PT105445B - Pás de forma ajustável de turbinas de rotor vertical - Google Patents

Abstract

A PRESENTE INVENÇÃO ESTÁ RELACIONADA COM PÁS (1) DE TURBINAS DE ROTOR VERTICAL OPERADAS PELO MOVIMENTO DE FLUIDO. ESTE TIPO DE TURBINAS TÊM UMA INCAPACIDADE NATURAL DE AUTO ARRANQUE SEM AJUDAS EXTERNAS OU COMPONENTES EXTRA, HAVENDO SEMPRE UM COMPROMISSO COM A SUA PERFORMANCE DE FUNCIONAMENTO EM ALTA ROTAÇÃO. DESTA FORMA A PRESENTE INVENÇÃO É ÚTIL PARA TURBINAS EÓLICAS DE ROTOR VERTICAL OPERADAS A FLUIDO, POSSIBILITANDO-AS TER UM AUTO ARRANQUE SEM A AJUDA DE COMPONENTES EXTRA E AJUDAS EXTERNAS E SEM PREJUDICAR A SUA PERFORMANCE A ALTA ROTAÇÃO ATRAVÉS DA MODIFICAÇÃO DA FORMA DAS EXTREMIDADES (2) DAS SUAS PÁS (1), PODENDO SER APLICADA EM TURBINAS INSTALADAS EM AMBIENTES URBANOS E COMO TURBINA HÍDRICA EM LOCAIS DE GRANDE CAUDAL SEM RECURSO A REPRESAS, OPTIMIZANDO O SEU FUNCIONAMENTO DEPENDENDO NAS NECESSIDADES ESPECIFICAS DO LOCAL E DO FLUXO DO FLUIDO.

Description

ií1,ii,«iW ί UU U IJUIJUUUIJI.WIWUUUUUU I.WIJIJM<.*^.Mii<IXIIiAMiiHMJIiiWIJUUUUIJ sncRiçâo ^Ms de £os»a ajcstável para turbinas da rotor vertical^

Domiaió têeéieo da ieven.qi.o a presente invenção d:;.2 rcopeito a caco. inovação técnica de pás de tixrbinas de rotor vertical operadas a fluido,: optirxicmsdo a sua fo ma às necmooldades do énTPrns., adaptando a posição das suas extrerd.dadss (1). de turbinas de rotor vertical que apresentem instaladas estas pás vão apresentar uea irei dor capa eido de da auto arranque a ter um maior aprovei lanen/c o de energia: que ocxsportari os fluidos oom prenda turbulência ..>

Sosaàréo de iésossapào É ot-jeotivo d.a preasote ia vespa o capaste ta r as turPieos de rotor vertical operaclam a fluido de auto s:rraeqae e de aos melhorada perferman.ee em alta rotação., eem ajudas artetnss ou aomponenieo extra, As pás (1} ao adaptarem, a forma, cias suas ao; L coso daoea (2.1 vao aumentar e oocimi car as torças de arrasto e c> sou flmo, essenciais quando as turbinas estão paradas e preccl.sa.sx de roiciar a aoa rotação e vão optied.aar e redirecolocar as forças de elevação e Iniciar o acréscimo das forças cia arrasto quando a turbina está em a,Ita .cot sedo v A presente Invenção é da 1.1 pera turbinas eólicas Instaladas em meios urbeaos e turbines hídricas instaladas em locais de arando caudal, sem recurso a represas>

Babado da têcrnica

Ursa crescénté aceitação da prodaçac de energia de fontes renoearsnm toe o iode a ser estlmmlado ceio arsieoto de preço doe combustireis fosseis e pelos diferentes acordos entre ei paisos indostrialimrdos com o oblestiro de tedutir as emxasoes Ce orosn. oe ee cíoaono» e venro o corssitsrado oomo a foote energética com am doe .melhores eqnilibrios entre casto a prove:co., tendo cindo a verificar-se ao crescente rnees Pimento, A necessidade de assegurar a diversidade,: segurança e sstab.ilidade no fornecimento de energia eléctrica em. meios urbanos tem rindo a crescer nos últimos anos com. o crescente coneomo de energia, cr evondo-se no fator o tornar-" ae incomnort ái.ee I com. a. crescente aceitaçao de carros etéotricoe como forma de transporte.: demos assim, a crescente necessidade da descontrair Z tà O- í:.lO da produção s no r ge t r c a como r o ma cts oo sms t a r e s s a s n s c e a s r o.a ae s , aumentando a saatentabiiidades disponibilidade energética e redaeindó coatoa na reestrutaraçno da rede eléetrioe nacional e na soa ma.nomeando< dos meios urCanos, as turbinas eólicas de rotor vertical a runs sentam carneter isélcas únicas que as tornam maia adequadaa aos meios urbanos em deteriornamento das turbinas de rotor ticarieontal, de salientar a sua capacidade de a ρ r o re i t ar ce n.t o s t u r b a i. e o t c a p re d o.m.i n a. n te a no s mel o s urbanos, o soo funcionamento quase inaudreei e a capacidade ae operar sem ter de ee posicionar segunde a orientação ck> fiuKO do rente. Apesar da grande quantidade a dirersidade de produtos, sente-se ainda a de case idade de turbinas, que possam, ser: integradas em meios urbanos para aprocei tamento da sus energia eólica eapaoea de se adaptar ás cecosaldadas toa locais da iootaiação a do tsrbioas hiulridas guo possas; aer irmtaiadas a era a r;edossidads de çunatroçdss ostra da raro rase a o u out r a a ea um a ura a ps r a. mo,l oartnr o a ar ao et. a e velocidade da água λ ae dar.bin.aa d:o rotor vertical operadas a fluido coo fitraianaoerito por irrtsrmédio do fo roas de aievaçeo> onde ao i rraeraar a a to.ro loas onde vão aar tostolados a a pá a ud apresentada® η n a o a patente, terna: apresentadas por t. dl b aar rsus.au aa patente d, da rd: 1,131,.018 b''2'urrdne Kaaing ito Ba ta ti a a dbaft Transverso to fbe Blao of ato CurrerurP ..· onde uprsesrrtava diferentes conf ignraçdea do turro;:.rasa. á, torbina de parriens optiíaivuua o aen fuuçu.aaamsato para flato a do flaidut constante,: mas r evo .lava uva incapacidade: caturrei roleulocada coo a sua esefsgureção cara fator uo auto utrangue e o obro e ia fluência do fdeido® csm ao valor fiuuao, a túrbida apresento grandes rd. orações e i ta t a b í 1 i de de, Cora o as a o ao e á o t em na: o f o r m a s i g 1 d a, a a η o perfarauunce nua pode sor adaptada a s necessidades doa locai® da instaiaçaco havendo sempre s necosaidade do se fatenueo oorsp rotule soo o atro o capacidade de auto urro nano e partoroa.noa a. alta. rotação.

Fana. solucionar as diferoctos probi aauus autuar rornorur.o referidos do turbina de Darrieue, vária a solugoes ror ao. a c r s s e a t a c a s : t a I como n a potente d, 6, n " 63 2 Cp 2 7 3 p" La r ce Vertical, "-axi s· Veríable™p;ct.ch diuud Tuurpiuuum) cosa a uti li ração do cosapenon tes oatto nata optimitarem o ângulo de pesco da pá; através do use de unta cunuufdgnraçáo híbrido da turbinas do redor vertical sem fuuumi o semente por 1 nt soO.ad.io do forças da slevaçao a por arresto; urra no a de· 1 latinas que mudam a suou f cones com.o rua catonté DP2P e* 20X0/00 54936 {'"'Vertical seis Wind TerXdvrVP ; o surtas,·

Mas algemas testa»: soluções apresentam pr obteres de performance a alta rotação o outras apresentam. prritemss raia. cloro doa. com os componentes outra colo finsoionamento está irvtiómments relacionado ocas a rotação dai. turbina.. Ideando a tas acréscimo da f adias destas οοοροηοοΡο», looaode a uma m.enor dm: aoi 1 ide se da turbina. da preasnaas irtaençâo os problemas anteràossunvte referidos foram sGlu.cd.on.ados,· e través da st i Li caçao da ccoponentes quo aào têm relaçao arresta com a rotação da turbina a uma adaptação da psrformancç da tertdea ao local de instaiaçao, atraso a do forma adaptável. dse pás ΠΙ medi ficando n orienteçao doa tuas oatromfdadça {1}, lato uai permitir quo a renqeuu.dade das turbinas seja maior, apresentar capacidade de auto arranque e usufruir de ume perfurmanee em sita rotação equipa rd se 1. às meiborca anistentes no metesido, beseriçào prii de invenção t presunto intenção dl2 respeito a capacidade das pás de turbaoa de rotor vertical poderem modisi.par s soa forma de modo. a adaptarem o feneionamonto da turbina às sscessidanas do local onde esta inuraiada, atraves da mmdificsção de nnqaro de poaieiosremento des suas çotremidedos > da páa : pooem mcoar a soa toma ou a iodo a porm.it ir qu a; e .0 vt i &pT'OV£í ^ΙίϊιΘ' ti X O idpii ieO i". iiO que se apresenta quer num piano boa irousai {5} quer num pie. no verti, cai li) com quaiuu.· er orientarias num ângais; ue Cl a Ibfrl Xe te ue r peruti t ir 0 instajaçâo da tnrbin; á utr r r oe r t i c e. ime 010 s asar horieo: n r 0.: S:un r. a, a et:. uma çrs. ade p r e 0 cu pa qã 0 u em. 4¾ orient· ação que 0 fluido possa spo eseru :.a r to local. 4 ts pás? po d cn taobéo opt.lsd.sat a sua forna cie modo a. garantir que a rotaçao cie r setor ao inicia na ia ca do para colocidadea inferiores da fluidc e oferecer ons rota colo do rotor oais suam para grandes: celeridades de tinido. 0 corpo centrai. da pá |13 poderá apresentar dt f a roei o a formas, qao o a adequas àa eainctaoistioas. doa diferentes Loca ia onde oão a ar instaladas as turfdnas.· da ficara 5 a a o a o represes lenias 2 da o possíveis fornes que o corpo ca a trai da pá li; poderá apresenta r:

Forna tartioai |fbd (3,2) - adequada para locais oco gtendas rariaçdas da oeiocidadea de fluido e a ao penor casto da prodondo, Apresenta uca forna direita,: pataiaia ao rotor. As estrenddades sncoPtrarnne oa oesna cosi qác ec relendo a. o rotear. - Forna neiiooidai iL3)(P4) adequada pare locais onde cri ate sara orence prcdooinâncie do ceiocidadee cai ca s da tinido.. Todo o corpo central envoiee o rotor, cot. areio as cxrrerd.dadea en pesiçoos diferentes en relegac ao rotor. 0 corpo: centrai da pá II) a as oai reto. dados 12} gcdcc apresentar qualquer perfil acrodiaSsico lá;|10> que se a,ohe adoptade,· por forna a opticirsr c apreseitsmento da forca do oc o t o et, I oc ais u r fo a η o s.

Peáorápdo das Flgurso

Figura 1; Representação aoqaercática ie duas turbinas oonsffcnidaa cor 3 pas, onde soa apresenta as os trepidadas: seo rsodi f .icegão e outra, cnp nodd.fi o ação· Ce engole oriontade para o interior do rotor,, da gnai (li representa o corpo \ centrai ea pá, t ;i} rocreconta aa extr Oíaidadeá. {3} e {3; oa braço o asso f ao anu a aouoxao daa pá a ao rotor. Figura. 2 r R au r o o eu t a ç a o e s q u so d 11 c a ; tos planos vertical e doriroutaX que os fluidos poder aprecontar na sua deaiaoecOo • ta d aai {:4} repreaenta os ângulos de orientação do fluxo o o fiai d o qoando ente o o apresente eom qualquer âfsgulo no oiro vertical a (5· orm/ndo se apresenta: ooia qualquer ângulo no eixo dorfrontal.

Figure 3; Representação esqaersâtioa doo ver.;, o o componentes da pá baees de oedidav da qual ΠΓ1) representa a or leu. taça o do fluxo do fluido.- íi; representa o: corpo central da pá, (2) represente as extPesd.datíos, ? 3 > set os urasos que ferem s usxto das pás so rolar, (f) .aeprs senta o eixo centrai do pá, dl } o ângulo do or leni. acata doso extremidades* tf) repreaenta o perfil aerodinâmica que· o fluxo de fluido eucronfra. ra extrerd-dade, (S) representa e perfil aerodinâmico do oorpo da pá, {10} representa e perfil aerodinâmico da. oxtroa-idade da pá, {11} reproeoata a ei tara da extrexrtâade da pá, (12) representa o comprimento doo braços da turbina o (1.3) a altura do oorpo central da pá

Figura. 4; eprasenáu acâo- da pa ooti as o x te; omi da de s seo. rierllf reação o otxa sr adl.fr ca eá< r do ânq ui o de o r 1 or; to pão v q a qual {.1.) representa o corpo central da p d, (2·): representa as extre.pl d a d e o, (3 ) represo nta o p n r 11. L ao.reoaasâprco o o corpo da pá o (15) r opressora o infer lar r ia; pá.. Figur e B: s :opresonrr aça. o aas poasivei ..s fr asas que o corpo central· ea pa podo ap r o aonfr ar, cod vi aã -as frouteo.s o. da topo das dl vatiaçbea i e oosi< das e x t r em 1 o a doa. de. qual ( 1) xepro isenta o corpo ceot rei de pá, {2} rapresenta as extremidades, bb representa o a braços da turbina., (LI5 representa a forma eeriioal do corpo da. pa com. os extremiPades sem: ângale de orientação»· (L2) coes aa extremidades ocas om angulo de orientação para o interior do rotor ,· Ía3( representa a forras hei teor dal do corpo da pá eor aa extreau.dades noa degelo de orientação a (LdO com aa extremidades com ar angulo de orientação pare e interior do ratear

Figura. 6; apreserstaeá.o doe diferentes perfis aerodinâmicos da pá,· representados na fig, 3,. he qoa.1 (8) representa o perfil aerodin&mi co que o fluxo do fiorde.· encontra no oxiresdOade quando esta tem um angulo de orientação,· (Sb represente o perfil aerodinâmico do corpo da pá e (10 ( r ep r e e ent a o p e r t i. 1. a e r ed i n âm 1 co· d a e r t r em i d a de d a pá:

Beedrlçie &m%àX%êãà.· de invenção .á turbina poderá ser iest ala da: cot:, múltiplas per ,· tal coso podec.es verificar na fie are 1,. d pá. no a eu conjunto e constituída por um corpo central (1) com duas ent tem idades (2( e e conectaria ao rotor por insermédxo de drages (3) , 0 corpo central (13 da pa pede apresentar ume forme linear oo ama 1 orou elíptica come ea figura 3» em. que o eixo menor (14) da elipse se en centra ninta posigao iransversal á posição do reter, A lerem do corpo centrai da ou doce ser a mera adequada áe oaraotsristieus dos locais onda tão ser .1 ns ia 1 udae as turPin.aa . e.s ent.rem.idad.es (2) da pá: (1) ume inclinação, pera o interior vás notar posicionadas o em >u exterior do rotor com mu determinado angulo (7n e.e rei aguo ao eixo centrei (Cd da pa }1}< êO ΟΧΊ rOmiOadOS {2} Ο® pá. ί. '1 } poOsci ®pteaePa®r diferaetes compria-entoe {XI) sue selam ma is adeçusoco ás ssraster iat icae doa locais onde vão der inetaiadas ar turbinarç nar eão deram ser mapaeioreo a 1>0I do coeprleantd (12} doe braços (3) f d & atod-o a não criar tarlmieocia indeselsda no centre d.a turbinai gna dificulta o arrames da tnrMna o corra. rei.do indeeslado. da 1 r. erra -4 eatáo representados ca componentes principais da inovação apresentada nesta patente, ,ãs extremidades (2} da pá (11 podem pascer dar ma ppei.çáo coe 2* da inclinação pana uma posição som imolrnsçáo para o rnUerior ou exterior do rotor aotomat.icamente dutanto a operação da toroina ot maninmfmente durante a .Lua ta ração da nepea,. por In te médio do coeponorrtoa mecânicos contador ao interior {is} da pá (1} . 0 corpo central da pa {1} poderá apresentar diferentes: .Pútmaa taie como na apresentadas na flgnra ás gee ao adequa.m a nem armori a®.loas dor drioa: rotos locais onde rio cor rnstaJ. soas as.a tarcroas . d corpo central poderá. apresentar eue.lquen perfil aerodrnsmroo case aos acne aoeqa,aoOí por ro.rar® a enemrar o aprovei taenetc da força do eenrto em loca ia urbanos* 0 perfil aoroOirnlnicc {2} do corpo central. de pé (lo o o per t ii aerodinâmico {10} das ea.treeid.adoa (2} pedoe aar dl sementes·, dependendo dar neoaesrdaoee do rocei de. instalação, do modo a optimlsar a capacidade da turbina .pera arrancar para me iooldadee baixas de finado ou para controlar o comporta.rn.entP Oas pás guando estar: ee encontram. o.o alta rotação.

Uma câtatmer latina fnedmmantnl coador.ida paio formato a a pá que é aproaantoma nauta intenção, cot;, um corpo contrai (1? a duaa emtremidedee (2) qu,e mudam; de formo, a que, ceia qual, for a orientação eerfical (41 ou horitoo:tal (dj com quo o fluido encontre a pá, exiaifra sempre uma secção da p:á. com. um porfil aerodinâmico com. umo ecpeesura contrai maior, que o perfil baee da pâ, Paaeando a emplicar melhor a afirmação anterior com um exemplo dae fiçaras apreoamtadoc, podemoa merificar ca figura d que quando por exemplo, o fluido ao apreoontar num placo Itariaoctal (o), com qualquer orientação (Flb, uai enoenirar amai. caução dae antremidedea (2): com um. perfil aan.te.nde uma espessura eentral maior (8) de que o perfil (101 da própria extremidade (rd , Pa ficara 3 a orientação do fluido está representada por çq. a a sédção: eacontruda pele fluido representada por 8, dota espessara maior qua o fluido encontra qua a d e chaga m pá, c ou fera â tu reina uma maior capacidade de arrs?)qii& a uaitutioadeo ma.ia bairro de fluido e um meter controlo e eatafdd.idade da rotação do rotor para arontlue ro 1 oc ida uru da fluido, :bd sus o ax ranç uo; a m.ator espessura ca permi .sedar um .:Cc,ranc.imo de força e de arrue to assonorais quando a turbina eatá parada e precisa da iniciar a nua rotação, do controlo da rotação da turbi, na quando esta eatá em: alta rotação, aata espessura maior rui eri.a. forcam de arraste que tão da a acu I era r a rotação daa pás e a orientação dam eetressidades da. pá, uai radi reec.issosr da forças de ei oração permitindo controler a. vibração a i.nmtabilida.de ca a pee. s capacidade do coutroio o estabilidado da rotação do reter para q r asais a eeiocidadae de fluido, e t ao to maior quanto maia borslrcartal for o pleno de orientação do fluido am xeltmão ao rotor , mmmmmmmmmmmmmmmnm

Os braços (3; que ligais as pás ao rotor, tambási Seara apresentar um. perfil asrodináatioo de modo a mioimisar ar força*1 de arrasto. Os perfis serodinárdeos dos braços náo necessitam. de trr oaraotsristicss de austero, a cão, havendo aperas a necrs 3idade dr redorir o atrito coo o fluido rodarlado as forças do arrasto. n xrn/anpâo aqai apresentada pode sor usace em turba na* ebiisas da rotor vertieai a ser ao roer aladas em meios urbanos, ia pás vâo permitir ama oprimi ração da performance das turbinas pare os vastos turbulentos tipiaos dos meios urbano*s som orientação definida ornar num. piano horatontai (rd quer nom. plano vertioei (4) e permitir um suae-arranque sem aq ud.as arternas, bs turbinas hídricas do rotor vertical pus tiverem as pás aqui aareseatadasf podem ser instaladas em qualquer local som: caudal sem a necessrdads de construção o a represas a estruturas er.tras para moldarem e corrente e velocidade da agua, devilnãf 17 de demembro de iOlu

Claims (2)

1 Pás (1} de forma ajustável para turbinas eólicas cie rotor vertical ao maio utoano, caratex i xsóas por estarem conectadas ao rotor por maio de braços (3) , compreendendo um corpo central e duas extremi dates (r) com cm perf i l aerodinâmico cpie modifica, por intermédio de om coiaponente mecânico contido no interior, o ângulo de posicionamento das referidas extremidades independer;temento da forma da pâ (li ; com om movimento contínuo de Q* aos 360M com orientação para; o interior ou para o exterior da, pá relatiremonte ao corpo central e vice-versa, 1 - Pás (1) do forma, ajustável para turbinas eólicas de rotor vertical em. meio urbano, de acordo com a reivinditaçâo 1, caraoteriradas por ao extremidades (2) passarem da sus posição set; 0 * de inclinação para uma posição com inclinação para o interior ou exterior do rotor automaticamente dorsnte a. operara o da turbina, por intermédio do componentes mecânicos contidos no interior MS) da pá (1; „

3 - Pás (1) de forma ajustável para turbinas eólicas de rotor verreal em meio urbano. de acordo cora as reivindicações anteriores., carseteri radas por as extremidades (2) da pá (1) apresentarem diferentes compr i.montos (11) náo devendo ser superiores a SOt do comprimenso (1.2 } dos braços ( 3) , 4 " Pás (1) de forma ajustávei para. turbinas eólicas de rotor vertical em meio urbano, de acordo com as reivindicações anteriores, caraccsriradas per a pá (1 ) ser coiietituida por um corpo ceeferal o duas extremidades (2) que oudao de forma, soja qual for a orientação vertical (4} o o òo rio oof o.l ífe) com que o fluido encontre a pá, compreendendo uca secção da pâ com o na espessura centrai maior (8) que o perfil (10) da própria extremidade (2),