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Patents

  1. Advanced Patent Search
Publication numberDE102005019905 B4
Publication typeGrant
Application numberDE200510019905
Publication date6 Dec 2012
Filing date29 Apr 2005
Priority date29 Apr 2005
Also published asDE102005019905A1
Publication number0510019905, 200510019905, DE 102005019905 B4, DE 102005019905B4, DE 2005/10019905 B4, DE-B4-102005019905, DE0510019905, DE102005019905 B4, DE102005019905B4, DE2005/10019905B4, DE200510019905
InventorsDr. Birkemeyer Jochen
ApplicantNordex Energy Gmbh
Export CitationBiBTeX, EndNote, RefMan
External Links: DPMA, Espacenet
Rotorblatt für eine Windenergieanlage Rotor blade for a wind turbine translated from German
DE 102005019905 B4
Abstract  translated from German
Rotorblatt für eine Windenergieanlage, dadurch gekennzeichnet, daß eine Außenwand mindestens eine Durchbrechung aufweist, in der ein poröses, wasserdurchlässiges Material angeordnet ist, das mindestens in einem Bereich (12, 16, 20) einer Außenwand des Rotorblatts eine porige Oberfläche bildet, deren Strömungsverhältnisse im Betrieb der Windenergieanlage zu einer reduzierten Schallemission führen. Rotor blade for a wind energy installation, characterized in that an outer wall having at least one opening in which a porous water-permeable material is arranged, at least in a region (12, 16, 20) of an outer wall of the rotor blade forms a porous surface, the flow conditions in operation of the wind turbine lead to reduced noise emission.
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Claims(10)  translated from German
  1. Rotorblatt für eine Windenergieanlage, dadurch gekennzeichnet , daß eine Außenwand mindestens eine Durchbrechung aufweist, in der ein poröses, wasserdurchlässiges Material angeordnet ist, das mindestens in einem Bereich ( Rotor blade for a wind energy installation, characterized in that an outer wall having at least one opening in which a porous water-permeable material is arranged, at least in a region ( 12 12 , . 16 16 , . 20 20 ) einer Außenwand des Rotorblatts eine porige Oberfläche bildet, deren Strömungsverhältnisse im Betrieb der Windenergieanlage zu einer reduzierten Schallemission führen. ) An outer wall of the rotor blade forms a porous surface, which might lead flow conditions in the operation of the wind turbine to a reduced noise emission.
  2. Rotorblatt nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das poröse Material als massiver Körper vorgesehen ist. A rotor blade according to claim 1, characterized in that the porous material is provided as a solid body.
  3. Rotorblatt nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die porige Oberfläche eine Vielzahl von Poren aufweist. Rotor blade according to one of claims 1 or 2, characterized in that the porous surface has a plurality of pores.
  4. Rotorblatt nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Poren ungeordnet auf der Oberfläche verteilt sind. A rotor blade according to claim 3, characterized in that the pores are randomly distributed on the surface.
  5. Rotorblatt nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Struktur der porigen Oberfläche nach Art eines erstarrten Schaumes ausgebildet ist. A rotor blade according to claim 4, characterized in that the structure of the porous surface is in the form of a solidified foam.
  6. Rotorblatt nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß ein Aluminiumschaum als Material für die porige Oberfläche vorgesehen ist. A rotor blade according to claim 5, characterized in that an aluminum foam is provided as the material for the porous surface.
  7. Rotorblatt nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Bereich ( Rotor blade according to one of claims 1 to 6, characterized in that in the region ( 12 12 , . 16 16 , . 20 20 ) eine Schicht mit der porigen Oberfläche auf dem Rotorblatt vorgesehen ist. ) A layer having a porous surface on the rotor blade is provided.
  8. Rotorblatt nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die porige Oberfläche im Bereich ( Rotor blade according to one of claims 1 to 7, characterized in that the porous surface is in the range ( 12 12 , . 16 16 , . 20 20 ) der Blattspitze vorgesehen ist. ) Is the blade tip provided.
  9. Rotorblatt nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die porige Oberfläche die gesamte Blattspitze bedeckt. A rotor blade according to claim 8, characterized in that the porous surface covers the entire blade tip.
  10. Rotorblatt nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die porige Oberfläche im Bereich der Profilnase und/oder Profilhinterkante vorgesehen ist. A rotor blade according to claim 8, characterized in that the porous surface is provided in the region of the profile nose and / or trailing edge.
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 T5 DE 195 80 147 T5 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]
    Aus der nachveröffentlichten From the subsequently DE 10 2004 028 916 A1 DE 10 2004 028 916 A1 ist ein Rotorblatt bekannt, dessen Außenwand mindestens eine Durchbrechung besitzt. a rotor blade is known, the outer wall having at least one opening. In der Durchbrechung ist ein wasserdurchlässiges, poröses Material vorgesehen, über das Flüssigkeit aus dem Inneren des Rotorblatts nach außen transportiert wird. In the opening, a water-permeable porous material is provided, is transported via the liquid from the interior of the rotor blade outwardly.
  • [0005] [0005]
    Aus From DE 299 23 485 U1 DE 299 23 485 U1 ist ein Windenergieanlagen-Rotorblatt mit einer Oberfläche nach Art einer „Haifischhaut” bekannt geworden, wobei die Oberfläche wenigstens auf einer Teilfläche des Rotorblatts aufgebracht ist. has become the manner of a "shark skin" is known, wherein the surface is applied to a partial area of the rotor blade, at least one wind turbine rotor blade with a surface.
  • [0006] [0006]
    WO 01/98653 A1 WO 01/98653 A1 beschreibt zur Schallreduzierung bei einem Rotorblatt ein geräuschreduzierendes Material in eine Vertiefung oder Bohrung an der Rotorblattwandung einzusetzen. describes for noise reduction in each blade a noise-reduction material in a depression or hole to insert the Rotorblattwandung. Als Material wird hierzu Mineralwolle vorgeschlagen. This is proposed mineral wool as material.
  • [0007] [0007]
    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.
  • [0008] [0008]
    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 Ausgestaltungen bilden die Gegenstände der Unteransprüche. Advantageous embodiments form the subject matters of the dependent claims.
  • [0009] [0009]
    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 relativ zu der Oberfläche ausgerichtet. The porous surface aligned 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 is transparent 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.
  • [0010] [0010]
    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.
  • [0011] [0011]
    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.
  • [0012] [0012]
    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 Unterschied zu der Ausgestaltung mit einer Schicht aus porösem Material steht bei dieser Ausgestaltung der Innenraum des Rotorblatts in Verbindung mit dessen Außenseite. In contrast to the embodiment with a layer of porous material is the interior of the rotor blade in conjunction with the outside in this embodiment. 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.
  • [0013] [0013]
    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.
  • [0014] [0014]
    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.
  • [0015] [0015]
    Die Erfindung wird anhand der Figuren nachfolgend naher erläutert. The invention will be explained in more detail below with reference to FIGS.
  • [0016] [0016]
    Es zeigt: It shows:
  • [0017] [0017]
    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,
  • [0018] [0018]
    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
  • [0019] [0019]
    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.
  • [0020] [0020]
    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.
  • [0021] [0021]
    2 2 zeigt eine alternative Ausgestaltung, bei der das poröse Material im Bereich der Profilnase des Blattes shows an alternative embodiment in which the porous material in the region of the profile nose of the sheet 14 14 angeordnet ist. is arranged. Das poröse Material bildet hierbei eine Kante im Bereich The porous material here forms an edge in the region 16 16 der Blattspitze, die angeströmt wird. the blade tip, which is flown.
  • [0022] [0022]
    3 3 zeigt eine alternative Ausgestaltung, bei der ein poröses Material an der Blatthinterkante des Rotorblattes shows an alternative embodiment in which a porous material at the blade trailing edge of the rotor blade 18 18 vorgesehen ist. is provided. 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 abgewandte Seite erstreckt. , Which extends over the side facing away from the flow direction side.
  • [0023] [0023]
    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.
Patent Citations
Cited PatentFiling datePublication dateApplicantTitle
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*DE19580147T5 Title not available
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Classifications
International ClassificationF03D1/06
Cooperative ClassificationF05C2253/00, Y02E10/721, F05B2260/96, F03D1/065
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