DE102012107250B4

DE102012107250B4 - Rotor einer vertikalachsigen Windkraftanlage

Info

Publication number: DE102012107250B4
Application number: DE102012107250.7A
Authority: DE
Inventors: Robert Penn
Original assignee: Vp Windkraft Ug (haftungsbeschrankt) & Co KG; VP WINDKRAFT UG HAFTUNGSBESCHRANKT & CO KG
Current assignee: Koese Cevdet Tr; Oeguetogullari Celal Tr; Oeguetogullari Nurettin Tr
Priority date: 2012-06-22
Filing date: 2012-08-07
Publication date: 2014-06-18
Anticipated expiration: 2032-08-08
Also published as: WO2013190117A1; DE102012107250A1

Abstract

Rotorflügel (21) für einen H-Rotor (1) mit einer Drehrichtung (2) und zumindest einem gekrümmten Frontprofil (30) dessen konvexe Seite (40) in die Drehrichtung (2) weist, dadurch gekennzeichnet, dass – bezogen auf die Drehrichtung (2) hinter dem Frontprofil (30) wenigstens ein erstes Winkelprofil (31) angeordnet ist und – dass das erste Winkelprofil (31) einen ersten Innenschenkel (75) und einen ersten Außenschenkel (65) aufweist, die eine erste Vorderkante (41) bilden, welche in Richtung des Frontprofils (30) weist

Description

Technisches Gebiet
Die Erfindung betrifft einen Rotorflügel für einen Rotor einer bevorzugt vertikalachsigen Windkraftanlage sowie einen Rotor mit wenigstens einem, bevorzugt drei Rotorflügeln und eine Windkraftanlage mit dem Rotor.
Stand der Technik
Windkraftanlagen sind Vorrichtungen, mittels denen die im Wind, also einer Luftströmung enthaltene kinetische Energie in nutzbare mechanische Arbeit umgewandelt wird. Ein zentrales Element solcher Windkraftanlagen ist in der Regel ein Rotor, der einen Teil der kinetischen Energie des Windes in mechanische Arbeit umwandelt. Diese mechanische Arbeit wird meist über eine Welle übertragen und kann entweder direkt genutzt werden, z. B. um Wasser zu pumpen oder mittels eines Generators in elektrische Energie umgewandelt werden. Windkraftanlagen werden nach Ihrer Bauform und ihrer aerodynamischen Wirkungsweise unterschieden. Bezüglich der Bauform unterscheidet man Windkraftanlagen nach der Orientierung der Rotationsachse des Rotors im Raum zwischen horizontalachsigen und vertikalachsigen Windkraftanlagen. Bezüglich der aerodynamischen Wirkungsweise wird zwischen reinen Widerstandläufern und Auftriebsläufern unterschieden (vgl. Windkraftanlagen, Erich Hau, 4. Aufl., Springer Heidelberg, 2008).
Vertikalachsige Windkraftanlagen haben den Vorteil, dass bei einer Änderung der Windrichtung keine Nachstellung des Rotors notwendig wird. Der konstruktive Aufwand kann daher im Vergleich zu horizontalachsigen Windkraftanlagen geringer ausfallen. Bekannte Bauformen vertikalachsiger Windkraftanlagen sind der Savonius Rotor (Widerstandsläufer) und der Darrieus Rotor (Auftriebsläufer). Eine Abwandlung des Darrieusrotors ist der sogenannte H-Rotor, bei dem mehrere meist tragflächenartige Rotorblätter parallel zur Rotorachse über Streben mit einer zentralen Welle verbunden sind und diese antreiben. Das Prinzip eines typischen H-Rotors ist in Windkraftanlagen, Erich Hau, 4. Aufl. Springer Heidelberg, 2008 anhand von Bild 5.61 erläutert. Der Begriff H-Rotor wurde ursprünglich nur für Rotoren mit zwei auf einander gegenüberliegenden Seiten der Rotorachse angeordneten sich vertikal erstreckenden Rotorflügeln verwendet. Heute ist dieser Begriff nicht mehr auf Rotoren mit genau zwei Rotorflügeln beschränkt. Auch die Form der Rotorflügel kann von einem sich vertikal erstreckenden Tragflügelprofil abweichen.
In der WO 2011/003589 A2 wird ein H-Rotor vorgeschlagen, bei dem mehrere senkrecht angeordnete Flügel über Flügelhalterungen an einem Zentralring befestigt sind. Die Flügel sind um ihre Längsachse drehbar angeschlagen und können über Schrittmotoren entsprechen den jeweiligen Windbedingungen angestellt werden.
In der DE 10 2010 052 947 A1 wird ein selbstanlaufender H-Rotor in einer Windlinse offenbart. Die Rotorblätter haben im Horizontalschnitt ein Tropfenprofil. Es werden verschiede symmetrische und asymmetrische Tropfenprofile sowie Profile mit abstrahierter Tropfenformen offenbart, wobei die Vor- und Nachteile der einzelnen Profile unklar bleiben.
Aus der DE 10 2009 013 666 A1 ist ein vertikalachsiges Windrad bekannt, bei dem drei Rotorblätter wie üblich mit horizontalen Streben an einer gemeinsamen Abtriebswelle angeschlagen sind. Jedes Rotorblatt hat einen Hauptflügel, vor dem ein Vorflügel angeordnet ist. Der Vorflügel hat beidseits des Hauptflügels je eine parallele Hinterkante, die mit einer konvex gebogenen Rückseite verbunden sind, welche im Horizontalschnitt an eine Tasche erinnert. Das vordere Drittel des Hauptflügels sitzt beabstandet von der Rückseite des Vorflügels in der Tasche.
Aus der AT 510 210 A1 ist ein vertikalachsiges Windrad bekannt, dass aus zwei an einen Savonius-Rotor erinnernden Rotorblättern besteht. Jedes der Rotorblätter ist aus einer Vielzahl gekrümmter und voneinander beanstandeter Lamellen zusammengesetzt.
Aus dem US-Patent 4 015 911 A ist ein weiteres vertikalachsiges Windrad bekannt, bei dem vier Rotorblätter um je eine vertikale Achse schwenkbar an horizontalen radialen Streben befestigt sind. Die Form der Rotorblätter erinnert an eine längsgeschlitzte Rinne.
In der EP 2 034 179 A1 ist vertikalachsiger Rotor mit einer zentralen Abtriebswelle beschrieben. An der Abtriebswelle sind rinnenartige Rotorblätter angeschlagen.
Darstellung der Erfindung
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen schon bei geringer Windgeschwindigkeit selbstanlaufenden H-Rotor mit einem hohen Wirkungsgrad anzugeben.
Diese Aufgabe wird durch einen Rotorflügel nach Anspruch 1, sowie durch einen Rotor mit dem Rotorflügel und eine Windkraftanlage mit dem Rotor gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
Der Rotorflügel wird vorzugsweise als Teil eines H-Rotors mit vorbestimmter Drehrichtung montiert und hat zumindest ein gekrümmtes Frontprofil, dessen konvexe Seite in die Drehrichtung weist. Das gekrümmte Frontprofil kann beispielsweise ein Ringsegment, insbesondere ein Kreisringsegment sein, wobei die Ringachse parallel zur Rotationsachse des Rotors und damit auch des Rotorflügels ist. Bezogen auf die Drehrichtung ist hinter dem Frontprofil wenigstens ein weiteres Profil angeordnet. Das weitere Profil kann auch ein gekrümmtes Profil sein. Bevorzugt ist als weiteres Profil bezogen auf die Drehrichtung hinter dem Frontprofil zumindest ein erstes Winkelprofil angeordnet. Dahinter kann ein zweites Winkelprofil angeordnet sein. Das erste Winkelprofil hat einen ersten Innenschenkel und einen ersten Außenschenkel. Der erste Innenschenkel und der erste Außenschenkel laufen in einer ersten Vorderkante zusammen, welche in Richtung des Frontprofils weist, also in die Drehrichtung weist. Diese erste Vorderkante ist vorzugsweise parallel zur Rotationsachse angeordnet. Hinter dem ersten Winkelprofil kann ein zweites Winkelprofil angeordnet sein, das entsprechend einen zweiten Innenschenkel und einen zweiten Außenschenkel aufweist, die eine zweite Vorderkante bilden. Die zweite Vorderkante weist in Richtung des ersten Winkelprofils und somit auch in Drehrichtung. Solch ein Rotorflügel ermöglicht auf der einen Seite ein frühes selbsttätiges Anlaufen eines entsprechenden Rotors und zudem einen ungewöhnlich guten Wirkungsgrad.
Vorzugsweise sind die beiden ersten Innenschenkel und/oder die beiden Außenschenkel parallel. Dadurch wird der Wirkungsgrad erhöht.
Bevorzugt hat das Frontprofil eine Ringachse, die in einer ersten Ebene liegt, welche parallel zu einer zweiten Ebene angeordnet ist, welche durch die erste Vorderkante und die zweite Vorderkante definiert wird. Die zweite Ebene ist bevorzugt nach innen, also in Richtung der Rotationsachse, parallelversetzt zur ersten Ebene angeordnet. Dies ermöglicht nicht nur eine einfache präzise Montage des Rotorflügels, sondern gleichzeitig einen guten Wirkungsgrad des entsprechenden Rotors.
Bevorzugt hat der Rotorflügel ein drittes Winkelprofil mit einem dritten Innenschenkel und einem dritten Außenschenkel. Die beiden dritten Schenkel bilden eine dritte Vorderkante.
Vorzugsweise hat der Rotorflügel ein viertes Winkelprofil, das einen vierten Innenschenkel sowie einen vierten Außenschenkel aufweist, die eine vierte Vorderkante bilden.
Die Innen- bzw. Außenschenkel der ersten beiden Winkelprofile sind bevorzugt parallel zueinander; also ist der erste Innenschenkel bevorzugt parallel zu dem zweiten Innenschenkel und der erste Außenschenkel zu dem zweiten Außenschenkel. Ebenso sind die Innen- bzw. Außenschenkel des dritten und des vierten Winkelprofils bevorzugt parallel zueinander. Die Innen- und Außenschenkel des zweiten und des dritten Winkelprofils hingegen sind vorzugsweise leicht gegeneinander verkippt, so dass der durch die beiden Außenschenkel des zweiten und dritten Winkelprofils gebildete Kanal sich in Richtung der Rotorachse erweitert.
Die dritte Vorderkante und die vierte Vorderkante liegen zur weiteren Optimierung des Wirkungsgrades in einer gemeinsamen dritten Ebene. Diese dritte Ebene kann die oben genannte zweite Ebene in einer Schnittgeraden, die vorzugsweise parallel zur Rotationsachse liegt schneiden. Der Winkel unter dem sich die beiden Ebenen schneiden ist bevorzugt kleiner als 30°, besonders bevorzugt kleiner 20°. Besonders bevorzugt ist die dritte Ebene nach innen parallelversetzt zur zweiten Ebene angeordnet.
Das Frontprofil und die Außenschenkel haben jeweils eine Außenkante. Vorzugsweise haben wenigstens zwei, bevorzugt alle Außenkanten eine gemeinsame zylindrische Einhüllende. Die Rotationsachse ist vorzugsweise zugleich die Symmetrieachse der Einhüllenden, also die Zylinderachse.
Verlängert man die Einhüllende von der hintersten Kante bis zu der Radialen, welche die vorderste Kante des Rotorflügels tangiert, dann entspricht die Bogenlänge des so bestimmten Abschnitts der Einhüllenden vorzugsweise zumindest in etwa 1/6 (±20%) des Umfangs der Einhüllenden. Dadurch erreicht man bei drei Rotoren mit drei Rotorflügeln eine gute Durchströmung des Rotors und eine optimale Anströmung der die Leeseite des Rotors durchlaufenden Rotorflügel.
Das Frontprofil und die Innenschenkel haben jeweils eine Innenkante. Vorzugsweise liegen wenigstens zwei, bevorzugt alle Innenkanten in einer gemeinsamen vierten Ebene. Die vierte Ebene ist bevorzugt nach innen parallelversetzt zu der zweiten und dritten Ebene angeordnet.
Die maximale Dicke des Rotorflügels wird vorzugsweise durch den Abstand zwischen der Innenkante und der Außenkante des gekrümmten Profils bestimmt. Dieser Abstand beträgt vorzugsweise zumindest in etwa 1/3 (±20%) des Abstands der vordersten Kante des gekrümmten Profils von der Rotationsachse.
Vorstehend wurde davon ausgegangen, dass die Innenschenkel und die Innenkanten auf der der Rotationsachse zugewandten Seite des Rotorflügels angeordnet sind und dass entsprechend die Außenschenkel und die Außenkanten auf der der Rotationsachse abgewandten Seite des Rotorflügels angeordnet sind.
Die Innenschenkel und/oder die Außenschenkel sind vorzugsweise nicht oder nur unwesentlich gekrümmt. Gleiches gilt für die Innen- und/oder Außenkanten, die zudem bevorzugt parallel zur Rotationsachse angeordnet sind.
Beschreibung der Zeichnungen
Die Erfindung wird anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnungen exemplarisch beschrieben.
1 zeigt einen Horizontalschnitt durch eine Windkraftanlage
2 zeigt einen Horizontalschnitt durch einen Rotorflügel.
3 zeigt einen Horizontalschnitt durch einen weiteren Rotorflügel.
4 zeigt einen Horizontalschnitt durch einen weiteren Rotorflügel.
5 zeigt eine Seitenansicht eines Rotors.
1 zeigt einen schematisierten Horizontalschnitt durch einen Rotor 1 nach der Erfindung, der mit durchgezogenen Linien gezeigt ist. Die gestrichelten Linien zeigen ein mögliches Gerüst 100 zur Abfangung des Rotors.
Der Rotor 1 hat im gezeigten Beispiel drei Rotorflügel 21, die mittels Tragarmen 5 an einer Welle 12 befestigt sind. Die Welle 12 und damit der ganze Rotor 1 sind um eine vertikale Achse 10 drehbar. Natürlich sind auch andere Anzahlen von Rotorflügeln 21 möglich.
Jeder Rotorflügel 21 hat wenigstens einen Träger 22, der hier als Platte ausgeführt und in der Aufsicht dargestellt ist. An dem Träger 22 ist ein sich parallel zur Achse 10 erstreckendes gewölbtes Profil 30 befestigt. In Rotationsrichtung hinter dem gewölbten Profil 30 sind vier sich vertikal erstreckende Winkelprofile 31, 32, 33 und 34 hintereinander angeordnet. Die vier Winkelprofile sind lediglich zu Unterscheidbarkeit 31, 32, 33 und 34 nummeriert, d. h. das Winkelprofil 31 wird als erstes Winkelprofil 31 bezeichnet und das Winkelprofil 34 als viertes Winkelprofil 34. Jedes der Winkelprofile 31 bis 34 hat je eine Vorderkante 41 bis 44, die durch in Winkeln α₁ bis α₄ (vorzugsweise zumindest in etwa 90° ± 10°) zueinander angeordnete Innenschenkel 75 bis 78 mit den entsprechenden Außenschenkeln 65 bis 68 gebildet wird (vgl. 2). Entsprechend sind die Innenschenkel 75 bis 78 sowie die Außenschenkel 65 bis 68 zumindest im gezeigten Horizontalschnitt zumindest näherungsweise gerade. In Richtung der Achse 10 schließen die Innenschenkel 75 bis 78 mit je einer Innenkante 71 bis 74 ab. Die Innenkanten 71 bis 74 liegen vorzugsweise in einer Ebene 102, die mit der Radialen 106 vorzugsweise zumindest in etwa (±10°) einen rechten Winkel bildet. Die Außenschenkel 65 bis 68 haben auf der der Achse 10 abgewandten Seite entsprechende Außenkanten 61 bis 64. Die Außenkanten 61 bis 64 haben eine zylindrische Einhüllende 103, deren Zylinderachse mit der Rotationsachse 10 zusammenfällt. Der Abschnitt der Einhüllenden zwischen der hinteren Kante 104 und der Radialen 101, die die konvexe Oberfläche 40 des gewölbten Profils 30 tangiert, entspricht im gezeigten Beispiel einem Sechstel (1/6) des Umfangs der Einhüllenden 103. Entsprechend ist der Winkel, der durch die Radiale 101 und die Radiale 105, welche die hintere Kante 104 tangiert Pi/3. Möglich sind natürlich auch andere Werte, die beispielsweise um etwa ±20% abweichen können. In dem gegebenen Beispiel ist die Abdeckung der leeseitigen Rotorflügel 21 durch den oder die luvseitigen Rotorflügel 21 minimiert. Deshalb können alle Rotorflügel über einen weiten Winkelbereich zur Energieumwandlung beitragen.
Die konvexe Seite 40 des gewölbten Profils 30 zeigt ebenso wie die jeweiligen Vorderkanten 41 bis 44 der entsprechenden Winkelprofile 31 bis 34 in die durch den Pfeil 2 angedeutete Drehrichtung des Rotors 1. Zwischen dem gewölbten Profil 30 und dem darauffolgenden Winkelprofil 31 ist ein Freiraum 51, durch den Wind an der Außenseite des Rotors eintreten und an der Innenseite, also der der Achse 10 zugewandten Seite austreten kann. Der Freiraum 51 bildet also einen Kanal 51. Entsprechende Freiräume bzw. Kanäle 52 bis 54 werden auch durch die Winkelprofile 31 bis 34 gebildet.
2 zeigt einen Rotorflügel des Rotors 1 in 1 in einem Maßstab in dem die Anordnung der Winkelprofile 31 bis 34 und des gewölbten Profils 30 besser zu erkennen ist. Bevorzugt liegen die Vorderkanten 41 und 42 des ersten und des zweiten Winkelprofils 31 bzw. 32 zusammen mit dem Scheitel des gewölbten Profils 30 zumindest näherungsweise in einer gemeinsamen Ebene 14. Diese Ebene ist bevorzugt parallel zur Ebene 102, die durch die Innenkanten 70 bis 74 definiert wird. Die Innenkante 60 und die Außenkante, 70 des gewölbten Profils 30 liegen in der durch die Radiale 106 definierten Ebene. Ebenso bevorzugt liegen die Vorderkanten 43 und 44 der Winkelprofile 33 und 34 in einer weiteren Ebene 15, die mit der Ebene 14 einen Winkel β bildet. Der Winkel β liegt vorzugsweise zwischen etwa 3° und etwa 30° (alternativ 0° bis 50°). In einer Ausführungsform kann die Ebene 15 parallel nach innen versetzt zur Ebene 14 angeordnet sein (vgl. 4). Die Winkelprofile 31 bis 34 haben je zwei Schenkel, von denen der sogenannte Innenschenkel 71 bis 74 auf der der Welle 12 zugewandten Seite der entsprechenden Ebene 14, 15 und der sogenannte Außenschenkel 61 bis 64 auf der der Welle 12 (vgl. 1) abgewandten Seite der jeweiligen Ebene angeordnet ist. Die Innen- und Außenschenkel 61 bis 64, 71 bis 74 der Winkelprofile 31 bis 34 haben bevorzugt zumindest in etwa plane Oberflächen. Die Innen- und Außenschenkel jedes der Winkelprofile 31 bis 34 bilden je einen Winkel α₁ bis α₄. Die Winkel α₁ bis α₄ sind bevorzugt zumindest näherungsweise gleich groß (z. B. 90° ± 10°). Folglich sind die Innenschenkel der Winkelprofile 31, 32 bevorzugt zumindest näherungsweise parallel zueinander (±10°). Gleiches gilt für die Außenschenkel 65, 66 der beiden Winkelprofile 31, 32. Auch die Innen- bzw. Außenschenkel 67, 68, 77, 78 der Winkelprofile 33, 34 sind bevorzugt zumindest in etwa parallel zueinander (±10°).
Der Rotorflügel 21 hat ein extrem gutes Anlaufverhalten, weil er im unteren Drehzahlbereich wie ein Widerstandsläufer wirkt. Bei höheren Drehzahlen bzw. Windgeschwindigkeiten bildet sich ähnlich wie bei einem klassischem Tragflügel im Bereich vor der konvexen Frontseite 40 ein Unterdruck aus, d. h. das Rotorblatt funktioniert zudem auch als Auftriebsläufer. Je nach Winkelstellung des Rotorflügels 21 zum Wind kann dieser auch durch die Kanäle 51 bis 54 streichen, wobei die an der Innenseite der Kanäle 51 bis 54 austretende Luft den Rotorflügel in Drehrichtung beschleunigt. Bei leeseitiger Stellung des Rotorflügels kann der Wind in umgekehrter Richtung durch die Kanäle 51 bis 54 strömen und den Rotor mit geringem Widerstand verlassen.
3 zeigt eine Variante des Rotorflügels 21 in 1, der sich von dem Rotorflügel 21 in 2 lediglich dadurch unterscheidet, dass die Querschnittsfläche des gewölbten Profils 30 die eines halbierten Kreisrings ist, wobei die Innenkanten 60 und die Außenkanten 70 des gewölbten Profils 30 an einer gemeinsamen Radialen 106 anliegen. Im Übrigen ist die Beschreibung der 2 auch auf die 3 zu lesen.
Sowohl in 2 als auch in 3 hat der durch die Einhüllenden 102, 103 und der konvexen Seite 40 eingeschlossene Raum die Form einer Tragfläche, was auch in 4 und 5 gut zu erkennen ist.
Der Rotorflügel 21 in 4 hat in etwa dieselben Elemente wie die Rotorflügel in den 1 bis 3, soweit sind obigen Absätze auch auf die 4 zu lesen. Jedoch sind diese Elemente etwas anders zueinander angeordnet: Wie die Rotorflügel in den 1 bis 3 hat der Rotorflügel ein gewölbtes Frontprofil 30 hinter dem vier Winkelprofile 31 bis 34 angeordnet sind. Das gewölbte Profil 30 hat die Form eines Kreisringsegments mit einem Öffnungswinkel von etwa 180° (±25°). Die Achse des Kreisringsegments liegt im gezeigten Beispiel gemeinsam mit den Innenkanten 60 und den Außenkanten 70 des gewölbten Profils 30 in einer bezogen auf die Rotationsachse 10 radialen Ebene 106. Eine erste Ebene 13 halbiert das gewölbte Profil in eine Innen- und eine Außenhälfte und ist folglich orthogonal zur radialen Ebene 106.
Die ersten beiden Winkelprofile 31 und 32 haben parallel zueinander angeordnete Innenschenkel 65, 66 bzw. Außenschenkel 75, 76 mit Vorderkanten 41, 42, die in einer gemeinsamen zweiten Ebene 14 liegen. Die zweite Ebene 14 ist orthogonal zur radialen Ebene 106 und nach innen parallelversetzt zur ersten Ebene 13 angeordnet. Entsprechendes gilt für die Vorderkanten 43, 44 des dritten bzw. vierten Winkelprofils 33, 34, die in einer gemeinsamen dritten Ebene 15 liegen, welche nach innen parallelversetzt zu der zweiten Ebene 14 ist.
Die Innenschenkel 77, 78 des dritten und des vierten Winkelprofils 33, 34 sind ebenso parallel zueinander wie die Außenschenkel 67, 68 des dritten und des vierten Winkelprofils 33, 34. Das gilt nicht entsprechend für die Innenschenkel 76, 77 und Außenschenkel 66, 67 des zweiten und des dritten Winkelprofils 32, 33. Der zwischen diesen beiden Winkelprofilen gebildete Kanal 53 hat eine sich von der Außenseite zur zweiten Ebene 14 sowie von der dritten Ebene 15 zur Innenseite erweiternde Querschnittsfläche. Für die Einhüllenden 102, 103 gelten die Beschreibungen der 1 bis 3 entsprechend.
5 zeigt eine perspektivische Seitenansicht des Rotors in 1, wobei wegen der besseren Darstellung des Rotors 1 das Gerüst 100 weggelassen wurde. Die Beschreibung der 1 und 2 ist entsprechend auf die 5 zu lesen. Natürlich können anstelle der gezeigten Rotorflügel 21 nach 2 auch jene die anhand der 3 oder 4 erläutert wurden verwendet werden. Die Ansicht verändert sich dadurch nur minimal. Die Rotorflügel sind starr an den Tragarmen befestigt; eine Verstellung des Anstellwinkels ist nicht vorgesehen. Ebenso sind die Profile 30 und die Winkelprofile 31 bis 34 starr an dem jeweiligen Träger befestigt, sind also nicht nachgeführt.
Bezugszeichenliste

1: Rotor
2: Drehrichtung
5: Befestigungsarm/Tragarm
10: Achse
12: Welle
13: Ebene
14: Ebene
15: Ebene
21: Rotorflügel
22: Träger
30: gewölbtes Profil/Frontprofil
31: Winkelprofil
32: Winkelprofil
33: Winkelprofil
34: Winkelprofil
40: konvexe (Front-)Seite/konvexe Oberfläche
41: Vorderkante
42: Vorderkante
43: Vorderkante
44: Vorderkante
51: Freiraum/Kanal
52: Freiraum/Kanal
53: Freiraum/Kanal
54: Freiraum/Kanal
60: Außenkante des gewölbten Frontprofils 30
61: Außenkante des Winkelprofils 31
62: Außenkante des Winkelprofils 32
63: Außenkante des Winkelprofils 33
64: Außenkante des Winkelprofils 34
65: Außenschenkel des Winkelprofils 31
66: Außenschenkel des Winkelprofils 32
67: Außenschenkel des Winkelprofils 33
68: Außenschenkel des Winkelprofils 34
70: Innenkante des gewölbten Frontprofils 30
71: Innenkante des Winkelprofils 31
72: Innenkante des Winkelprofils 32
73: Innenkante des Winkelprofils 33
74: Innenkante des Winkelprofils 34
75: Innenschenkel des Winkelprofils 31
76: Innenschenkel des Winkelprofils 32
77: Innenschenkel des Winkelprofils 33
78: Innenschenkel des Winkelprofils 34
80: Außenkante des Profils 30
90: Innenkante des Profils 30
100: Gerüst/Tragkonstruktion
101: die konvexe Seite 40 des gewölbten Profils tangierende Radiale
102: Einhüllende der Innenkanten
103: Einhüllende der Außenkanten
104: hintere Kante des Rotorflügels
105: die hintere Kante 104 tangierende Radiale
106: Radiale

Claims

Rotorflügel (21) für einen H-Rotor (1) mit einer Drehrichtung (2) und zumindest einem gekrümmten Frontprofil (30) dessen konvexe Seite (40) in die Drehrichtung (2) weist, dadurch gekennzeichnet, dass – bezogen auf die Drehrichtung (2) hinter dem Frontprofil (30) wenigstens ein erstes Winkelprofil (31) angeordnet ist und – dass das erste Winkelprofil (31) einen ersten Innenschenkel (75) und einen ersten Außenschenkel (65) aufweist, die eine erste Vorderkante (41) bilden, welche in Richtung des Frontprofils (30) weist
Rotorflügel (21) nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass bezogen auf die Drehrichtung (2) hinter dem ersten Winkelprofil (31) ein zweites Winkelprofil (32) angeordnet ist, das einen zweiten Innenschenkel (76) und einen zweiten Außenschenkel (66) aufweist, die eine zweite Vorderkante (42) bilden, welche in Richtung des ersten Winkelprofils (31) weist.
Rotorflügel (21) nach Anspruch 2 dadurch gekennzeichnet, dass der erste Innenschenkel (75) und der zweite Innenschenkel (76) parallel zueinander sind.
Rotorflügel (21) nach Anspruch 2 oder 3 dadurch gekennzeichnet, dass der erste Außenschenkel (65) und der zweite Außenschenkel (66) parallel zueinander sind.
Rotorflügel (21) nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Vorderkante (41) und die zweite Vorderkante (42) in einer gemeinsamen Ebene (14) liegen.
Rotorflügel (21) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Rotorflügel (21) ein drittes Winkelprofil (33) aufweist, das einen dritten Innenschenkel (77) und einen dritten Außenschenkel (67) hat, die eine dritte Vorderkante (43) bilden.
Rotorflügel (21) nach dem vorstehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass der Rotorflügel (21) ein viertes Winkelprofil (34) aufweist, das einen vierten Innenschenkel (78) und einen vierten Außenschenkel (68) hat, die eine vierte Vorderkante (44) bilden.
Rotorflügel (21) nach den Ansprüchen 6 und 7, dadurch gekennzeichnet, dass die dritte Vorderkante (43) und die vierte Vorderkante (44) in einer gemeinsamen weiteren Ebene (15) liegen.
Rotorflügel (21) nach Anspruch 5 und 8 dadurch gekennzeichnet, dass die Ebene (14) und die weitere Ebene (15) parallel zueinander sind.
Rotorflügel (21) nach einem der vorstehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass das Frontprofil (30) und der wenigstens eine Außenschenkel (65, 66, 67, 68) jeweils eine Außenkante (61, 62, 63, 64) haben, wobei wenigstens zwei Außenkanten (61, 62, 63, 64) eine gemeinsame zylindrische Einhüllende (103) haben und dass die zylindrische Einhüllende (103) eine Zylinderachse (10) hat, die mit der Rotationsachse des Rotors (1) zusammenfällt.
Rotorflügel (21) nach einem der Ansprüche 6 bis 10 dadurch gekennzeichnet, dass das Frontprofil (30) und die Innenschenkel (75, 76, 77, 78) jeweils eine Innenkante (71, 72, 73, 74) haben, wobei wenigsten drei Innenkanten (71, 72, 73, 74) in einer gemeinsamen Ebene (14, 15) liegen.
Rotorflügel (21) nach einem der Ansprüche 2 bis 11 dadurch gekennzeichnet, dass die Außenkante (80) des Frontprofils (30) und die Außenkanten (61, 62, 63, 64) der Winkelprofile (31, 32, 33, 34) eine zylindrische Einhüllende (103) haben.
Rotorflügel (21) nach Anspruch 12 dadurch gekennzeichnet, dass die Länge des Abschnitts der Einhüllenden (103) von der hintersten Kante (104) bis zu der Radialen (101), welche die vorderste Kante des Rotorflügels tangiert vorzugsweise zumindest in etwa 1/6 (±20%) des Umfangs der Einhüllenden (103) entspricht.
Rotor (1), gekennzeichnet, durch wenigstens einen Rotorflügel (21) nach einem der vorstehenden Ansprüche.
Windkraftanlage gekennzeichnet, durch wenigstens einen Rotor (1) nach dem vorstehenden Anspruch.