DE102004028916A1

DE102004028916A1 - Rotorblatt für eine Windenergieanlage

Info

Publication number: DE102004028916A1
Application number: DE102004028916A
Authority: DE
Inventors: Eberhard Dr. Voss; Jochen Dr. Birkemeyer
Original assignee: Nordex Energy SE and Co KG
Current assignee: Nordex Energy SE and Co KG
Priority date: 2004-06-15
Filing date: 2004-06-15
Publication date: 2006-01-12

Abstract

Rotorblatt für eine Windenergieanlage, das mindestens einen Hohlraum aufweist, der an eine Außenwand des Rotorblatts angrenzt, dadurch gekennzeichnet, daß die Außenwand mindestens eine Durchbrechung besitzt, in der ein poröses, wasserdurchlässiges Material angeordnet ist.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Rotorblatt für eine Windenergieanlage. Rotorblätter moderner Windenergieanlagen besitzen in der Regel zwei Halbschalen. Zwischen den Halbschalen befinden sich große Hohlräume, in denen sich infolge von Kondensation oder direktem Eindringen Wasser sammelt. Wenn dieses Wasser nicht abgeführt wird, besteht im Winter die Gefahr, daß das gefrorene Wasser das Rotorblatt beschädigt oder gar zerstört. Auch besteht die Gefahr, daß infolge von Blitzschlag in das Rotorblatt es zu einer explosionsartigen Verdampfung des Wassers kommt, so daß auch hierdurch das Rotorblatt und sein Aufbau zerstört werden können.

Es ist bekannt, in der Spitze des Rotorblatts Bohrungen zur Entwässerung vorzusehen. Diese Bohrungen werden an Stellen angebracht, die beim normalen Betrieb der Windenergieanlage sicherstellen, daß kein Wasser im Rotorblatt verbleibt. Die Größe dieser Bohrungen ist jedoch unter dem Gesichtspunkt des Lärmschutzes begrenzt, da die hohe Anströmgeschwindigkeit an dem Rotorblatt zu Geräuschen führt.

Neben dem Wasser in dem Rotorblatt befinden sich im Inneren des Rotorblatts in der Regel auch Schmutz, Staub und abgelöste Kleinteile aus der Fertigung des Rotorblatts. Ebenso wie das Wasser werden diese Teile unter dem Einfluß der Zentrifugalkraft in dem Rotorblatt bewegt. Dies birgt die Gefahr in sich, daß die Entwässerungsbohrung durch ein Gemisch aus Staub, Schmutz und Wasser verstopft und sich auf Dauer zusetzt.

Aus DE 102 48 201 A1 ist ein Kunststoffformkörper aus unregelmäßig zusammengesinterten Granulatkörnern aus Kunststoff bekannt. Der Formkörper eignet sich als Vorfiltermaterial.

Aus WO 02/48546 A1 ist die besondere Ausgestaltung eines Blitzfängers bekannt, der in einer Bohrung in der Blattspitze angeordnet ist. Blitzfänger und Bohrung bilden gemeinsam eine Entwässerungsöffnung. Nachteilig an dieser Konstruktion ist jedoch, daß auch diese Öffnung sich durch Schmutz und Kleinteile zusetzen kann.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Entwässerungsbohrung für ein Rotorblatt einer Windenergieanlage zu schaffen, die leicht herstellbar ist und ein Zusetzen erfolgreich verhindert.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch ein Rotorblatt mit den Merkmalen aus Anspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen bilden die Gegenstände der Unteransprüche.

Das erfindungsgemäße Rotorblatt besitzt mindestens einen Hohlraum, der an eine Außenwand des Rotorblatts angrenzt. Die Außenwand des Rotorblatts besitzt mindestens eine Durchbrechung, in der ein poröses, wasserdurchlässiges Material angeordnet ist und die Durchbrechung verschließt. Bei der Erfindung ist an der Außenseite des Blatts keine Öffnung vorhanden, an der Lärm entstehen könnte. Hierdurch kann die Durchbrechung in einer geeigneten Größe gewählt werden, um ausreichend Wasser abzuführen. Das Wasser wird durch das poröse Material aus dem Innenraum des Rotorblatts heraustransportiert.

In einer bevorzugten Ausgestaltung schließt das poröse Material bündig mit der Oberfläche der Außenwand des Rotorblatts ab. Abgesehen von dem Umstand, daß das Material eine poröse Oberfläche besitzt, ändern sich die Strömungseigenschaften des Rotorblatts nicht wesentlich, mitunter kann sogar die Geräuschbildung vermindert werden.

Zweckmäßigerweise ist die Durchbrechung im Bereich der Blattspitze angeordnet, da das Wasser durch die Fliehkraft hierhin bei dem sich drehenden Rotorblatt gedrückt wird. Vorzugsweise befindet sich die Durchbrechung in dem freien Ende der Blattspitze, also dem am weitesten von der Blattwurzel entfernt liegenden Punkt.

Bevorzugt ist zusätzlich mindestens eine Durchbrechung auf der Saugseite des Rotorblatts vorgesehen. Alternativ ist es auch möglich die Durchbrechung auf einer Seite des Rotorblatts vorzusehen und auf eine Durchbrechung im Bereich der Blattspitze zu verzichten. Ferner kann die gesamte Blattpitze aus dem porösen Material bestehen.

Zweckmäßigerweise ist der Hohlraum im Bereich der Durchbrechung mit einer verschließbaren Zugriffsöffnung versehen. Die Zugriffsöffnung erlaubt es, bei Wartungsarbeiten in den Rotorblattinnenraum einzugreifen. Ferner ist bevorzugt ein Siebelement in dem Hohlraum nahe der Zugriffsöffnung angeordnet, wobei das Siebelement eine quer zur Längsrichtung des Rotorblatts stehende Auffangfläche für die oben genannten Schmutzpartikel besitzt.

In einer bevorzugten Ausgestaltung, zur Verhinderung des Zusetzens des porösen Materials, hat es sich als zweckmäßig erwiesen, wenn das poröse Material in den Hohlraum vorsteht und auf diese Weise eine große Innenfläche besitzt.

Als zweckmäßig für das poröse Material hat es sich erwiesen, einen Aluminiumschaum und/oder Edelstahlhohlkugeln vorzusehen, die durch ein kunststoffbasiertes Bindemittel zusammengehalten werden. Alternativ kann poröses Material aus gesintertem Kunstostoffmaterial oder andere poröse Kunststoffmaterialien verwendet werden.

Die Erfindung wird anhand der Figuren nachfolgend näher erläutert.
Es zeigt:
1 eine Ansicht der Spitze eines Rotorblatts,
2 einen Schnitt durch die Spitze des Rotorblatts entlang der Längsachse des Rotorblatts und
3 eine schematische Ansicht eines Rotorblatts von der Saugseite.
1 zeigt eine Ansicht auf die Spitze eines Rotorblatts 1. Im Bereich der Spitze ist ein poröses Material 2 vorgesehen. Das poröse Material 2 besitzt ungeordnete Poren, über die Flüssigkeit nach außen transportiert wird. Da das poröse Material an der Flügelspitze angeordnet ist, wird das Wasser von der Innenseite zur Außenseite transportiert, wo es durch die Bewegung und ggf. durch eine geringere Feuchtigkeitskonzentration abtransportiert wird.
2 zeigt einen Querschnitt durch die Flügelspitze aus 1, die bereits abgelagerte Schmutzreste 3 zeigt.
Um ein Zusetzen des porösen Materials zu verhindern, können verschiedene Ansätze gewählt werden. Bei einem ersten Ansatz wird beispielsweise eine Handklappe in der Rotorspitze vorgesehen, um bei Wartungsarbeiten in die Flügelspitze eingreifen zu können, damit das poröse Material auf der Innenseite gereinigt werden kann und Schmutzreste entfernt werden können. In einem zweiten Ansatz kann das poröse Material 2 auf seiner Innenseite erhaben, beispielsweise mit einem oder mehreren nach innen vorstehenden Vorsprüngen, einer Kegelform oder dergleichen ausgebildet sein, um auf diese Weise die Innenfläche des porösen Materials zu vergrößern. Die große Innenfläche verhindert ein Zusetzen. In einer dritten Möglichkeit kann zusammen mit der Handklappe ein Sieb oder ein Netz vor dem porösen Material angeordnet werden, um Schmutz und Kleinteile aufzufangen. Es ist ebenfalls möglich, jede der vorstehenden Möglichkeiten mit einer oder mehreren anderen Möglichkeiten zu kombinieren.
3 zeigt das Rotorblatt in der Ansicht von der Saugseite. Im Bereich der Spitze ist das poröse Material 2 erkennbar. In Längsrichtung des Rotorblatts sind längliche Durchbrechungen 4 vorgesehen, die ebenfalls durch poröses Material verschlossen sind. Durch die Durchbrechungen 4 kann ebenfalls kondensiertes Wasser austreten und/oder ein Feuchtigkeitsausgleich mit der Umgebung stattfinden.

Claims

Rotorblatt für eine Windenergieanlage, das mindestens einen Hohlraum aufweist, der an eine Außenwand (1) des Rotorblatts angrenzt, dadurch gekennzeichnet, daß die Außenwand mindestens eine Durchbrechung besitzt, in der ein poröses, wasserdurchlässiges Material (2) angeordnet ist.
Rotorblatt nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das poröse Material bündig mit der Oberfläche der Außenwand abschließt.
Rotorblatt nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Durchbrechung im Bereich der Blattspitze angeordnet ist.
Rotorblatt nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Durchbrechung in dem freien Ende der Blattspitze angeordnet ist.
Rotorblatt nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß zusätzlich mindestens eine Durchbrechung (4) auf der Saugseite und/oder Druckseite des Rotorblatts angeordnet ist.
Rotorblatt nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Durchbrechung (4) auf der Saugseite und/oder Druckseite des Rotorblatts angeordnet ist.
Rotorblatt nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Durchbrechung (4) auf der Saugseite und/oder Druckseite eine längliche Form besitzt.
Rotorblatt nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Hohlraum im Bereich der Durchbrechung eine verschließbare Zugriffsöffnung aufweist.
Rotorblatt nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein Siebelement in dem Hohlraum nahe der Zugriffsöffnung angeordnet ist, wobei das Siebelement eine quer zur Längsrichtung des Rotorblatts stehende Auffangfläche besitzt.
Rotorblatt nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß das poröse Material in den Hohlraum vorsteht.
Rotorblatt nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß als poröses Material ein Aluminiumschaum vorgesehen ist.
Rotorblatt nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß als poröses Material über einen Kunststoff gebundene Edelstahlhohlkugeln vorgesehen sind.
Rotorblatt nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass als poröses Material ein gesintertes Kunststoffmaterial vorgesehen ist.
Rotorblatt nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass als poröses Material ein poröses Kunststoffmaterial vorgesehen ist.