KR20120129894A - 수중에서 작동하는 터빈을 위한 블레이드 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 공동을 구획하는 섬유 보강 플라스틱의 외부 셸을 포함하는 수중에서 사용하기 위한 블레이드에 관한 것이다. 공동의 상당한 부분은 셸의 내부 벽에 부착되는 수지로 채워진다.

Description

수중에서 작동하는 터빈을 위한 블레이드{A BLADE FOR A TURBINE OPERATING IN WATER}
본 발명은 조수(tidal) 또는 하천 유량(river flow)에 의해 구동되는 디바이스와 같이 수중에서 작동하는 터빈을 가진 블레이드에 관한 것이다. 특히, 수평 축 둘레로 회전하도록 배열된 터빈이 설계된다. 그러나, 블레이드는 어떤 방향으로의 사용에도 적합하다.
수중에서 수평 축 둘레로 회전하도록 배열된 터빈을 위하여, 블레이드들은 통상적으로 중공(hollow)이다. 그러나, 이것은 블레이드가 수평 축 둘레로 회전함에 따라서 그것의 깊이가 바뀌는 문제점을 야기한다. 블레이드의 끝 부분에는 블레이드의 직경과 동일한 단일의 회전에서의 깊이의 변화가 있다. 이것은 블레이드가 정압(static pressure)에서 상당한 변화들을 겪게 하고, 정압은 잠재적으로 심각한 주기적인 응력 문제들을 일으키는 팽창력 및 압축력들을 중공 블레이드 상에서 반복하도록 바뀐다.
이러한 문제를 해결하기 위한 하나의 시도가 WO 2004/029448에 개시된다.
이것은 발포 플라스틱과 같은 경량의 재료로 공동을 채우는 가능성을 제시하나, 주기적인 하중은 충진제 재료가 외부 셸(shell)로부터 떨어지게 되도록 해서 공동을 만드는 것을 알 수 있다. WO 2004/029448은 블레이드를 액체로 채우기 쉬운 이러한 접근을 거부한다. 그리고, 이러한 액체의 압력은 액체를 블레이드 안과 밖으로 허락하는 것에 의해서 또는 내부 및 외부 압력들을 동등하게 하기 위한 격막 또는 피스톤과 같은 압력 보상 디바이스를 제공하는 것에 의해서 변동을 거듭하도록 허락된다.
액체로 채워진 디바이스에 있어서, 사용 시에 겪게 되는 원심력들은 블레이드의 끝 부분에 압력의 증가를 일으킬 것이다. 블레이드의 끝 부분이 터질 경우, 블레이드의 내부 공간은 밀봉되지 않고, 오염될 수 있다. 다른 한편으로, 상기 공간이 밀봉되는 경우, 끝 부분의 응력은 손상을 일으킬 수 있다. 또한, 원심력들에 의해서 야기된 내부 압력의 변화들은 예측할 수 없고, 내부 구조를 손상시킬 수 있다.
본 발명의 목적은 상기 문제점을 해결하기 위한 것이다.
본 발명에 따르면, 수중에서 사용하기 위한 블레이드가 제공되고, 상기 블레이드는 공동을 구획하는 섬유 보강 플라스틱의 외부 셸을 포함하며, 공동의 상당한 부분이 셸의 내부 벽에 부착되는 수지로 충진된다.
수지의 사용은 블레이드가 간단하게 제조되고, 주기적인 압축 하중을 쉽게 다룰 수 있으며, 블레이드의 외부 셸과 훌륭한 접착력을 구비하게 한다. 또한, 수지는 중성부력(neutral buoyancy)을 구비하도록 그리고 너무 무겁게 되지 않도록 설계될 수 있다. 그러므로, 설치 및 유지 보수가 용이하게 된다. 충진(filling)이 고체인 경우, 원심력들에 의해 야기된 어떠한 내부 압력 변화들도 없고, 블레이드는 밀봉될 수 있다. 또한, 고체 충진 블레이드는 더욱 견고해서, 해양 생물에 의해 부딪히는 사고에서 더 많은 충격 저항성이 있다.
수지는 비충진 수지(unfilled resin)가 될 수 있다. 그러나, 바람직하게는, 수지는 충진 수지(filled resin)이다. 충진제의 사용은 두 개의 잠재적인 이점들을 구비한다. 첫 번째로, 그것은 수지의 양을 줄여서, 블레이드의 비용을 줄인다. 두 번째로, 충진제가 낮은 밀도이거나 중공인 경우에, 블레이드의 부력을 향상시킬 수 있다.
공동은 인접한 구획 내의 밀도와 다른 한 구획 내의 밀도를 가진 다수의 구획들로 분할될 수 있다. 또한, 물의 흐름을 향해 열리는 구획들이 있을 수 있다.
바람직하게는, 충진된 수지는 500 ㎏/㎥ 내지 2000 ㎏/㎥ 사이의, 바람직하게는, 600 내지 1200 ㎏/㎥ 범위의 밀도를 구비한다.
충진된 수지를 위해 사용되는 수지는 폴리에스테르, 비닐에스테르, 에폭시, 페놀, 폴리우레탄 및 폴리프로필렌과 같은 수지들의 범위로부터 선택된다. 바람직한 수지는 에폭시이다.
수지는 지방족 아민(aliphatic amine), 사이클로알리파틱 아민(cycloaliphatic amine), 방향족 아민(aromatic amine), 무수물(anhydride), 디시안디아미드(dicyandiamide), 이미다졸(imidazole), 또는 삼플루오르화붕소 착물(boron trifluoride complex)와 같은 적절한 경화제로 경화될 수 있다. 바람직한 경화제는 방향족 아민이다. 방향족 아민들은 좋은 반응 속도를 구비할 충진된 수지를 제공하도록 만들어질 수 있다. 그것은 경화 공정 동안에 열의 과도한 양을 발생시키지 않아서, 셸을 손상시킬 수 있는 통상적으로 제어되지 않은 발열(exotherm)로 알려진 열폭주(thermal runaway)의 가능성을 없애면서, 주위 온도에서 충분히 경화할 것이다.
충진제는 탄산칼슘(calcium carbonate), 활석(talc), 중정석(barium sulphate), 실리카(silica) 또는 고체 유리구들(solid glass spheres)과 같은 무기물(mineral)이 될 수 있다. 충진제는 절단 또는 초단 유리(chopped or milled glass), 절단 열가소성 섬유들(chopped thermoplastic fibres) 또는 탄소 섬유(carbon fibre)와 같은 섬유로 된 충진제가 될 수 있다. 충진제는 중공 유리 마이크로스페어들(hollow glass microspheres), 중공 알루미노규산염 마이크로스페어들(hollow alumino-silicate microspheres), 중공 페놀 마이크로스페어들(hollow phenolic microspheres), 유리 에폭시, 탄소 에폭시(carbon epoxy) 또는 열가소성 수지로 만들어진 마이크로스페어들과 같은 중공 충진제가 될 수 있다. 충진제는 상기의 어떠한 조합이 될 수 있다.
통상적으로, 충진제는 충진된 수지의 0 내지 60%의 범위의 부피로 존재한다.
수지는 흐름을 돕기 위해 그리고 충진제들이 경화 이전에 떨어지거나 표면으로 떠오르지 않는 것을 보장하기 위해서 틱소트로프(thixotrope)를 0 내지 10%(통상적으로 1%) 무게로 함유할 수 있다. 바람직한 틱소트로프는 (Cabosil M5 라는 상호의) 콜로이달 실리카(colloidal silica)이다.
또한, 수지는 재료의 습윤(wetting), 흐름 또는 배기(flow or air release) 특성들을 돕기 위해서 첨가제들을 포함할 수 있다.
바람직하게는, 셸의 섬유 보강 플라스틱은 유리 또는 탄소의 섬유들을 구비한다. 플라스틱은 에폭시, 폴리에스테르 또는 비닐에스터와 같은 열경화성 물질이 되거나, 폴리프로필렌과 같은 열가소성이 될 수 있다. 주형 수지(cast resin)를 위해 사용된 에폭시가 훌륭한 유연성을 구비하고 수중에 오랜 기간 잠기기 위한 훌륭한 저항력을 또한 구비하기 때문에, 셸을 위해 에폭시가 현재 선호된다.
로터 블레이드의 중앙 영역은 그것에 가해지는 많은 힘들을 견딘다. 블레이드가 물의 흐름의 작용에 의해 하중을 받을 때, 블레이드는 편향할 것이다. 블레이드의 일면은 인장 하중을 받을 것이고, 다른 면은 압축 하중을 받을 것이다. 셸은 이러한 주요 하중들을 견디도록 설계된다. 또한, 전단 하중을 받는 블레이드의 중앙 상의 더 작지만 중요한 하중이 이러한 주요 하중들과 관련될 것이다. 수지가 이러한 하중을 취하도록 블레이드가 설계될 수 있고, 수지가 훌륭한 하중 수용력을 구비하기 때문에, 그러한 블레이들을 설계하는 것이 가능하다. 반대로, 전단 하중들이 주형 수지의 전단 수용력을 초과하게 될 수 있고, 구조적 전단 웨브재(shear web member)가 주형 수지 내에 배치될 수 있다.
주형 수지 상의 다른 하중들은 물의 압력 때문에 압축력이 있다. 이러한 하중은 터빈의 깊이에 의존하고, 회전 반경 및 블레이드들의 깊이에 따라 바뀔 것이다. 수지는 높은 압축 강도 및 압축 계수(compressive modulus)를 구비해서, 회전에 의해 유도된 주기적인 압축 하중들 하의 매우 낮은 편향을 잘 제공하고 셸을 운반하는 주요 하중이 매우 낮은 하중들을 받게 하면서 이러한 하중을 수용할 것이다.
또한, 본 발명은:
각각의 절반부가 공동을 구획하는 섬유 보강 플라스틱의 두 개의 셸 절반부들을 형성하는 단계;
셸 절반부의 벽에 부착되는 수지로 각각의 공동의 상당한 부분을 충진하는 단계;
수지의 노출된 표면들에 접착제를 도포하는 단계; 및
두 부분들을 함께 부착하는 단계를 포함하는 수중에서 사용하기 위한 블레이드를 형성하는 방법으로 확장된다.
바람직하게는, 상기 방법은 접착제를 위한 틈을 구획하기 위해 셸의 가장자리 아래의 높이로 공동 내에 수지를 제공하는 단계를 더 포함한다.
바람직하게는, 상기 방법은 다수의 다른 구획들을 만들기 위해 셸의 두 개의 절반부들 내로 격벽들을 삽입하고 상이한 밀도의 수지들로 구획들을 충진하는 단계를 포함한다.
바람직하게는, 상기 방법은 수지가 충전되기 전에 하나의 셸 절반부의 길이를 따라 전단 웨브를 삽입하는 단계;
맞은편 셸 절반부 내에 박리가능 코팅제(release coating)로 코팅된 모조(dummy) 전단 웨브를 삽입하는 단계; 및
수지가 경화된 후에 모조 전단 웨브를 제거하는 단계를 더 포함한다.
본 명세서 내에 포함되어 있음.
도 1은 본 발명에 따른 블레이드의 평면도이다.
이제, 본 발명에 따른 블레이드의 실시예가 블레이드의 평면도인 첨부된 도면을 참조하여 설명될 것이다.
바람직한 수지 배합(resin mix)은 방향족 아민 경화제를 경화시켜 낮은 주위 발열로 경화된 낮은 점도, 반응성 희석 개질(reactive diluent modified) 에폭시 수지이다. 이것은 700㎏/㎥의 배합 밀도를 제공하도록 추가된 유리 마이크로스페어들의 양을 구비할 것이다.
통상적으로, 충진된 수지를 위해 사용될 수 있는 유리 마이크로스페어들은 0.125 내지 0.6 g/cc의 밀도를 가지고 직경이 15 내지 20 미크론이다. 통상적으로, 이것들은 최종 경화된 수지 배합으로부터 요구되는 밀도에 따라서 0 내지 60%의 하중으로 사용된다.
통상적으로, 그러한 유리 마이크로스페어 충진 에폭시 수지는 충진제 형태 및 하중에 따라 2MPa 내지 60MPa의 전단 강도를 구비하나, 600㎏/㎥의 밀도로 충진된 수지를 채운 통상적인 유리 마이크로스페어는 3 내지 8MPa의 전단 강도를 구비할 것이다.
그러한 유리 마이크로스페어 충진 에폭시 수지의 압축 특성들은 충진제 형태 및 하중에 따라 12MPa 내지 120MPa이 되나, 600㎏/㎥의 밀도로 충진된 수지를 채운 통상적인 유리 마이크로스페어는 20MPa의 압축 강도를 구비할 것이다.
그러한 유리 마이크로스페어 충진 에폭시 수지의 인장 특성들은 충진제 형태 및 하중에 따라 13MPa 내지 70MPa이 되나, 500㎏/㎥의 밀도로 충진된 수지를 채운 통상정인 유리 마이크로스페어들은 28MPa의 인장 강도를 구비할 것이다.
도면은 수중 발전기를 위한 블레이드를 나타낸다. 블레이드는 1, 2, 및 3으로 나타낸 다수의 구획들로 구성된다. 블레이드의 전체 길이는 대략 8m이다. 주형 수지는 전체 블레이드를 충진하기 위해 사용될 수 있으나, 때로는 블레이들의 다른 영역들에 재료들을 바꾸어 사용하는 것이 바람직하다. 예를 들어, 주기적인 압력 하중들이 낮은 블레이드의 루트(영역 3)에서, 이것은 월류관계(free flooding, 즉, 물의 입구 및 출구를 위한 구멍들을 가진 공동)이 될 수 있다. 블레이드의 중앙 구획을 향하는 영역 2는 예를 들어 600㎏/㎥의 상대적으로 높은 밀도를 가진 주형 수지로 충진될 수 있다. 주기적인 하중들이 가장 높은 영역 1은 1000㎏/㎥의 밀도를 가진 주형 수지 배합으로 충진될 수 있다.
이제, 블레이드가 제조되는 방식이 설명될 것이다.
하나의 가능한 제조 방법은 두 개의 셸 부분들을 연결하고 충진 수지로 공동을 채우는 것이다. 이것은 더 작은 블레이드들에 적합하나, 더 큰 블레이드들에 대해서는 더욱 어렵다.
그러나, 바람직하게는, 이하의 기술이 사용된다.
각각이 블레이들 셸의 두 개의 절반부들 중 하나의 형태를 구비하는 두 개의 몰드들이 준비된다. 그리고, 이러한 몰드들의 각각의 표면에 겔코트(gel coat)가 도포되고, 구조적 섬유들이 도구 공동들 내로 배치된다. 그리고, 진공백(vacuum bag)이 부착되고, 몰드 섬유형 재료에 두 개의 셸들을 형성하기 위해서 경화된 열경화성 수지가 주입된다. 전단 웨브가 사용되는 경우에, 블레이드의 길이를 따라 뻗은 전단 웨브(4)가 절반부들 중 하나 내에 고정되고 접착되며, 모조 전단 웨브가 상부 절반부 내로 고정된다. 모조 전단 웨브는 블레이드의 두 번째 부분 내로 궁극적으로 삽입될 실제 전단 웨브의 부분과 동일한 형태 및 크기를 구비하나, 모조 전단 웨브가 제거되는 것을 허락하기 위해 박리가능한 코팅제로 코팅된다.
그리고, 격벽들(5)이 사용되는 경우에, 이것들은 두 개의 부분들 내로 고정된다. 그리고, 적절한 충진 수지가 위에 준비된 것과 같은 적절한 분할 구획에 부착되고, 수지는 경화된다. 수지가 경화할 때, 수지는 오그라든다. 그러나, 공동은 넓고 얕은 공간이기 때문에, 셸 벽으로부터 떨어지는 경향이 없다. 이상적으로, 수지는 셸 절반부의 상부 가장자리 바로 아래의 부분으로 움츠러들 것이다. 만약 이것이 발생하지 않는다면, 수지는 기계적 공정에 의해서 제거될 수 있다.
그리고, (존재하는 경우) 모조 전단 웨브는 몰드들 중 하나로부터 제거된다. 접착제가 로터의 두 절반부들 위로 도포되고, 구획들이 함께 폐쇄된다. 접착제는 큰 접착 표면 및 매우 강한 연결을 제공하면서 수지의 전체 표면 위로 도포된다. 또한, 접착제는 수지 높이가 셸 절반부의 가장자리 약간 아래에 있다는 사실에 의해 만들어진 틈을 용이하게 채운다. 따라서, 이러한 공정은 강한 연결을 제공할 수 있고, 틈을 채우는 것에 의해서 접착제는 수지 내의 어떠한 제작 공차들을 위한 보상을 할 수 있다. 그리고, 접착제는 경화되고, 완성된 블레이드는 몰드들로부터 제거된다. 필요한 경우, 선단 가장자리 스트립이 블레이드에 추가될 수 있다.

Claims (15)

  1. 공동을 구획하는 섬유 보강 플라스틱의 외부 셸을 포함하고,
    셸의 내부 벽에 부착되는 수지로 상기 공동의 상당한 부분이 충진되는 수중에서 사용하기 위한 블레이드.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 공동은 하나의 구획 내의 밀도가 인접한 구획 내의 밀도와 다른 다수의 구획들로 분할되는 수중에서 사용하기 위한 블레이드.
  3. 제2항에 있어서,
    공동의 적어도 하나의 구획은 물로 개방되는 수중에서 사용하기 위한 블레이드.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 수지는 500㎏/㎥ 내지 2000㎏/㎥ 사이의 밀도를 구비하는 수중에서 사용하기 위한 블레이드.
  5. 제4항에 있어서,
    사기 수지는 600㎏/㎥ 내지 1200㎏/㎥의 밀도를 구비하는 수중에서 사용하기 위한 블레이드.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 수지는 폴리에스테르, 비닐에스테르, 에폭시, 페놀, 폴리우레탄 및 폴리프로필렌과 같은 열경화성 수지들의 범위로부터 선택되는 수중에서 사용하기 위한 블레이드.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 수지는 충진된 수지(filled resin)인 수중에서 사용하기 위한 블레이드.
  8. 제7항에 있어서,
    충진제는 탄산칼슘, 탄산염, 활석, 중정석, 실리카 또는 고체 유리구들과 같은 무기물; 절단 또는 초단 유리, 절단 열가소성 섬유들 또는 탄소 섬유와 같은 섬유로 된 충진제; 또는 중공 유리 마이크로스페어들, 중공 알루미노규산염 마이크로스페어들, 중공 페놀 마이크로스페어들, 유리 에폭시, 탄소 에폭시 또는 열가소성 수지 만들어진 마이크로스페어들과 같은 중공 충진제로부터 선택되는 수중에서 사용하기 위한 블레이드.
  9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
    충진제는 충진된 수지의 0 내지 60%의 범위의 부피로 존재하는 수중에서 사용하기 위한 블레이드.
  10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서,
    수지는 틱소트로프(thixotrope)를 0 내지 10% 무게로 함유하는 수중에서 사용하기 위한 블레이드.
  11. 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서,
    블레이드의 길이를 따라서 뻗는 전단 웨브가 수지 내에 포함되는 수중에서 사용하기 위한 블레이드.
  12. 각각의 절반부가 공동을 구획하는 섬유 보강 플라스틱의 두 개의 셸 절반부들을 형성하는 단계;
    셸의 벽에 부착되는 수지로 각각의 공동의 상당한 부분을 충진하는 단계;
    수지의 노출된 표면들에 접착제를 도포하는 단계; 및
    두 개의 부분들을 함께 부착하는 단계를 포함하는 수중에서 사용하기 위한 블레이드를 형성하는 방법.
  13. 제12항에 있어
    접착제를 위한 틈을 구획하기 위해서 수지는 셸의 가장자리 아래의 높이로 공동 내에 제공되는 수중에서 사용하기 위한 블레이드를 형성하는 방법.
  14. 제12항 또는 제13항에 있어서,
    다수의 다른 구획들을 만들기 위해 셸의 두 개의 절반부들 내로 격벽들을 삽입하고, 상기 구획들을 상이한 밀도의 수지들로 충진하는 단계를 더 포함하는 수중에서 사용하기 위한 블레이드를 형성하는 방법.
  15. 제12항 내지 제14항 중 어느 한 항에 있어서,
    하나의 셸 절반부가 수지로 충진되기 전에 하나의 셸 절반부의 길이를 따라서 전단 웨브를 삽입하는 단계; 및
    맞은편 셸 절반부 내에 박리가능한 코팅제로 코팅된 모조 전단 웨브를 삽입하고, 수지가 경화된 후에 모조 전단 웨브를 제거하는 단계를 더 포함하는 수중에서 사용하기 위한 블레이드를 형성하는 방법.
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Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB201108922D0 (en) * 2011-05-27 2011-07-13 Barlow Nick D Underwater turbine blade
GB201215004D0 (en) 2012-08-23 2012-10-10 Blade Dynamics Ltd Wind turbine tower
GB201217210D0 (en) 2012-09-26 2012-11-07 Blade Dynamics Ltd A metod of forming a structural connection between a spar cap fairing for a wind turbine blade
GB201217212D0 (en) 2012-09-26 2012-11-07 Blade Dynamics Ltd Windturbine blade
DK201570881A1 (da) * 2015-05-26 2017-01-30 Blade Repair Solutions Ivs Fremgangsmåde til etablering af erosionsbestandig overfladedel på en vindmøllevinge, fremgangsmåde til dannelse af en erosionsbestandig belægning, vindmøllevinge med eftermonteret belægning i og omkring områder hvor vingen er særligt udsat for erosionsskader, belægning til montering på en vindmøllevinges forkant.

Family Cites Families (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2767461A (en) * 1951-03-27 1956-10-23 Lockheed Aircraft Corp Method of making propeller or rotor blade
GB1229595A (ko) * 1968-04-26 1971-04-28
US3980894A (en) * 1974-07-02 1976-09-14 Philip Vary Flow tubes for producing electric energy
DE2944359A1 (de) * 1979-02-14 1980-08-21 Composite Tech Corp Verbundkoerper
US5273819A (en) * 1986-10-15 1993-12-28 Jex Edward R Fiber reinforced resin composites, method of manufacture and improved composite products
JPS6412095A (en) * 1987-07-03 1989-01-17 Hitachi Ltd Ceramic-made impeller and manufacture thereof
US5096384A (en) * 1990-07-27 1992-03-17 The Marley Cooling Tower Company Plastic fan blade for industrial cooling towers and method of making same
US5145320A (en) * 1990-08-28 1992-09-08 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy Mass loaded composite rotor for vibro-acoustic application
JP2768818B2 (ja) * 1990-10-04 1998-06-25 愛三工業株式会社 エンジン冷却水循環ポンプとそのインペラの製造方法
JPH1054204A (ja) * 1996-05-20 1998-02-24 General Electric Co <Ge> ガスタービン用の多構成部翼
FR2831479B1 (fr) * 2001-10-26 2004-01-02 Coriolis Composites Procede de fabrication de profils presentant un etat de surface specifique en resines synthetiques renforcees par des fibres et machine pour mettre en oeuvre le procede
GB2391270B (en) * 2002-07-26 2006-03-08 Rolls Royce Plc Turbomachine blade
GB0222466D0 (en) * 2002-09-27 2002-11-06 Marine Current Turbines Ltd Improvements in rotor blades and/or hydrofoils
EP1880833A1 (en) 2006-07-19 2008-01-23 National University of Ireland, Galway Composite articles comprising in-situ-polymerisable thermoplastic material and processes for their construction
CN101440207B (zh) * 2007-09-19 2012-08-08 住化拜耳氨酯株式会社 表皮整体成形品、表皮整体成形品以及带表皮的层叠体的制造方法
GB2458685B (en) * 2008-03-28 2010-05-12 Rolls Royce Plc An article formed from a composite material
CL2009000892A1 (es) 2008-04-14 2010-03-05 Atlantis Resources Corporation Pte Ltd Aspa para accionar una maquina generadora de energia submarina, con una base, una punta, un borde anterior y uno posterior que se extienden desde la base hasta la punta, una cuerda de base, una cuerda de punta de aspa desplazada con respecto a la cuerda de base en un angulo de torsion entre 50 y 90 grados; maquina generadora.
US8096750B2 (en) 2009-03-30 2012-01-17 Ocean Renewable Power Company, Llc High efficiency turbine and method of generating power

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