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GEBIET DER ERFINDUNG
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Der vorliegende Gegenstand betrifft allgemein Rotorflügel für Windkraftanlagen und insbesondere Winglets für Rotorflügel von Windkraftanlagen.
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HINTERGRUND ZU DER ERFINDUNG
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Windenergie wird als eine der saubersten, umweltfreundlichsten Energiequellen, die derzeit zur Verfügung stehen, angesehen, und Windkraftanlagen haben in dieser Hinsicht zunehmend Beachtung gewonnen. Eine moderne Windkraftanlage enthält gewöhnlich einen Turm, einen Generator, ein Getriebe, eine Gondel und einen oder mehrere Rotorflügel. Die Rotorflügel fangen kinetische Energie aus dem Wind unter Nutzung bekannter Tragflächengrundsätze und übermitteln die kinetische Energie über eine Rotationsenergie, um eine Welle zu drehen, die die Rotorflügel mit einem Getriebe oder, falls ein Getriebe nicht verwendet wird, unmittelbar mit dem Generator koppelt. Der Generator wandelt anschließend die mechanische Energie in elektrische Energie um, die in ein Versorgungsnetz eingespeist werden kann.
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Um sicherzustellen, dass Windenergie eine zukunftssichere Energiequelle bleibt, werden Anstrengungen unternommen, um durch Modifikation der Größe, Konfiguration und Kapazität von Windkraftanlagen den Energieertrag zu steigern. Eine derartige Modifikation besteht darin, eine Flügelspitzenvorrichtung, beispielsweise ein Winglet, an der Spitze jedes Rotorflügels einer Windkraftanlage aufzunehmen. Allgemein können Winglets verwendet werden, um die gesamte Effizienz und Leistung einer Windkraftanlage zu verbessern. Zum Beispiel kann ein Winglet die Menge der an der Spitze eines Rotorflügels erzeugten Strömung in Spannweitenrichtung verringern und dadurch den an dem Rotorflügel induzierten Luftwiderstand reduzieren. Winglets können auch an Rotorflügeln eingebaut werden, um den Gesamtdurchmesser der Windkraftanlage zu reduzieren, so dass Belastungen minimiert werden können, und um den durch die Flügel emittierten Lärm zu reduzieren. Ferner können Winglets auch eine Vergrößerung des Leistungskoeffizienten einer Windkraftanlage ergeben und auf diese Weise die Kosten der durch die Windkraftanlage erzeugten Energie reduzieren.
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Jedoch können herkömmliche Winglets vielfältige Nachteile aufweisen. Zum Beispiel sind herkömmliche Winglets im Allgemeinen an Rotorflügeln derart angebracht, dass die Winglets und die Rotorflügel zwischeneinander scharfe Ecken bilden. Diese abrupten Ecken können z. B. den Luftwiderstand an den Schnittstellen zwischen den Winglets und den Rotorflügeln vergrößern und können auf diese Weise den Nutzen, wie beispielsweise eine Leistungssteigerung, der aus dem Einsatz der Winglets erwartet würde, schmälern. Ferner können herkömmlich bekannte angefügte Winglets, obwohl sie angeblich den Luftwiderstand an der Winglet-Rotorflügel-Schnittstelle reduzieren, nur minimale Leistungsvorteile ergeben.
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Somit wäre ein verbessertes Winglet zur Verwendung bei einem Rotorflügel in einer Windkraftanlage erwünscht. Zum Beispiel wäre ein Winglet, das den Luftwiderstand an der Winglet-Rotorflügel-Schnittstelle verringert, während es die Leistung des Rotorflügels erhöht, von Vorteil.
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KURZE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
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Aspekte und Vorteile der Erfindung sind zum Teil in der folgenden Beschreibung angegeben oder können aus der Beschreibung offenkundig sein, oder sie können durch Umsetzung der Erfindung in die Praxis erfahren werden.
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In einer Ausführungsform ist ein Rotorflügel für eine Windkraftanlage offenbart. Der Rotorflügel enthält einen Fuß, eine Spitze und einen Körper, der sich von dem Fuß weg erstreckt, wobei der Körper eine Druckseite und eine Saugseite enthält, die sich zwischen einer Vorderkante und einer Hinterkante erstrecken. Der Rotorflügel enthält ferner ein Winglet, das sich zwischen dem Körper und der Spitze erstreckt, wobei das Winglet eine Druckseite und eine Saugseite enthält, die sich zwischen einer Vorderkante und einer Hinterkante erstrecken. Das Winglet enthält ferner einen Übergangsabschnitt und definiert eine Höhe, einen Pfeilwinkel, einen Außenneigungswinkel und einen Verdrehwinkel. Der Pfeilwinkel, der Außenneigungswinkel und der Verdrehwinkel ändern sich kontinuierlich über den Übergangsabschnitt hinweg.
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Diese und weitere Merkmale, Aspekte und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden unter Bezugnahme auf die folgende Beschreibung und die beigefügten Ansprüche besser verstanden. Die beigefügten Zeichnungen, die in dieser Offenbarung enthalten sind und einen Teil derselben bilden, veranschaulichen Ausführungsformen der Erfindung und dienen gemeinsam mit der Beschreibung dazu, die Prinzipien der Erfindung zu erläutern.
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KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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Eine umfassende und befähigende Offenbarung der vorliegenden Erfindung, einschließlich deren bester Ausführungsart, die sich an einen Fachmann auf dem Gebiet richtet, ist in der Beschreibung dargelegt, die auf die beigefügten Figuren Bezug nimmt, in denen zeigen:
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1 eine Perspektivansicht einer Ausführungsform einer Windkraftanlage gemäß der vorliegenden Offenbarung;
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2 eine Perspektivansicht einer Ausführungsform eines Rotorflügels gemäß der vorliegenden Offenbarung;
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3 eine Perspektivansicht einer weiteren Ausführungsform eines Rotorflügels gemäß der vorliegenden Offenbarung;
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4 eine Hinteransicht einer Ausführungsform eines Rotorflügels gemäß der vorliegenden Offenbarung;
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5 eine Seitenansicht einer Ausführungsform eines Rotorflügels gemäß der vorliegenden Offenbarung; und
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6 eine Querschnittsansicht von oben, entlang der Linien 6-6 nach 2, einer Ausführungsform eines Rotorflügels gemäß der vorliegenden Offenbarung.
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DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
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Es wird nun im Einzelnen auf Ausführungsformen der Erfindung Bezug genommen, von denen eine oder mehrere Beispiele in den Zeichnungen veranschaulicht sind. Jedes Beispiel ist zur Erläuterung der Erfindung, nicht zur Beschränkung der Erfindung vorgesehen. In der Tat wird es für Fachleute auf dem Gebiet offensichtlich sein, dass verschiedene Modifikationen und Veränderungen an der vorliegenden Erfindung vorgenommen werden können, ohne dass von dem Umfang oder Wesen der Erfindung abgewichen wird. Zum Beispiel können Merkmale, die als ein Teil einer Ausführungsform veranschaulicht oder beschrieben sind, bei einer anderen Ausführungsform verwendet werden, um eine noch weitere Ausführungsform zu ergeben. Somit besteht die Absicht, dass die vorliegende Erfindung derartige Modifikationen und Veränderungen mit umfasst, die sie in den Umfang der beigefügten Ansprüche und ihrer Äquivalente fallen.
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1 veranschaulicht eine Windkraftanlage 10 vom herkömmlichen Aufbau. Die Windkraftanlage 10 enthält einen Turm 12 mit einer daran montierten Gondel 14. Mehrere Rotorflügel 16 sind an einer Rotornabe 18 montiert, die wiederum mit einem Hauptflansch verbunden ist, der eine Hauptrotorwelle dreht. Die Energieerzeugungs- und Steuerungskomponenten der Windkraftanlage sind in der Gondel 14 untergebracht. Die Ansicht nach 1 ist nur zu Veranschaulichungszwecken angegeben, um die vorliegende Erfindung in einen beispielhaften Anwendungsbereich zu bringen. Es sollte erkannt werden, dass die Erfindung nicht auf irgendeine spezielle Art einer Windkraftanlagenkonfiguration beschränkt ist.
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Bezugnehmend auf die 2 bis 6 ist ein Rotorflügel 16 gemäß der vorliegenden Offenbarung veranschaulicht. Der Rotorflügel 16 kann z. B. einen Fuß 20 und eine Spitze 22 enthalten. Der Fuß 20 kann zur Montage des Rotorflügels 16 an der Rotornabe 18 vorgesehen und eingerichtet sein. Die Spitze 22 kann allgemein das zu dem Fuß 20 entgegengesetzte Ende des Rotorflügels 16 sein. Der Rotorflügel 16 kann ferner einen Körper 24 enthalten, der sich von dem Fuß 20 weg erstreckt. Der Körper 24 kann eine Druckseite 32 und eine Saugseite 34 aufweisen, die sich zwischen einer Vorderkante 36 und einer Hinterkante 38 erstrecken. Somit kann der Körper 24 ein allgemein aerodynamisches Profil definieren, das dem Rotorflügel 16 ermöglicht, unter Nutzung bekannter aerdoynamischer Grundsätze kinetische Energie aus dem Wind aufzunehmen.
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Der Rotorflügel 16 gemäß der vorliegenden Offenbarung kann ferner ein Winglet 40 enthalten. Das Winglet 40 kann allgemein zwischen dem Körper 24 und der Spitze 22 definiert sein. Somit kann das Winglet 40 der äußerste Teil des Rotorflügels 16 in Bezug auf den Fuß 20 darstellen. In einigen Ausführungsformen kann das Winglet 40 eine von dem Körper 24 gesonderte Komponente des Rotorflügels 16 sein und kann an dem Körper 24 montiert sein. In anderen Ausführungsformen können das Winglet 40 und der Körper 24 eine unitäre Struktur bilden. Das Winglet 40 gemäß der vorliegenden Offenbarung kann zahlreiche Leistungsvorteile gegenüber Winglets nach dem Stand der Technik bieten, zu denen eine Reduktion des induzierten Luftwiderstandes, Reduktion der Rotorflügelgröße, Lärmreduktion und ein erhöhter Leistungskoeffizient gehören, ohne jedoch darauf beschränkt zu sein.
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In einigen Ausführungsformen, wie sie in den 2 bis 6 veranschaulicht sind, kann das Winglet 40 ein saugseitiges Winglet sein, so dass sich das Winglet 40 von dem Rest des Körpers 24 aus nach außen über die Saugseite 34 erstreckt. In anderen Ausführungsformen kann jedoch das Winglet 40 ein druckseitiges Winglet sein, so dass sich das Winglet 40 von dem Rest des Körpers 24 aus nach außen über die Druckseite 32 erstreckt, oder es kann sowohl ein Druck- als auch ein Saugseitenwinglet sein.
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Ähnlich wie der Körper 24 kann das Winglet 40 gemäß der vorliegenden Offenbarung eine Druckseite 42 und eine Saugseite 44 aufweisen, die sich zwischen einer Vorderkante 46 und einer Hinterkante 48 erstrecken. Diese verschiedenen Abschnitte des Winglets 40 können als diejenigen Abschnitte definiert sein, die neben der jeweiligen Druckseite 32, Saugseite 34, Vorderkante 36 und Hinterkante 38 des Körpers 24 liegen. Somit kann das Winglet 40 ein allgemein aerodynamisches Profil definieren, das dem Rotorflügel 16 ermöglicht, unter Nutzung bekannter aerodynamischer Grundsätze kinetische Energie aus dem Wind einzufangen.
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Der Körper 24 und das Winglet 40 können allgemein eine Länge 50 des Rotorflügels 16 definieren, die in einer allgemein linearen Richtung zwischen dem Fuß 20 und der Spitze 22 gemessen wird, wie in 5 veranschaulicht. Das Winglet 40 kann eine Höhe 52 definieren. Die Höhe 52 kann zwischen der Basis des Winglets 40 und der Spitze 22 gemessen werden und kann im Wesentlichen senkrecht zu der Länge 50 ausgerichtet sein. Ferner kann die Höhe 52 zwischen der Spitze 22 und einem Punkt an der Basis des Winglets 40, der von der Spitze am weitesten entfernt ist, gemessen werden.
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Wie nachstehend erläutert, kann das Winglet 40 einen Übergangsabschnitt 54 enthalten. In einigen beispielhaften Ausführungsformen kann der Übergangsabschnitt 54 das gesamte Winglet 40 umfassen, so dass der Übergangsabschnitt 54 sich von dem Körper 24 bis zu der Spitze 22 erstreckt. In anderen Ausführungsformen, wie in 3 veranschaulicht, kann das Winglet 40 einen körperseitigen Abschnitt 56, der sich zwischen dem Körper 24 und dem Übergangssabschnitt 54 erstreckt, und/oder einen spitzenseitigen Abschnitt 58 enthalten, der sich zwischen dem Übergangsabschnitt 54 und der Spitze 22 erstreckt.
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Das Winglet 40 gemäß der vorliegenden Offenbarung kann eine Pfeilung aufweisen. Zum Beispiel ist das Winglet 40 in beispielhaften Ausführungsformen ein nach hinten gepfeiltes Winglet. Ferner kann das Winglet 40 eine Neigung nach außen, eine Vorspur, eine Verdrehung, einen Krümmungsradius und eine Streckung aufweisen. Pfeilung, Neigung, Vorspur sowie Verdrehung, Krümmungsradius und Streckung sind allgemein geläufige Begriffe auf dem aerodynamischen Gebiet. Somit kann das Winglet 40 allgemein einen Pfeilwinkel 62, einen Außenneigungswinkel 64, einen Vorspurwinkel 66, einen Verdrehwinkel 68, einen Krümmungsradius 70 und eine Streckung definieren. Der Pfeilwinkel 62, wie er in 4 veranschaulicht ist, kann allgemein in Bezug auf eine Referenzlinie definiert sein, die senkrecht zu der Spannweite des Körpers 24 und senkrecht zu der Sehne des Körpers 24 an einem Querschnitt des Körpers 24, der sich an der Schnittstelle zwischen dem Körper 24 und dem Winglet 40 befindet, gezeichnet wird. Der Außenneigungswinkel 64, wie er in 5 veranschaulicht ist, kann allgemein in Bezug auf eine Referenzlinie definiert sein, die parallel zu der Spannweite des Körpers 24 und senkrecht zu der Sehne des Körpers 24 an einem Querschnitt des Körpers 24, der sich an der Schnittstelle zwischen dem Körper 24 und dem Winglet 40 befindet, gezeichnet wird. Der Vorspurwinkel 66, wie er in 6 veranschaulicht ist, kann allgemein in Bezug auf eine Referenzlinie definiert sein, die senkrecht zu der Spannweite des Körpers 24 und parallel zu der Sehne des Körpers 24 an einem Querschnitt des Körpers 24, der sich an der Schnittstelle zwischen dem Körper 24 und dem Winglet 40 befindet, gezeichnet wird. Der Verdrehwinkel 68, wie er in 6 veranschaulicht ist, kann unter Bezugnahme auf die Vorderkante 46 des Winglets 40 definiert sein und kann allgemein in Bezug auf den Angriffswinkel der Vorderkante 46 definiert sein. Der Krümmungsradius 70, wie er in 5 veranschaulicht ist, definiert den Radius des Winglets 40 an irgendeiner Stelle entlang des Winglets 70. Die Streckung ist das Verhältnis der Spannweite des Winglets zu der Grundrissfläche des Winglets.
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Der Übergangsabschnitt 54 gemäß der vorliegenden Offenbarung kann derart geformt sein, dass der Pfeilwinkel 62, der Außenneigungswinkel 64, der Verdrehwinkel 68 und der Krümmungsradius 70 sich über den Übergangsabschnitt 54 hinweg kontinuierlich (stetig) verändern. Im Allgemeinen können die kontinuierlichen Änderungen der verschiedenen Winkel und des Radius an der Schnittstelle zwischen dem Körper 24 und dem Übergangsabschnitt 54 oder dem körperseitigen Abschnitt 56 und dem Übergangsabschnitt 54 beginnen, und sie können sich über den Übergangsabschnitt 54 hinweg bis zu der Spitze 20 oder dem spitzenseitigen Abschnitt 28 fortsetzen. Vorteilhafterweise können diese kontinuierlichen Veränderungen zur Folge haben, dass das Winglet 40 vielfältige kontinuierliche Kurven über die Höhe 52 oder einen Teil derselben hinweg in Bezug auf den Körper 24 aufweist. Die kontinuierlichen Kurven können Reduktionen des Luftwiderstandes über den Übergangsabschnitt 54 und allgemein das Winglet 40 hinweg ergeben und können die Leistung des Rotorflügels 16 gegenüber Rotorflügeln, die Winglets nach dem Stand der Technik verwenden, steigern.
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Wie oben erwähnt, kann das Winglet 40 in einigen Ausführungsformen einen körperseitigen Abschnitt 56 und/oder einen spitzenseitigen Abschnitt 58 enthalten. Der körperseitige Abschnitt 56 und der spitzenseitige Abschnitt 58 können allgemein keinen sich kontinuierlich verändernden Pfeilwinkel 62, Außenneigungswinkel 64 oder Verdrehwinkel 68 aufweisen. zum Beispiel kann in einigen Ausführungsformen der körperseitige Abschnitt 56 ein aerodynamisches Profil aufweisen, das dem aerodynamischen Profil des Körpers 24 ähnlich ist, und kann auf diese Weise für eine Kontinuität zwischen dem Körper 24 und dem Winglet 40 sorgen.
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Wie erläutert, kann sich der Pfeilwinkel 62 über den Übergangsabschnitt 54 hinweg kontinuierlich ändern. In einigen Ausführungsformen kann der Pfeilwinkel 62 über den Übergangsabschnitt 54 zu der Spitze 22 hin kontinuierlich abnehmen. In beispielhaften Ausführungsformen, in denen das Winglet 40 ein nach hinten gepfeiltes Winglet ist, kann die Vorderkante 46 des Winglets 40 somit über den Übergangsabschnitt 54 hinweg konkav gekrümmt sein, während die Hinterkante 48 des Winglets 40 somit über den Übergangsabschnitt 54 hinweg konvex gekrümmt sein kann, wie dies in den 2 und 3 veranschaulicht ist. Alternativ kann der Pfeilwinkel 62 kontinuierlich zunehmen oder kann über verschiedene Bereiche des Übergangsabschnitts 54 hinweg zunehmen und abnehmen.
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In beispielhaften Ausführungsformen kann der Übergangsabschnitt 54 einen maximalen Pfeilwinkel 62 aufweisen. Zum Beispiel kann in einigen Ausführungsformen der maximale Pfeilwinkel 62 für den Übergangsabschnitt 54 in dem Bereich zwischen ungefähr 0 Grad und ungefähr 80 Grad liegen. In anderen Ausführungsformen kann der maximale Pfeilwinkel 62 für den Übergangsabschnitt 54 in dem Bereich zwischen ungefähr 30 Grad und ungefähr 80 Grad liegen. In anderen Ausführungsformen kann der maximale Pfeilwinkel 62 für den Übergangsabschnitt 54 in dem Bereich zwischen ungefähr 30 Grad und ungefähr 70 Grad liegen. In noch weiteren Ausführungsformen kann der maximale Pfeilwinkel 62 für den Übergangsabschnitt 54 in dem Bereich zwischen ungefähr 45 Grad und ungefähr 65 Grad liegen. Jedoch sollte verstanden werden, dass die obigen Bereiche und Winkel nicht beschränkend sind und dass ein beliebiger geeigneter maximaler Pfeilwinkel 62 in dem Umfang und Rahmen der vorliegenden Offenbarung liegt.
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Wie erläutert, kann sich der Außenneigungswinkel 64 über den Übergangsabschnitt 54 hinweg kontinuierlich ändern. In einigen Ausführungsformen kann der Außenneigungswinkel 64 über den Übergangsabschnitt 54 zu der Spitze 22 hin kontinuierlich zunehmen. In beispielhaften Ausführungsformen, in denen das Winglet 40 ein saugseitiges Winglet ist, kann die Saugseite 44 des Winglets 40 über den Übergangsabschnitt 54 hinweg konkav gekrümmt sein, während die Druckseite 42 des Winglets 40 über den Übergangsabschnitt 54 hinweg konvex gekrümmt sein kann, wie dies in 5 veranschaulicht ist. Alternativ kann der Außenneigungswinkel 64 kontinuierlich abnehmen, oder er kann über verschiedene Bereiche des Übergangsabschnitts 54 hinweg zunehmen und abnehmen.
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In beispielhaften Ausführungsformen kann der Übergangsabschnitt 54 einen maximalen Außenneigungswinkel 64 aufweisen. Zum Beispiel kann der maximale Außenneigungswinkel 64 für den Übergangsabschnitt 54 in einigen Ausführungsformen in dem Bereich zwischen ungefähr 5 Grad und ungefähr 135 Grad liegen. In anderen Ausführungsformen kann der maximale Außenneigungswinkel 64 für den Übergangsabschnitt 54 in dem Bereich zwischen ungefähr 5 Grad und ungefähr 90 Grad liegen. In anderen Ausführungsformen kann der maximale Außenneigungswinkel 64 für den Übergangsabschnitt 54 in dem Bereich zwischen ungefähr 15 Grad und ungefähr 80 Grad liegen. In noch weiteren Ausführungsformen kann der maximale Außenneigungswinkel 64 für den Übergangsabschnitt 54 in dem Bereich zwischen ungefähr 40 Grad und ungefähr 65 Grad liegen. Jedoch sollte verstanden werden, dass die obigen Bereiche und Winkel nicht beschränkend sind und dass ein beliebiger geeigneter maximaler Außenneigungswinkel 64 in dem Umfang und Rahmen der vorliegenden Offenbarung liegt.
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Wie erläutert, kann sich der Verdrehwinkel 68 über den Übergangsabschnitt 54 hinweg kontinuierlich verändern. In einigen Ausführungsformen kann der Verdrehwinkel 68 über den Übergangsabschnitt 54 zu der Spitze 22 hin kontinuierlich zunehmen. Alternativ kann der Verdrehwinkel 68 kontinuierlich abnehmen, oder er kann über verschiedene Bereiche des Übergangsabschnitts 54 hinweg zunehmen und abnehmen.
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In beispielhaften Ausführungsformen kann der Verdrehwinkel 68 sich bis zu einem minimalen Verdrehwinkel 68 an der Spitze 22 zwischen ungefähr –0,1 Grad und ungefähr –10 Grad kontinuierlich verändern. In anderen Ausführungsformen kann sich der Verdrehwinkel 68 bis zu einem minimalen Verdrehwinkel 68 an der Spitze 22 zwischen ungefähr –0,1 Grad und ungefähr –5 Grad kontinuierlich verändern. In anderen Ausführungsformen kann sich der Verdrehwinkel 68 bis zu einem minimalen Verdrehwinkel 68 an der Spitze 22 zwischen ungefähr –0,1 Grad und ungefähr –1 Grad kontinuierlich verändern. In alternativen Ausführungsformen kann sich der Verdrehwinkel 68 bis zu einem maximalen Verdrehwinkel 68 an der Spitze 22 zwischen ungefähr 0,1 Grad und ungefähr 15 Grad kontinuierlich verändern. In anderen alternativen Ausführungsformen kann sich der Verdrehwinkel 68 bis zu einem maximalen Verdrehwinkel 68 an der Spitze 22 zwischen ungefähr 0,1 Grad und ungefähr 3 Grad kontinuierlich verändern. Jedoch sollte verstanden werden, dass die obigen Bereiche und Winkel nicht beschränkend sind und dass ein beliebiger geeigneter maximaler oder minimaler Verdrehwinkel 68 in dem Umfang und Rahmen der vorliegenden Offenbarung liegt.
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Ferner kann sich der Verdrehwinkel 68 gemäß der vorliegenden Offenbarung über den Übergangsabschnitt 54 hinweg z. B. auf eine lineare Weise, eine quadratische Weise oder auf jede beliebige geeignete Weise oder gemäß jedem beliebigen geeigneten Muster verändern, wie es gewünscht sein kann, um das Leistungsverhalten des Rotorflügels 16 und der Windkraftanlage 10 zu optimieren. Es sollte ferner verstanden werden, dass für den Fall, dass dies gewünscht ist, sich der Pfeilwinkel 62, der Außenneigungswinkel 64 und der Krümmungsradius 70 außerdem z. B. auf eine lineare Weise, eine quadratische Weise oder auf jede beliebige geeignete Weise oder gemäß jedem beliebigen Muster verändern können, wie es zur Optimierung des Leistungsverhaltens des Rotorflügels 16 und der Windkraftanlage 10 erwünscht sein kann.
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Wie oben erläutert, kann das Winglet 40 in einigen Ausführungsformen einen Vorspurwinkel 66 aufweisen. In einigen Ausführungsformen kann der Vorspurwinkel 66 im Bereich zwischen ungefähr –5 Grad und ungefähr 35 Grad liegen. In anderen Ausführungsformen kann der Vorspurwinkel 66 zwischen ungefähr 5 Grad und ungefähr 20 Grad betragen. In noch weiteren Ausführungsformen kann der Vorspurwinkel 66 ungefähr 15 Grad betragen. Jedoch sollte verstanden werden, dass die obigen Bereiche und Winkel nicht beschränkend sind und dass ein beliebiger geeigneter Vorspurwinkel 66 in dem Umfang und Rahmen der vorliegenden Offenbarung liegt.
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Wie oben erläutert, weist das Winglet 40 eine Höhe 52 auf. In einigen Ausführungsformen kann die Höhe 52 zwischen ungefähr 0,03% und ungefähr 15% der Länge 50 betragen. In anderen Ausführungsformen kann die Höhe 52 zwischen ungefähr 0,05% und ungefähr 15% der Länge 50 betragen. In noch weiteren Ausführungsformen kann die Höhe 52 zwischen ungefähr 0,1% und ungefähr 15% der Länge 50 betragen. Jedoch sollte verstanden werden, dass die obigen Prozentsätze nicht beschränkend sind und dass beliebige geeignete Längen 50 und Höhen 52 in dem Umfang und Rahmen der vorliegenden Offenbarung liegen.
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Wie oben erläutert, kann sich der Krümmungsradius 70 über den Übergangsabschnitt 54 hinweg kontinuierlich verändern. In einigen Ausführungsformen kann der Krümmungsradius 70 über den Übergangsabschnitt 54 hinweg zu der Spitze 22 hin kontinuierlich zunehmen. Alternativ kann der Krümmungsradius 70 kontinuierlich abnehmen, oder er kann über verschiedene Bereiche des Krümmungsradius 70 hinweg zunehmen und abnehmen. In beispielhaften Ausführungsformen kann der Krümmungsradius 70 über den Übergangsabschnitt 54 hinweg in dem Bereich zwischen 10% der Länge 50 des Rotorflügels 16 und 100% der Länge 50 des Rotorflügels 16 liegen.
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Wie oben erläutert, weist das Winglet 40 eine Streckung auf. In den beispielhaften Ausführungsformen kann die Streckung 70 in dem Bereich zwischen 0,5 und 10 liegen. Ferner kann die Streckung 70 in beispielhaften Ausführungsformen für das Winglet 40 konstant bleiben.
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Diese schriftliche Beschreibung verwendet Beispiele, um die Erfindung, einschließlich der besten Ausführungsart, zu offenbaren und auch um jedem Fachmann auf dem Gebiet zu ermöglichen, die Erfindung umzusetzen, wozu die Schaffung und Verwendung jeglicher Vorrichtungen oder Systeme und die Durchführung jeglicher enthaltener Verfahren gehören. Der patentierbare Umfang der Erfindung ist durch die Ansprüche definiert und kann weitere Beispiele enthalten, die Fachleuten auf dem Gebiet einfallen. Derartige weitere Beispiele sollen in dem Umfang der Ansprüche liegen, wenn sie strukturelle Elemente enthalten, die sich von dem Wortsinn der Ansprüche nicht unterscheiden, oder wenn sie äquivalente strukturelle Elemente mit gegenüber dem Wortsinn der Ansprüche unwesentlichen Unterschieden enthalten.
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Es ist ein Rotorflügel
16 für eine Windkraftanlage
10 offenbart. Der Rotorflügel
16 enthält einen Fuß
20, eine Spitze
22 und einen Körper
24, der sich von dem Fuß
20 aus erstreckt, wobei der Körper
24 eine Druckseite
22 und eine Saugseite
34 enthält, die sich zwischen einer Vorderkante
36 und einer Hinterkante
30 erstrecken. Der Rotorflügel
16 enthält ferner ein Winglet
40, das sich zwischen dem Körper
24 und der Spitze
22 erstreckt, wobei das Winglet
40 eine Druckseite
42 und eine Saugseite
44 enthält, die sich zwischen einer Vorderkante
46 und einer Hinterkante
48 erstrecken. Das Winglet
40 enthält ferner einen Übergangsabschnitt
54 und definiert eine Höhe
52, einen Pfeilwinkel
62, einen Außenneigungswinkel
64 und einen Verdrehwinkel
68. Der Pfeilwinkel
62, der Außenneigungswinkel
64 und der Verdrehwinkel
68 verändern sich kontinuierlich über den Übergangsabschnitt
54 hinweg. Bezugszeichenliste:
| Bezugszeichen | Komponente |
| 10 | Windkraftanlage |
| 12 | Turm |
| 14 | Gondel |
| 16 | Rotorflügel |
| 18 | Rotornabe |
| 20 | Rotor |
| 22 | Spitze |
| 24 | Körper |
| 32 | Druckseite |
| 34 | Saugseite |
| 36 | Vorderkante |
| 38 | Hinterkante |
| 40 | Winglet |
| 42 | Druckseite |
| 44 | Saugseite |
| 46 | Vorderkante |
| 48 | Hinterkante |
| 50 | Länge |
| 52 | Höhe |
| 54 | Übergangsabschnitt |
| 56 | Körperseitiger Abschnitt |
| 58 | Spitzenseitiger Abschnitt |
| 62 | Pfeilwinkel |
| 64 | Außenneigungswinkel |
| 66 | Vorspurwinkel |
| 68 | Verdrehwinkel |
| 70 | Krümmungsradius |
