SR-500-26173 (abril de 1999) ilustra uma distribuição do retorcimento o qual é negativo a partir de cerca de 75% da envergadura da ponteira da pá.

[0011] As performances para o ruído e a potência das pás 10 de turbinas eólicas dependem, em parte, do desenvolvimento do vórtice na ponteira da pá. Foram propostas diversas técnicas para controlar este desenvolvimento do vórtice. Por exemplo, o pedido de patente americano, também de propriedade

Petição 870190138608, de 23/12/2019, pág. 16/53

5/14 da presente depositante, com número de série US 11/827,532 (registro do advogado No. 225992), depositado em 12 de julho de 2007, descreve uma pá de hélice de uma turbina eólica apresentando um sistema de quebra do vórtice para reduzir o ruído. Ao mesmo tempo em que o desenvolvimento do vórtice pode, em geral, ser reduzido para minimizar a carga aerodinâmica na ponteira da pá de hélice, a assim chamada “descarga da ponteira” tipicamente leva a uma significativa redução na potência que é produzida pela pá de hélice.

[0012] Os problemas e as vantagens de tal não carga na ponteira também podem ser conseguidos através da redução da corda próxima da ponteira. Por exemplo, a figura 7 é um gráfico da corda c como um percentual do raio total do rotor R (também referido como c/R ou corda normalizada) em função do raio do rotor normalizado para a pá de hélice convencional de uma turbina supra descrita com relação as figuras 2 e 3. A “distribuição da corda da ponteira” 22, ilustrada na figura 7, corresponde as seguintes dados:

r/R	c/R - 22
95,56 %	1,95%
96,00 %	1,94%
96,80 %	1,92%
97,40 %	1,90%
98,06 %	1 88 %
98,56 %	1,85%
99,06 %	1,79%
99,56 %	1,52%
100,00%	0,70 %

Breve Descrição da Invenção

[0013] Estes e outros problemas associados com tais soluções convencionais são aqui tratados através da previsão, em diversas das formas de

Petição 870190138608, de 23/12/2019, pág. 17/53

6/14 realização, de uma pá de hélice para uma turbina eólica a qual inclui uma torcida para trás (backward twist) entre aproximadamente 6 e aproximadamente 15 graus entre o percentual externo de aproximadamente 1 a aproximadamente 10 por cento do raio de rotor de uma pá de hélice; e uma mudança na corda total normalizada entre aproximadamente um por cento e aproximadamente dois por cento entre os aproximadamente 1 e aproximadamente 10 por cento mais externos do raio do rotor da pá de hélice.

Breve Descrição dos Desenhos

[0014] Diversos aspectos desta tecnologia serão ora descritos com referência as seguintes figuras (figs), as quais não são necessariamente desenhos em escala mas que usam os mesmos numerais de referência para indicar partes correspondentes em todas as diversas vistas:

- a figura 1 é uma vista lateral esquemática de um gerador eólico convencional;

- a figura 2 é um gráfico ilustrando uma distribuição convencional do retorcimento para a pá de hélice da figura 1;

- a figura 3 é um gráfico ilustrando uma distribuição convencional do retorcimento da ponteira da figura 2;

- a figura 4 é um gráfico ilustrando a distribuição convencional do retorcimento da figura 2 e outra distribuição do retorcimento da pá de hélice;

- a figura 5 é um gráfico ilustrando uma outra distribuição convencional do retorcimento da ponteira e das faixas de tolerância para a distribuição convencional do retorcimento da ponteira da figura 3;

- a figura 6 é um diagrama ilustrando diversas outras distribuições para o retorcimento da ponteira de pás de hélice;

- a figura 7 é um gráfico ilustrando uma distribuição da corda convencional para uma pá de hélice tal como mostrada na figura 1; e

- a figura 8 é um gráfico ilustrando diversas outras distribuições

Petição 870190138608, de 23/12/2019, pág. 18/53

7/14 para a ponteira da pá de hélice relativas a pá de hélice mostrada na figura 1.

Descrição Detalhada da Invenção

[0015] A figura 4 é um gráfico ilustrando a distribuição 20 convencional do retorcimento da figura 2 juntamente com uma outra distribuição 30 do retorcimento da pá de hélice. As distribuições 20 e 30 do retorcimento da pá de hélice são as mesmas exceto que na porção externa do raio do rotor da pá de hélice, próxima da ponteira da pá de hélice 10, a distribuição 30 do retorcimento ilustrada em geral corresponde aos seguintes dados numéricos:

r/R	Θ - 30
0952128	-2,40979
0,973404	- 0,28983
0,978723	0,999573
0,984043	2,292061
0,989362	3,421259
0,994681	4,220788
1	4,52427

[0016] Em comparação com a distribuição 20 do retorcimento convencional, a porção externa da distribuição 30 inclui uma torção total da ponteira para trás maior que a correspondente porção na distribuição 20 do retorcimento convencional. A porção retorcida da ponteira da distribuição 30 também pode ser usada em outras pás de hélice, incluindo as pás que apresentam outras distribuições do retorcimento interno. A distribuição do retorcimento 30 também pode ser submetida a um passo.

[0017] A porção externa retorcida da ponteira para a distribuição do retorcimento 30 também pode ter uma variedade de formas. Por exemplo, a figura 5 ilustra a distribuição convencional 20 do retorcimento da ponteira juntamente com uma outra distribuição do retorcimento 31 da ponteira, na qual

Petição 870190138608, de 23/12/2019, pág. 19/53

8/14 as pás 10 sofreram uma modificação do passo de modo que o retorcimento a 0,96 r/R do raio do rotor normalizado (cerca de 96% da envergadura total) é disposta no plano do rotor correspondente a zero graus de retorcimento. As linhas pontilhadas 312 e 314 na figura 5 ainda ilustram as faixas de tolerância superior e inferior de aproximadamente ±1,5 graus de retorcimento para a maior parte da porção da ponteira da distribuição 31 da ponteira. A distribuição do retorcimento 31 e as faixas de tolerância 312 e 314 mostradas na figura 5 correspondem aos seguintes dados numéricos:

r/R	Θ - 31	Θ - 312	Θ - 314
0,96	0	0	0
0,968	0,865823127	2,365823127	-0,63418
0,974	2,622128497	4,122128497	1,122128
0,98064	4,613066853	6,113066853	3,113067
0,98564	6,032056696	7,532056696	4,532057
0,99064	7,160486604	8,660486604	5,660487
0,99564	7,798481894	9,298481894	6,298482
1	7,798481894	9,298481894	6,298482

[0018] Na figura 5, os limites superior e inferior de tolerância 312 e 314 são ilustrados como convergindo na direção da distribuição do retorcimento atual a 96 por cento do raio do rotor, sendo que a faixa de tolerância do retorcimento pode ou não ser diferente de outras porções da pá de hélice. Contudo, não é necessário que os limites superior e inferior de tolerância 312 e 314 convirjam um para o outro ou para a distribuição do retorcimento 31, tal como ilustrado na figura 5. Além do mais, também podem ser usadas outras faixas de tolerância incluindo larguras tão grandes quanto ± 3 graus, ± 2 graus, e tão pequenas quanto ± 1 grau, ± 0,75 graus, ± 0,5 graus e/ou combinações entre

Petição 870190138608, de 23/12/2019, pág. 20/53

9/14 estas. Esta e outras faixas de tolerância apropriadas também podem ser expressas em termos da envergadura atual e normalizada, e/ou do percentual de retorcimento atual e normalizado.

[0019] A figura 6 ilustra diversas outras configurações para a porção externa da distribuição do retorcimento 30 junto com a distribuição do retorcimento 20 convencional, a qual corresponde aos seguintes dados numéricos:

r/R	Θ - 20	Θ - 32	Θ - 33	Θ - 34	Θ - 35	Θ - 36	Θ - 37	Θ - 38
96,00%	-1,63	-1,63	-1,63	-1,63	-1,63	-1,63	-1,63	-1,63
96,70%	- 1,68	- 1,15	- 0,84	-0,26	-0,76	0,06	-0,47	-0,76
97,40%	-1,66	0,00	0,00	1,10	0,99	2,73	1,87	0,99
98,06%	-1,62	1,01	0,71	2,40	2,98	4,84	4,52	2,98
98,56%	-1,54	1,46	1,34	3,37	4,40	5,80	6,41	4,40
99,06%	-1,35	1,65	2,10	4,35	5,53	6,17	7,92	5,53
99,56%	-0,58	2,43	3,43	5,32	6,17	6,17	8,77	6,17
100,00%	1,67	4,67	6,17	6,17	6,17	6,17	9,30	14,00

[0020] Ficará claro a partir destes dados e da figura 6 que diversas das distribuições do retorcimento das ponteiras se sobrepõem. Por exemplo, as distribuições do retorcimento 35 e 38 incluem os mesmos dados para r/R menor que 99,56 por cento.

[0021] As distribuições do retorcimento da figura 6 apresentam um retorcimento para trás total entre aproximadamente seis e quinze graus. Por exemplo, o retorcimento para trás total da distribuição 32 é de aproximadamente 6,30 graus enquanto que o retorcimento para trás total da distribuição 38 é de aproximadamente 15,63 graus. Entretanto, estas e outras distribuições apropriadas do retorcimento da ponteira podem ser previstas com um

Petição 870190138608, de 23/12/2019, pág. 21/53

10/14 retorcimento total para trás entre aproximadamente seis e quinze graus. As distribuições do retorcimento da ponteira mostradas na figura 6 ocorrem pelos 4 por cento mais externos do raio do rotor da pá de hélice. Contudo, estas e outras distribuições apropriadas do retorcimento da ponteira podem ser dispostas entre um externo e dez por cento do raio do rotor da pá de hélice, ou entre um externo e cinco por cento do raio do rotor da pá de hélice.

[0022] Em cada uma das formas de realização ilustradas na figura 6, o ângulo de retorcimento θ aumenta na última porção da porção externa do raio do rotor, tal como indicado pela inclinação das linhas da distribuição do retorcimento das ponteiras. Por exemplo, a inclinação da distribuição do retorcimento da ponteira, ou “taxa de retorcimento” (ou índice de retorcimento ou velocidade de retorcimento) indicada pela alteração no ângulo de retorcimento θ com relação a raio do rotor r/R, para a distribuição do retorcimento da ponteira 34 é substancialmente constante. Entretanto, a distribuição do retorcimento da ponteira também pode ser curvada tal como indicado pela curvatura das linhas de distribuição do retorcimento da ponteira com uma taxa de retorcimento que aumenta e/ou decresce por uma parte ou por toda a porção externa do raio do rotor. Por exemplo, a taxa de retorcimento da distribuição do retorcimento da ponteira 32 é aumentada em uma porção externa da distribuição ilustrada, enquanto que a taxa de retorcimento da distribuição do retorcimento da ponteira é reduzida em uma porção externa da distribuição. A taxa de retorcimento da distribuição do retorcimento da ponteira 35 aumenta em uma porção mais interna da distribuição, e então decai em uma porção mais externa da distribuição. Esta inclinação variável na distribuição do retorcimento da ponteira, a curvatura da distribuição do retorcimento, e a “aceleração do retorcimento” também podem ser incrementadas ou reduzidas nestas e em outras distribuições do retorcimento da ponteira.

[0023] As diversas distribuições do retorcimento da ponteira supra

Petição 870190138608, de 23/12/2019, pág. 22/53

11/14 descritas oferecem uma alta performance para a potência da pá de hélice, um baixo ruído relacionado, e uma menor sensibilidade à turbulência. Ao mesmo tempo em que as distribuições típicas para trás fornecem quase a descarga total na parte mais extrema da ponteira da pá de hélice 10, diversas dentre as distribuições do retorcimento da ponteira supra descritas eliminam a carga da pá de hélice levemente para o interior da ponteira com uma pequena ou nenhuma mudança no retorcimento na extremidade da ponteira da pá de hélice. A redução de carga benéfica da pá 10 neste terminal da extremidade resulta em uma maior performance da potência e em uma menor produção de ruídos. As distribuições do retorcimento da ponteira aqui descritas também fornecem um ótimo equilíbrio entre uma redução aguda na carga aerodinâmica na parte mais extrema da pá de hélice, o que tende a produzir um vórtice ruidoso na ponteira, e uma redução mais gradual na carga da pá de hélice, o que leva a uma performance não ótima da potência por grandes porções da pá de hélice. Além do mais, as distribuições do retorcimento da ponteira aqui descritas mantém uma corda relativamente grande por uma porção maior da pá de hélice de modo a fornecer uma maior performance de potência e uma menor sensibilidade as mudanças na velocidade do vento em influxo. Estes formatos maiores da ponteira também permitem uma maior precisão na manufatura das pás que são menos sensíveis do ponto de vista aerodinâmico para desvios físicos do contorno constantes, com mais locais para os furos de frenagem e de proteção contra relâmpagos na ponteira da pá de hélice.

[0024] A figura 8 ilustra diversas distribuições para a corda da ponteira em adição a distribuição 22 convencional para a corda da ponteira mostrada na figura 7, a qual corresponde aos seguintes dados:

Petição 870190138608, de 23/12/2019, pág. 23/53

12/14

r/R	c/R - 42	c/R - 43	c/R - 44	c/R - 45	c/R - 46	c/R - 47	c/R - 48	c/R - 22
92,76%	2,06%	2,06%	2,06%	2,06%	2,06%	2,06%	2,06%	2,06%
95,56%	1,95%	1,95%	1,95%	1,95%	1,95%	1,95%	1,95%	1,95%
96,00%	1,94%	1,94%	1,94%	1,94%	1,94%	1,94%	1,94%	1,94%
96,80%	1,88%	1,89%	1,91%	1,88%	1,89%	1,92%	1,92%	1,92%
97,40%	1,64%	1,69%	1,85%	1,76%	1,79%	1,90%	1,90%	1,90%
98,06%	1,23%	1,35%	1,63%	1,58%	1,64%	1,88%	1,89%	1,88%
98,56%	0,83%	1,01%	1,30%	1,33%	1,43%	1,80%	1,82%	1,85%
99,06%	0,44%	0,69%	0,79%	0,98%	1,14%	1,55%	1,16%	1,79%
99,56%	0,14%	0,43%	0,31%	0,55%	0,78%	0,97%	1,13%	1,52%
100,00%	0,10%	0,40%	0,10%	0,10%	0,40%	0,10%	0,40%	0,70%

[0025] Ficará claro a partir destes dados e da figura 8 que diversas dentre estas distribuições da cora da ponteira se sobrepõem.

[0026] Nos quatro por cento mais externos do raio do rotor, as distribuições da corda da ponteira de 42 a 48, e 22 da figura 8, apresentam uma mudança total na corda normalizada que está entre aproximadamente 1 e dois por cento. Por exemplo a mudança total na corda normalizada da distribuição 42 é de aproximadamente 1,84 por cento, enquanto que a mudança total na corda normalizada da distribuição 22 é de 1,24 por cento. Excluindo-se a distribuição 22 da corda da ponteira convencional, as distribuições restantes da corda da ponteira mostradas na figura 8 apresentam uma mudança total na corda da ponteira entre cerca de um e meio e dois por cento, ou de 1,5 a 1,9 por cento, e mais especificamente, tal como mostrado na figura 8, entre 1,54 e 1,84 por cento, em relação aos quatro por cento mais externos do raio do rotor.

[0027] As distribuições da corda da ponteira supra descritas com relação a figura 8 ocorrem em relação aos quatro por cento mais externos do

Petição 870190138608, de 23/12/2019, pág. 24/53

13/14 raio do rotor da pá de hélice. Contudo, estas e outras distribuições apropriadas do retorcimento da ponteira podem ser dispostas entre os um e os dez por cento mais externos do raio do rotor da pá de hélice, ou entre os um e os cinco por cento mais externos do raio do rotor da pá de hélice.

[0028] Em qualquer uma das formas de realização ilustradas na figura 8, a corda da ponteira normalizada c/R decai pelo menos em uma parte da porção mais externa do raio do rotor. Esta inclinação, ou taxa de mudança na corda normalizada (ou taxa de mudança da corda ou velocidade de mudança da corda) do c/R com relação ao percentual do raio do rotor r/R, pode ser substancialmente constante. Entretanto, a inclinação também pode aumentar e/ou reduzir em algumas ou em todas as porções externas do raio do rotor. Por exemplo, a taxa de mudança da corda para as distribuições na corda da ponteira 22, 45, 46, 47, 48 e 49 é incrementada em uma porção mais externa da distribuições ilustradas, enquanto que a taxa de mudança da corda para as distribuições na corda da ponteira 42, 43 e 44 são reduzidas em uma porção mais externa das distribuições. De fato, a taxa de mudança da corda para as distribuições da ponteira 42, 43 e 44 inicialmente aumenta, e então decaem, nos quatro por cento mais externos do raio do rotor.

[0029] As diversas mudanças supra descritas podem ser obtidas e/ou melhoradas através do uso das distribuições da corda de 42 a 49 e 22 com quaisquer das distribuições do retorcimento da ponteira 20 e de 32 a 38 supra descritas. Por exemplo, a distribuição do retorcimento da ponteira 35 pode ser utilizada com a distribuição da corda da ponteira 49 (a qual é referida como uma ponteira de pá de hélice de grande solidez), ou com a distribuição da corda da ponteira 45 (a qual é referida como um desenho para a ponteira de uma pá de hélice para uma turbina eólica). A distribuição de retorcimento 38 também pode ser utilizada com a distribuição da corda da ponteira 45 (a qual é referida como uma ponteira de pá de hélice com formato de espinho) e a distribuição para o

Petição 870190138608, de 23/12/2019, pág. 25/53

14/14 retorcimento da ponteira 37 pode ser usada com a distribuição da corda da ponteira 44 com formas do plano em formato em cimácio (e/ou outros).

[0030] Deve ser destacado que as formas de realização aqui descritas, e em particular quaisquer das formas preferidas de realização, são meramente exemplos das diversas implementações que foram aqui previstas de modo a fornecer um claro entendimento dos diversos aspectos desta tecnologia. Uma pessoa com um conhecimento ordinário na arte estará apta a alterar diversas destas formas de realização sem fugir substancialmente do escopo de proteção definido exclusivamente pela construção apropriada das reivindicações que seguem.

Claims

Reivindicações

1. PÁ DE HÉLICE (10) PARA UMA TURBINA EÓLICA (2), compreendendo:

um retorcimento total para trás entre 6 e 15 graus aplicado entre os 1 por cento e 10 por cento mais extremos do raio do rotor (8) da pá de hélice (10);

uma mudança total na corda normalizada de um por cento a dois por cento aplicada entre os 1 por cento e 10 por cento mais extremos do raio do rotor (8) da pá de hélice (10);

caracterizada pela pá de hélice (10) apresentar a seguinte distribuição do retorcimento da ponteira:

r/R θ 0,960 - 1,63 0,967 -0,76 0,974 0,99 0,981 2,98 0,986 4,40 0,991 5,53 0,996 6,17

em que “r/R” é a distância normalizada para fora a partir do centro de rotação da pá de hélice (10), e θ é o ângulo do retorcimento em graus.
2. PÁ DE HÉLICE (10), de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo retorcimento total para trás ser entre 6 e 10 graus entre os 1 por cento e 10 por cento mais extremos do raio do rotor (8) da pá de hélice (10).
3. PÁ DE HÉLICE (10), de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 2, caracterizada pelo retorcimento total para trás ser entre 6 e 15 graus entre os 1 por cento e 5 por cento mais extremos do raio do rotor (8) da pá de

Petição 870190138608, de 23/12/2019, pág. 27/53

2/4 hélice (10).
4. PÁ DE HÉLICE (10), de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, caracterizada pelo retorcimento total para trás ser entre 6 e 10 graus entre os 1 por cento e 5 por cento mais extremos do raio do rotor (8) da pá de hélice (10).
5. PÁ DE HÉLICE (10), de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4, caracterizada pela distribuição do retorcimento da ponteira ainda compreender valores θ entre 6,17 graus e 14,0 graus em um valor de r/R de 0,996 e 1,0.
6. PÁ DE HÉLICE (10), de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 5, caracterizada pela distribuição do retorcimento da ponteira ainda compreender valores θ entre 6,17 graus e 14,0 graus em um valor de r/R de 1,0.
7. PÁ DE HÉLICE (10), de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 6, caracterizada pelo total de mudança da corda normalizada estar entre 1,5 por cento e 2 por cento entre os 1 por cento a 5 por cento mais extremos do raio do rotor (8) da pá de hélice (10).

8. PÁ DE HÉLICE (10), de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 7, caracterizada por apresentar uma distribuição da corda da ponteira:

r/R c/R 0,9600 1,94% 0,9680 1,88% 0,9740 1,76% 0,9806 1,58% 0,9856 1,33% 0,9906 0,98 % 0,9956 0,55 % 1,00 0,10%

Petição 870190138608, de 23/12/2019, pág. 28/53

3/4 em que “r/R” é uma distância normalizada para fora a partir do centro de rotação ao longo da envergadura da pá de hélice (10), e “c/R” é a corda “c” expressa como um percentual da distância para fora a partir do centro de rotação.

9. PÁ DE HÉLICE (10), de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 7, caracterizada por apresentar uma distribuição da corda da ponteira:

r/R c/R 0,9600 1,94% 0,9680 1,92% 0,9740 1,90% 0,9806 1,88% 0,9856 1,85% 0,9906 1,79% 0,9956 1,52% 1,00 0,70 %

em que “c/R” é a corda “c” expressa como um percentual da distância para fora a partir do centro de rotação “R”.

10. PÁ DE HÉLICE (10), de acordo com qualquer uma das reivindicações de 1 a 7, caracterizada por apresentar uma distribuição da corda da ponteira:

r/R c/R 0,9600 1,94% 0,9680 1,88 % 0,9740 1,76% 0,9806 1,58% 0,9856 1,33%

Petição 870190138608, de 23/12/2019, pág. 29/53

ΑΙΑ

r/R c/R 0,9906 0,98 % 0,9956 0,55% 1,00 0,10%

em que “c/R” é a corda “c” expressa como um percentual da distância para fora a partir do centro de rotação “R”.