DE212012000014U1

DE212012000014U1 - Wind turbine rotor blade

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Publication number: DE212012000014U1
Application number: DE212012000014U
Authority: DE
Original assignee: Envision Energy Denmark ApS
Current assignee: Envision Energy Denmark ApS
Priority date: 2011-02-23
Filing date: 2012-01-27
Publication date: 2013-05-06
Anticipated expiration: 2022-01-28
Also published as: DK201170097A; CN203230534U; WO2012113400A3; DK201300035Y4; WO2012113400A2; DK201300035U1

Abstract

Windturbinenrotorblatt mit teilweisem Anstellwinkel, umfassend: Einen inneren Rotorblattabschnitt mit einem inneren Nabenende, einem äußeren Rotorblattende und mit einem Strömungsabriss-gesteuerten Rotorblattprofil; einen äußeren Rotorblattabschnitt mit einem inneren Rotorblattende, einem äußeren spitzen Ende und mit einem Strömungsabriss-gesteuerten Rotorblattprofil, wobei der äußere Rotorblattabschnitt bezüglich des inneren Rotorblattabschnittes anstellbar ist, wobei das Rotorblatt weiterhin wenigstens ein Abrisskanten-Profil umfasst, welches an der Anstellwinkel-Verbindungsschnittstelle zwischen dem äußeren Rotorblattende des inneren Rotorblattabschnitts und dem inneren Rotorblattende des äußeren Rotorblattabschnittes bereitgestellt ist, und zwar zur Aufrechterhaltung einer aerodynamischen Strömung über entweder den Rotorblattabschnitt oder zur Trennung der aerodynamischen Strömungen an den Rotorblattabschnitten.A partial pitch wind turbine rotor blade comprising: an inner rotor blade section having an inner hub end, an outer rotor blade end, and a stall-controlled rotor blade profile; an outer rotor blade section having an inner rotor blade end, an outer tip end and a stall controlled rotor blade profile, the outer rotor blade section being engageable with the inner rotor blade section, the rotor blade further comprising at least one tear edge profile disposed at the pitch connection interface between the rotor blade outer rotor blade end of the inner rotor blade section and the inner rotor blade end of the outer rotor blade section is provided for maintaining an aerodynamic flow over either the rotor blade section or for separating the aerodynamic flows at the rotor blade sections.

Description

Gebiet der ErfindungField of the invention

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Windturbinenrotorblatt, insbesondere ein Windturbinenrotorblatt mit teilweisem Anstellwinkel.The present invention relates to a wind turbine rotor blade, in particular a wind turbine rotor blade with a partial angle of attack.

Hintergrund der ErfindungBackground of the invention

Ein Rotorblatt mit teilweisem Anstellwinkel ist eine spezielle Konstruktion eines Rotorblattes für eine Windturbine bzw. Windkraftanlage. Ein Rotorblatt mit teilweisem Anstellwinkel umfasst allgemeinen einen inneren und einen äußeren Rotorblatt-Abschnitt, wobei das Rotorblatt weiterhin ein Anstellwinkel-System umfasst, welches eine Änderung des Anstellwinkels des äußeren Rotorblatt-Abschnittes in Bezug auf den inneren Rotorblatt-Abschnitt zulässt. Der Anstellwinkel des äußeren Blattabschnitts ist änderbar, um den Betrieb der Windkraftanlage zu steuern.A rotor blade with partial angle of attack is a special design of a rotor blade for a wind turbine or wind turbine. A partial angle rotor blade generally includes inner and outer rotor blade portions, the rotor blade further comprising an angle of attack system that permits a change in the angle of attack of the outer rotor blade portion with respect to the inner rotor blade portion. The angle of attack of the outer blade portion is changeable to control the operation of the wind turbine.

Mit Bezug auf 1 ist eine vergrößerte Ansicht des Anstellwinkel-Übergangs- bzw. Verbindungs-Abschnitts eines Windkraftanlagen-Rotorblattes mit einem teilweisen Anstellwinkel dargestellt. Das Rotorblatt 10 mit teilweisem Anstellwinkel umfasst einen inneren Rotorblatt-Extender (auch Naben-Extender genannt), und welcher hierin als innerer Rotorblatt-Abschnitt 12 bezeichnet wird, welcher mit der Rotornabe einer Windkraftanlage (nicht dargestellt) koppelbar ist. Ein Anstellwinkel-System 14 ist am entgegengesetzten Übergangs-Ende 12a des Rotorblattabschnitts 12 bereitgestellt. Das Rotorblatt 10 mit teilweisem Anstellwinkel umfasst weiterhin einen äußeren Rotorblatt-Abschnitt 16, ein inneres Übergangs- bzw. Verbindungs-Ende 16a des äußeren Rotorblatt-Abschnitts 16, welcher an dem Anstellwinkel-System 14 befestigt ist, so dass der Rotorblatt-Abschnitt 16 in Bezug auf den Rotorblatt-Abschnitt 12 anstellbar ist. Eine Lücke 18 ist zwischen den entsprechenden Übergangs-Enden 12a, 16a des inneren Rotorblatt-Abschnitts 12 und des äußeren Rotorblatt-Abschnitts 16 definiert, um ein relatives Anstellen der Rotorblatt-Abschnitte zueinander zuzulassen. 2 zeigt im Querschnitt das aerodynamische Profil, welches am Übergang bzw. an der Verbindung des Anstellwinkel-Systems 14 sichtbar ist. Das aerodynamische Profil umfasst eine führende Kante 20 und eine nachlaufende Kante 22, wobei das Anstellwinkel-System 14 an der nachlaufenden Kante 20 bereitgestellt ist. Das Profil umfasst weiterhin eine obere Auftriebs- bzw. Saugseite 24 und eine Unterdruckseite 26. Wenn Luft entlang des Profils des Rotorblatts 10 strömt, wird an der oberen Auftriebsseite 24 ein geringerer Luftdruck aufrechterhalten als auf der Unterdruckseite 26, wodurch folglich ein Auftrieb in der Richtung der Auftriebsseite 24 erzeugt wird. Dieser Auftrieb wird verwendet, um einen elektrischen Generator zu betreiben, um die Energie einer Windkraftanlage bereitzustellen.Regarding 1 an enlarged view of the pitch transition portion of a wind turbine rotor blade is shown with a partial angle of attack. The rotor blade 10 Partial angle of attack includes an inner rotor blade extender (also called a hub extender), which is referred to herein as the inner rotor blade portion 12 is designated, which is coupled to the rotor hub of a wind turbine (not shown). An angle of attack system 14 is at the opposite transition end 12a of the rotor blade section 12 provided. The rotor blade 10 Partial angle of attack further includes an outer rotor blade section 16 , an inner transition end 16a of the outer rotor blade section 16 which is at the angle of attack system 14 is attached, leaving the rotor blade section 16 with respect to the rotor blade section 12 is adjustable. A gap 18 is between the corresponding transitional ends 12a . 16a of the inner rotor blade section 12 and the outer rotor blade section 16 defined to allow a relative setting of the rotor blade sections to each other. 2 shows in cross section the aerodynamic profile, which at the transition or at the junction of the angle of attack system 14 is visible. The aerodynamic profile includes a leading edge 20 and a trailing edge 22 , where the angle of attack system 14 at the trailing edge 20 is provided. The profile further comprises an upper buoyancy or suction side 24 and a negative pressure side 26 , If air along the profile of the rotor blade 10 flows, becomes at the upper buoyancy side 24 maintain a lower air pressure than on the negative pressure side 26 , thus resulting in a buoyancy in the direction of the lift side 24 is produced. This buoyancy is used to operate an electric generator to provide the power of a wind turbine.

In der Druckschrift US 20090148285 wird ein Beispiel offenbart, welches ein Windkraftanlagen- bzw. Windturbinen-Rotorblatt mit einem inneren und einem äußeren Abschnitt offenbart.In the publication US 20090148285 An example is disclosed which discloses a wind turbine rotor blade having an inner and an outer portion.

Das Vorhandensein der Lücke 18 an dem Anstellwinkel-Übergang reduziert den Gesamtwirkungsgrad des Rotorblatts 10 mit teilweisem Anstellwinkel, da es Blattspitzen-Verluste aufgrund der Unterbrechung in dem Rotorblatt 10-Körper an der Lücke 18 erzeugt, und ebenso ein Entweichen von Luft von der Druckseite 26 zu der Auftriebsseite 24 zulässt, wodurch der durch das Rotorblatt 10 erzeugte Auftrieb reduziert wird.The presence of the gap 18 at the pitch transition reduces the overall efficiency of the rotor blade 10 with partial angle of attack, as there are blade tip losses due to the disruption in the rotor blade 10 Body at the gap 18 generated, as well as an escape of air from the pressure side 26 to the buoyancy side 24 allowing, which by the rotor blade 10 generated lift is reduced.

Allerdings ist es bekannt, Barrieren bzw. Abrisskanten-Profile an Windkraftanlagen-Rotorblättern zu verwenden, um den Luftströmungs-Effekt entlang der Länge des Rotorblattes zu reduzieren, wie es beispielsweise in der Druckschrift US 7,585,157 offenbart ist. Jedoch sind solche Barrieren in einfacher Weise an einer durchgehenden Fläche des Rotorblattes angebracht, und sind nicht für eine Verwendung im Bereich eines Anstellwinkel-Übergangs eines Rotorblattes mit teilweisem Anstellwinkel geeignet, welche eine Lücke in der Oberfläche des Rotorblattes aufweisen. Somit stellen diese Abrisskanten-Profile weder eine optimale aerodynamische Strömung entlang jedes Rotorblatt-Abschnittes bereit, noch geben sie irgendwelche Hinweise, auf welche Weise eine Lücke zu schließen wäre.However, it is known to use barriers or tearing edge profiles on wind turbine rotor blades to reduce the air flow effect along the length of the rotor blade, as described for example in the document US 7,585,157 is disclosed. However, such barriers are readily attached to a continuous surface of the rotor blade and are not suitable for use in the range of pitch transition of a partial pitch rotor blade having a gap in the surface of the rotor blade. Thus, these trailing edge profiles do not provide optimal aerodynamic flow along each rotor blade section, nor do they provide any indication as to how a gap would be closed.

Es ist eine Aufgabe der Erfindung, ein Windkraftanlagen- bzw. Windturbinen-Rotorblatt mit teilweisem Anstellwinkel bereitzustellen, und zwar mit verbessertem Wirkungsgrad, sowohl hinsichtlich des Anstellwinkel-System-Übergangs als auch für das gesamte Rotorblatt.It is an object of the invention to provide a partial pitch wind turbine blade with improved efficiency, both in pitch angle system transition and in the entire rotor blade.

Zusammenfassung der ErfindungSummary of the invention

Dementsprechend wird ein Windkraftanlagen-Rotorblatt mit teilweisem Anstellwinkel bereitgestellt, umfassend:
Einen inneren Rotorblatt-Abschnitt mit einem inneren Nabenende und einem äußeren Nabenende;
Einen äußeren Rotorblatt-Abschnitt mit einem inneren Ende und einem äußeren Rotorblattende, wobei der äußere Rotorblatt-Abschnitt in Bezug auf den inneren Rotorblatt-Abschnitt hinsichtlich des Winkels anstellbar ist, wobei das Rotorblatt weiterhin wenigstens ein Abrisskanten-Profil umfasst, welches an der Anstellwinkel-Übergangsschnittstelle zwischen dem äußeren Rotorblattende des inneren Rotorblatt-Abschnitts und dem inneren Abschnittsende des äußeren Rotorblatt-Abschnitts bereitgestellt ist.Accordingly, there is provided a partial pitch wind turbine rotor blade comprising:
An inner rotor blade section having an inner hub end and an outer hub end;
An outer rotor blade section having an inner end and an outer rotor blade end, wherein the outer rotor blade section is adjustable with respect to the inner rotor blade section with respect to the angle, wherein the rotor blade further comprises at least one tear-off edge profile, which at the Anstellwinkel- Transition interface between the outer rotor blade end of the inner rotor blade portion and the inner portion end of the outer rotor blade portion is provided.

Die Verwendung eines Abrisskanten-Profils an dem Anstellwinkel-Übergang eines Rotorblatts mit teilweisem Anstellwinkel verhindert eine seitliche Luftströmung an dem Rotorblatt mit teilweisem Anstellwinkel zwischen dem inneren Rotorblatt-Abschnitt und dem äußeren Rotorblatt-Abschnitt. Da der innere Rotorblatt-Abschnitt und der äußere Rotorblatt-Abschnitt als separate Rotorblatt-Abschnitte ausgebildet und in aerodynamischer Hinsicht getrennt sind, können unterschiedliche Abschnitte des Rotorblattes für separate Funktionen speziell ausgebildet werden, und zwar ohne der Auswirkung seitlicher Luftströmung zwischen Abschnitten entlang des Rotorblatt-Körpers. Dementsprechend kann der Wirkungsgrad jedes getrennten Abschnittes des Rotorblattes maximiert werden. The use of a trailing edge profile at the pitch angle transition of a partial angle rotor blade prevents lateral air flow at the partial pitch rotor blade between the inner rotor blade portion and the outer rotor blade portion. Since the inner rotor blade section and the outer rotor blade section are formed as separate rotor blade sections and aerodynamically separated, different sections of the rotor blade may be specially designed for separate functions, without the effect of lateral air flow between sections along the rotor blade. body. Accordingly, the efficiency of each separate portion of the rotor blade can be maximized.

Vorzugsweise umfasst der innere Rotorblatt-Abschnitt ein Abrisskanten-gesteuertes Rotorblatt-Profil und der äußere Rotorblatt-Abschnitt umfasst ein Anstellwinkel-gesteuertes Rotorblatt-Profil.Preferably, the inner rotor blade section includes a stall edge controlled rotor blade profile and the outer rotor blade section includes a pitch controlled rotor blade profile.

Da die unterschiedlichen Abschnitte des Rotorblattes unterschiedliche aerodynamische Profile aufweisen, und zwar eines für eine Anstellwinkel-Steuerung, das andere für eine Abrisskanten-Steuerung, können die Luftströmungen entlang der verschiedenen Abschnitte voneinander isoliert werden. Dies kann beispielsweise beim Verhindern eines vorzeitigen Abreißens des Anstellwinkel-gesteuerten äußeren Rotorblatt-Abschnitts nützlich sein.Since the different sections of the rotor blade have different aerodynamic profiles, one for pitch control and the other for trailing edge control, the airflows along the various sections can be isolated from each other. This may be useful, for example, in preventing premature tearing off of the pitch controlled outer rotor blade section.

Vorzugsweise erstreckt sich das wenigstens eine Abrisskanten-Profil wenigstens entlang eines Abschnittes der Anstellwinkel-Übergangs-Schnittstelle.Preferably, the at least one tear-off edge profile extends at least along a portion of the angle of attack transition interface.

Die Anstellwinkel-Übergangs-Schnittstelle bezieht sich auf den Bereich zwischen dem inneren Rotorblatt-Abschnitt und dem äußeren Rotorblatt-Abschnitt, wobei das Anstellwinkel-System normalerweise beansprucht wird, und wobei eine Lücke zwischen Abschnitten des Rotorblatt-Abschnittes und des äußeren Rotorblattes definiert sein kann. Da sich das Abrisskanten-Profil entlang wenigstens eines Abschnittes des Anstellwinkel-Übergangs-Abschnittes erstreckt, reduziert dies ein Abströmen von Luft zwischen der Auftriebsseite und der Druckseite des Rotorblattes mit teilweisem Anstellwinkel, und zwar durch diesen Anstellwinkel-Übergangs-Abschnitt.The pitch transition interface refers to the area between the inner rotor blade section and the outer rotor blade section, where the pitch system is normally stressed, and where a gap between sections of the rotor blade section and the outer rotor blade may be defined , As the stall edge profile extends along at least a portion of the pitch transition section, this reduces air leakage between the lift side and the pressure side of the partial pitch rotor blade through this pitch transition section.

Vorzugsweise überdeckt das wenigstens eine Abrisskanten-Profil im Wesentlichen den Anstellwinkel-Übergangs-Abschnitt.Preferably, the at least one tear-off edge profile substantially covers the angle of attack transition section.

Da das Abrisskanten-Profil den Anstellwinkel-Übergang weitestgehend überdeckt, würde dies hoffentlich jegliche Rotorblattspitzen-Verluste bzw. Luft-Abströmungen an der Anstellwinkel-Übergangs-Schnittstelle eliminieren.As the demolition edge profile largely covers the pitch transition, hopefully this would eliminate any blade tip losses or air outflows at the pitch transition interface.

Vorzugsweise erstreckt sich das wenigstens eine Abrisskanten-Profil unter einem spitzen Winkel von der Oberfläche des Rotorblattes mit teilweisem Anstellwinkel.Preferably, the at least one tear-off edge profile extends at an acute angle from the surface of the rotor blade with a partial angle of attack.

Um sicherzustellen, dass das Abrisskanten-Profil die Anstellwinkel-Übergangs-Schnittstelle überdeckt, weist das Abrisskanten-Profil in Bezug auf die Oberfläche des Rotorblattes einen Winkel auf, um sich über den Anstellwinkel-Übergang hinaus zu erstrecken.To ensure that the tear-off edge profile overlaps the pitch transition interface, the tear-off edge profile has an angle with respect to the surface of the rotor blade to extend beyond the pitch transition.

Vorzugsweise erstreckt sich das wenigstens eine Abrisskanten-Profil unter einem Winkel von zwischen 100° bis 135° relativ zu der Oberfläche des Rotorblatts mit teilweisem Anstellwinkel.Preferably, the at least one tear-off edge profile extends at an angle of between 100 ° to 135 ° relative to the surface of the rotor blade with a partial angle of attack.

In einer Ausführungsform umfasst das Rotorblatt mit teilweisem Anstellwinkel ein erstes Abrisskanten-Profil, welches sich von dem inneren Rotorblatt-Abschnitt an dem äußeren Rotorblattende erstreckt und ein zweites Abrisskanten-Profil, welches sich von dem äußeren Rotorblatt-Abschnitt am inneren Ende erstreckt, wobei die ersten und zweiten Abrisskanten-Profile an der Anstellwinkel-Übergangs-Schnittstelle aneinander stoßen, um eine kombinierte Abrisskanten-Profil-Barriere an der Anstellwinkel-Übergangs-Schnittstelle zu bilden.In one embodiment, the partial pitch rotor blade includes a first stall edge profile that extends from the inner rotor blade portion at the outer rotor blade end and a second stall edge profile that extends from the outer rotor blade portion at the inner end abutting first and second tear-off edge profiles at the angle of attack transition interface to form a combined tear-edge profile barrier at the angle of attack transition interface.

In dieser Ausführungsform wird ein hervorstehender Kragen an dem Anstellwinkel-System-Ende sowohl des inneren Rotorblatt-Abschnitts als auch des äußeren Rotorblatt-Abschnitts bereitgestellt. Die Kragen verbinden sich in effektiver Weise zusammen an dem Anstellwinkel-Übergang, und dementsprechend bilden sie ein Abrisskanten-Profil zwischen dem Rotorblatt-Extender und dem äußeren Rotorblatt-Abschnitt.In this embodiment, a protruding collar is provided at the pitch angle system end of both the inner rotor blade portion and the outer rotor blade portion. The collars effectively join together at the pitch transition and, accordingly, form a stall edge profile between the rotor blade extender and the outer rotor blade section.

Vorzugsweise stößt das erste Abrisskanten-Profil gegen das zweite Abrisskanten-Profil, um eine im Wesentlichen A-förmige Abrisskanten-Profil-Barriere an der Anstellwinkel-Übergangs-Schnittstelle zu bilden.Preferably, the first tear-off edge profile abuts the second tear-off edge profile to form a substantially A-shaped tear-off edge profile barrier at the angle of attack transition interface.

Vorzugsweise umfasst das Rotorblatt mit teilweisem Anstellwinkel weiterhin ein flexibles Füllmaterial, welches zwischen dem ersten Abrisskanten-Profil und dem zweiten Abrisskanten-Profil bereitgestellt ist.Preferably, the partial pitch rotor blade further comprises a flexible filler material provided between the first tear edge profile and the second tear edge profile.

Da das zweite Abrisskanten-Profil in der Lage sein muss, sich relativ zu dem ersten Abrisskanten-Profil hinsichtlich des Winkels zu verstellen, dürfen sich die zwei Profile nicht einander berühren, zum Beispiel, um eine Beschädigung durch Reibung zwischen den Abrisskanten-Profilen während einer Anstellwinkelverstellung zu vermeiden. In einer solchen Situation kann ein flexibles Füllmaterial zwischen den Abrisskanten-Profilen bereitgestellt werden, so dass sich die Abrisskanten-Profile relativ zueinander bewegen können, und um das Einwirken eines möglichen Verbiegens oder einer Auslenkung der Abrisskanten-Profile im Betrieb zu absorbieren.Since the second tear-off edge profile must be able to angle-adjust relative to the first tear-off edge profile, the two profiles must not touch each other, for example, to damage by friction between the tear-off edge profiles during a To avoid pitch adjustment. In such a situation, a flexible filling material may be provided between the tear-off edge profiles, so that the tear-off edge profiles can move relative to one another and to absorb the action of possible bending or deflection of the tear-off edge profiles during operation.

Vorzugsweise ist das Füllmaterial wenigstens aus einem der folgenden Materialien gebildet: Gummi, Kunststoffe, Schaum und/oder ein aufblasbarer Gegenstand.Preferably, the filler material is formed from at least one of the following materials: rubber, plastics, foam and / or an inflatable article.

Vorzugsweise stellt das wenigstens eine Abrisskanten-Profil eine Dichtung um den Anstellwinkel-Übergangs-Abschnitt herum bereit.Preferably, the at least one tear-off edge profile provides a seal around the angle of attack transition portion.

Da das Abrisskanten-Profil eine Dichtung um den Anstellwinkel-Übergang bereitstellt, kann dies helfen, das Eindringen von Schmutz und/oder Feuchtigkeit in das Anstellwinkel-System zu vermeiden, wo es die Funktion des Anstellwinkel-Systems beschädigen bzw. beeinträchtigen kann.Since the stall edge profile provides a seal around the pitch transition, this can help prevent the ingress of dirt and / or moisture into the pitch system, where it can damage the function of the pitch system.

In einer Ausführungsform ist das wenigstens eine Abrisskanten-Profil auf der oberen Auftriebsseite des Rotorblattes mit teilweisem Anstellwinkel bereitgestellt. Alternativ ist das wenigstens eine Abrisskanten-Profil auf der oberen Auftriebsseite und der Unterdruckseite des Rotorblattes mit teilweisem Anstellwinkel bereitgestellt.In one embodiment, the at least one demolition edge profile is provided on the upper buoyancy side of the rotor blade with a partial angle of attack. Alternatively, the at least one demolition edge profile is provided on the upper lift side and the lower pressure side of the rotor blade with a partial angle of attack.

Das Abrisskanten-Profil kann auf einer Seite des Rotorblattes bereitgestellt sein, oder, in Abhängigkeit von den Erfordernissen, auf beiden Seiten des Rotorblattes.The tear-off edge profile may be provided on one side of the rotor blade or, depending on the requirements, on both sides of the rotor blade.

Es wird davon ausgegangen, dass das wenigstens eine Abrisskanten-Profil integral mit dem Körper entweder des inneren Rotorblatt-Abschnittes oder des äußeren Rotorblatt-Abschnittes ausgebildet sein. Alternativ kann das wenigstens eine Abrisskanten-Profil an dem äußeren Rotorblattende des inneren Rotorblatt-Abschnittes und/oder des inneren Endes des äußeren Rotorblatt-Abschnittes befestigt sein. Das Abrisskanten-Profil kann unter Verwendung beliebiger geeigneter Befestigungsmittel angebracht sein, zum Beispiel Bolzen, Klebmittel usw.It is believed that the at least one tear-off edge profile is integrally formed with the body of either the inner rotor blade section or the outer rotor blade section. Alternatively, the at least one rupture edge profile may be attached to the outer rotor blade end of the inner rotor blade portion and / or the inner end of the outer rotor blade portion. The tear-off edge profile may be attached using any suitable attachment means, such as bolts, adhesives, etc.

In einer Ausführungsform umfasst das Rotorblatt mit teilweisem Anstellwinkel wenigstens ein Plattenelement, welches sich von dem Anstellwinkel-System erstreckt, wobei sich das Plattenelement über die äußere Fläche der angrenzenden Rotorblatt-Abschnitte erstreckt.In one embodiment, the partial angle rotor blade comprises at least one plate member extending from the pitch system, the plate member extending over the outer surface of the adjacent rotor blade portions.

In einigen Systemen kann das Abrisskanten-Profil durch ein Plattenelement ausgebildet sein, welches mit dem Anstellwinkel-System gekoppelt sein kann. Eine solche Lösung kann zu relativ einfacheren Konstruktionsverfahren führen, da keine Änderung an dem inneren Rotorblatt-Abschnitt oder dem äußeren Rotorblatt-Abschnitt vorgenommen werden muss. Folglich können existierende Rotorblatt-Abschnitte (welche einen Vorteil durch bestehende kostenintensive Testverfahren, Anpassungen und Simulationen haben) in dem erfindungsgemäßen System verwendet werden, wobei lediglich eine Anpassung an dem System hinsichtlich des Anstellwinkel-Systems vorgenommen werden muss.In some systems, the tear-off edge profile may be formed by a plate member which may be coupled to the angle of attack system. Such a solution can lead to relatively simpler construction methods since no change must be made to the inner rotor blade section or the outer rotor blade section. Thus, existing rotor blade sections (which benefit from existing costly testing procedures, adjustments, and simulations) may be used in the system of the present invention, with only an adjustment to the system for the pitch control system.

Vorzugsweise erstreckt sich das wenigstens eine Plattenelement von der Oberfläche des Anstellwinkel-Systems.Preferably, the at least one plate member extends from the surface of the pitch system.

In diesem Fall kann das Anstellwinkel-System derart hergestellt werden, um ein hervorstehendes Plattenelement zu umfassen, oder das Anstellwinkel-System kann derart angeordnet werden, um ein hervorstehendes Plattenelement aufzunehmen, um das Abrisskanten-Profil der Erfindung zu bilden.In this case, the angle of attack system may be made to include a projecting plate member or the angle of attack system may be arranged to receive a projecting plate member to form the tear-off edge profile of the invention.

Alternativ ist das wenigstens eine Plattenelement zwischen dem Anstellwinkel-System und wenigstens dem inneren Rotorblatt-Abschnitt bzw. dem äußeren Rotorblatt-Abschnitt befestigt.Alternatively, the at least one plate member is mounted between the pitch system and at least the inner rotor blade portion and the outer rotor blade portion, respectively.

Der Vorteil dieser Lösung ist, dass keine Änderung an bestehenden Rotorblatt-Komponenten mit teilweisem Anstellwinkel ausgeführt werden muss, wobei das Abrisskanten-Profil durch Einfügen des Plattenelementes in die Verbindung zwischen dem Anstellwinkel-System und einem der Rotorblatt-Abschnitte gebildet wird.The advantage of this solution is that no change must be made to existing partial pitch rotor blade components, with the stall edge profile formed by inserting the plate member into the joint between the pitch system and one of the rotor blade sections.

Vorzugsweise umfasst das wenigstens eine Abrisskanten-Profil ein leitfähiges Material.Preferably, the at least one tear-off edge profile comprises a conductive material.

Vorzugsweise umfasst das wenigstens eine Abrisskanten-Profil einen Blitzableiter. Vorzugsweise ist der Blitzableiter am gegenüberliegenden Ende des Abrisskanten-Profils angeordnet.Preferably, the at least one demolition edge profile comprises a lightning rod. Preferably, the lightning arrester is arranged at the opposite end of the demolition edge profile.

Da sich das Abrisskanten-Profil weg von der Oberfläche des Rotorblattes mit teilweisem Anstellwinkel erstreckt, ist es ein bevorzugtes Ziel für einen Blitzeinschlag. Die Bereitstellung eines Blitzableiters an dem Abrisskanten-Profil, vorzugsweise am höchsten Punkt des Abrisskanten-Profils, stellt sicher, dass jeder Blitzeinschlag vom Rotorblatt am potentiell wahrscheinlichsten Einschlagpunkt abgeleitet wird. Dies ist besonders vorteilhaft für den Fall von Windkraftanlagen mit zwei Rotorblättern, wenn die Rotorblätter sich in einer im Wesentlichen horizontalen Position befinden.Since the tear-off edge profile extends away from the surface of the rotor blade with a partial angle of attack, it is a preferred target for lightning strike. The provision of a lightning arrester at the trailing edge profile, preferably at the highest point of the trailing edge profile, ensures that any lightning strike is derived from the rotor blade at the potentially most likely impact point. This is particularly advantageous in the case of wind turbines with two rotor blades when the rotor blades are in a substantially horizontal position.

Es wird davon ausgegangen, dass das Rotorblatt weiterhin mit dem wenigstens einen Abrisskanten-Profil gekoppelte leitfähige Mittel umfasst, wobei die leitfähigen Mittel einen Blitzeinschlag von dem Abrisskanten-Profil zu dem inneren Nabenende des inneren Rotorblatt-Abschnitts ausführen können.It is believed that the rotor blade further includes conductive means coupled to the at least one rupture edge profile, wherein the conductive means may perform a lightning strike from the rupture edge profile to the inner hub end of the inner rotor blade section.

Der Leiter kann den Blitzeinschlag durch das Rotorblatt mit teilweisem Anstellwinkel zu dem Nabenende des Rotorblattes leiten, wobei der Leiter mit weiteren leitfähigen Mitteln in dem Windkraftanlagenturm für eine angemessene Handhabung des Blitzeinschlages gekoppelt sein kann. The conductor may direct the lightning strike through the rotor blade at a partial angle of attack to the hub end of the rotor blade, which conductor may be coupled to other conductive means in the wind turbine tower for adequate handling of the lightning strike.

Vorzugsweise bildet das wenigstens eine Abrisskanten-Profil einen Faraday-Käfig um das Anstellwinkel-System.Preferably, the at least one tear-off edge profile forms a Faraday cage around the angle of attack system.

Da das Abrisskanten-Profil an der Anstellwinkel-Übergangs-Schnittstelle einen Faraday-Käfig bilden kann, kann es eine Beschädigung an dem umschlossenen Anstellwinkel-System aufgrund von Blitzeinschlägen vermeiden. In dem Fall, wo das Rotorblatt mit teilweisem Anstellwinkel ein Paar von Abrisskanten-Profilen umfasst, welche aneinander anstoßen, um eine kombinierte Abrisskanten-Profil-Barriere an der Anstellwinkel-Übergangs-Schnittstelle zu bilden, können die Abrisskanten-Profile in leitfähiger Weise zusammengekoppelt sein, um einen Faraday-Käfig zu bilden. Beispielsweise kann die Kopplung die Form einer Verbindung eines aufgespaltenen Ringes sein.Because the tear-off edge profile at the pitch transition interface can form a Faraday cage, it can avoid damage to the enclosed pitch system due to lightning strikes. In the case where the partial pitch rotor blade includes a pair of stall edge profiles which abut each other to form a combined stall edge profile barrier at the pitch transition interface, the stall edge profiles may be conductively coupled together to form a Faraday cage. For example, the coupling may be in the form of a split ring connection.

Weiterhin wird eine Windkraftanlage mit teilweisem Anstellwinkel bereitgestellt, welche wenigstens zwei Rotorblätter mit teilweisem Anstellwinkel umfasst.Furthermore, a wind turbine with a partial angle of attack is provided which comprises at least two rotor blades with a partial angle of attack.

Beschreibung der ErfindungDescription of the invention

Es wird nunmehr eine Ausführungsform der Erfindung in lediglich beispielhafter Weise beschrieben, und zwar mit Bezug zu den begleitenden Zeichnungen, in denen:An embodiment of the invention will now be described, by way of example only, with reference to the accompanying drawings, in which:

1 eine perspektivische Ansicht eines Anstellwinkel-Übergangs-Abschnitts eines Rotorblattes mit teilweisem Anstellwinkel ist; 1 is a perspective view of an angle of attack transition portion of a rotor blade with partial angle of attack;

2 eine Querschnittsansicht des aerodynamischen Profils des Rotorblattes aus 1 ist; 2 a cross-sectional view of the aerodynamic profile of the rotor blade 1 is;

3 eine perspektivische Ansicht eines Anstellwinkel-Übergangs-Abschnitts einer ersten Ausführungsform eines Rotorblattes mit teilweisem Anstellwinkel gemäß der Erfindung ist; 3 Figure 3 is a perspective view of a pitch transition portion of a first embodiment of a partial pitch rotor blade according to the invention;

4 eine Draufsicht auf den Anstellwinkel-Übergangs-Abschnitt aus 3 ist; 4 a plan view of the angle of attack transition section 3 is;

5(a) bis (c) Querschnittsansichten verschiedener Ausführungsformen des Rotorblattes mit einem Abrisskanten-Profil gemäß der Erfindung zeigen; 5 (a) to (c) show cross-sectional views of various embodiments of the rotor blade with a tear-off edge profile according to the invention;

6 eine Draufsicht auf einen Anstellwinkel-Übergangs-Abschnitt einer weiteren Ausführungsform eines Rotorblattes mit teilweisem Anstellwinkel gemäß der Erfindung ist; 6 Figure 11 is a plan view of a pitch transition section of another embodiment of a partial pitch rotor blade according to the invention;

7 eine Draufsicht auf einen Anstellwinkel-Übergangs-Abschnitt einer weiteren Ausführungsform eines Rotorblattes mit teilweisem Anstellwinkel gemäß der Erfindung ist; und 7 Figure 11 is a plan view of a pitch transition section of another embodiment of a partial pitch rotor blade according to the invention; and

8 eine perspektivische Ansicht des Rotorblattes mit teilweisem Anstellwinkel aus 7 ist. 8th a perspective view of the rotor blade with partial angle of attack 7 is.

Mit Bezug auf 3 und 4 wird ein Windkraftanlagen-Rotorblatt mit teilweisem Anstellwinkel gemäß der Erfindung allgemein mit Bezugszeichen 50 gekennzeichnet.Regarding 3 and 4 For example, a partial pitch wind turbine rotor blade according to the invention will be generally indicated by reference numerals 50 characterized.

Das Rotorblatt 50 mit teilweisem Anstiegswinkel umfasst einen inneren Rotorblatt-Abschnitt (auch Naben-Extender genannt) 52, welcher mit der Rotornabe einer Windkraftanlagenturbine (nicht dargestellt) koppelbar ist. Ein Anstiegswinkel-System (nicht dargestellt) ist an dem gegenüberliegenden Übergangs-Ende 52a des inneren Rotorblatt-Abschnitts 52 bereitgestellt. Das Rotorblatt 50 mit teilweise Anstiegswinkel umfasst weiterhin einen äußeren Rotorblatt-Abschnitt 54, ein inneres Übergangs-Ende 54a des äußeren Rotorblatt-Abschnitts 54, welches am Anstiegswinkelsystem befestigt ist, so dass der Rotorblatt-Abschnitt 54 relativ zu dem inneren Rotorblatt-Abschnitt 52 hinsichtlich des Anstellwinkels veränderbar ist.The rotor blade 50 with partial slope angle includes an inner rotor blade section (also called hub extender) 52 , which is coupled to the rotor hub of a wind turbine turbine (not shown). An angle of elevation system (not shown) is at the opposite transition end 52a of the inner rotor blade section 52 provided. The rotor blade 50 with partial slope angle further includes an outer rotor blade section 54 , an inner transition end 54a of the outer rotor blade section 54 , which is attached to the elevation angle system, so that the rotor blade section 54 relative to the inner rotor blade section 52 is changeable with respect to the angle of attack.

Das Rotorblatt 50 mit teilweisem Anstiegswinkel umfasst weiterhin ein Abrisskanten-Profil 56, welches an dem Anstiegswinkel-System-Übergang zwischen dem gegenüberliegenden Übergangsende 52a des inneren Rotorblatt-Abschnitts 52 und des inneren Übergangsendes 54a des äußeren Rotorblatt-Abschnitts 54 bereitgestellt ist. Das Abrisskanten-Profil 56 steht über die Oberfläche des inneren Rotorblatt-Abschnitts 52 und des äußeren Rotorblatt-Abschnitts 54 hervor, wodurch eine Barriere zwischen den zweiten Abschnitten der Rotorblätter 52, 54 mit teilweisem Anstiegswinkel bereitgestellt wird.The rotor blade 50 with partial slope angle further includes a demolition edge profile 56 , which is at the angle of rise system transition between the opposite transition end 52a of the inner rotor blade section 52 and the inner transition end 54a of the outer rotor blade section 54 is provided. The demolition edge profile 56 is above the surface of the inner rotor blade section 52 and the outer rotor blade section 54 resulting in a barrier between the second sections of the rotor blades 52 . 54 is provided with partial slope angle.

Da das Abrisskanten-Profil an dem Anstiegswinkel-System-Übergang bereitgestellt ist, wird die aerodynamische Strömung über den inneren Rotorblatt-Abschnitt 52 von einem seitlichen Strömen über den äußeren Rotorblatt-Abschnitt 54 abgehalten, und umgekehrt. Dementsprechend wird die aerodynamische Strömung über beide Rotorblatt-Abschnitte separat aufrechterhalten. Da die Luftströmungen separiert sind, bedeutet dies, dass die unterschiedlichen Rotorblatt-Abschnitte 52, 54 für unterschiedliche Betriebszustände optimiert werden können, wobei der Luftstrom über einen Abschnitt nicht den Luftstrom über den angrenzenden Abschnitt beeinflusst bzw. beeinträchtigt. Vorzugsweise ist der innere Rotorblatt-Abschnitt 52 derart konstruiert, ein Abrisskanten-gesteuertes aerodynamisches Profil aufzuweisen (zum Beispiel das aerodynamische Profil mit einem relativ hohen Auftriebskoeffizienten), und der äußere Rotorblatt-Abschnitt 54 ist derart konstruiert, ein Anstiegswinkel-gesteuertes aerodynamisches Profil aufzuweisen (zum Beispiel das aerodynamische Profil mit einem relativ geringen Auftriebskoeffizienten) – wobei der innere Rotorblatt-Abschnitt 52, welcher fest mit der Rotornabe gekoppelt ist, als ein Abrisskanten-gesteuertes Rotorblatt ausgebildet ist, während der äußere Rotorblatt-Abschnitt 54 unter Verwendung des Anstellwinkel-Systems hinsichtlich des Anstellwinkels verändert werden kann, um die Rotorblattfunktion zu steuern, wobei er dementsprechend konstruiert ist.As the stall edge profile is provided at the slip angle system transition, the aerodynamic flow becomes over the inner rotor blade section 52 from a lateral flow over the outer rotor blade section 54 held, and vice versa. Accordingly, the aerodynamic flow over both rotor blade sections is maintained separately. Since the air flows are separated, this means that the different rotor blade sections 52 . 54 can be optimized for different operating conditions, wherein the air flow over a section does not affect or affect the air flow over the adjacent section. Preferably, the inner rotor blade section 52 constructed in such a way Contra-edge controlled aerodynamic profile (for example, the aerodynamic profile with a relatively high lift coefficient), and the outer rotor blade section 54 is designed to have a pitch angle-controlled aerodynamic profile (for example, the aerodynamic profile with a relatively low lift coefficient) - the inner rotor blade section 52 , which is fixedly coupled to the rotor hub, is designed as a demolition edge-controlled rotor blade, while the outer rotor blade section 54 can be varied in angle of attack using the angle of attack system to control the rotor blade function, designed accordingly.

Wie aus 4 ersichtlich ist, ist das Abrisskanten-Profil 56 rundherum angeordnet und überdeckt den Anstiegswinkel-System-Übergang zwischen den zwei Rotorblatt-Abschnitten 52, 54. Dies stellt eine Anzahl von weiteren Vorteilen bereit. Zunächst vermeidet dies, da ein jeglicher Zwischenraum zwischen den Rotorblatt-Abschnitten 52, 54, welcher normalerweise an dem Übergang vorhanden sein würde, durch das Abrisskanten-Profil 56 abgedeckt ist, das Abströmen jeglicher Luft von der Unterdruckseite des Rotorblattes 50 zu der Auftriebsseite des Rotorblattes 50. Sodann werden Rotorblattspitzenverluste als eine Folge der exponierten Enden der nachfolgenden Kanten der Rotorblatt-Abschnitte 52, 54 eliminiert. Dies führt zu einem verbesserten Wirkungsgrad des Windkraftanlagen-Rotorblattes 50, als auch zu einer Reduktion hinsichtlich Lärmbeeinträchtigung aufgrund des Anstellwinkel-System-Übergangs.How out 4 it can be seen is the demolition edge profile 56 arranged around and covers the slope angle system transition between the two rotor blade sections 52 . 54 , This provides a number of other advantages. First, this avoids, as any space between the rotor blade sections 52 . 54 which would normally be present at the transition, by the tear-off edge profile 56 is covered, the outflow of any air from the negative pressure side of the rotor blade 50 to the buoyancy side of the rotor blade 50 , Then, rotor blade tip losses become as a consequence of the exposed ends of the subsequent edges of the rotor blade sections 52 . 54 eliminated. This leads to an improved efficiency of the wind turbine rotor blade 50 , as well as to a reduction in noise due to the pitch-system transition.

Da der äußere Rotorblatt-Abschnitt 54 hinsichtlich des Anstellwinkels in Bezug auf den inneren Rotorblatt-Abschnitt 52 einstellbar ist, ist das Abrisskanten-Profil 56 derart ausgebildet, so dass die Abschnitte relativ zueinander hinsichtlich des Anstellwinkels einstellbar sind. In der Ausführungsform der 4 ist das Abrisskanten-Profil 56 eine durch zwei separate Abrisskanten-Profil-Elemente 56a, 56b gebildete Barriere. Das erste Abrisskanten-Profil-Element 56a steht von dem gegenüberliegenden Übergangsende 52a des inneren Rotorblatt-Abschnittes 52 ab, während das zweite Abrisskanten-Profil-Element 56b von dem inneren Übergangsende 54a des äußeren Rotorblatt-Abschnittes 54 absteht. Die Abrisskanten-Profil-Elemente 56a, 56b bilden einen Kragen um die Übergangsenden 52a, 54a der entsprechenden Rotorblatt-Abschnitte 52, 54, wobei, da der innere Rotorblatt-Abschnitt 52 und der äußere Rotorblatt-Abschnitt 54 durch das Anstellwinkel-System zusammengekoppelt sind, die Abrisskanten-Profil-Elemente 56a, 56b zusammentreffen, um das Abrisskanten-Profil 56 an dem Abrisskanten-System-Übergang zu bilden.Since the outer rotor blade section 54 in terms of the angle of attack with respect to the inner rotor blade section 52 is adjustable, the demolition edge profile 56 formed such that the sections are adjustable relative to each other in terms of the angle of attack. In the embodiment of the 4 is the demolition edge profile 56 one by two separate tear-off profile elements 56a . 56b formed barrier. The first demolition edge profile element 56a stands from the opposite transition end 52a of the inner rotor blade section 52 while the second demolition edge profile element 56b from the inner transition end 54a of the outer rotor blade section 54 projects. The demolition edge profile elements 56a . 56b Form a collar around the transition ends 52a . 54a the corresponding rotor blade sections 52 . 54 , wherein, since the inner rotor blade section 52 and the outer rotor blade section 54 coupled together by the angle of attack system, the tear-off edge profile elements 56a . 56b coincide to the demolition edge profile 56 at the trailing edge system transition.

Die Abrisskanten-Profil-Elemente 56a, 56b stoßen aneinander an, um eine im Wesentlichen geschlossene Abrisskanten-Profil-Struktur an dem Anstellwinkel-System-Übergang zu bilden. Da die Abrisskanten-Profil-Elemente 56a, 56b nicht direkt miteinander verbunden sind, kann das zweite Element 56b hinsichtlich des Anstellwinkels relativ zu dem ersten Element 56a eingestellt werden, da der äußere Rotorblatt-Abschnitt 54 hinsichtlich des Anstellwinkels eingestellt ist. Die Elemente 56a, 56b können einander berühren, bzw. ein Füllmaterial (nicht dargestellt) kann zwischen den Elementen 56a, 56b angeordnet sein, um eine Dichtung um den Anstellwinkel-System-Übergang bereitzustellen. Das Füllmaterial kann ein beliebiges geeignetes flexibles Material umfassen, zum Beispiel Gummi, Schaumstoff, Kunststoffe bzw. ein aufblasbarer Gegenstand.The demolition edge profile elements 56a . 56b abut one another to form a substantially closed tear-off edge profile structure at the angle of attack system transition. Because the demolition edge profile elements 56a . 56b not directly connected, the second element 56b in terms of the angle of attack relative to the first element 56a be set because the outer rotor blade section 54 is set with respect to the angle of attack. The Elements 56a . 56b can touch each other, or a filling material (not shown) can between the elements 56a . 56b be arranged to provide a seal around the pitch system transition. The filler material may comprise any suitable flexible material, for example rubber, foam, plastics or an inflatable article.

Da die Abrisskanten-Profil-Elemente 56a, 56b oberhalb des Anstellwinkel-System-Übergangs zusammentreffen, stehen die Elemente 56a, 56b von den entsprechenden Übergangsenden 52a, 54a unter einem spitzen Winkel hinsichtlich der Flächen der angrenzenden Rotorblatt-Abschnitte 52, 54 hervor. Der Projektionswinkel kann auf Grundlage einer Anzahl von Faktoren ausgewählt werden, zum Beispiel dem Abstand zwischen den Übergangsenden 52a, 54a, der gewünschten Höhe des Abrisskanten-Profils 56 usw. Vorzugsweise stehen die Abrisskanten-Profil-Elemente 56a, 56b unter einem Winkel zwischen 100° bis 135° relativ zu der Außenfläche jeweils des inneren Rotorblatt-Abschnittes 52 und des äußeren Rotorblatt-Abschnittes 54 hervor. Eine solche Anordnung stellt ein Abrisskanten-Profil 56 mit einem im Wesentlichen A-förmigen Profil bereit, wie der Draufsicht aus 4 entnommen werden kann.Because the demolition edge profile elements 56a . 56b above the angle of attack system transition, the elements stand 56a . 56b from the corresponding transitional ends 52a . 54a at an acute angle with respect to the surfaces of the adjacent rotor blade sections 52 . 54 out. The projection angle may be selected based on a number of factors, for example, the distance between the transition ends 52a . 54a , the desired height of the tear-off edge profile 56 etc. Preferably, the tear-off edge profile elements 56a . 56b at an angle between 100 ° to 135 ° relative to the outer surface of each of the inner rotor blade section 52 and the outer rotor blade section 54 out. Such an arrangement provides a demolition edge profile 56 with a substantially A-shaped profile ready as the top view 4 can be removed.

Während in der in 3 und 4 dargestellten Ausführungsform die gesamten Abrisskanten-Profil-Elemente 56a, 56b unter einem Winkel hervorstehen, wird bevorzugt, dass für die Elemente 56a, 56b eine beliebige geeignete Form ausgewählt werden kann, wobei lediglich ein Abschnitt der Elemente 56a, 56b gewinkelt ist. Es wird weiterhin bevorzugt, dass das Abrisskanten-Profil 56 aus einer beliebigen geeigneten Anordnung von Elementen gebildet werden kann, beispielsweise kann anstelle von zwei separaten Abrisskanten-Profil-Elementen 56a, 56b das Abrisskanten-Profil 56 durch einen einzelnen geformten Kragen gebildet sein, welcher ein A-förmiges Profil aufweist, welches an dem Übergangsende entweder des inneren Rotorblatt-Abschnittes 52 oder des äußeren Rotorblatt-Abschnittes 54 bereitgestellt ist, wobei der einzelne Kragen das gesamte Abrisskanten-Profil 56 bildet und lediglich von einem der Rotorblatt-Abschnitte 52, 54 absteht. Eine solche Anordnung würde eine relativ einfachere Anordnung bereitstellen, da das Rotorblatt 50 mit teilweisem Anstellwinkel an einem der Übergangsenden 52a, 54a umkonstruiert werden muss, wobei der Rest der Rotorblatt-Vorrichtung von bestehenden Rotorblatt-Komponenten genommen werden kann.While in the in 3 and 4 illustrated embodiment, the entire demolition edge profile elements 56a . 56b protruding at an angle, it is preferred that for the elements 56a . 56b any suitable shape may be selected, with only a portion of the elements 56a . 56b is angled. It is further preferred that the tear-off edge profile 56 may be formed from any suitable arrangement of elements, for example, instead of two separate tear-off profile elements 56a . 56b the demolition edge profile 56 be formed by a single shaped collar having an A-shaped profile which at the transition end of either the inner rotor blade section 52 or the outer rotor blade section 54 is provided, wherein the single collar the entire demolition edge profile 56 forms and only from one of the rotor blade sections 52 . 54 projects. Such an arrangement would provide a relatively simpler arrangement as the rotor blade 50 with partial angle of attack at one of the transition ends 52a . 54a must be reconstructed, with the rest the rotor blade device can be taken from existing rotor blade components.

Es wird bevorzugt, dass das Abrisskanten-Profil 56 unter Verwendung beliebiger geeigneter Mittel an den Rotorblatt-Abschnitten 52, 54 bereitgestellt werden kann. Beispielsweise kann das Abrisskanten-Profil 56 (und/oder die Abrisskanten-Profil-Elemente 56a, 56b) integral mit den Körpern der Rotorblatt-Abschnitte 52, 54 ausgebildet sein, oder das Abrisskanten-Profil 56 kann an den Übergangsenden 52a, 54a des Rotorblattes 50 befestigt sein, beispielsweise unter Verwendung von Klebmitteln, Befestigungsmitteln wie Bolzen usw.It is preferred that the tear-off edge profile 56 using any suitable means on the rotor blade sections 52 . 54 can be provided. For example, the demolition edge profile 56 (and / or the tear-off edge profile elements 56a . 56b ) integral with the bodies of the rotor blade sections 52 . 54 be formed, or the demolition edge profile 56 can at the transition ends 52a . 54a of the rotor blade 50 be fixed, for example using adhesives, fasteners such as bolts, etc.

Das Abrisskanten-Profil 56 kann ebenso ein leitfähiges Element umfassen (nicht dargestellt), wobei das Abrisskanten-Profil 56 in leitfähiger Weise mit leitfähigen Mitteln (nicht dargestellt) gekoppelt ist, welche in dem Rotorblatt 50 bereitgestellt sind. Für den Fall eines Blitzeinschlags am Abrisskanten-Profil 56, leitet ein solches leitfähiges Element den Blitz weg von den Körpern der Rotorblatt-Abschnitte 52, 54 und weg von dem Rotorblatt 50 zu der Haupt-Windkraftanlagenkonstruktion, welche Systeme für eine sichere Handhabung eines Blitzeinschlages umfassen kann. Weiterhin kann das Abrisskanten-Profil wenigstens einen Blitzableiter umfassen, welcher an dem Abrisskanten-Profil 56 angeordnet ist, zum Beispiel am oberen Ende des Abrisskanten-Profils 56. Eine solche Anordnung ist insbesondere vorteilhaft bei einer Windkraftanlage mit zwei Rotorblättern mit teilweisem Anstellwinkel, da das Abrisskanten-Profil an den beiden Rotorblättern einer Windkraftanlage mit zwei Rotorblättern mit größer Wahrscheinlichkeit die höchsten Punkte der Turbine bilden, wenn sich die Rotorblätter in einer im Wesentlichen horizontalen Position befinden.The demolition edge profile 56 may also comprise a conductive element (not shown), wherein the tear-off edge profile 56 is conductively coupled to conductive means (not shown) in the rotor blade 50 are provided. In the event of a lightning strike on the demolition edge profile 56 , such a conductive element directs the flash away from the bodies of the rotor blade sections 52 . 54 and away from the rotor blade 50 to the main wind turbine design, which may include systems for safe handling of a lightning strike. Furthermore, the tear-off edge profile may comprise at least one lightning rod, which at the tear-off edge profile 56 is arranged, for example, at the top of the demolition edge profile 56 , Such an arrangement is particularly advantageous in a wind turbine with two rotor blades with partial angle of attack, since the demolition edge profile on the two rotor blades of a wind turbine with two rotor blades are likely to form the highest points of the turbine when the rotor blades are in a substantially horizontal position are located.

Es wird bevorzugt, dass das Abrisskanten-Profil 56 eine beliebige geeignete Form bzw. Gestalt aufweisen kann. Mit Bezug auf 5(a) bis (c) wird eine Auswahl von beispielhaften Abrisskanten-Profilen 56 für eine Vielzahl von unterschiedlichen aerodynamischen Rotorblatt-Profilen dargestellt. 5(a) zeigt ein Standard-Aerodynamik-Profil mit symmetrischen Leisten, und zwar mit dem kreisförmigen Querschnitt des Anstellwinkel-Systems 58, welcher an der führenden Kante des Rotorblatt-Profils 50 bereitgestellt ist, wobei sich das Abrisskanten-Profil von der Oberfläche des Rotorblattes 50 in gleichmäßigen Abständen über der Rotorblatt-Oberfläche erstreckt. Es ist erkennbar, dass das Abrisskanten-Profil 56 sich nicht um die nachfolgende Kante des Rotorblattes 50 erstreckt, da die Luftströmung an diesem Punkt nicht geteilt werden muss.It is preferred that the tear-off edge profile 56 may have any suitable shape or shape. Regarding 5 (a) to (c) will be a selection of example tear-off edge profiles 56 shown for a variety of different aerodynamic rotor blade profiles. 5 (a) shows a standard aerodynamic profile with symmetrical bars, with the circular cross-section of the pitch system 58 , which is at the leading edge of the rotor blade profile 50 is provided, wherein the tear-off edge profile of the surface of the rotor blade 50 extends at regular intervals over the rotor blade surface. It can be seen that the demolition edge profile 56 not around the trailing edge of the rotor blade 50 extends since the air flow does not have to be split at this point.

5(b) zeigt ein Aerodynamikprofil mit einer vergrößerten Leiste, wobei das Abrisskanten-Profil 56 wiederum in einem gleichmäßigen Abstand von der Oberfläche des Rotorblattes 50 absteht, und zwar um das Rotorblatt-Profil herum, jedoch nicht an der äußersten nachfolgenden Kante des Profils. 5 (b) shows an aerodynamic profile with an enlarged bar, the demolition edge profile 56 again at a uniform distance from the surface of the rotor blade 50 protrudes, around the rotor blade profile, but not at the outermost edge of the profile.

5(c) zeigt ein Aerodynamik-Profil mit nochmals vergrößerter Leiste, wobei das Anstellwinkel-System 58 hin zu der Mitte des Rotorblatt-Profils angeordnet ist. In dieser Ausführungsform ist ersichtlich, dass das Abrisskanten-Profil 56 eine größere Höhe über der Oberfläche des Profils auf der Druckseite und der Auftriebsseite des Profils aufweist, wobei das Abrisskanten-Profil 56 eine relativ niedrige Höhe an der führenden Kante des Profils aufweist. 5 (c) shows an aerodynamic profile with a further enlarged bar, the angle of attack system 58 is arranged towards the center of the rotor blade profile. In this embodiment, it can be seen that the tear-off edge profile 56 having a greater height above the surface of the profile on the pressure side and the buoyancy side of the profile, wherein the tear-off edge profile 56 has a relatively low height at the leading edge of the profile.

Mit Bezug auf 6 ist eine zweite Ausführungsform eines Rotorblattes mit teilweisem Anstellwinkel mit Bezugszeichen 60 gekennzeichnet. Wie zuvor umfasst das Rotorblatt 60 mit teilweisem Anstellwinkel einen inneren Rotorblatt-Abschnitt 62 und einen äußeren Rotorblatt-Abschnitt 64, welche zusammen über ein Anstellwinkel-System 66 gekoppelt sind, welches an dem gegenüberliegenden Übergangsende 62a und dem inneren Übergangsende 64a der jeweiligen Rotorblatt-Abschnitte 62, 64 bereitgestellt ist. Das Rotorblatt 60 umfasst weiterhin ein Abrisskanten-Profil 68, welches an dem Anstellwinkel-System 66 bereitgestellt ist, und welches über die Außenfläche der angrenzenden Rotorblatt-Abschnitte 62, 64 hervorsteht.Regarding 6 is a second embodiment of a rotor blade with partial angle of attack with reference numerals 60 characterized. As before, the rotor blade comprises 60 with partial angle of attack an inner rotor blade section 62 and an outer rotor blade section 64 , which together have a pitch system 66 coupled, which at the opposite transition end 62a and the inner transition end 64a the respective rotor blade sections 62 . 64 is provided. The rotor blade 60 further includes a tear-off edge profile 68 , which at the angle of attack system 66 is provided, and which about the outer surface of the adjacent rotor blade sections 62 . 64 protrudes.

In dieser Ausführungsform kann das Abrisskanten-Profil 68 integral mit der Oberfläche des Anstellwinkel-Systems 66 ausgebildet sein, bzw. kann alternativ an der Oberfläche des Anstellwinkel-Systems 66 befestigt sein, und zwar unter Verwendung eines beliebigen geeigneten Verfahrens, zum Beispiel durch Bolzen, Klebmittel usw. Das Abrisskanten-Profil 68 kann aus einem einzelnen Plattenelement gebildet sein, oder kann aus zwei separaten Plattenelementen gebildet sein, welche an dem Anstellwinkel-Übergang aneinander anstoßen, wobei die getrennten Plattenelemente hinsichtlich des Anstellwinkels relativ zueinander über das Anstellwinkel-System 66 einstellbar sind.In this embodiment, the tear-off edge profile 68 integral with the surface of the pitch system 66 be formed, or alternatively may be on the surface of the angle of attack system 66 be fixed, using any suitable method, for example by bolts, adhesives, etc. The demolition edge profile 68 may be formed of a single plate member, or may be formed of two separate plate members which abut each other at the pitch transition, the separated plate members being angularly relative to one another via the pitch system 66 are adjustable.

Mit Bezug auf 7 und 8 ist eine dritte Ausführungsform eines Rotorblattes mit teilweisem Anstellwinkel mit Bezugszeichen 70 gekennzeichnet. Analog zu den anderen Ausführungsformen umfasst das Rotorblatt 70 mit teilweisem Anstellwinkel einen inneren Rotorblatt-Abschnitt 72 und einem äußeren Rotorblatt-Abschnitt 74, welche zusammen durch das Anstellwinkel-System gekoppelt sind (76, durch die Umrisslinie angedeutet), welches an dem gegenüberliegenden Übergangsende 72a und dem inneren Übergangsende 74a der jeweiligen Rotorblatt-Abschnitt 72, 74 bereitgestellt ist.Regarding 7 and 8th is a third embodiment of a rotor blade with partial angle of attack with reference numerals 70 characterized. Analogous to the other embodiments, the rotor blade comprises 70 with partial angle of attack an inner rotor blade section 72 and an outer rotor blade section 74 which are coupled together by the angle of attack system ( 76 , indicated by the outline), which at the opposite transition end 72a and the inner transition end 74a the respective rotor blade section 72 . 74 is provided.

Das Rotorblatt 70 umfasst weiterhin ein Plattenelement 78, welches an dem Anstellwinkel-System 76 angeordnet ist bzw. daran angrenzt, und welches sich über die Außenfläche der angrenzenden Rotorblatt-Abschnitte 72, 74 erstreckt. Das Plattenelement 78 kann als eine einzelne Platte bereitgestellt sein, oder kann als zwei dicht angrenzende Platten bereitgestellt sein, wobei eine erste Platte mit dem inneren Rotorblatt-Abschnitt 72 gekoppelt ist und eine zweite Platte mit dem äußeren Rotorblatt-Abschnitt 74 gekoppelt ist. Das Plattenelement 78 kann auf dem Rotorblatt 70 in der Kopplung zwischen dem Anstellwinkel-System 76 und entweder dem inneren Rotorblatt-Abschnitt 72 oder dem äußeren Rotorblatt-Abschnitt 74 bereitgestellt sein, oder ein Paar von Plattenelementen kann auf beiden Seiten des Anstellwinkel-Systems 76 bereitgestellt sein. Dementsprechend ist das Plattenelement 78 dazu angeordnet, um die Kopplung zwischen dem Anstellwinkel-System 76 und einem oder beiden der Rotorblatt-Abschnitte 72, 74 aufzunehmen.The rotor blade 70 further comprises a plate element 78 , which at the Anstellwinkel- system 76 is located or adjoins, and which extends over the outer surface of the adjacent rotor blade sections 72 . 74 extends. The plate element 78 may be provided as a single plate, or may be provided as two closely adjacent plates, with a first plate having the inner rotor blade portion 72 is coupled and a second plate with the outer rotor blade section 74 is coupled. The plate element 78 can on the rotor blade 70 in the coupling between the pitch system 76 and either the inner rotor blade section 72 or the outer rotor blade section 74 be provided, or a pair of plate elements may be on both sides of the angle of attack system 76 be provided. Accordingly, the plate member 78 arranged to the coupling between the angle of attack system 76 and one or both of the rotor blade sections 72 . 74 take.

Ein Vorteil der Ausführungsformen der 6 bis 8 ist, dass die Rotorblatt-Abschnitt 62, 64, 72, 74 unverändert sind, und zwar durch die Verwendung des Abrisskanten-Profiles 68, 78 an dem Anstellwinkel-System 66, 76. Dementsprechend müssen die Rotorblatt-Abschnitte nicht neu konstruiert werden, um das Abrisskanten-Profil 68, 78 aufzunehmen, und können von bestehenden Rotorblatt-Komponenten ausgewählt werden, welche einen Vorteil von vorherigen extensiven Testen, Anpassen und einer Leistungssimulation ziehen können. Ein weiterer Vorteil der Ausführungsform der 7 bis 8 ist, dass ein Standard-Anstellwinkel-System 76 verwendet werden kann, wobei das Plattenelement 78 an einer oder beiden Seiten des Anstellwinkel-Systems 76 angeordnet sein kann, und mittels der Kopplung zwischen dem Anstellwinkel-System 76 und den Rotorblatt-Abschnitten 72, 74 gesichert werden kann.An advantage of the embodiments of 6 to 8th is that the rotor blade section 62 . 64 . 72 . 74 are unchanged, through the use of the demolition edge profile 68 . 78 at the angle of attack system 66 . 76 , Accordingly, the rotor blade sections do not need to be redesigned to have the tear-off edge profile 68 . 78 and can be selected from existing rotor blade components which can take advantage of prior extensive testing, fitting, and performance simulation. Another advantage of the embodiment of 7 to 8th is that a standard angle of attack system 76 can be used, wherein the plate element 78 on one or both sides of the pitch system 76 can be arranged, and by means of the coupling between the angle of attack system 76 and the rotor blade sections 72 . 74 can be secured.

In den in 6 bis 8 dargestellten Ausführungsformen ist ersichtlich, dass ein Raum zwischen dem Abrisskanten-Profil 68, 78 definiert ist und den entsprechenden Übergangsenden 62a, 64a, 72a, 74a der Rotorblatt-Abschnitte 62, 64, 72, 74. Es wird bevorzugt, dass Abrisskanten-Profil 68, 78 im Wesentlichen derart geformt sein kann, um den Bereich zwischen den Übergangsenden 62a, 64a, 72a, 74a auszufüllen bzw. zu überdecken. Zusätzlich oder alternativ kann ein Füllmaterial bereitgestellt werden, um die Räume zwischen dem Abrisskanten-Profil 68, 78 und den Übergangsenden 62a, 64a, 72a, 74a auszuführen bzw. zu überdecken, wobei das Füllmaterial eine beliebige geeignete Füllsubstanz umfassen kann, zum Beispiel Gummi, Schaumstoff, Kunststoffe usw.In the in 6 to 8th illustrated embodiments, it can be seen that a space between the demolition edge profile 68 . 78 is defined and the corresponding transition ends 62a . 64a . 72a . 74a the rotor blade sections 62 . 64 . 72 . 74 , It is preferred that demolition edge profile 68 . 78 may be substantially shaped to the area between the transition ends 62a . 64a . 72a . 74a to fill out or to cover. Additionally or alternatively, a filler material may be provided to the spaces between the tear-off edge profile 68 . 78 and the transition ends 62a . 64a . 72a . 74a The filling material may comprise any suitable filling substance, for example rubber, foam, plastics, etc.

Das Rotorblatt mit teilweisem Anstellwinkel nach der Erfindung ist für eine Verwendung in einer beliebigen Windkraftturbine mit einer Mehrzahl an Rotorblättern geeignet.The partial pitch rotor blade of the invention is suitable for use in any wind turbine having a plurality of rotor blades.

Das erfindungsgemäße Rotorblatt mit teilweisem Anstellwinkel stellt ein Rotorblatt mit teilweisem Anstellwinkel bereit, welches einen verbesserten Wirkungsgrad und Leistung aufweist, und zwar für einen minimalen zusätzlichen Konstruktionsaufwand und -kosten.The partial pitch rotor blade of the present invention provides a partial pitch rotor blade having improved efficiency and performance for minimal additional design effort and cost.

Die Erfindung ist nicht auf die hierin beschriebene Ausführungsform beschränkt, und kann geändert bzw. angepasst werden, ohne den Umfang der vorliegenden Erfindung zu verlassen.The invention is not limited to the embodiment described herein, and can be changed without departing from the scope of the present invention.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

US 20090148285 [0004]
US 7585157 [0006]

Claims

Partial angle wind turbine rotor blade comprising: An inner rotor blade section having an inner hub end, an outer rotor blade end and a stall-controlled rotor blade profile; an outer rotor blade section having an inner rotor blade end, an outer pointed end, and a stall-controlled rotor blade profile; the outer rotor blade portion being engageable with the inner rotor blade portion, the rotor blade further comprising at least one spoiler edge profile provided at the pitch connection interface between the outer rotor blade end of the inner rotor blade portion and the inner rotor blade end of the outer rotor blade portion, to maintain an aerodynamic flow over either the rotor blade section or to separate the aerodynamic flows at the rotor blade sections.

The partial pitch rotor blade of claim 1, wherein the at least one tear-off edge profile extends over at least a portion of the pitch connection interface.

Partial angle rotor blade according to claim 1 or 2, wherein the at least one tear-off edge profile substantially covers the angle of attack connection portion.

A partial angle rotor blade according to any one of the preceding claims, wherein the at least one trailing edge profile extends at an acute angle from the surface of the rotor blade at a partial angle of attack.

A partial pitch rotor blade according to any one of the preceding claims, wherein the partial pitch rotor blade includes a first breakaway edge profile extending from the inner rotor blade section at the outer rotor blade end and including a second tear edge profile extending from the outer rotor blade section at the outer rotor blade section inner portion end extends, wherein the first and second tear-off edge profiles abut each other at the angle of attack connection interface to form a combined tear-off edge profile barrier at the angle of attack connection interface.

Partial angle rotor blade according to one of the preceding claims, wherein the at least one tear-off edge profile provides a seal around the angle of attack connection portion.

Partial angle rotor blade according to one of the preceding claims, wherein the at least one demolition edge profile comprises a lightning conductor.

Partial angle rotor blade according to one of the preceding claims, wherein the at least one tear-off edge profile forms a Faraday cage around the angle of attack system.

Wind turbine with partial angle of attack with at least two rotor blades with partial angle of attack according to one of the preceding claims.