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Patents

  1. Advanced Patent Search
Publication numberDE102005019905 A1
Publication typeApplication
Application numberDE200510019905
Publication date2 Nov 2006
Filing date29 Apr 2005
Priority date29 Apr 2005
Also published asDE102005019905B4
Publication number0510019905, 200510019905, DE 102005019905 A1, DE 102005019905A1, DE 2005/10019905 A1, DE-A1-102005019905, DE0510019905, DE102005019905 A1, DE102005019905A1, DE2005/10019905A1, DE200510019905
InventorsJochen Dr. Birkemeyer
ApplicantNordex Energy Gmbh
Export CitationBiBTeX, EndNote, RefMan
External Links: DPMA, Espacenet
Rotor blade for power generating wind turbine has porous material on blade tip with regular structure or foam structure to allow drainage of condensation from inside hollow blade
DE 102005019905 A1
Abstract
Most of the length of the blade (10) has an impervious surface. The surface of the blade tip (12) is made of woven or foam material which is permeable to air and water. Water condensing inside the hollow blade is flung to the tip and drains out through the porous material. The whole tip may be covered with porous material or just the leading edge or trailing edge.
Claims(12)  translated from German
  1. Rotorblatt für eine Windenergieanlage, dadurch gekennzeichnet , daß mindestens in einem Bereich ( Rotor blade for a wind energy installation, characterized in that at least in a region ( 12 12 , . 16 16 , . 20 20 ) einer Außenwand des Rotorblatts eine porige Oberfläche vorgesehen ist. ) Of an outer wall of the rotor blade is provided a porous surface.
  2. Rotorblatt nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Bereich ( A rotor blade according to claim 1, characterized in that the region ( 12 12 , . 16 16 , . 20 20 ) ein poröses Material mit einer porigen Oberfläche aufweist. ) Comprising a porous material with a porous surface.
  3. Rotorblatt nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das poröse Material als massiver Körper vorgesehen ist. A rotor blade according to claim 2, characterized in that the porous material is provided as a solid body.
  4. Rotorblatt nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die porige Oberfläche eine Vielzahl von Poren aufweist. Rotor blade according to one of claims 1 to 3, characterized in that the porous surface has a plurality of pores.
  5. Rotorblatt nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Poren ungeordnet auf der Oberfläche verteilt sind. A rotor blade according to claim 4, characterized in that the pores are randomly distributed on the surface.
  6. Rotorblatt nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Struktur der porigen Oberfläche nach Art eines erstarrten Schaumes ausgebildet ist. A rotor blade according to claim 5, characterized in that the structure of the porous surface is in the form of a solidified foam.
  7. Rotorblatt nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß ein Aluminiumschaum als Material für die porige Oberfläche vorgesehen ist. A rotor blade according to claim 6, characterized in that an aluminum foam is provided as the material for the porous surface.
  8. Rotorblatt nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Bereich eine Schicht mit der porigen Oberfläche auf dem Rotorblatt vorgesehen ist. Rotor blade according to one of claims 1 to 7, characterized in that in the region of a layer with the porous surface is provided on the rotor blade.
  9. Rotorblatt nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die porige Oberfläche im Bereich der Blattspitze vorgesehen ist. Rotor blade according to one of claims 1 to 8, characterized in that the porous surface is provided in the region of the blade tip.
  10. Rotorblatt nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die porige Oberfläche die gesamte Blattspitze bedeckt. A rotor blade according to claim 9, characterized in that the porous surface covers the entire blade tip.
  11. Rotorblatt nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die porige Oberfläche im Bereich der Profilnase und/oder Profilhinterkante vorgesehen ist. A rotor blade according to claim 9, characterized in that the porous surface is provided in the region of the profile nose and / or trailing edge.
  12. Verwendung von einem Material mit einer porigen Oberfläche an und/oder auf mindestens einer Außenseite einer Rotorblattwand zur Lärmreduzierung des sich drehenden Rotorblatts. Use of a material having a porous surface and / or at least one outer side of a rotor blade wall to reduce noise of the rotating rotor blade.
Description  translated from German
  • [0001] [0001]
    Die vorliegende Erfindung betrifft ein Rotorblatt für eine Windenergieanlage. The present invention relates to a rotor blade for a wind turbine.
  • [0002] [0002]
    Der von einer Windenergieanlage abgestrahlte Lärm wird in ganz erheblichem Umfang von den Strömungsgeräuschen an den Rotorblättern bestimmt. The light emitted by a wind turbine noise is determined to a very considerable extent by the flow noise on the rotor blades. Die Strömungsgeräusche steigen mit wachsender Geschwindigkeit stark an, so daß ein wesentlicher Faktor für die Lärmerzeugung die Geometrie und das Material der Rotorblattspitze ist. The flow noise increase with increasing velocity sharply, so that a significant factor in the generation of noise, the geometry and the material of the rotor blade tip. Experimentelle Untersuchungen haben ergeben, daß für die Lärmentstehung an dem Rotorblatt im wesentlichen drei Ursachen verantwortlich sind: Experimental studies have shown that are responsible for the noise generation on the rotor blade essentially three reasons:
    • – Wechselwirkung von atmosphärischer Turbulenz mit der Blattoberfläche und der Anströmkante, - Interaction of atmospheric turbulence with the leaf surface and the leading edge,
    • – turbulente Abströmung von der Blatthinterkante und - Turbulent outflow from the trailing edge, and
    • – Wechselwirkung des Blattspitzenwirbels mit der Blattoberfläche. - Interaction of the blade tip vortex with the leaf surface.
  • [0003] [0003]
    Aus From DE 195 80 147 DE 195 80 147 ist zur Reduzierung von Strömungsgeräuschen bekannt, das Rotorblatt mit einer nachgiebigen Hinterkante zu versehen. is to reduce wind noise known to provide the rotor blade with a flexible trailing edge.
  • [0004] [0004]
    Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde ein Rotorblatt bereitzustellen, das mit einfachen Mitteln zu einer Schallreduzierung im Betrieb der Windenergieanlage führt. The invention has for its object to provide a blade that performs simple means to reduce noise during operation of the wind turbine.
  • [0005] [0005]
    Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch ein Rotorblatt mit den Merkmalen aus Anspruch 1 gelöst. According to the invention the object is achieved by a rotor blade having the features of claim 1. Vorteilhafte Ausgestaltung bilden die Gegenstände der Unteransprüche. Advantageous embodiments form the subject matters of the dependent claims.
  • [0006] [0006]
    Das erfindungsgemäße Rotorblatt für eine Windenergieanlage besitzt mindestens in einem Bereich eine porige Oberfläche zur Lärmreduzierung. The rotor blade according to the invention for a wind energy plant has at least one region a porous surface for noise reduction. Die porige Oberfläche auf dieser Außenwand des Rotorblatts schafft besonders günstige Strömungsverhältnisse, die zu einer deutlich reduzierten Schallemission führen. The porous surface on the outer wall of the rotor blade creates a particularly favorable flow conditions, which lead to a significant reduction in noise emission. In einer bevorzugten Ausgestaltung ist für den Bereich der porigen Oberfläche ein poröses Material hergestellt. In a preferred embodiment, a porous material is produced for the area of the porous surface. Es wird also zur Erzeugung der porigen Oberfläche ein Material verwendet, das eine porige Oberfläche besitzt. It is a material used to form the porous surface, which has a porous surface.
  • [0007] [0007]
    Die porige Oberfläche weist eine Vielzahl von Poren auf. The porous surface has a plurality of pores. Die Poren verlaufen nach Art von kleinen Kanälen, durchgehend und/oder nicht durchgehend, und sind unterschiedlich relativ zu der Oberfläche ausgerichtet. The pores extend in the manner of small channels, through and / or non-continuous, and are differently oriented relative to the surface. Die Poren sind bevorzugt ungeordnet auf der Oberfläche verteilt. The pores are preferably randomly distributed on the surface. Die porige Struktur kann die Oberfläche eines porösen Materials sein, das für ein Fluid, wie beispielsweise Wasser oder Luft, durchlässig ist. The porous structure may be the surface of a porous material which is permeable to a fluid, such as water or air. Alternativ kann die porige Oberfläche auch auf einem nicht porösem Material vorgesehen sein, beispielsweise wenn ein Material nachträglich bearbeitet wird oder die porige Oberfläche in einem gesonderten Arbeitsschritt auf das Material aufgebracht wird. Alternatively, the porous surface can also be provided on a non-porous material, for example, when a material is edited or porous surface is applied in a separate step to the material. Bevorzugt ist das verwendete poröse Material, für die mit einem entsprechenden Druck anströmende Luft durchlässig. Preferably, the porous material used, permeable to the inflowing with a corresponding compressed air. In einer alternativen Ausgestaltung ist es auch denkbar, ein Material zu verwenden, das nachträglich bearbeitet wurde, um eine porige Oberfläche zu erhalten. In an alternative embodiment it is also conceivable to use a material that has been edited to obtain a porous surface. Diese Bearbeitung muß dann nicht zwangsläufig zu einem porösen Material führen, das für ein Fluid durchlässig ist, sondern kann sich auf einen Oberflächenbereich beschränken. This operation must then not necessarily lead to a porous material which is permeable to a fluid, but may be limited to a surface area.
  • [0008] [0008]
    In einer bevorzugten Ausgestaltung ist die porige Oberfläche in ihrer Gestalt nach Art eines Schaumes ausgebildet. In a preferred embodiment, the porous surface is formed in shape in the manner of a foam. Bevorzugtes Material für die porige Oberfläche ist ein Aluminiumschaum. The preferred material for the porous surface is an aluminum foam.
  • [0009] [0009]
    Die porige Oberfläche kann als Schicht auf der Außenseite des Rotorblatts angebracht sein, die bevorzugt in eine Ausnehmung in dem Rotorblatt eingesetzt ist. The porous surface may be mounted as a layer on the outer side of the rotor blade, which is preferably inserted into a recess in the rotor blade. Die Schicht besteht bevorzugt aus dem porösen Material und bildet dabei im wesentlichen eine einheitliche Oberfläche, die plan in die übrige Oberfläche des Rotorblatts übergeht. The layer is preferably made of the porous material, thereby forming a substantially uniform surface, which becomes flat in the remaining surface of the rotor blade.
  • [0010] [0010]
    In einer alternativen Ausgestaltung ist das poröse Material ein massiver Körper, der bevorzugt in eine Durchbrechung in der Außenwand des Rotorblatts eingesetzt ist. In an alternative embodiment, the porous material is a solid body which is preferably used in an aperture in the outer wall of the rotor blade. Im Un terschied zu der Ausgestaltung mit einer Schicht aus porösem Material, steht bei dieser Ausgestaltung, der Innenraum des Rotorblatts in Verbindung mit dessen Außenseite. Un difference to the embodiment with a layer of porous material is in this embodiment, the interior of the rotor blade in conjunction with the outside thereof. Alternativ oder ergänzend ist es auch möglich, Wandbereiche des Rotorblatts aus porösem Material zu bilden. Alternatively or additionally, it is also possible to form wall areas of the rotor blade of porous material.
  • [0011] [0011]
    Da die Lärmerzeugung an dem Rotorblatt stark von der Strömungsgeschwindigkeit abhängt, ist die porige Oberfläche bevorzugt in dem Bereich der Blattspitze vorgesehen. Since the noise generation is strongly dependent on the rotor blade of the flow rate, the porous surface is preferably provided in the area of the blade tip.
  • [0012] [0012]
    In einer bevorzugten Ausgestaltung besitzt die gesamte Blattspitze eine porige Oberfläche. In a preferred embodiment, the entire blade tip has a porous surface. Alternativ ist es auch möglich, daß das Rotorblatt im Bereich der Profilnase und/oder der Profilhinterkante eine porige Oberfläche besitzt. Alternatively, it is also possible that the rotor blade in the region of the profile nose and / or the profile trailing edge has a porous surface.
  • [0013] [0013]
    Die Erfindung wird anhand der Figuren nachfolgend näher erläutert. The invention is explained in more detail below with reference to FIGS.
  • [0014] [0014]
    Es zeigt: It shows:
  • [0015] [0015]
    1 1 eine Ansicht der Spitze eines Rotorblatts, in einer ersten Ausgestaltung, a view of the tip of a rotor blade, in a first aspect,
  • [0016] [0016]
    2 2 eine Ansicht der Spitze eines Rotorblatts in einer zweiten Ausgestaltung und a view of the tip of a rotor blade in a second embodiment and
  • [0017] [0017]
    3 3 eine Ansicht der Spitze eines Rotorblatts in einer dritten Ausgestaltung. a view of the tip of a rotor blade in a third embodiment.
  • [0018] [0018]
    1 1 zeigt die Spitze eines Rotorblatts shows the tip of a rotor blade 10 10 in einer Draufsicht. in a plan view. Die Spitze des Rotorblatts The tip of the rotor blade 12 12 besteht vollständig aus einem porösen Material, das in der Figur schematisch durch unterbrochene Wellenlinien dargestellt ist. consists entirely of a porous material, which is shown schematically in the figure by broken wave lines. Die Oberfläche des porösen Materials besitzt jedoch nicht notwendig eine regelmäßige Struktur, sondern kann auch die Struktur eines ungeordneten Schaumes besitzen. The surface of the porous material having a regular structure but not necessary, but can also have the structure of a disordered foam. Das in The in 1 1 dargestellte poröse Material ist in der Art ausgebildet, daß es von der Luft durchströmt wird. illustrated porous material is designed in the manner that it is traversed by the air. Mit anderen Worten, die Kanäle des porösen Materials sind in dem in In other words, the channels of the porous material are in the in 1 1 dargestellten Ausführungsbeispiel derart ausgebildet, daß diese teilweise durchgängig sind und so ein Luftstrom durch das poröse Material erfolgt. illustrated embodiment, formed such that they are partially continuous and takes place an air stream through the porous material.
  • [0019] [0019]
    2 2 zeigt eine alternative Ausgestaltung, bei der das poröse Material im Bereich der Profilnase des Blattes angeordnet ist. shows an alternative embodiment in which the porous material is arranged in the region of the profile nose of the sheet. Das poröse Material bildet hierbei eine Kante im Bereich der Blattspitze, die angeströmt wird. The porous material in this case forms an edge in the region of the blade tip which is flown.
  • [0020] [0020]
    3 3 zeigt eine alternative Ausgestaltung, bei der ein poröses Material an der Blatthinterkante vorgesehen ist. shows an alternative embodiment in which a porous material is provided at the blade trailing edge. Wie bei dem Ausführungsbeispiel aus As with the embodiment of 2 2 bildet das poröse Material hierbei einen entlang der Kante laufenden Bereich forming the porous material in this case a running along the edge of the area 20 20 , der sich über die von der Strömungsrichtung abgewandten Seite erstreckt. Which extends over the end facing away from the flow direction side.
  • [0021] [0021]
    Das poröse Material ist in den dargestellten Ausführungsbeispielen aus Aluminiumschaum ausgeführt, der eine porige Oberfläche besitzt. The porous material is designed in the illustrated embodiments of aluminum foam having a porous surface. Es ist aber auch denkbar ein Material mit Edelstahlhohlkügelchen zu verwenden, die durch ein kunststoffbasiertes Bindemittel zusammengehalten werden. It is also conceivable to use a material with a stainless steel hollow balls, which are held together by a plastic based binder. Alternativ kann als poröses Material auch ein gesintertes Kunststoffmaterial oder ein poröses Kunststoffmaterial verwendet werden. Alternatively can be used as the porous material, a sintered plastic material, or a porous plastic material. Das poröse Material kann ausschließlich im Bereich der Oberfläche vorgesehen sein, so daß der zugrunde liegende Blattaufbau weitgehend unverändert ist. The porous material may be provided exclusively in the region of the surface, so that the underlying sheet structure is largely unchanged. Auch ist es möglich, das poröse Material an der Oberfläche vorzusehen und einen porösen Kern oder einen Hohlraum in dem Rotorblatt vorzusehen. It is also possible to provide the porous material at the surface and to provide a porous core or a cavity in the rotor blade. Auch kann ein massiver Kern in dem Rotorblatt vorgesehen sein. Also may be provided in the rotor blade a solid core.
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Classifications
International ClassificationF03D1/06
Cooperative ClassificationF05B2260/96, Y02E10/721, F03D1/065, F05C2253/00
European ClassificationF03D1/06C
Legal Events
DateCodeEventDescription
2 Nov 2006OP8Request for examination as to paragraph 44 patent law
21 Sep 2011R016Response to examination communication
4 Oct 2011R016Response to examination communication
26 Jul 2012R018Grant decision by examination section/examining division
13 Jun 2013R020Patent grant now final
Effective date: 20130307
1 Nov 2014R119Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee
22 Jan 2015R119Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee
Effective date: 20141101