DE102012104317A1

DE102012104317A1 - Rotor flap for a rotor blade in a wind turbine

Info

Publication number: DE102012104317A1
Application number: DE102012104317A
Authority: DE
Inventors: Christian A. Carroll
Original assignee: General Electric Co
Current assignee: General Electric Co
Priority date: 2011-05-20
Filing date: 2012-05-18
Publication date: 2012-11-22
Also published as: CN102797624A; US20120027588A1; DK201270257A; DK178360B1

Abstract

Eine Rotorblattvorrichtung und ein Verfahren zum Reduzieren der Abrissregion eines Rotorblattes für eine Windturbine sind offenbart. Die Rotorblattvorrichtung umfasst ein Rotorblatt, das äußere Oberflächen aufweist, die eine Druckseite, eine Saugseite, eine Vorderkante und eine Hinterkante festlegen, die sich in einer im Allgemeinen spannwärtigen Richtung zwischen einer Spitze und einer Wurzel erstrecken. Die Rotorblattvorrichtung umfasst des Weiteren eine Klappe, die sich in der im Allgemeinen spannwärtigen Richtung von der Wurzel in Richtung der Spitze erstreckt. Die Klappe umfasst eine innere Oberfläche und eine äußere Oberfläche, wobei die innere Oberfläche passend an der Druckseite, der Saugseite und/oder der Hinterkante befestigt ist, wobei die äußere Oberfläche sowie die Druckseite und/oder die Saugseite eine im Allgemeinen durchgängige aerodynamische Oberfläche festlegt.A rotor blade apparatus and method for reducing the stall region of a rotor blade for a wind turbine are disclosed. The rotor blade device includes a rotor blade having outer surfaces defining a pressure side, a suction side, a leading edge, and a trailing edge that extend in a generally tension-wise direction between a tip and a root. The rotor blade apparatus further includes a flap that extends in the generally tendon direction from the root toward the tip. The flap comprises an inner surface and an outer surface, the inner surface being matingly attached to the pressure side, the suction side and / or the trailing edge, the outer surface as well as the pressure side and / or the suction side defining a generally continuous aerodynamic surface.

Description

Gebiet der ErfindungField of the invention

Die vorliegende Offenbarung betrifft im Allgemeinen Windturbinenrotorblätter, Windturbinen, und Verfahren zum Reduzieren der Abrissregion eines Rotorblattes für eine Windturbine. Insbesondere betrifft es an die Rotorblätter befestigte Klappen.The present disclosure generally relates to wind turbine rotor blades, wind turbines, and methods of reducing the wind turbine rotor blade tearing region. In particular, it relates to flaps attached to the rotor blades.

Hintergrund der ErfindungBackground of the invention

Windenergie wird als eine der saubersten und umweltfreundlichsten der derzeit verfügbaren Energiequellen angesehen, und Windturbinen haben diesbezüglich erhöhte Aufmerksamkeit erfahren. Eine moderne Windturbine umfasst typischerweise einen Turm, einen Generator, ein Getriebe, eine Gondel, und ein oder mehrere Rotorblätter. Die Rotorblätter entnehmen dem Wind kinetische Energie basierend auf bekannten Profilprinzipien. Die Rotorblätter übertragen die kinetische Energie in der Form von Rotationsenergie, indem sie eine Welle drehen, die die Rotorblätter mit einem Getriebe, oder wenn kein Getriebe genutzt wird, direkt mit dem Generator verbinden. Der Generator wandelt dann die mechanische Energie in elektrische Energie um, die in ein Energieversorgungsnetz eingespeist werden kann.Wind energy is considered to be one of the cleanest and most environmentally friendly sources of energy currently available, and wind turbines have received increased attention in this regard. A modern wind turbine typically includes a tower, a generator, a transmission, a nacelle, and one or more rotor blades. The rotor blades take the wind kinetic energy based on known profile principles. The rotor blades transmit the kinetic energy in the form of rotational energy by rotating a shaft which connects the rotor blades directly to the generator with a gearbox or, if no gearbox is used. The generator then converts the mechanical energy into electrical energy, which can be fed into a power grid.

Im Allgemeinen nehmen die Rotorblätter in ihrer Größe zu, um in der Lage zu sein, erhöht kinetische Energie aufzunehmen. Die Form eines typischen Windturbinenrotorblattes führt jedoch zu einer relativ großen Abrissregion aufgrund des Profils des Rotorblattes. Insbesondere kann das Profil des inneren Teils des Rotorblattes näher und an bzw. in der Wurzel einen solchen Abriss verursachen. In einigen Fällen kann dieser innere Teil 40%, 50% oder mehr des Rotorblattes umfassen. Die Abrissregion führt zu relativ signifikanten Energieverlusten durch das Erzeugen von Strömungswiderstand. Diese Verluste vervielfachen sich mit zunehmenden Rotorblattgrößen.In general, the rotor blades increase in size to be able to absorb increased kinetic energy. However, the shape of a typical wind turbine rotor blade results in a relatively large tearing region due to the profile of the rotor blade. In particular, the profile of the inner part of the rotor blade closer and at the root or cause such a demolition. In some cases, this inner part may comprise 40%, 50% or more of the rotor blade. The tearing region leads to relatively significant energy losses through the creation of flow resistance. These losses multiply with increasing rotor blade sizes.

Daher wäre eine verbesserte Rotorblattvorrichtung vorteilhaft. Z. B. wäre eine Rotorblattvorrichtung gewünscht, die die Abrissregion nahe der Wurzel des Rotorblattes vermindert oder beseitigt.Therefore, an improved rotor blade device would be advantageous. For example, it would be desirable to have a rotor blade device that reduces or eliminates the tear region near the root of the rotor blade.

Kurze Beschreibung der ErfindungBrief description of the invention

Aspekte und Vorteile der Erfindung werden teilweise in der folgenden Beschreibung dargelegt, sind hieraus nahe liegend und/oder können durch Ausübung der Erfindung erfahren werden.Aspects and advantages of the invention will be set forth in part in the description which follows, and in part will be obvious from the description, and / or may be learned by practice of the invention.

Gemäß einer Ausführungsform wird eine Rotorblattvorrichtung für eine Windturbine offenbart. Die Rotorblattvorrichtung umfasst ein Rotorblatt mit äußeren Oberflächen, die eine Druckseite, eine Saugseite, eine Vorderkante, und eine Hinterkante festlegen, die sich in einer im Allgemeinen spannwärtigen Richtung (spannwärts) zwischen einer Spitze und einer Wurzel erstrecken. Die Rotorblattvorrichtung umfasst des Weiteren eine Klappe, die sich in der im Allgemeinen spannwärtigen Richtung von der Wurzel in Richtung der Spitze erstreckt. Die Klappe umfasst eine innere Oberfläche und eine äußere Oberfläche, wobei die innere Oberfläche passend an die Druckseite, die Saugseite und/oder die Hinterkante befestigt ist, wobei die äußere Oberfläche sowie die Druckseite und/oder die Saugseite ein im Allgemeinen durchgängige aerodynamische Oberfläche festlegen.In one embodiment, a rotor blade apparatus for a wind turbine is disclosed. The rotor blade apparatus includes a rotor blade having outer surfaces defining a pressure side, a suction side, a leading edge, and a trailing edge extending in a generally spanwise direction (spanwise) between a tip and a root. The rotor blade apparatus further includes a flap extending in the generally spanwise direction from the root toward the tip. The flap includes an inner surface and an outer surface with the inner surface secured to the pressure side, the suction side and / or the trailing edge, the outer surface and the pressure side and / or the suction side defining a generally continuous aerodynamic surface.

In einer weiteren Ausführungsform wird ein Verfahren zum Reduzieren der Abrissregion eines Rotorblattes für eine Windturbine offenbart. Das Verfahren umfasst das Befestigen einer Klappe an ein Rotorblatt und Rotieren des Rotorblattes an der Windturbine. Das Rotorblatt weist äußere Oberflächen auf, die eine Druckseite, eine Saugseite, eine Vorderkante, und eine Hinterkante festlegen, die sich in einer im Allgemeinen spannwärtigen Richtung zwischen einer Spitze und einer Wurzel erstrecken. Die Klappe erstreckt sich in der im Allgemeinen spannwärtigen Richtung von der Wurzel Richtung der Spitze. Die Klappe umfasst eine innere Oberfläche und eine äußere Oberfläche, wobei die innere Oberfläche passend an die Druckseite, die Saugseite und/oder die Hinterkante befestigt ist, und wobei die äußere Oberfläche und die Druckseite und/oder die Saugseite eine im Allgemeinen durchgängige aerodynamische Oberfläche festlegen.In another embodiment, a method of reducing the tearing region of a rotor blade for a wind turbine is disclosed. The method includes attaching a flap to a rotor blade and rotating the rotor blade at the wind turbine. The rotor blade has outer surfaces defining a pressure side, a suction side, a leading edge, and a trailing edge that extend in a generally spanwise direction between a tip and a root. The flap extends in the generally spanwise direction from the root direction of the tip. The flap includes an inner surface and an outer surface with the inner surface secured to the pressure side, the suction side and / or the trailing edge, and wherein the outer surface and the pressure side and / or the suction side define a generally continuous aerodynamic surface ,

Die Erfindung richtet sich auch auf eine Vorrichtung zum Ausführen der offenbarten Verfahren und umfasst Vorrichtungsteile zum Ausführen jeder der beschriebenen Verfahrensschritte. Die Verfahrensschritte können mittels Hardwarekomponenten, einen durch entsprechende Software programmierten Computer, durch eine Kombination der beiden oder in jeglicher anderen Weise ausgeführt werden. Des Weiteren ist die Erfindung auch gerichtet auf Verfahren, nach denen die beschriebenen Vorrichtungen arbeiten, und/oder gemäß denen die beschriebenen Elemente zusammengebaut werden. Es umfasst Verfahrensschritte zum Ausführen von jeder Funktion der Vorrichtung.The invention is also directed to an apparatus for carrying out the disclosed methods and includes apparatus parts for carrying out each of the described method steps. The method steps may be performed by hardware components, a computer programmed by appropriate software, a combination of the two, or in any other way. Furthermore, the invention is also directed to methods by which the described devices operate and / or according to which the described elements are assembled. It includes method steps for performing each function of the device.

Diese und andere Merkmale, Aspekte und Vorteile der vorliegenden Erfindung können umfassender verstanden werden mit Bezug auf die folgende Beschreibung und die angehängten Ansprüche. Die begleitenden Zeichnungen, die Teil dieser Beschreibung darstellen, illustrieren Ausführungsformen der Erfindung und sollen, zusammen mit der Beschreibung, die Prinzipien der Erfindung erklären.These and other features, aspects and advantages of the present invention may be more fully understood with reference to the following description and appended claims. The accompanying drawings, which are incorporated in and constitute a part of this specification, illustrate embodiments of the invention and, together with the description, are intended to explain the principles of the invention.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen Brief description of the drawings

Eine vollständige und für einen Fachmann ausführbare Offenbarung der vorliegenden Erfindung, inklusive der besten Ausführungsart davon, wird in der Beschreibung dargestellt, die Bezug nimmt auf die angehängten Figuren, wobei:A full disclosure of the present invention, including the best mode thereof, will be made in the description which refers to the attached drawings, wherein:

1 ist eine Seitenansicht einer Windturbine gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung. 1 FIG. 10 is a side view of a wind turbine according to an embodiment of the present disclosure. FIG.

2 ist eine perspektivische Draufsicht auf eine Rotorblattvorrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung; 2 FIG. 12 is a top perspective view of a rotor blade apparatus according to an embodiment of the present disclosure; FIG.

3 ist eine perspektivische Unteransicht der Rotorblattvorrichtung gemäß 2; 3 is a perspective bottom view of the rotor blade device according to 2 ;

4 ist eine perspektivische Draufsicht auf eine Rotorblattvorrichtung gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung; 4 FIG. 12 is a top perspective view of a rotor blade apparatus according to another embodiment of the present disclosure; FIG.

5 ist eine perspektivische Unteransicht der Rotorblattanordnung aus 4; 5 is a bottom perspective view of the rotor blade assembly 4 ;

6 ist eine Querschnittsansicht einer Rotorblattvorrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung; 6 FIG. 10 is a cross-sectional view of a rotor blade apparatus according to an embodiment of the present invention; FIG.

7 ist eine Querschnittsansicht einer Rotorblattvorrichtung gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung; 7 FIG. 10 is a cross-sectional view of a rotor blade apparatus according to another embodiment of the present disclosure; FIG.

8 ist eine Querschnittsansicht einer Rotorblattvorrichtung gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung; 8th FIG. 10 is a cross-sectional view of a rotor blade apparatus according to another embodiment of the present disclosure; FIG.

9 ist eine Querschnittsansicht einer Rotorblattvorrichtung gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung; 9 FIG. 10 is a cross-sectional view of a rotor blade apparatus according to another embodiment of the present disclosure; FIG.

10 ist eine Querschnittsansicht einer Rotorblattvorrichtung gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung; und 10 FIG. 10 is a cross-sectional view of a rotor blade apparatus according to another embodiment of the present disclosure; FIG. and

11 ist eine Querschnittsansicht einer Rotorblattvorrichtung gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung; 11 FIG. 10 is a cross-sectional view of a rotor blade apparatus according to another embodiment of the present disclosure; FIG.

Detaillierte Beschreibung der ErfindungDetailed description of the invention

Es wird im Detail Bezug genommen auf Ausführungsformen der Erfindung, zu denen ein oder mehrere Beispiele in den Figuren illustriert sind. Jedes Beispiel dient der Erklärung der Erfindung, nicht der Begrenzung der Erfindung. Es ist für den Fachmann in der Tat offenkundig, dass verschiedene Modifikationen und Variationen in der vorliegenden Erfindung gemacht werden können, ohne dabei vom Umfang oder dem Sinn der Erfindung abzuweichen. Zum Beispiel können Merkmale, die als Teil einer Ausführungsform illustriert oder beschrieben werden, in anderen Ausführungsformen benutzt werden, um zu einer weiteren Ausführungsform zu gelangen. Die vorliegende Erfindung soll derartige Modifikationen und Variationen, wie sie innerhalb des Umfangs der angefügten Ansprüche und ihrer Äquivalente liegen, umfassen.Reference will be made in detail to embodiments of the invention to which one or more examples are illustrated in the figures. Each example serves to explain the invention, not the limitation of the invention. Indeed, it will be apparent to those skilled in the art that various modifications and variations can be made in the present invention without departing from the scope or spirit of the invention. For example, features that are illustrated or described as part of one embodiment may be used in other embodiments to arrive at a further embodiment. The present invention is intended to cover such modifications and variations as come within the scope of the appended claims and their equivalents.

1 stellt eine Windturbine 10 konventioneller Bauart dar. Die Windturbine 10 umfasst einen Turm 12 mit einer hieran befestigten Gondel 14. Eine Vielzahl von Rotorblättern 16 sind an der Rotornabe 18 befestigt, die wiederum mit einem Hauptflansch befestigt ist, der eine Hauptrotorwelle dreht. Die Komponenten zur Windturbinen-Energieerzeugung und Steuerung sind innerhalb der Gondel 14 angeordnet. Die Ansicht von 1 wird ausschließlich zu illustrativen Zwecken zur Verfügung gestellt, um die vorliegende Erfindung in einem beispielhaften Benutzungsgebiet darzustellen. Es sollte verstanden werden, dass die Erfindung nicht auf irgendeine besondere Art von Windturbinen-Konfiguration beschränkt ist. 1 represents a wind turbine 10 conventional design. The wind turbine 10 includes a tower 12 with a gondola attached to it 14 , A variety of rotor blades 16 are at the rotor hub 18 attached, which in turn is attached to a main flange which rotates a main rotor shaft. The components for wind turbine power generation and control are inside the nacelle 14 arranged. The view from 1 is provided for illustrative purposes only to illustrate the present invention in an exemplary field of use. It should be understood that the invention is not limited to any particular type of wind turbine configuration.

Mit Bezug zu den 2–11 kann ein Rotorblatt 16 gemäß der vorliegenden Offenbarung äußere Oberflächen umfassen, die eine Druckseite 22 und eine Saugseite 24 festlegen, die sich zwischen einer Vorderkante 26 und einer Hinterkante 28 erstrecken, und können sich von einer Rotorblattspitze 32 zu einer Rotorblattspitze 34 erstrecken. Die äußeren Oberflächen können im Allgemeinen aerodynamische Oberflächen sein, die im Allgemeinen aerodynamische Profile aufweisen, wie es im Allgemeinen im Stand der Technik bekannt ist.Related to the 2 - 11 can a rotor blade 16 According to the present disclosure, outer surfaces comprising a pressure side 22 and a suction side 24 set between a leading edge 26 and a trailing edge 28 extend, and may be from a rotor blade tip 32 to a rotor blade tip 34 extend. The outer surfaces may generally be aerodynamic surfaces that generally have aerodynamic profiles, as is generally known in the art.

In einigen Ausführungsformen kann das Rotorblatt 16 eine Vielzahl von individuellen Blattsegmenten umfassen, die von der Blattspitze 32 bis zur Blattwurzel 34 in einer durchgehenden Anordnung ausgerichtet sind. Jedes dieser individuellen Blattsegmente kann einzigartig ausgelegt sein, sodass die Vielzahl von Blattsegmenten ein vollständiges Rotorblatt 16 festlegen mit einem ausgelegten aerodynamischen Profil, einer Länge und anderen gewünschten Eigenschaften. Z. B. kann jedes der Blattsegmente ein aerodynamisches Profil aufweisen, das dem aerodynamischen Profil von benachbarten Blattsegmenten entspricht. Damit können die aerodynamischen Profile der Blattsegmente ein durchgängiges aerodynamisches Profil von dem Rotorblatt 16 formen. Alternativerweise kann das Rotorblatt 16 als ein einziges einheitliches Blatt mit dem gewünschten aerodynamischen Profil, der Länge und anderen gewünschten Eigenschaften gebildet sein.In some embodiments, the rotor blade 16 comprise a plurality of individual leaf segments, that of the leaf tip 32 to the leaf root 34 are aligned in a continuous arrangement. Each of these individual blade segments may be uniquely designed so that the plurality of blade segments form a complete rotor blade 16 set with a designed aerodynamic profile, a length and other desired properties. For example, each of the blade segments may have an aerodynamic profile that corresponds to the aerodynamic profile of adjacent blade segments. Thus, the aerodynamic profiles of the blade segments can provide a consistent aerodynamic profile of the rotor blade 16 to shape. Alternatively, the rotor blade 16 be formed as a single unitary sheet with the desired aerodynamic profile, length and other desired properties.

Das Rotorblatt 16 kann in beispielhaften Ausführungsformen gekrümmt sein. Krümmen des Rotorblattes 16 kann Biegen des Rotorblattes 16 in einer im Allgemeinen klappenwärtigen Richtung (klappenwärts) und/oder in einer im Allgemeinen kantenwärtigen Richtung (kantenwärts) mit sich bringen. Die klappenwärtige Richtung kann im Allgemeinen verstanden werden als die Richtung (oder die entgegengesetzte Richtung), in der der aerodynamische Auftrieb auf das Rotorblatt 16 wirkt. Die kantenwärtige Richtung ist im Allgemeinen senkrecht zu der klappenwärtigen Richtung. Eine klappenwärtige Krümmung des Rotorblattes 16 ist auch bekannt als Vorbiegung („pre-bend”), während die kantenwärtige Krümmung auch bekannt ist als Auslenkung („sweep”). Damit kann ein gekrümmtes Rotorblatt 16 vorgebogen und/oder ausgelenkt sein. Krümmen kann es ermöglichen, dass das Rotorblatt 16 besser klappenwärtigen oder kantenwärtigen Belastungen während des Betriebs der Windturbine 10 widersteht und kann darüber hinaus einen Abstand für das Rotorblatt 16 von dem Turm 12 während des Betriebs der Windturbine zur Verfügung stellen.The rotor blade 16 may be curved in exemplary embodiments. Curving the rotor blade 16 can bending the rotor blade 16 in a generally flapwise direction (flap forward) and / or in a generally edgewise direction (edge forward). The flapwise direction can generally be understood as the direction (or the opposite direction) in which the aerodynamic lift on the rotor blade 16 acts. The kantenwärtige direction is generally perpendicular to the flapwise direction. A Klappenwärtige curvature of the rotor blade 16 is also known as "pre-bend", while the edgewise curvature is also known as "sweep". This can be a curved rotor blade 16 be pre-bent and / or deflected. Bending may allow the rotor blade 16 better flap current or edge load during operation of the wind turbine 10 Resists and can also be a distance for the rotor blade 16 from the tower 12 provide during the operation of the wind turbine.

Das Rotorblatt 16 kann des Weiteren eine Breite 42 und einen Spann 44 festlegen, die sich jeweils in einer breitenwärtigen (breitenwärts) bzw. spannwärtigen (spannwärts) Richtung erstrecken. Wie es in den 2–5 gezeigt ist, kann die Breite 42 über den Spann 44 des Rotorblattes 16 hinweg variieren. Daher, wie weiter unten besprochen wird, kann eine lokale Breite 46 für das Rotorblatt 16 an jeden Punkt auf dem Rotorblatt 16 entlang des Spannes 44 festgelegt werden. Darüber hinaus kann das Rotorblatt 16 eine Maximalbreite 48 festlegen, wie gezeigt.The rotor blade 16 can also be a width 42 and a cock 44 each extending in a wide (widthwise) or spanward (spanwise) direction. As it is in the 2 - 5 shown can be the width 42 over the instep 44 of the rotor blade 16 vary. Therefore, as discussed below, a local width may be 46 for the rotor blade 16 at every point on the rotor blade 16 along the instep 44 be determined. In addition, the rotor blade can 16 a maximum width 48 set as shown.

Darüber hinaus kann das Rotorblatt 16 eine innere Plattengegend 52 und eine äußere Plattengegend 54 festlegen. Die Plattengegend 52 kann ein spannwärtiger Teil des Rotorblattes 16 sein, der sich von der Wurzel 34 aus erstreckt. Z. B. kann die innere Plattengegend 52 in einigen Ausführungsformen ungefähr 33%, 40%, 50%, 60%, 67%, oder jeglichen Prozentsatz oder Bereich von Prozentsätzen dazwischen, oder jegliche andere geeignete Prozentsätze oder Bereiche von Prozentsätzen von dem Spann 44, ausgehend von der Wurzel 34, umfassen. Die äußere Plattengegend 54 kann ein spannwärtiger Teil des Rotorblattes 16 sein, der sich von der Spitze 32 erstreckt und kann in einigen Ausführungsformen den verbleibenden Teil des Rotorblattes 16 zwischen der inneren Plattengegend 52 und der Spitze 32 umfassen. Darüber hinaus oder alternativ kann die äußere Plattengegend 54 in einigen Ausführungsformen 33%, 40% 50%, 60%, 67%, oder jeglichen Prozentsatz oder Bereich von Prozentsätzen dazwischen, oder jegliche andere geeignete Prozentsätze oder Bereiche von Prozentsätzen von dem Spann 44, ausgehend von der Spitze 32, umfassen.In addition, the rotor blade can 16 an inner panel area 52 and an outer panel area 54 establish. The plate area 52 can be a spanwärtiger part of the rotor blade 16 to be different from the root 34 extends out. For example, the inner disk area 52 in some embodiments, about 33%, 40%, 50%, 60%, 67%, or any percentage or range of percentages therebetween, or any other suitable percentages or ranges of percentages of the chip 44 , starting from the root 34 , include. The outer plate area 54 can be a spanwärtiger part of the rotor blade 16 to be different from the top 32 extends and may, in some embodiments, the remaining portion of the rotor blade 16 between the inner plate area 52 and the top 32 include. In addition, or alternatively, the outer plate region 54 in some embodiments, 33%, 40% 50%, 60%, 67%, or any percentage or range of percentages therebetween, or any other suitable percentages or ranges of percentages of the chip 44 , starting from the top 32 , include.

Wie in den 2–11 dargestellt ist kann die vorliegende Offenbarung darüber hinaus auf eine Rotorblattvorrichtung 100 gerichtet sein. Die Rotorblattvorrichtung 100 kann eine Klappe 110 und das Rotorblatt 16 umfassen. Die Klappe 110 ist eine im Allgemeinen statische Klappe, die an das Rotorblatt 16 in der inneren Plattengegend 52 des Rotorblattes 100 montiert ist. Die Klappe 110 erstreckt sich in der im Allgemeinen spannwärtigen Richtung von der Wurzel 34 in Richtung der Spitze 32. Damit ist ein Ende der Klappe 110 an der Wurzel 34 positioniert, während das andere Ende zwischen der Wurzel 34 und der Spitze 32 innerhalb der inneren Plattengegend 52 positioniert ist. Wie weiter unten besprochen wird, ändert die Klappe das Profil eines Teils des Rotorblattes 16 nahe der Wurzel 34. Diese Änderung reduziert oder beseitigt jegliche Abrissregion in diesem Teil des Rotorblattes 16 und reduziert darüber hinaus den mit dem Rotorblatt 16 verbundenen Strömungswiderstand und vergrößert die Leistung des Rotorblattes 16.As in the 2 - 11 In addition, the present disclosure can be applied to a rotor blade device 100 be directed. The rotor blade device 100 can a flap 110 and the rotor blade 16 include. The flap 110 is a generally static flap attached to the rotor blade 16 in the inner disk area 52 of the rotor blade 100 is mounted. The flap 110 extends in the generally spanwise direction from the root 34 towards the top 32 , This is an end to the door 110 at the root 34 positioned while the other end between the root 34 and the top 32 inside the inner disk area 52 is positioned. As will be discussed below, the flap changes the profile of a portion of the rotor blade 16 near the root 34 , This change reduces or eliminates any tearing region in this part of the rotor blade 16 and also reduces that with the rotor blade 16 connected flow resistance and increases the performance of the rotor blade 16 ,

Die Klappe 110 umfasst eine innere Oberfläche 112 und eine äußere Oberfläche 114, wie es in den 2–11 gezeigt ist. Die innere Oberfläche 112 ist passend befestigt an der Druckseite 22, der Saugseite 24 und/oder der Hinterkante 28. Damit entspricht das aerodynamische Profil der inneren Oberfläche 112 der Druckseite 22, der Saugseite 24 und/oder der Hinterkante 28, so dass, wenn die Klappe 110 an das Rotorblatt 16 befestigt ist, relativ wenig oder überhaupt keine Luft zwischen der inneren Oberfläche 112 sowie der Druckseite 22, der Saugseite 24 und/oder der Hinterkante 28 durchströmen kann.The flap 110 includes an inner surface 112 and an outer surface 114 as it is in the 2 - 11 is shown. The inner surface 112 is suitably attached to the pressure side 22 , the suction side 24 and / or the trailing edge 28 , This corresponds to the aerodynamic profile of the inner surface 112 the print side 22 , the suction side 24 and / or the trailing edge 28 so if the flap 110 to the rotor blade 16 is attached, relatively little or no air between the inner surface 112 as well as the print side 22 , the suction side 24 and / or the trailing edge 28 can flow through.

Zum Beispiel stellen die 2–7 und 9 verschiedene Ausführungsformen einer inneren Oberfläche 112 dar, die passend an eine Druckseite 22, Saugseite 24 und/oder Hinterkante 28 eines Rotorblattes 16 befestigt ist. 6 stellt eine Ausführungsform einer inneren Oberfläche 112 dar, die an einem relativ kleinen Teil der Druckseite 22 und der Saugseite 24 befestigt ist. 7 stellt eine Ausführungsform einer inneren Oberfläche 112 dar, die an einem relativ wesentlichen Teil der Saugseite 24 und einem relativ kleinen Teil der Druckseite 22 befestigt ist. 9 stellt eine weitere Ausführungsform einer inneren Oberfläche 112 dar, die an einem relativ kleinen Teil der Druckseite 22 und der Saugseite 24 befestigt ist.For example, the 2 - 7 and 9 various embodiments of an inner surface 112 which fits to a print page 22 , Suction side 24 and / or trailing edge 28 a rotor blade 16 is attached. 6 represents an embodiment of an inner surface 112 that is on a relatively small part of the printed page 22 and the suction side 24 is attached. 7 represents an embodiment of an inner surface 112 which is on a relatively substantial part of the suction side 24 and a relatively small part of the print side 22 is attached. 9 represents a further embodiment of an inner surface 112 that is on a relatively small part of the printed page 22 and the suction side 24 is attached.

8 stellt des Weiteren eine Ausführungsform einer inneren Oberfläche 112 dar, die passend an eine Druckseite 22 und an eine Hinterkante 28 befestigt ist, wobei die innere Oberfläche 112 an einem relativ wesentlichen Teil der Druckseite 22 befestigt ist. Die 10 und 11 illustrieren verschiedene Ausführungsformen einer inneren Oberfläche 112, die passend an eine Druckseite 22 befestigt ist, wobei die innere Oberfläche 112 an einem wesentlichen Teil der Druckseite 22 befestigt ist. 8th further provides an embodiment of an interior surface 112 which fits to a print page 22 and to a trailing edge 28 is attached, the inner surface 112 on a relatively substantial part of the pressure side 22 is attached. The 10 and 11 illustrate various embodiments of an interior surface 112 , fitting to a print page 22 is attached, with the inner surface 112 on a substantial part of the pressure side 22 is attached.

Wie bereits erwähnt kann die innere Oberfläche 112 in einigen Ausführungsformen an einem relativ wesentlichen Teil der Druckseite 22 und/oder Saugseite 24 befestigt sein. Dieser Teil kann relativ zu der lokalen Breite 46 festgelegt sein. Z. B. kann die innere Oberfläche an der Druckseite 22 und/oder Saugseite 24, bezogen auf die lokale Breite 46, zwischen ungefähr 20% und ungefähr 60%, wie z. B. zwischen ungefähr 20% und ungefähr 50%, wie z. B. zwischen ungefähr 20% und ungefähr 40%, wie z. B. zwischen ungefähr 20% und ungefähr 30%, befestigt sein. In anderen Ausführungsformen kann die innere Oberfläche 112 an einem relativ kleinen Teil der Druckseite 22 und/oder der Saugseite 24 befestigt sein. Dieser Teil kann auch relativ zur lokalen Breite 46 festgelegt sein. Z. B. kann die innere Oberfläche an der Druckseite 22 und/oder der Saugseite 24, bezogen auf die lokale Breite 46, zwischen ungefähr 0% und ungefähr 20%, wie z. B. zwischen ungefähr 0% und ungefähr 15%, wie z. B. zwischen ungefähr 0% und ungefähr 10%, wie z. B. zwischen ungefähr 0% und ungefähr 5%, befestigt sein.As mentioned earlier, the inner surface 112 in some embodiments, on a relatively substantial part of the pressure side 22 and / or suction side 24 be attached. This part may be relative to the local width 46 be set. For example, the inner surface may be on the pressure side 22 and / or suction side 24 , relative to the local latitude 46 , between about 20% and about 60%, such. B. between about 20% and about 50%, such. B. between about 20% and about 40%, such. Between about 20% and about 30%. In other embodiments, the inner surface 112 on a relatively small part of the pressure side 22 and / or the suction side 24 be attached. This part can also be relative to the local width 46 be set. For example, the inner surface may be on the pressure side 22 and / or the suction side 24 , relative to the local latitude 46 , between about 0% and about 20%, such. B. between about 0% and about 15%, such as. B. between about 0% and about 10%, such as. Between about 0% and about 5%.

Es sollte verstanden werden, dass die innere Oberfläche 112 passend an einer oder mehreren der Druckseite 22, der Saugseite 24 oder der Hinterkante 28 befestigt werden kann, und dass des Weiteren die innere Oberfläche 112 an einem relativ wesentlichen Teil oder an einem relativ kleinen Teil von einer oder mehreren der Druckseite 22, der Saugseite 24 oder der Hinterkante 28 befestigt werden kann. Darüber hinaus sollte verstanden werden, dass der relativ wesentliche Teil und der relativ kleine Teil, der oben besprochen wurde, nicht beschränkt sind auf die oben besprochenen Bereiche, sondern dass jeder geeignete Bereich oder Prozentsatz innerhalb des Umfangs und des Geistes der vorliegenden Offenbarung liegt.It should be understood that the inner surface 112 fitting on one or more of the pressure side 22 , the suction side 24 or the trailing edge 28 can be attached, and further that the inner surface 112 at a relatively substantial part or at a relatively small part of one or more of the pressure side 22 , the suction side 24 or the trailing edge 28 can be attached. Moreover, it should be understood that the relatively substantial part and relatively small part discussed above are not limited to the ranges discussed above, but that any suitable range or percentage is within the scope and spirit of the present disclosure.

Wie in den 2–11 gezeigt, legt die äußere Oberfläche 114 der Klappe 110 eine aerodynamische Oberfläche fest, die im Allgemeinen mit einer oder mehreren der äußeren Oberflächen des Rotorblattes 16 durchgängig ist. Z. B. legen die äußere Oberfläche 114 sowie die Druckseite 22 und/oder die Saugseite 24 eine im Allgemeinen durchgängige aerodynamische Oberfläche fest. Eine im Allgemeinen durchgängige aerodynamische Oberfläche ist eine Oberfläche, die ein im Allgemeinen durchgängiges aerodynamisches Profil aufweist. Damit gibt es eine relativ kleine Störung in dem aerodynamischen Profil an dem Schnittpunkt der zwei Oberflächen, wenn zwei Oberflächen eine im Allgemeinen durchgängige aerodynamische Oberfläche festlegen. Wie in den 2–7 und 9 gezeigt ist, legt z. B. die äußere Oberfläche 114 und die Saugseite 24 eine im Allgemeinen durchgängige aerodynamische Oberfläche fest. Darüber hinaus legt in den 2–11 die äußere Oberfläche 114 und die Saugseite 22 eine im Allgemeinen durchgängige aerodynamische Oberfläche fest.As in the 2 - 11 shown, lays the outer surface 114 the flap 110 an aerodynamic surface generally fixed to one or more of the outer surfaces of the rotor blade 16 is consistent. For example, lay the outer surface 114 as well as the print side 22 and / or the suction side 24 a generally continuous aerodynamic surface. A generally continuous aerodynamic surface is a surface having a generally continuous aerodynamic profile. Thus there is a relatively small disturbance in the aerodynamic profile at the intersection of the two surfaces when two surfaces define a generally continuous aerodynamic surface. As in the 2 - 7 and 9 is shown, z. B. the outer surface 114 and the suction side 24 a generally continuous aerodynamic surface. In addition, puts in the 2 - 11 the outer surface 114 and the suction side 22 a generally continuous aerodynamic surface.

Die äußere Oberfläche 114 der Klappe 110 kann einen Druckseitenteil 122 und/oder einen Saugseitenteil 124 umfassen. Die Druckseitenteil 122 kann eine im Allgemeinen aerodynamische Oberfläche definieren mit der Druckseite 22 des Rotorblattes 16, wie es oben besprochen wurde, während der Saugseitenteil 124 mit der Saugseite 24 eine im Allgemeinen aerodynamische Oberfläche bildet, wie es oben besprochen wurde. In einigen Ausführungsformen kann die äußere Oberfläche 114 der Klappe 110 nur den Druckseitenteil 122 und Saugseitenteil 124 umfassen, die sich an den jeweiligen im Allgemeinen breitenwärtigen Enden der Klappe 110 treffen können, wie es in 11 gezeigt ist.The outer surface 114 the flap 110 can be a printed page part 122 and / or a suction side part 124 include. The pressure side part 122 may define a generally aerodynamic surface with the pressure side 22 of the rotor blade 16 as discussed above, while the suction side member 124 with the suction side 24 forms a generally aerodynamic surface as discussed above. In some embodiments, the outer surface may 114 the flap 110 only the pressure side part 122 and suction side part 124 include, located at the respective generally broad end ends of the flap 110 can meet as it is in 11 is shown.

In anderen Ausführungsformen kann die äußere Oberfläche 114 jedoch des Weiteren zusätzliche Oberflächen umfassen. Z. B. kann in einigen Ausführungsformen, wie es in den 2–10 gezeigt ist, die äußere Oberfläche 114 des Weiteren einen ebenen Teil 126 umfassen. Der ebene Teil 126 kann sich zwischen dem Druckseitenteil 122 und dem Saugseitenteil 124 erstrecken, oder zwischen dem Druckseitenteil 122 und/oder Saugseitenteil 124 sowie der inneren Oberfläche 112.In other embodiments, the outer surface 114 however, further include additional surfaces. For example, in some embodiments, as in the 2 - 10 shown is the outer surface 114 furthermore a flat part 126 include. The flat part 126 can be between the pressure side part 122 and the suction side part 124 extend, or between the pressure side part 122 and / or suction side part 124 as well as the inner surface 112 ,

Der ebene Teil 126 erstreckt sich in beispielhaften Ausführungsformen in der im Allgemeinen spannwärtigen Richtung. Damit kann sich der ebene Teil 126 in einigen Ausführungsformen im Allgemeinen parallel zum Spann 44 des Rotorblattes 16 erstrecken. Alternativerweise kann sich der ebene Teil 126 jedoch in jedem geeigneten Winkel zu dem Spann 44 erstrecken, wie es erwünscht oder benötigt wird. In weiteren alternativen Ausführungsformen kann sich der ebene Teil 126 in jedem geeigneten Winkel relativ zu dem Rotorblatt 16 erstrecken.The flat part 126 extends in exemplary embodiments in the generally spanwise direction. This can be the flat part 126 in some embodiments generally parallel to the chuck 44 of the rotor blade 16 extend. Alternatively, the planar part may be 126 however, at any suitable angle to the instep 44 extend as desired or needed. In further alternative embodiments, the planar part may 126 at any suitable angle relative to the rotor blade 16 extend.

Darüber hinaus ist der ebene Teil 126 in einigen Ausführungsformen, wie gezeigt, im Allgemeinen senkrecht zur lokalen Breite 46 des Rotorblattes 16. Damit kann der ebene Teil 126 an jeder beliebigen Stelle im Allgemeinen senkrecht zur lokalen Breite 46 an dieser Stelle über den ebenen Teil 126 hinweg sein, wie z. B. in der im Allgemeinen spannwärtigen Richtung. Alternativerweise kann der ebene Teil 126 jedoch in jedem geeigneten Winkel zur Senkrechten positioniert sein oder kann jeden anderen geeigneten Winkel relativ zum Rotorblatt 16 aufweisen.In addition, the flat part 126 in some embodiments, as shown, generally perpendicular to the local width 46 of the rotor blade 16 , This can be the flat part 126 at any point generally perpendicular to the local latitude 46 at this point over the flat part 126 be away, such as In the generally spanwise direction. Alternatively, the flat part 126 however, may be positioned at any suitable angle to the vertical, or may be any other suitable angle relative to the rotor blade 16 exhibit.

In einigen Ausführungsformen, wie in den 2–10 gezeigt, kann die Klappe 110 sich in der im Allgemeinen breitwärtigen Richtung nicht weiter als die maximale Breite 48 des Rotorblattes erstrecken. In diesen Ausführungsformen erstreckt sich die Klappe an keiner Position entlang der Klappe in der im Allgemeinen spannwärtigen Richtung weiter als die Maximalbreite 48 des Rotorblattes 16. In Ausführungsformen, in denen die Klappe 110 einen ebenen Teil 126 umfasst, mag sich der ebene Teil 126 nicht weiter als die Maximalbreite 48 des Rotorblattes 16 erstrecken. In Ausführungsformen, in denen die Klappe 11 nur einen druckseitigen Teil 122 und einen saugseitigen Teil 124 umfasst, erstreckt sich weder der druckseitige Teil 122, noch der saugseitige Teil weiter als die maximale Breite 48 des Rotorblattes 16. In anderen Ausführungsformen, wie in 11 gezeigt, kann sich die Klappe 110 jedoch in der im Allgemeinen breitwärtigen Richtung weiter als die maximale Breite 48 des Rotorblattes 16 erstrecken, wie es gewünscht oder benötigt wird. In diesen Ausführungsformen kann sich die Klappe 110 an jeder Stelle entlang der Klappe 110 in der im Allgemeinen spannwärtigen Richtung weiter erstrecken als die maximale Breite 48 des Rotorblattes 16.In some embodiments, as in the 2 - 10 shown, the flap can 110 not wider than the maximum width in the generally wide direction 48 of the rotor blade extend. In these embodiments, the flap does not extend beyond the maximum width at any position along the flap in the generally spanwise direction 48 of the rotor blade 16 , In embodiments where the flap 110 a flat part 126 includes, likes the flat part 126 not more than the maximum width 48 of the rotor blade 16 extend. In embodiments where the flap 11 only one pressure side part 122 and a suction-side part 124 includes, extends neither the pressure-side part 122 , nor the suction-side part further than the maximum width 48 of the rotor blade 16 , In other embodiments, as in 11 shown, can the flap 110 however, in the generally wide direction further than the maximum width 48 of the rotor blade 16 extend as desired or needed. In these embodiments, the flap may 110 at every point along the flap 110 in the generally spanwise direction extend beyond the maximum width 48 of the rotor blade 16 ,

In einigen Ausführungsformen, wie in den 2–5 gezeigt, kann die Klappe 110 eine im Allgemeinen abnehmende Querschnittsfläche in der spannwärtigen Richtung in Richtung der Spitze 32 aufweisen. Alternativerweise jedoch kann die Klappe 110 eine im Allgemeine zunehmende Querschnittsfläche in der spannwärtigen Richtung in Richtung der Spitze 32 aufweisen, oder kann eine im Allgemeinen konstante Querschnittsfläche aufweisen.In some embodiments, as in the 2 - 5 shown, the flap can 110 a generally decreasing cross-sectional area in the spanwise direction toward the apex 32 exhibit. Alternatively, however, the flap may 110 a generally increasing cross-sectional area in the spanwise direction toward the apex 32 or may have a generally constant cross-sectional area.

Die vorliegende Offenbarung kann des Weiteren gerichtet sein auf ein Verfahren zum Reduzieren der Abrissregion des Rotorblattes 16 für eine Windturbine 10. Das Verfahren umfasst den Schritt des Befestigen einer Klappe 110 an ein Rotorblatt 16, wie es besprochen wurde. Das Verfahren umfasst des Weiteren das Rotieren des Rotorblattes 16 an der Windturbine 10.The present disclosure may further be directed to a method of reducing the tearing region of the rotor blade 16 for a wind turbine 10 , The method includes the step of attaching a flap 110 to a rotor blade 16 as it was discussed. The method further includes rotating the rotor blade 16 at the wind turbine 10 ,

Die vorliegende Beschreibung nutzt Beispiele, mitunter die beste Ausführungsform, um die Erfindung zu offenbaren und auch um den Fachmann in die Lage zu versetzen, die Erfindung auszuführen, insbesondere Geräte oder Systeme herzustellen und zu benutzen sowie beinhaltete Verfahren auszuführen. Der patentierbare Schutzumfang der Erfindung wird durch die Ansprüche definiert und kann andere Beispiele umfassen, die sich dem Fachmann ergeben. Solche andere Beispiele sollen innerhalb des Schutzumfangs der Ansprüche sein, wenn sie Strukturelemente umfassen, die nicht von der wörtlichen Darstellung in den Ansprüchen sich unterscheiden oder wenn sie äquivalente Strukturelemente mit unwesentlichen Unterschieden von der wörtlichen Darstellung in den Ansprüchen enthalten.The present description uses examples, sometimes the best mode, to disclose the invention and also to enable those skilled in the art to practice the invention, particularly to make and use apparatus or systems, and to practice methods of practice. The patentable scope of the invention is defined by the claims, and may include other examples that occur to those skilled in the art. Such other examples are intended to be within the scope of the claims if they include structural elements that do not differ from the literal language in the claims, or if they include equivalent structural elements with insubstantial differences from the literal languages of the claims.

Claims

A rotor blade apparatus for a wind turbine, the rotor blade apparatus comprising: a rotor blade having outer surfaces defining a pressure side, a suction side, a leading edge and a trailing edge extending in a generally spanwise direction between a tip and a root; and, a flap extending in a generally spanwise direction from the root toward the tip, the flap including an inner surface and an outer surface, the inner surface being secured to the pressure side, the suction side, and / or the trailing edge, wherein the outer surface and the pressure side and / or the suction side defines a generally continuous aerodynamic surface.

The rotor blade apparatus of claim 1, wherein the flap has a generally decreasing cross-sectional area in the spanwise direction toward the tip.

The rotor blade apparatus according to one of claims 1 to 2, wherein the flap extends in a generally wide direction not more than a maximum width of the rotor blade.

The rotor blade apparatus of claim 1, wherein the outer surface of the flap includes a pressure side portion and a suction side portion, wherein preferably the outer surface of the flap further comprises a planar portion extending between the pressure side portion and the suction side portion Part preferably extends in the generally spanwise direction and / or is generally perpendicular to a local width of the rotor blade.

The rotor blade apparatus according to claim 4, wherein the planar part does not extend further than the maximum width of the rotor blade.

The rotor blade apparatus according to any one of claims 1 to 5, wherein the inner surface is fixedly secured to the pressure side and the trailing edge, or where the inner surface is fitted to the suction side and the trailing edge, or where the inner surface fits to the pressure side, the Suction side and the trailing edge is attached.

The rotor blade apparatus according to any one of claims 1 to 6, wherein the outer surface and the pressure side define a generally continuous aerodynamic surface and / or wherein the outer surface and the suction side define a generally continuous aerodynamic surface.

A wind turbine comprising at least one rotor blade device according to one of claims 1 to 7.

A wind turbine, comprising: a plurality of rotor blades, each of the plurality of rotor blades having outer surfaces defining a pressure side, a suction side, a leading edge and a trailing edge extending in a generally spanwise direction between a tip and a root; and, a flap extending in the generally spanwise direction from the root toward the apex of at least one of the plurality of rotor blades, the flap including an inner surface and an outer surface, the inner surface mating with the pressure side, the suction side and / or the trailing edge of which is attached at least one of the plurality of rotor blades, the outer surface and the pressure side and / or suction side of the at least one of the plurality of rotor blades forming a generally continuous aerodynamic surface.

A method of reducing the tearing region of a rotor blade for a wind turbine, the method comprising: Attaching a flap to a rotor blade, the rotor blade having outer surfaces defining a pressure side, a suction side, a leading edge and a trailing edge extending in a generally spanwise direction between a tip and a root, the flap being in the extending generally in the direction of the vertex, from the root to the tip, the flap having an inner surface and an outer surface, the inner surface being secured to the pressure side, the suction side and / or the trailing edge, the outer surface as well as the outer surface Set the pressure side and / or suction side of a generally continuous aerodynamic surface; and, Rotating the rotor blade on the wind turbine.