DE102010051293B4 - Rotor blade of a wind turbine - Google Patents

Rotor blade of a wind turbine Download PDF

Info

Publication number
DE102010051293B4
DE102010051293B4 DE102010051293A DE102010051293A DE102010051293B4 DE 102010051293 B4 DE102010051293 B4 DE 102010051293B4 DE 102010051293 A DE102010051293 A DE 102010051293A DE 102010051293 A DE102010051293 A DE 102010051293A DE 102010051293 B4 DE102010051293 B4 DE 102010051293B4
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
rotor blade
channel
air
longitudinal direction
trailing edge
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
DE102010051293A
Other languages
German (de)
Other versions
DE102010051293A1 (en
Inventor
Dirk Schietke
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nordex Energy SE and Co KG
Original Assignee
Nordex Energy SE and Co KG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nordex Energy SE and Co KG filed Critical Nordex Energy SE and Co KG
Priority to DE102010051293A priority Critical patent/DE102010051293B4/en
Publication of DE102010051293A1 publication Critical patent/DE102010051293A1/en
Application granted granted Critical
Publication of DE102010051293B4 publication Critical patent/DE102010051293B4/en
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03D—WIND MOTORS
    • F03D80/00—Details, components or accessories not provided for in groups F03D1/00 - F03D17/00
    • F03D80/40—Ice detection; De-icing means
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05B—INDEXING SCHEME RELATING TO WIND, SPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS, TO MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS COVERED BY SUBCLASSES F03B, F03D AND F03G
    • F05B2260/00—Function
    • F05B2260/20—Heat transfer, e.g. cooling
    • F05B2260/221—Improvement of heat transfer
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/70—Wind energy
    • Y02E10/72—Wind turbines with rotation axis in wind direction

Abstract

Rotorblatt für eine Windenergieanlage, das in Längsrichtung an einem Ende eine Rotorblattwurzel (14) und an dem gegenüberliegenden Ende eine Rotorblattspitze (12) und in Querrichtung an einer Seite eine Rotorblattnasenkante (16) und an der gegenüberliegenden Seite eine Rotorblatthinterkante (18) aufweist, die sich jeweils von der Rotorblattwurzel (14) bis zur Rotorblattspitze (12) erstrecken, mit
– einem Mittelkanal (7), der sich im Inneren des Rotorblatts in Längsrichtung des Rotorblatts erstreckt, wobei der Mittelkanal (7) einen nasenkantenseitigen Kanal (4) und einen hinterkantenseitigen Kanal (6) aufweist, die durch eine Mittelwand voneinander getrennt sind,
– einer Gebläseeinrichtung (26) die einen Luftstrom von der Rotorblattwurzel (14) zur Rotorblattspitze (12) durch den Mittelkanal (7) erzeugt,
– einer Heizeinrichtung (1), die den Luftstrom erwärmt,
– wobei der Mittelkanal (7) entlang der Längsrichtung eine Vielzahl von Luftaustrittsöffnungen (5) und Lufteintrittsöffnungen (24) aufweist, die zu der Rotorblattnasenkante (16) weisen.A rotor blade for a wind turbine having in longitudinal direction at one end a rotor blade root (14) and at the opposite end a rotor blade tip (12) and transversely on one side a rotor blade nose (16) and on the opposite side a rotor blade trailing edge (18) each extending from the rotor blade root (14) to the rotor blade tip (12), with
A central channel (7) extending in the interior of the rotor blade in the longitudinal direction of the rotor blade, the central channel (7) having a nasenkantenseitigen channel (4) and a trailing edge side channel (6), which are separated by a middle wall,
- A blower device (26) which generates an air flow from the rotor blade root (14) to the rotor blade tip (12) through the central channel (7),
A heating device (1) which heats the air flow,
- Wherein the central channel (7) along the longitudinal direction has a plurality of air outlet openings (5) and air inlet openings (24) facing the rotor blade nose edge (16).

Figure 00000001
Figure 00000001

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Rotorblatt für eine Windenergieanlage.The present invention relates to a rotor blade for a wind turbine.

Windenergieanlagen werden zunehmend auch in kalten Regionen betrieben. Aufgrund des Zusammenspiels verschiedener Umweltbedingungen, wie beispielsweise Luftfeuchte und Temperatur, besteht die Gefahr, dass eine Vereisung an den Rotorblättern auftritt. Da das Rotorblatt von der Nasenkante her umströmt wird, setzt die Vereisung eines Rotorblatts stets zuerst an der Nasenkante ein. Bei Eisansatz an dem Rotorblatt entsteht ein erhöhtes Gewicht und eine Veränderung des aerodynamischen Profils, was sich insgesamt als Unwucht an den drehenden Bauteilen der Windenergieanlage bemerkbar macht. Dies kann zur Abschaltung und somit zum Ertragsausfall der Windenergieanlage führen. Es besteht daher das Bedürfnis, die Rotorblätter einer Windenergieanlage zu enteisen.Wind turbines are increasingly being operated in cold regions. Due to the interaction of various environmental conditions, such as humidity and temperature, there is a risk that icing on the rotor blades occurs. Since the rotor blade is flowed around from the edge of the nose, the icing of a rotor blade always starts first at the nose edge. When ice builds up on the rotor blade results in an increased weight and a change in the aerodynamic profile, which makes a total of unbalance in the rotating components of the wind turbine noticeable. This can lead to the shutdown and thus to the yield loss of the wind turbine. There is therefore a need to defrost the rotor blades of a wind turbine.

Aus EP 0 842 360 B1 ist ein Enteisen eines Rotorblatts einer Windenergieanlage bekannt. Hierbei wird ein erwärmtes Wärmeträgermedium, in der Regel Luft, nach Durchströmen eines blattnasenkantenseitigen Hohlraumes mit entsprechender Wärmeabgabe an Bereiche der Blattwand in einen blatthinterkantenseitigen Hohlraum gelenkt und daraus abgeleitet. Ebenfalls ist aus EP 0 842 360 B1 ein Windenergieanlagen-Rotorblatt mit kommunizierenden Hohlräumen bekannt, die durch eine in Richtung der Rotorblattlängsachse verlaufende Trennwand voneinander getrennt sind und die eine Verbindung aufweisen, um einen Strom des Wärmeträgermediums auszutauschen.Out EP 0 842 360 B1 is a defrosting of a rotor blade of a wind turbine known. In this case, a heated heat transfer medium, usually air, after flowing through a sheet nose edge side cavity with appropriate heat transfer to areas of the blade wall is directed into a leaf rear edge side cavity and derived therefrom. Also is off EP 0 842 360 B1 a wind turbine rotor blade with communicating cavities, which are separated by a running in the direction of the rotor blade longitudinal axis separating wall and having a connection to exchange a flow of the heat transfer medium.

Aus DE 196 21 485 A1 ist ein Enteisungsverfahren für eine Windenergieanlage bekannt, bei dem gut wärmeleitende Materialien in das Rotorblattmaterial zur besseren Wärmeleitung eingearbeitet sind. Die Enteisung des Rotorblatts erfolgt, indem über die Blattwurzel nasenkantenseitig erwärmte Luft in das Rotorblatt eingeführt wird, die teilweise an der Blattspitze austritt und teilweise über eine rotorblatthinterkantenseitige Kammer zur Blattwurzel zurückgeführt wird.Out DE 196 21 485 A1 is a de-icing process for a wind turbine known in which good heat conducting materials are incorporated into the rotor blade material for better heat conduction. The de-icing of the rotor blade is carried out by nasenkantenel on the blade root heated air is introduced into the rotor blade, which emerges partially at the blade tip and is partially returned to the blade root via a rotor blade rear edge side chamber.

Aus EP 1 375 913 A1 ist eine Windenergieanlage bekannt, bei der von dem in dem Maschinenhaus befindlichen Generator erwärmte Luft blattwurzelseitig in das Rotorblatt eingeblasen wird und in eine rotorblattnasenkantenseitig vorgesehene Kammer übertritt, um über die Rotorblattwurzel an der Rotornabe auszutreten.Out EP 1 375 913 A1 a wind energy plant is known in which heated by the generator located in the engine house blade-side is blown into the rotor blade and in a rotorblattnasenkantenseitig provided chamber to exit via the rotor blade root on the rotor hub.

Aus DE 10 2005 034 131 A1 ist ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Enteisen von Rotorblättern bekannt. Hierbei wird erwärmte Luft in einem rotorblattnasenkantenseitig vorgesehenen Kanal zur Rotorblattwurzel gefördert, um in einem den rotorbalttnasenkantenseitigen Kanal umschließenden Mantelkanal wieder zurückgeführt zu werden.Out DE 10 2005 034 131 A1 For example, a method and apparatus for deicing rotor blades is known. In this case, heated air is conveyed in a rotor blade nose edge side provided channel to the rotor blade root to be returned in a the rotorbalttnasenkantenseitigen channel enclosing jacket channel again.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Rotorblatt bereitzustellen, das bei Eisansatz zuverlässig und schnell mit geringem Energieeinsatz enteist werden kann.The invention has for its object to provide a rotor blade that can be enteist reliably and quickly with low energy consumption in ice formation.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch ein Rotorblatt mit den Merkmalen aus Anspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen bilden den Gegenstand der Unteransprüche.According to the invention the object is achieved by a rotor blade having the features of claim 1. Advantageous embodiments form the subject of the dependent claims.

Das erfindungsgemäße Rotorblatt für eine Windenergieanlage weist in seiner Längsrichtung an einem Ende eine Rotorblattwurzel und an dem gegenüberliegenden Ende eine Rotorblattspitze auf. In der Querrichtung besitzt das Rotorblatt an einer Seite eine Rotorblattnasenkante und an seiner gegenüberliegenden Seite eine Rotorblatthinterkante. Rotorblattnasenkante und Rotorblatthinterkante erstrecken sich jeweils von der Blattwurzel bis zur Blattspitze, wobei das Rotorblatt an der Rotorblattnasenkante angeströmt wird. Das erfindungsgemäße Rotorblatt für eine Windenergieanlage besitzt einen Mittelkanal, der sich im Inneren des Rotorblatts in Längsrichtung des Rotorblatts erstreckt. Der Mittelkanal weist einen nasenkantenseitigen Kanal und einen hinterkantenseitigen Kanal auf, die durch eine Mittelwand voneinander getrennt sind. Durch die Trennung des Mittelkanals in einen nasenkantenseitigen und einen hinterkantenseitigen Kanal ist es möglich, die zur Rotorblattspitze strömende Luft von der zur Rotorblattwurzel zurückströmenden Luft zu trennen. Ferner ist eine Gebläseeinrichtung vorgesehen, die einen Luftstrom von der Blattwurzel zur Blattspitze durch den Mittelkanal erzeugt. Weiterhin ist eine Heizeinrichtung vorgesehen, die den Luftstrom erwärmt. Der erfindungsgemäß vorgesehene Mittelkanal weist entlang der Längsrichtung eine Vielzahl von Luftaustrittsöffnungen und Lufteintrittsöffnungen auf, die in den Bereich der Rotorblattnasenkante weisen. Bei dem erfindungsgemäßen Rotorblatt strömt erwärmte Luft von der Blattwurzel zur Blattspitze durch den Mittelkanal. Entlang des Mittelkanals tritt ein Teil der erwärmten Luft durch die Austrittsöffnungen aus, strömt zur Rotorblattnasenkante und tritt durch die Lufteintrittsöffnungen wieder in den Mittelkanal ein. Hierdurch wird das Rotorblatt im Bereich seiner Rotorblattnasenkante erwärmt und kann so von Eis befreit werden oder eine Eisbildung an dem Rotorblatt kann verhindert werden. Durch eine Vielzahl von Austrittsöffnungen in dem Mittelkanal wird sichergestellt, dass die erwärmte Luft gleichmäßig im Innenraum des Rotorblatts, insbesondere in dem zur Rotorblattnasenkante weisenden Bereich, verteilt werden kann. Hierdurch wird ein schnelles und gleichmäßiges Erwärmen des Rotorblatts sichergestellt. Die Verwendung eines Mittelkanals, um die Luft durch das Rotorblatt strömen zu lassen, erlaubt es, die erwärmte Luft unabhängig von etwaigen Temperaturbegrenzungen des Materials des Rotorblatts zu erwärmen und in dem Mittelkanal zu fördern. Rotorblätter werden beispielsweise aus glaserfaserverstärktem Verbundmaterial hergestellt, das nur in engen Temperaturgrenzen erwärmt werden kann, insbesondere wenn die Außenseite des Materials aufgrund der Umgebungseinflüsse eine niedrige Temperatur besitzt.The rotor blade according to the invention for a wind energy plant has in its longitudinal direction at one end a rotor blade root and at the opposite end a rotor blade tip. In the transverse direction, the rotor blade has a rotor blade nose edge on one side and a rotor blade trailing edge on its opposite side. Rotor blade nose edge and rotor blade trailing edge each extend from the blade root to the blade tip, wherein the rotor blade is flown to the rotor blade nose edge. The rotor blade according to the invention for a wind energy plant has a central channel which extends in the interior of the rotor blade in the longitudinal direction of the rotor blade. The center channel has a nasenkantenseitigen channel and a trailing edge side channel, which are separated by a middle wall. By separating the central channel into a nasenkantenseitigen and a trailing edge-side channel, it is possible to separate the air flowing to the rotor blade tip from the air flowing back to the rotor blade root. Further, a blower device is provided which generates an air flow from the blade root to the blade tip through the center channel. Furthermore, a heating device is provided which heats the air flow. The central channel provided according to the invention has along the longitudinal direction a multiplicity of air outlet openings and air inlet openings which point into the region of the rotor blade nose edge. In the rotor blade of the invention, heated air flows from the blade root to the blade tip through the center channel. Along the central channel, a part of the heated air exits through the outlet openings, flows to the rotor blade nose edge and re-enters the central channel through the air inlet openings. As a result, the rotor blade is heated in the region of its blade nose edge and can be freed from ice or ice formation on the rotor blade can be prevented. By means of a multiplicity of outlet openings in the central channel, it is ensured that the heated air can be distributed uniformly in the interior of the rotor blade, in particular in the region facing the rotor blade nose edge. As a result, a rapid and uniform heating of the rotor blade is ensured. The use of a central channel to move the air through the Allowing the rotor blade to flow allows the heated air to be heated and conveyed in the center channel independently of any temperature limitations of the rotor blade material. Rotor blades are made, for example, of glass fiber reinforced composite material which can only be heated in narrow temperature limits, especially if the outside of the material has a low temperature due to environmental influences.

In einer bevorzugten Weiterbildung besitzt die Gebläseeinrichtung einen mit einer blattwurzelseitigen Öffnung des nasenkantenseitigen Kanals verbundenen Auslass. Im Betrieb der Gebläseeinrichtung wird der Luftstrom durch den nasenkantenseitigen Kanal von der Blattwurzel zur Blattspitze gefördert.In a preferred development, the blower device has an outlet connected to a leaf root-side opening of the nose edge-side channel. During operation of the blower device, the air flow through the nasenkantenseitigen channel is promoted from the blade root to the blade tip.

In einer zweckmäßigen Ausgestaltung besitzt die Gebläseeinrichtung einen mit der blattwurzelseitigen Öffnung des hinterkantenseitigen Kanals verbundenen Einlass. In dieser Ausgestaltung wird im hinterkantenseitigen Kanal ein Unterdruck erzeugt. Die Gebläseeinrichtung saugt die Luft aus dem hinterkantenseitigen Kanal an und erzeugt somit auch einen zur Blattwurzel gerichteten Luftstrom durch den hinterkantenseitigen Kanal.In an expedient embodiment, the blower device has an inlet connected to the blade root-side opening of the rear edge-side channel. In this embodiment, a negative pressure is generated in the rear edge side channel. The blower device sucks in the air from the rear edge side channel and thus also generates a directed to the blade root air flow through the rear edge side channel.

In einer bevorzugten Ausgestaltung weist der nasenkantenseitige Kanal entlang seiner Längsrichtung eine Vielzahl von Öffnungen auf, über die Luft aus dem nasenkantenseitigen Kanal austreten kann. Die Öffnungen sind zur Nasenkante des Rotorblatts ausgerichtet.In a preferred embodiment, the nasenkantenseitige channel along its longitudinal direction on a plurality of openings through which air can escape from the nasenkantenseitigen channel. The openings are aligned with the nose edge of the rotor blade.

In einer besonders bevorzugten Ausgestaltung besitzt der hinterkantenseitige Kanal entlang seiner Längsrichtung eine Vielzahl von Öffnungen, über die Luft in den hinterkantenseitigen Kanal angesaugt werden kann. Die Lufteintrittsöffnungen sind jeweils zur Saugseite bzw. zur Druckseite der Rotorblattwandung ausgerichtet Insbesondere im Zusammenspiel mit den entlang des nasenkantenseitigen Kanals vorgesehenen Auslassöffnungen kann hier in dem Rotorblatt eine Querströmung erzeugt werden, bei der ein Teil des erwärmten Luftstroms aus dem nasenkantenseitigen Kanal durch die Auslassöffnungen austritt und nach Abgabe einer Wärmemenge an die Wandung des Rotorblatts, besonders im Bereich der Rotorblattnasenkante, wieder in den hinterkantenseitigen Kanal eintritt, um so zu der Gebläseeinrichtung zurückgeführt zu werden. Auf diese Weise verkürzt sich die Zeitdauer, die der Luftstrom benötigt, um erneut über die Gebläseeinrichtung und die Heizeinrichtung in den nasenkantenseitigen Kanal eingeführt zu werden.In a particularly preferred embodiment, the rear edge-side channel along its longitudinal direction has a plurality of openings through which air can be sucked into the rear edge-side channel. The air inlet openings are respectively aligned with the suction side and the pressure side of the rotor blade wall. In particular in interaction with the outlet openings provided along the nasenkantenseitigen channel a cross flow can here be generated in the rotor blade, in which a part of the heated air flow from the nasenkantenseitigen channel exiting through the outlet openings and after discharge of a quantity of heat to the wall of the rotor blade, especially in the region of the rotor blade nose edge, again enters the trailing edge side channel so as to be returned to the fan means. In this way, the time required for the air flow to be re-introduced via the blower device and the heater into the nasenkantenseitigen channel shortens.

In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung besitzen die Austrittsöffnungen des Mittelkanals in Längsrichtung unterschiedliche Durchmesser. Hierdurch kann die Menge an erwärmter Luft reguliert werden, die auf dem Weg zur Blattspitze aus dem Mittelkanal austritt. Aufgrund der zur Blattspitze hin zunehmenden Umströmungsgeschwindigkeit der das Rotorblatt umströmenden Umgebungsluft kommt es zu einer stärkeren Abkühlung der das Blatt durchströmenden Warmluft. Durch eine Anpassung der Durchmesser der Austrittsöffnungen wird sichergestellt, dass auch im Bereich der Blattspitze eine ausreichende Menge Warmluft in den Nasenkantenkanal eintritt.In a further preferred embodiment, the outlet openings of the central channel have different diameters in the longitudinal direction. This allows the amount of heated air to be regulated out of the center channel on the way to the blade tip. Due to the increasing towards the blade tip flow velocity of the surrounding air around the rotor blade, there is a greater cooling of the hot air flowing through the sheet. By adjusting the diameter of the outlet openings, it is ensured that a sufficient amount of hot air enters the nasal edge channel even in the area of the blade tip.

In einer bevorzugten Ausgestaltung sind der Querschnitt des Mittelkanals und insbesondere der Querschnitt des nasenkantenseitigen Kanals und die Durchmesser der Austrittsöffnungen derart aufeinander abgestimmt, dass die nasenkantenseitig abgegebene Wärmemenge das nasenkantenseitige Volumen an Luft in dem Rotorblatt gleichmäßig erwärmt. Durch die Anpassung der Durchmesser der Austrittsöffnungen und des Querschnitts des Mittelkanals kann für eine vorgegebene Luftströmung der nasenkantenseitig austretende Teilluftstrom festgelegt werden. Indem dieser Luftstrom und die mit diesem Luftstrom austretende Wärmemenge an das nasenkantenseitige Volumen im Innenraum des Rotorblatts angepasst wird, kann die Oberfläche des Rotorblatts im Bereich der Rotorblattnasenkante gleichmäßig erwärmt werden.In a preferred embodiment, the cross section of the central channel and in particular the cross section of the nasenkantenseitigen channel and the diameter of the outlet openings are coordinated such that the amount of heat emitted nasenkantenseitig evenly heats the nasenkantenseitige volume of air in the rotor blade. By adjusting the diameter of the outlet openings and the cross section of the central channel can be set for a given air flow of the nasenkantenseitig emerging partial air flow. By adjusting this air flow and the amount of heat exiting with this air flow to the nasenkantenseitige volume in the interior of the rotor blade, the surface of the rotor blade in the region of the rotor blade nose edge can be uniformly heated.

Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung wird nachfolgend anhand der Figuren näher beschrieben. Es zeigt:A preferred embodiment of the invention will be described below with reference to the figures. It shows:

1 ein erfindungsgemäßes Rotorblatt mit einem Mittelkanal in einer Draufsicht und 1 an inventive rotor blade with a central channel in a plan view and

2 eine Schnittansicht entlang der Linie A-A aus 1. 2 a sectional view taken along the line AA 1 ,

1 zeigt ein Rotorblatt 10 mit einer Rotorblattspitze 12 und einer Rotorblattwurzel 14 in einer schematischen Ansicht. Die 1 gibt nicht den genauen Konturverlauf des Rotorblatts wieder, sondern ist als Prinzipskizze zum inneren Aufbau des Rotorblatts zu verstehen. Zwischen der Rotorblattspitze 12 und der Rotorblattwurzel 14 verläuft die Rotorblattnasenkante 16, die die Anströmkante des Rotorblatts bildet. Der Rotorblattnasenkante 16 gegenüber liegt die Rotorblatthinterkante 18. In Längsrichtung des Rotorblatts verlaufen die Stege 40 und 42. 1 shows a rotor blade 10 with a rotor blade tip 12 and a rotor blade root 14 in a schematic view. The 1 does not represent the exact contour of the rotor blade, but is to be understood as a schematic diagram of the internal structure of the rotor blade. Between the rotor blade tip 12 and the rotor blade root 14 runs the rotor blade nose edge 16 , which forms the leading edge of the rotor blade. The rotor blade nose edge 16 opposite lies the rotor blade trailing edge 18 , The webs run in the longitudinal direction of the rotor blade 40 and 42 ,

Ebenfalls in Längsrichtung des Rotorblatts erstreckt sich ein nasenkantenseitiger Kanal 4, an den ein hinterkantenseitiger Kanal 6 angrenzt. Die Kanäle 4 und 6 bilden gemeinsam den sich durch das Rotorblatt erstreckenden Mittelkanal 7. Der nasenkantenseitige Kanal 4 besitzt auf seiner zur Rotorblattnasenkante 16 weisenden Seite Luftaustrittsöffnungen 5. Ferner ist der nasenkantenseitige Kanal 4 an seinem zur Blattspitze weisenden Ende 20 offen, so dass ein blattwurzelseitig eintretender Luftstrom über die Luftaustrittsöffnungen 5 und das blattspitzenseitige Ende 20 austreten kann. Der hinterkantenseitige Kanal 6 besitzt an seinem zur Rotorblattspitze 12 weisenden Ende eine Lufteintrittsöffnung 22. Entlang der Längsrichtung besitzt der hinterkantenseitige Kanal 6 mehrere Lufteintrittsöffnungen 24, die jeweils zur Saugseite bzw. zur Druckseite der Rotorblattwandung ausgerichtet sind.Also in the longitudinal direction of the rotor blade, a nasenkantenseitiger channel extends 4 to which a trailing edge-side channel 6 borders. The channels 4 and 6 together form the central channel extending through the rotor blade 7 , The nasenkantenseitige channel 4 owns on its to the rotor blade nose edge 16 pointing side air outlet openings 5 , Further, the nasenkantenseitige channel 4 at its end pointing to the blade tip 20 open so that a blade root entering airflow through the air outlet openings 5 and the blade tip end 20 can escape. The trailing edge channel 6 owns at its to the rotor blade tip 12 pointing end an air inlet 22 , Along the longitudinal direction has the trailing edge side channel 6 several air inlets 24 , which are respectively aligned to the suction side and to the pressure side of the rotor blade wall.

Blattwurzelseitig ist eine Heizeinrichtung 1 vorgesehen, die mit einer Gebläseeinrichtung 26 in Verbindung steht. Der Eingang der Gebläseeinrichtung 26 ist mit einer blattwurzelseitigen Öffnung des hinterkantenseitigen Kanals 6 verbunden. Der Ausgang der Gebläseeinrichtung 26 leitet die Luft durch die Heizeinrichtung 1. Die erwärmte Luft strömt durch eine blattwurzelseitige Öffnung in den nasenkantenseitigen Kanal 4. Zum Einleiten der erwärmten Luft in den nasenkantenseitigen Kanal 4 ist eine Einlassleitung 28 vorgesehen. Die blattwurzelseitig vorgesehenen Öffnungen für die Einlassleitung 28 und die Auslassleitung 30 führen durch einen Blattboden 2, der den Bereich des Rotorblattinnenraums, in dem sich der Mittelkanal befindet, von dem übrigen Innenraum des Rotorblatts trennt.Leaf root side is a heater 1 provided with a blower device 26 communicates. The entrance of the blower device 26 is with a blade root side opening of the trailing edge side channel 6 connected. The outlet of the blower device 26 directs the air through the heater 1 , The heated air flows through a leaf root-side opening in the nasenkantenseitigen channel 4 , For introducing the heated air into the nasenkantenseitigen channel 4 is an inlet pipe 28 intended. The leaf root side openings for the inlet line 28 and the outlet pipe 30 lead through a leaf floor 2 which separates the area of the rotor blade interior, in which the center channel is located, from the remaining interior space of the rotor blade.

Im Betrieb wird die erwärmte Luft 32 in den nasenkantenseitigen Kanal 4 des Rotorblatts eingeleitet. Die eingeleitete Luft strömt einerseits von der Rotorblattwurzel 14 bis zur Rotorblattspitze 12, wo sie an dem blattspitzenseitigen Ende 20 des Kanals 4 austritt. Entlang ihres Strömungswegs treten Teile des Luftstroms über die Luftaustrittsöffnungen 5 aus und strömen in einen nasenkantenseitigen Bereich 3 des Rotorblatts. In dem nasenkantenseitigen Bereich 3 des Rotorblatts gibt die Luft die Wärme ab und erwärmt so die Wandung des Rotorblatts im Bereich der Nasenkante. Die ausgeströmte Luft wird aus dem nasenkantenseitigen Bereich 3 über die Lufteintrittsöffnungen 24 in den hinterkantenseitigen Kanal 6 wieder angesaugt. Ferner tritt Luft auch über die Lufteintrittsöffnung 22 wieder in den hinterkantenseitigen Kanal 6 ein, um erneut über die Gebläseeinrichtung 26 angesaugt und über die Heizeinrichtung 1 erwärmt zu werden.In operation, the heated air 32 in the nasenkantenseitigen channel 4 of the rotor blade initiated. The introduced air flows on the one hand from the rotor blade root 14 to the rotor blade tip 12 where they end at the leaf-top end 20 of the canal 4 exit. Along its flow path, parts of the air flow pass through the air outlet openings 5 out and flow into a nasenkantenseitigen area 3 of the rotor blade. In the nasenkantenseitigen area 3 The air releases the heat from the rotor blade and thus heats the wall of the rotor blade in the area of the nose edge. The discharged air is from the nasenkantenseitigen area 3 over the air inlets 24 in the trailing edge side channel 6 sucked again. Furthermore, air also enters via the air inlet opening 22 again in the trailing edge side channel 6 to go over the blower unit again 26 sucked in and over the heater 1 to be heated.

2 zeigt einen Schnitt entlang der Linie A-A. In 2 ist zu erkennen, dass der Mittelkanal bestehend aus dem nasenkantenseitigen Kanal 4 und dem hinterkantenseitigen Kanal 6 insgesamt eine abgeschlossene Form nach Art eines Rohres besitzt. Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist der Mittelkanal 7 mit einem nasenkantenseitigen Steg 40 des Rotorblatts verbunden. Der nasenkantenseitige Kanal 4 ist von dem hinterkantenseitigen Kanal 6 durch eine Trennwand 34 getrennt. Die Luftaustrittsöffnung 5 des nasenkantenseitigen Kanals 4 besitzt einen rohrförmigen Abschnitt 36, durch den die Luft aus dem Kanal 4 austritt. 2 shows a section along the line AA. In 2 It can be seen that the central channel consisting of the nasenkantenseitigen channel 4 and the trailing edge side channel 6 has a complete form in the manner of a tube. In the illustrated embodiment, the center channel 7 with a nasenkantenseitigen web 40 connected to the rotor blade. The nasenkantenseitige channel 4 is from the trailing edge side channel 6 through a partition 34 separated. The air outlet opening 5 the nasenkantenseitigen channel 4 has a tubular section 36 through which the air from the channel 4 exit.

Der hinterkantenseitige Kanal 6 besitzt auf seinen zur Saugseite und zur Druckseite des Rotorblatts weisenden Seiten Lufteintrittsöffnungen 24 für einen zurückströmenden Luftstrom. Wie in 2 deutlich zu erkennen, bildet sich in dem durchströmten Bereich des Rotorblatts eine Luftströmung L aus, die aus der Luftaustrittsöffnung 5 austritt, entlang der Innenseite der Rotorblattwandung verläuft und über die Lufteintrittsöffnung 24 wieder angesaugt wird. Dabei ist die in dem nasenkantenseitigen Kanal 4 strömende Luft die in Richtung Rotorblattspitze strömende warme Luft, während in dem hinterkantenseitigen Kanal 6 die abgekühlte Luft zur Gebläseeinrichtung 26 zurückströmt.The trailing edge channel 6 has on its sides facing the suction side and the pressure side of the rotor blade air inlet openings 24 for a backflowing airflow. As in 2 clearly visible, forms in the flow-through region of the rotor blade, an air flow L, which from the air outlet opening 5 exit, along the inside of the rotor blade wall and over the air inlet opening 24 is sucked again. It is in the nasenkantenseitigen channel 4 flowing air flowing in the direction of the rotor blade tip warm air, while in the trailing edge side channel 6 the cooled air to the blower device 26 flowing back.

Claims (8)

Rotorblatt für eine Windenergieanlage, das in Längsrichtung an einem Ende eine Rotorblattwurzel (14) und an dem gegenüberliegenden Ende eine Rotorblattspitze (12) und in Querrichtung an einer Seite eine Rotorblattnasenkante (16) und an der gegenüberliegenden Seite eine Rotorblatthinterkante (18) aufweist, die sich jeweils von der Rotorblattwurzel (14) bis zur Rotorblattspitze (12) erstrecken, mit – einem Mittelkanal (7), der sich im Inneren des Rotorblatts in Längsrichtung des Rotorblatts erstreckt, wobei der Mittelkanal (7) einen nasenkantenseitigen Kanal (4) und einen hinterkantenseitigen Kanal (6) aufweist, die durch eine Mittelwand voneinander getrennt sind, – einer Gebläseeinrichtung (26) die einen Luftstrom von der Rotorblattwurzel (14) zur Rotorblattspitze (12) durch den Mittelkanal (7) erzeugt, – einer Heizeinrichtung (1), die den Luftstrom erwärmt, – wobei der Mittelkanal (7) entlang der Längsrichtung eine Vielzahl von Luftaustrittsöffnungen (5) und Lufteintrittsöffnungen (24) aufweist, die zu der Rotorblattnasenkante (16) weisen.Rotor blade for a wind energy plant, which in the longitudinal direction at one end has a rotor blade root ( 14 ) and at the opposite end a rotor blade tip ( 12 ) and in the transverse direction on one side a rotor blade nose edge ( 16 ) and on the opposite side a rotor blade trailing edge ( 18 ), each extending from the rotor blade root ( 14 ) to the rotor blade tip ( 12 ), having - a central channel ( 7 ), which extends in the interior of the rotor blade in the longitudinal direction of the rotor blade, wherein the central channel ( 7 ) a nasenkantenseitigen channel ( 4 ) and a trailing edge side channel ( 6 ), which are separated by a middle wall, - a blower device ( 26 ) one air flow from the rotor blade root ( 14 ) to the rotor blade tip ( 12 ) through the central channel ( 7 ), - a heating device ( 1 ), which heats the air flow, - the middle channel ( 7 ) along the longitudinal direction a plurality of air outlet openings ( 5 ) and air inlets ( 24 ) leading to the rotor blade nose edge ( 16 ) point. Rotorblatt nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Gebläseeinrichtung (26) einen mit einer blattwurzelseitigen Öffnung des nasenkantenseitigen Kanals (4) verbundenen Auslass aufweist.Rotor blade according to claim 1, characterized in that the blower device ( 26 ) one having a blade root side opening of the nasenkantenseitigen channel ( 4 ) connected outlet. Rotorblatt nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Gebläseeinrichtung (26) einen mit der blattwurzelseitigen Öffnung des hinterkantenseitigen Kanals (6) verbundenen Einlass aufweist.Rotor blade according to claim 1 or 2, characterized in that the blower device ( 26 ) one with the blade root side opening of the trailing edge side channel ( 6 ). Rotorblatt nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der nasenkantenseitige Kanal (4) entlang seiner Längsrichtung eine Vielzahl von Luftaustrittsöffnungen (5) aufweist, die zu der Rotorblattnasenkante (16) weisen und über die Luft aus dem nasenkantenseitigen Kanal (4) austreten kann.Rotor blade according to one of claims 1 to 3, characterized in that the nasenkantenseitige channel ( 4 ) along its longitudinal direction a plurality of air outlet openings ( 5 ) which belongs to the Rotor blade nose edge ( 16 ) and via the air from the nasenkantenseitigen channel ( 4 ) can escape. Rotorblatt nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der hinterkantenseitige Kanal (6) entlang seiner Längsrichtung eine Vielzahl von Lufteintrittsöffnungen (24) aufweist, über die Luft in den hinterkantenseitigen Kanal (6) eintreten kann.Rotor blade according to one of claims 1 to 4, characterized in that the trailing edge side channel ( 6 ) along its longitudinal direction a plurality of air inlet openings ( 24 ), via the air in the trailing edge side channel ( 6 ) can occur. Rotorblatt nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Mittelkanal (7) von einer Wand umschlossen ist, die von einer Innenwand des Rotorblatts mindestens in Teilbereichen beabstandet ist.Rotor blade according to one of claims 1 to 5, characterized in that the central channel ( 7 ) is enclosed by a wall which is spaced from an inner wall of the rotor blade at least in partial areas. Rotorblatt nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Luftaustrittsöffnungen (5) des Mittelkanals (7) in Längsrichtung unterschiedliche Durchmesser besitzen.Rotor blade according to one of claims 1 to 6, characterized in that the air outlet openings ( 5 ) of the middle channel ( 7 ) have different diameters in the longitudinal direction. Rotorblatt nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Querschnittsfläche des Mittelkanals (7) und die Durchmesser der Luftaustrittsöffnungen (5) derart aufeinander abgestimmt sind, dass die nasenkantenseitig abgegebene Wärmemenge aus dem Mittelkanal (7) den nasenkantenseitigen Innenraum (3) in dem Rotorblatt gleichmäßig erwärmt.Rotor blade according to one of claims 1 to 7, characterized in that the cross-sectional area of the central channel ( 7 ) and the diameters of the air outlet openings ( 5 ) are matched to one another in such a way that the amount of heat emitted from the nasal edge side out of the central channel ( 7 ) the nasenkantenseitigen interior ( 3 ) is evenly heated in the rotor blade.
DE102010051293A 2010-11-12 2010-11-12 Rotor blade of a wind turbine Expired - Fee Related DE102010051293B4 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102010051293A DE102010051293B4 (en) 2010-11-12 2010-11-12 Rotor blade of a wind turbine

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102010051293A DE102010051293B4 (en) 2010-11-12 2010-11-12 Rotor blade of a wind turbine

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE102010051293A1 DE102010051293A1 (en) 2012-05-16
DE102010051293B4 true DE102010051293B4 (en) 2013-11-21

Family

ID=45998899

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102010051293A Expired - Fee Related DE102010051293B4 (en) 2010-11-12 2010-11-12 Rotor blade of a wind turbine

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE102010051293B4 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105927481A (en) * 2016-06-28 2016-09-07 东北农业大学 Wind-turbine blade provided with anti-icing and deicing air heat swinging spray heads inside
CN106224181A (en) * 2016-08-26 2016-12-14 东莞理工学院 A kind of wind-driven generator

Families Citing this family (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102011086603A1 (en) * 2011-11-17 2013-05-23 Wobben Properties Gmbh Wind turbine rotor blade and method for defrosting a wind turbine rotor blade
DK2795116T3 (en) 2011-12-21 2016-04-04 Vestas Wind Sys As De-icing a wind turbine blade
CN102748243B (en) * 2012-07-13 2016-08-03 国电联合动力技术有限公司 A kind of have the anti-icing and wind wheel blade of deicing capability
JP6101144B2 (en) * 2013-05-09 2017-03-22 三菱重工業株式会社 Windmill blade, its deicing device, and deicing method
DE102013211520A1 (en) * 2013-06-19 2014-12-24 Senvion Se Rotorblattenteisung
DK3069020T3 (en) * 2013-11-11 2018-11-26 Vestas Wind Sys As HEATING INSTALLATION DEVICE
JP6666159B2 (en) * 2016-01-21 2020-03-13 三菱航空機株式会社 Anti-icing equipment and aircraft
DE102017110797A1 (en) 2017-05-18 2018-11-22 Wobben Properties Gmbh Wind turbine rotor blade
CN107905961B (en) * 2017-11-09 2019-12-20 新疆金风科技股份有限公司 Heating deicing system and method for blade, blade and wind generating set
EP3578810B1 (en) * 2018-06-08 2021-11-24 LM Wind Power International Technology II ApS A de-icing system for a wind turbine blade
CA3143805A1 (en) * 2020-12-23 2022-06-23 Borealis Wind Inc. Wind turbine ice protection system
DE102021123954A1 (en) 2021-09-16 2023-03-16 Wobben Properties Gmbh Wind turbine rotor blade

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19621485A1 (en) * 1996-05-29 1998-03-12 Schulte Franz Josef Warm air heating device for preventing icing-up of rotor blades of wind power plant
EP0842360B1 (en) * 1995-08-05 2000-12-27 Aloys Wobben Deicing a rotor blade of a wind driven power station
DE20014238U1 (en) * 2000-08-17 2001-06-07 Wonner Matthias Heating system for defrosting rotor blades of wind turbines
EP1375913A1 (en) * 2002-06-28 2004-01-02 High Technology Investments B.V. Wind turbine with discoid generator
DE102005034131A1 (en) * 2004-07-20 2006-02-16 General Electric Co. Method and device for deicing blades or rotor blades

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0842360B1 (en) * 1995-08-05 2000-12-27 Aloys Wobben Deicing a rotor blade of a wind driven power station
DE19621485A1 (en) * 1996-05-29 1998-03-12 Schulte Franz Josef Warm air heating device for preventing icing-up of rotor blades of wind power plant
DE20014238U1 (en) * 2000-08-17 2001-06-07 Wonner Matthias Heating system for defrosting rotor blades of wind turbines
EP1375913A1 (en) * 2002-06-28 2004-01-02 High Technology Investments B.V. Wind turbine with discoid generator
DE102005034131A1 (en) * 2004-07-20 2006-02-16 General Electric Co. Method and device for deicing blades or rotor blades

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105927481A (en) * 2016-06-28 2016-09-07 东北农业大学 Wind-turbine blade provided with anti-icing and deicing air heat swinging spray heads inside
CN106224181A (en) * 2016-08-26 2016-12-14 东莞理工学院 A kind of wind-driven generator
CN106224181B (en) * 2016-08-26 2017-10-13 东莞理工学院 A kind of method of the elimination blade ice sheet of wind-driven generator

Also Published As

Publication number Publication date
DE102010051293A1 (en) 2012-05-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE102010051293B4 (en) Rotor blade of a wind turbine
DE102010051297B4 (en) Rotor blade of a wind turbine
DE102010051292B4 (en) Rotor blade of a wind turbine
EP2585713B1 (en) Rotor blade de-icing
DE60018817T2 (en) Chilled gas turbine blade
WO2018211055A1 (en) Wind turbine rotor blade
EP3011172B1 (en) Rotor blade of a wind turbine, deicing system and method
EP2542786B1 (en) Air extraction device and method for removing particles carried by an air flow
DE102010037617A1 (en) Cowl
WO2017063927A1 (en) Heated aerodynamic attachment parts
DE69820572T2 (en) CONFIGURATION OF THE COOLING CHANNELS FOR THE REAR EDGE OF A GAS TURBINE GUIDE BLADE
WO2008028702A1 (en) Cooled turbine rotor blade
EP0052242B1 (en) Device for influencing the current at aerodynamic structures
DE102010051295B4 (en) Rotor blade of a wind turbine
DE102010051296B4 (en) Rotor blade and method for deicing the rotor blade of a wind turbine
DE3333018A1 (en) COOLED GAS TURBINE SHOVEL
EP3658751A1 (en) Blade for a turbine blade
CN105882979B (en) The anti-icing equipment of aircraft blade
DE10361390B4 (en) Method and device for extracting the boundary layer
EP3232001A1 (en) Rotor blade for a turbine
DE2649215C2 (en) Device for separating solid and / or liquid particles from a gas flow
DE1941356A1 (en) Device for setting and regulating the temperature
DE102013114075A1 (en) Apparatus and method for thermally strengthening a textile web
EP3134621B1 (en) Turbine blade and turbine
EP2450204A2 (en) Air conditioning for a motor vehicle

Legal Events

Date Code Title Description
R016 Response to examination communication
R018 Grant decision by examination section/examining division
R020 Patent grant now final

Effective date: 20140222

R119 Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee