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Die Erfindung betrifft einen Wirbelgenerator nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie ein Rotorblatt.
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Stand der Technik
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Der Einsatz von Wirbelgeneratoren als Mittel zur passiven Kontrolle aerodynamischer Strömungen ist aus dem Stand der Technik bekannt. Die Funktion von Wirbelgeneratoren wurde ursprünglich in der
US 2,558,816 und ihr Einsatz an Flugzeugflügeln in der
US 4,655,419 beschrieben. Der Einsatz von Wirbelgeneratoren an Rotorblättern einer Windturbine ist ebenfalls bekannt und es gibt mehrere Veröffentlichungen und Patentanmeldungen, die sich mit der Form und der Position solcher Elemente wie zum Beispiel in der
WO 00/15961 befassen.
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Aufgabe der Erfindung
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Windturbinenflügel, nachfolgend auch Rotorblatt genannt, werden gegenwärtig mit Wirbelgeneratoren ausgestattet, um deren Einsatz bei starken Anströmwinkeln zu erweitern. Typischerweise lassen sich die Strömungsverhältnisse an einem Windturbinenflügel durch eine gleichmäßige Umströmung im mittleren und äußeren Bereich und eine starke Querströmung im inneren Bereich aufgrund starker Corioliskräfte beschreiben. Auf starke Querströmungen stößt man auch im Bereich der Flügelspitze, wo ein Druckausgleich zwischen einer Druck- und einer Saugseite des Flügels starke Wirbel an der Spitze erzeugt.
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Üblicherweise sind Wirbelgeneratoren über die Spannweite eines Flügelblatts an einem Sehnenabschnitt angeordnet, der sich in Strömungsrichtung vor einem Strömungsabrissbereich befindet. Die Verwirbelung, insbesondere von den Wirbelgeneratoren ausgehende lange Wirbelfäden, verstärken die Vermischung der Grenzschichtströmung des Rotorblatts mit der energiereichen äußeren Strömung. Die energetisch aufgeladene Grenzschicht ist daher in der Lage, auch bei erheblich größeren Angriffswinkeln an der Oberfläche des Rotorblatts anzuhaften und den Auftrieb des Rotorblatts zu erhöhen. Ein Nachteil von Wirbelgeneratoren besteht in der unvermeidlichen Zunahme des Luftwiderstands in Folge der Erzeugung der Wirbel. Darüber hinaus führen gängige Formen von Wirbelgeneratoren zu lokalem Strömungsabriss an der Saugseite der Wirbelgeneratorflächen, wodurch der Widerstand zusätzlich verstärkt wird.
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Die vorliegende Erfindung schlägt eine neuartige Gestaltung von Wirbelgeneratoren vor, die die grundlegende Funktionsweise und Aufgabe gängiger Wirbelgeneratoren erfüllt, während sie die Nachteile des dadurch erzeugten Widerstands verringert.
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Beschreibung der Erfindung
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Die Erfindung geht von einer Vorrichtung zur Erzeugung von Wirbeln an einem Rotorblatt, insbesondere für Windkraftanlagen, aus. Dabei ist mindestens ein Flügelelement zur Erzeugung eines Wirbels vorgesehen.
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Der Kern der Erfindung besteht darin, dass Flügelelementmittel mit mindestens einem Flügelelement vorgesehen und dergestalt sind, dass über einer Hauptfläche des Rotorblatts zwei gegenläufig drehende Wirbel erzeugbar sind, die beim Ablösen eine Rotationsachse aufweisen, welche zumindest näherungsweise parallel zur Hauptfläche des Rotorblatts gerichtet ist.
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Unter einer Hauptfläche eines Rotorblatts wird hierbei im Wesentlichen eine Oberfläche des Rotorblatts verstanden, die mit einer vergleichsweise kleinen Krümmung eine Längsachse des Rotorblatts an einer Oberseite oder einer Unterseite überspannt. Die Flügelelementmittel können über das Flügelelement hinaus weitere Teile z. B. zur Befestigung und Positionierung des Flügelelements umfassen.
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Durch Wirbel mit einer Rotationsachse parallel zur Hauptfläche können sich Luftmassen von erzeugten Wirbeln auf einer kreis- bzw. spiralförmigen Bahn bewegen, die von einer Grenzschicht an der Hauptfläche in eine äußere Strömungsschicht hineinreicht. Energiereiche Gasmassen können sich dabei mit jenen des Wirbels vermischen, wodurch sie in die Grenzschicht umgelenkt werden können. Die erfindungsgemäße Vorrichtung bietet den Vorteil, dass Wirbel bereits während deren Erzeugung vorteilhaft energiereiche Luftmassen einer Grenzschicht zuführen können.
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Aufgrund der Drehimpulserhaltung neigen erzeugte Wirbel dazu, die Richtung ihrer Drehachse beizubehalten, wenn keine rechtwinklig zur Drehachse gerichteten Kräfte auf einen Wirbel einwirken. Zwei gegenläufig drehende Wirbel können dabei derart miteinander zusammenwirken, dass sie sich gegenseitig stabilisieren. Weil die Anströmung eines Rotorblatts derart erzeugte Wirbel entlang der Hauptfläche in energieärmere Bereiche der Grenzschicht drängt, ist dadurch eine vergleichsweise zuverlässige Verzögerung einer Grenzschichtablösung an einem angeströmten Rotorblatt und eine vorteilhafte Verbesserung des Wirkungsgrades einer Windkraftanlage erreichbar.
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Des weiteren entspricht dem Gedanken der Erfindung, dass die Flügelelementmittel mindestens ein Stützelement umfassen und dass das Flügelelement an dem Stützelement angebracht ist, das das Flügelelement in einem vorgegebenen Abstand sowie einer vorgegebenen Winkelstellung zu einer Standfläche am Rotorblatt, die von einem 90°-Winkel zur Standfläche abweicht, anordnet. Denn der Nachteil eines rechtwinklig zur Rotorblattfläche gerichteten Flügelelements besteht darin, dass sich daran entstehende Wirbel mit einer senkrecht zur Rotorblattoberfläche stehenden Drehachse ausbilden, die sich im Zuge der Ablösung zunächst von der Oberfläche des Rotorblatts entfernen. Die Bewegungsrichtung wie auch die Drehachse so erzeugter Wirbel müssen erst von anströmenden Gasmassen in eine Ebene parallel zur Oberfläche des Rotorflügels umorientiert werden, wodurch eine Einleitung energiereicher Luftmassen in die Grenzschicht beeinträchtigt ist. Diesem Nachteil kann umso mehr ausgewichen werden, je mehr ein wirbelerzeugendes Flügelelement in einer senkrechten Richtung zur Strömungsrichtung parallel zur Hauptfläche des Rotorflügels, an der sie befestigt ist, orientiert ist. Daher ist vorzugsweise das Flügelelement mit Hilfe des Stützelements wenigstens näherungsweise parallel zur Standfläche bzw. zur Hauptfläche angeordnet.
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In Richtung einer lokalen Anströmungsrichtung kann das Flügelelement durch das Stützelement geneigt sein. Wenn beispielsweise eine angeströmte Kante tiefer liegt als dahinterliegende Bereiche des Flügelelements, kann sich an einer Oberseite des Flügelelements eine Druckzone ausbilden, die eine Wirbelbildung antreibt. Dabei kann sich ein oberer Bereich eines Wirbels mit einer äußeren Strömung mitbewegen. Nach einer Ablösung des Wirbels kann ein näher an einer Oberfläche des Rotorblatts gelegener Bereich an bzw. in der Grenzschicht abrollen, so dass in die Grenzschicht energiereiche Strömung bei vergleichsweise geringem Bremswiderstand durch erzeugte Wirbel einleitbar ist. Die Neigung des Flügelelements durch das Stützelement kann auch derart vorgegeben sein, dass eine angeströmte Kante des Flügelelements einen größeren Abstand zur Rotoroberfläche aufweist als dahinter liegende Bereiche. Hierdurch kann das Flügelelement direkt bis in einen Bereich der Aussenströmung reichen, um von dort energiereiche Gasmassen an einer Unterseite des Flügelelements in die Grenzschicht umzuleiten.
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Vorzugsweise ist das Flügelelement durch das Stützelement in einem Abstand über einer Hauptfläche des Rotorblatts positioniert, der sich im Bereich eines Übergangs zwischen einer Grenzschicht und einer Aussenströmung befindet. Dadurch lässt sich auch bei einer Änderung einer Rotorblattstellung oder bei Änderungen der Windrichtung eine vergleichsweise gute Verzögerung einer Grenzschichtablösung erzielen.
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Insbesondere ist es bevorzugt, dass ein Ende des Flügelelements freistehend von dem Stützelement seitlich absteht. Dadurch ist eine vergleichsweise wirkungsvolle Wirbelerzeugung erreichbar, weil sich am Flügelelement zumindest im freistehenden Bereich ein umlaufender Strömungsanteil ausbilden kann. Wenn der freistehende Bereich ein Flügelende umfasst, kann ein umlaufender Strömungsanteil vorteilhaft zur Bildung und Ablösung von Wirbeln beitragen.
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In einer Blickrichtung senkrecht zu einer Hauptfläche des Rotorblatts kann das Flügelelement winklig zueinanderstehende Anströmkanten aufweisen. Die Anströmkanten können insbesondere in einer Spitze aufeinander zulaufen. Dadurch ist ein bremsender Beitrag des Strömungswiderstands verringerbar, insbesondere wenn die Anströmkanten in einem gemeinsamen Schnittpunkt zusammenlaufen.
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Vorzugsweise weist das Flügelelement im Wesentlichen eine Dreicksform, insbesondere die eines gleichschenkligen Dreiecks, auf. Dadurch ist vorteilhaft das Strömungsverhalten von Dreiecksflügeln und insbesondere von Deltaflügeln nutzbar. Eine vorgegebene Spitze des Dreiecksflügels kann zur lokalen Anströmung vorgesehen sein und kann vorwiegend in Richtung einer Vorderkante eines Rotorblatts zu zeigen. Eine der angeströmten Spitze entgegengesetzte Hinterkante des Dreiecksflügels ist dabei in Strömungsrichtung hinter der Spitze angeordnet. Der Dreiecksflügel ist mit einem Stützelement verbunden, das zur Anbringung an der Rotoroberfläche vorgesehen ist, wobei das Stützelement den Dreiecksflügel in einem vorbestimmten Abstand zur Rotoroberfläche halten kann.
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Die Hinterkante des Dreiecksflügels kann zumindest an einer Seite in einer freistehenden Spitze enden, an der sich bei einer Anströmung Wirbel, insbesondere in Form eines Wirbelfadens, ablösen können. Der Flächenbereich des Dreiecksflügels, an dem sich die freistehende Spitze befindet, ist dabei derart angeordnet, dass die Fläche des Dreiecksflügels das Rotorblatt in einer Sicht senkrecht auf die Oberfläche des Rotorblatts überdeckt. Dadurch bewegen sich ablösende Wirbel nur wenig oder gar nicht von der Oberfläche des Rotorblatts weg. Zudem können Drehachsen sich von der freistehenden Spitze ablösender Wirbel eine Richtungskomponente parallel zur Rotoroberfläche erhalten, mit der aufgrund der Drehimpulserhaltung ein Verbleiben eines Wirbels bzw. eines Wirbelfadens nahe der Rotorblattoberfläche begünstigt ist.
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Weil erfindungsgemäß der Dreiecksflügel mit einem Stützelement in einem Abstand über der Oberfläche des Rotorblatts angeordnet ist, kann der Wirbelgenerator vorteilhaft auf einen vergleichsweise geringen Luftwiderstand abgestimmt werden. Beispielsweise können das Flügelelement und das Stützelement plattenförmig ausgebildet sein. Dadurch ist ein vergleichsweise geringer Querschnitt, der einer lokalen Anströmung ausgesetzt ist, erreichbar. Um eine vergleichsweise gute Stabilität des Wirbelgenerators zu erreichen, kann der Dreiecksflügel z. B. als gleichschenkliges Dreieck eine symmetrische Fläche aufweisen. Aus dem gleichen Grund sind das Stützelement und das Flügelelement im Bereich z. B. einer Symmetrieachse des Flügelelements miteinander verbunden. Dadurch können sich Kräfte, die an der erfindungsgemäßen Vorrichtung durch Anströmung entstehen wenigstens teilweise gegenseitig vorteilhaft aufheben.
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Eine bevorzugte Ausführung der Erfindung besteht darin, dass die Hinterkante durch zwei freistehende Spitzen begrenzt ist, an denen sich bei einer Anströmung vorteilhaft zwei gegensinnig drehende Wirbelfäden in einem vorgegebenen Abstand von der Oberfläche des Rotorblatts gleichzeitig ablösen können. Der Dreiecksflügel kann ein Deltaflügel, insbesondere ein gleichschenkliges Dreieck, sein, den das Stützelement an einer insbesondere zentralen Stützstelle in einem vorgegebenen Abstand über der Rotoroberfläche hält.
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Das Stützelement kann als insbesondere senkrecht von einer Oberfläche des Rotorblatts abstehenden Flosse ausgebildet sein. Diese ist vergleichsweise einfach parallel zu einer lokale Anströmung ausrichtbar. Auf diese Weise leistet die Flosse nahezu keinen Beitrag zum Luftwiderstand des Rotorblatts. Die Neigung der senkrecht stehenden Flosse ist derart, dass die lokale Anströmung nur dann mit einem merklichen Winkel auf die Flosse einwirkt, wenn dies erforderlich ist, um entgegengesetzt drehende Wirbel zu erzeugen.
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Das Stützelement kann ein flächiges Fußstück aufweisen, das zur Anbringung der Vorrichtung am Rotorblatt vorgesehen ist. Dadurch ist eine vergleichsweise stabilere Befestigung erreichbar.
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Die Winkelstellung kann zwischen Neigungen von 0 bis 40° bezüglich des lokalen Flügelabschnitts variieren. Das Konzept des Delta-Wirbelgenerators erlaubt daher eine Anordnung des Deltaflügels parallel zur Strömung bei normalem Betrieb des Flügels (das heißt bei anliegender Umströmung). Dies führt zu einem niedrigen Widerstandsaufschlag und verbesserter Wirkung der Flügel der Windturbine, wenn ein Beitrag durch Wirbelerzeugung nicht benötigt wird. Wenn jedoch der lokale Anströmwinkel zunimmt, führt dies zu einer Zunahme des Angriffswinkels der Wirbelgeneratoren. Deren Deltaflügel können nun starke gegensätzlich drehende Wirbel erzeugen und damit einen Strömungsabriss verzögern.
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Die Umsetzung des hier vorliegenden Gestaltungsprinzips für Wirbelgeneratoren kann zu verschiedenen Wirbelgeneratorformen und Größen von Wirbelgeneratorelementen führen. Die folgenden Figuren zeigen mehrere Ausführungen der vorliegenden Erfindung.
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Nachfolgend wird die Erfindung anhand mehrerer Ausführungsbeispiele mit Hilfe von Zeichnungen beschrieben und weitere Vorteile erläutert. Es zeigen:
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1 schematische perspektivische Ansicht eines Rotorblatts einer Windturbine nach dem Stand der Technik,
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2 schematische perspektivische Ansicht eines Rotorblatts mit Wirbelgeneratoren nach dem Stand der Technik,
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3 schematische perspektivische Ansicht eines Wirbelgenerators nach dem Stand der Technik,
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4a schematische perspektivische Ansicht eines erfindungsgemäßen Wirbelgenerators,
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4b schematische perspektivische Ansicht einer zweiten Ausführung eines Wirbelgenerators,
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4c schematische perspektivische Ansicht einer dritten Ausführung eines Wirbelgenerators,
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4d schematische perspektivische Ansicht einer vierten Ausführung eines Wirbelgenerators,
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5a schematische Seitenansicht einer fünften Ausführung eines Wirbelgenerators,
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5b schematische Rückansicht einer sechsten Ausführung eines Wirbelgenerators,
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6 schematische perspektivische Ansicht einer siebten Ausführung eines Wirbelgenerators,
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7a schematische Seitenansicht einer achten Ausführung eines Wirbelgenerators,
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7b schematische perspektivische Ansicht des Wirbelgenerators,
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8 schematische perspektivische Ansicht einer neunten Ausführung eines Wirbelgenerators.
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In 1 ist ein innerer Bereich des Rotorblatts 1 durch große Anströmwinkel und große Corioliskräfte, die zu dreidimensionalen Querströmungen 12 und Strömungsabrisse 14 führen, gekennzeichnet. Der mittlere und äußere Bereich 11 der Spannweite des Rotorblatts 1 weist eine gleichmäßige Strömung nahezu senkrecht zur Flügelachse auf. Eine Region der Rotorblattspitze weist Querströmungen aufgrund des Druckausgleichs bei endlicher Flügelspannweite auf, die zu starken Wirbeln 13 an der Spitze führen.
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In 2 sind Wirbelgeneratoren 20 nach dem Stand der Technik an einer Unterdruckseite des Rotorblatts 1 angeordnet, wobei deren Anordnung an Flügelsehnenabschnitten abhängig vom lokalen Anströmwinkel variiert. Die Wirbelgeneratoren 20 nahe der Rotorblattwurzel sind näher an einer Vorderkante des Rotorblatts 1 positioniert, um eine gute Wirkung bei großen Angriffswinkeln der lokalen Anströmung zu erreichen.
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Die Wirbelgeneratoren 20 nach dem Stand der Technik sind gemäß 3 sowohl zueinander als auch zu einer lokalen Strömungsrichtung an einem Rotorflügel 1 in einem Winkel angeordnet. Senkrecht zu einer Fußplatte 21 angeordnete Flügel 22 definieren einen Angriffswinkel für eine lokale Strömung 7 und damit die Eigenschaften erzeugter Wirbel. Die bekannten Wirbelgeneratoren 20 können zwei gegensätzlich drehende Wirbel 6a, 6b erzeugen, wobei ein im Uhrzeigersinn drehender Wirbel 6b an der linken Seite des Wirbelstromgenerators und ein entgegen dem Uhrzeigersinn drehender Wirbel 6a an der rechten Seite erzeugt wird. Der Bereich 8 des Strömungsabrisses an der Unterdruckseite der senkrecht stehenden Flügel 22 des Wirbelgenerators 20 ist ebenfalls eingezeichnet. Der Widerstandsbeitrag des bekannten Wirbelgeneratordesigns ist aufgrund der gezeigten Niederdruckbereiche 8 erhöht.
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In 4a ist ein erfindungsgemäßer Wirbelgenerator 2 dargestellt, bei dem ein Flügel 5 auf eine Flosse 3 montiert ist, die von einer Fußplatte 4 senkrecht aufragt. Die Flosse 3 ist vergleichsweise flach ausgebildet, so dass sie sich in Richtung der lokalen Strömung ausrichten lässt. Der Wirbelgenerator 2 kann auf die Rotorblattoberfläche mittels der Fußplatte 4 angebracht werden. Der z. B. plattenförmige Flügel 5 weist eine dreieckige Form z. B. eines gleichschenkligen Dreiecks auf, wobei eine Spitze dazu vorgesehen ist, dass sie einer lokalen Anströmung entgegen gestellt ist. Vorzugsweise befindet sich die Spitze am Ende einer Symmetrieachse der Dreicksform des Flügels 5. In einem mittleren Bereich des Flügels 5 ist dieser auf der vertikalen Flosse derart angeordnet, dass der Flügel 5 von der Flosse 3 in entgegengesetzte Richtungen z. B. rechtwinklig von der Flosse absteht. Durch die Form der Flosse 3 ist der Flügel 5 mit einem Neigungswinkel A angeordnet, wobei in 4a eine Ausführung mit negativer Neigung A des Flügels 5 gezeigt ist. Dadurch erzeugt der Wirbelgenerator 2 ein Paar einander entgegengesetzt drehender Wirbel 6a und 6b, wobei ein im Uhrzeigersinn drehender Wirbel 6a an einer rechten Hälfte des Flügels 5 und ein gegen den Uhrzeigersinn drehender Wirbel 6b an einer linken Hälfte erzeugt wird.
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In 4b ist eine zweite Ausführung eines Wirbelgenerators 2 gezeigt, der einer Variante des in 4a gezeigten Wirbelgenerators 2 entspricht. In diesem Fall ist der Winkel A des Flügels 5 positiv, so dass der Flügel 5 mit einem großen Angriffswinkel auf eine lokale Strömung treffen kann. Dies führt zur Erzeugung eines Paars gegeneinander drehender Wirbel 6a, 6b mit einem in Uhrzeigersinn drehenden Wirbel 6a, der an einer links abstehenden Hälfte des Flügels 5 erzeugt wird, und einem gegen den Uhrzeigersinn drehenden Wirbel 6b, der an einer rechts abstehenden Hälfte des Flügels 5 erzeugt wird. Die Wirkung unterscheidet sich gegenüber der in 4a gezeigten Ausführung darin, dass bei der vorliegenden Ausführung eine Wechselwirkung der gegeneinander drehenden Wirbel 6a und 6b zu einer Abwärtsbewegung des ganzen Wirbelpaars zur Fußplatte 4 und damit zu einer Flügeloberfläche führt. Diese Bewegung des Wirbelpaars erhöht die umleitende Wirkung der Wirbel in die Flügelgrenzschicht mit positiven Leistungsergebnissen.
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Ein in 4c gezeigter Wirbelgenerator 2 ist eine weitere Variante der in den 4a und 4b gezeigten Ausführungen. Dabei ist ein Flügel 5 des Wirbelgenerators 2 nicht eben, sondern entlang einer zur Strömung parallelen Achse V-förmig mit einem Winkel zwischen seitlichen Flügelhälften B geformt. Dieser Winkel kann positiv oder negativ sein und ändert wirkungsvoll die Intensität und Eigenschaften der erzeugten Wirbel 6a, 6b ab.
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Eine in 4d gezeigte Ausführung bildet einen bekannten, in 3 gezeigten Wirbelgenerator 20 nach dem Stand der Technik im Sinne der Erfindung weiter, indem anstelle nach oben gerichteter Ecken der Flügel 22 hier an zwei nach oben abstehenden Flossen 3 jeweils ein Flügel 5 seitlich absteht. Die senkrecht stehenden Flossen 3 können in einem beliebigen Winkel zueinander stehen oder parallel zueinander angeordnet sein. Die senkrecht stehenden Flossen 3 sind mit Delta- bzw. Dreiecksflügeln ausgestattet, die einen relativen Winkel gegenüber einer senkrechten Ebene und gegebenenfalls auch zueinander einen V-Winkel aufweisen. Durch eine solche Ausführung ist es möglich, die aerodynamischen Eigenschaften eines erfindungsgemäßen Wirbelgenerators 2 mit jenen eines Wirbelgenerators 20 nach dem Stand der Technik zu kombinieren. Abhängig von der Wahl der Flossen- und Flügelwinkel (A1, A2 und B) ist es möglich, für die Wirbeleigenschaften wie auch den Widerstandsbeitrag des Wirbelsgenerators zum Rotorblatt Feineinstellungen vorzunehmen.
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Die 5a zeigt einen erfindungsgemäßen Wirbelgenerator 2 schematisch in seitlicher Darstellung. Der Flügel 5 ist eben und ist mit einem positiven Winkel A auf eine senkrechte Flosse 3 montiert. Der Deltaflügel reicht nicht bis zu einer Fußplatte 4 herunter, um einer Grenzschicht eines Rotorblatts (nicht gezeigt) einen geeigneten Durchlass zu ermöglichen.
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In 5b ist eine weitere Ausführung eines erfindungsgemäßen Wirbelgenerators 2 gezeigt. Bei diesem sind mehrere Flossen 3 mit darauf angebrachten Flügeln 5 auf einer Fußplatte 4 angebracht, um die Anbringung an einer Oberfläche eines Rotorflügels zu erleichtern. In diesem Fall haben die Flügel 5 eine V-Form mit einem Winkel B.
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Die 6 zeigt einen erfindungsgemäßen Wirbelgenerator 2 mit einer ebenen, im Wesentlichen dreieckigen Form des Flügels 5. In der gezeigten Ausführung können ein oder mehr Ecken des Flügels 5 abgerundet sein, um die Erzeugung von Geräuschen durch scharfe Kanten zu verringern.
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Die in 7 gezeigte Ausführung eines erfindungsgemäßen Wirbelgenerators 2 ist dazu ausgebildet, einen Anstellwinkel A passiv zu verändern. Der Flügel 5 ist auf eine senkrecht stehende Flosse 3 montiert, die an einem Scharnier befestigt ist. Die Form der Flosse 3 ist so gewählt, dass eine Winkelstellung des Flügels 5 begrenzt ist. Hebekräfte zur Aktivierung des Wirbelgenerators 2 werden durch den unteren Strömungsfelddruck aufgrund des lokalen Strömungsabrisses verursacht. Daher ist der bewegliche Flügel 5 deaktiviert, wenn die Strömung an der Oberseite des Flügels 5 anhaftet und sobald ein Strömungsabriss eintritt, ist der Wirbelgenerator 2 durch Anheben des Flügels 5 aktiviert und erzeugt Wirbel, die die Strömung über die Rotorblattoberfläche an diese anheften. So lange der Wirbelgenerator 2 deaktiviert bleibt, ist dessen parasitärer Widerstand minimal und minimiert den Bremswiderstandsbeitrag des Wirbelgenerators 2 auf eine Windturbinenleistung.
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8 zeigt eine Variante der in 7 gezeigten Ausführung, wobei eine Aktivierung des beweglichen Wirbelgenerators 2 aktiv durch ein geeignetes Stellelement 10 erfolgt. Die Arbeitsweise und ihre wesentliche Funktion des aktiv kontrollierten Wirbelgenerators 2 ist gleich dem des passiv aktivierten Wirbelgenerators 2, wobei jedoch die aktive Betätigung die Möglichkeit bietet, die Leistungsfähigkeit eines Rotorblatts (nicht gezeigt) durch die Wirbelgeneratoren 2 aktiv zu beeinflussen.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Wirbelgenerator
- 2
- Wirbelgenerator
- 3
- Stütze
- 4
- Fußelement
- 5
- Flügel
- 6a
- Wirbel
- 6b
- Wirbel
- 7
- Umströmung
- 8
- Bereich
- 9
- Scharnier
- 10
- Stellelement
- 11
- Bereich
- 12
- Querströmung
- 13
- Wirbel
- 14
- Strömungsabriss
- 20
- Wirbelgenerator
- 21
- Fußplatte
- 22
- Flügel
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- US 2558816 [0002]
- US 4655419 [0002]
- WO 00/15961 [0002]
