BRPI0619445A2 - lãmina para rotor de turbina de vento - Google Patents

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Abstract

LáMINA PARA ROTOR DE TURBINA DE VENTO. Uma lâmina (1) para um rotor de turbina de vento tendo um eixo de rotor horizontal, o dito rotor compreendendo um centro, compreende, visto na direção longitudinal ao longo do eixo (10), uma área de raiz (2) mais próximo do centro, e a área de aerofólio (4) o mais longe do centro e a área de transição (3) entre a área de raiz (2) e a área de aerofólio (4). Visto na direção transversa, a lâmina (1) compreende de uma borda de ataque (5) e uma borda de fuga (6) assim como um plano de corda (K) se estendendo entre a borda de ataque (5) e a borda de fuga (6) da lâmina (1). A zona de superfície com uma variedade de endentações (7) e/ou projeções é fornecido em pelos menos na área de raiz (2), as ditas endentações e/ou projeções sendo formadas e dimensionadas para aperfeiçoar o fluxo de vento através da superfície da lâmina (1).

Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para "LÂMINA PARA ROTOR DE TURBINA DE VENTO"
Campo Técnico
A invenção refere-se a uma lâmina para um rotor de turbina de vento tendo um eixo de rotor substancialmente horizontal, o dito rotor com- preendendo de um centro, onde, visto na direção longitudinal ao longo do eixo longitudinal, a lâmina compreende uma área de raiz mais próxima do centro, uma área de aerofólio mais longe do centro e opcionalmente uma área de transição entre a área de raiz e a área de aerofólio, e onde, visto na direção transversa, a dita lâmina compreende de uma borda de ataque e uma borda de fuga assim como plano de corda se estendendo entre a borda de ataque e borda de fuga da lâmina.
Antecedentes da Técnica
Idealmente, uma lâmina do tipo aerofólio tem a forma de uma asa típica de avião, onde o comprimento de plano de corda da lâmina assim como o primeiro derivado da mesma aumenta continuamente com a diminui- ção da distância do centro. Isto resulta na lâmina, idealmente, sendo compa- rativamente larga nas proximidades do centro. Isto novamente resulta em problemas quando tiver que montar a lâmina no centro, e, além disso, isso causa grandes cargas tempestivas quando a lâmina é montada, tais como as cargas tempestivas, devido a grande área de superfície da lâmina.
Portanto, nos últimos anos, a construção de lâminas se desen- volveu em uma forma, onde a lâmina consiste em uma área de raiz mais próxima do centro, uma área de aerofólio mais longe do centro e opcional- mente, uma área de transição entre a área de raiz e a área de aerofólio. A área de aerofólio tem uma forma ideal ou quase ideal de lâmina, onde a área de raiz tem cargas transversais substancialmente circulares reduzindo as cargas de storm load e tornando mais fácil e mais seguro montar a lâmina no centro. O diâmetro da área de raiz é preferencialmente constante ao longo de toda a área de raiz. Devido ao corte transversal circular, a área de raiz não contribui para a produção da turbina de vento e, de fato, diminui um pouco a produção, devido à resistência ao vento. Como é sugerido pelo no- me, a área de transição tem uma forma que muda gradualmente da forma circular da área de raiz para o perfil de aerofólio da área de aerofólio. Nor- malmente, a largura da área de transição aumenta substancialmente de for- ma linear aumentando a distância do centro.
É bem-conhecido que uma bola de golfe com endentações (chamadas covinhas - "dimples") é capaz de voar mais do que uma bola de golfe com uma superfície lisa. Isto é devido à redução da resistência aerodi- nâmica ao vento pela qual a bola de golfe passa ao voar pelo ar. A bola de golfe é exposta a dois tipos de resistência ao vento. O primeiro tipo é devido à fricção quando a bola se move através do ar, mas somente a fricção dá conta somente de uma parte da resistência total do vento que a bola de golfe passa. A maior parte da resistência ao vento surge da separação do fluxo de ar atrás da bola, a qual é referida como perda de pressão devido à separa- ção.
Quanto maior a separação atrás da bola de golfe, maior a perda de pressão atrás da bola de golfe. Assim, a pressão diferencial entre a parte frontal e a parte traseira da bola aumenta e, dessa forma também a resistên- cia ao vento pelo qual a bola passa.
No caso de fluxo de ar laminar passando por uma esfera, a se- paração por trás da bola de golfe é comparativamente maior, enquanto que a separação é consistentemènte menor para fluxo de ar turbulento. Portanto, as bolas de golfe possuem covinhas, que fazem que o fluxo de ar em torno da bola de golfe mude de laminar para turbulento, o que novamente, faz com que o fluxo de ar "se prenda" à superfície da bola de golfe por um período maior e reduz a separação por trás da bola de golfe.
Descrição da Invenção 1
O objeto da presente invenção é fornecer uma nova e aperfeiço- ada construção para lâminas de turbina de vento.
De acordo com a invenção, este objeto é obtido por uma zona de superfície com uma variedade de endentações e/ou projeções sendo for- necidas pelo menos na área de raiz, as ditas endentações e/ou projeções sendo formadas e dimensionadas para aperfeiçoar o fluxo de vento através da superfície da lâmina, isto é, reduzindo a separação por trás do borda de fuga da lâmina (ou área de raiz) durante a rotação do rotor. Os princípios conhecidos da bola de golfe com relação à criação de fluxo de ar são assim utilizados. Desta maneira, a resistência aerodinâmica ao ar da parte raiz é reduzida, permitindo assim um aumento na produção de turbina de vento e uma redução de cargas tempestivas na lâmina. Isso é aplicável em especial às lâminas maiores e lâminas com extensores de centro. De preferência, a zona de superfície compreende de um número maior de endentações e/ou projeções.
De preferência, a lâmina é feita de-um invólucro feito de políme- ro reforçado de fibra.
De acordo com uma modalidade preferida da lâmina de acordo com a invenção, a zona de superfície se estende substancialmente ao longo de todo comprimento da área de raiz. Assim, a resistência ao ar é reduzida ao longo de todo o comprimento da área de raiz.
De acordo com uma modalidade adequada, a área de raiz pos- sui uma seção transversa substancialmente circular. Dessa maneira, é mais fácil ancorar a lâmina ao centro.
De acordo com uma modalidade em especial, a zona de superfí- cie compreende de um primeiro segmento de zona, e um segundo segmento de zona. Visto em direção angular, onde as primeira e segunda áreas do segmento de 30 a 150 graus e -30 a -150 graus, respectivamente, ou de 60 até 135 graus e -60 a -135 graus, respectivamente, ou de 60 a 120 graus e - 60 a -120 graus, respectivamente, onde a linha do eixo longitudinal da borda de ataque é definido como 0 graus, e a linha do eixo longitudinal da borda de fuga é definido como 180 graus (ou -180 graus). Contudo, as endentações e/ou projeções podem ser dispostas ao longo de toda a direção angular, isto é, de -180 graus a -180 graus.
O grau em relação ao eixo longitudinal pode também ser definido como base no resultado da direção do vento experimentado pela área de raiz. Desde que a direção do vento seja um vetor cumulativo da velocidade real de vento e a velocidade local da lâmina, a melhor posição dos primeiro e segundo segmentos da zona depende da distância do centro. Assim, as po- sições de dois segmentos de zona podem ser torcidas na direção longitudi- nal da mesma maneira que o plano de corda de uma lâmina é sempre torci- do na direção longitudinal da lâmina.
De acordo com uma modalidade em especial da invenção, a zo- na de superfície se estende para dentro da área de transição. Em especial, a zona de superfície se estende pelos menos dentro da área da área de tran- sição mais próxima do centro, e de preferência se estende substancialmente ao longo de toda a direção longitudinal da área de transição.
De acordo com a modalidade preferida, a(s) zona(s) de superfí- cie se estendem ao longo da parte interior de 50%, ou 35%, ou 20%, ou 10% do raio da lâmina.
De acordo com a modalidade adequada, o primeiro segmento de zona e o segundo segmento de zona na área de transição estão localizadas em torno do ponto através do plano de corda, onde o perfil da área de tran- sição possui maior espessura.
De acordo com uma modalidade alternativa, pelo menos uma parte da área de aerofólio é situada mais próxima do centro e assim passa por velocidade resultante de vento mais baixa, é fornecida com uma varie- dade de endentações e/ou projeções.
De acordo com uma modalidade alternativa, a variedade de en- dentações e/ou projeções é fornecida somente na área de raiz.
De acordo com uma modalidade preferida da lâmina de acordo com a invenção, a zona de superfície compreende de uma variedade subs- tancialmente uniforme de endentações ou projeções.
De acordo com uma modalidade preferida, a zona de superfície compreende de uma variedade de endentações substancialmente circulares, côncavas. Isso corresponde às convinhas em uma bola de golfe.
A zona de superfície pode também compreender de uma varie- dade de endentações hexagonais, que permite mais redução à resistência do ar. Naturalmente, a zona de superfície também pode compreender de uma combinação de endentações ou projeções tendo várias formas, tal co- mo a forma de polígono.
Além disso, as endentações e/ou projeções podem ser de di- mensões diferentes. As dimensões podem ser selecionadas dependendo da velocidade local do vento, o que pode significar, por exemplo, de áreas indi- viduais e profundidades/alturas do aumento de endentações com aumento de distância do centro.
As endentações e/ou projeções podem ser dispostas de acordo com um padrão predeterminado ou, como alternativa, posições mútuas das endentações e/ou projeções podem ser aleatórias.
De acordo com uma modalidade em especial, as endentações e/ou projeções têm um comprimento de 2-1 OOm, 3-50mm ou 4-20mm e uma 1,1 profundidade de 1-20mm, 1-10 ou 1-5mm.
De acordo com uma modalidade preferida da invenção, as en- dentações são cavadas na superfície da lâmina. Assim, a estrutura da super- fície pode ser estabelecida durante o processo de moldagem da lâmina.
Como alternativa, as endentações e/ou projeções podem ser separados por uma cobertura, tal como uma fita ou um filme, fornecido na superfície da lâmina. Isto permite que a fabricação das lâminas por meio de moldes existentes, e a superfície da lâmina é fornecida com a dita cobertura primeiro e depois a lâmina deve ser moldada.
De acordo com a invenção, o objeto também é obtido por um filme ou folha para cobrir a superfície da lâmina tendo uma primeira face a- daptada a ser fixa, por exemplo, por meio de colagem, à superfície da lâmi- na, e tendo uma segunda face, onde o dito filme é fixo à lâmina, com face longe da superfície da lâmina, onde a segunda face do filme é fornecida com uma variedade de endentações e/ou projeções. Breve Descrição dos Desenhos.
A invenção é explicada em mais detalhes abaixo por meio de modalidades que são mostradas nos desenhos nos quais
A figura 1 mostra uma vista superior de uma lâmina ideal do tipo de aerofólio,
A figura 2 mostra uma vista em perspectiva de uma lâmina con- vencional do tipo de aerofólio, e
A figura 3a e 3b mostra o fluxo de ar sobre a esfera lisa e uma esfera tendo endentações na superfície, respectivamente,
A figura 4 mostra uma primeira modalidade de uma lâmina de acordo com a invenção.
A figura 5 mostra uma seção transversal da área de raiz de uma segunda modalidade de uma lâmina de acordo com a invenção, e
A figura 6 mostra uma seção transversa através da área de tran- sição de uma segunda modalidade de uma lâmina de acordo com a invenção.
Melhores Modos para executar a Invenção
A figura 1 mostra uma modalidade de uma lâmina ideal 101 do tipo de aerofólio 101. A lâmina é fornecida com uma parte de raiz 102 adap- tado para ser fixo ao centro de uma turbina de vento. A lâmina ideal 101 é projetada de modo que a largura da lâmina 101 diminui com o aumento da distância L do centro. Além disso, um primeiro derivado da largura da lâmina descrita 101 também diminui com o aumento da distância do centro 101, o que significa que, idealmente, a lâmina 101 é muito ampla na área de raiz 102. Isto causa problemas com relação a fixar a lâmina 101 ao centro. Ade- mais, ao ser montada, a lâmina 101 causa impacto no centro com grandes cargas tempestivas devido a grande área de superfície da lâmina 101.
Portanto, ao longo dos anos, a construção de lâminas foi desen- volvida em uma forma, onde a parte exterior corresponde a uma lâmina ideal 101, enquanto que a área de superfície da área de raiz é substancialmente reduzida ao comparar com a lâmina ideal. Essa modalidade é ilustrada com uma linha tracejada na figura 1, uma vista perspectiva da mesma sendo mostrada na figura 2.
Como mostrado na figura 2, a lâmina convencional 201 compre- ende de uma área de raiz 202 mais próxima do centro, uma área de aerofó- lio 204 mais longe do centro e uma área de transição 203 entre a área de raiz 202 e a área de aerofólio 204. A lâmina 201 compreende uma borda de ataque diante da direção de rotação da lâmina 201 quando a lâmina é mon- tada no centro, e na borda de fuga 206 diante da direção oposta da borda de ataque 205. A área de aerofólio 204 possui uma forma de lâmina ideal ou quase ideal, enquanto que a área de raiz 202 possui uma seção transversa substancialmente circular, o que reduz as cargas tempestivas e torna mais fácil e mais seguro montar a lâmina 201 no centro. De preferência, o diâme- tro da área de raiz 202 é constante ao longo de toda a área de raiz 202. A área de transição 203 possui uma forma que muda gradualmente da forma circular da área de raiz 202 no perfil de aerofólio 204. A largura da área de transição 203 aumenta substancialmente de forma linear com o aumento da distancia L do centro.
A área de aerofólio 204 possui um perfil de- aerofólio com um plano de corda K se entendendo entre a borda de ataque 205 e a borda de fuga 206 da lâmina 201. A largura do plano de corda diminui com o aumento da distância L do centro. Deve ser observado que o plano de corda não ne- cessariamente passa direto sobre sua extensão total, já que a lâmina pode ser torcida e/ou curvada, fornecendo assim o plano de corda com o corres- pondente curso torcido e/ou curvado, sendo isto mais freqüente para com- pensar pela velocidade da lâmina sendo dependente do raio do centro.
Devido à seção transversa circular, a área de raiz 202 não con- tribui para a produção de turbina de vento e, na verdade, diminui um pouco a produção devido a resistência ao vento.
A figura 3a mostra um fluxo de ar laminar passando por uma es- fera 50, enquanto que a figura 3b mostra um fluxo de ar turbulento 62 pas- sando pela esfera 60 com covinhas. Com um fluxo de ar laminar 52, a sepa- ração 51 por trás da esfera 50 é comparativamente maior. Portanto, há uma grande queda de pressão por trás da esfera, e assim a pressão diferencial entre a parte frontal e traseira da esfera 50 é correspondentemente maior. A dita pressão diferencial faz a força agir na parte traseira da esfera. Com um fluxo de ar turbulento 62, a separação 61 por trás da esfera 60 é considera- velmente menor, e assim a pressão diferencial entre a parte frontal e traseira da esfera 60 é consideravelmente menor, e portanto, a força agindo em dire- ção da parte traseira da esfera é menor.
A razão porque, por exemplo, bolas de golfe possuem uma su- perfície com endentações ou as chamadas covinhas é baseado no desejo de alterar o número crítico de Reynolds da bola, que é o número de Reynolds, onde o fluxo muda de laminar para fluxo turbulento. Em uma superfície lisa conforme mostrado na figura 3B, o número crítico de Reynolds é muito maior do que o número de Reynolds médio o qual a bola de golfe atinge ao mover através do ar.
Em uma bola de golfe tendo uma superfície jateada por areia, a diminuição da resistência ao vento no número crítico de Reynolds é maior do que uma bola de golfe com covinhas. Porém a resistência ao vento aumenta com o número aumentado de Reynolds. Contudo, uma bola de golfe com covinhas possui um número de Reynolds crítico e a resistência é substanci- almente constante para os números de Reynold maior do que o número de Reynold crítico.
Em outras palavras, as endentações asseguram uma diminuição do número crítico de Reynolds o qual resultará no fluxo se tornar turbulento em menores velocidades de vento do que com uma esfera lisa. Isto faz com que o fluxo de vento "se fixe" à superfície da bola de golfe por um período maior, o que resulta em uma diminuição da resistência ao vento.
A idéia por trás da superfície é usar este efeito conhecido para reduzir a resistência ao vento, em especial nas partes da lâmina de turbina de vento, onde a lâmina não possui um perfil de aerofólio ideal, de acordo com os princípios conhecidos para as bolas de golfe.
A figura 4 mostra uma lâmina 1 de acordo com a invenção, onde a área de raiz 2 e a área de transição 3 são fornecidas com uma variedade de endentações e/ou projeções 7. Abaixo, estas são referidas como enden- tações ou covinhas, mas é claro que podem ser tanto côncavos quanto con- vexos (isto é, projeções). A área de aerofólio da lâmina 1 não é fornecida com endentações. A área de raiz 2 é fornecida com endentações 7 ao longo de toda sua direção longitudinal e as ditas endentações 7 são de preferência dispostas totalmente em torno da área de raiz circular 2. A área de transição 3 é descrita como tendo endentações ao longo de toda sua direção longitu- dinal. É mais importante, contudo, que a área da área de transição 3 situada o mais próximo da área de raiz 2 seja fornecida com as endentações 7, já que este ponto do perfil de seção transversa mostra o maior desvio do perfil de aerofólio ideal. Deve ser observado, por motivos de clareza, que as en- dentações individuais ilustradas 7 são feitas de uma escala e maiores na figura, e que na realidade são com freqüência consideravelmente menores.
De preferência toda a área de raiz 2 é fornecida com covinhas 7 na direção angular. Contudo, desde que a direção de rotação da lâmina SE- JA bem definida com relação da direção de vento (em contraste com bolas de golfe), pode ser suficiente fornecer um primeiro segmento de zona 8 e o segundo segmento de zona 9 com covinhas. Os segmentos de zona 8, 9 podem ser dispostos como mostrado na figura 5. A linha do eixo longitudinal 10 da lâmina 1 para a borda de ataque 5 da lâmina é definida como tendo um ângulo de 0 grau, onde a linha do eixo longitudinal 10 da lâmina 1 em direção a borda de fuga da lâmina é definido tendo um ângulo de 180 graus. O primeiro segmento de zona 8 se estende na direção angular do ângulo ai e para o ângulo a2, enquanto o segundo segmento de zona 9 se estende do ângulo ai para o ângulo a2. De preferência ai = 30 graus e a2 = 150 graus, mas pode ser suficiente que α-ι = 60 graus e a2 = 135 graus e mesmo sufici- ente que Ch = 60 graus e a2 = 120 graus.
De preferência, o plano de corda K da lâmina se estendendo entre a borda de ataque 5 e a borda de fuga 6 da lâmina 1 é orientado de maneira que segue a direção resultante do vento local. Já que este depende da velocidade local da lâmina o plano de corda é de preferência torcido na direção longitudinal L da lâmina 1. Assim, a posição local dos dois segmen- tos de zona 8, 9 também podem ser torcidos na direção longitudinal L da lâmina 1.
A figura 6 mostra uma seção através da área de transição 3, on- de a borda de fuga 6 do perfil pode ser mais ou menos cego ou truncado. Na modalidade ilustrada, as endentações 7 são novamente dispostas em dois segmentos de zonas diferentes 8, 9. De preferência, os ditos segmentos de zona são situados em torno dos pontos transversais ao plano de corda K onde a espessura T do perfil é maior. Mas como na área de raiz 2, as enden- tações 7 são dispostas de preferência em torno de toda a área de transição 3 ou pelo menos da área, onde a espessura T do perfil é maior, em todo o caminho até a borda de fuga 6 da lâmina 1.
Para que possa ficar mais claro, as endentações 7 ilustradas na figura 5 e figura 6 são mais uma vez desenhadas por escala e são de prefe- rência consideravelmente menores com relação ao dimensão do perfil.
As endentações 7 são de preferência na forma circular, enden- tações côncavas corresponde às covinhas na bola de golfe. Contudo, elas podem ser triangulares, retangulares, hexagonais, ou terem qualquer outro formato polígono. Por exemplo, uma forma hexagonal reduz a resistência ao vento ainda comparado às endentações circulares. As endentações podem também ter formas variadas.
As endentações 7 podem também ter dimensões variadas. De preferência, as dimensões são selecionadas com base na dimensão da lâ- mina 1 e a velocidade do vento da lâmina 1 ao qual é exposto. Já que a ve- locidade local da lâmina 1 aumenta com o aumento da distância L do centro, a velocidade de vento local resultante também aumenta com o aumento da distância do centro. As dimensões das endentações 7 podem assim se sele- cionadas dependendo da distância L do centro. As posições mútuas das en- dentações 7 podem ser dispostas depois de um padrão predeterminado ou podem ser aleatórias.
As endentações 7 podem ser formadas durante a fabricação da lâmina 1, isto é, durante o próprio processo de moldagem. Pode também haver recessos depois de moldar a lâmina. Como alternativa, as endenta- ções 7 são formadas cobrindo subseqüentemente a superfície da lâmina 1 com uma fita ou filme com endentações.
Pode ser vantajoso reduzir as cargas tempestivas na torre da turbina de vento enquanto reduz as cargas tempestivas nas lâminas de tur- binas de vento. Com freqüência, a torre uma seção circular substancialmen- te transversa, e ao fornecer em especial uma parte mais elevada da torre com uma construção conectada em rotação à torre de modo que a seção transversa da torre junto com a dita construção possui uma forma de um per- fil de redução de arrasto, isto é, uma forma de queda substancialmente si- métrica, uma redução considerável nas cargas tempestivas podem ser obti- dos, como mostrado pelas simulações. A construção pode ser conectada de forma rotativa à torre de uma maneira que se oriente a si mesmo automati- camente com relação à direção do vento de modo que a "ponta da queda" aponte na direção do vento.
A invenção foi descrita em relação às modalidades preferidas. Muitas modificações são concebidas sem desviar do escopo da invenção. As modificações e variações aparentes àqueles versados na técnica são consi- deradas com caindo dentro do escopo da presente invenção.
Lista de Referência Numérica
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Claims (14)

1. Lâmina (1) para um rotor de turbina de vento tendo um eixo de rotor substancialmente horizontal, o dito rotor compreendendo de um cen- tro, onde, visto da direção longitudinal ao longo do eixo longitudinal (10), a lâmina (1) compreendendo de uma área de raiz (2) mais próxima do centro, uma área de aerofólio (4) mais distante do centro e opcionalmente uma área de transição (3) entre a área de raiz (2) e a área de aerofólio (4), e onde, visto da direção transversa, a dita lâmina (1) compreende de uma borda de ataque (5) e uma borda de fuga (6) assim como um plano de corda (K) se estendendo entre as bordas de ataque (5) e a borda de fuga (6) da lâmina (1), caracterizada pelo fato de que a zona de superfície com uma variedade de endentações (7) e/ou projeções é fornecida em pelo menos na área de raiz (2), as ditas endentações e/ou projeções sendo formadas e dimensiona- das para aperfeiçoar o fluxo de vento através da superfície da lâmina (1).
2. Lâmina de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que a zona de superfície na direção longitudinal da lâmina (1) se es- tende substancialmente ao longo de todo o comprimento da área de raiz (2).
3. Lâmina de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizada pelo fato de que a área de raiz (2) possui uma seção circular substancial- mente transversa.
4. Lâmina de acordo com quais umas das reivindicações 1-3, caracterizada pelo fato de que a zona de superfície compreende de um pri- meiro segmento de zona (8) e um segundo segmento de zona (9), visto da direção angular, onde o primeiro (8) e o segundo (9) segmentos de zona se estendem pelo menos de 30 a 150 graus e -30 até -150 graus, respectiva- mente, ou de 60 até 135 graus e -60 até -135 graus, respectivamente, ou de -60 até 120 graus e -60 até -120 graus, respectivamente, onde a linha do eixo longitudinal (10) para a borda de ataque (5) é definida como 0 grau, e a linha do eixo longitudinal (10) para a borda de fuga (6) é definida como 180 graus.
5. Lâmina de acordo com qualquer uma das reivindicações 2-4, caracterizada pelo fato de que a zona de superfície se estende para dentro da área de transição.
6. Lâmina de acordo com a reivindicação 4 ou 5, caracterizada pelo fato de que de que o primeiro segmento da zona (8) e o segundo seg- mento da zona (9) na área de transição (3) são localizados em torno do pon- to transverso para o plano de corda (K), onde o perfil da área de transição (3) possui a maior espessura.
7. Lâmina de acordo com a reivindicação 5 ou 6, caracterizada pelo fato de que pelo menos uma parte da área de aerofólio (4) situada o mais próximo do centro é fornecida com uma variedade de endentações (7) e/ou projeções.
8. Lâmina de acordo com uma das reivindicações precedentes, caracterizada pelo fato de que a zona de superfície compreende de uma va- 1,1 riedade de endentações substancialmente uniformes (7) ou projeções.
9. Lâmina de acordo com uma das reivindicações precedentes, caracterizada pelo fato de que a zona de superfície compreende de uma va- riedade de endentações substancialmente circulares, côncavas.
10. Lâmina de acordo com qualquer uma das reivindicações pre- cedentes, caracterizada pelo fato de que a zona de superfície compreende de uma variedade de endentações hexagonais.
11. Lâmina de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizada pelo fato de que as endentações (7) e/ou proje- ções têm uma largura de 2-100mm, 3-50mm ou 4-20mm e uma profundida- de de 1 -20mm, 1 -10 ou 1 -5mm.
12. Lâmina de acordo com quaisquer umas das reivindicações precedentes, caracterizada pelo fato de que as endentações (7) têm recesso na superfície da lâmina (1).
13. Lâmina de acordo com qualquer uma das reivindicações 1-11, caracterizado pelo fato de que as endentações (7) e/ou projeções são parte de uma cobertura, tal como uma fita ou um filme, fornecido na superfí- cie da lâmina.
14. Filme para tampar a superfície de uma lâmina, o dito filme tendo uma primeira face adaptada para ser fixa, por exemplo, por meio de colagem, à superfície da lâmina, e uma segunda face, quando o dito filme é fixo à lâmina, encara para longe da superfície da lâmina, caracterizado pelo fato de que a segunda face do filme é fornecida com uma variedade de en- dentações e/ou projeções.
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Families Citing this family (31)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2031241A1 (en) * 2007-08-29 2009-03-04 Lm Glasfiber A/S Blade for a rotor of a wind turbine provided with barrier generating means
ES2330500B1 (es) * 2008-05-30 2010-09-13 GAMESA INNOVATION &amp; TECHNOLOGY, S.L. UNIPERSONAL Pala de aerogenerador con elementos hipersustentadores.
US20100219296A1 (en) * 2008-11-01 2010-09-02 Alexander J. Shelman-Cohen Reduced drag system for windmills, fans, propellers, airfoils, and hydrofoils
US10352171B2 (en) 2008-11-01 2019-07-16 Alexander J. Shelman-Cohen Reduced drag system for windmills, fans, propellers, airfoils, and hydrofoils
EP2138714A1 (en) 2008-12-12 2009-12-30 Lm Glasfiber A/S Wind turbine blade having a flow guiding device with optimised height
EP2141358A1 (en) * 2008-12-12 2010-01-06 Lm Glasfiber A/S Wind turbine blade having a spoiler with effective separation of airflow
PL2360374T3 (pl) 2009-10-08 2019-11-29 Lm Wind Power As Łopata turbiny wiatrowej ze skierowanym do przodu urządzeniem kierującym przepływem
DK2343451T3 (en) 2009-10-08 2018-07-23 Lm Wind Power Int Tech Ii Aps Wind turbine blade with a plurality of longitudinal flow controlling device parts
EP2343450B1 (en) 2009-10-08 2018-12-26 LM Wind Power A/S Wind turbine blade with longitudinally extending flow guiding device having a plate-shaped element
EP2338668A1 (en) 2009-12-22 2011-06-29 Lm Glasfiber A/S Method of producing a composite shell structure
US8061986B2 (en) 2010-06-11 2011-11-22 General Electric Company Wind turbine blades with controllable aerodynamic vortex elements
US20110142595A1 (en) 2010-07-02 2011-06-16 General Electric Company Wind turbine blades with controlled active flow and vortex elements
GR1008803B (el) * 2010-09-01 2016-07-01 Εμμανουηλ Δημητριου Μιχαλης Πτερυγια ανεμογεννητριας
US20120103430A1 (en) * 2010-10-27 2012-05-03 Zuei-Ling Lin Method of reducing the object-traveling resistance
US9574457B2 (en) * 2010-12-30 2017-02-21 LM WP Patent Holdings A/S Method and apparatus for determining loads of a wind turbine blade
US8167554B2 (en) 2011-01-28 2012-05-01 General Electric Corporation Actuatable surface features for wind turbine rotor blades
US20120020803A1 (en) * 2011-02-14 2012-01-26 Paul Lees Turbine blades, systems and methods
US9133819B2 (en) 2011-07-18 2015-09-15 Kohana Technologies Inc. Turbine blades and systems with forward blowing slots
KR101216308B1 (ko) * 2012-04-13 2012-12-28 군산대학교산학협력단 풍력발전기 블레이드의 루트 에어포일
ES2393329B2 (es) * 2012-10-22 2013-05-06 Universidad De La Rioja Dispositivo hiper-hipo sustentador para la región de la raíz de una pala de aerogenerador
US9267491B2 (en) 2013-07-02 2016-02-23 General Electric Company Wind turbine rotor blade having a spoiler
US9752559B2 (en) 2014-01-17 2017-09-05 General Electric Company Rotatable aerodynamic surface features for wind turbine rotor blades
EP3177827B1 (en) 2014-08-05 2019-02-27 LM WP Patent Holding A/S Wind turbine blade provided with surface mounted device
GB201419389D0 (en) 2014-10-31 2014-12-17 Lm Wp Patent Holding As Wind turbine blade provided with surface mounted device
US9797370B1 (en) * 2017-03-17 2017-10-24 Primo Wind, Inc. High torque wind turbine blade, turbine, and associated systems and methods
US10794358B2 (en) 2017-03-17 2020-10-06 Primo Energy, Inc. High torque wind turbine blade, turbine, and associated systems and methods
JP6783212B2 (ja) * 2017-10-20 2020-11-11 三菱重工業株式会社 風車翼へのボルテックスジェネレータの配置位置決定方法、風車翼アセンブリの製造方法及び風車翼アセンブリ
CN109110124A (zh) * 2018-09-03 2019-01-01 南京航空航天大学 一种新型旋翼桨叶
CN110206680A (zh) * 2019-06-05 2019-09-06 上海电气风电集团有限公司 一种涡流发生器、风机叶片及其制造方法
CN110080939A (zh) * 2019-06-05 2019-08-02 上海电气风电集团有限公司 一种涡流发生器、风机叶片及其制造方法
IT202100000296A1 (it) 2021-01-08 2022-07-08 Gen Electric Motore a turbine con paletta avente un insieme di fossette

Family Cites Families (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE420325C (de) * 1925-10-19 Constantin Muskalla Vorrichtung zur Daempfung von Randwirbeln an Flugzeug-Tragflaechen u. dgl.
FR794841A (fr) * 1934-11-28 1936-02-26 Perfectionnements apportés aux surfaces travaillant sur les fluides: pales d'hélices, plans d'aéroplanes, etc.
US2800291A (en) * 1950-10-24 1957-07-23 Stephens Arthur Veryan Solid boundary surface for contact with a relatively moving fluid medium
US3578264A (en) * 1968-07-09 1971-05-11 Battelle Development Corp Boundary layer control of flow separation and heat exchange
US5133516A (en) * 1985-05-31 1992-07-28 Minnesota Mining And Manufacturing Co. Drag reduction article
US4974633A (en) * 1989-12-19 1990-12-04 Hickey John J System for controlling the flow of a fluid medium relative to an object
DE4316712A1 (de) * 1993-05-19 1994-11-24 Thomas Fischer Selbstregelnde Luftschraube
US5669758A (en) * 1996-01-24 1997-09-23 Williamson; Larry D. Wind turbine
JP3500292B2 (ja) * 1998-01-30 2004-02-23 日本電産コパル株式会社 軸流ファン
WO2000015961A1 (en) * 1998-09-16 2000-03-23 Lm Glasfiber A/S Wind turbine blade with vortex generator
DE50110684D1 (de) * 2001-01-02 2006-09-21 Behr Gmbh & Co Kg Lüfter mit Axialschlaufen
GB0103091D0 (en) * 2001-02-08 2001-03-28 Shaw Andrew Reduction of aerodynamic drag in surface vehicles
DE10301080A1 (de) * 2002-10-22 2004-05-13 Siemens Ag Windkraftanlage
DE10347802B3 (de) * 2003-10-10 2005-05-19 Repower Systems Ag Rotorblatt für eine Windkraftanlage
US7604461B2 (en) * 2005-11-17 2009-10-20 General Electric Company Rotor blade for a wind turbine having aerodynamic feature elements

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Publication number Publication date
WO2007065434A1 (en) 2007-06-14
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EP1963671B1 (en) 2012-02-08
US20090285691A1 (en) 2009-11-19
AU2006322446A1 (en) 2007-06-14

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