风能设备的转子叶片制造技术

本发明专利技术涉及风能设备的一种转子叶片(1)，所述转子叶片具有转子叶根(4)以用于将转子叶片(1)连接到转子轮毂上和设置在背离转子叶根(4)的一侧上的转子叶尖，以及涉及一种具有这种转子叶片的风能设备。在此，定义为剖面厚度(2)与剖面深度(3)的比值的相对剖面厚度(2)在转子叶根和转子叶尖之间的中间区域(6)中具有局部最大值。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】风能设备的转子叶片
本专利技术涉及风能设备的一种转子叶片以及一种风能设备。
技术介绍
用于风能设备的转子叶片已普遍知晓。这种转子叶片具有顾及到特殊的空气动力学要求的剖面。通常，风能设备具有带有多个转子叶片的空气动力学转子。这种风能设备示例性地在图5中示出。这种转子叶片的空气动力学特性是至关重要的，因为这些特性极大地影响转子叶片的进而风能设备的效率。为了提高转子叶片的效率而使剖面最优化。例如为了在弱风的地区中、即尤其在内陆位置确保尽可能持续地产生电流，空气动力学的转子具有可能为大约80米的转子直径。在风能设备如此大型并进而转子叶片也非常大的情况下，这造成转子叶片重量大。大且重的转子叶片产生高负荷，在运行中该负荷作用于风能设备。此外，制造以及运输至相应的安装地点是复杂且困难的。但是，实现对于运输这种大型转子叶片而言更有益的两件式转子叶片由于所出现的负荷和附加地通过分离部形成的稳定性减小仅在受限的情况下是可能的。 德国专利商标局已经在优先权申请中检索出下述现有技术:DE 102008 052 858Al、DE 10 2008 003 411 Al、DE 103 07 682 Al、US 5 474425 A 和 EP 2 339 171 A2。
技术实现思路
因此，本专利技术基于下述目的:消除或减少上述问题中的至少一个，尤其提出一种转子叶片，所述转子叶片在刚性尽可能高的情况下具有小的转子叶片重量，通过所述小的转子叶片重量减小对机器结构和塔的负荷，并且所述转子叶片可以简单地运输。至少应提出一种替选的解决方案。 为了实现所述目的，根据本专利技术提出根据权利要求1所述的转子叶片。风能设备的这种转子叶片具有用于将转子叶片连接到转子轮毂上的转子叶根和设置在背离转子叶根的一侧上的转子叶尖。在此，作为剖面厚度与剖面深度的比值定义的相对剖面厚度在转子叶根和转子叶尖之间的中间区域中具有局部最大值。在下文中将剖面深度理解成剖面的长度、即剖面凸起部和剖面后缘之间的距离。剖面厚度表示剖面上侧和剖面下侧之间的距离。因此,当剖面厚度小和/或剖面深度大时，相对剖面厚度具有小的值。 相对剖面厚度在转子叶根和转子叶尖之间具有局部最大值。局部最大值位于转子叶根和转子叶尖之间的中间区域中，优选位于从转子叶根至转子叶尖所测量的转子叶片的总长度的30%至60%的范围中。在总长度例如为60米的情况下，因此，局部最大值位于优选18米至36米的范围中。因此，相对剖面厚度从转子叶根起首先减小并且随后在中间区域中又增大直至局部最大值，即直至下述位置，在所述位置的周围，相对剖面厚度不具有更大的值。在转子叶片的中间区域中的局部最大值尤其通过下述方式实现:剖面深度从转子叶根起直至中间区域强烈减小。同时或替选地，剖面厚度能够增大或不像剖面深度那样强地减小。由此，实现节省材料，尤其是在转子叶根和中间区域之间，进而实现节省重量。通过提高剖面厚度，得出转子叶片的高稳定性。 可知:剖面深度在中间区域中的减小虽然在那里会引起承载能力的降低，但是同时实现转子叶片的重量的减小。转子叶片的效率的可能劣化有助于实现更小的重量。在此，但是在中间区域中在效率尽可能好的情况下更大程度地关注稳定性和刚性并且在外部区域中更大程度地关注高的效率。因此，提出下述剖面，其中从中间区域向外朝向转子叶尖的剖面深度至少比在中间区域中更弱地减小。 优选地，局部最大值的相对剖面厚度为35%至50%、尤其为40%至45%。通常，相对剖面厚度在转子叶根处在值为100%至40%时开始。大约为100%的值在此表示，剖面厚度大致与剖面深度相等。之后，值单调下降。在一个根据本专利技术的实施方式中，值从转子叶根起首先减小，直至其达到局部最小值。在局部最小值之后，相对剖面厚度增大，直至其为大约35%至50%。 在一个优选的实施方式中，转子叶片在中间区域中和/或在局部最大值的区域中具有为1500mm至3500mm、尤其大约为2000mm的剖面深度。当转子叶片在转子叶根的区域中具有大约为6000mm的剖面深度时，剖面深度因此直至中间区域和/或直至局部最大值的区域减小大约三分之一。 在一个尤其优选的实施方式中，转子叶片由第一转子叶片部段和第二转子叶片部段组成，并且第一转子叶片部段具有转子叶根和第二转子叶片部段具有转子叶尖。第一转子叶片部段和第二转子叶片部段在分离部处彼此连接。在此，分离部设置在转子叶根和转子叶尖之间的中间区域中和/或设置在局部最大值的区域中。 通过转子叶片由两个转子叶片部段组成，明显地简化将转子叶片运输至风能设备的相应的架设地点。如果分离部位于中间区域中，这表示，在转子直径超过80米时，例如仅还必须运输分别为大约40米的两个转子叶片部段。此外，在中间区域中和/或在相对剖面厚度的局部最大值的区域中，尤其地，剖面深度在剖面厚度大时是小的。由此，转子叶片在该部位处构成为是稳定的。因此，由于分离部出现的附加的负荷被尽可能地拦截。 优选地，转子叶片是针对在7至10的范围中、尤其为8至9的范围中的叶尖速比设计的。在此，叶尖速比定义成转子叶尖上的边缘速度与风速的比值。高的设计叶尖速比引起高的功率系数并且能够引起细长的、快速旋转的叶片。 在另一个实施方式中，转子叶片在从转子叶根至转子叶尖所测量的转子叶片的总长度的90%至95%的范围中具有与在转子叶根的区域中的剖面深度的大约5%至15%、尤其大约10%对应的剖面深度。 通过在转子叶尖的区域中这样减小的剖面深度，作用于机器结构和塔的负荷、尤其是空气动力学负荷减小。基本上提出相对细长的转子叶片。 在一个优选的实施方式中，转子叶片在转子叶根处具有至少为3900mm、尤其在4000mm至8000mm的范围中的剖面深度和/或从转子叶根起在总长度的90%至95%的范围中、尤其在90%处具有至多为1000mm、尤其在700mm至400mm的范围中的剖面深度。 优选地，转子叶片在中间区域中、尤其在转子叶片的总长度的50%处和/或在局部最大值的区域中具有与在转子叶根的区域中的剖面深度的20%至30%、尤其大约25%对应的剖面深度。如果例如剖面深度在转子叶根的区域中为6000mm，那么在局部最大值的区域中和/或在中间区域中的剖面深度仅仍对应于大约1500mm。通过剖面深度从转子叶根至中间区域这样快速减小，得出具有小的负荷、尤其是空气动力学负荷的细长的剖面。负荷与在其他已知的转子叶片的情况下相比较小。在已知的剖面中，转子叶片深度通常基本上线性地减小。由此，尤其在转子叶根和中间区域之间存在较高的剖面深度并进而也存在更多的材料。 此外，根据本专利技术提出一种具有根据至少一个上述实施方案的至少一个转子叶片的风能设备。这种风能设备通过至少一个细长且快速旋转的转子叶片由于高的设计叶尖速比和高的功率系数而在经济上是高效的。由此，风能设备尤其也适用于部分负荷范围中的运行和/或适用于弱风并进而也适用于内陆位置。风能设备优选具有三个转子叶片。 【附图说明】 下面根据实施例参考所附的附图详细阐述本专利技术。附图在此包含部分简化的示意图。 图1示出转子叶片的示意图。 图2不出关于归一化的转子半径表不相对剖面厚度的图表。 图3示出关于半径表示深度的图表。 图4不出关本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种风能设备的转子叶片(1)，具有：‑用于将所述转子叶片(1)连接到转子轮毂上的转子叶根(4),和‑在背离所述转子叶根(4)的一侧上设置的转子叶尖，其中作为剖面厚度(2)与剖面深度(3)的比值定义的相对剖面厚度(2)在转子叶根和转子叶尖之间的中间区域(6)中具有局部最大值。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2012.04.13 DE 102012206109.61.一种风能设备的转子叶片(1)，具有: -用于将所述转子叶片(I)连接到转子轮毂上的转子叶根(4)，和 -在背离所述转子叶根(4)的一侧上设置的转子叶尖， 其中作为剖面厚度(2)与剖面深度(3)的比值定义的相对剖面厚度(2)在转子叶根和转子叶尖之间的中间区域(6)中具有局部最大值。2.根据权利要求1所述的转子叶片(I)， 其特征在于， 所述局部最大值的相对剖面厚度(2)为35%至50%、尤其为40%至45%。3.根据权利要求1或2所述的转子叶片(I)， 其特征在于， 所述转子叶片(I)在所述局部最大值的范围中具有为1500mm至3500mm、尤其大约为2000mm的剖面深度。4.根据上述权利要求中任一项所述的转子叶片(I)， 其特征在于， -所述转子叶片(I)由第一转子叶片部段和第二转子叶片部段组成，并且-所述第一转子叶片部段具有所述转子叶根(4)并且所述第二转子叶片部段具有所述转子叶尖，并且 -所述第一转子叶片部段和所述第二转子叶片部段在分离部处彼此连接， 其中所述分离部设置在转子叶根(4)和转子叶尖之间的中间区域￠)中和/或设置在所述局部最大值的区域中。5.根据上述权利要求中任一项所述的转子叶片...

【专利技术属性】
技术研发人员：托马斯·波伦，
申请(专利权)人：乌本产权有限公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE