BR102013003525B1

BR102013003525B1 - Configuração de conjunto entre uma pá de rotor de turbina eólica e um cubo de rotor

Info

Publication number: BR102013003525B1
Application number: BR102013003525-4A
Authority: BR
Inventors: Jay F. Leonard
Original assignee: General Electric Company
Priority date: 2012-02-16
Filing date: 2013-02-15
Publication date: 2021-10-13
Also published as: BR102013003525A2; DE102013101233B4; US20130216394A1; DK178606B1; DE102013101233A1; DK201370082A; US9239040B2; CN203383979U

Abstract

configuração de conjunto entre uma pá de rotor de turbina eólica e um cubo de rotor e método para reduzir a transição no sentido da amplitude trata-se de uma configuração de conjunto entre uma pá de rotor de turbina eólica, e um cubo de rotor inclui um cubo de rotor que tem um ou mais mancais de inclinação, sendo que cada mancal de inclinação tem um canal de diâmetro externo e um canal de diâmetro interno. as pás de rotor são afixadas aos anéis de mancal de inclinação respectivos, sendo que as pás de rotor têm uma extremidade de raiz com um diâmetro externo. um adaptador é configurado entre a extremidade de raiz e o mancal de inclinação, com o adaptador afixado ao canal de diâmetro interno e a extremidade de raiz afixada ao adaptador. o adaptador define uma superfície de instalação para a extremidade de raiz radialmente para dentro do mancal de inclinação, de tal modo que o diâmetro exterior da extremidade de raiz seja menor que o diâmetro do canal de diâmetro interno.

Description

CAMPO DA INVENÇÃO

[001] O presente assunto refere-se geralmente a pás de rotor para uma turbina eólica e, de modo mais particular, a um conjunto de pá de rotor que inclui um conjunto de expansão para aumentar a saída de energia de uma turbina eólica.

ANTECEDENTES DA INVENÇÃO

[002] A potência eólica é considerada como uma das fontes de energia mais limpas, mais ambientalmente amigáveis disponíveis no presente, e as turbinas eólicas ganharam atenção aumentada a esse respeito. Tipicamente, uma turbina eólica moderna inclui uma torre, gerador, caixa de engrenagens, nacele, e uma ou mais pás de rotor. As pás de rotor capturam a energia cinética a partir do vento com o uso de princípios da folha metálica (foil principles) conhecidos, e transmitir a energia cinética através de energia rotacional para girar um eixo que acopla as pás de rotor a uma caixa de engrenagens, ou se uma caixa de engrenagens não for usada, diretamente ao gerador. O gerador então converte a energia mecânica em energia elétrica que pode ser implantada a uma grade de serviços públicos.

[003] Com projetos convencionais, um mancal de inclinação é montado ao cubo de rotor para cada pá de rotor respectiva, com a extremidade de raiz da pá aparafusada diretamente ao mancal de inclinação. O projeto do mancal de inclinação é acionado em grande parte pela rigidez finita das partes para as quais o mancal se correlaciona, particularmente a raiz da pá. Os mancais se deformam menos sob carga quando o componente no qual os mesmos são anexados tem uma rigidez maior. Para projetos de rotor maiores, as margens do projeto do mancal de inclinação são frequentemente o parâmetro que dita o diâmetro da raiz da pá. Entretanto, a área da raiz da pá contribui pouco para a eficiência da pá, e o atual raio da pá de limites de fabricação/projeto de curvatura resulta em uma transição no sentido da amplitude relativamente longa a partir da extremidade de raiz relativamente grande para a seção de aerofólio mais fina da pá. Como tal, conforme as turbinas eólicas aumentam em tamanho e saída (com o aumento correspondente em tamanho de pá), o custo do conjunto de rotor aumenta conforme uma função de margens do projeto do mancal de inclinação sem um aumento proporcional na eficiência da pá.

[004] Consequentemente, existe uma necessidade de uma configuração de raiz da pá/mancal aprimorado que permita mais projetos de sistema de rotor de boa relação custo dispendiosa e fornecer uma menor transição no sentido da amplitude a partir da raiz para a seção de aerofólio da pá sem diminuir necessariamente o comprimento no sentido da amplitude ao todo das pás.

DESCRIÇÃO DA INVENÇÃO

[005] Aspectos e vantagens da invenção serão estabelecidos em parte na descrição a seguir, ou podem ser óbvios a partir da descrição, ou podem ser aprendidos através da prática da invenção.

[006] O presente assunto refere-se a um conjunto para fazer vários diâmetros da raiz da pá trabalharem com um dado cubo de turbina e mancal de inclinação.

[007] Em um aspecto, o presente assunto revela uma configuração de conjunto entre uma pá de rotor de turbina eólica e um cubo de rotor, em que o cubo de rotor inclui os mancais de inclinação com um canal de diâmetro externo e um canal de diâmetro interno. Uma extremidade de raiz de uma pá de rotor é afixada a cada mancal de inclinação respectivo, sendo que a extremidade de raiz tem um diâmetro externo. Um adaptador ou pedaço de transição é configurado entre a extremidade de raiz e o anel de mancal, sendo que o adaptador é afixado ao canal de diâmetro interno do mancal de inclinação, e a extremidade de raiz é afixada ao adaptador. O adaptador define uma superfície de instalação para a extremidade de raiz que pode ser deslocada no sentido da amplitude (pelo menos pela espessura do adaptador) e radialmente para dentro do mancal de inclinação, de tal modo que o diâmetro externo da extremidade de raiz seja menor que o diâmetro do canal de diâmetro interno. Por exemplo, a canal de diâmetro interno pode circunscrever completamente a extremidade de raiz da pá de rotor.

[008] O adaptador pode ser configurado de modo variado. Por exemplo, em uma realização em particular, o adaptador pode ser um membro de placa sólida. Em uma realização alternativa, o adaptador pode ser um membro de anel que tem uma superfície de instalação circunferencial à extremidade de raiz da pá de rotor. Outra realização possível pode ser uma configuração no estilo de raio, em que barras discretas endurecem o mancal na direção radial.

[009] Em certas realizações desejáveis, o adaptador é formado a partir de um material que é tão duro quanto, ou mais duro que, as pás de rotor de modo a fornecer uma dureza aumentada na transição entre a pá de rotor e o anel de mancal. Por exemplo, as pás de rotor podem ser um material compósito convencional, visto que o adaptador é um material compósito mais duro ou um metal, tal como um componente de metal fundido. Com essa configuração, o anel de mancal se deforma menos sob cargas induzidas por pá. Deve ser entendido que o adaptador de endurecimento pode ser um pedaço separado ou pode ser combinado com a pá para se tornar um atributo integral da raiz da pá.

[010] Em uma realização em particular, o adaptador também pode ser projetado para fornecer um deslocamento no sentido da amplitude em relação ao mancal de inclinação, de tal modo que a superfície de instalação da raiz da pá esteja em uma posição no sentido da amplitude diferente em relação a uma borda radialmente externa do adaptador, que altera, desse modo, (por exemplo, aumenta) o diâmetro eficaz ao todo do rotor da turbina eólica sem alterar o comprimento das pás de rotor. Por exemplo, o adaptador pode incluir um anel radialmente externo afixado ao canal de diâmetro interno do mancal, visto que a superfície de instalação é circunscrita dentro, e deslocada do sentido da amplitude a partir desse anel externo. Com essa realização, o adaptador pode ter paredes laterais truncadas em relação ao anel externo, sendo que a superfície de instalação é definida nas extremidades das paredes laterais.

[011] Em ainda outra realização, o adaptador também pode servir para alterar o ângulo de cone do rotor sem alterar os componentes de cubo ou pá. Por exemplo, a superfície de instalação de extremidade da raiz da pá pode estar em um plano não paralelo em relação ao plano do canal do mancal para o qual o adaptador é anexado, que fornece, desse modo, um deslocamento angular entre o eixo geométrico de linha central de raiz da pá e o eixo geométrico de linha central de mancal de inclinação.

[012] A presente invenção também engloba várias realizações de método para aprimorar a eficiência ao todo de uma turbina eólica, particularmente o projeto de pá. Por exemplo, uma realização de método reduz a transição no sentido da amplitude a partir de uma extremidade de raiz para uma seção de aerofólio das pás de rotor em uma turbina eólica que tem um dado diâmetro de pá de rotor, que aumenta, desse modo, a eficiência das pás sem aumentar necessariamente o comprimento no sentido da amplitude ao todo das pás. Esse método pode incluir o conjunto de um componente de transição entre a extremidade de raiz da pá de rotor e um canal respectivo de um mancal de inclinação para o qual a extremidade de raiz se anexa. O diâmetro da extremidade de raiz pode ser definido para ser diferente do diâmetro do canal de mancal de inclinação, sendo que a extremidade de raiz é afixada ao componente de transição. Nessa maneira, o método reduz ou elimina a amplitude entre a extremidade de raiz da pá de rotor e a seção de aerofólio de modo a aumentar o comprimento no sentido da amplitude da seção de aerofólio ao todo da pá de rotor.

[013] Em uma realização de método em particular, o diâmetro da extremidade de raiz da pá de rotor é reduzido em relação ao diâmetro do canal de mancal de inclinação.

[014] O método pode incluir formar o componente de transição a partir de metal, por exemplo, um componente de metal fundido, que fornece, desse modo, uma dureza aumentada entre o anel de mancal e a pá de rotor, de tal modo que o anel de mancal se deforme menos sob cargas induzidas por pá de rotor. Com essa configuração, as margens de carga do projeto para os anéis de mancal podem ser aumentadas conforme uma função da dureza aumentada adicionada pelo componente de transição.

[015] Outra realização de método pode incluir alterar de modo eficaz o diâmetro do rotor ao todo sem alterar o comprimento de pá por deslocar o componente de transição no sentido da amplitude em relação ao mancal de inclinação.

[016] Esses e outros atributos, aspectos e vantagens da presente invenção irão se tornar mais bem entendidas com referência às reivindicações anexas e descrição a seguir. Os desenhos anexos, os quais são incorporados em, e constituem uma parte deste relatório descritivo, ilustram realizações da invenção e, juntamente com a descrição, servem para explicar os princípios da invenção.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

[017] Uma revelação completa e capacitante da presente invenção, que inclui o melhor modo da mesma, direcionada para um indivíduo de habilidade comum no estado da técnica, é estabelecida no relatório descritivo, o qual faz referência às figuras anexas, nas quais:

[018] A Figura 1 ilustra uma vista em perspectiva de uma turbina eólica de construção convencional;

[019] A Figura 2 ilustra uma vista lateral de sucção de uma pá de rotor de construção convencional;

[020] A Figura 3 ilustra uma vista lateral de sucção de uma configuração de conjunto convencional entre a pá de rotor extremidade de raiz e um anel de mancal de inclinação;

[021] A Figura 4 ilustra uma vista lateral de sucção de uma realização de uma configuração de conjunto entre a pá de rotor extremidade de raiz e um anel de mancal de inclinação de acordo com os aspectos da invenção;

[022] A Figura 5 ilustra uma vista lateral de sucção de outra realização de uma configuração de conjunto entre a pá de rotor extremidade de raiz e um anel de mancal de inclinação de acordo com os aspectos da invenção;

[023] A Figura 6 ilustra uma vista lateral de sucção de ainda outra realização de uma configuração de conjunto entre a pá de rotor extremidade de raiz e um anel de mancal de inclinação de acordo com os aspectos da invenção; e

[024] A Figura 7 ilustra uma vista lateral de sucção de ainda uma realização adicional de uma configuração de conjunto entre a pá de rotor extremidade de raiz e um anel de mancal de inclinação de acordo com os aspectos da invenção.

DESCRIÇÃO DE REALIZAÇÕES DA INVENÇÃO

[025] Será feita agora uma referência em detalhe para as realizações da invenção, um ou mais exemplos dos quais são ilustrados nos desenhos. Cada exemplo é fornecido por meio de explicação da invenção, não limitação da invenção. De fato, será aparente para técnicos no assunto que várias modificações e variações podem ser feitas na presente invenção sem desviar do escopo ou espírito da invenção. Por exemplo, atributos ilustrados ou descritos como parte de uma realização podem ser usados com outra realização para render ainda uma realização adicional. Assim, é destinado que a presente invenção abranja tais modificações e variações como vêm dentro do escopo das reivindicações anexas e suas equivalentes.

[026] Referindo-se agora aos desenhos, a Figura 1 ilustra uma vista em perspectiva de uma turbina eólica 10 de construção de eixo geométrico horizontal convencional. Entretanto, deve ser apreciado que a turbina eólica 10 pode ser uma turbina eólica de eixo geométrico vertical. Na realização ilustrada, a turbina eólica 10 inclui uma torre 12 que se estende as partir de uma superfície de suporte 14, uma nacele 16 instalado no topo da torre 12, e um rotor 18 que é acoplado à nacele 16. O rotor 18 inclui um cubo rotativo 20 e pelo menos uma pá de rotor 22 acoplada a, e que se estende para fora, do cubo 20. Conforme mostrado, o rotor 18 inclui três pás de rotor 22. Entretanto, em uma realização alternativa, o rotor 18 pode incluir mais ou menos que três pás de rotor 22. O rotor 18 tem um diâmetro rotacional eficaz definido pelo cubo 20, pelas pás 22, e pela espessura do mecanismo de anexo entre as pás e o cubo.

[027] As pás de rotor 22 podem ter, geralmente, qualquer comprimento adequado que permita que a turbina eólica 10 funcione conforme descrito no presente documento. Adicionalmente, as pás de rotor 22 podem ser espaçadas ao redor do cubo 20 para facilitar rodar o rotor 18 para permitir que a energia cinética seja transferida a partir do vento em energia mecânica usável, e subsequentemente, energia elétrica. Especificamente, o cubo 20 pode ser acoplado de modo rotativo a um gerador elétrico (não ilustrado) posicionado dentro da nacele 16 para permitir que a energia elétrica seja produzida. Ainda, as pás de rotor 22 podem ser correlacionadas ao cubo 20 em uma pluralidade de regiões de transferência de carga 26. Assim, quaisquer cargas induzidas para as pás de rotor 22 são transferidas ao cubo 20 por meio das regiões de transferência de carga 26.

[028] Conforme mostrado na realização ilustrada, a turbina eólica também pode incluir um sistema de controle de turbina ou controlador de turbina 36, centralizado dentro da nacele 16. Entretanto, deve ser apreciado que o controlador 36 pode ser disposto em qualquer localização sobre ou na turbina eólica 10, em qualquer localização na superfície de suporte 14 ou geralmente em qualquer outra localização. O controlador 36 pode ser configurado, geralmente, para controlar os vários modos de operação da turbina eólica 10 (por exemplo, sequências de inicialização ou desativação). Adicionalmente, o controlador 36 também pode ser configurado para controlar a inclinação de pá ou o ângulo de inclinação de cada uma das pás de rotor 22 (isto é, um ângulo que determina uma perspectiva das pás de rotor 22 com relação à direção 28 do vento) para controlar a carga e potência gerada pela turbina eólica 10 por ajustar uma posição angular de pelo menos uma pá de rotor 22 em relação ao vento. Por exemplo, o controlador 36 pode controlar p ângulo de inclinação das pás de rotor 22, ou de modo individual ou simultâneo, por transmitir sinais de controle adequados para um sistema de ajuste de inclinação ou acionamento de inclinação 32 configurado para rodar as pás 22 ao longo de seus eixos geométricos longitudinais 34. Deve ser apreciado que a presente invenção também se aplica para estacar máquinas de turbina eólica reguladas.

[029] Referindo-se à construção convencional da Figura 2, a pá de rotor 22 inclui um lado de sucção 52 e um lado de pressão 54 oposto que se estende entre uma borda dianteira 56 e uma borda posterior 58. Ainda, a pá de rotor 22 tem uma amplitude 60 que define um comprimento de pá total entre uma raiz da pá 38 e a ponta da pá 40, assim como uma corda 62 que define o comprimento total entre a borda dianteira 56 e a borda posterior 58. Conforme é geralmente entendido, a corda 62 pode variar em comprimento, geralmente, com relação à amplitude 60 conforme a pá de rotor 22 se estende a partir da raiz da pá 38 para a ponta da pá 40.

[030] As pás de rotor 22 definem qualquer formato ou perfil aerodinâmico adequado ao longo de um comprimento no sentido da amplitude da pá com formato de aerofólio (seção transversal) que se estende para fora a partir da raiz da pá 38. Por exemplo, a pá de rotor 22 pode ser configurada como um aerofólio simétrico ou um aerofólio arqueado ao longo dessa seção de aerofólio. Adicionalmente, a pá de rotor 22 também pode ser adaptada de modo aeroelástico ao longo da seção de aerofólio, a qual acarreta a dobra da pá 22 em uma direção geralmente no sentido da corda (paralela à corda 62) e/ou em uma direção geralmente no sentido da amplitude (paralela à amplitude 60). A adaptação aeroelástica pode acarretar ainda a torção da pá de rotor 22, tal como a torcer a pá 22 em uma direção geralmente no sentido da corda e/ou no sentido da amplitude.

[031] A raiz da pá 38 é o componente da pá que é anexado ao cubo 20 da turbina eólica 10 e transfere a carga ao cubo de rotor 20 na região de transferência 26. A raiz da pá 38 tem um formato geralmente cilíndrico e pode ser configurada como a seção relativamente espessa e rígida da pá de rotor 22 de modo a resistir a momentos de dobra e outras forças geradas na pá 22 durante a operação da turbina eólica 10. Essa raiz da pá cilíndrica que não é aerofólio 38 não contribui de modo significativo à habilidade da pá 22 de converter energia eólica em energia mecânica.

[032] Na construção convencional retratada na Figura 2, a raiz da pá 38 tem um flange de pá que se estende de modo para fora 42 configurado na extremidade de raiz 64 que se alinha com, e é instalado em, um componente de anexo correspondente 44 do cubo 20. Esse componente 44 é tipicamente o mancal de inclinação ou qualquer outro componente de transferência de carga adequado. Em particular, o flange de pá 42 pode definir, geralmente, uma pluralidade de furos de parafuso 46 que tem um padrão de furo que corresponde ao padrão de furos de parafuso 48 definido no canal do anel de mancal de inclinação 44. Como tal, a pá de rotor 22 pode ser anexada de modo rígido ao cubo 20 com o uso de uma pluralidade de parafusos 50 ou quaisquer outros dispositivos e/ou mecanismos de anexo adequados.

[033] Na construção convencional retratada nas Figuras 2 e 3, o flange de anexo de pá 42 é voltado diretamente radialmente para dentro na extremidade 64 da raiz da pá 38. Em outras realizações, o flange de anexo pode ser direcionado radialmente de modo para fora da extremidade de raiz da pá 64.

[034] Ainda em referência à construção da solução do estado da técnica, da Figura 3, o mancal de inclinação tem um canal de diâmetro interno 45 e um canal de diâmetro externo 46 que é fixado ao cubo 20 por meio de parafusos ou outros meios adequados. O mancal de inclinação tem um diâmetro de interface 72 definido na interface do canal de diâmetro externo 46 e do canal de diâmetro interno 45, e um diâmetro interno 74 definido pelo canal de diâmetro interno 45. A seção de raiz da pá 38 tem um diâmetro 68 que corresponde de modo essencial ao diâmetro de interface 72. A seção de raiz da pá 38 tem um comprimento no sentido da amplitude de tal modo que um comprimento de transição 70 é definido entre a extremidade 64 da raiz da pá 38 e uma posição ao longo do comprimento da pá 22, em que a pá se translada para a seção de aerofólio relativamente fina. Deve ser apreciado que esse ponto de transição pode ser definido em várias localizações, contanto que o ponto seja definido de modo consistente em uma localização de transição em particular para propósitos de comparar os comprimentos de transição 70 de construções do estado da técnica (tal como a construção nas Figuras 2 e 3) com as construções de acordo com a presente invenção.

[035] A Figura 4 retrata uma pá de rotor 22 que tem uma configuração de conjunto 66 de acordo com os aspectos da invenção, em que um adaptador ou pedaço de transição 76 é configurado entre a extremidade de raiz 64 e o anel de mancal 44. O adaptador 76 define uma superfície de instalação 78 na qual a extremidade de raiz 64 é afixada. Por exemplo, na realização retratada na Figura 4, o flange de pá 42 é aparafusado na superfície de instalação 78 com uma pluralidade de parafusos 50. O adaptador 76 e a superfície de instalação associada 78 fornece um meio para reduzir o diâmetro de raiz 68 e o diâmetro do flange de pá 42 para menor que o diâmetro interno 74 do mancal de inclinação 44, como ilustrado de modo particular na Figura 4. Essa configuração fornece vantagens significativas. Por exemplo, o comprimento de transição 70 entre a extremidade de raiz 64 e a seção de aerofólio da pá 22 pode ser diminuído por encurtar o comprimento no sentido da amplitude da raiz da pá 38, como pode ser apreciado por comparar a configuração da Figura 4 com a configuração do estado da técnica da Figura 3. Conforme discutido acima, para turbinas eólicas modernas relativamente grandes, o fator de projeto de acionamento na região de transferência 26 (Figura 1) é frequentemente o mancal de inclinação 44, o qual exige um diâmetro de extremidade de raiz relativamente grande 68 (Figura 3). O adaptador 76 permite um diâmetro de extremidade de raiz 68 reduzido e a redução relacionada do comprimento de transição 70. O adaptador 76 reduz de modo eficaz as restrições do raio de curvatura no projeto de pá, que permite o comprimento de transição 70 reduzido.

[036] Em outro aspecto, o adaptador 76 altera de modo eficaz o comprimento ao todo da pá de rotor 22 pelo tamanho ou espessura no sentido da amplitude do adaptador 76, que altera, desse modo, a capacidade das pás de rotor 22 para converter a energia cinética a partir do vento em energia mecânica usável sem realmente aumentar o comprimento no sentido da amplitude da pá 22.

[037] O adaptador 76 pode ser configurado de modo variado de acordo com os aspectos da invenção. Por exemplo, na realização retratada na Figura 4, o adaptador 76 é um membro de placa 80 que tem, geralmente, o mesmo diâmetro externo que o canal do mancal interno 45. A placa 80 é aparafusada ao canal do mancal 45 com uma pluralidade de parafusos 50 e define uma superfície de instalação 78 contínua, planar e essencialmente lisa, na qual o flange de pá 42 é instalado com os parafusos 50. Com essa configuração semelhante à placa 80 do adaptador 76, uma pluralidade de padrões de furo de parafuso diferentes pode ser pré-definida na placa 80 de modo que a placa possa acomodar as raízes da pá 38 que têm diâmetros de extremidade de raiz 68 diferentes.

[038] Em uma configuração alternativa retratada na Figura 5, o adaptador 76 é definido por um membro de anel 82 que tem um diâmetro externo que é o mesmo, de modo essencial, que o diâmetro externo do mancal de anel 44. O membro de anel 82 define uma superfície de instalação com formato de anel 78, na qual o flange de pá 42 é aparafusado.

[039] Deve ser apreciado que a presente invenção não é limitada a qualquer quantidade de redução em particular do diâmetro da raiz da pá 68 em relação ao anel de mancal 44. A redução porcentual irá variar de acordo com numerosos fatores, tais como comprimento de pá ao todo, projeto de pá, projetos de margens de carga, características do material dos componentes de conjunto, e assim por diante.

[040] Conforme discutido acima, o projeto de anel de mancal de inclinação 44 é acionado em grande parte pela rigidez finita das partes para as quais o anel de mancal 44 é instalado. Aumentar a dureza do componente de conexão de lado da pá irá aumentar as margens de carga para um dado tamanho do mancal de inclinação 44. A esse respeito, o adaptador 76 pode ser formado de um material que é comparável à, ou mais duro que a, pá material. Por exemplo, em uma realização em particular, o adaptador 76 é formado de metal, tal como um componente de metal fundido, o qual é significativamente mais duro que o material compósito da extremidade de raiz da pá 38 (e pá ao todo 22). Esse componente de metal fornece rigidez significativamente maior, de modo que o anel de mancal 44 se forme menos sob a carga, quando comparado a prender a extremidade de raiz da pá 64 diretamente no anel de mancal 44.

[041] A Figura 6 retrata outra realização da configuração de conjunto 66, em que o adaptador 76 fornece um perfil no sentido da amplitude aumentado em relação ao mancal de inclinação 44, de tal modo que a superfície de instalação 78 esteja deslocada por uma distância 84 a partir de uma extremidade de instalação do adaptador 76. Por exemplo, na realização da Figura 6, o adaptador 76 inclui um anel externo 86 que é instalado ao canal de diâmetro interno 45. As paredes laterais 88 se estendem a partir do anel externo 86 e se encerra em um membro de placa superior que define a superfície de instalação 78. As paredes laterais 88 definem o deslocamento e, em certas realizações, podem ser vergada ou truncada para reduzir ainda o diâmetro 68 da extremidade de raiz da pá, como retratado na Figura 6. Como com a realização da Figura 4, a extremidade de raiz 64 é aparafusada na superfície de instalação 78. Essa realização fornece um comprimento ao todo significativamente diferente da pá 22 sem alterar o comprimento da raiz 38, e que permite ainda um comprimento de transição 70 reduzido quando comparado, por exemplo, à construção do estado da técnica da Figura 3.

[042] A realização retratada na Figura 7 é similar à realização da Figura 6, exceto que a superfície de instalação 78 é definida em um ângulo não paralelo em relação à face de instalação do anel radial externo 86. Com essa realização, o adaptador 76 pode servir para alterar o ângulo de cone do rotor sem alterar os componentes de cubo ou pá. Por exemplo, a superfície de instalação de extremidade da raiz da pá 78 pode estar em um plano não paralelo em relação ao plano do canal do mancal 45, para o qual o adaptador 76 é anexado, que fornece, desse modo, um deslocamento angular entre o eixo geométrico de linha central de raiz da pá 92 e o eixo geométrico de linha central de mancal de inclinação 90.

[043] Deve ser apreciado que a presente invenção também inclui várias realizações de método, de acordo com os aspectos discutidos acima. Por exemplo, referindo-se às figuras em geral, um método pode ser fornecido para reduzir a transição no sentido da amplitude 70 a partir de uma extremidade de raiz 64 para uma seção de aerofólio de uma pá de rotor 22 em uma turbina eólica que tem um dado diâmetro de pá de rotor ao montar um componente de transição ou adaptador 76 entre a extremidade de raiz 64 e um anel de mancal 44, no qual a extremidade de raiz é anexada. Com o componente adaptador ou de transição 76, o diâmetro 68 da extremidade de raiz 64 pode ser reduzido para menor que um diâmetro interno 74 do anel de mancal 44. Com essa configuração, o comprimento no sentido da amplitude ou de transição 70 entre a extremidade de raiz 64 e a seção de aerofólio da pá é reduzido de modo a aumentar o comprimento no sentido da amplitude da seção de aerofólio ao todo da pá de rotor 22.

[044] O método pode incluir fornecer uma dureza aumentada entre o anel de mancal 44 e a pá de rotor 22 por formar o componente de transição 76 a partir de metal, de tal modo que o anel de mancal 44 se deforme menos sob cargas induzidas por pá de rotor. O método pode incluir ainda, assim, aumentar as margens de carga do projeto para os anéis de mancal 44 como uma função da dureza fora de plano aumentada adicionada pelo componente de transição 76.

[045] O método pode incluir ainda alterar (por exemplo, aumentar) o diâmetro do rotor ao todo sem adicionar à raiz 38 o comprimento no sentido da amplitude por deslocar a superfície de instalação do componente de transição 76 em relação ao anel de mancal 44, como discutido na realização da Figura 4 acima.

[046] Esta descrição escrita usa exemplos para revelar a invenção, que inclui o melhor modo, e também para permitir que qualquer técnico no assunto pratique a invenção, que inclui fazer e usar quaisquer dispositivos ou sistemas e executar quaisquer métodos incorporados. O escopo patenteável da invenção é definido pelas reivindicações, e pode incluir outros exemplos que ocorram para aqueles técnicos no assunto. Tais outros exemplos são destinados a estarem dentro do escopo das reivindicações se os mesmos incluírem elementos estruturais que não se diferem da linguagem literal das reivindicações, ou se os mesmos incluírem elementos estruturais equivalentes com diferenças não substanciais das linguagens literais das reivindicações.

Claims

1. CONFIGURAÇÃO DE CONJUNTO (66) ENTRE UMA PÁ DE ROTOR DE TURBINA EÓLICA (22) E UM CUBO DE ROTOR (20), caracterizada por compreender: um cubo de rotor (20) que tem um ou mais mancais de inclinação (44), sendo que os mancais têm um canal de diâmetro externo (46) e um canal de diâmetro interno (45); uma pá de rotor (22) afixada aos mancais de inclinação (44), sendo que as pás de rotor (22) compreendem uma extremidade de raiz (64) que tem um diâmetro externo; e um adaptador (76) configurado entre a extremidade de raiz (64) e o mancal (44), o adaptador (76) sendo afixado ao canal de diâmetro interno (45) em uma primeira posição, e a extremidade de raiz (64) sendo afixada ao adaptador (76), sendo que o adaptador (76) define uma superfície de instalação (78) para a extremidade de raiz (64) radialmente para dentro do canal de diâmetro interno (45), de tal modo que o diâmetro exterior da extremidade de raiz (64) seja menor que um diâmetro interno (74) do mancal de inclinação (44); e a extremidade de raiz (64) é aparafusada separadamente diretamente na superfície de instalação (78) radialmente para dentro da localização inicial para conexão da pá de rotor ao mancal de inclinação (44); e o adaptador (76) compreendendo um membro achatado, plano, de modo a ficar nivelado contra o canal de diâmetro interno, o adaptador e o canal de diâmetro interno tendo o mesmo diâmetro externo.

2. CONFIGURAÇÃO DE CONJUNTO (66), de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo adaptador (76) compreender um membro de placa (80).

3. CONFIGURAÇÃO DE CONJUNTO (66), de acordo com a reivindicação 2, caracterizada pelo adaptador (76) compreender um membro de anel (82).

4. CONFIGURAÇÃO DE CONJUNTO (66), de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo adaptador (76) ser formado a partir de um material, com a mesma rigidez ou uma rigidez maior que as pás de rotor (22).

5. CONFIGURAÇÃO DE CONJUNTO (66), de acordo com a reivindicação 4, caracterizada pelas pás de rotor (22) serem formadas por um material compósito e o adaptador (76) é formado de um compósito ou metal.

6. CONFIGURAÇÃO DE CONJUNTO (66) ENTRE UMA PÁ DE ROTOR DE TURBINA EÓLICA (22) E UM CUBO DE ROTOR (20), caracterizada por compreender: um cubo de rotor (20) que tem um ou mais mancais de inclinação (44), sendo que os mancais têm um canal de diâmetro externo (46) e um canal de diâmetro interno (45); uma pá de rotor (22) afixada aos mancais de inclinação (44), sendo que as pás de rotor (22) compreendem uma extremidade de raiz (64) que tem um diâmetro externo; um adaptador (76) configurado entre a extremidade de raiz (64) e o mancal (44), o adaptador (76) sendo afixado ao canal de diâmetro interno (45) em uma primeira posição, e a extremidade de raiz (64) sendo afixada ao adaptador (76); sendo que o adaptador (76) define uma superfície de instalação (78) para a extremidade de raiz (64) radialmente para dentro do canal de diâmetro interno (45), de tal modo que o diâmetro exterior da extremidade de raiz (64) seja menor que um diâmetro interno (74) do mancal de inclinação (44); e a extremidade de raiz (64) é aparafusada separadamente diretamente na superfície de instalação (78) radialmente para dentro da localização inicial para conexão da pá de rotor ao mancal de inclinação (44); em que o adaptador (76) compreende um perfil no sentido da amplitude aumentado em relação ao mancal de inclinação (44) e compreende paredes laterais (88) que se estendem de modo transversal para fora em um ângulo menor que 90° de um anel radialmente externo (86) do adaptador (76), a superfície de instalação (78) definida em uma extremidade das paredes laterais (88); em que o anel radialmente externo é afixado ao canal de diâmetro interno, a superfície de instalação (78) sendo circunscrita dentro do anel radialmente externo (86); e em que o adaptador (76) compreende um perfil de seção transversal truncada.

7. CONFIGURAÇÃO DE CONJUNTO (66), de acordo com a reivindicação 6, caracterizada pelo adaptador (76) ser formado de metal e a dita pá de rotor (22) ser formada de um material compósito.

8. CONFIGURAÇÃO DE CONJUNTO (66), de acordo com a reivindicação 7, caracterizada pela superfície de instalação (78) ser definida em um plano não paralelo em relação a um plano do dito canal de diâmetro interno (44), de tal modo que um eixo geométrico da linha central (92) da dita pá seja angularmente deslocado em relação a um eixo geométrico da linha central do dito mancal de inclinação (90).