-
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Anordnung und ein Verfahren zur Vorhersage eines Strömungsabrisses an einem Auftriebsprofil eines Wellenkraftwerks sowie ein Betriebsverfahren für ein Wellenkraftwerk.
-
Stand der Technik
-
Wellenkraftwerke nutzen die Energie von Meereswellen zur Gewinnung elektrischen Stromes. Neuere Konstruktionsansätze verwenden dabei rotierende Einheiten, die die Wellenbewegung in ein Drehmoment wandeln. An diesen kommen unter anderem Auftriebsprofile als Kopplungskörper zum Einsatz, mittels derer aus der anströmenden Welle ein Auftriebsmoment erzeugt wird, das in eine Rotationsbewegung eines Läufers umsetzbar ist. Entsprechende Auftriebsläufer sind beispielsweise an einem Kurbeltrieb angeordnet. Durch eine überlagerte Anströmung aus der Orbitalströmung der Wellenbewegung und der Eigendrehung der Auftriebsprofile an dem Kurbeltrieb ergeben sich Auftriebskräfte an den Auftriebsläufern, wodurch ein Drehmoment in den Kurbeltrieb eingeleitet wird.
-
Der Auftrieb eines Auftriebsprofils kann über dessen Anstellwinkel zum anströmenden Medium, beispielsweise Luft oder Wasser, verändert werden. Der Auftrieb nimmt dabei, wie unten zu 2 näher erläutert, mit zunehmendem Anstellwinkel zunächst zu, bis es zum Strömungsabriss kommt und die Auftriebskraft zusammenbricht. Ein maximales Drehmoment wird daher mit einem Anstellwinkel erzielt, der bereits nahe dem Anstellwinkel liegt, der einen Strömungsabriss verursacht.
-
Insbesondere für derartige rotierende Wellenkraftwerke mit Auftriebsläufern ist eine zuverlässige Regelung unerlässlich, da eine Desynchronisation der Läufer mit dem anströmenden Wasser durch einen Strömungsabriss zu einer vollständigen Entkopplung von der Welle führen kann. Eine hierdurch erforderliche (Re-)Synchronisierung ist komplex, da die Ausbildung bzw. Einstellung eines entsprechenden Auftriebs eine gewisse Zeit benötigt. Hierdurch wird ein selbstständiges Anlaufen im instationären (nicht stationären) Strömungsfeld erschwert. Es besteht die Gefahr, dass der sich ausbildende Auftrieb noch nicht ausreicht, um die Anlage aufzusynchronisieren, also anlaufen zu lassen, es jedoch aufgrund der Änderung der Strömungsbedingungen bereits wieder zu einem Strömungsabriss kommt. Bei einer desynchronisierten Anlage können ferner Kraftkombinationen wirken, die zu deutlich höheren Belastungen von Anlagenkomponenten und zu einem Aufschwingen der Gesamtanlage führen können.
-
Insbesondere aufgrund der multichromatischen Wellenzustände von Meereswellen ist es notwendig, eine entsprechende Anlage derart zu steuern und/oder zu regeln, dass das Auftriebsprofil stets optimal angeströmt und möglichst nahe seinem Wandlungsoptimum betrieben wird. Hierdurch kann eine maximale Energieausbeute erzielt werden. Stellgrößen sind hierbei insbesondere das Generatormoment und die Verstellung des Anstellwinkels der Auftriebskörper. Hieraus ergeben sich entsprechende Anströmwinkel an den Auftriebskörpern und ein Phasenwinkel zwischen Anlagendrehung und Wellenbewegung. Bei der vorliegenden Erfindung soll die Anlage vorzugsweise weitgehend synchron zur Wellenbewegung betrieben werden.
-
Eine besondere Schwierigkeit ergibt sich daraus, dass die jeweiligen Anströmwinkel und -geschwindigkeiten über die Längserstreckung eines Auftriebsprofils (also im Wesentlichen quer zur Strömungsrichtung) in realen Wellensituationen nicht einheitlich sind, die Form eines Auftriebsprofils sich jedoch umgekehrt entlang seiner Längserstreckung in der Regel nicht ändert. Die sich ergebenden Strömungsbedingungen unterscheiden sich daher, wie unten näher erläutert, beispielsweise fundamental von jenen bei Windkraftwerken.
-
In der
US 7,686,583 B2 wird vorgeschlagen, einen Anströmwinkel eines ein Auftriebsprofil anströmenden Fluids auf Grundlage eines gemessenen Auftriebs in Verbindung mit der Strömungsgeschwindigkeit zu bestimmen. Hierzu sind unterschiedliche Messmittel, darunter Drucksensoren, vorgesehen. Auf dieser Grundlage kann dann eine Regelung vorgenommen werden, die beispielsweise eine Verstellung oder Torsion der Auftriebsprofile zur Anpassung an eine schräge Anströmung oder eine entsprechende Neuausrichtung der Gesamtanlage umfasst. Insbesondere lokale Unterschiede an einem Auftriebsprofil lassen sich durch das dort offenbarte Verfahren jedoch nicht erkennen. Das Verfahren erlaubt ferner keine Aussagen über einen bevorstehenden oder bereits eingetretenen Strömungsabriss.
-
Es besteht daher weiterhin der Bedarf nach verbesserten Möglichkeiten zum Betrieb eines Wellenkraftwerks, insbesondere zur Vorhersage eines Strömungsabrisses.
-
Offenbarung der Erfindung
-
Vor diesem Hintergrund schlägt die vorliegende Anmeldung eine Anordnung und ein Verfahren zur Vorhersage eines Strömungsabrisses an einem Auftriebsprofil eines Wellenkraftwerks sowie ein Betriebsverfahren für ein Wellenkraftwerk mit den Merkmalen der unabhängigen Patentansprüche vor. Bevorzugte Ausgestaltungen sind Gegenstand der Unteransprüche sowie der nachfolgenden Beschreibung.
-
Vorteile der Erfindung
-
Die Erfindung schlägt eine Anordnung mit wenigstens zwei an einer Oberseite eines Auftriebsprofils in einer Profilsehnenrichtung hintereinander angeordneten Drucksensoren vor. Durch geeignete Auswertemittel (bspw. eine Recheneinheit bzw. Computer) kann das jeweilige Auftriebsverhalten bestimmt und ein sich abzeichnender Strömungsabriss vorhergesagt werden. Im Vergleich zum Stand der Technik können hierbei Aussagen ohne Kenntnis der jeweiligen Strömungsgeschwindigkeit getroffen werden, so dass auf entsprechende (zusätzliche) Sensoren verzichtet werden kann. Insbesondere sind hierbei an oder nahe der Vorder- und der Hinterkante des Auftriebsprofils angeordnete Drucksensoren vorteilhaft.
-
Ein notwendiges Kriterium für einen Strömungsabriss ist ein positiver Druckgradient entlang der Profilsehnenrichtung. Der Druck wird in Richtung der hinteren Profilkante größer, was einer zumindest teilweisen Umkehrung der Strömungsrichtung an der hinteren Profilkante aufgrund eines turbulenten Flusses entspricht. Mit Hilfe der mindestens zwei Drucksensoren kann die Entwicklung einer derartigen Druckverteilung zuverlässig sensiert werden.
-
Eine entsprechende Anordnung weist ferner vorteilhafterweise wenigstens zwei in einer Profillängsrichtung nebeneinander angeordnete Sätze von Drucksensoren auf wobei jeder Satz wenigstens zwei in Profilsehnenrichtung angeordneten Drucksensoren umfasst. Hierdurch werden Aussagen über eine lokale Verteilung der Anströmmuster in der Profillängsrichtung möglich. Insgesamt kann daher auf einer Oberseite eines entsprechenden Auftriebsprofils ein Netz von Druckmessstellen geschaffen werden, das eine lokale Auflösung hinsichtlich der jeweils vorherrschenden Wellenzustände und Strömungsbedingungen ermöglicht. Unter Verwendung einer geeigneten Regelung kann daher auch lokal auf die jeweiligen Gegebenheiten reagiert werden.
-
Eine derartige Reaktion auf die lokalen Gegebenheiten kann insbesondere bei Verwendung axial segmentierter Auftriebsprofilen erfolgen. Derartige Auftriebsprofile umfassen nebeneinander angeordnete Einzelprofile, die jeweils unabhängig zueinander verstellt werden können. Der jeweilige Auftrieb kann damit individuell angepasst werden. Eine entsprechende Anpassung ist auch durch die Verwendung von sogenannten Flaps, also Auftriebsklappen, möglich, welche über die Länge eines entsprechenden Profils hinweg unterteilt sind und somit lokal unterschiedlich eingestellt werden können.
-
Die entsprechenden Druckwerte werden vorteilhafterweise als Druckgradienten erfasst bzw. in Druckgradienten umgerechnet. Hieraus lässt sich beispielsweise die Position eines Umschlagpunkts oder einer Abrisskante zwischen laminarer und turbulenter Strömung auf einer Oberseite des Auftriebsprofils ermitteln, wie unten im Zusammenhang mit 2 näher erläutert.
-
Entsprechende Wellenkraftwerke werden typischerweise in einem Reynoldszahlenbereich von 106 bis 107 betrieben. Der Umschlagspunkt bzw. die Abrisskante zwischen laminarer und turbulenter Strömung befindet sich daher im vorderen Bereich eines entsprechenden Auftriebsprofils, so dass die Wahrscheinlichkeit eines Auftretens eines sogenannten laminaren Strömungsabrisses gering ist. Ein laminarer Strömungsabriss liegt dann vor, wenn sich ein strömendes Medium laminar strömend von dem Auftriebsprofil trennt. Liegt der Umschlagspunkt bzw. die Abrisskante dagegen, wie beispielsweise bei Flugzeugflügeln, näher an der Profilhinterkante, kann es zu sogenannten ”laminaren Separation Bubbles” kommen, wobei die Strömung zunächst vom Profil abreißt, jedoch später – also in Richtung der Profilhinterkante – wieder (turbulent) Kontakt mit diesem erhält.
-
Aufgrund der genannten Gegebenheiten in Wellenkraftwerken kann daher eine sichere Bestimmung eines (bevorstehenden) Strömungsabrisses über die Bestimmung der Lage des Umschlagspunkts bzw. der Abrisskante erfolgen.
-
Mittels der vorgeschlagenen Druckmessung ist es ferner möglich, die Längsausrichtung eines Profils gegenüber einer Wellenbewegung zu erkennen und gegebenenfalls hierauf zu reagieren.
-
Eine weitere Maßnahme, die in diesem Zusammenhang vorteilhaft sein kann, ist die Messung der Oberflächenreibung an einem Auftriebsprofil (sogenannte Skin Friction). Am Umschlagspunkt findet, wie erwähnt, ein Umschlag der Strömungsgeschwindigkeit in Form einer Strömungsumkehr (Reverse Flow) statt. An dieser Stelle erreicht daher der Strömungsgeschwindigkeitsgradient den Wert Null und die Oberflächenreibung verschwindet. Durch eine Messung der Änderung der Oberflächenreibung in Profiltiefenrichtung lässt sich daher die Lage des Umschlagspunkts abschätzen und durch eine Regelung beeinflussen. Zur Messung der Oberflächenreibung können beispielsweise entsprechend ausgebildete Scherkraftsensoren oder sogenannte Biegebälkchen verwendet werden.
-
Die erfindungsgemäß vorgeschlagenen Maßnahmen umfassen bevorzugterweise auch eine Regelstrategie, die ein Maschinenverhalten in Entsprechung zum vorliegenden Strömungsfeld regelt. Für den Fall, dass über die Sensoren ein sich ankündigender Strömungsabriss detektiert wird, können entsprechende Gegenmaßnahmen eingeleitet werden. Dazu gehören unter anderem eine Anpassung des Generatormoments und/oder eine Veränderung eines Anstellwinkels eines Auftriebsprofils. Weitere mögliche Gegenmaßnahmen umfassen eine Änderung des Hebelarms und/oder eine Änderung der Flügelgeometrie, beispielsweise durch Verstellung entsprechender Klappen (Flaps). Darüber hinaus kann der Generator auch als Antrieb betrieben werden, um einen Strömungsabriss zu verhindern oder um einen desynchronisierten Läufer mit der anströmenden Welle zu resynchronisieren bzw. um eine Desynchronisation überhaupt erst zu verhindern. Andere Antriebsmechanismen, beispielsweise unterstützende Motoren, sind ebenfalls einsetzbar.
-
Wie bereits erwähnt, sind die Strömungsbedingungen bei einem Wellenkraftwerk signifikant unterschiedlich zu den (aerodynamischen) Bedingungen bei einer Windkraftanlage. Rotorflügel von Windkraftanlagen weisen in der Regel ein Profil auf, das sich in Längsrichtung des Flügels ändert (sogenannte Skewed Wings), da sich aufgrund der großen radialen Erstreckung der Flügel die Strömungsverhältnisse entlang eines Flügels stark ändern. Ein Flügel wird hierbei in der Regel für eine Schnelllaufzahl (also ein Verhältnis von Windgeschwindigkeit zu Rotorumfangsgeschwindigkeit) optimiert, die bei hohen Windgeschwindigkeiten nicht erreicht werden kann. Der Flügel ist somit aufgrund seiner konstruktiven Gegebenheiten hinsichtlich der Maximaldrehzahl limitiert. Bei Rotoren von Windkraftanlagen besteht daher die potentielle Gefahr eines Strömungsabrisses bei hohen Windgeschwindigkeiten, da der Anströmwinkel an der Blattwurzel (an der nabenseitigen Seite eines Rotorblatts) sehr groß wird. Bei Windkraftanlagen erfolgt eine Messung von Drücken allenfalls an einer Blattspitze in Längsrichtung, um die Bildung einer sogenannten Wirbelschleppe an der Blattspitze zu bestimmen und zu optimieren. Im Gegensatz zur Windkraftanlage sind bei der Wellenenergiewandlungsanlage die Auftriebskörper vorzugsweise weitgehend parallel zur Rotorachse orientiert. Dadurch ergibt sich hier – bei uniformer Wellencharakteristik – eine gleichförmige Anströmung über die gesamte Flügelerstreckung. Ist die Achse des Wellenkraftwerks nicht weitgehend senkrecht zur Wellenausbreitungsrichtung ausgerichtet oder die Anströmung aus sonstigen Gründen nicht uniform, so ergeben sich entlang der Flügelerstreckung unterschiedliche Anströmwinkel, die zu einem unterschiedlichen Ablöseverhalten führen können. Mit mehreren Sensorreihen kann eine derartige Fehlausrichtung der Maschine detektiert werden und es können geeignete Gegenmaßnahmen zur Anpassung der Ausrichtung eingeleitet werden.
-
Im Idealfall soll im Sinne einer maximalen Energieausbeute in einem Wellenkraftwerk ein Großteil der Energie einer entsprechenden Welle über mindestens ein Auftriebsprofil absorbiert werden. Aufgrund der vorgeschlagenen Maßnahmen kann insbesondere verhindert werden, dass eine entsprechende Regelung eines Wellenkraftwerks unerreichbar hohe Auftriebswerte für eine Absorption von Energie aus der Meereswelle anfordert, die zu einem Strömungsabriss führen würde. Um eine Synchronizität zu gewährleisten könnte für einen derartigen Betriebsfall stattdessen beispielsweise das Generatormoment reduziert werden.
-
Weitere Vorteile und Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung und der beiliegenden Zeichnung.
-
Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
-
Die Erfindung ist anhand eines Ausführungsbeispieles in der Zeichnung schematisch dargestellt und wird im Folgenden unter Bezugnahme auf die Zeichnung ausführlich beschrieben.
-
Figurenbeschreibung
-
1 zeigt Druckverteilungsmuster an einem von einem Medium angeströmten Auftriebsprofil in schematischer Darstellung.
-
2 zeigt einen sich entwickelnden Strömungsabriss an einem von einem Medium umströmten Auftriebsprofil in schematischer Darstellung.
-
3 zeigt Anordnungen gemäß besonders bevorzugter Ausführungsformen der Erfindung in schematischer Darstellung.
-
1 zeigt als Teil eines Wellenkraftwerks (nicht gezeigt) ein Auftriebsprofil 1, das in Pfeilrichtung (Strömungsrichtung H) von einem strömenden Medium 2, im Fall eines Wellenkraftwerks Wasser, angeströmt wird. Das Medium trifft an einer Vorderkante 11 des Auftriebsprofils 1 auf das Auftriebsprofil 1. Der Auftreffpunkt wird auch als Stagnationspunkt bezeichnet und ist im Zusammenhang mit der 2 näher erläutert. Das Medium 2 umströmt das Auftriebsprofil 1, wodurch aufgrund der sich unterseitig des Auftriebsprofils aufbauenden Druckkräfte und eines sich oberseitig des Auftriebsprofils 1 aufbauenden Sogs insgesamt ein Auftrieb L zu Stande kommt. Bei einem bevorzugten Wellenkraftwerk ist mindestens ein Auftriebsprofil 1 an einer Kurbeltrieb angeordnet, der durch ein durch den Auftrieb L verursachtes Moment in Rotation (Rotationsachse weitgehend horizontal oder weitgehend vertikal und quer zur Wellenausbreitungsrichtung) versetzt wird.
-
Die Darstellung der 1 entspricht einer stationären Strömung ohne Strömungsabriss. Die jeweils den Gesamtauftrieb L ergebenden Druckbeiträge/Saugbeiträge I sind in Form von Kräftevektoren symbolisiert. Das Auftriebsprofil 1 ist mit seiner Profilsehne C um einen Winkel a gegen eine Strömungsrichtung H geneigt. Eine Hinterkante des Auftriebsprofils 1 ist mit 12 bezeichnet. Dabei ergibt sich am Profil die resultierende Anströmung aus einer Überlagerung der Orbitalströmung der Wasserpartikel in einer Wellenbewegung und der Eigenbewegung des Auftriebsprofils.
-
2 zeigt in den Ansichten 201 bis 204 Auftriebsprofile bei unterschiedlichen Anstellwinkeln a eines Auftriebsprofils 1. Wie in 1 umströmt ein Medium 2 das Auftriebsprofil 1.
-
Die Anströmrichtung ist mit einem Pfeil 2' angegeben. An einem Stagnationspunkt S wird das Medium 2 angestaut. Bei ausreichend geringem Anstellwinkel a umströmt das Medium 2 das Auftriebsprofil 1 ober- und unterseitig vollständig laminar. Wie erwähnt, ergeben sich aufgrund der an einem Auftriebsprofil eines Wellenkraftwerks vorliegenden Reynoldszahlen spezifische Strömungsbedingungen.
-
In der Ansicht 201 ergibt sich aufgrund des flachen Anstellwinkels a eine nahezu vollständig laminare Strömung. Lediglich an der Hinterkante des Auftriebsprofils ergeben sich gegebenenfalls geringfügige Turbulenzen. Der Punkt an der Oberseite eines Auftriebsprofils, an dem die Strömung von einem laminaren in einen turbulenten Zustand übergeht, wird auch als Umschlagspunkt U bezeichnet.
-
Bei zunehmendem Anstellen des Auftriebsprofils 1, wie in den Ansichten 202 bis 204 veranschaulicht, verlagert sich der Umschlagspunkt U zunehmend von einer Hinterkante des Auftriebsprofils 1 zu einer Vorderkante. In einem gewissen Umfang erhöht eine steilere Anstellung des Auftriebsprofils 1 den Gesamtauftrieb L trotz eines weiter nach vorne verlagerten Umschlagspunktes U und damit einer verringerten Anteils einer laminaren Strömung oberseitig des Auftriebsprofils 1. Ab einem bestimmten Anstellwinkel a, wie in Ansicht 204 veranschaulicht, kommt es zu einem sogenannten Strömungsabriss, aufgrund dessen sich der Auftrieb L schlagartig stark verringert.
-
Für den Fachmann ist offensichtlich, dass neben einer Veränderung der Anstellung eines entsprechenden Auftriebsprofils 1 auch die Veränderung von Strömungsgeschwindigkeiten eines Mediums 2 relativ zu einer Geschwindigkeit eines Auftriebsprofils 1 oder eines Moments, das einem anströmenden Medium 2 durch ein Auftriebsprofil entgegengebracht wird, signifikante Einflüsse auf die Position eines Umschlagspunkts U und/oder den Zeitpunkt eines Strömungsabrisses haben kann. Bei geringeren Strömungsgeschwindigkeiten kann gegebenenfalls ein noch steilerer Anstellwinkel a des Auftriebsprofils 1 toleriert werden, wohingegen bei raschen Anströmgeschwindigkeiten eine flachere Profilstellung erforderlich ist.
-
Wie erläutert, sind im realen Betrieb von Wellenkraftwerken häufig multichromatische Wellenzustände zu beobachten, die sich neben einer zeitlichen Änderung auch über die Längserstreckung eines Auftriebsprofils, also senkrecht zu der Papierebene der 2, verändern können. Neben unterschiedlichen Anströmgeschwindigkeiten sind hierbei auch unterschiedliche effektive Anstellwinkel a zu beobachten. Entlang der Längserstreckung eines Auftriebsprofils 1 sind in einem Wellenkraftwerk daher die Turbulenzsituation und damit die Position der Umschlagspunkte U nicht gleichmäßig. Daher kommt es gegebenenfalls an einer Längsposition des Auftriebsprofils 1 zu einer turbulenten Strömung, während an anderer Stelle die Strömung des Mediums 2 laminar bleibt, was in gewissem Umfang sogar akzeptabel sein kann.
-
In den Teilfiguren 3a und 3b der 3 sind jeweils Auftriebsprofile 1 gemäß besonders bevorzugter Ausführungsformen der Erfindung schematisch in teilperspektivischer Ansicht dargestellt. Ein Medium 2 strömt aus einer Anströmrichtung 2 das Profil an und trifft an einer Vorderkante 11 auf dieses. Mittels Pfeil 2 ist das das Profil 1 umströmende Medium veranschaulicht. Wenngleich Pfeil 2 ein laminar strömendes Medium symbolisiert, wird verstanden werden, dass die Erfindung insbesondere auch zur Erfassung turbulenter Strömungen geeignet ist. Auf der Oberseite des Auftriebsprofils 1 sind in 3a zwei Reihen 31, 32 von Drucksensoren 3 angeordnet. Durch die Drucksensoren 3 lässt sich ein Druckgradient entlang der Profilsehnenrichtung, das heißt entlang einer Richtung die einer Profilsehne des Auftriebsprofils 1 entspricht, bestimmen. Wird beispielsweise in einem ersten Anstellwinkel a zwischen einem vorderkantenseitig angeordneten Drucksensor 3 und einem hinterkantenseitig angeordneten Drucksensor 3 ein erster Druckgradient bestimmt, und verändert sich dieser bei einem zweiten Anstellwinkel a, beispielsweise bei einem steileren Anstellwinkel, signifikant oder übersteigt einen Schwellwert, kann (insbesondere in einem geeigneten Auswertemittel, wie z. B. einer Recheneinheit 4 oder einem Computer) darauf geschlossen werden, dass sich möglicherweise der Umschlagspunkt U entsprechend verlagert hat und ein bevorstehender Strömungsabriss zu befürchten ist. Durch zusätzliche Sensoren im mittleren Bereich des Auftriebsprofils kann darüber hinaus eine verbesserte Messauflösung erreicht werden.
-
Sind, wie in 3a dargestellt, mehrere Reihen 31, 32 an Drucksensoren 3 entlang einer Längserstreckung des Auftriebsprofils 1 vorgesehen, kann auch auf lokale Gegebenheiten, wie sie, wie erwähnt, in realen Wellensituationen auftreten können, Rücksicht genommen werden.
-
In einer Ausführungsform sind also an mehreren Stellen des Auftriebsprofils 1 jeweils mindestens zwei Drucksensoren in Profilsehnenrichtung angeordnet, um die Druckverteilung und damit das Strömungsverhalten lokal aufgelöst zu bestimmen. Dies ist insbesondere im Fall von lokal verstellbaren Auftriebsprofilen vorteilhaft, da so für jeden Auftriebsprofilabschnitt eine optimale Anströmung ohne Strömungsabriss sichergestellt werden kann.
-
Insgesamt lassen sich damit also dreidimensional Druckgradienten erfassen, und daher verbesserte Aussagen bezüglich einer Strömungsabrisssituation treffen.
-
In 3b ist ein Auftriebsprofil 1 veranschaulicht, bei dem zwei Sätze 3', 3'' von Drucksensoren 3 vorgesehen und in einer Profilsehnenrichtung hintereinander auf dem Auftriebsprofil angeordnet sind. Durch die jeweils zwei Drucksensoren lässt sich mit hoher lokaler Auflösung ein Druckunterschied erfassen, so dass sehr präzise auf mögliche Strömungsabrisssituationen reagiert werden kann. Entsprechende Drucksensorsätze können beispielsweise an Orten auf einer Profiloberseite angeordnet sein, an denen ein Umschlagspunkt U erwartet wird. Auch die Drucksensorsätze 3', 3'' können in mehreren Reihen auf dem Auftriebsprofil 1 angeordnet sein, so dass sich auch hier eine dreidimensionale Strömungsabrissfassung erzielen lässt.
-
Wenngleich, wie in den 3a und 3b veranschaulicht, Drucksensoren über die gesamte Breite (d. h. in Profilsehnenrichtung) eines Auftriebsprofils angeordnet sein können, ergibt sich ein besonderer Vorteil, wenn entsprechende Sensoren im hinteren Bereich (im Wesentlichen zwischen Mittellinie und Hinterkante) eines Auftriebsprofils 1 angeordnet sind, da hier, wie erwähnt, die Wahrscheinlichkeit für einen Strömungsabriss am höchsten ist.
-
Ist im Rahmen dieser Anmeldung von einer ”Profilsehnenrichtung” die Rede, sei hierunter die Richtung zwischen der sogenannten Profilnase, mit der es in der Regel in Richtung des anströmenden Mediums orientiert wird, in Richtung der Profilhinterkante verstanden. Sind Sensoren als ”hintereinander” entlang der Profilsehnenrichtung angeordnet angegeben, erfordert dies nicht notwendigerweise eine streng lineare Anordnung entlang der Profilsehnenrichtung. Von dieser Formulierung seien vielmehr alle Anordnungen umfasst, in denen wenigstens einer der entsprechenden Sensoren näher zu einer Profilvorderkante und wenigstens ein weiterer Sensor näher zur Profilhinterkante angeordnet ist. Die ”Profillängsrichtung” bezeichnet die Richtung der größten Längserstreckung und liegt in der Regel parallel zur Vorder- und Hinterkante sowie lotrecht zur Profilsehnenrichtung. Die ”Mittellinie” verläuft in der Mitte zwischen Vorder- und Hinterkante.
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
-
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
-
Zitierte Patentliteratur
-
