Search Images Maps Play YouTube News Gmail Drive More »
Sign in
Screen reader users: click this link for accessible mode. Accessible mode has the same essential features but works better with your reader.

Patents

  1. Advanced Patent Search
Publication numberDE102012100650 A1
Publication typeApplication
Application numberDE201210100650
Publication date2 Aug 2012
Filing date26 Jan 2012
Priority date28 Jan 2011
Also published asUS8167554, US20110223033
Publication number1210100650, 201210100650, DE 102012100650 A1, DE 102012100650A1, DE 2012/10100650 A1, DE-A1-102012100650, DE102012100650 A1, DE102012100650A1, DE1210100650, DE2012/10100650A1, DE201210100650
InventorsThomas Joseph Fischetti, Edward Lee McGrath, Jing Wang
ApplicantGeneral Electric Company
Export CitationBiBTeX, EndNote, RefMan
External Links: DPMA, Espacenet
Steuerbare Oberflächenmerkmale für Windkraftanlagenrotorblätter Controllable surface features for Wind Turbine Blades translated from German
DE 102012100650 A1
Abstract  translated from German
Es wird ein Rotorblatt (300) für eine Windkraftanlage (10) offenbart. It is a rotor blade (300) for a wind turbine (10) is disclosed. Das Rotorblatt (300) kann im Allgemeinen eine Hülle (308) mit einer Druckseite (310) und einer Saugseite (312) umfassen. The rotor blade (300) may generally comprise a sleeve (308) having a pressure side (310) and a suction side (312). Die Hülle (308) kann eine Öffnung (342) in zumindest entweder der Druckseite oder der Saugseite (310, 312) definieren. The shell (308), an opening (342) in at least either the pressure side or the suction side (310, 312) define. Das Rotorblatt (300) kann ebenfalls eine Basis (368) und mindestens zwei entlang des Außenumfangs der Basis (368) beabstandeter Oberflächenmerkmale (362, 364, 366) umfassen. The rotor blade (300) may also include a base (368) and at least two along the outer periphery of the base (368) spaced surface features (362, 364, 366) comprise. Die Basis (368) kann im Allgemeinen relativ zu der Öffnung (342) zwischen einer zurückgesetzten Position und einer gesteuerten Position bewegt werden. The base (368) can be generally moved relative to the opening (342) between a retracted position and a controlled position. Des Weiteren kann die Basis (368) innerhalb der Hülle (308) rotiert werden, um einzustellen, welches der Oberflächenmerkmale (362, 364, 366) in der Öffnung (342) aufgenommen wird, wenn die Basis (368) in die gesteuerte Position bewegt wird. Furthermore, the base (368) within the shell (308) are rotated to adjust, which is taken of the surface features (362, 364, 366) in the opening (342) when the base (368) is moved into the controlled position will.
Images(8)
Previous page
Next page
Claims(15)  translated from German
  1. Rotorblatt ( The rotor blade ( 300 300 ) für eine Windkraftanlage ( ) For a wind turbine ( 10 10 ), wobei das Rotorblatt ( ), Wherein the rotor blade ( 300 300 ) umfasst: eine Hülle ( ) Comprises: a sheath ( 308 308 ) mit einer Druckseite ( ) Having a pressure side ( 310 310 ) und einer Saugseite ( ) And a suction side ( 312 312 ), wobei die Hülle ( ), Wherein the shell ( 308 308 ) eine Öffnung ( ) Has an opening ( 342 342 ) in mindestens entweder der Druckseite ( ) In at least one of the pressure side ( 310 310 ) oder der Saugseite ( ) Or the suction side ( 312 312 ) definiert; ) Defined; eine Basis ( a base ( 368 368 ), die mindestens partiell im Innern der Hülle ( ), Which at least partially inside the envelope ( 308 308 ) angeordnet ist, wobei die Basis ( Is disposed), said base ( 368 368 ) in Bezug auf die Öffnung ( ) With respect to the opening ( 342 342 ) zwischen einer zurückgesetzten Position und einer gesteuerten Position bewegt werden kann; ) Is movable between a retracted position and a controlled position; und mindestens zwei Oberflächenmerkmale ( and at least two surface features ( 362 362 , . 364 364 , . 366 366 ), die entlang des Außenumfangs der Basis ( ), Which along the outer periphery of the base ( 368 368 ) beabstandet sind, wobei die Basis ( ) Are spaced apart, wherein the base ( 368 368 ) im Innern der Hülle ( ) Inside the shell ( 308 308 ) rotiert werden kann, um einzustellen, welches der mindestens zwei Oberflächenmerkmale ( ) Can be rotated to adjust, which of the at least two surface features ( 362 362 , . 364 364 , . 366 366 ) in der Öffnung ( ) In the opening ( 342 342 ) aufgenommen wird, wenn die Basis ( ) Is received, when the base ( 368 368 ) in die gesteuerte Position bewegt wird. ) Is moved into the controlled position.
  2. Rotorblatt ( The rotor blade ( 300 300 ) nach Anspruch 1, wobei eins der mindestens zwei Oberflächenmerkmale ( ) According to claim 1, wherein one of the at least two surface features ( 362 362 , . 364 364 , . 366 366 ) einen Spoiler ( ) A spoiler ( 362 362 ) umfasst. ) Includes.
  3. Rotorblatt ( The rotor blade ( 300 300 ) nach Anspruch 2, wobei der Spoiler ( ) According to claim 2, wherein said spoiler ( 362 362 ) eine im Wesentlichen rechteckige Querschnittsform definiert. ) Has a substantially rectangular cross-sectional shape defined.
  4. Rotorblatt ( The rotor blade ( 300 300 ) nach Anspruch 2 oder 3, wobei der Spoiler ( ) According to claim 2 or 3, wherein said spoiler ( 362 362 ) als Wellblech gestaltet ist. ) Is designed as corrugated iron.
  5. Rotorblatt ( The rotor blade ( 200 200 ) nach Anspruch 2, 3 oder 4, wobei eine Höhe ( ) According to claim 2, 3 or 4, wherein a height ( 336 336 ) zwischen einem Spitzenende ( ) Between a tip end ( 334 334 ) des Spoilers ( ) Of the spoiler ( 362 362 ) und einer Außenfläche ( ) And an outer surface ( 322 322 ) der Hülle ( ) Of the shell ( 308 308 ) definiert ist, wenn der Spoiler ( ) Is defined, when the spoiler ( 362 362 ) in der Öffnung ( ) In the opening ( 342 342 ) aufgenommen wird, wobei die Höhe ( ) Is received, wherein the height ( 336 336 ) von ungefähr 0.05% bis ungefähr 1,5% der an einer spannweitigen Position der Basis ( ) From about 0.05% to about 1.5% of the spanwise at a position of the base ( 368 368 ) definierten Flügeltiefe ( ) Defined chord ( 320 320 ) reicht. ) Is sufficient.
  6. Rotorblatt ( The rotor blade ( 300 300 ) nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei eins der mindestens zwei Oberflächenmerkmale ( ) According to one of the preceding claims, wherein one of the at least two surface features ( 362 362 , . 364 364 , . 366 366 ) einen Vortexgenerator ( ) A vortex generator ( 364 364 ) umfasst. ) Includes.
  7. Rotorblatt ( The rotor blade ( 300 300 ) nach Anspruch 6, wobei der Vortexgenerator ( ) According to claim 6, wherein the vortex generator ( 364 364 ) eine Vielzahl von winkligen Schaufeln ( ) A plurality of angled blades ( 374 374 ) umfasst. ) Includes.
  8. Rotorblatt ( The rotor blade ( 300 300 ) nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei eins der mindestens zwei Oberflächenmerkmale ( ) According to one of the preceding claims, wherein one of the at least two surface features ( 362 362 , . 364 364 , . 366 366 ) ein Außenhautsegment ( ) A skin segment ( 366 366 ) umfasst, wobei das Außenhautsegment ( ), Wherein the outer skin segment ( 366 366 ) ein aerodynamisches Profil definiert, welches im Allgemeinen einem aerodynamischen Profil einer Außenfläche ( ) Defines an aerodynamic profile, which is generally an aerodynamic profile of an outer surface ( 322 322 ) der Hülle ( ) Of the shell ( 308 308 ) entspricht. ) Corresponds.
  9. Rotorblatt ( The rotor blade ( 300 300 ) nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die mindestens zwei Oberflächenmerkmale ( ) According to one of the preceding claims, wherein the at least two surface features ( 362 362 , . 364 364 , . 366 366 ) einen Spoiler ( ) A spoiler ( 362 362 ), einen Vortexgenerator ( ), A vortex generator ( 364 364 ) und ein Außenhautsegment ( ) And a skin segment ( 366 366 ) umfassen, die entlang des Außenumfangs der Basis ( ) Which along the outer periphery of the base ( 368 368 ) beabstandet sind. ) Are spaced apart.
  10. Rotorblatt ( The rotor blade ( 300 300 ) nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Basis ( ) According to one of the preceding claims, wherein the base ( 368 368 ) mit einem Abstand zur Stirnkante ( ) With a distance from the front edge ( 314 314 ) der Hülle ( ) Of the shell ( 308 308 ) angeordnet ist, der von ungefähr 5% bis ungefähr 30% der an einer spannweitigen Position der Basis ( Is arranged), ranging from about 5% to about 30% of the spanwise at a position of the base ( 368 368 ) definierten Flügeltiefe ( ) Defined chord ( 320 320 ) reicht. ) Is sufficient.
  11. Rotorblatt ( The rotor blade ( 300 300 ) nach einem der vorstehenden Ansprüche, das ferner ein in der Hülle ( ) According to one of the preceding claims, further comprising in said envelope ( 308 308 ) angeordnetes Steuerelement ( ) Arranged control ( 384 384 ) umfasst, wobei das Steuerelement ( ), Wherein the control element ( 384 384 ) dazu ausgelegt ist, die Basis ( ) Is adapted to the base ( 368 368 ) zwischen der zurückgesetzten und der gesteuerten Position zu bewegen. ) Between the recessed and the controlled position.
  12. Rotorblatt ( The rotor blade ( 300 300 ) nach Anspruch 11, wobei das Steuerelement ( ) According to claim 11, wherein the control element ( 384 384 ) ferner dazu ausgelegt ist, die Basis ( ) Is further adapted to receive the base ( 368 368 ) in der Hülle ( ) In the shell ( 308 308 ) zu rotieren, wenn sich die Basis ( ) To rotate when the base ( 368 368 ) in der zurückgesetzten Position befindet. ) Is in the retracted position.
  13. Rotorblatt ( The rotor blade ( 300 300 ) nach Anspruch 12, wobei das Steuerelement ( ) According to claim 12, wherein the control element ( 384 384 ) eine Vorrichtung zur Linearverschiebung umfasst, die mit einer Vorrichtung zur Rotationsverschiebung gekoppelt ist. ) Comprises a device for linear displacement, which is coupled with a device for rotational displacement.
  14. Windkraftanlage ( Wind Turbine ( 10 10 ), umfassend: einen Turm ( ), Comprising: a tower ( 12 12 ); ); eine Gondel ( a gondola ( 14 14 ), die an der Spitze des Turmes ( ), Those at the top of the tower ( 12 12 ) montiert ist; ) Is mounted; eine Rotornabe ( a rotor hub ( 18 18 ), die mit der Gondel ( ) Coupled to said nacelle ( 14 14 ) gekoppelt ist; ) Is coupled; und eine Vielzahl von Rotorblättern ( and a plurality of rotor blades ( 300 300 ), die sich von der Rotornabe ( ) Extending from the rotor hub ( 18 18 ) nach außen erstrecken, wobei mindestens eins der Vielzahl von Rotorblättern ( ) Extend outwardly, wherein at least one of the plurality of rotor blades ( 300 300 ) umfasst: eine Hülle ( ) Comprises: a sheath ( 308 308 ) mit einer Druckseite ( ) Having a pressure side ( 310 310 ) und einer Saugseite ( ) And a suction side ( 312 312 ), wobei die Hülle ( ), Wherein the shell ( 308 308 ) eine Öffnung ( ) Has an opening ( 342 342 ) in mindestens entweder der Druckseite ( ) In at least one of the pressure side ( 310 310 ) oder der Saugseite ( ) Or the suction side ( 312 312 ) definiert; ) Defined; eine Basis ( a base ( 368 368 ), die mindestens partiell im Innern der Hülle ( ), Which at least partially inside the envelope ( 308 308 ) angeordnet ist, wobei die Basis ( Is disposed), said base ( 368 368 ) in Bezug auf die Öffnung ( ) With respect to the opening ( 342 342 ) zwischen einer zurückgesetzten Position und einer gesteuerten Position bewegt werden kann; ) Is movable between a retracted position and a controlled position; und mindestens zwei Oberflächenmerkmale ( and at least two surface features ( 362 362 , . 364 364 , . 366 366 ), die entlang des Außenumfangs der Basis ( ), Which along the outer periphery of the base ( 368 368 ) beabstandet sind, wobei die Basis ( ) Are spaced apart, wherein the base ( 368 368 ) im Innern der Hülle ( ) Inside the shell ( 308 308 ) rotiert werden kann, um einzustellen, welches der mindestens zwei Oberflächenmerkmale ( ) Can be rotated to adjust, which of the at least two surface features ( 362 362 , . 364 364 , . 366 366 ) in der Öffnung ( ) In the opening ( 342 342 ) aufgenommen wird, wenn die Basis ( ) Is received, when the base ( 368 368 ) in die gesteuerte Position bewegt wird. ) Is moved into the controlled position.
  15. Windkraftanlage ( Wind Turbine ( 10 10 ) nach Anspruch 14, wobei die mindestens zwei Oberflächenmerkmale ( ) According to claim 14, wherein the at least two surface features ( 362 362 , . 364 364 , . 366 366 ) einen Spoiler ( ) A spoiler ( 362 362 ), einen Vortexgenerator ( ), A vortex generator ( 364 364 ) und ein Außenhautsegment ( ) And a skin segment ( 366 366 ) umfassen, die entlang des Außenumfangs der Basis ( ) Which along the outer periphery of the base ( 368 368 ) beabstandet sind. ) Are spaced apart.
Description  translated from German
  • GEBIET DER ERFINDUNG FIELD OF THE INVENTION
  • [0001] [0001]
    Der vorliegende Erfindungsgegenstand bezieht sich allgemein auf Windkraftanlagen und im Besonderen auf steuerbare Oberflächenmerkmale für Windkraftanlagenrotorblätter. The present subject matter relates generally to wind turbines and more particularly to controllable surface features for wind turbine rotor blades.
  • HINTERGRUND DER ERFINDUNG BACKGROUND OF THE INVENTION
  • [0002] [0002]
    Windenergie wird als die sauberste, umweltfreundlichste Energiequelle angesehen, die zurzeit zur Verfügung steht, und Windkraftanlagen haben in diesem Zusammenhang an Aufmerksamkeit gewonnen. Wind energy is considered to be the cleanest, most environmentally friendly energy source, which is available at the time, and wind turbines have gained attention in this context. Eine moderne Windkraftanlage umfasst typischerweise einen Turm, einen Generator, ein Getriebe, eine Gondel und ein oder mehrere Rotorblätter. A modern wind turbine typically includes a tower, a generator, a gearbox, a nacelle and one or more blades. Die Rotorblätter fangen mit Hilfe bekannter Flügelprinzipien die kinetische Energie des Windes ein. The rotor blades begin to known principles of a wing, the kinetic energy of the wind. Die Rotorblätter übertragen die kinetische Energie in Form von Rotationsenergie, um eine Welle in Drehbewegung zu versetzen, welche die Rotorblätter mit einem Getriebe, oder falls kein Getriebe verwendet wird, direkt mit dem Generator verbindet. The rotor blades transmit the kinetic energy in the form of rotational energy to put a shaft in rotation, which connects the rotor blades, gear, or if no gear is used directly with the generator. Der Generator wandelt dann die mechanische Energie in elektrische Energie um, die ins Energieversorgungsnetz eingespeist werden kann. The generator then converts the mechanical energy into electrical energy which can be fed into the power supply network.
  • [0003] [0003]
    Die besondere Größe der Windkraftanlagenrotorblätter ist ein wesentlicher Faktor, der zur Gesamteffizienz der Windkraftanlage beiträgt. The special size of wind turbine blades is an important factor that contributes to the overall efficiency of the wind turbine. Speziell können Zunahmen in der Länge oder Spannweite eines Rotorblattes im Allgemeinen zu einem Gesamtanstieg in der Energieproduktion einer Windkraftanlage führen. Specifically, increases in the length or span of a rotor blade in general can lead to an overall increase in energy production of a wind turbine. Demzufolge unterstützen Bemühungen zur Vergrößerung der Rotorblätter die weitere Entwicklung der Windkraftanlagentechnologie und den Einsatz der Windenergie als alternative Energiequelle. Consequently, support efforts to increase the rotor blades the further development of wind turbine technology and the use of wind energy as an alternative energy source. Allerdings steigen mit der zunehmenden Größe eines Rotorblattes auch die über die Blätter an andere Komponenten der Windkraftanlage (z. B. die Nabe der Windkraftanlage und andere Komponenten) übertragenen Belastungen. However, increase with the increasing size of a rotor blade also through the leaves to other components of the wind turbine (z. B. the hub of the wind turbine and other components) stresses transmitted. Zum Beispiel führen längere Rotorblätter aufgrund der zunehmenden Rotorblattmasse sowie der zunehmenden entlang der Spannweite des Blattes wirkenden aerodynamischen Belastungen zu höheren Belastungen. For example, longer blades, because of the increasing rotor blade mass and the increasing acting along the span of the blade aerodynamic loads at higher loads. Derartige zunehmende Belastungen können insbesondere bei extremen Windgeschwindigkeiten problematisch werden, da die über die Rotorblätter übertragenen Belastungen die Tragfähigkeit anderer Komponenten der Windkraftanlage übersteigen könnten. Such increased loads can be problematic because the rotor blades on the stresses transmitted could exceed the viability of other components of the wind turbine especially in high wind speeds.
  • [0004] [0004]
    Bekannt sind bestimmte Oberflächenmerkmale, wie z. B. Spoiler, die verwendet werden können, um die Luftströmung von der Außenfläche eines Rotorblattes zu teilen, wodurch der von dem Blatt erzeugte Auftrieb reduziert wird und die auf das Blatt wirkenden Belastungen reduziert werden. Are known certain surface features, such. As spoilers, which can be used to divide the air flow from the outer surface of a rotor blade, whereby the lift generated by the blade is reduced and the loads acting on the sheet can be reduced. Allerdings sind diese Oberflächenmerkmale typischerweise ausgebildet, um dauerhaft an der Außenfläche des Rotorblattes angeordnet zu sein. However, these surface features are typically designed to be permanently arranged on the outer surface of the rotor blade. Auf diese Weise wird die Menge an vom Rotorblatt erzeugtem Auftrieb ungeachtet der aktuellen Betriebsbedingungen der Windkraftanlage reduziert. In this manner, reducing the amount of generated by the rotor blade lift regardless of the current operating conditions of the wind turbine. Daher besteht Bedarf für ein Oberflächenmerkmal, wie einen steuerbaren Spoiler, der es erlaubt, die auf ein Rotorblatt wirkenden Belastungen bei Bedarf effizient abzubauen (z. B. bei extremen Windgeschwindigkeiten, wie Windböen), ohne dabei die Gesamteffizienz des Rotorblattes bei anderen Betriebsbedingungen zu reduzieren. Therefore, there is a need for a surface feature, such as a controllable spoiler, which allows to reduce the forces acting on a rotor blade loads as needed efficiently (eg. As in extreme wind speeds as wind gusts) thereby to reduce, without the overall efficiency of the rotor blade at different operating conditions ,
  • [0005] [0005]
    Des Weiteren sind verschiedene andere Oberflächenmerkmale, wie Vortexgeneratoren, bekannt, die eingesetzt werden können, um die Teilung der über ein Rotorblatt strömenden Luft zu verzögern, z. B. wenn das Blatt in einem großen Anströmwinkel relativ zur Richtung der Luftströmung ausgerichtet ist. Furthermore, various other surface features, such as vortex generators, known, which can be used to retard the division of the air flowing through a rotor blade of air, for. Example, if the sheet is oriented at a large angle of attack relative to the direction of air flow. Allerdings bewirken diese Oberflächenmerkmale auch einen Luftwiderstand auf dem Rotorblatt, wodurch die Gesamteffizienz des Blattes reduziert wird. However, these surface features also result in a drag on the rotor blade, thereby reducing the overall efficiency of the sheet is reduced. Daher besteht Bedarf für ein Oberflächenmerkmal, wie einen steuerbaren Vortexgenerator, der verwendet werden kann, um die Teilung der Luftströmung vom Rotorblatt bei Bedarf (z. B. wenn das Rotorblatt in einem großen Anströmwinkel ausgerichtet ist) zu verzögern, ohne dabei die Gesamteffizienz des Rotorblattes zu reduzieren, wenn die Teilung der Strömung kein Problem darstellt. Therefore, there is a need for a surface feature, such as a controllable vortex generator which can be used (when the rotor blade is oriented at a large angle of attack z. B.) to retard the division of the air flow from the rotor blade, if necessary, without compromising the overall efficiency of the rotor blade to reduce, when the division of the flow is not a problem.
  • [0006] [0006]
    Demzufolge wäre ein Rotorblatt mit einem oder mehreren steuerbaren Oberflächenmerkmalen in der Technologie sehr willkommen. Accordingly, a rotor blade with one or more controllable surface features in the technology would be much appreciated.
  • KURZBESCHREIBUNG DER ERFINDUNG SUMMARY OF THE INVENTION
  • [0007] [0007]
    Aspekte und Vorteile der Erfindung werden in der folgenden Beschreibung dargestellt, aus der Beschreibung offensichtlich oder durch die praktische Anwendung der Erfindung erfahren. Aspects and advantages of the invention are illustrated in the following description, obvious from the description or learned by practice of the invention.
  • [0008] [0008]
    In einem Aspekt offenbart der vorliegende Erfindungsgegenstand ein Rotorblatt für eine Windkraftanlage. In one aspect of the present subject matter discloses a rotor blade for a wind turbine. Das Rotorblatt kann im Allgemeinen eine Hülle mit einer Druckseite und einer Saugseite umfassen. The blade can generally comprise a shell having a pressure side and a suction side. Die Hülle kann eine Öffnung in zumindest entweder der Druckseite oder der Saugseite definieren. The shell may define an opening in at least either the pressure side or the suction side. Das Rotorblatt kann ebenfalls eine Basis und mindestens zwei entlang des Außenumfangs der Basis beabstandete Oberflächenmerkmale umfassen. The rotor blade may also include a base and at least two spaced-apart along the outer circumference of the base surface features. Die Basis kann im Allgemeinen relativ zu der Öffnung zwischen einer zurückgesetzten Position und einer gesteuerten Position bewegt werden. The base may be generally moved relative to the opening between a retracted position and a driven position. Des Weiteren kann die Basis innerhalb der Hülle rotiert werden, um einzustellen, welches der Oberflächenmerkmale in der Öffnung aufgenommen wird, wenn die Basis in die gesteuerte Position bewegt wird. Furthermore, the base may be rotated within the sheath in order to select which of the surface features is received in the opening when the base is moved into the controlled position.
  • [0009] [0009]
    In einem anderen Aspekt offenbart der vorliegende Erfindungsgegenstand eine Windkraftanlage, die einen Turm und eine an der Spitze des Turmes montierte Gondel umfasst. In another aspect of the present subject matter discloses a wind turbine comprising a tower and mounted at the top of the tower, nacelle. Die Windkraftanlage kann ebenfalls eine Rotornabe umfassen, die mit der Gondel und einer Vielzahl von Rotorblättern gekoppelt ist, welche sich von der Rotornabe erstrecken. The wind turbine may also comprise a rotor hub coupled to the nacelle and a plurality of rotor blades extending from the rotor hub. Mindestens eines der Rotorblätter kann eine Hülle mit einer Druckseite und einer Saugseite umfassen. At least one of the rotor blades may include a casing having a pressure side and a suction side. Die Hülle kann eine Öffnung in zumindest entweder der Druckseite oder der Saugseite definieren. The shell may define an opening in at least either the pressure side or the suction side. Das Rotorblatt kann ebenfalls eine Basis und mindestens zwei entlang des Außenumfangs der Basis beabstandete Oberflächenmerkmale umfassen. The rotor blade may also include a base and at least two spaced-apart along the outer circumference of the base surface features. Die Basis kann im Allgemeinen relativ zu der Öffnung zwischen einer zurückgesetzten Position und einer gesteuerten Position bewegt werden. The base may be generally moved relative to the opening between a retracted position and a driven position. Des Weiteren kann die Basis innerhalb der Hülle rotiert werden, um einzustellen, welches der Oberflächenmerkmale in der Öffnung aufgenommen wird, wenn die Basis in die gesteuerte Position bewegt wird. Furthermore, the base may be rotated within the sheath in order to select which of the surface features is received in the opening when the base is moved into the controlled position.
  • [0010] [0010]
    Diese und andere Merkmale, Aspekte und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden mit Bezug auf die nachstehende Beschreibung und die beigefügten Ansprüche besser verständlich. These and other features, aspects, and advantages of the present invention will be with reference to the following description and the appended claims easier to understand. Die beiliegenden Zeichnungen, welche in dieser Patentschrift enthalten und damit Teil dieser Patentschrift sind, veranschaulichen die Ausführungsformen der Erfindung und dienen zusammen mit der Erfindung der Erläuterung der Prinzipien der Erfindung. The accompanying drawings, which are therefore included in this specification and part of this specification, illustrate embodiments of the invention and, together with the invention, illustrating the principles of the invention.
  • KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS
  • [0011] [0011]
    Eine an Fachleute gerichtete vollständige und zur praktischen Anwendung befähigende Darstellung der vorliegenden Erfindung, einschließlich ihres besten Verwendungsmodus, ist in der Patentschrift dargelegt, welche sich auf die beiliegenden Zeichnungen bezieht, in denen: Addressed to professionals full and enabling the practical application of illustrating the present invention, including its best usage mode is set forth in the patent, which refers to the accompanying drawings, in which:
  • [0012] [0012]
    1 1 eine perspektivische Ansicht einer Windkraftanlage herkömmlicher Bauweise darstellt; is a perspective view of a conventional wind turbine construction;
  • [0013] [0013]
    2 2 eine perspektivische Ansicht einer Ausführungsform eines Rotorblattes mit steuerbaren Oberflächenmerkmalen gemäß den Aspekten des vorliegenden Erfindungsgegenstandes darstellt; is a perspective view of an embodiment of a rotor blade having controllable surface features according to aspects of the present subject matter;
  • [0014] [0014]
    3 3 eine Querschnittsansicht des in a cross-sectional view of the in 2 2 gezeigten Rotorblattes entlang der Linie 3-3 darstellt; shown rotor blade taken along line 3-3 illustrating,
  • [0015] [0015]
    4 4 eine partielle Querschnittsansicht des in a partial cross-sectional view of the in 3 3 gezeigten Rotorblattes darstellt, die partiell ein steuerbares Oberflächenmerkmal des Rotorblattes in einer gesteuerten Position darstellt; is shown rotor blade, which is partially a controllable surface feature of the rotor blade in a controlled position;
  • [0016] [0016]
    5 5 eine andere partielle Querschnittsansicht des in another partial cross-sectional view of the in 3 3 gezeigten Rotorblattes darstellt, die partiell ein steuerbares Oberflächenmerkmal des Rotorblattes in einer zurückgesetzten Position darstellt; is shown rotor blade, which is partially a controllable surface feature of the rotor blade in a retracted position;
  • [0017] [0017]
    6 6 eine partielle Querschnittsansicht einer anderen Ausführungsform eines Rotorblattes mit steuerbarem Oberflächenmerkmal gemäß den Aspekten des vorliegenden Erfindungsgegenstandes darstellt, die teilweise das steuerbare Oberflächenmerkmal in gesteuerter Position darstellt; is a partial cross-sectional view of another embodiment of a rotor blade with controllable surface feature in accordance with aspects of the present subject matter, some of which represents the controllable surface feature in a controlled position;
  • [0018] [0018]
    7 7 eine andere partielle Querschnittsansicht des in another partial cross-sectional view of the in 6 6 gezeigten Rotorblattes darstellt, die partiell ein steuerbares Oberflächenmerkmal in einer zurückgesetzten Position darstellt; is shown rotor blade, the partially represents a controllable surface feature in a retracted position;
  • [0019] [0019]
    8 8 eine Querschnittsansicht einer Ausführungsform eines Rotorblattes mit einer steuerbaren Oberflächenmerkmalsanordnung gemäß den Aspekten des vorliegenden Erfindungsgegenstandes darstellt; represents a cross-sectional view of an embodiment of a rotor blade with a controllable surface feature arrangement according to aspects of the present subject matter;
  • [0020] [0020]
    9 9 eine partielle Querschnittsansicht des in a partial cross-sectional view of the in 8 8 gezeigten Rotorblattes darstellt, die teilweise die Oberflächenmerkmalsanordnung in einer gesteuerten Position darstellt, wobei ein Außenhautsegment der Oberflächenmerkmalsanordnung in einer in dem Blatt definierten Öffnung aufgenommen wird; is shown the rotor blade, which partially represents the surface feature array in a controlled position, wherein an outer surface of the skin segment feature arrangement is included in a defined opening in the sheet;
  • [0021] [0021]
    10 10 eine andere partielle Querschnittsansicht des in another partial cross-sectional view of the in 8 8 gezeigten Rotorblattes darstellt, die teilweise die Oberflächenmerkmalsanordnung in einer gesteuerten Position darstellt, wobei ein Vortexgenerator der Oberflächenmerkmalsanordnung in einer in dem Blatt definierten Öffnung aufgenommen wird; is shown the rotor blade, which partially represents the surface feature array in a controlled position, wherein a vortex generator of the surface feature arrangement is included in a defined opening in the sheet;
  • [0022] [0022]
    11 11 eine weitere partielle Querschnittsansicht des in a further partial cross-sectional view of the in 8 8 gezeigten Rotorblattes darstellt, die teilweise die Oberflächenmerkmalsanordnung in einer gesteuerten Position darstellt, wobei ein Spoiler der Oberflächenmerkmalsanordnung in einer in dem Blatt definierten Öffnung aufgenommen wird; is shown rotor blade, the partially represents the surface feature arrangement in a controlled position, with a spoiler of the surface feature arrangement will be included in a defined opening in the sheet;
  • [0023] [0023]
    12 12 eine perspektivische Ansicht der in a perspective view of the in 8 8 gezeigten Oberflächenmerkmalsanordnung darstellt; is shown surface feature arrangement; und and
  • [0024] [0024]
    13 13 eine perspektivische Ansicht einer Ausführungsform eines steuerbaren Oberflächenmerkmals mit Luftströmungsmerkmalen gemäß den Aspekten des vorliegenden Erfindungsgegenstandes darstellt. is a perspective view of an embodiment of a surface feature with controllable air flow features according to aspects of the present subject matter.
  • AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
  • [0025] [0025]
    Hier wird ausführlich Bezug auf die Ausführungsformen der Erfindung genommen, von denen eine oder mehrere beispielhaft in den Zeichnungen dargestellt sind. Here, reference will be made to the embodiments of the invention in detail, of which one or more are exemplified in the drawings. Jedes Beispiel ist als Erläuterung der Erfindung, nicht als Begrenzung der Erfindung, bereitgestellt. Each example is provided by way of illustration of the invention, not limitation of the invention. Tatsächlich ist es für Fachleute offensichtlich, dass verschiedene Modifikationen und Veränderungen an der vorliegenden Erfindung vorgenommen werden können, ohne vom Anwendungsbereich oder Geist der Erfindung abzuweichen. Indeed, it is apparent to those skilled that various modifications and changes may be made to the present invention without departing from the scope or spirit of the invention. Zum Beispiel können die als Teil einer Ausführungsform dargestellten oder beschriebenen Merkmale mit anderen Ausführungsformen verwendet werden, um eine noch andere Ausführungsform zu erzielen. For example, features illustrated or described as part of one embodiment can be used with other embodiments, in order to achieve still another embodiment. Daher ist vorgesehen, dass die vorliegende Erfindung derartige Modifikationen und Veränderungen als in den Anwendungsbereich der angefügten Ansprüche und ihrer Äquivalente fallend abdeckt. It is therefore intended that the present invention cover such modifications and changes as fall within the scope of the appended claims and their equivalents falling.
  • [0026] [0026]
    Mit Bezug auf die Zeichnungen stellt With reference to the drawings, 1 1 eine perspektivische Ansicht einer Windkraftanlage a perspective view of a wind turbine 10 10 herkömmlicher Bauweise dar. Die Windkraftanlage traditional construction. The wind turbine 10 10 umfasst einen Turm comprises a tower 12 12 mit einer daran montierten Gondel with a nacelle mounted thereon 14 14 . , Eine Vielzahl von Rotorblättern A plurality of rotor blades 16 16 ist an eine Rotornabe is connected to a rotor hub 18 18 montiert, die wiederum mit einem Hauptflansch verbunden ist, der zu einer Hauptrotorwelle wird. mounted, in turn, is connected to a main flange which becomes a main rotor shaft. Die Energieerzeugung der Windkraftanlage und die Steuerkomponenten sind in der Gondel The energy of the wind turbine and the control components in the nacelle 14 14 untergebracht. accommodated. Es sollte anerkannt werden, dass die Ansicht von It should be recognized that the view of 1 1 nur zu Illustrationszwecken bereitgestellt ist, um den vorliegenden Erfindungsgegenstand in einem beispielhaften Anwendungsgebiet zu präsentieren. is provided for illustrative purposes only in order to present the present inventive subject matter in an exemplary application. Daher sollten Fachleute anerkennen, dass der vorliegende Erfindungsgegenstand nicht auf eine spezielle Windkraftanlagenbauform zu begrenzen ist. Therefore professionals should recognize that the present subject matter is not to be limited to a specific wind power plant form.
  • [0027] [0027]
    Mit Bezug auf With reference to 2 2 - 5 5 wird eine Ausführungsform eines Rotorblattes An embodiment of a rotor blade 100 100 mit einem oder mehreren steuerbaren Oberflächenmerkmalen with one or more controllable surface features 102 102 gemäß den Aspekten des vorliegenden Erfindungsgegenstandes dargestellt. illustrated in accordance with aspects of the present subject matter. Im Besonderen stellt In particular, represents 2 2 eine perspektivische Sicht des Rotorblattes a perspective view of the rotor blade 100 100 mit einer darin enthaltenen Vielzahl von beabstandeten Spoilern with a plurality of spaced contained therein spoilers 102 102 dar. is. 3 3 stellt eine Querschnittsansicht des in illustrates a cross-sectional view of the in 2 2 gezeigten Rotorblattes shown rotor blade 100 100 entlang der Linie 3-3 dar. taken along line 3-3 represents. 4 4 stellt eine partielle Querschnittsansicht des in represents a partial cross-sectional view of the in 3 3 gezeigten Rotorblattes shown rotor blade 100 100 dar, die partiell den Spoiler represents the partial spoiler 102 102 in einer gesteuerten Position darstellt. represents in a controlled position. Des Weiteren stellt Furthermore, provides 5 5 eine andere partielle Querschnittsansicht des in another partial cross-sectional view of the in 3 3 gezeigten Rotorblattes shown rotor blade 100 100 dar, die partiell den Spoiler represents the partial spoiler 102 102 in einer zurückgesetzten Position darstellt. is in a retracted position.
  • [0028] [0028]
    Im Allgemeinen kann das offenbarte Rotorblatt In general, the disclosed rotor blade 100 100 eine Blattwurzel a blade root 104 104 umfassen, die zum Montieren des Rotorblattes include those for mounting the rotor blade, 100 100 an die Nabe on the hub 18 18 der Windkraftanlage the wind turbine 10 10 ( ( 1 1 ) ausgelegt ist, und eine Blattspitze ) Is designed, and a blade tip 106 106 , die der Blattwurzel That the blade root 104 104 gegenüber angeordnet ist. is arranged opposite. Eine Hülle A sheath 108 108 des Rotorblattes of the rotor blade 100 100 kann im Allgemeinen ausgelegt sein, um sich zwischen der Blattwurzel can be generally designed to move between the blade root 104 104 und der Blattspitze and the blade tip 106 106 zu erstrecken und als die Außenhülle/Abdeckung des Blattes to extend and as the outer shell / cover sheet 100 100 dienen. serve. In einigen Ausführungsformen kann die Hülle In some embodiments, the sheath 108 108 ein im Wesentlichen aerodynamisches Profil definieren, z. B. durch Definieren eines symmetrischen oder eines gewölbten tragflügelförmigen Querschnitts. define a substantially aerodynamic profile, for. example, by defining a symmetric or a curved airfoil-shaped cross section. Die Hülle The shell 108 108 kann an sich eine Druckseite can be connected to a pressure side 110 110 und eine Saugseite and a suction side 112 112 definieren, die sich zwischen einer Stirnkante define, extending between a leading edge 114 114 und einer Endkante and an end edge 116 116 erstrecken. extend. Ferner kann das Rotorblatt Further, the rotor blade 100 100 eine Spannweite a span 118 118 aufweisen, welche die Gesamtlänge zwischen der Blattwurzel show that the total length between the blade root 104 104 und der Blattspitze and the blade tip 106 106 definiert, und eine Flügeltiefe defined, and a chord 120 120 , welche die Gesamtlänge zwischen der Stirnkante That the overall length between the end edge 114 114 und der Endkante and the trailing edge 116 116 definiert. defined. Es ist allgemein bekannt, dass die Flügeltiefe It is generally known that the chord 120 120 in Bezug auf die Spannweite with respect to the wingspan 118 118 in der Länge variieren kann, wenn sich das Rotorblatt can vary in length, when the rotor blade 100 100 von der Blattwurzel from the blade root 104 104 bis zur Blattspitze up to the blade tip 106 106 erstreckt. extends.
  • [0029] [0029]
    In einigen Ausführungsformen kann die Hülle In some embodiments, the sheath 108 108 des Rotorblattes of the rotor blade 100 100 als einzelne, unitäre Komponente gebildet sein. be formed as a single, unitary component. Alternativ kann die Hülle Alternatively, the sheath 108 108 aus einer Vielzahl von Hüllenkomponenten gebildet sein. be formed from a variety of shell components. Zum Beispiel kann die Hülle For example, the sheath 108 108 hergestellt werden aus einer ersten Hüllenhälfte, die im Allgemeinen die Druckseite be made from a first casing half, generally the pressure side 110 110 des Rotorblattes of the rotor blade 100 100 definiert, und einer zweiten Hüllenhälfte, die im Allgemeinen die Saugseite defined, and a second shell half, which is generally the suction side 112 112 des Rotorblattes of the rotor blade 100 100 definiert, wobei die Hüllenhälften an der Stirn- und der Endkante defined, wherein the shell halves on the front and the end edge 114 114 , . 116 116 des Blattes of the sheet 100 100 aneinandergefügt werden. are joined together. Des Weiteren kann die Hülle Furthermore, the envelope 108 108 im Allgemeinen aus jedem geeigneten Material gebildet sein. generally be formed from any suitable material. Zum Beispiel kann die Hülle For example, the sheath 108 108 in einer Ausführungsform im Ganzen aus einem Schichtverbundmaterial gebildet sein, wie kohlenfaserverstärktem Schichtverbundwerkstoff oder einem glasfaserverstärkten Schichtverbundwerkstoff. be formed in one embodiment as a whole from a layered composite material such as carbon fiber reinforced laminate composite material or a glass fiber reinforced laminate composite material. Alternativ können ein oder mehrere Teile der Hülle Alternatively, one or more parts of the shell 108 108 als eine Schichtkonstruktion ausgelegt sein und ein Kernmaterial enthalten, das aus einem leichten Material wie Holz (z. B. Balsa), Schaum (z. B. extrudierter Polystyrolschaum) oder einer Kombination derartiger zwischen den Schichten des Schichtverbundmaterials angeordneten Materialien besteht. be construed as a layer structure and contain a core material made of a lightweight material such as wood (z. B. balsa) foam (z. B. extruded polystyrene foam) or a combination of such arranged between the layers of the layered composite materials.
  • [0030] [0030]
    Es sollte anerkannt werden, dass das Rotorblatt It should be appreciated that the rotor blade 100 100 ebenfalls eine oder mehrere innenliegende Komponenten enthalten kann. can also contain one or more internal components. Zum Beispiel kann das Rotorblatt For example, the rotor blade 100 100 in einigen Ausführungsformen ein oder mehrere Scherstege (nicht dargestellt) enthalten, welche sich zwischen den entsprechenden Holmkappen (nicht dargestellt) erstrecken. in some embodiments, one or more shear webs (not shown) contained, which extend between the respective spar caps (not shown). Allerdings kann das Rotorblatt However, the rotor blade 100 100 der vorliegenden Offenbarung in anderen Ausführungsformen jede beliebige geeignete Innenbauform aufweisen. have the present disclosure in other embodiments, any suitable interior design.
  • [0031] [0031]
    Mit weiterem Bezug auf With further reference to 2 2 - 5 5 kann das Rotorblatt , the rotor blade 100 100 auch einen oder mehrere steuerbare Spoiler and one or more controllable spoiler 102 102 enthalten, die ausgelegt sind, um vom Innern der Hülle included which are designed in order from the inside of the envelope 108 108 aus selektiv gesteuert zu werden. to be controlled from selective. Im Besonderen können die Spoiler In particular, the spoiler can 102 102 zwischen einer gesteuerten Position ( between a controlled position ( 2 2 - 4 4 ), in der mindestens ein Teil eines jeden Spoilers ), In which at least a portion of each spoiler 102 102 außerhalb der Hülle outside of the envelope 108 108 positioniert wird, und einer zurückgesetzten Position ( is positioned, and a retracted position ( 5 5 ) bewegt werden, in der jeder Spoiler ) Are moved in any spoiler 102 102 im Allgemeinen bündig mit einer Außenfläche generally flush with an outer surface 122 122 der Hülle the sheath 108 108 abschließt bzw. unterhalb dieser angeordnet ist. terminates or is arranged below this. In Zeiten höherer Belastung auf dem Rotorblatt In times of high load on the rotor blade 100 100 (z. B. im Betrieb bei hohen Windgeschwindigkeiten) können die Spoiler (Z. B. in operation at high wind speeds), the spoiler 102 102 in die gesteuerte Position bewegt werden, um die Luftströmung über dem Rotorblatt are moved into the controlled position to the air flow over the rotor blade 100 100 von der Außenseite from the outside 122 122 der Hülle the sheath 108 108 zu teilen, wodurch der von dem Blatt to share, so that of the sheet 100 100 erzeugte Auftrieb reduziert wird und die über das Blatt lift generated is reduced and the sheet about the 100 100 an andere Komponenten der Windkraftanlage to other components of the wind turbine 10 10 (z. B. die Nabe (Z. B. the hub 18 18 der Windkraftanlage ( the wind turbine ( 1 1 )) übertragenen Belastungen gesenkt werden. )) Stresses transmitted can be reduced. Allerdings können, wenn die Blattbelastung kein Problem ist (z. B. bei geringen Windgeschwindigkeiten), die Spoiler However, if the blade loading is not a problem (eg. As at low wind speeds), the spoiler 102 102 in die zurückgesetzte Position bewegt werden bzw. dort bleiben, um die Leistung und/oder Effizienz des Rotorblattes be moved to the retracted position and stay there to the performance and / or efficiency of the rotor blade 100 100 nicht zu beeinträchtigen. not compromising.
  • [0032] [0032]
    Im Allgemeinen kann das Rotorblatt In general, the rotor blade 100 100 so ausgelegt sein, dass es eine beliebige Anzahl an Spoilern be so designed that it to any number spoilers 102 102 umfassen kann. may include. Zum Beispiel umfasst das Rotorblatt For example, the rotor blade comprises 100 100 in der dargestellten Ausführungsform drei Spoiler In the illustrated embodiment, three spoilers 102 102 , die entlang des Blattes That along the blade 100 100 beabstandet angeordnet sind. are spaced apart. Allerdings kann das Rotorblatt However, the rotor blade 100 100 in alternativen Ausführungsformen weniger als drei Spoiler in alternative embodiments, less than three spoilers 102 102 umfassen, z. B. einen Spoiler include, for example, as a spoiler 102 102 oder zwei Spoiler or two spoilers 102 102 , oder mehr als drei Spoiler , Or more than three spoilers 102 102 , z. B. vier Spoiler , Z. B. four spoilers 102 102 , fünf Spoiler Five Spoiler 102 102 oder mehr als fünf Spoiler or more than five Spoiler 102 102 . , Des Weiteren kann jeder Spoiler Furthermore, each spoiler 102 102 im Allgemeinen an einer beliebigen Position auf dem Rotorblatt in general, at an arbitrary position on the rotor blade 100 100 angeordnet sein. be located. Zum Beispiel ist, wie dargestellt, jeder Spoiler For example, as shown, each spoiler 102 102 auf der Saugseite on the suction side 112 112 des Rotorblattes of the rotor blade 100 100 positioniert. positioned. In alternativen Ausführungsformen kann jeder Spoiler In alternative embodiments, each spoiler 102 102 auf der Druckseite on the pressure side 110 110 des Rotorblattes of the rotor blade 100 100 positioniert sein oder die Spoiler be positioned or spoiler 102 102 können auf jeder Seite can on each side 110 110 , . 112 112 des Rotorblattes of the rotor blade 100 100 positioniert sein. be positioned. Gleichermaßen können die Spoiler Similarly, the spoilers 102 102 allgemein an jeder geeigneten Position entlang der Spannweite generally at any suitable position along the span 118 118 des Rotorblattes of the rotor blade 100 100 angeordnet sein, z. B. von im Wesentlichen neben der Blattwurzel be arranged for. example of substantially adjacent the blade root 104 104 bis im Wesentlichen hin zur Blattspitze to substantially towards the blade tip 106 106 . ,
  • [0033] [0033]
    Darüber hinaus kann jeder Spoiler In addition, each spoiler 102 102 im Allgemeinen an jeder geeigneten Position entlang der Flügeltiefe generally at any suitable position along the chord 120 120 des Rotorblattes of the rotor blade 100 100 positioniert werden, z. B. durch Beabstandung in geeignetem Abstand be positioned such. as by spacing at a suitable distance 124 124 zur Stirnkante to the front edge 114 114 der Hülle the sheath 108 108 . , Zum Beispiel kann in einigen Ausführungsformen des vorliegenden Erfindungsgegenstandes jeder Spoiler For example, in some embodiments of the present subject matter of each spoiler 102 102 in einem Abstand at a distance 124 124 von der Stirnkante from the front edge 114 114 positioniert werden, der von ungefähr 5% bis ungefähr 30% der entsprechenden Flügeltiefe are positioned, the from about 5% to about 30% of the corresponding chord 120 120 reicht, welche an der speziellen spannweitigen Position des Spoilers ranges, which at the particular spanwise position of the spoiler 102 102 definiert ist, z. B. von ungefähr 10% bis ungefähr 20% der entsprechenden Flügeltiefe is defined, for., from about 10% to about 20% of the corresponding chord 120 120 oder von ungefähr 15% bis ungefähr 25% und allen dazwischenliegenden Teilreichweiten. or from about 15% to about 25% and all intermediate part-ranges. Allerdings sollte in anderen Ausführungsformen anerkannt werden, dass die Spoiler However, it should be recognized in other embodiments, the spoiler 102 102 in einem Abstand at a distance 124 124 von der Stirnkante beabstandet sind, der geringer ist als 5% der Länge der entsprechenden Flügeltiefe are spaced from the end edge, which is less than 5% of the length of the corresponding chord 120 120 oder größer ist als 30% der Länge der entsprechenden Flügeltiefe or greater than 30% of the length of the corresponding chord 120 120 . , Zum Beispiel können in einer Ausführungsform ein oder mehrere Spoiler For example, one or more spoiler in an embodiment 102 102 neben der Endkante next to the trailing edge 116 116 des Rotorblattes of the rotor blade 100 100 positioniert werden. be positioned.
  • [0034] [0034]
    Ferner können in den Ausführungsformen, in denen das Rotorblatt Further, in the embodiments in which the rotor blade 100 100 mehr als einen Spoiler more than a spoiler 102 102 enthält, die Spoiler contains spoilers 102 102 in jeder beliebigen Richtung entlang des Rotorblattes in any direction along the rotor blade 100 100 voneinander beabstandet sein. be spaced apart. Zum Beispiel sind in der dargestellten Ausführungsform die Spoiler For example, in the illustrated embodiment, the spoiler 102 102 in der spannweitigen Position voneinander beabstandet. in the spanwise position spaced apart. In anderen Ausführungsformen können die Spoiler In other embodiments, the spoiler can 102 102 in Flügeltiefenrichtung voneinander beabstandet sein oder sowohl in Richtung der Spannweite als auch in Richtung der Flügeltiefe. be chordwise distance from each other, or both spanwise and in the direction of the wing chord. Fachleute sollten anerkennen, dass sich die „Richtung in Flügeltiefe” auf eine Richtung bezieht, die sich parallel zur Flügeltiefe Professionals should recognize that the "direction in chord" refers to a direction parallel to the chord 120 120 des Rotorblattes of the rotor blade 100 100 erstreckt, und sich die „Richtung in Spannweite” auf eine Richtung bezieht, die sich parallel zur Spannweite extends, and the "direction in span" refers to a direction parallel to the span 118 118 des Rotorblattes of the rotor blade 100 100 erstreckt. extends.
  • [0035] [0035]
    Des Weiteren kann sich jeder Spoiler Furthermore, each spoiler can 102 102 im Allgemeinen über eine beliebige Länge generally has an arbitrary length 126 126 auf dem Rotorblatt on the rotor blade 100 100 erstrecken. extend. Zum Beispiel können in einer Ausführungsform die Spoiler For example, in one embodiment, the spoiler 102 102 eine Länge a length 126 126 aufweisen, die im Allgemeinen der Spannweite comprise, which generally span the 118 118 des Rotorblattes of the rotor blade 100 100 gleicht, sodass sich jeder Spoiler similar, so that each spoiler 102 102 im Wesentlichen von der Blattwurzel substantially from the blade root 104 104 bis zur Blattspitze up to the blade tip 106 106 erstreckt. extends. In anderen Ausführungsformen können die Spoiler In other embodiments, the spoiler can 102 102 kürzere Längen shorter lengths 126 126 definieren. define. Zum Beispiel können in einer speziellen Ausführungsform des vorliegenden Erfindungsgegenstandes die Spoiler For example, in a specific embodiment of the present subject matter, the spoilers 102 102 eine Länge definieren, die geringer ist als 5 Meter (m), z. B. geringer als 3 m oder geringer als 2 m und alle dazwischenliegenden Teilreichweiten. defining a length that is less than 5 meters (m), z. B. less than 3 m, or less than 2 m and all intermediate part ranges.
  • [0036] [0036]
    Ferner kann in einigen Ausführungsformen jeder Spoiler Further, in some embodiments, each spoiler 102 102 im Allgemeinen als dünnes Blech gestaltet sein. be generally designed as a thin sheet. Zum Beispiel kann, wie in der dargestellten Ausführungsform dargestellt, jeder Spoiler For example, as shown in the illustrated embodiment, each spoiler 102 102 ein blechförmiges Element mit einer im Wesentlichen rechteckigen Querschnittsform umfassen. comprise a plate-shaped member having a substantially rectangular cross-sectional shape. Allerdings sollte anerkannt werden, dass in alternativen Ausführungsformen die Spoiler However, it should be recognized that in alternative embodiments, the spoiler 102 102 im Allgemeinen jede andere geeignete Form definieren können, die erlaubt, dass die Spoiler in general can define any other suitable shape which allows that the spoiler 102 102 die Luftströmung über der Außenfläche the air flow over the outer surface 122 122 der Hülle the sheath 108 108 unterbrechen. interrupt. Zum Beispiel können die Spoiler eine dreieckige, gekrümmte (z. B. halbelliptische oder halbkreisförmige), eine L-Form und/oder jede andere geeignete Form aufweisen. For example, the spoiler has a triangular, curved (for. Example, semi-elliptical or semi-circular), a L-shape and / or any other suitable shape may have.
  • [0037] [0037]
    Darüber hinaus kann in noch weiteren Ausführungsformen jeder Spoiler Moreover, in still other embodiments, each spoiler 102 102 ein oder mehrere Luftströmungsmerkmale definieren, die ausgelegt sind, um die Teilung der Luft von der Außenfläche define one or more air flow characteristics that are adapted to the division of the air from the outer surface 122 122 der Hülle the sheath 108 108 zu verbessern. to improve. Zum Beispiel kann in einer Ausführungsform der Spoiler For example, in one embodiment, the spoiler 102 102 als Wellblech gestaltet sein. be designed as corrugated iron. Somit kann, wie speziell in Thus, as especially in 13 13 dargestellt, der Spoiler shown, the spoiler 102 102 im Allgemeinen über seine Länge ein Zickzackmuster definieren. generally define its length a zigzag pattern. Eine derartige gewellte Form kann im Allgemeinen dazu dienen, die Strömungsteilung zu erhöhen, wenn sich die Luft entlang der Außenfläche Such a corrugated shape can generally serve to increase the flow dividing, when the air along the outer surface 122 122 der Hülle the sheath 108 108 bewegt und die Spoiler moved and the spoiler 102 102 berührt. touches. Allerdings kann in alternativen Ausführungsformen der Spoiler However, in alternative embodiments of the spoiler 102 102 jedes andere geeignete Luftströmungsmerkmal enthalten, z. B. indem Kanten, winklige Merkmale, Öffnungen und dergleichen definiert werden. contain any other suitable air flow characteristic, for. example by edges, angular features, openings and the like are defined.
  • [0038] [0038]
    Mit speziellem Bezug auf With specific reference to 4 4 und and 5 5 kann jeder Spoiler can any spoilers 102 102 ein Basisende a base end 128 128 enthalten, das mit einem im Rotorblatt included in the with a rotor blade 100 100 angeordneten Steuerelement arranged control 130 130 gekoppelt ist. is coupled. Im Allgemeinen kann das Steuerelement In general, the control 130 130 ausgelegt sein, um den Spoiler be adapted to the spoiler 102 102 zwischen der gesteuerten Position ( between the controlled position ( 2 2 - 4 4 ) und der zurückgesetzten Position ( ) And the retracted position ( 5 5 ) zu verschieben. ) To move. Demzufolge sollte anerkannt werden, dass das Steuerelement Accordingly, it should be recognized that the control 130 130 im Allgemeinen jede geeignete Vorrichtung umfassen kann, die in der Lage ist, den Spoiler In general, any suitable device may comprise, which is capable of the spoiler 102 102 in Bezug zur Hülle with respect to the shell 108 108 zu bewegen. to move. Zum Beispiel kann in einigen Ausführungsformen das Steuerelement For example, in some embodiments, the control 130 130 eine Vorrichtung zur Linearverschiebung umfassen, die dazu ausgelegt ist, den Spoiler a device for linear displacement include that is adapted to the spoiler 102 102 zwischen der gesteuerten und der zurückgesetzten Position linear zu verschieben. between the controlled and move the retracted position linear. Im Kontext des vorliegenden Erfindungsgegenstandes bezieht sich der Begriff „linear verschieben” auf die Verschiebung eines Oberflächenmerkmals entlang einer geraden Linie. In the context of the present subject matter, the term "linear shift" on the displacement of a surface feature along a straight line. Daher kann das Steuerelement Therefore, the control 130 130 in einer Ausführungsform einen hydraulischen, pneumatischen oder jede andere geeignete Zylinderform umfassen, die zum linearen Verschieben einer Kolbenstange in one embodiment comprise a hydraulic, pneumatic or any other suitable cylindrical shape for linearly displacing a piston rod 132 132 ausgelegt ist. is designed. Daher kann, wie in Therefore, as in 4 4 und and 5 5 dargestellt, das Basisende shown, the base end 128 128 des Spoilers the spoiler 102 102 an der Kolbenstange on piston rod 132 132 angebracht werden, sodass, wenn die Kolbenstange are mounted so that, when the piston rod 132 132 gesteuert wird, der Spoiler is controlled, the spoiler 102 102 in Bezug auf die Hülle with respect to the sheath 108 108 linear verschoben wird. is moved linearly. In anderen Ausführungsformen kann das Steuerelement In other embodiments, the control 130 130 jede andere geeignete Vorrichtung zur Linearverschiebung umfassen, wie eine Zahnstange, eine Vorrichtung mit Schneckenantrieb, eine nockengesteuerte Vorrichtung, einen Elektromagnet-Solenoid oder -motor, andere elektromagnetisch gesteuerten Vorrichtungen, einen Scotch-Yoke-Mechanismus und/oder jede andere geeignete Vorrichtung. include any other suitable device for linear displacement, such as a rack, a device with worm gear, a cam-controlled device, an electromagnet-solenoid or motor, other devices electromagnetically controlled, a Scotch yoke mechanism and / or any other suitable device.
  • [0039] [0039]
    Es sollte anerkannt werden, dass jede geeignete Zahl von Steuerelementen It should be appreciated that any suitable number of controls 130 130 dazu verwendet werden kann, jeden Spoiler can be used every spoiler 102 102 zwischen der gesteuerten und zurückgesetzten Position zu bewegen. to move between the controlled and set-back position. Zum Beispiel können in einer Ausführungsform zwei oder mehr Steuerelemente For example, in one embodiment, two or more controls 130 130 an das Basisende to the base end 128 128 eines jeden Spoilers of each spoiler 102 102 an unterschiedlichen Positionen über die gesamte Länge at different positions over the entire length 128 128 des Spoilers the spoiler 102 102 gekoppelt werden. are coupled. Allerdings kann in einer anderen Ausführungsform ein einzelnes Steuerelement However, in another embodiment a single control 130 130 eingesetzt werden, um den Spoiler be employed to the spoiler 102 102 zu bewegen. to move. Es sollte auch anerkannt werden, dass, auch wenn das Steuerelement It should also be recognized that, even if the control 130 130 und der Spoiler and the spoiler 102 102 als im Wesentlichen senkrecht zur Außenfläche as substantially perpendicular to the outer surface 122 122 der Hülle the sheath 108 108 ausgerichtet dargestellt sind, das Steuerelement are depicted aligned, the control 130 130 und der Spoiler and the spoiler 102 102 im Allgemeinen so ausgelegt sind, dass sie jede geeignete Ausrichtung bezüglich der Hülle are generally designed so that they respect any suitable orientation of the sheath 108 108 aufweisen können. may have.
  • [0040] [0040]
    Des Weiteren kann sich jeder Spoiler im Allgemeinen von seinem Basisende Furthermore, each spoiler can generally from its base end 128 128 zu einem dem Basisende a the base end 128 128 gegenüberliegenden Spitzenende opposite tip end 134 134 erstrecken. extend. Das Spitzenende The tip end 134 134 kann im Allgemeinen die Oberseite und/oder den äußersten Punkt des Spoilers can generally the top and / or the outermost point of the spoiler 102 102 definieren. define. Wenn der Spoiler When the spoiler 102 102 in die gesteuerte Position bewegt wird, kann eine Höhe is moved into the controlled position, can have a height 136 136 zwischen dem Spitzenende between the tip end 134 134 und der Außenfläche and the outer surface 122 122 definiert werden. be defined. Es sollte anerkannt werden, dass das Steuerelement It should be recognized that the control 130 130 im Allgemeinen ausgelegt ist, um das Spitzenende is generally designed to the tip end 134 134 in eine beliebige geeignete Höhe in any suitable amount 136 136 über der Außenfläche on the outer surface 122 122 zu steuern. to control. Allerdings kann in einigen Ausführungsformen des vorliegenden Erfindungsgegenstandes die Höhe However, in some embodiments of the present subject matter, the height 136 136 von ungefähr 0,05% bis ungefähr 1,5% der entsprechenden Flügeltiefe from about 0.05% to about 1.5% of the corresponding chord 120 120 reichen, die an der speziellen spannweitigen Position des Spoilers rich, at the particular spanwise position of the spoiler 102 102 definiert ist, z. B. von ungefähr 0,1% bis ungefähr 0,3% der entsprechenden Flügeltiefe is defined, for example., from about 0.1% to about 0.3% of the corresponding chord 120 120 oder von ungefähr 0,5% bis ungefähr 1,2% der entsprechenden Flügeltiefe or from about 0.5% to about 1.2% of the corresponding chord 120 120 und allen dazwischenliegenden Teilreichweiten. and all intermediate portion ranges. Daher können in einigen Ausführungsformen die Reichweiten der Höhe Thus, in some embodiments, the ranges of height 136 136 im Allgemeinen zunehmen, wenn der Spoiler generally increase as the spoiler 102 102 näher an der Blattwurzel closer to the blade root 104 104 positioniert wird und im Allgemeinen abnehmen, wenn der Spoiler is positioned and generally decrease as the spoiler 102 102 näher an der Blattspitze closer to the blade tip 106 106 positioniert wird. is positioned. In anderen Ausführungsformen sollte anerkannt werden, dass die Höhe In other embodiments, it should be recognized that the level 136 136 geringer sein kann als 0,05% der entsprechenden an der speziellen spannweitigen Position des Spoilers may be less than 0.05% of the corresponding spanwise at the particular position of the spoiler 102 102 definierten Flügeltiefe defined chord 120 120 oder größer sein kann als 1,5% der entsprechenden Flügeltiefe or may be greater than 1.5% of the corresponding chord 120 120 . ,
  • [0041] [0041]
    Es sollte auch anerkannt werden, dass die Höhe It should also be recognized that the height 136 136 , bis zu der das Spitzenende To which the tip end 134 134 eines jeden Spoilers of each spoiler 102 102 gesteuert werden kann, nicht festgelegt sein braucht. can be controlled not be determined needs. So kann das Steuerelement Thus, the control 130 130 beispielsweise dazu ausgelegt sein, die Spoiler for example, be adapted to the spoiler 102 102 je nach den auf das Rotorblatt Depending on the on the rotor blade 100 100 wirkenden Belastungen in unterschiedliche Höhen loads acting in different heights 136 136 zu steuern. to control. Im Besonderen kann je nach Größenordnung der Blattbelastung (z. B. die Menge an durch das Rotorblatt In particular (z. B., depending on the magnitude of the blade loading, the amount of through the rotor blade 100 100 erzeugtem Auftrieb) das Steuerelement produced lift) the control 130 130 ausgelegt sein, die Spoiler be designed, the spoiler 102 102 in eine spezielle Höhe in a specific amount 136 136 zu steuern, die ausgebildet ist, um die Luftströmung von der Hülle to control that is implemented to the air flow from the sheath 108 108 zu teilen, um die gewünschte Reduktion der Belastung zu erreichen. to share, in order to achieve the desired reduction of the load.
  • [0042] [0042]
    Des Weiteren kann in einigen Ausführungsformen des vorliegenden Erfindungsgegenstandes das Spitzenende Furthermore, in some embodiments of the present subject matter, the tip end 134 134 eines jeden Spoilers of each spoiler 102 102 dazu ausgelegt sein, im Allgemeinen mit der Außenfläche be adapted generally to the outer surface 122 122 der Hülle the sheath 108 108 bündig abzuschließen, wenn der Spoiler flush completed if the spoiler 102 102 in die zurückgesetzte Position bewegt wird. is moved to the retracted position. In derartigen Ausführungsformen sollte anerkannt werden, dass das Spitzenende In such embodiments, it should be recognized that the tip end 134 134 eines jeden Spoilers of each spoiler 102 102 ausgelegt werden kann, um ein aerodynamisches Profil zu definieren, welches im Allgemeinen dem aerodynamischen Profil der Außenfläche can be designed to define an aerodynamic profile, which is generally the aerodynamic profile of the outer surface 122 122 der Hülle the sheath 108 108 in der an den Spoiler in the spoiler 102 102 grenzenden Fläche entspricht. adjacent area corresponds. Wenn zum Beispiel, wie in For example, if, as shown in 5 5 dargestellt, sich der Spoiler illustrated, the spoiler 102 102 in der zurückgesetzten Position befindet, kann im Allgemeinen das Spitzenende is in the retracted position, in general, the tip end 134 134 im Wesentlichen bündig mit der Außenfläche substantially flush with the outer surface 122 122 der Hülle the sheath 108 108 positioniert sein. be positioned. So kann ein im Allgemeinen ebenes und stufenloses aerodynamisches Profil zwischen der Außenfläche Thus, a generally planar and continuously variable aerodynamic profile between the outer surface 122 122 und dem Spoiler and the spoiler 102 102 definiert werden. be defined.
  • [0043] [0043]
    Mit Bezug auf With reference to 6 6 und and 7 7 werden partielle Querschnittsansichten einer anderen Ausführungsform eines Rotorblattes are partial cross sectional views of another embodiment of a rotor blade 200 200 mit einem daran angeordneten steuerbaren Spoiler a spoiler mounted thereon controllable 202 202 gemäß den Aspekten des vorliegenden Erfindungsgegenstandes dargestellt. illustrated in accordance with aspects of the present subject matter. Im Allgemeinen kann das Rotorblatt In general, the rotor blade 200 200 genauso oder ähnlich wie das zuvor mit Bezug auf the same or similar as the previously with reference to 2 2 - 5 5 beschriebene Rotorblatt rotor blade described 100 100 ausgelegt sein. be designed. Daher kann das Rotorblatt Therefore, the rotor blade 200 200 eine Hülle an envelope 208 208 umfassen, die eine Außenfläche comprise the outer surface of a 222 222 sowie eine Druckseite and a pressure side 110 110 und eine Saugseite and a suction side 112 112 aufweist, welche sich zwischen der Stirnkante und der Endkante has extending between the front edge and the end edge 114 114 , . 116 116 ( ( 3 3 ) erstreckt. ) Extends. Des Weiteren können der dargestellte Spoiler Furthermore, the spoiler shown 202 202 und das Steuerelement and the control 230 230 im Allgemeinen genauso oder ähnlich wie der zuvor mit Bezug auf generally the same as or similar to the previously described with reference 2 2 - 5 5 beschriebene Spoiler Spoiler described 102 102 und das Steuerelement and the control 130 130 ausgelegt sein. be designed. Daher kann sich der Spoiler im Allgemeinen zwischen einem mit dem Steuerelement Therefore, the spoiler is generally between one with the control 230 230 gekoppelten Basisende coupled base end 228 228 und einem die Oberseite und/oder den äußersten Punkt des Spoilers and a top and / or the outermost point of the spoiler 202 202 definierenden Spitzenende defining tip end 234 234 erstrecken. extend. Des Weiteren kann das Steuerelement Furthermore, the control 230 230 dazu ausgelegt sein, den Spoiler be adapted to the spoiler 202 202 zwischen einer gesteuerten Position ( between a controlled position ( 6 6 ) und einer zurückgesetzten Position ( ) And a retracted position ( 7 7 ) zu bewegen, z. B. durch Linearverschiebung des Spoilers ) To move, z. B. by linear displacement of the spoiler 202 202 zwischen der gesteuerten und der zurückgesetzten Position. between the controlled and the retracted position.
  • [0044] [0044]
    Allerdings kann der Spoiler However, the spoiler 202 202 , anders als in den zuvor beschriebenen Ausführungsformen, ausgelegt sein, um vollständig in die Hülle , Other than to be designed in the previously described embodiments, to completely into the sheath 208 208 zurückgesetzt zu werden, wenn der Spoiler to be reset when the spoiler 202 202 in die zurückgesetzte Position bewegt wird. is moved to the retracted position. Wie zum Beispiel in Such as in 7 7 dargestellt, kann eine Lücke illustrated, a gap 238 238 zwischen dem Spitzenende between the tip end 234 234 des Spoilers the spoiler 202 202 und der Innenseite and the inside 240 240 der Hülle the sheath 208 208 definiert sein, wenn sich der Spoiler be defined if the spoiler 202 202 in der zurückgesetzten Position befindet. is in the retracted position. In einer derartigen Ausführungsform kann das Rotorblatt In such an embodiment, the rotor blade 200 200 im Allgemeinen ein Verschlusselement in general, a closure element 244 244 enthalten, welches dazu ausgelegt ist, die in der Hülle included, which is adapted to the case in the 208 208 definierte Öffnung defined opening 242 242 , durch welche der Spoiler By which the spoiler 202 202 gesteuert wird, zu schließen, abzudecken und/oder zu füllen. is controlled to close to cover and / or fill.
  • [0045] [0045]
    Daher kann in einigen Ausführungsformen das Verschlusselement Therefore, in some embodiments, the shutter member 244 244 eine Klappe a flap 246 246 umfassen, welche schwenkbar an der Hülle comprise, pivotally on the shell 208 208 in einer an die Öffnung in the opening 242 242 grenzenden Fläche angebracht ist. adjacent area is attached. Die Klappe The flap 246 246 kann zum Beispiel, wie in der dargestellten Ausführungsform gezeigt, mit Hilfe eines Gelenks For example, as shown in the illustrated embodiment, by means of a hinge 248 248 , welches zwischen der Klappe That between the flap 246 246 und der Hülle and the shell 208 208 angeordnet ist, schwenkbar an der Hülle is arranged pivotally on the shell 208 208 angebracht sein. be appropriate. So kann die Klappe Thus, the flap 246 246 zwischen einer geöffneten und einer geschlossenen Position schwenken, wenn der Spoiler pivot between an open and a closed position, when the spoiler 202 202 gesteuert wird. is controlled. Insbesondere kann, wie in In particular, as in 6 6 dargestellt, die Klappe shown, the flap 246 246 dazu ausgelegt sein, aufwärts und von der Öffnung be adapted upwards and from the opening 242 242 weg zu schwenken, wenn der Spoiler to swing away when the spoiler 202 202 in die gesteuerte Position bewegt wird. is moved into the controlled position. Gleichermaßen kann, wie in Similarly as in 7 7 dargestellt, die Klappe shown, the flap 246 246 dazu ausgelegt sein, abwärts und zur Öffnung be adapted and down to the opening 242 242 hin zu schwenken, wenn der Spoiler to pan out when the spoiler 202 202 in die zurückgesetzte Position bewegt wird. is moved to the retracted position. Des Weiteren kann in einigen Ausführungsformen zum Sicherstellen, dass die Klappe Furthermore, in some embodiments, for ensuring that the flap 246 246 in der geschlossenen Position bleibt, wenn der Spoiler remains in the closed position, when the spoiler 202 202 in die zurückgesetzte Position bewegt wird, das Gelenk is moved to the retracted position, the hinge 248 248 einen Vorspannmechanismus enthalten, der dazu ausgelegt ist, die Klappe include a biasing mechanism that is adapted to the flap 246 246 in Richtung Öffnung in the direction of opening 242 242 vorzuspannen. bias. Zum Beispiel kann das Gelenk For example, the joint 248 248 als gefedertes Gelenk ausgelegt sein oder jedes beliebige Gelenk umfassen, welches dazu ausgelegt ist, eine Vorspannkraft gegen die Klappe be designed as a spring loaded hinge or include any joint which is adapted to provide a biasing force against the flap 246 246 bereitzustellen. provide.
  • [0046] [0046]
    Darüber hinaus kann die Außenfläche Moreover, the outer surface 250 250 der Klappe the flap 246 246 im Allgemeinen dazu ausgelegt sein, eine aerodynamische Oberfläche bzw. ein aerodynamisches Profil zu definieren, welches dem aerodynamischen Profil der Außenfläche generally be configured to define an aerodynamic surface and an aerodynamic profile that the aerodynamic profile of the outer surface 222 222 der Hülle the sheath 208 208 in der an die Öffnung in the opening 242 242 grenzenden Fläche entspricht. adjacent area corresponds. Zum Beispiel kann, wie in For example, as shown in 7 7 dargestellt, die Außenfläche shown, the outer surface 250 250 der Klappe the flap 246 246 , wenn die Klappe When the lid 246 246 in die geschlossene Position schwenkt, im Allgemeinen bündig mit der Außenfläche pivots to the closed position, generally flush with the outer surface 222 222 der Hülle the sheath 208 208 positioniert sein. be positioned. So kann ein im Allgemeinen ebenes und stufenloses aerodynamisches Profil zwischen der Hülle Thus, a generally planar and continuously variable aerodynamic profile between the casing 208 208 und der Klappe and the flap 246 246 definiert werden. be defined. Des Weiteren können, wie in der dargestellten Ausführungsform gezeigt, sowohl die Hülle Furthermore, as shown in the illustrated embodiment, both the shell 208 208 als auch die Klappe and the flap 246 246 im Allgemeinen entsprechende konisch zulaufende Kanten generally corresponding tapered edges 252 252 definieren. define. Daher können, wenn die Klappe Therefore, when the flap 246 246 in die geschlossene Position schwenkt, die konisch zulaufenden Kanten pivots to the closed position, the tapered edges 252 252 der Klappe the flap 246 246 und die Hülle and the shell 202 202 so ausgerichtet werden, dass ein ebener aerodynamischer Übergang über der Außenfläche are oriented so that a planar aerodynamic transition to the outer surface 222 222 des Rotorblattes of the rotor blade 200 200 gewährleistet wird. is guaranteed.
  • [0047] [0047]
    Es sollte auch anerkannt werden, dass alternativ zu den mit Bezug auf It should also be recognized that an alternative to the with respect to 2 2 - 7 7 beschriebenen Spoilern spoilers described 102 102 , . 202 202 jedes andere geeignete Oberflächenmerkmal mit den offenbarten Steuerelementen any other suitable surface feature with the disclosed controls 130 130 , . 230 230 gekoppelt werden kann, um sicherzustellen, dass ein derartiges Oberflächenmerkmal aus dem Innern des Rotorblattes can be coupled to ensure that such a surface feature from the interior of the rotor blade 100 100 , . 200 200 in eine Position an oder oberhalb der Außenfläche in a position at or above the outer surface 122 122 , . 222 222 der Hülle the sheath 108 108 , . 208 208 linear verschoben werden kann. can be moved linearly. Zum Beispiel kann in einer alternativen Ausführungsform ein Vortexgenerator, z. B. der nachstehend mit Bezug auf For example, as in an alternative embodiment, a vortex generator, z. The below with reference to 8 8 - 12 12 beschriebene Vortexgenerator, mit den Steuerelementen Vortex generator described, with the controls 130 130 , . 230 230 gekoppelt werden, um zu ermöglichen, dass der Vortexgenerator die Luftströmung über der Außenfläche are coupled to allow the vortex generator, the air flow over the outer surface 122 122 , . 222 222 des Rotorblattes of the rotor blade 100 100 , . 200 200 erhöhen kann. may increase.
  • [0048] [0048]
    Mit Bezug auf With reference to 8 8 - 12 12 wird eine Ausführungsform eines Rotorblattes An embodiment of a rotor blade 300 300 mit einer darin eingebauten steuerbaren Oberflächenmerkmalsanordnung with a built-in controllable surface feature arrangement 360 360 (nachstehend als „Anordnung (Hereinafter referred to as "arrangement 360 360 ” bzw. „steuerbare Anordnung "And" controllable means 360 360 ” bezeichnet) gemäß den Aspekten des vorliegenden Erfindungsgegenstandes dargestellt. "Hereinafter) according to aspects of the present subject matter illustrated. Im Besonderen stellt In particular, represents 8 8 eine Querschnittsansicht der steuerbaren Anordnung a cross-sectional view of the controllable arrangement 360 360 in einer zurückgesetzten Position im Innern des Rotorblattes in a retracted position in the interior of the rotor blade 300 300 dar. is. 9 9 - 11 11 stellen partielle Querschnittsansichten der steuerbaren Anordnung provide partial cross-sectional views of the controllable arrangement 360 360 in gesteuerten Positionen dar, die speziell die verschiedenen Oberflächenmerkmale in controlled positions are specifically different surface features 362 362 , . 364 364 , . 366 366 der Anordnung the arrangement 360 360 zeigen. show. Des Weiteren stellt Furthermore, provides 12 12 eine perspektivische Ansicht der in a perspective view of the in 8 8 - 11 11 gezeigten steuerbaren Anordnung controllable arrangement shown 360 360 dar. is.
  • [0049] [0049]
    Im Allgemeinen kann das Rotorblatt In general, the rotor blade 300 300 genauso oder ähnlich wie die zuvor mit Bezug auf the same or similar to the previously with reference to 2 2 - 7 7 beschriebenen Rotorblätter Blades described 100 100 ausgelegt sein. be designed. Daher kann das Rotorblatt Therefore, the rotor blade 300 300 eine Hülle an envelope 308 308 mit einer Außenfläche having an outer surface 322 322 umfassen. . include Des Weiteren kann die Hülle Furthermore, the envelope 308 308 im Allgemeinen eine Druckseite generally a pressure side 310 310 und eine sich zwischen der Stirnkante und der Endkante and between the leading edge and the trailing edge 314 314 , . 316 316 erstreckende Saugseite extending suction side 312 312 definieren. define.
  • [0050] [0050]
    Darüber hinaus kann, wie dargestellt, das Rotorblatt Moreover, as shown, the rotor blade 300 300 auch eine steuerbare Anordnung and a controllable arrangement 360 360 mit einer Vielzahl von Oberflächenmerkmalen with a plurality of surface features 362 362 , . 364 364 , . 366 366 umfassen, welche sich von einer Basis include, extending from a base 368 368 nach außen erstrecken. extend outwardly. Jedes Oberflächenmerkmal Each surface feature 362 362 , . 364 364 , . 366 366 kann im Allgemeinen dazu ausgelegt sein, dem Rotorblatt can generally be adapted to the rotor blade 300 300 eine andere Oberflächenbeschaffenheit zu verleihen. to give a different finish. Zum Beispiel können ein oder mehrere der Oberflächenmerkmale For example, one or more of the surface features 362 362 , . 364 364 , . 366 366 dazu ausgelegt sein, die Luftströmung über der Außenfläche be adapted to the airflow over the outer surface 322 322 der Hülle the sheath 308 308 zu erhöhen oder zu unterbrechen. to increase or interrupt. Des Weiteren kann die Basis Furthermore, the base 368 368 der steuerbaren Anordnung the controllable arrangement 360 360 im Allgemeinen dazu ausgelegt sein, selektiv gesteuert zu werden, sowohl linear als auch rotierend, um die Oberflächenmerkmale be generally configured to be selectively controlled, either linear or rotating, the surface characteristics 362 362 , . 364 364 , . 366 366 in Bezug zur Hülle with respect to the shell 308 308 zu verschieben und die Oberflächenmerkmale to move and the surface features 362 362 , . 364 364 , . 366 366 an einer in der Hülle at one in the envelope 308 308 definierten Öffnung defined opening 342 342 auszurichten. align. Im Besonderen kann die Basis In particular, the base 368 368 zum linearen Steuern ausgelegt sein, um die Anordnung be designed for linear taxes to the arrangement 360 360 zwischen einer zurückgesetzten Position ( between a retracted position ( 8 8 ), in der die gesamte Anordnung ) In which the entire assembly 360 360 ins Innere der Hülle into the interior of the sleeve 308 308 zurückgesetzt wird, und einer gesteuerten Position ( reset, and a controlled position ( 9 9 - 11 11 ), in der eines der Oberflächenmerkmale ), In which one of the surface features 362 362 , . 364 364 , . 366 366 der Anordnung the arrangement 360 360 in der Öffnung in the opening 342 342 aufgenommen wird, zu bewegen. is taken to move. Des Weiteren kann, wenn sich die steuerbare Anordnung Furthermore, when the controllable means 360 360 in der zurückgesetzten Position befindet, die Basis is in the retracted position, the base 368 368 zum Rotieren ausgelegt sein, um die Ausrichtung der Oberflächenmerkmale be designed to rotate to the alignment of surface features 362 362 , . 364 364 , . 366 366 in Bezug zur Öffnung with respect to the opening 342 342 einzustellen. adjust. Die Basis The base 368 368 kann speziell rotiert werden, um zu variieren, welches der Oberflächenmerkmale can be specifically rotated to vary, which is the surface characteristics 362 362 , . 364 364 , . 366 366 in der Öffnung in the opening 342 342 aufgenommen wird, wenn die Anordnung is received when the assembly 360 360 in die gesteuerte Position bewegt wird. is moved into the controlled position. So kann die steuerbare Anordnung Thus, the controllable means 360 360 im Allgemeinen ein Mittel zum selektiven Verändern der Oberflächenbeschaffenheit des Rotorblattes in general, a means for selectively changing the surface condition of the rotor blade 300 300 bereitstellen. provide.
  • [0051] [0051]
    Es sollte leicht erkennbar sein, dass die offenbarte Anordnung It should be readily apparent that the disclosed arrangement 360 360 im Allgemeinen jedes geeignete in der Technik bekannte Oberflächenmerkmal In general, any suitable known in the art, surface feature 362 362 , . 364 364 , . 366 366 umfassen kann. may include. In der dargestellten Ausführungsform kann die steuerbare Anordnung In the illustrated embodiment, the controllable arrangement 360 360 zum Beispiel einen Spoiler For example, a spoiler 362 362 , einen Vortexgenerator A vortex generator 364 364 oder ein Außenhautsegment or a skin segment 366 366 umfassen, welche entlang des Außenumfangs der Basis include, which along the outer periphery of the base 368 368 beabstandet sind. are spaced. Allerdings kann die steuerbare Anordnung However, the controllable means 360 360 in anderen Ausführungsformen jede andere geeignete Kombination und/oder Anzahl an Oberflächenmerkmalen in other embodiments, any other suitable combination and / or number of surface features 362 362 , . 364 364 , . 366 366 umfassen. . include Zum Beispiel kann die Anordnung For example, the arrangement 360 360 zwei oder mehr Spoiler two or more spoilers 362 362 verschiedener Bauweisen, zwei oder mehr Vortexgeneratoren various construction methods, two or more vortex generators 364 364 verschiedener Bauweisen und/oder jede andere geeignete Kombination von Oberflächenmerkmalen various designs and / or any other suitable combination of surface features 362 362 , . 364 364 , . 366 366 umfassen. . include
  • [0052] [0052]
    Im Allgemeinen kann jedes Oberflächenmerkmal In general, any surface feature 362 362 , . 364 364 , . 366 366 so ausgelegt werden, dass es sich von der Basis be designed such that it from the base 368 368 nach außen erstreckt, sodass, wenn die steuerbare Anordnung extends outwardly, so that when the controllable arrangement 360 360 in die gesteuerte Position bewegt wird, das Oberflächenmerkmal is moved into the controlled position, the surface feature 362 362 , . 364 364 , . 366 366 , welches in der Öffnung Which in the opening 342 342 aufgenommen wird, eine andere Wirkung auf die entlang der Außenfläche is recorded, a different effect on the along the outer surface 322 322 der Hülle the sheath 308 308 strömende Luft haben kann. may have air flowing. Zum Beispiel kann in der dargestellten Ausführungsform der Spoiler For example, in the illustrated embodiment, the spoiler 362 362 dazu ausgelegt sein, die Luftströmung zu unterbrechen oder anderweitig von der Außenfläche be designed to interrupt the flow of air or otherwise from the outer surface 322 322 zu teilen, während der Vortexgenerator to share, while the vortex generator 364 364 dazu ausgelegt sein kann, die Teilung der Luftströmung von der Außenfläche can be adapted to the division of the air flow from the outer surface 322 322 zu verzögern. to delay. Gleichermaßen kann das Außenhautsegment Similarly, the outer skin segment 366 366 dazu ausgelegt sein, ein im Allgemeinen ebenes und stufenloses aerodynamisches Profil über der Außenfläche be configured to a generally planar and continuously variable aerodynamic profile to the outer surface 322 322 zu erzeugen. to produce. Daher sollte anerkannt werden, dass das zur Aufnahme in die Öffnung Therefore, it should be recognized that for inclusion in the opening 342 342 gewählte spezielle Oberflächenmerkmal selected specific surface feature 362 362 , . 364 364 , . 366 366 im Allgemeinen von der gewünschten aerodynamischen Leistung des Blattes generally by the desired aerodynamic performance of the blade 300 300 und/oder den Betriebsbedingungen der Windkraftanlage and / or the operating conditions of the wind turbine 10 10 (z. B. Windgeschwindigkeiten und Blattbelastung) abhängt. (Eg. As wind speeds and blade loading) depends. Zum Beispiel wird, wie in For example, as shown in 8 8 dargestellt, die steuerbare Anordnung shown, the controllable arrangement 360 360 im Allgemeinen im Innern des Rotorblattes generally in the interior of the rotor blade 300 300 so ausgerichtet, dass das Außenhautsegment aligned so that the outer skin segment 366 366 an der Öffnung at the opening 342 342 ausgerichtet ist. is aligned. Wenn die Anordnung If the arrangement 360 360 in die gesteuerte Position ( in the controlled position ( 9 9 ) bewegt wird, kann das Außenhautsegment ) Is moved, the outer skin segment may 366 366 in der Öffnung in the opening 242 242 aufgenommen werden, um das Rotorblatt be added to the rotor blade 300 300 mit einer stufenlosen aerodynamischen Oberfläche für die über die Hülle with a continuous aerodynamic surface for on the envelope 308 308 strömende Luft zu versehen. to provide air flowing. Allerdings kann es in anderen Fällen wünschenswert sein, die Luftströmung über der Außenfläche However, it may be desirable in other cases, the air flow over the outer surface 322 322 der Hülle the sheath 308 308 zu unterbrechen oder zu erhöhen. to interrupt or to increase. In derartigen Fällen kann die steuerbare Anordnung In such cases, the controllable arrangement 360 360 in die zurückgesetzte Position bewegt werden, damit der Spoiler are moved to the retracted position so that the spoilers 362 362 oder der Vortexgenerator or the vortex generator 264 264 durch Rotieren der Basis by rotating the base 368 368 an der Öffnung at the opening 342 342 ausgerichtet werden können. can be aligned. Sobald der Spoiler Once the spoiler 362 362 oder der Vortexgenerator or the vortex generator 364 364 in Bezug auf die Öffnung in respect to the opening 342 342 korrekt ausgerichtet ist, kann die Anordnung is correctly aligned, the arrangement may 360 360 in die gesteuerte Position ( in the controlled position ( 10 10 und and 11 11 ) zurückbewegt werden. ) Be moved back.
  • [0053] [0053]
    Es sollte anerkannt werden, dass die in der Hülle It should be recognized that in the shell 308 308 definierte Öffnung im Allgemeinen jede geeignete Beschaffenheit aufweisen kann, welche es ermöglicht, dass die Oberflächenmerkmale opening defined in general any suitable texture may have, which makes it possible that the surface characteristics 362 362 , . 364 364 , . 366 366 in Bezug auf die Außenfläche with respect to the outer surface 322 322 richtig positioniert werden können. can be displaced. In der dargestellten Ausführungsform können die Abmessungen der Öffnung In the illustrated embodiment, the dimensions of the aperture can 342 342 (z. B. Breite und Länge) beispielsweise so gewählt werden, dass mindestens ein Abschnitt des Spoilers (Z. B. latitude and longitude) can be chosen, for example, that at least a portion of the spoiler 362 362 , des Vortexgenerators , The vortex generator 364 364 und des Außenhautsegments and the outer skin segment 366 366 in der Öffnung in the opening 342 342 aufgenommen werden kann. can be recorded. Des Weiteren kann die Öffnung Furthermore, the opening 343 343 , wie dargestellt, konisch zulaufende Kanten As shown, tapered edges 370 370 umfassen, welche den von jedem Oberflächenmerkmal include that the surface of each feature 362 362 , . 364 364 , . 366 366 definierten konisch zulaufenden Kanten defined tapered edges 372 372 entsprechen. comply with. Derartige konisch zulaufende Kanten Such tapered edges 370 370 , . 372 372 können im Allgemeinen die richtige Ausrichtung der Oberflächenmerkmale can the correct alignment of the surface features generally 362 362 , . 364 364 , . 366 366 in der Öffnung in the opening 342 342 gewährleisten und können auch alle Lücken beseitigen, die zwischen der Hülle guarantee and can also remove all gaps between the envelope 308 308 und den Oberflächenmerkmalen and the surface characteristics 362 362 , . 364 364 , . 366 366 gebildet werden, wenn die Anordnung are formed when the arrangement 360 360 in die gesteuerte Position bewegt wird. is moved into the controlled position.
  • [0054] [0054]
    Es sollte ebenfalls anerkannt werden, dass der Spoiler It should also be recognized that the spoiler 362 362 der offenbarten Anordnung the disclosed arrangement 360 360 im Allgemeinen genauso oder ähnlich wie die zuvor mit Bezug auf in general the same as or similar to the previously with reference to 2 2 - 7 7 beschriebenen Spoiler Spoiler described 102 102 , . 202 202 ausgelegt sein kann. can be designed. Daher kann der Spoiler Therefore, the spoilers 362 362 im Allgemeinen jede geeignete Form aufweisen, die es ermöglicht, die Luftströmung über der Außenfläche In general, any suitable shape which enables the air flow over the outer surface 322 322 der Hülle the sheath 308 308 zu unterbrechen. to interrupt. In der dargestellten Ausführungsform weist der Spoiler In the illustrated embodiment, the spoiler 362 362 beispielsweise einen im Wesentlichen dreieckigen Querschnitt auf. For example, a substantially triangular cross-section. Allerdings kann der Spoiler However, the spoiler 362 362 in alternativen Ausführungsformen verschiedene andere geeignete Querschnittsformen aufweisen, z. B. eine rechteckige, eine gekrümmte (z. B. halbelliptische oder halbkreisförmige) oder eine L-Form. have in alternative embodiments, various other suitable cross-sectional shapes, for. example, a rectangular, curved (for. example, semi-elliptical or semi-circular) or a L-shape. Der Spoiler The Spoiler 362 362 kann auch ein oder mehrere Luftströmungsmerkmale definieren. may also define one or more air flow characteristics. Zum Beispiel kann der Spoiler For example, the spoilers 362 362 eine gewellte Form ähnlich dem in a corrugated shape similar to that in 13 13 dargestellten Spoiler Spoiler shown 102 102 definieren. define. Des Weiteren kann der Spoiler Furthermore, the spoiler 362 362 im Allgemeinen jede geeignete Länge In general, any suitable length 326 326 entlang des Rotorblattes along the rotor blade 300 300 und jede geeignete Höhe and any suitable height 336 336 zwischen seinem Spitzenende between its tip end 334 334 und der Außenfläche and the outer surface 322 322 der Hülle the sheath 308 308 definieren, wenn der Spoiler define, when the spoiler 362 362 in der Öffnung in the opening 342 342 aufgenommen wird. is recorded. Zum Beispiel kann in einigen Ausführungsformen des vorliegenden Erfindungsgegenstandes die Höhe For example, in some embodiments of the present subject matter, the height 336 336 von ungefähr 0,05% bis ungefähr 1,5% der entsprechenden an der speziellen spannweitigen Position der Basis from about 0.05% to about 1.5% of the corresponding spanwise at the particular position of the base 368 368 definierten Flügeltiefe defined chord 320 320 reichen, z. B. von ungefähr 0,1% bis ungefähr 0,3% der entsprechenden Flügeltiefe rich, z. B. from about 0.1% to about 0.3% of the corresponding chord 320 320 oder von ungefähr 0,5% bis ungefähr 1,2% der entsprechenden Flügeltiefe or from about 0.5% to about 1.2% of the corresponding chord 320 320 und allen dazwischenliegenden Teilreichweiten. and all intermediate portion ranges.
  • [0055] [0055]
    Des Weiteren kann, wie in Furthermore, as shown in 10 10 und and 12 12 dargestellt, der Vortexgenerator illustrated, the vortex generator 364 364 der steuerbaren Anordnung the controllable arrangement 360 360 im Allgemeinen jede geeignete Form aufweisen, die es einem derartigen Oberflächenmerkmal In general, any suitable shape, such a surface feature which 364 364 ermöglicht, die Trennung der über das Rotorblatt enables the separation of the rotor blade via the 300 300 strömenden Luft zu verzögern. air flowing to delay. Daher kann in einigen Ausführungsformen der Vortexgenerator Therefore, in some embodiments of the vortex generator 364 364 eine Vielzahl von Schaufeln, Erhebungen, Kanten und/oder anderen geeigneten Oberflächenvorsprüngen umfassen, die dazu ausgelegt sind, einen Wirbel in der entlang der Außenfläche comprise a plurality of blades, elevations, edges and / or other suitable surface protrusions that are adapted to a vortex in the along the outer surface 322 322 strömenden Luft zu erzeugen. to produce the flowing air. Wie allgemein bekannt, können die von einem Vortexgenerator As is well known, of a vortex generator 364 364 erzeugten Wirbel den Vorwärtsschwung der Luftströmung erhöhen, wodurch die Luft angeregt wird, an der Außenfläche generated vortices increase the forward momentum of the air flow, so that the air is excited on the outer surface 322 322 der Hülle the sheath 308 308 zu verbleiben. to remain. Zum Beispiel kann, wie insbesondere in For example, as shown in particular in 12 12 dargestellt, der Vortexgenerator illustrated, the vortex generator 364 364 eine Vielzahl von Schaufeln a plurality of blades 374 374 enthalten, die entlang eines sich von der Basis contain, along a extending from the base 368 368 nach außen erstreckenden Stützelementes outwardly extending support member 376 376 beabstandet sind. are spaced. Jede Schaufel Each blade 374 374 kann im Allgemeinen in Bezug auf die Richtung der Luftströmung winklig ausgelegt sein, sodass die Wirbelungen an den luftseitigen Enden may be generally designed with respect to the direction of air flow at an angle, so that the turbulence of the air-side ends 378 378 jeder Schaufel each blade 374 374 erzeugt werden können. can be produced. Des Weiteren kann die Oberseite Furthermore, the top side 380 380 des Stützelementes of the support element 376 376 im Allgemeinen ein aerodynamisches Profil definieren, welches dem aerodynamischen Profil der Außenfläche generally define an aerodynamic profile that the aerodynamic profile of the outer surface 322 322 der Hülle the sheath 308 308 entspricht. corresponds. So kann eine im Wesentlichen ebene und stufenlose aerodynamische Oberfläche auf dem Rotorblatt Thus, a substantially planar and continuous aerodynamic surface on the rotor blade 300 300 an den Positionen des Vortexgenerators at the positions of the vortex generator 364 364 definiert werden, die keine Schaufeln are defined that no blades 374 374 enthalten. included.
  • [0056] [0056]
    Ferner kann sich, wie in Furthermore, as shown in 9 9 dargestellt, das Außenhautsegment shown, the outer skin segment 366 366 der steuerbaren Anordnung the controllable arrangement 360 360 im Allgemeinen von der Basis generally from the base 368 368 nach außen erstrecken, um eine Oberfläche extend outwardly to a surface 382 382 mit aerodynamischem Profil zu definieren. to define with aerodynamic profile. Das aerodynamische Profil der Oberfläche The aerodynamic profile of the surface 382 382 kann im Allgemeinen dazu ausgelegt sein, dem aerodynamischen Profil der Außenfläche can generally be adapted to the aerodynamic profile of the outer surface 322 322 der Hülle the sheath 308 308 in der an die Öffnung in the opening 342 342 grenzenden Fläche zu entsprechen. correspond to adjacent surface. So kann das Rotorblatt Thus, the rotor blade 300 300 im Allgemeinen ein wesentlich stufenloses aerodynamisches Profil zwischen der Außenfläche in general a substantially continuously variable aerodynamic profile between the outer surface 322 322 und dem Außenhautsegment and the outer skin segment 366 366 definieren. define. Es sollte anerkannt werden, dass in alternativen Ausführungsformen die offenbarte Anordnung It should be recognized that in alternative embodiments, the disclosed arrangement 360 360 kein Außenhautsegment no skin segment 366 366 enthalten muss. must contain. In derartigen Ausführungsformen kann ein Verschlusselement, ähnlich der zuvor mit Bezug auf In such embodiments, a closure element similar to the above with respect to 6 6 und and 7 7 beschriebenen Klappe flap described 246 246 , verwendet werden, um eine aerodynamische Oberfläche über dem Rotorblatt Be used on the rotor blade an aerodynamic surface 300 300 bereitzustellen, wenn sich die Anordnung provide, if the arrangement 360 360 in der zurückgesetzten Position befindet. is in the retracted position.
  • [0057] [0057]
    Es sollte auch anerkannt werden, dass die Basis It should also be recognized that the base 368 368 der steuerbaren Anordnung the controllable arrangement 360 360 im Allgemeinen jede geeignete Form und/oder Konfiguration aufweisen kann, die es ermöglicht, dass die Oberflächenmerkmale generally may have any suitable shape and / or configuration that allows the surface features 362 362 , . 364 364 , . 366 366 darauf gestützt werden können. can be based on. In der dargestellten Ausführungsform weist die Basis In the illustrated embodiment, the base 368 368 beispielsweise eine im Wesentlichen kreisförmige Querschnittsform auf. For example, a substantially circular cross-sectional shape. Allerdings kann die Basis However, the base 368 368 in anderen Ausführungsformen eine dreieckige Querschnittsform, eine rechteckige Querschnittsform oder eine andere geeignete Form aufweisen. in other embodiments, a triangular cross-sectional shape, a rectangular cross-sectional shape or other suitable shape. Des Weiteren sollte anerkannt werden, dass die Oberflächenmerkmale Furthermore, it should be appreciated that the surface features 362 362 , . 364 364 , . 366 366 integral mit der Basis integral with the base 368 368 (z. B. mithilfe eines Formgebungsverfahrens) gebildet werden können, oder die Oberflächenmerkmale (Z. B. Using a molding process) can be formed, or the surface features 362 362 , . 364 364 , . 366 366 so ausgelegt sind, dass sie einzeln an der Basis are designed so that they individually to the base 368 368 angebracht werden können, z. B. durch Anbringen der Oberflächenmerkmale can be attached, for. example, by attaching the surface features 362 362 , . 364 364 , . 366 366 an der Basis on the base 368 368 mithilfe mechanischer Befestigungsmittel (z. B. Schrauben, Bolzen, Nieten, Stiften, Clips und dergleichen), Klebemitteln und/oder jedem anderen geeigneten Befestigungsmittel und/oder Verfahren (z. B. Schweißen). using mechanical fasteners (eg. as screws, bolts, rivets, pins, clips and the like), adhesives and / or any other suitable fastening means and / or methods (eg. as welding).
  • [0058] [0058]
    Mit weiterem Bezug auf With further reference to 8 8 - 12 12 kann die Anordnung the arrangement 360 360 im Allgemeinen mit einem im Innern des Rotorblattes generally with an inside of the rotor blade 300 300 angeordneten Steuerelement arranged control 384 384 gekoppelt sein, um zu ermöglichen, dass die steuerbare Anordnung be coupled to allow the controllable arrangement 360 360 im Innern der Hülle inside the shell 308 308 gesteuert werden kann. can be controlled. Im Allgemeinen kann das Steuerelement In general, the control 384 384 jede geeignete Vorrichtung und/oder Kombination aus Vorrichtungen umfassen, welche die Basis comprise any suitable device and / or combination of devices which base the 368 368 sowohl linear als auch rotiert in Bezug zur Öffnung both linear and rotating with respect to the opening 342 342 steuern kann. can control. Daher kann das Steuerelement Therefore, the control 384 384 in einigen Ausführungsformen eine Kombination aus einer Vorrichtung zur Linearverschiebung und einer Vorrichtung zur Rotationsverschiebung umfassen. in some embodiments comprise a combination of a device for linear displacement and a device for rotational displacement. Zum Beispiel kann das Steuerelement For example, the control 384 384 , wie in As shown in 8 8 dargestellt, einen Zylinder represented a cylinder 386 386 (z. B. einen hydraulischen oder pneumatischen Zylinder) und einen mit einer Kolbenstange (Z. B. a hydraulic or pneumatic cylinder) and a piston rod 388 388 des Zylinders of the cylinder 386 386 gekoppelten Motor coupled motor 390 390 umfassen. . include Der Motor The engine 390 390 kann wiederum rotierbar an der steuerbaren Anordnung can turn rotatably on said controllable device 360 360 angebracht sein, z. B. indem er über eine sich durch die Basis be appropriate for. example by a through the base 368 368 erstreckende Welle extending shaft 392 392 an der Anordnung to the assembly 360 360 angebracht ist. is attached. Demzufolge können, wenn die Kolbenstange Accordingly, when the piston rod 388 388 gesteuert wird, sowohl der Motor is controlled, both of the motor 390 390 als auch die Anordnung and the arrangement 360 360 zwischen der zurückgesetzten Position und der gesteuerten Position linear verschoben werden, um zu ermöglichen, dass die Oberflächenmerkmale be moved linearly between the recessed position and the controlled position to allow that the surface characteristics 362 362 , . 364 364 , . 366 366 in der Öffnung in the opening 342 342 aufgenommen und aus ihr entfernt werden können. can be added and removed from it. Gleichermaßen kann, wenn sich die Anordnung Similarly, when the assembly 360 360 in der zurückgesetzten Position befindet, die Basis is in the retracted position, the base 368 368 durch den Motor by the motor 390 390 rotiert werden, um eines der Oberflächenmerkmale be rotated to one of the surface features 362 362 , . 364 364 , . 366 366 richtig an der Öffnung right at the opening 342 342 auszurichten. align.
  • [0059] [0059]
    Es sollte anerkannt werden, dass das offenbarte Steuerelement It should be appreciated that the disclosed control 384 384 in alternativen Ausführungsformen jede andere geeignete Vorrichtung und/oder Kombination aus in der Technik bekannten Vorrichtungen umfassen kann. may comprise in alternative embodiments, any other suitable device and / or combination of devices known in the art. Gleichermaßen können andere geeignete Vorrichtungen zur Linearverschiebung eine Zahnstange, eine Vorrichtung mit Schneckenantrieb, eine nockengesteuerte Vorrichtung, einen Elektromagnet-Solenoid oder -motor, andere elektromagnetisch gesteuerten Vorrichtungen und/oder einen Scotch-Yoke-Mechanismus umfassen, sind aber nicht darauf beschränkt. Similarly, other suitable devices for the linear displacement of a rack, a device with worm gear, a cam-controlled device, an electro-magnet-solenoid or motor, other devices electromagnetically controlled and / or a Scotch yoke mechanism, but are not limited thereto. Gleichermaßen können andere geeignete Vorrichtungen zur Rotationsverschiebung, zahnradbetriebene Vorrichtungen, Riemenradanordnungen und dergleichen umfassen, sind aber nicht darauf beschränkt. Likewise, other suitable devices for rotational displacement, gear-driven devices, Riemenradanordnungen and the like, but are not limited thereto. Es sollte ebenfalls anerkannt werden, dass jede geeignete Anzahl an Steuerelementen It should also be appreciated that any suitable number of controls 384 384 mit der steuerbaren Anordnung the controllable arrangement 360 360 gekoppelt werden kann. can be coupled. Zum Beispiel kann, wie insbesondere in For example, as shown in particular in 12 12 dargestellt, ein Steuerelement shown, a control 360 360 mit jedem Ende der Anordnung with each end of the assembly 360 360 gekoppelt werden, z. B. durch Koppeln des Motors are coupled, eg. for example, by coupling the motor 390 390 jedes Steuerelements each control 384 384 mit der sich durch die Basis with through the base 368 368 erstreckenden Welle extending shaft 392 392 . ,
  • [0060] [0060]
    Des Weiteren sollte anerkannt werden, dass das Rotorblatt Furthermore, it should be appreciated that the rotor blade 300 300 im Allgemeinen jede beliebige Anzahl an steuerbaren Anordnungen in general any number of controllable devices 360 360 enthalten kann. may contain. Zum Beispiel können, ähnlich der in For example, similar to that in 2 2 dargestellten Ausführungsform, drei steuerbare Anordnungen illustrated embodiment, three controllable devices 360 360 im Innern des Rotorblattes in the interior of the rotor blade 300 300 in spannweitiger Richtung beabstandet sein, um zu ermöglichen, dass die Oberflächenbeschaffenheit des Blattes spannweitiger be spaced in the direction to allow the surface finish of the sheet 300 300 an verschiedenen Positionen entlang seiner Spannweite at various positions along its span 118 118 ( ( 2 2 ) variiert werden kann. ) Can be varied. Darüber hinaus kann jede Anordnung In addition, any arrangement 360 360 im Allgemeinen an jeder geeigneten Position entlang des Rotorblattes generally at any suitable position along the rotor blade 300 300 angeordnet sein, z. B. indem es sich auf der Druckseite be arranged for. example, by relying on the pressure side 310 310 oder der Saugseite or the suction side 312 312 des Blattes of the sheet 300 300 befindet. is located. Des Weiteren kann jede Anordnung Furthermore, each assembly 360 360 an jeder geeigneten Position entlang der Spannweite at any suitable position along the span 118 118 ( ( 2 2 ) des Rotorblattes ) Of the rotor blade 300 300 und an jeder geeigneten Position entlang der Flügeltiefe and at any suitable position along the chord 320 320 des Blattes angeordnet sein. the sheet be arranged. Zum Beispiel kann, wie in For example, as shown in 8 8 dargestellt, jede Anordnung shown, each assembly 360 360 entlang der Flügeltiefe along the chord 320 320 in jedem geeigneten Abstand in any suitable distance 394 394 von der Stirnkante from the front edge 314 314 der Hülle the sheath 308 308 positioniert sein, z. B. positioniert in einem Abstand be positioned, for. example, positioned at a distance 394 394 von der Stirnkante from the front edge 314 314 , der von ungefähr 5% bis ungefähr 30% der entsprechenden an der speziellen spannweitigen Position der Basis , Of from about 5% to about 30% of the corresponding spanwise at the particular position of the base 368 368 definierten Flügeltiefe defined chord 320 320 reicht, z. B. von ungefähr 10% bis ungefähr 20% der entsprechenden Flügeltiefe enough, for., from about 10% to about 20% of the corresponding chord 320 320 oder von ungefähr 15 bis ungefähr 25% der entsprechenden Flügeltiefe or from about 15 to about 25% of the corresponding chord 320 320 und allen dazwischenliegenden Teilreichweiten. and all intermediate portion ranges. Allerdings sollte in anderen Ausführungsformen anerkannt werden, dass die steuerbare Anordnung However, it should be recognized in other embodiments, the controllable means 360 360 in einem Abstand at a distance 394 394 von der Stirnkante from the front edge 314 314 beabstandet ist, der geringer ist als 5% der Länge der entsprechenden an der speziellen spannweitigen Position der Anordnung is spaced apart, is less than 5% of the spanwise length of the corresponding to the specific position of the arrangement 360 360 definierten Flügeltiefe defined chord 320 320 oder größer ist als 30% der Länge der entsprechenden Flügeltiefe or greater than 30% of the length of the corresponding chord 320 320 . ,
  • [0061] [0061]
    Ferner sollte anerkannt werden, dass, wenn die offenbarten Rotorblätter It should also be recognized that if the disclosed rotor blades 100 100 , . 200 200 , . 300 300 mehr als einen steuerbaren Spoiler more than a controllable spoiler 102 102 , . 202 202 und/oder mehr als eine steuerbare Anordnung and / or more than one controllable means 360 360 enthalten, die mit den Spoilern included with the spoilers 102 102 , . 202 202 und/oder Anordnungen and / or arrangements 360 360 gekoppelten Steuerelemente coupled controls 130 130 , . 230 230 einzeln oder in Gruppen geregelt werden können. can be controlled individually or in groups. Zum Beispiel kann es wünschenswert sein, nur einen Teil der Spoiler For example, it may be desirable to only some of the spoilers 102 102 , . 202 202 und/oder der im Innern des Rotorblattes and / or in the interior of the rotor blade 100 100 , . 200 200 , . 300 300 angeordneten Anordnungen arranged arrangements 360 360 zu steuern, um die Menge des vom Blatt to control for the amount of the leaf 100 100 , . 200 200 , . 300 300 erzeugten Auftriebs präzise zu regeln. buoyancy produced precisely to regulate. Gleichermaßen kann es wünschenswert sein, die Spoiler Similarly, it may be desirable, the spoilers 102 102 , . 202 202 und/oder Anordnungen and / or arrangements 360 360 je nach der spannweitigen Position eines jeden Spoilers depending on the spanwise position of each spoiler 102 102 , . 202 202 und/oder einer jeden Anordnung and / or of each array 360 360 in unterschiedliche Höhen zu steuern. control in different heights. Es sollte ebenfalls anerkannt werden, dass jedes beliebige Mittel zum Regeln der Steuerelemente It should also be recognized that any suitable means for controlling the controls 130 130 , . 230 230 , . 384 384 verwendet werden kann. can be used. Zum Beispiel können die Steuerelemente For example, the controls can 130 130 , . 230 230 , . 384 384 kommunikativ mit der Turbinenregeleinheit (nicht dargestellt) der Windkraftanlage communicative (not shown) of the turbine control unit of the wind turbine 10 10 oder jeder anderen geeigneten Regeleinheit (z. B. einem Computer und/oder jeder anderen geeigneten Verarbeitungseinrichtung) gekoppelt werden, die zum Regeln des Betriebs der Steuerelemente or any other suitable control unit (such. as a computer and / or any other suitable processing device) can be coupled, for controlling the operation of the controls 130 130 , . 230 230 , . 384 384 ausgelegt sind. are designed.
  • [0062] [0062]
    Des Weiteren können die offenbarten Rotorblätter In addition, the disclosed rotor blades 100 100 , . 200 200 , . 300 300 in einigen Ausführungsformen des vorliegenden Erfindungsgegenstandes alle geeigneten Mittel zum Bestimmen der Betriebsbedingungen der Blätter in some embodiments of the present subject matter all appropriate means for determining the operating conditions of the leaves 100 100 , . 200 200 , . 300 300 und/oder der Windkraftanlage and / or the wind turbine 10 10 ( ( 1 1 ) enthalten. ) Included. Daher können in einer Ausführungsform ein oder mehrere Sensoren (nicht dargestellt), z. B. Belastungssensoren, Positionssensoren, Geschwindigkeitssensoren, Spannungssensoren und dergleichen an jeder geeigneten Stelle entlang des Rotorblattes Therefore, one or more sensors (not shown), eg in one embodiment. B. load sensors, position sensors, velocity sensors, strain sensors, and the like at any suitable location along the rotor blade 100 100 , . 200 200 , . 300 300 (z. B. an oder neben der Blattwurzel (Z. B. at or adjacent to the blade root 104 104 ( ( 2 2 )) angeordnet sein, wobei jeder Sensor zum Messen und/oder Bestimmen von einer oder mehreren Betriebsbedingungen des Rotorblattes )) May be arranged, each sensor for measuring and / or determining one or more operating conditions of the rotor blade 100 100 , . 200 200 , . 300 300 ausgelegt ist. is designed. Zum Beispiel können die Sensoren zum Messen der Windgeschwindigkeit, der an der Blattwurzel For example, the sensors may be to measure the wind speed, at the blade root 104 104 auftretenden Belastung, der Verformung der Blattwurzel loading occurs, the deformation of the blade root 104 104 , der Rotationsgeschwindigkeit des Rotorblattes , The rotational speed of the rotor blade 100 100 , . 200 200 , . 300 300 und/oder allen anderen geeigneten Betriebsbedingungen ausgelegt sein. be designed and / or any other suitable operating conditions. Die offenbarten Spoiler The disclosed spoiler 102 102 , . 202 202 und/oder Anordnung(en) and / or arrangement (s) 360 360 können dann basierend auf den gemessenen/bestimmten Betriebsbedingungen gesteuert werden, um die Leistung des Rotorblattes can then be controlled based on the measured / specific operating conditions, the performance of the rotor blade 100 100 , . 200 200 , . 300 300 zu optimieren. to optimize. Zum Beispiel können die Sensoren kommunikativ mit derselben Regeleinheit und/oder Regelvorrichtung gekoppelt werden wie die Steuerelemente For example, the sensors as the controls can be communicatively coupled to the same control unit and / or regulating device 130 130 , . 230 230 , . 384 384 , sodass die Spoiler So that the spoilers 102 102 , . 202 202 und/oder Anordnungen and / or arrangements 360 360 basierend auf der Ausgabe der Sensoren automatisch gesteuert werden können. can be automatically controlled based on the output of the sensors. Daher können in einer Ausführungsform, wenn die Ausgabe der Sensoren anzeigt, dass die Windgeschwindigkeit, Wurzelbelastung und/oder Wurzelverformung extrem hoch ist/sind, die offenbarten Spoiler Therefore, in one embodiment, when the output of the sensors indicates that the wind speed, root exposure and / or root deformation is extremely high / are disclosed spoiler 102 102 , . 202 202 , . 362 362 in die gesteuerte Position bewegt werden, um die Luftströmung vom Rotorblatt are moved into the controlled position to the air flow from the rotor blade 100 100 , . 200 200 , . 300 300 zu teilen und die Belastung und/oder Verformung an der Blattwurzel and to share the load and / or deformation at the blade root 104 104 zu reduzieren. to reduce. Gleichermaßen kann, wenn die Sensoren anzeigen, dass die Strömungsteilung auftritt oder wahrscheinlich auftreten wird, der offenbarte Vortexgenerator Similarly, if the sensors indicate that the flow division occurs or is likely to occur, which revealed Vortex Generator 364 364 in die gesteuerte Position bewegt werden, um die Strömungsteilung zu verhindern und die Leistung des Rotorblattes are moved into the controlled position to prevent the flow separation and the performance of the rotor blade 300 300 zu erhöhen. to increase. Allerdings sollte anerkannt werden, dass in alternativen Ausführungsformen die offenbarten Oberflächenmerkmale However, it should be recognized that in alternative embodiments of the disclosed surface features 102 102 , . 202 202 , . 362 362 , . 364 364 , . 366 366 nicht basierend auf der(n) Ausgabe(n) eines Sensors geregelt werden brauchen. not based on the (n) item (s) need to be regulated a sensor. Zum Beispiel können die Oberflächenmerkmale For example, the surface features may 102 102 , . 202 202 , . 362 362 , . 364 364 , . 366 366 basierend auf vorbestimmten Betriebsbedingungen und/oder vorbestimmten Triggern, welche in der Regelungslogik der Turbinenregeleinheit oder anderen geeigneten Regelungsvorrichtungen programmiert sind, in die gesteuerte Position bewegt werden. be moved based on predetermined operating conditions and / or predetermined triggers, which are programmed in the control logic of the turbine control unit or other suitable control devices in the controlled position.
  • [0063] [0063]
    Diese Beschreibung verwendet Beispiele zur Offenbarung der Erfindung, einschließlich dem besten Verwendungsmodus, und zur Befähigung von Fachleuten, die Erfindung praktisch anzuwenden, einschließlich Herstellung und Verwendung aller Vorrichtungen oder Systeme und Ausführung aller enthaltenen Verfahren. This description uses examples to disclose the invention, including the best mode use, and ability of professionals to practice the invention, including making and using any devices or systems and perform all procedures contained. Der patentierbare Anwendungsbereich der Erfindung wird von den Ansprüchen definiert und kann auch andere Beispiele umfassen, die Fachleuten einfallen. The patentable scope the invention is defined by the claims, and may include other examples that occur to those of skill. Derartige andere Beispiele werden als in den Anwendungsbereich der Ansprüche fallend erachtet, wenn sie Bestandteile enthalten, die sich nicht von dem direkten Wortlaut der Ansprüche unterscheiden, oder wenn sie äquivalente Bestandteile mit unwesentlichen Unterschieden zum direkten Wortlaut der Ansprüche enthalten. Such other examples are considered to fall within the scope of the claims if they contain ingredients which do not differ from the direct language of the claims, or if they include equivalent elements with insubstantial differences from the direct wording of the claims.
  • [0064] [0064]
    Es wird ein Rotorblatt There is a rotor blade 300 300 für eine Windkraftanlage for a wind turbine 10 10 offenbart. disclosed. Das Rotorblatt The rotor blade 300 300 kann im Allgemeinen eine Hülle can generally an envelope 308 308 mit einer Druckseite with a pressure side 310 310 und einer Saugseite and a suction side 312 312 umfassen. . include Die Hülle The shell 308 308 kann eine Öffnung may have an opening 342 342 in zumindest entweder der Druckseite oder der Saugseite in at least either the pressure side or the suction side 310 310 , . 312 312 definieren. define. Das Rotorblatt The rotor blade 300 300 kann ebenfalls eine Basis also, a base 368 368 und mindestens zwei entlang des Außenumfangs der Basis and at least two along the outer periphery of the base 368 368 beabstandeter Oberflächenmerkmale spaced surface features 362 362 , . 364 364 , . 366 366 umfassen. . include Die Basis The base 368 368 kann im Allgemeinen relativ zu der Öffnung can in general relative to the opening 342 342 zwischen einer zurückgesetzten Position und einer gesteuerten Position bewegt werden. movable between a retracted position and a controlled position. Des Weiteren kann die Basis Furthermore, the base 368 368 innerhalb der Hülle within the envelope 308 308 rotiert werden, um einzustellen, welches der Oberflächenmerkmale are rotated in order to select which of the surface features 362 362 , . 364 364 , . 366 366 in der Öffnung in the opening 342 342 aufgenommen wird, wenn die Basis is received when the base 368 368 in die gesteuerte Position bewegt wird. is moved into the controlled position.
  • Bezugszeichenliste Reference numeral list
  • 10 10
    Windkraftanlage Wind Turbine
    12 12
    Turm Tower
    14 14
    Gondel Gondola
    16 16
    Rotorblätter Rotor blades
    18 18
    Rotornabe Rotor hub
    100, 200, 300 100, 200, 300
    Rotorblatt Rotor blade
    102, 202 102, 202
    Spoiler Spoiler
    104 104
    Blattwurzel Blade root
    106 106
    Blattspitze Blade tip
    108, 208, 308 108, 208, 308
    Hülle Shell
    110, 310 110, 310
    Druckseite Print page
    112, 312 112, 312
    Saugseite Suction side
    114, 314 114, 314
    Stirnkante Front edge
    116, 316 116, 316
    Endkante End edge
    118 118
    Spannweite Span
    120, 320 120, 320
    Flügeltiefe Chord
    122, 222, 322 122, 222, 322
    Außenfläche Outer surface
    124 124
    Abstand Distance
    126, 326 126, 326
    Länge Length
    128, 228 128, 228
    Basisende Base end
    130, 230 130, 230
    Steuerelement Control
    132 132
    Kolbenstange Piston rod
    134, 234, 334 134, 234, 334
    Spitzenende Top end
    136, 336 136, 336
    Höhe Height
    238 238
    Lücke Gap
    240 240
    Innenfläche Palm
    242, 342 242, 342
    Öffnung Opening
    244 244
    Verschlusselement Closure element
    246 246
    Klappe Flap
    248 248
    Gelenk Joint
    250 250
    Außenfläche Outer surface
    252 252
    Konisch zulaufende Kanten Tapered edges
    360 360
    Anordnung Arrangement
    362 362
    Spoiler (Oberflächenmerkmal) Spoiler (surface feature)
    364 364
    Vortexgenerator (Oberflächenmerkmal) Vortex generator (surface feature)
    366 366
    Außenhautsegment (Oberflächenmerkmal) Shell segment (surface feature)
    368 368
    Basis Base
    370 370
    Konisch zulaufende Kanten Tapered edges
    374 374
    Schaufeln Shovel
    376 376
    Stützelement Support element
    378 378
    Luftseitige Enden Airside ends
    380 380
    Oberseite Top
    382 382
    Oberseite Top
    384 384
    Steuerelement Control
    386 386
    Zylinder Cylinder
    388 388
    Motor Motor
    390 390
    Kolbenstange Piston rod
    392 392
    Welle Shaft
    394 394
    Abstand Distance
Classifications
International ClassificationF03D1/06
Cooperative ClassificationF03D1/0608, F05B2260/50, F05B2240/122, Y02E10/721, F05B2250/71, F05B2250/61, F03D1/0675, F05B2250/40
European ClassificationF03D1/06B, F03D1/06C6
Legal Events
DateCodeEventDescription
1 Aug 2014R119Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee
6 Nov 2014R119Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee
Effective date: 20140801