<Desc/Clms Page number 1>
Dadurch besitzt der erfindungsgemässe Rotor einen besonders leichten Anlauf, während ihm seine Doppelblattkonstruktion hohe Stabilität verleiht. Darüber hinaus bewirkt die genannte Düse bei Rotoren mit zumindest drei Flügeln ein Umlenken des Luftstroms auf das Innenblatt des in Strömungsrichtung jeweils dahinterliegenden Flügels, was den Wirkungsgrad des Rotors beträchtlich erhöht.
Eine bevorzugte Ausführungsform besteht darin, dass sich das Innenblatt in Richtung zur Nabe verschmälert. Dadurch wird die Luftumlenkung im Durchlass erleichtert, was den Anlaufwiderstand des Rotors weiter, verringert.
Eine besonders stabile Konstruktion ergibt sich, wenn gemäss einem weiteren bevorzugten Merkmal der Erfindung der zwischen Aussen- und Innenblatt verbleibende Raum ausgeschäumt wird.
Bevorzugt wird vorgesehen, dass der Winkel der V-Form des Aussenblatts 20 nicht übersteigt.
Dies verringert den Strömungswiderstand des Rotors in Drehrichtung.
In jedem Fall ist es besonders günstig, wenn die Enden der Flügel mittels radial gespannter Seile mit der Nabe verspannt sind und/oder die Enden der Flügel durch einen umlaufenden Ring miteinander verbunden sind. Dadurch können Rotore mit besonders grossem Durchmesser aufgebaut werden.
Die Erfindung wird nachstehend anhand von in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert. In den Zeichnungen zeigen: die Fig. 1 und Fig. 2 einen Rotor der Erfindung in der Seitenansicht bzw. in der Draufsicht; die Fig. 3a und Fig. 3b das Aussenblatt eines Flügels in einer Stirnansicht bzw. Draufsicht; und die Fig. 4a und Fig. 4b das Innenblatt eines Flügels in einer Stimansicht bzw. Draufsicht.
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Rotor für eine Windturbine mit radialer Anströmung, mit zumindest zwei Flügeln, die an einer zentralen Nabe ansetzen, wobei jeder Flügel ein etwa V-förmiges Aussenblatt und ein in dieses eingreifendes etwa V-förmiges Innenblatt aufweist, die an den Endkanten ihrer V-Schenkel miteinander verbunden sind.
Ein derartiger Rotor ist aus der US 5 656 865 A bekannt.
Rotore für Windturbinen unterliegen starken wetterbedingten Schwankungen der Anströmgeschwindigkeit, was einerseits hohe Anforderungen an ihre Stabilität, andererseits ein leichtes Anfahren bereits bei geringsten Windstärken erfordert. Die Erfindung setzt sich zum Ziel, einen Rotor für eine Windturbine zu schaffen, welcher diesen Anforderungen besser entspricht als die bekannten Konstruktionen.
Dieses Ziel wird mit einem Rotor der eingangs erwähnten Art erreicht, der sich erfindungsgemäss dadurch auszeichnet, dass das Aussenblatt und das Innenblatt jedes Flügels auch an ihren nabenabgewandten Kanten miteinander verbunden sind, wobei die Stirnkante des V-Scheitels des Innenblatts in Richtung von der Nabe weg von einer abgerundeten Form in eine spitze Form übergeht, und die nabenseitigen Kanten von Innen- und Aussenblatt scheitelseitig von der Nabe etwa tangential auskragen, so dass der V-Scheitel des Innenblatts mit der Nabe einen Durchlass bildet.
Der zwischen der Abrundung des Innenblatts und der Nabe gebildete Durchlass wirkt wie eine Düse, welche beim Anlaufen des Rotors ein Ausweichen der auf das Innenblatt auftreffenden Luft in Richtung zur Nabe durch den Durchlass ermöglicht. Dabei wirkt die Abrundung im Nabenbereich Verwirbelungen entgegen.
<Desc/Clms Page number 2>
Die Fig. 1 und 2 zeigen einen Rotor 1 für eine Windturbine (nicht gezeigt), insbesondere zur Erzeugung elektrischer Energie mit Hilfe eines elektrischen Generators, welcher von dem Rotor 1 angetrieben wird. Der Rotor 1 wird in Richtung des Pfeils 2 radial vom Wind angeströmt.
Der Rotor 1 umfasst zwei oder mehrere Flügel 3, wobei der in den Fig. 1 und 2 dargestellte Rotor ein vierflügeliger Rotor ist, von dem in Fig. 2 nur zwei Flügel 3 gezeigt sind. Es versteht sich, dass jede beliebige Anzahl von Flügeln 3 vorgesehen werden kann, bevorzugt werden zumindest drei Flügel 3 vorgesehen.
Die Flügel 3 sind an einer zentralen Nabe 4 des Rotors 1 befestigt. Zur Abstützung können die Enden der Flügel 3 über einen umlaufenden Ring 5 miteinander verbunden und/oder mit Hilfe von Seilen 6 mit der Nabe 4 verspannt werden.
Jeder Flügel 3 setzt sich aus einem etwa V-förmigen Aussenblatt 7, siehe Fig. 3a und 3b, und einem in dieses eingreifenden, etwa V-förmigen Innenblatt 8, siehe Fig. 4a und 4b, zusammen.
Die V-Schenkel des Aussenblatts 7 sind mit 9 und 10 und sein V-Scheitel mit 11bezeichnet, die V-Schenkel des Innenblatts 8 mit 12 und 13 und sein V-Scheitel mit 14.
Der Winkel der V-Form von Aussen- und Innenblatt 7, 8 wird zweckmässigerweise kleiner als etwa 20 gewählt, um den Strömungswiderstand des Flügels 3 in Drehrichtung gering zu halten.
Das Aussenblatt 7 und das Aussenblatt 8 sind an den Endkanten 9', 10', 12' und 13' sowie an den der Nabe 4 abgewandten Kanten 9", 10", 12" und 13" ihrer V-Schenkel 9, 10, 12 und 13 jeweils miteinander verbunden, d. h. die Endkante 9' mit der Endkante 12' ; Endkante 10' mit der Endkante 13'; die Kante 9" mit der Kante 12" ; die Kante 10" mit der Kante 13".
Die Stirnkante des V-Scheitels 11 des Aussenblatts 7 hat spitze Form, wogegen die Stirnkante des V-Scheitels 14 des Innenblatts 8 in Richtung von der Nabe 4 weg gesehen von einer abge- rundeten Form in eine spitze Form übergeht (siehe Fig. 4a und 4b), und zwar bevorzugt konti- nuierlich. Weiters verschmälert sich das Innenblatt 8 in Richtung zur Nabe 4, so dass in der zusammengebauten Stellung von Aussen- und Innenblatt 7, 8 dazwischen ein Raum 15 verbleibt (Fig. 1), welcher zur Versteifung mit einem Kunststoffmaterial, z. B. PU-Schaum, ausgeschäumt werden kann.
Wie Fig. 2 in Verbindung mit den Fig. 3b und 4b zeigt, ist jeder Flügel 3 so an der Nabe 4 ange- setzt, dass die nabenseitigen Kanten 9"', 10"', 12'" und 13'" von Aussen- und Innenblatt 7,8 auf Seite der V-Scheitel 11,14 etwa tangential von der Nabe 4 auskragen. Das Ausmass des Auskragens ist dabei so gewählt, dass sich zwischen dem V-Scheitel 14 des Innenblatts 8 und der Nabe 4 ein Durchlass 16 bildet (Fig. 1).
Auf diese Weise wird beim Anlaufen des Rotors 1 - aber auch im Betrieb - die in Richtung des Pfeils 2 z. B. auf den in Fig. 2 unteren Flügel 3 strömende Luft durch den Durchlass 16 auf den nachfolgenden, z. B. in Fig. 2 rechten Flügel 3 umgelenkt und treibt diesen mit an.
Durch die Verschmälerung des Innenblatts 8, d. h. durch den gegenüber dem V-Scheitel 11 geneigten Verlauf des V-Scheitels 14, wirkt der Durchlass 16 auch in der Art einer Düse, welche die Strömungsgeschwindigkeit erhöht. Die Abrundung des V-Scheitels 14 im nabenseitigen Bereich vermeidet störende Verwirbelungen, während die spitze Form des Aussenblattes 7 den Strömungswiderstand des Flügels in Drehrichtung minimiert.
Die Erfindung ist nicht auf die dargestellten Ausführungsformen beschränkt, sondern umfasst alle Varianten und Modifikationen, die in den Rahmen der angeschlossenen Ansprüche fallen.