DE102015002015A1

DE102015002015A1 - Rotor blade deicing apparatus and method for deicing a rotor blade

Info

Publication number: DE102015002015A1
Application number: DE102015002015.3A
Authority: DE
Inventors: Jens Petersen; Hannes Friedrich; Ralph Windbichler
Original assignee: Senvion GmbH
Current assignee: Senvion GmbH
Priority date: 2015-02-20
Filing date: 2015-02-20
Publication date: 2016-08-25

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Rotorblattenteisungsvorrichtung (18), die durch eine schlauchförmige Umhüllung (20) und eine Warmluft-Heizvorrichtung (22) fortgebildet ist, wobei die Umhüllung (20) einen Innenraum (28) zumindest teilweise umgibt und dazu eingerichtet ist, ein Rotorblatt (10) einer Windkraftanlage (2) zumindest abschnittsweise in dem Innenraum (28) entlang einer Längsrichtung (L) aufzunehmen, wobei die Umhüllung (20) entlang der Längsrichtung (L) bewegbar ist, und wobei die Warmluft-Heizvorrichtung (22) dazu eingerichtet ist, in dem Innenraum (28) der Umhüllung (20) eine gegenüber einer Umgebungsatmosphäre der Umhüllung (20) wärmere Innenatmosphäre bereitzustellen.The invention relates to a rotor blade deicing device (18) which is formed by a tubular casing (20) and a hot air heating device (22), wherein the casing (20) at least partially surrounds an interior space (28) and is adapted to a rotor blade (10). 10) of a wind turbine (2) at least in sections in the inner space (28) along a longitudinal direction (L), wherein the sheath (20) along the longitudinal direction (L) is movable, and wherein the hot air heating device (22) is arranged in that in the interior (28) of the enclosure (20) to provide a relative to an ambient atmosphere of the enclosure (20) warmer inside atmosphere.

Description

Die Erfindung betrifft eine Rotorblattenteisungsvorrichtung, ein Verfahren zum Enteisen einer Außenseite eines Rotorblatts einer Windkraftanlage und die Verwendung einer schlauchförmigen Umhüllung.The invention relates to a rotor blade deicing device, a method for deicing an outside of a rotor blade of a wind turbine and the use of a tubular sheath.

Die Rotorblätter von Windkraftanlagen sind im Hinblick auf ihre aerodynamischen Eigenschaften optimiert, um die Leistung der Windkraftanlage zu maximieren. Während des Betriebs der Windkraftanlage werden die Rotorblätter zahlreichen atmosphärischen Bedingungen ausgesetzt, unter anderem solchen, bei denen es an den Außenseiten der Rotorblätter zu Eisbildung kommt. Der Eisansatz verringert die aerodynamische Wirksamkeit der Rotorblätter, kann zu Unwuchten im Rotor führen und aus Sicherheitsaspekten, um Eiswurf zu verhindern, eine Abschaltung der Windkraftanlage erzwingen.The rotor blades of wind turbines are optimized with regard to their aerodynamic properties in order to maximize the performance of the wind turbine. During operation of the wind turbine, the rotor blades are exposed to numerous atmospheric conditions, including those in which the outer sides of the rotor blades to ice. The ice accumulation reduces the aerodynamic efficiency of the rotor blades, can lead to imbalances in the rotor and for safety reasons, to prevent ice throw, force shutdown of the wind turbine.

Ein Verfahren zum Reinigen eines Rotorblatts von Schmutz oder Eis geht beispielsweise aus US 8,062,431 B2 hervor. Zum Reinigen des Rotorblatts wird mithilfe einer Vielzahl von Hubarmen ein Sprühkopf entlang der Längsachse des Rotorblatts verfahren, wobei dieses mit einer Reinigungslösung besprüht wird.For example, a method of cleaning a rotor blade from dirt or ice is considered US 8,062,431 B2 out. To clean the rotor blade, a spray head is moved along the longitudinal axis of the rotor blade by means of a plurality of lift arms, whereby it is sprayed with a cleaning solution.

Eine Vorrichtung zum Enteisen der Rotorblätter einer Windkraftanlage ist aus DE 20 2013 007 350 U1 bekannt. Während der Drehung des Rotors durchlaufen die Rotorblätter eine Zone, in der sie beispielsweise mit einer Flüssigkeit gegen Vereisung besprüht oder mit einem heißen Luftstrom umblasen werden.A device for deicing the rotor blades of a wind turbine is off DE 20 2013 007 350 U1 known. During the rotation of the rotor, the rotor blades pass through a zone in which they are sprayed, for example with a liquid against icing or blown with a hot air flow.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Rotorblattenteisungsvorrichtung, ein Verfahren zum Enteisen einer Außenseite eines Rotorblatts einer Windkraftanlage sowie eine Verwendung einer schlauchförmigen Umhüllung anzugeben, welche eine Rotorblattenteisung von einer Außenseite des Rotorblatts her ermöglichen, wobei der konstruktive Aufwand möglichst gering gehalten werden soll.The object of the invention is to provide a rotor blade deicing device, a method for defrosting an outer side of a rotor blade of a wind turbine and a use of a tubular casing, which allow a rotor blade deicing from an outer side of the rotor blade forth, the design complexity should be kept as low as possible.

Die Aufgabe wird gelöst durch eine Rotorblattenteisungsvorrichtung, welche fortgebildet ist durch eine schlauchförmige Umhüllung und eine Warmluft-Heizvorrichtung, wobei die Umhüllung einen Innenraum zumindest teilweise umgibt und dazu eingerichtet ist, ein Rotorblatt einer Windkraftanlage zumindest abschnittsweise in dem Innenraum entlang einer Längsrichtung aufzunehmen, wobei die Umhüllung entlang der Längsrichtung bewegbar ist, und wobei die Warmluft-Heizvorrichtung dazu eingerichtet ist, in dem Innenraum der Umhüllung eine gegenüber einer Umgebungsatmosphäre der Umhüllung wärmere Innenatmosphäre bereitzustellen.The object is achieved by a rotor blade deicing device, which is further formed by a tubular casing and a hot air heater, wherein the envelope surrounds an interior at least partially and is adapted to receive a rotor blade of a wind turbine at least partially in the interior along a longitudinal direction, wherein the Envelope is movable along the longitudinal direction, and wherein the hot-air heating device is adapted to provide in the interior of the enclosure a relation to an ambient atmosphere of the envelope warmer inside atmosphere.

Im Kontext der vorliegenden Beschreibung wird unter einer Umhüllung, die entlang der Längsrichtung bewegbar ist, sowohl eine Umhüllung verstanden, welche als Ganzes in dieser Längsrichtung bewegbar ist, als auch eine Umhüllung, welche in der Längsrichtung ausfahrbar ist. Ferner wird unter einer Vorrichtung, welche weitere Elemente oder Bauteile aufweist, insbesondere eine Vorrichtung verstanden, welche die betreffenden Elemente oder Bauteile umfasst.In the context of the present description, an envelope which is movable along the longitudinal direction is understood to mean both an envelope which as a whole is movable in this longitudinal direction and a jacket which is extendible in the longitudinal direction. Furthermore, a device which has further elements or components, in particular a device which comprises the relevant elements or components.

Die Enteisung eines Rotorblatts von der Außenseite her und unter Verwendung von Warmluft ist schnell, effektiv, benötigt eine relativ geringe Heizleistung und ist auch bei starker Vereisung möglich. Durch die schlauchförmige Umhüllung wird die Warmluft in der Nähe des Rotorblatts gehalten und entweicht nicht ungenutzt in die Umgebung. Diese Maßnahme sorgt dafür, dass die für die Enteisung eingesetzte Energie sehr effizient genutzt wird. Die Warmluft, also Luft, die gegenüber der Umgebungsatmosphäre wärmer ist, also eine höhere Temperatur aufweist, umströmt die Außenseite des Rotorblatts, so dass das dort vorhandene Eis abschmilzt oder sich Eisstücke oder Eisbrocken von der Oberfläche des Rotorblatts lösen und herabfallen.The defrosting of a rotor blade from the outside and using hot air is fast, effective, requires a relatively low heat output and is possible even with heavy icing. The tubular enclosure keeps the warm air close to the rotor blade and does not escape into the environment unused. This measure ensures that the energy used for de-icing is used very efficiently. The hot air, so air, which is warmer compared to the ambient atmosphere, so has a higher temperature, flows around the outside of the rotor blade, so that the existing ice melts there or pieces of ice or chunks of ice from the surface of the rotor blade and fall fall.

Eine Vereisung der Rotorblätter einer Windkraftanlage beeinträchtigt die aerodynamischen Eigenschaften des Rotorblatts so stark, dass die Windkraftanlage relativ schnell nicht mehr betrieben werden kann bzw. sich selbst abschaltet. Die Rotorblattenteisungsvorrichtung gemäß Aspekten der Erfindung ist vor allem dazu vorgesehen, in Extremwetterlagen bei relativ selten auftretenden extremen Vereisungen der Rotorblätter das blattintegrierte Enteisungssystem zu unterstützen, und so einen längeren Stillstand der Anlage für den gegebenenfalls länger andauernden Zeitraum der Extremwetterlage zu vermeiden.Icing of the rotor blades of a wind turbine affects the aerodynamic properties of the rotor blade so strong that the wind turbine can not be operated relatively quickly or shuts itself off. The rotor blade deicing apparatus according to aspects of the invention is primarily intended to support in extreme weather situations with relatively rare extreme icing of the rotor blades, the leaf-integrated de-icing system, and thus to avoid a prolonged shutdown of the system for possibly longer lasting period of extreme weather.

Während der Enteisung befindet sich das Rotorblatt, an dem eine Enteisung durchgeführt wird, bevorzugt in einer Position, in der seine Längsachse bzw. seine Blattspitze im Wesentlichen senkrecht zum Horizont nach unten zeigt. Diese Position wird auch Y-Stellung genannt. Die Längsachse definiert die Rotorblattachse zwischen Blattwurzel an der Rotornabe und Blattspitze. Der Rotor der Windkraftanlage ist während der Enteisung zudem bevorzugt arretiert. Der Vorteil der Y-Stellung ist, dass sich von der Oberfläche des Rotorblatts lösendes Eis senkrecht nach unten fällt, während die in die Umhüllung eingebrachte warme Luft senkrecht nach oben steigt. Der Rotor wird in Y-Stellung gebracht, indem beispielsweise ein an dem Getriebe der Windkraftanlage angreifender Antrieb den Rotor verfährt oder durch Verstellung der Rotorblattanstellwinkel eine langsame Bewegung bzw. Rotation des Rotors erzeugt wird.During defrosting, the rotor blade on which defrosting is carried out is preferably in a position in which its longitudinal axis or its blade tip points downwards substantially perpendicular to the horizon. This position is also called the Y position. The longitudinal axis defines the rotor blade axis between blade root on the rotor hub and blade tip. The rotor of the wind turbine is also preferably locked during de-icing. The advantage of the Y position is that ice falling from the surface of the rotor blade falls vertically downwards, while the warm air introduced into the envelope rises vertically upwards. The rotor is brought into the Y position, for example, by a drive acting on the gearbox of the wind turbine drives the rotor or by adjusting the rotor blade pitch, a slow movement or rotation of the rotor is generated.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist ferner vorgesehen, dass zwei Rotorblätter parallel enteist werden, welche beispielsweise nacheinander eingerüstet werden. Mit anderen Worten also in den Innenraum der Umhüllung eingeführt werden. Bei diesem Vorgehen befindet sich der Rotor der Windkraftanlage in umgekehrter Y-Stellung. Sich von der Oberfläche der beiden Rotorblätter lösendes Eis fällt an den Blattspitzen der beiden jeweils schräg nach unten zeigenden Blätter herab. Vorteilhaft wird so der Enteisungsvorgang beschleunigt. According to a further advantageous embodiment, it is further provided that two rotor blades are deiced in parallel, which are, for example, scaffolded in succession. In other words, be introduced into the interior of the enclosure. In this procedure, the rotor of the wind turbine is in the reverse Y position. Ice which dissolves from the surface of the two rotor blades falls down at the blade tips of the two obliquely downward pointing blades. Advantageously, the defrosting process is accelerated.

Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Umhüllung dazu eingerichtet ist, das Rotorblatt in einer Profilebene wenigstens teilweise zu umschließen. Als Profilebene wird im Kontext der vorliegenden Beschreibung eine Ebene verstanden, die zumindest näherungsweise senkrecht zu der Längsrichtung des Rotorblatts orientiert ist. In einer bevorzugten Ausführungsform umschließt die Umhüllung das Rotorblatt in dieser Profilebene vollständig also um 360°. Die Umhüllung hat gemäß dieser Ausführungsform die Form eines Schlauches, welcher über das Rotorblatt gestülpt ist und sich zumindest entlang eines Abschnitts des Rotorblatts in dessen Längsrichtung erstreckt. Mithilfe einer solchen Umhüllung wird weitgehend vermieden, dass zum Enteisen eingesetzte Warmluft ungenutzt in die Umgebung entweicht. Dies erhöht die Energieeffizienz der Rotorblattenteisungsvorrichtung.According to an advantageous embodiment, it is provided that the envelope is adapted to at least partially enclose the rotor blade in a profile plane. In the context of the present description, the profile level is understood to be a plane which is oriented at least approximately perpendicular to the longitudinal direction of the rotor blade. In a preferred embodiment, the envelope completely surrounds the rotor blade in this profile plane by 360 °. The sheath according to this embodiment has the form of a tube, which is slipped over the rotor blade and extends at least along a portion of the rotor blade in the longitudinal direction thereof. With the help of such an envelope is largely avoided that used for defrosting hot air escapes into the environment unused. This increases the energy efficiency of the rotor blade deicing device.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist die Rotorblattenteisungsvorrichtung dadurch fortgebildet, dass die Umhüllung dazu eingerichtet ist, eine Profilvorderkante des Rotorblatts vollständig zu umschließen. In einer bevorzugten Ausführungsform die Profilvorderkante weniger als vollständig umschlossen.According to a further advantageous embodiment, the rotor blade deicing device is further developed in that the sheath is adapted to completely enclose a profile leading edge of the rotor blade. In a preferred embodiment, the profile leading edge less than completely enclosed.

Zumindest umschließt also die Umhüllung eine Rotorblattvorderkante. Bevorzugt ist vorgesehen, dass die Umhüllung mit der Oberfläche des Rotorblatts zumindest annähernd luftdicht abschließt. Es ist ferner bevorzugt vorgesehen, dass die Umhüllung halb offen, beispielsweise im Querschnitt U-förmig, ausgestaltet ist, so dass die Rotorblattvorderkante in der Umhüllung aufgenommen wird, ohne dass der von der Umhüllung zumindest teilweise umschlossene Innenraum vollständig abgeschlossen ist.So at least encloses the envelope a rotor blade leading edge. It is preferably provided that the envelope terminates at least approximately airtight with the surface of the rotor blade. It is further preferably provided that the envelope is half-open, for example, in cross-section U-shaped configured, so that the rotor blade leading edge is received in the enclosure without the at least partially enclosed by the enclosure interior is completely closed.

Die Enteisung der Profilvorderkante ist im Hinblick auf die Wiederherstellung der aerodynamischen Wirksamkeit des Rotorblatts besonders wichtig. Es ist unter Umständen nicht notwendig, das Rotorblatt vollständig zu enteisen, um dessen aerodynamische Wirksamkeit zumindest teilweise wieder herzustellen. Vorteilhaft wird so die für die Enteisung notwendige Energie minimiert.De-profiling the leading edge profile is particularly important in restoring aerodynamic efficiency of the rotor blade. It may not be necessary to completely defrost the rotor blade in order to at least partially restore its aerodynamic efficiency. Advantageously, the energy required for de-icing is minimized.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist ferner vorgesehen, dass die Umhüllung wärmeisolierend ausgefüllt ist. Insbesondere ist die Umhüllung aus einem wärmeisolierenden Material hergestellt, beispielsweise einem geschäumten Material. Gemäß weiteren Ausführungsbeispielen weist die Umhüllung eine luftgefüllte Zellenstruktur auf, welche aufgrund der in den Zellen eingeschlossenen Luftpolster ebenfalls wärmeisolierend wirkt. Die in den Innenraum der Umhüllung eingebrachte Wärmeenergie wird effizient genutzt, da infolge der Wärmeisolation der Anteil der Verlustwärme, welche durch die Wand der Umhüllung entweicht, minimiert wird.According to a further advantageous embodiment, it is further provided that the envelope is filled in a heat-insulating manner. In particular, the enclosure is made of a heat-insulating material, for example a foamed material. According to further embodiments, the enclosure has an air-filled cell structure, which also acts heat-insulating due to the air cushion enclosed in the cells. The introduced into the interior of the envelope heat energy is used efficiently, since due to the heat insulation, the proportion of heat loss, which escapes through the wall of the enclosure is minimized.

Die Rotorblattenteisungsvorrichtung ist ferner dadurch fortgebildet, dass die Umhüllung einen Warmluftzufuhranschluss zum Zuführen von Warmluft in den Innenraum aufweist, wobei der Warmluftzufuhranschluss an oder in einer äußeren Mantelfläche der Umhüllung vorhanden ist. Die Luftzuführung erfolgt von unten bzw. seitlich und ferner insbesondere möglichst nah an der Oberfläche des Rotorblatts bzw. im Bereich der Blattspitze, um Wärmeverluste zu minimieren.The rotor blade deicing apparatus is further developed by the enclosure having a hot air supply port for supplying hot air into the interior space, the hot air supply port being provided on or in an outer circumferential surface of the enclosure. The air supply takes place from below or laterally and furthermore in particular as close as possible to the surface of the rotor blade or in the region of the blade tip in order to minimize heat losses.

Insbesondere ist an einer Unterseite der Umhüllung eine Schmelzwasseraustrittsöffnung vorgesehen, durch welche das beim Abschmelzen der Vereisung auf der Oberfläche des Rotorblatts entstehende Kondenswasser aus der Umhüllung entweicht. Insbesondere ist die Unterseite der Umhüllung vollständig geöffnet, so dass durch diese Öffnung Schmelzwasser und Eisbrocken, welche sich von der Oberfläche des Rotorblatts lösen, die Umhüllung verlassen können. Die Anordnung des Warmluftzufuhranschlusses an der äußeren Mantelfläche der Umhüllung ermöglicht es, eine solche Austrittsöffnung entlang der vollständigen Unterseite der Umhüllung vorzusehen.In particular, a melt water outlet opening is provided on an underside of the envelope, through which the condensation water formed during the melting of the icing on the surface of the rotor blade escapes from the envelope. In particular, the underside of the envelope is completely open, so that melt water and chunks of ice, which detach from the surface of the rotor blade, can leave the envelope through this opening. The arrangement of the hot air supply port on the outer surface of the enclosure makes it possible to provide such an exit opening along the entire bottom of the enclosure.

Ferner weist die Rotorblattenteisungsvorrichtung bevorzugt einen Schmelzwasserauffangbehälter auf, welcher unterhalb der Umhüllung, beispielsweise am Boden und im Bereich des Fußes der Windkraftanlage, aufgestellt ist. Dieser Auffangbehälter nimmt Schmelzwasser und herabfallende Eisbrocken auf und verhindert, dass sich diese unkontrolliert am Fuß der Windkraftanlage verteilen.Furthermore, the rotor blade deicing apparatus preferably has a melt water collecting container, which is placed below the envelope, for example at the bottom and in the region of the foot of the wind power plant. This collection container absorbs meltwater and falling chunks of ice and prevents them from spreading uncontrollably at the base of the wind turbine.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Umhüllung den Innenraum an einer der Blattwurzel zugewandten Oberseite, insbesondere an allen Außenseiten, abschließt, wobei die Umhüllung einen mit einem Ausgang der Warmluft-Heizvorrichtung gekoppelten Warmluftzufuhranschluss und einen mit einem Eingang der Warmluft-Heizvorrichtung gekoppelten Warmluftrückführanschluss aufweist, so dass im Innenraum der Umhüllung eine bevorzugt geschlossene Warmluftzirkulation bereitstellbar ist.According to a further embodiment, it is provided that the enclosure closes the interior space at an upper side facing the blade root, in particular at all outer sides, the enclosure having a hot air supply connection coupled to an outlet of the hot air heating device and a warm air return connection coupled to an input of the warm air heating device has, so that in the interior of the Enclosure a preferred closed hot air circulation can be provided.

Die Umhüllung umfasst ferner bevorzugt einen Mantel sowie eine sich daran anschließende Oberseite und Unterseite. Der Innenraum ist von dem Mantel, der Ober- und Unterseite vollständig umschlossen, wobei, sofern die Umhüllung das Rotorblatt lediglich abschnittsweise umschließt, in der Ober- und/oder Unterseite zumindest eine Durchtrittsöffnung für das Rotorblatt vorgesehen ist. An der Stelle, an der das Rotorblatt durch die Ober- bzw. Unterseite hindurchtritt, ist ferner bevorzugt eine Abdichtung zwischen der Umhüllung und der Oberfläche des Rotorblatts vorgesehen. Diese ist beispielsweise durch ein elastisches Element realisiert. Gemäß weiterer Ausführungsbeispiele ist vorgesehen, dass die Umhüllung mit der Oberfläche des Rotorblatts abschließt, weil im Bereich der Oberseite der Umhüllung Druckluftkammern vorgesehen sind, welche nach Beaufschlagung mit einem Überdruck sich an die Oberfläche des Rotorblatts anschmiegen. Ferner ist insbesondere vorgesehen, dass eine Seilzugeinrichtung oder ähnliches im Bereich der Oberseite der Umhüllung vorhanden ist, um diese gegenüber der Oberseite des Rotorblatts abzudichten. Gleiches gilt für die Unterseite der Umhüllung. Selbstverständlich ist auch bei einer solchen Umhüllung optional eine Austrittsöffnung vorhanden, durch welche Schmelzwasser oder sich von der Oberfläche des Rotorblatts lösende Eisbrocken die Umhüllung verlassen können. Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel umfasst die Rotorblattenteisungsvorrichtung eine Führungsvorrichtung, beispielsweise in Form eines Eisschlauches, welcher sich ausgehend von der Austrittsöffnung beispielsweise bis in die Nähe des Bodens im Bereich des Fußes der Windkraftanlage erstreckt, wo sich ferner beispielsweise der Schmelzwasserauffangbehälter befindet. So werden herabfallendes Eis oder Eisbrocken direkt in den Schmelzwasserauffangbehälter geleitet, ohne dass damit eine Gefährdung einhergeht.The sheath further preferably comprises a sheath and an adjoining top and bottom. The interior is completely enclosed by the shell, the top and bottom, wherein, if the envelope encloses the rotor blade only partially, at least one passage opening for the rotor blade is provided in the top and / or bottom. At the point where the rotor blade passes through the top or bottom, it is also preferable to provide a seal between the envelope and the surface of the rotor blade. This is realized for example by an elastic element. According to further embodiments, it is provided that the enclosure closes with the surface of the rotor blade, because compressed air chambers are provided in the region of the upper side of the envelope, which after contact with an overpressure conform to the surface of the rotor blade. Furthermore, provision is made in particular for a cable pulling device or the like to be present in the region of the upper side of the casing in order to seal it against the upper side of the rotor blade. The same applies to the underside of the cladding. Of course, even with such a cover optionally an outlet opening is present, through which melt water or from the surface of the rotor blade dissolving chunks of ice can leave the enclosure. According to a further embodiment, the rotor blade deicing device comprises a guide device, for example in the form of an ice hose, which extends from the outlet opening, for example, to the vicinity of the ground in the region of the foot of the wind turbine, where, for example, the melt water collection container is located. So falling ice or chunks of ice are passed directly into the meltwater collection container, without any risk being involved.

Wird durch die Umhüllung ein gegenüber der Umgebungsatmosphäre zumindest im Wesentlichen abgeschlossener Innenraum geschaffen, so stellt sich eine Warmluftzirkulation in diesem Innenraum ein. Der Anteil der Wärmeenergie, der ungenutzt in die Umgebungsatmosphäre entweicht, wird weiter verringert. Vorteilhaft ist der Betrieb der Enteisungsvorrichtung mit einem geschlossenen Warmluftzirkulationskreislauf also besonders energieeffizient. Es wird ferner die Möglichkeit geschaffen, relativ hohe Temperaturen im Innenraum zu erzeugen, so dass der Enteisungsvorgang rasch vonstattengeht.If an interior space which is at least essentially closed relative to the ambient atmosphere is created by the enclosure, a warm air circulation is established in this interior space. The proportion of heat energy that escapes unused into the ambient atmosphere is further reduced. Advantageously, the operation of the de-icer with a closed hot air circulation circuit is therefore particularly energy-efficient. It also provides the ability to generate relatively high temperatures in the interior, so that the deicing process is carried out quickly.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist vorgesehen, dass eine von dem Innenraum separate Warmluftrückführleitung vorhanden ist, welche insbesondere im Innenraum der Umhüllung verläuft und sich weiterhin insbesondere zumindest abschnittsweise in Längsrichtung erstreckt. Es ist ferner insbesondere vorgesehen, dass die Warmluftrückführleitung mit dem Warmluftrückführanschluss gekoppelt ist. Ferner erstreckt sich die Warmluftrückführleitung bevorzugt entlang des überwiegenden Teils einer Abmessung der Umhüllung in deren Längsrichtung.According to a further advantageous embodiment it is provided that a separate from the interior warm air return line is present, which extends in particular in the interior of the enclosure and further extends in particular at least partially in the longitudinal direction. It is further provided, in particular, that the warm air return line is coupled to the warm air return connection. Furthermore, the warm air return line preferably extends along the predominant part of a dimension of the envelope in its longitudinal direction.

Es ist gemäß einer weiteren Ausführungsform vorgesehen, dass die Warmluftrückführleitung zwischen einem oberen Endbereich und einem unteren Endbereich der Umhüllung verläuft. Der obere und der untere Endbereich der Umhüllung liegen einander in Längsrichtung gegenüber. Dabei weist der obere Endbereich der Umhüllung das obere Freiende der Umhüllung und entsprechend der untere Endbereich ein unteres Freiende der Umhüllung auf. Es wird die Möglichkeit geschaffen, dem Innenraum im oberen Endbereich Warmluft zu entziehen und zum erneuten Aufheizen zu der Warmluft-Heizvorrichtung zuzuführen. Die Rückführung der Warmluft durch eine im Innenraum der Umhüllung verlaufende Warmluftrückführleitung ist besonders effizient, da Wärmeverluste der Warmluftrückführleitung dem Innenraum der Umhüllung zugeführt werden, und damit für die Enteisung des Rotorblatts nicht verloren gehen.It is provided according to a further embodiment that the warm air return line extends between an upper end region and a lower end region of the casing. The upper and lower end portions of the sheath face each other longitudinally. In this case, the upper end region of the casing has the upper free end of the casing and, corresponding to the lower end region, a lower free end of the casing. It is created the possibility to escape the interior in the upper end of warm air and supply for reheating to the hot air heater. The return of the hot air through a running in the interior of the enclosure hot air return line is particularly efficient, since heat losses of the hot air return line are supplied to the interior of the enclosure, and thus not lost for the deicing of the rotor blade.

Die Rotorblattenteisungsvorrichtung ist ferner dadurch fortgebildet, dass die Umhüllung doppelwandig ausgeführt ist und eine Innenwand und eine Außenwand aufweist, wobei zwischen der Innen- und Außenwand zumindest eine Luftkammer vorhanden ist, und wobei insbesondere diese Luftkammer als Warmluftrückführleitung ausgebildet ist.The rotor blade deicing device is further developed by the fact that the envelope is double-walled and has an inner wall and an outer wall, wherein between the inner and outer wall at least one air chamber is present, and in particular this air chamber is designed as a hot air return line.

Eine doppelwandige Ausführung der Umhüllung erlaubt es einerseits, diese wärmeisolierend auszuführen. Andererseits ist es möglich, die zwischen der Innen- und Außenwand eingeschlossene Luftkammer nicht nur als Wärmeisolierung, sondern gleichzeitig als Wärmerückführleitung zu nutzen.A double-walled design of the envelope allows on the one hand to perform this heat-insulating. On the other hand, it is possible to use the enclosed between the inner and outer wall air chamber not only as a thermal insulation, but at the same time as a heat recovery line.

Insbesondere ist dabei vorgesehen, dass in einem oberen Endbereich zumindest eine Verbindungsöffnung zwischen dem Innenraum und der zwischen der Innen- und Außenwand eingeschlossenen Luftkammer vorgesehen ist, so dass über die als Wärmerückführleitung ausgebildete Luftkammer aus dem oberen Endbereich der Umhüllung Warmluft entzogen werden kann.In particular, it is provided that in an upper end region, at least one connection opening between the interior and the enclosed between the inner and outer wall air chamber is provided so that hot air can be withdrawn from the upper end of the enclosure over the air chamber formed as a heat return line.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Umhüllung und die Warmluft-Heizvorrichtung als eine gemeinsame Baueinheit ausgestaltet sind. Vorteilhaft ist diese gemeine Baueinheit gut handhabbar und kann außerdem beispielsweise über eine Hebevorrichtung insgesamt in die Nähe des Rotorblatts zur Enteisung des Rotorblatts verbracht werden. Somit sind die Verbindungsleitungen zwischen der Warmluft-Heizvorrichtung und der Umhüllung besonders kurz, so dass die auf diesen Verbindungsleitungen auftretenden Wärmeverluste gering ausfallen. Es ist ebenfalls möglich, auf die Verbindungsleitungen vollständig zu verzichten.According to a further embodiment, it is provided that the enclosure and the hot-air heating device are designed as a common structural unit. Advantageously, this common unit is easy to handle and can also be spent, for example via a lifting device in total in the vicinity of the rotor blade for de-icing of the rotor blade. Thus, the Connecting lines between the hot air heater and the enclosure particularly short, so that the heat losses occurring on these connecting lines turn out low. It is also possible to completely dispense with the connecting lines.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist die Rotorblattenteisungsvorrichtung dadurch fortgebildet, dass sie eine Hebevorrichtung zum Anheben der schlauchförmigen Umhüllung, insbesondere zum Anheben der gemeinsamen Baueinheit, aufweist, wobei die Hebevorrichtung ferner insbesondere an einer Tragstruktur und/oder an einer Gondel und/oder an einer Rotornabe der Windkraftanlage befestigt und in Längsrichtung bewegbar ist.According to a further embodiment, the rotor blade deicing device is further developed in that it comprises a lifting device for lifting the tubular casing, in particular for lifting the common structural unit, wherein the lifting device further in particular on a support structure and / or on a nacelle and / or on a rotor hub Wind turbine attached and movable in the longitudinal direction.

Als Hebevorrichtung dient beispielsweise ein Kran oder ein Mobilkran. Es ist ebenso vorgesehen, die Umhüllung mithilfe eines an der Tragstruktur, beispielsweise an einem Turm, der Windkraftanlage vorhandenen Schienensystems zu bewegen. Entlang eines solchen Schienensystems wird eine Halterung verfahren, welche mit der schlauchförmigen Umhüllung verbunden ist, so dass durch Verfahren dieser Halterung die schlauchförmige Umhüllung über das Rotorblatt entlang seiner Längsrichtung geschoben wird. Ähnlich arbeitet ein bevorzugt vorgesehenes Seilsystem, welches beispielsweise an der Rotornabe und/oder der Gondel vorhanden ist und es gestattet, die Umhüllung ähnlich einer Arbeitsplattform, entlang des Rotorblatts zu verfahren, insbesondere die Umhüllung über das Rotorblatt zu ziehen.As a lifting device is for example a crane or a mobile crane. It is also envisaged to move the enclosure by means of a rail system provided on the support structure, for example on a tower, of the wind turbine. Along such a rail system, a holder is moved, which is connected to the tubular casing, so that by moving this holder the tubular casing is pushed over the rotor blade along its longitudinal direction. Similarly, a preferred provided cable system, which is present for example on the rotor hub and / or the nacelle and allows to move the envelope similar to a working platform, along the rotor blade, in particular to pull the sheath over the rotor blade.

Auch fliegende Systeme sind bevorzugt vorgesehen, sie dienen ebenfalls dazu, die Umhüllung über das Rotorblatt zu ziehen bzw. in der gewünschten Position zu halten. Denkbar sind beispielsweise ferngesteuerte Quadrocopter (Drohnen) oder nach dem archimedischen Prinzip arbeitende Systeme. Beispielsweise ist die Umhüllung mit kleinen Fesselballons, beispielsweise heliumgefüllten Ballons, verbunden. Diese ziehen die Umhüllung nach oben. An der Unterseite der Umhüllung sind beispielsweise Fesselseile vorgesehen, welche im Boden verankert sind, so dass die Umhüllung in der gewünschten Position entlang der Längsrichtung des Rotorblatts gehalten ist.Also, flying systems are preferably provided, they also serve to pull the envelope over the rotor blade or to keep in the desired position. For example, remotely controlled quadrocopters (drones) or systems operating according to the Archimedean principle are conceivable. For example, the wrapper is connected to small tethered balloons, such as helium-filled balloons. These pull the envelope upwards. On the underside of the envelope, for example, shackles are provided, which are anchored in the ground, so that the sheath is held in the desired position along the longitudinal direction of the rotor blade.

Es ist ebenfalls möglich, ein teleskopartiges Gestänge oder eine Art Ziehharmonika-System vorzusehen, um beispielsweise ausgehend von einem unterhalb des Rotorblatts platzierten Servicefahrzeug die Umhüllung in Längsrichtung des Rotorblatts von der Blattspitze in Richtung der Blattwurzel über das Rotorblatt hinwegzuführen. Ist die Umhüllung doppelwandig ausgeführt, so befindet sich in dem zwischen Innen- und Außenwand eingeschlossenen Raum zumindest eine Luftkammer, welche insbesondere als Druckkammer ausgebildet ist. Indem diese Druckkammer, insbesondere eine Vielzahl von ferner insbesondere miteinander verbundenen Druckkammern, mit Überdruck beaufschlagt wird, wird eine Umhüllung bereitgestellt, welche sich mit steigendem Innendruck selbst entfaltet und so in Längsrichtung über das Rotorblatt hinwegfährt.It is also possible to provide a telescopic linkage or a kind of concertina system in order, for example, to pass the envelope in the longitudinal direction of the rotor blade from the blade tip in the direction of the blade root over the rotor blade, starting from a service vehicle placed below the rotor blade. If the casing is double-walled, at least one air chamber, which is designed in particular as a pressure chamber, is located in the space enclosed between the inner and outer walls. By this pressure chamber, in particular a plurality of further particularly interconnected pressure chambers, is acted upon by pressure, a sheath is provided, which unfolds itself with increasing internal pressure and thus passes over in the longitudinal direction over the rotor blade.

Weiterhin ist es möglich, die Umhüllung als hängendes System auszuführen. Gemäß einer Ausführungsform wird die Umhüllung, die in diesem Fall insbesondere als in der Profilebene verbindbar, ferner insbesondere mittels Seilen oder Klettverschlüssen, ausgeführt ist, am Übergang von der Rotornabe bzw. der Rotornabenverkleidung zum Rotorblatt, an einem sogenannten Regenabscheider, angebracht. Vorzugsweise wird die Umhüllung als temporäre Einrichtung von einem Servicemonteur bei einem senkrecht nach oben zeigenden Rotorblatt, aus Sicherheitsgründen bevorzugt im arretierten Zustand des Rotors, um den Rotorblattquerschnitt in Höhe der Blattwurzel gelegt und befestigt. Bei einer anschließenden Drehung des Rotors, beispielsweise in die Y-Stellung, entfaltet sich die Umhüllung durch Einwirkung der Schwerkraft „von selbst”.Furthermore, it is possible to carry out the wrapping as a hanging system. According to one embodiment, the envelope, which in this case can be connected in particular as being connectable in the profile plane, furthermore, in particular by means of ropes or hook-and-loop fasteners, is attached at the transition from the rotor hub or the rotor hub lining to the rotor blade to a so-called rain separator. Preferably, the envelope is placed as a temporary device by a Servicemonteur at a vertically upward-pointing rotor blade, for safety reasons, preferably in the locked state of the rotor, around the rotor blade cross-section at the height of the blade root and fixed. In a subsequent rotation of the rotor, for example in the Y position, the envelope unfolds by the action of gravity "by itself".

Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist vorgesehen, dass für jedes Rotorblatt der Windkraftanlage eine Umhüllung im Bereich der Blattwurzel oder der Rotornabe, vorzugsweise als permanente Installation, vorgesehen ist. Diese wird beispielsweise über ein Seilsystem von der Blattwurzel oder der Rotornabe über das zugehörige Rotorblatt abgelassen, bevorzugt in einer Position des Rotors, in der das Rotorblatt senkrecht zum Boden zeigt. Bei einem solchen System wird die Warmluft-Heizvorrichtung vorzugsweise in der Rotornabe, in der Gondel und/oder in der Tragstruktur vorgesehen bzw. angebracht. Ferner vorzugsweise sieht diese Variante vor, dass nur eine einzige Warmluft-Heizvorrichtung vorhanden ist. Diese wird sequenziell, also nacheinander, für alle Rotorblätter der Windkraftanlage genutzt.According to a further embodiment it is provided that for each rotor blade of the wind turbine, an enclosure in the region of the blade root or the rotor hub, preferably as a permanent installation, is provided. This is discharged, for example via a cable system from the blade root or the rotor hub on the associated rotor blade, preferably in a position of the rotor, in which the rotor blade is perpendicular to the ground. In such a system, the hot air heater is preferably provided in the rotor hub, in the nacelle and / or in the support structure. Furthermore, this variant preferably provides that only a single hot-air heating device is present. This is used sequentially, ie sequentially, for all rotor blades of the wind turbine.

Die Umhüllung ist im Querschnitt wenigstens teilweise kreisförmig ausgebildet, bevorzugt ist sie kreisrund oder oval. Sie ist mit anderen Worten beispielsweise zylindrisch ausgestaltet. Es ist ebenso vorgesehen, dass die Umhüllung kegelförmig ausgestaltet sein kann. Auch ein eckiger, beispielsweise quadratischer, Querschnitt oder eine Kombination aus den genannten geometrischen Formen ist bevorzugt für die Umhüllung vorgesehen.The envelope is at least partially circular in cross-section, preferably it is circular or oval. In other words, it is cylindrical, for example. It is also envisaged that the envelope may be configured cone-shaped. Also, an angular, for example, square, cross-section or a combination of said geometric shapes is preferably provided for the enclosure.

Eine Abmessung der Umhüllung in Längsrichtung des Rotorblatts beträgt beispielsweise fünf Meter oder zumindest fünf Meter. Die Umhüllung ist ferner so ausgestaltet, dass ihre Abmessung in Längsrichtung in etwa einem Drittel oder zumindest einem Drittel der Länge zwischen Blattspitze und Blattwurzel des Rotorblatttyps beträgt, für das sie vorgesehen ist Der Innendurchmesser der Umhüllung ist so gewählt, dass die Umhüllung ohne Gefahr der Beschädigung über das Rotorblatt bewegt werden kann, andererseits aber möglichst nah am Blatt-Profil anliegt, damit nicht unnötig viel Luft erwärmt werden muss. Beispielsweise werden die äußeren 2/3 des Rotorblatts enteist, die für die aerodynamische Wirksamkeit des Rotorblatts besonders wichtig sind. Ferner ist insbesondere vorgesehen, dass sich im Innenraum der Umhüllung ein zusätzliches Gebläse befindet, welches eine Konvektion der Warmluft im Innenraum bewirkt. Die Oberfläche des Rotorblatts wird mit Warmluft umspült, so dass der Enteisungsvorgang besonders effizient geschieht. Die zuvor genannten Aspekte betreffen vorteilhaft alle Ausführungsformen.A dimension of the envelope in the longitudinal direction of the rotor blade is for example five meters or at least five meters. The sheath is further configured such that its longitudinal dimension is about one-third or at least one-third the length between the blade tip and blade root of the rotor blade type for which it is intended to be the inner diameter of the sheath chosen so that the envelope can be moved over the rotor blade without risk of damage, but on the other hand as close as possible to the blade profile, so that not unnecessarily much air must be heated. For example, the outer 2/3 of the rotor blade are deiced, which are particularly important for the aerodynamic efficiency of the rotor blade. Furthermore, it is provided in particular that in the interior of the enclosure there is an additional fan, which causes a convection of the hot air in the interior. The surface of the rotor blade is lapped with hot air, so that the defrosting process is particularly efficient. The aforementioned aspects advantageously relate to all embodiments.

In einer bevorzugten Ausführungsform ist die Rotorblattenteisungsvorrichtung dadurch gekennzeichnet, dass eine Abmessung der Umhüllung in Längsrichtung des Rotorblatts geringer als eine Abmessung des Rotorblatts in Längsrichtung ist. Durch die kürzere Ausführung der Umhüllung wird ein in Längsrichtung abschnittsweises Enteisen ermöglicht, sodass die bevorzugt zu enteisenden Stellen des Rotorblatts, bspw. in Längsrichtung die äußeren 2/3 des Rotorblatts, priorisiert enteist werden.In a preferred embodiment, the rotor blade deicing device is characterized in that a dimension of the casing in the longitudinal direction of the rotor blade is less than a dimension of the rotor blade in the longitudinal direction. Due to the shorter design of the envelope, a defrosting in the longitudinal direction is made possible, so that the preferred areas of the rotor blade to be defrosted, for example in the longitudinal direction, the outer 2/3 of the rotor blade, prioritized de-iced.

Die Aufgabe wird ferner gelöst durch ein Verfahren zum Enteisen einer Außenseite eines Rotorblatts einer Windkraftanlage, wobei das Verfahren durch die folgenden Schritte fortgebildet ist:

– Bereitstellen einer schlauchförmigen Umhüllung,
– Einführen zumindest eines Abschnitts des Rotorblatts entlang seiner Längsrichtung in einen von der schlauchförmigen Umhüllung umgebenen Innenraum,
– Bereitstellen einer Warmluft-Heizvorrichtung und
– Erwärmen des Innenraums, so dass im Innenraum eine gegenüber einer Umgebungsatmosphäre der Umhüllung wärmere Innenatmosphäre bereitgestellt wird.

The object is further achieved by a method for deicing an outside of a rotor blade of a wind turbine, the method being developed by the following steps:

Providing a tubular casing,
Inserting at least a portion of the rotor blade along its longitudinal direction into an interior space surrounded by the tubular enclosure,
- Provide a hot air heater and
Heating the interior, so that in the interior a warmer against an ambient atmosphere of the enclosure inner atmosphere is provided.

Auf das Verfahren zum Enteisen der Außenseite des Rotorblatts treffen gleiche oder ähnliche Vorteile zu, die bereits im Hinblick auf die Rotorblattenteisungsvorrichtung erwähnt wurden. Zur Vermeidung von Wiederholungen wird auf eine erneute Vorstellung verzichtet.The method for de-icing the outside of the rotor blade has the same or similar advantages as already mentioned with regard to the rotor blade de-icing device. To avoid repetition is waived a new idea.

Das erfindungsgemäße Verfahren ist dadurch fortgebildet, dass die Umhüllung den Innenraum an einer der Blattwurzel zugewandten Oberseite abschließt, insbesondere an allen Außenseiten abschließt, und die Umhüllung einen mit einem Ausgang der Warmluft-Heizvorrichtung gekoppelten Warmluftzufuhranschluss und einen mit einem Eingang der Warmluft-Heizvorrichtung gekoppelten Warmluftrückführanschluss aufweist, wobei von dem Ausgang der Warmluft-Heizvorrichtung erwärmte Luft über den Warmluftzufuhranschluss dem Innenraum zugeführt und über den Warmluftrückführanschluss erkaltete Luft der Warmluft-Heizvorrichtung zugeführt wird, so dass sich im Innenraum der Umhüllung eine Warmluftzirkulation in einem geschlossenen Kreislauf einstellt.The method according to the invention is further developed in that the envelope closes off the interior space at an upper side facing the blade root, in particular on all outer sides, and the enclosure encloses a hot air supply connection coupled to an outlet of the hot air heating device and a hot air return connection coupled to an input of the hot air heating device wherein heated from the output of the hot air heater heated air via the hot air supply port to the interior and over the warm air return port cooled air is supplied to the hot air heater, so that adjusts a warm air circulation in a closed circuit in the interior of the enclosure.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist vorgesehen, dass erkaltete Luft über eine von dem Innenraum separate Warmluftrückführleitung zurückgeführt wird, wobei dem Innenraum über diese Warmluftrückführleitung Luft entzogen wird. Insbesondere ist ferner vorgesehen, dass eine von dem Innenraum separate Warmluftrückführleitung vorhanden ist, und dem Innenraum über diese Warmluftrückführleitung Luft entzogen wird.According to a further embodiment, it is provided that cooled air is returned via a separate from the interior warm air return line, wherein the interior of this hot air return line air is withdrawn. In particular, it is further provided that a separate from the interior warm air return line is present, and the interior of this hot air return line air is withdrawn.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens ist vorgesehen, dass eine Abmessung der Umhüllung in Längsrichtung des Rotorblatts geringer als eine Abmessung des Rotorblatts in Längsrichtung ist, wobei eine Enteisung des Rotorblatts durch wiederholte Durchführung der folgenden Schritte durchgeführt wird: Positionieren der Umhüllung, so dass diese das Rotorblatt in Längsrichtung abschnittsweise umschließt; Erwärmen des Innenraums der Umhüllung.According to a further advantageous embodiment of the method according to the invention, it is provided that a dimension of the envelope in the longitudinal direction of the rotor blade is less than a dimension of the rotor blade in the longitudinal direction, wherein defrosting of the rotor blade is carried out by repeatedly performing the following steps: positioning the envelope so that this surrounds the rotor blade in sections in the longitudinal direction; Heating the interior of the enclosure.

Die vorstehend genannten Ausführungsformen des Verfahrens zur Enteisung können analog in einer erfindungsgemäßen Rotorblattenteisungsvorrichtung Anwendung finden.The abovementioned embodiments of the method for deicing can be used analogously in a rotor blade deicing device according to the invention.

Die erfindungsgemäße Aufgabe wird ferner gelöst durch die Verwendung einer schlauchförmigen Umhüllung in einer Rotorblattenteisungsvorrichtung nach einem oder mehreren der genannten Ausführungsbeispiele.The object of the invention is also achieved by the use of a tubular casing in a rotor blade deicing device according to one or more of the said embodiments.

Auf die Verwendung gemäß Aspekten der Erfindung treffen gleiche oder ähnliche Vorteile zu, wie sie bereits im Hinblick auf die Rotorblattenteisungsvorrichtung erwähnt wurden, so dass auf eine erneute Nennung verzichtet wird.The use according to aspects of the invention has the same or similar advantages as already mentioned with regard to the rotor blade de-icing device, so that no further mention is made.

Weitere Merkmale der Erfindung werden aus der Beschreibung erfindungsgemäßer Ausführungsformen zusammen mit den Ansprüchen und den beigefügten Zeichnungen ersichtlich. Erfindungsgemäße Ausführungsformen können einzelne Merkmale oder eine Kombination mehrerer Merkmale erfüllen.Further features of the invention will become apparent from the description of embodiments according to the invention together with the claims and the accompanying drawings. Embodiments of the invention may satisfy individual features or a combination of several features.

Die Erfindung wird nachstehend ohne Beschränkung des allgemeinen Erfindungsgedankens anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben, wobei bezüglich aller im Text nicht näher erläuterten erfindungsgemäßen Einzelheiten ausdrücklich auf die Zeichnungen verwiesen wird. Es zeigen:The invention will be described below without limiting the general inventive idea by means of embodiments with reference to the drawings, reference being expressly made to the drawings with respect to all in the text unspecified details of the invention. Show it:

1 eine Windkraftanlage mit einer Rotorblattenteisungsvorrichtung in vereinfachter, schematischer und perspektivischer Darstellung, 1 a wind turbine with a rotor blade deicing device in a simplified, schematic and perspective view,

2 eine Rotorblattenteisungsvorrichtung in einer vereinfachten schematischen Frontalansicht einer Windkraftanlage, 2 a rotor blade deicing device in a simplified schematic frontal view of a wind turbine,

3 und 4 vereinfachte schematische Ansichten weiterer Rotorblattenteisungsvorrichtungen, 3 and 4 simplified schematic views of other rotor blade deicing devices,

5 eine weitere Windkraftanlage mit einer Rotorblattenteisungsvorrichtung in vereinfachter, schematischer und perspektivischer Darstellung und 5 another wind turbine with a rotor blade deicing device in a simplified, schematic and perspective view and

6 eine schematisch vereinfachte Ansicht einer Rotorblattenteisungsvorrichtung in einer Profilebene des Rotorblatts. 6 a schematically simplified view of a rotor blade deicing device in a profile plane of the rotor blade.

In den Zeichnungen sind jeweils gleiche oder gleichartige Elemente und/oder Teile mit denselben Bezugsziffern versehen, so dass von einer erneuten Vorstellung jeweils abgesehen wird.In the drawings, the same or similar elements and / or parts are provided with the same reference numerals, so that apart from a new idea each.

1 zeigt in vereinfachter, schematischer und perspektivischer Ansicht eine Windkraftanlage 2 umfassend eine Tragstruktur 4, beispielsweise einen Turm, ein Maschinenhaus 6 und einen Rotor 8. Der Rotor 8 weist beispielhaft drei Rotorblätter 10 auf, welche sich jeweils zwischen ihrer Blattwurzel 12 und ihrer Blattspitze 14 entlang einer Längsrichtung L erstrecken. Die Rotorblätter 10 sind mit ihren Blattwurzeln 12 an einer Rotornabe 16 befestigt. Die dargestellte Windkraftanlage 2 befindet sich im arretierten Zustand in einer sogenannten Y-Stellung, wobei eines ihrer Rotorblätter 10 mit seiner Längsachse und Blattspitze zumindest näherungsweise senkrecht nach unten zeigt. Mit anderen Worten ist die Längsrichtung L dieses Rotorblatts 10 zumindest näherungsweise in Schwerkraftrichtung orientiert. 1 shows in simplified, schematic and perspective view of a wind turbine 2 comprising a support structure 4 For example, a tower, a machine house 6 and a rotor 8th , The rotor 8th exemplifies three rotor blades 10 on each one between their leaf roots 12 and its tip 14 extend along a longitudinal direction L. The rotor blades 10 are with their leaf roots 12 on a rotor hub 16 attached. The illustrated wind turbine 2 is in the locked state in a so-called Y-position, with one of its rotor blades 10 with its longitudinal axis and blade tip at least approximately vertically pointing downwards. In other words, the longitudinal direction L of this rotor blade 10 oriented at least approximately in the direction of gravity.

Ferner ist in 1 eine Rotorblattenteisungsvorrichtung 18 dargestellt, welche eine schlauchförmige Umhüllung 20, eine Warmluft-Heizvorrichtung 22 sowie eine Hebevorrichtung 24 aufweist. Die schlauchförmige Umhüllung 20 ist beispielhaft im Querschnitt zumindest näherungsweise kreisrund und weist die Form eines Hohlzylinders auf. Eine Wand bzw. Mantelfläche der schlauchförmigen Umhüllung 20 ist beispielsweise aus einem Kunststoffmaterial hergestellt. Bevorzugt ist die Umhüllung 20 wärmeisolierend ausgeführt. Zu diesem Zweck kommt insbesondere ein geschäumtes Kunststoffmaterial zum Einsatz. Die Warmluft-Heizvorrichtung 22 ist beispielsweise ein Warmluftgebläse, welches mittels eines geeigneten Energieträgers, z. B. Gas oder Strom, Umgebungsluft erhitzt und über eine Warmluftzufuhrleitung 26 einem von der schlauchförmigen Umhüllung 20 umschlossenen Innenraum 28 zuführt. Zu diesem Zweck weist die Umhüllung 20 einen Warmluftzufuhranschluss 30 auf, welcher an oder in einer äußeren Mantelfläche der Umhüllung 20 vorhanden ist.Furthermore, in 1 a rotor blade deicing device 18 represented, which a tubular envelope 20 , a hot air heater 22 and a lifting device 24 having. The tubular casing 20 is exemplary in cross section at least approximately circular and has the shape of a hollow cylinder. A wall or lateral surface of the tubular casing 20 is made of a plastic material, for example. Preferably, the envelope 20 thermally insulating executed. For this purpose, in particular a foamed plastic material is used. The hot air heater 22 For example, is a hot air blower, which by means of a suitable energy source, eg. As gas or electricity, ambient air heated and a hot air supply line 26 one of the tubular cladding 20 enclosed interior 28 supplies. For this purpose, the wrapping 20 a hot air supply connection 30 on, which on or in an outer circumferential surface of the enclosure 20 is available.

Die Umhüllung 20 umgibt den Innenraum 28 zumindest teilweise, in 1 ist die Umhüllung 20 an ihrer Oberseite 32 und an ihrer Unterseite 34 geöffnet. In einer Profilebene P des Rotorblatts 10, mit anderen Worten in einer Ebene zumindest näherungsweise senkrecht zu der Längsrichtung L des Rotorblatts 10, umschließt die Umhüllung 20 das Rotorblatt 10 jedoch vollständig. In Längsrichtung L ist das Rotorblatt 10 zumindest abschnittsweise in der Umhüllung 20 aufgenommen, erstreckt sich also zumindest abschnittsweise in den von der Umhüllung 20 umschlossenen Innenraum 28. Die Abmessung A der Umhüllung 20 in Längsrichtung L des Rotorblatts 10 beträgt beispielsweise 2/3 der Abmessung des Rotorblatts 10 in seiner Längsrichtung L. Die Abmessung des Rotorblatts 10 wird zwischen der Blattwurzel 12 und der Blattspitze 14 gemessen. Es ist ferner vorgesehen, dass die Länge der Umhüllung 20 in Längsrichtung L deutlich kürzer gewählt wird, beispielsweise lediglich 5 m.The serving 20 surrounds the interior 28 at least partially, in 1 is the serving 20 at its top 32 and at their bottom 34 open. In a profile plane P of the rotor blade 10 in other words in a plane at least approximately perpendicular to the longitudinal direction L of the rotor blade 10 encloses the cladding 20 the rotor blade 10 however completely. In the longitudinal direction L is the rotor blade 10 at least partially in the envelope 20 taken so extends at least partially in the of the enclosure 20 enclosed interior 28 , The dimension A of the envelope 20 in the longitudinal direction L of the rotor blade 10 For example, is 2/3 of the size of the rotor blade 10 in its longitudinal direction L. The dimension of the rotor blade 10 is between the leaf root 12 and the blade tip 14 measured. It is further contemplated that the length of the enclosure 20 is chosen significantly shorter in the longitudinal direction L, for example, only 5 m.

Die Heizvorrichtung 22 ist dazu eingerichtet, in dem Innenraum 28 eine gegenüber einer Umgebungsatmosphäre der Umhüllung 20, also der Umgebungsluft, wärmere Innenatmosphäre bereitzustellen. Mit anderen Worten stellt die Warmluft-Heizvorrichtung 22 hinreichend warme Luft bereit und führt diese über die Warmluftzufuhrleitung 26 und dem Warmluftzufuhranschluss 30 dem Innenraum 28 der Umhüllung 20 zu, so dass auf einer Oberfläche des Rotorblatts 10 vorhandenes Eis abschmilzt. Das bei diesem Vorgang entstehende Schmelzwasser 36 oder sich ablösende Bruchstücke der Vereisung (Eisbrocken) fallen nach unten aus der Umhüllung 20 heraus und verlassen diese an ihrer Unterseite 34. Eisbrocken und Schmelzwasser 36 werden in einem dafür vorgesehenen Auffangbehälter 38, welcher beispielweise in der Nähe des Fußes der Tragstruktur 4 aufgestellt ist, gesammelt. In einer bevorzugten Ausführungsform ist aus Personenschutzgründen eine Führungsvorrichtung vorgesehen, mittels der das sich lösende Eis direkt in einen Auffangbehälter geleitet wird. Diese Führungsvorrichtung kann bspw. ebenfalls in einer schlauchförmigen Form, ähnlich der Umhüllung 20, ausgeführt sein.The heater 22 is set up in the interior 28 one against an ambient atmosphere of the enclosure 20 , So the ambient air to provide warmer indoor atmosphere. In other words, the hot air heater represents 22 sufficiently warm air ready and leads them over the warm air supply line 26 and the hot air supply port 30 the interior 28 the serving 20 too, so that on a surface of the rotor blade 10 existing ice melts off. The meltwater produced during this process 36 or peeling fragments of icing (ice chunks) fall down from the wrapper 20 and leave them at their bottom 34 , Ice chunks and meltwater 36 be in a designated container 38 which, for example, in the vicinity of the foot of the support structure 4 is set up, collected. In a preferred embodiment, a guiding device is provided for personal protection reasons, by means of which the dissolving ice is passed directly into a collecting container. This guide device may, for example, also in a tubular shape, similar to the envelope 20 be executed.

Als Hebevorrichtung 24 ist im dargestellten Ausführungsbeispiel ein mobiler Kran vorgesehen, welcher auf einem geeigneten Basisfahrzeug 42, vorzugsweise einem LKW oder einem Schneemobil, montiert ist. Die Umhüllung 20 wird von einem Kranausleger 40 gehalten.As a lifting device 24 In the illustrated embodiment, a mobile crane is provided which on a suitable base vehicle 42 , preferably a truck or a snowmobile, is mounted. The serving 20 is from a crane jib 40 held.

Zur Enteisung des Rotorblatts 10 wird das Rotorblatt 10 in eine Y-Stellung verfahren, bei der die Blattspitze 14 nach unten zeigend, die Längsrichtung L des Rotorblatts 10 also senkrecht ausgerichtet ist, und der Rotor 8 ferner arretiert ist. Das Rotorblatt 10 wird beginnend mit seiner Blattspitze 14 durch Verfahren des Kranauslegers 40 in den von der Umhüllung 20 umschlossenen Innenraum 28 eingeführt. Anschließend wird mit der Warmluft-Heizvorrichtung 22 der Innenraum 28 gegenüber der Umgebungsatmosphäre so weit erwärmt, dass das auf der Oberfläche des Rotorblatts 10 vorhandene Eis beginnt, abzuschmelzen. Sofern die Abmessung A der Umhüllung 20 in Längsrichtung L des Rotorblatts 10 deutlich geringer ist als dessen eigene Abmessung in Längsrichtung L, erfolgt ein abschnittsweises Enteisen des Rotorblatts 10. Wiederholt wird die Umhüllung 20 positioniert und ihr Innenraum 28 erwärmt. Ist der entsprechende Abschnitt des Rotorblatts 10 enteist, wird die Umhüllung 20 mittels des Kranauslegers 40 verfahren und es wird ein weiterer, beispielsweise weiter in Richtung der Blattwurzel 12 liegender Abschnitt des Rotorblatts 10 enteist. Selbstverständlich kann ebenso eine Enteisung beginnend von der Blattwurzel 12 in Richtung der Blattspitze 14 durchgeführt werden. In einer weiteren Ausführungsform werden lediglich die äußeren 2/3 des Rotorblatts, und insbesondere lediglich die Profilvorderkante bzw. die Blattvorderkante, enteist. Da dieser Bereich des Rotorblatts 10 den größten Einfluss auf dessen Aerodynamik hat, kann so Zeit und Aufwand eingespart werden, den blattwurzelnahen Bereich ebenfalls zu enteisen.For de-icing of the rotor blade 10 becomes the rotor blade 10 moved in a Y-position, in the the leaf tip 14 pointing downwards, the longitudinal direction L of the rotor blade 10 that is aligned vertically, and the rotor 8th is also arrested. The rotor blade 10 is starting with its blade tip 14 by moving the crane jib 40 in the of the serving 20 enclosed interior 28 introduced. Subsequently, with the warm air heater 22 The interior 28 compared to the ambient atmosphere so far heated that on the surface of the rotor blade 10 existing ice begins to melt. If the dimension A of the envelope 20 in the longitudinal direction L of the rotor blade 10 is significantly less than its own dimension in the longitudinal direction L, there is a section-wise deicing of the rotor blade 10 , Repeated is the serving 20 positioned and their interior 28 heated. Is the corresponding section of the rotor blade 10 de-icing, the serving becomes 20 by means of the crane jib 40 proceed and it will be another, for example, further towards the leaf root 12 lying portion of the rotor blade 10 de-iced. Of course, a de-icing can also start from the leaf root 12 in the direction of the blade tip 14 be performed. In a further embodiment, only the outer 2/3 of the rotor blade, and in particular only the profile leading edge or the leading edge of the blade, are deiced. Because this area of the rotor blade 10 Having the greatest influence on its aerodynamics, so can be saved time and effort to de-ice the area near the leaf root also.

Die Warmluft-Heizvorrichtung 22 ist beispielsweise eine separate Einheit, welche am Boden, in der Nähe der Windkraftanlage 2 aufgestellt ist. Ebenso ist es möglich, die Warmluft-Heizvorrichtung 22 in das Basisfahrzeug 42 zu integrieren. Gleiches trifft auf den Auffangbehälter 38 zu.The hot air heater 22 is for example a separate unit, which is on the ground, near the wind turbine 2 is set up. It is also possible to use the warm air heater 22 into the base vehicle 42 to integrate. The same applies to the collection container 38 to.

In einer bevorzugten Ausführungsform ist der Innendurchmesser der Umhüllung 20 ist so gewählt, dass die Umhüllung 20 ohne Gefahr der Beschädigung über das Rotorblatt 10 bewegt werden kann, andererseits aber möglichst nah an einer Außenseite des Rotorblatts 10 also am Blatt-Profil anliegt, damit nicht ein unnötig großes Innenraumvolumen an Luft erwärmt werden muss. Beispielsweise beträgt der Innendurchmesser der Umhüllung 20 vier Meter, der Außendurchmesser aufgrund der gewünschten Isolierungseigenschaften beispielsweise fünf Meter. Die Warmluft-Heizvorrichtung 22 weist beispielsweise eine Leistung von 150 kW auf. Diese Leistung ist ausreichend, um die äußeren 2/3 eines Rotorblatts 10 einer modernen Windkraftanlage 2 binnen einer Stunde zu enteisen.In a preferred embodiment, the inner diameter of the envelope 20 is chosen so that the wrapping 20 without risk of damage via the rotor blade 10 can be moved, but on the other hand as close to an outside of the rotor blade 10 So the sheet profile is applied so that not an unnecessarily large volume of air must be heated. For example, the inner diameter of the envelope 20 four meters, the outer diameter due to the desired insulation properties, for example, five meters. The hot air heater 22 has, for example, a power of 150 kW. This power is sufficient to the outer 2/3 of a rotor blade 10 a modern wind turbine 2 to de-ice within an hour.

2 zeigt in vereinfachter schematischer Frontalansicht eine Windkraftanlage 2, dessen senkrecht nach unten zeigendes Rotorblatt 10 mittels einer Rotorblattenteisungsvorrichtung 18 gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel enteist wird. Die Rotorblattenteisungsvorrichtung 18 weist die auf dem Basisfahrzeug 42 montierte und von diesem aus ausfahrbare schlauchförmige Umhüllung 20 auf. Beispielsweise ist zu diesem Zweck ein nicht dargestelltes Teleskopgestänge oder dergleichen auf dem Basisfahrzeug 42 montiert, welches die schlauchförmige Umhüllung 20 in Längsrichtung L ausfährt, so dass das Rotorblatt 10 beginnend von der Blattspitze 14 in Richtung der Blattwurzel 12 beim Ausfahren der schlauchförmigen Umhüllung 20 in den von dieser umschlossenen Innenraum 28 eintritt. Ebenfalls auf dem Basisfahrzeug 42 montiert sind der Auffangbehälter 38 zur Aufnahme von Schmelzwasser 36 und abgelösten Eisbrocken sowie die Warmluft-Heizvorrichtung 22. Durch das Deck des Basisfahrzeugs 42 ist der Innenraum 28 an seiner Unterseite 34 geschlossen, während er an der Oberseite 32 geöffnet ist. Ähnlich dem in 1 dargestellten Ausführungsbeispiel entweicht an der Oberseite 32 die in den Innenraum 28 eingeblasene Warmluft, welche zuvor entlang der Oberfläche des Rotorblatts 10 strömt und dort den Enteisungsvorgang bewirkt. 2 shows a simplified schematic frontal view of a wind turbine 2 , the vertically pointing downward rotor blade 10 by means of a rotor blade deicing device 18 enteist according to another embodiment. The rotor blade deicing device 18 shows the on the base vehicle 42 mounted and extendable from this tubular enclosure 20 on. For example, for this purpose, a not shown telescopic linkage or the like on the base vehicle 42 mounted, which is the tubular envelope 20 extends in the longitudinal direction L, so that the rotor blade 10 starting from the leaf tip 14 in the direction of the leaf root 12 when extending the tubular casing 20 in the interior enclosed by this 28 entry. Also on the base vehicle 42 mounted are the collecting container 38 for receiving meltwater 36 and detached ice chunks and the hot air heater 22 , Through the deck of the base vehicle 42 is the interior 28 at its bottom 34 closed while at the top 32 is open. Similar to the one in 1 illustrated embodiment escapes at the top 32 in the interior 28 blown warm air, which previously along the surface of the rotor blade 10 flows and there causes the defrosting process.

3 zeigt eine weitere Rotorblattenteisungsvorrichtung 18 zur Enteisung des Rotorblatts 10 einer nicht vollständig dargestellten Windkraftanlage 2. Seitens der Windkraftanlage 2 ist lediglich eines der beispielhaft drei Rotorblätter 10 sowie einen Teil der Rotornabe 16 dargestellt. 3 shows another rotor blade deicing device 18 for de-icing the rotor blade 10 a not fully illustrated wind turbine 2 , From the wind turbine 2 is merely one of the exemplary three rotor blades 10 and part of the rotor hub 16 shown.

Die schlauchförmige Umhüllung 20 und die Warmluft-Heizvorrichtung 22 sind als gemeinsame Baueinheit ausgestaltet und zu diesem Zweck auf einer gemeinsamen Trägerplatte 44 montiert. Die Trägerplatte 44 ist wiederum mit einer Hebevorrichtung 24 gekoppelt, im dargestellten Ausführungsbeispiel mit einer Hubzylinderanordnung.The tubular casing 20 and the hot air heater 22 are designed as a common unit and for this purpose on a common support plate 44 assembled. The carrier plate 44 is in turn with a lifting device 24 coupled, in the illustrated embodiment with a lifting cylinder assembly.

Die schlauchförmige Umhüllung 20 umschließt den Innenraum 28 nicht nur in der Profilebene P des Rotorblatts 10 vollständig, sondern auch an der Oberseite 32 und an der Unterseite 34. Um den Übergang zwischen der Umhüllung 20, genauer deren Oberseite 32 und dem Rotorblatt 10 in der Profilebene P zu gewährleisten, befindet sich in diesem Bereich der Umhüllung 20 beispielsweise ein elastisches Element, welches sich an das Profil des Rotorblatts 10 anschmiegt und einen im Wesentlichen luftdichten Abschluss herstellt. Beispielsweise ist hierzu ein Seilsystem vorgesehen, alternativ oder zusätzlich ist ebenfalls vorgesehen, dass im Bereich der Oberseite 32 der Umhüllung 20 Druckkammern vorhanden sind, welche die Umhüllung 20 gegenüber einer Oberfläche des Rotorblatts 10 zumindest im Wesentlichen luftdicht abschließen. Gleiches gilt selbstverständlich für die Unterseite 34 der Umhüllung 20. Mit anderen Worten ist also der Innenraum 28 im dargestellten Ausführungsbeispiel von der Umhüllung 20 an allen Außenseiten abgeschlossen.The tubular casing 20 encloses the interior 28 not only in the profile plane P of the rotor blade 10 completely, but also at the top 32 and at the bottom 34 , To the transition between the cladding 20 , more precisely their top 32 and the rotor blade 10 in the profile plane P is located in this area of the enclosure 20 For example, an elastic element, which is attached to the profile of the rotor blade 10 conforms and produces a substantially airtight closure. For example, a cable system is provided for this purpose, alternatively or additionally it is also provided that in the region of the top 32 the serving 20 Pressure chambers are present, which the envelope 20 opposite a surface of the rotor blade 10 at least substantially airtight seal. The same applies, of course, for the bottom 34 the serving 20 , In other words, so is the interior 28 in the illustrated embodiment of the enclosure 20 completed on all outer sides.

Ein Ausgang der Warmluft-Heizvorrichtung 22, bei der es sich beispielsweise um ein elektrisches oder gasbetriebenes Warmluftgebläse handelt, ist mit einem Warmluftzufuhranschluss 30 der Umhüllung 20 gekoppelt. Ein Eingang der Warmluft-Heizvorrichtung 22 ist mit einem Warmluftrückführanschluss 46 der schlauchförmigen Umhüllung 20 gekoppelt. Indem am Ausgang der Warmluft-Heizvorrichtung 22 warme Luft in den Innenraum 28 eingeblasen und über den Warmluftrückführanschluss 46 dem Eingang der Warmluft-Heizvorrichtung 22 erneut zugeführt wird, wird im Innenraum 28 der Umhüllung 20 eine Warmluftzirkulation bereitgestellt. Die zirkulierende Warmluft, deren Bewegung mit Pfeilen schematisch angedeutet ist, streicht entlang der Oberseite 32 des Rotorblatts 10 und führt dazu, dass auf der Oberseite 32 vorhandenes Eis abschmilzt. Um die Zirkulation der Warmluft im Innenraum 28 zu verbessern, kann ein zusätzliches Gebläse 48 vorgesehen sein. An outlet of the hot air heater 22 , which is, for example, an electric or gas powered hot air blower, has a hot air supply connection 30 the serving 20 coupled. An entrance of the warm air heater 22 is with a warm air return connection 46 the tubular cladding 20 coupled. By at the outlet of the hot air heater 22 warm air in the interior 28 blown in and over the warm air return connection 46 the entrance of the hot air heater 22 is fed again, is in the interior 28 the serving 20 provided a warm air circulation. The circulating warm air, whose movement is indicated schematically by arrows, sweeps along the top 32 of the rotor blade 10 and leads to that on top 32 existing ice melts off. To the circulation of warm air in the interior 28 To improve, can be an additional blower 48 be provided.

Durch Zirkulation der Warmluft in einem geschlossenen Kreislauf werden im Innenraum 28 vergleichsweise hohe Temperaturen erreicht, welche zu einem schnellen Abschmelzen des auf der Oberseite 32 des Rotorblatts 10 vorhandenen Eises führen. Da die erwärmte Luft ferner nicht in die Umgebung entweicht, arbeitet eine solche Rotorblattenteisungsvorrichtung 18 außerdem sehr energieeffizient.By circulating the warm air in a closed circuit will be in the interior 28 reached comparatively high temperatures, resulting in a rapid melting of the top 32 of the rotor blade 10 lead existing ice. Furthermore, since the heated air does not escape into the environment, such a rotor blade deicing device operates 18 also very energy efficient.

Gemäß dem in 3 dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Umhüllung 20 außerdem doppelwandig ausgeführt. Insbesondere ist lediglich die Mantelfläche der Umhüllung 20 doppelwandig ausgeführt. Die Umhüllung 20 weist eine Innenwand 50 und eine Außenwand 52 auf. Die Innen- und die Außenwand 50, 52 sind konzentrisch zueinander angeordnet. Zwischen der Innen- und der Außenwand 50, 52 ist eine Luftkammer 54 vorhanden.According to the in 3 illustrated embodiment is the envelope 20 also double-walled. In particular, only the lateral surface of the enclosure 20 double-walled. The serving 20 has an inner wall 50 and an outer wall 52 on. The inner and the outer wall 50 . 52 are arranged concentrically to each other. Between the inner and the outer wall 50 . 52 is an air chamber 54 available.

Gemäß dem in 3 dargestellten Ausführungsbeispiel dient diese Luftkammer 54 als Warmluftrückführleitung 56. Im dargestellten Ausführungsbeispiel hat die Luftkammer 54 die Form eines Hohlzylinders, welcher die Innenwand 50 vollständig umschließt, so dass im Bereich eines oberen Endes 58 der Umhüllung 20 in die Luftkammer 54 eintretende Luft über die Luftkammer 54 im Wesentlichen in Längsrichtung L nach unten gefördert wird und über den Warmluftrückführanschluss 46 die Umhüllung 20 in Richtung des Eingangs der Warmluft-Heizvorrichtung 22 verlässt. Diese erwärmt die zugeführte Luft und entzieht dieser ggf. zusätzlich die Feuchtigkeit, so dass erwärmte und ggf. entfeuchtete Warmluft im Bereich eines unteren Endes 60 der Umhüllung 20 dem Innenraum 28 erneut zugeführt wird.According to the in 3 illustrated embodiment, this air chamber is used 54 as warm air return line 56 , In the illustrated embodiment, the air chamber 54 the shape of a hollow cylinder, which is the inner wall 50 completely encloses, leaving in the area of an upper end 58 the serving 20 in the air chamber 54 incoming air over the air chamber 54 is conveyed downwards substantially in the longitudinal direction L and via the warm air return port 46 the serving 20 towards the entrance of the hot air heater 22 leaves. This heats the supplied air and, if necessary, additionally extracts the moisture, so that heated and possibly dehumidified hot air in the region of a lower end 60 the serving 20 the interior 28 is fed again.

4 zeigt in schematischer vereinfachter Darstellung eine weitere Rotorblattenteisungsvorrichtung 18. Die schlauchförmige Umhüllung 20 weist eine Abmessung A auf, so dass sie das Rotorblatt 10 in Längsrichtung L lediglich abschnittsweise umschließt. Mit anderen Worten ist die Abmessung A der Umhüllung 20 geringer als eine Länge des Rotorblatts 10, welche in Längsrichtung L zwischen Blattspitze 14 und Blattwurzel 12 gemessen wird. 4 shows a schematic simplified representation of another rotor blade deicing device 18 , The tubular casing 20 has a dimension A, so that it the rotor blade 10 in the longitudinal direction L encloses only sections. In other words, the dimension A is the envelope 20 less than a length of the rotor blade 10 , which in the longitudinal direction L between the blade tip 14 and leaf root 12 is measured.

Dem Innenraum 28, welcher von der Umhüllung 20 umschlossen ist, wird an einem Warmluftzufuhranschluss 30 warme Luft zugeführt und an einen Warmluftrückführanschluss 46 erkaltete Warmluft entzogen. Eine Warmluft-Heizvorrichtung 22, welche an den Warmluftzufuhranschluss 30 und den Warmluftrückführanschluss 46 angeschlossen ist, ist in 4 nicht dargestellt. Die in dem Innenraum 28 erzeugte Strömung ist schematisch und vereinfacht mit Pfeilen angedeutet. Die Umhüllung 20 ist ebenso an der Oberseite 32 wie auch an der Unterseite 34 abgeschlossen und gegenüber der Außenseite des Rotorblatts 10 zumindest näherungsweise luftdicht abgeschlossen. So stellt sich im Innenraum 28 eine Zirkulation der Warmluft ein, welche in einem geschlossenen Kreislauf über die nicht dargestellte Warmluft-Heizvorrichtung 22 zyklisch erwärmt wird.The interior 28 which of the serving 20 is enclosed on a hot air supply connection 30 supplied warm air and to a warm air return port 46 cooled hot air withdrawn. A hot air heater 22 , which to the hot air supply connection 30 and the warm air return port 46 connected is in 4 not shown. The one in the interior 28 generated flow is schematically and simplified indicated by arrows. The serving 20 is also at the top 32 as well as at the bottom 34 completed and opposite the outside of the rotor blade 10 at least approximately airtight completed. So turns in the interior 28 a circulation of hot air, which in a closed circuit via the hot air heater, not shown 22 is heated cyclically.

Zur Rückführung der erkalteten Warmluft, welche im Bereich eines oberen Endes 58 dem Innenraum 28 entzogen wird, befindet sich im Innenraum 28 eine Warmluftrückführleitung 56. Indem die Warmluftrückführleitung 56 im Innenraum 28 geführt ist, werden Wärmeverluste, welche beim Transport der Warmluft durch die Warmluftrückführleitung 56 entstehen, wieder dem Innenraum 28 zugeführt und gehen somit für den Enteisungsvorgang nicht verloren. Die Warmluftrückführleitung 56 erstreckt sich zumindest abschnittsweise in Längsrichtung L. Gemäß dem dargestellten Ausführungsbeispiel verläuft sie zwischen einem oberen Ende 58 und einem unteren Ende 60 der schlauchförmigen Umhüllung 20. Ebenfalls im Bereich des unteren Endes 60 wird dem Innenraum 28 über den Warmluftzufuhranschluss 30 Warmluft zugeführt.For returning the cooled hot air, which in the area of an upper end 58 the interior 28 is withdrawn, is located in the interior 28 a warm air return line 56 , By the warm air return line 56 in the interior 28 is guided, heat losses, which during the transport of hot air through the hot air return line 56 arise, again the interior 28 supplied and are therefore not lost for the deicing process. The warm air return line 56 extends at least in sections in the longitudinal direction L. According to the illustrated embodiment, it extends between an upper end 58 and a lower end 60 the tubular cladding 20 , Also in the area of the lower end 60 becomes the interior 28 via the hot air supply connection 30 Warm air supplied.

Im dargestellten Ausführungsbeispiel von 4 ist die Umhüllung 20 doppelwandig ausgeführt. Sie weist ebenso wie im Ausführungsbeispiel der 3 eine Innenwand 50 und eine Außenwand 52 auf. Die zwischen der Innenwand 50 und der Außenwand 52 eingeschlossene Luftkammer 54 ist in einzelne Segmente 62 oder auch Druckkammern unterteilt. Die Segmente 62 sind bevorzugt untereinander fluidisch verbunden, können jedoch auch als separate, beispielsweise ringförmig dem Innenraum 28 umschließende Segmente 62 ausgestaltet sein. Indem die Segmente 62 mit einem Überdruck beaufschlagt werden, kann eine selbsttragende Hebevorrichtung 24 für die Umhüllung 20 bereitgestellt werden. Beispielsweise ist ein Kompressor vorgesehen, mit dem die Segmente 62 mit einem Überdruck beaufschlagt werden, so dass sich die Umhüllung 20 entfaltet und bei diesem Vorgang in Längsrichtung L ihrer Abmessung A nach wächst und sukzessive das Rotorblatt 10 in dem von der Umhüllung 20 umschlossenen Innenraum 28 aufnimmt.In the illustrated embodiment of 4 is the serving 20 double-walled. It has as well as in the embodiment of 3 an inner wall 50 and an outer wall 52 on. The between the inner wall 50 and the outer wall 52 enclosed air chamber 54 is in individual segments 62 or also pressure chambers divided. The segments 62 are preferably fluidly connected to each other, but can also as a separate, for example, annular the interior 28 enclosing segments 62 be designed. By the segments 62 can be acted upon by a positive pressure, a self-supporting lifting device 24 for the serving 20 to be provided. For example, a compressor is provided, with which the segments 62 be subjected to an overpressure, so that the envelope 20 deployed and in this process in the longitudinal direction L their dimension A grows and successively the rotor blade 10 in that of the serving 20 enclosed interior 28 receives.

Bevorzugt ist ein solches System in die in 2 gezeigte Enteisungsvorrichtung 18 integriert und auf einem Basisfahrzeug 42 montiert. Dieses wird unterhalb des zu enteisenden Rotorblatts 10 positioniert und fährt anschließend die Umhüllung 20 aus. So wird eine autonom arbeitende Enteisungsvorrichtung 18 bereitgestellt.Such a system is preferably in the in 2 shown deicing device 18 integrated and on a base vehicle 42 assembled. This is below the rotor blade to be deiced 10 positioned and then moves the envelope 20 out. This is how an autonomous defrosting device works 18 provided.

Alternativ oder zusätzlich ist als Hebevorrichtung 24 eine nach dem archimedischen Prinzip wirkende Hebevorrichtung 24 vorgesehen. Beispielsweise ist die schlauchförmige Umhüllung 20 mit einem oder mehreren Fesselballons 64, beispielsweise heliumgefüllte Ballons, verbunden. Die Fesselballons 64 sind über entsprechende Tragseile mit der Umhüllung 20 verbunden. Nicht dargestellt sind ggf. notwendige Fesselseile, welche an der Unterseite 34 der Umhüllung 20 vorhanden sind, um die Umhüllung 20 auf einer gewünschten Höhe zu halten und der Auftriebskraft der Fesselballons 64 entgegenzuwirken.Alternatively or additionally is as a lifting device 24 a lifting device acting on the Archimedean principle 24 intended. For example, the tubular sheath 20 with one or more captive balloons 64 For example, helium-filled balloons connected. The captive balloons 64 are via appropriate support cables with the sheath 20 connected. Not shown are possibly necessary tethers, which at the bottom 34 the serving 20 are present to the serving 20 to maintain a desired height and the buoyancy of the tethered balloons 64 counteract.

5 zeigt in einer weiteren vereinfachten schematischen Perspektivansicht eine Windkraftanlage 2 mit einer Rotorblattenteisungsvorrichtung 18. Als Hebevorrichtung 24 für die schlauchförmige Umhüllung 20 ist eine an der Tragstruktur 4 vorhandene Laufschiene 66 vorgesehen, entlang welcher sich eine Tragevorrichtung 68 in Längsrichtung L bewegt. Die Tragevorrichtung 68, welche ebenfalls Teil der Hebevorrichtung 24 ist, dient dazu, die schlauchförmige Umhüllung 20 zu positionieren. Insbesondere ist vorgesehen, dass die Tragevorrichtung 68 ebenfalls die Warmluftzufuhrleitung 26 führt, so dass dem Innenraum 28 der Umhüllung 20 über diese Warmluftzufuhr weist. Alternativ oder zusätzlich ist als Hebevorrichtung 24 ein Seilsystem 70 vorgesehen, mit dessen Hilfe, ähnlich einem Arbeitskorb, die schlauchförmige Umhüllung 20 entlang der Längsrichtung L an dem Rotorblatt 10 hochgezogen wird, so dass das Rotorblatt 10 entlang seiner Längsrichtung L von der Blattspitze 14 her in den Innenraum 28 eingeführt wird. Es ist ebenso vorgesehen, dass das Seilsystem 70 anstatt an der Rotornabe 16 am Maschinenhaus 6 oder in einer Kombination an Rotornabe 16 und vorzugsweise seitlich am Maschinenhaus 6 befestigt ist. 5 shows in a further simplified schematic perspective view of a wind turbine 2 with a rotor blade deicing device 18 , As a lifting device 24 for the tubular casing 20 is one on the support structure 4 existing track 66 provided along which a carrying device 68 moved in the longitudinal direction L. The carrying device 68 which also forms part of the lifting device 24 is, serves to the tubular cladding 20 to position. In particular, it is provided that the carrying device 68 also the hot air supply line 26 leads, leaving the interior 28 the serving 20 points over this hot air supply. Alternatively or additionally is as a lifting device 24 a rope system 70 provided, with the help of which, similar to a work basket, the tubular sheath 20 along the longitudinal direction L on the rotor blade 10 is pulled up so that the rotor blade 10 along its longitudinal direction L from the blade tip 14 in the interior 28 is introduced. It is also provided that the cable system 70 instead of the rotor hub 16 at the engine house 6 or in a combination of rotor hub 16 and preferably laterally on the machine house 6 is attached.

Alle genannten Hebevorrichtungen 24 sind vorteilhaft miteinander kombinierbar, dies betrifft alle der genannten Ausführungsbeispiele. Gleiches betrifft die Gestaltung der schlauchförmigen Umhüllung 20, welche stets einwandig oder doppelwandig ausführbar ist, wobei ferner insbesondere ein wärmeisolierendes Material, beispielsweise ein geschäumtes Material, vorgesehen ist.All mentioned lifting devices 24 are advantageously combined with each other, this applies to all of the aforementioned embodiments. The same applies to the design of the tubular envelope 20 which is always single-walled or double-walled executable, moreover, in particular, a heat-insulating material, such as a foamed material, is provided.

6 zeigt eine schematisch vereinfachte Querschnittsansicht des Rotorblatts 10 in einer Profilebene P bei montierter Rotorblattenteisungsvorrichtung 18. Diese Rotorblattenteisungsvorrichtung 18 ist dadurch gekennzeichnet, dass die Umhüllung 20 dazu eingerichtet ist, eine Profilvorderkante des Rotorblatts 10 in der Profilebene P vollständig zu umschließen. Gemäß dem dargestellten Ausführungsbeispiel erstreckt sich die schlauchförmige Umhüllung 20 lediglich im Bereich einer Profilvorderkante. Der gegenüber der Umgebung erwärmte Innenraum 28 ist teilweise durch die schlauchförmige Umhüllung 20 und teilweise durch die Oberfläche des Rotorblatts 10 umgeben bzw. abgeschlossen. Die Teilumhüllung der Vorderkante des Rotorblatts 10 ist vorteilhaft, da dieser Bereich des Rotorblatts 10 aerodynamisch besonders wirksam ist, weshalb seine Enteisung von besonderem Interesse ist. Das Andrücken der seitlich an die Oberfläche des Rotorblatts 10 anschließenden Teile der schlauchförmigen Umhüllung 20 erfolgt beispielsweise durch Druckkammern. 6 shows a schematically simplified cross-sectional view of the rotor blade 10 in a profile plane P with mounted rotor blade deicing device 18 , This rotor blade deicing device 18 is characterized in that the envelope 20 is adapted to a profile leading edge of the rotor blade 10 completely enclose in the profile plane P. According to the illustrated embodiment, the tubular sheath extends 20 only in the area of a profile leading edge. The heated in relation to the environment interior 28 is partly due to the tubular sheath 20 and partly through the surface of the rotor blade 10 surrounded or completed. The partial envelope of the leading edge of the rotor blade 10 is advantageous because this area of the rotor blade 10 aerodynamically is particularly effective, which is why its deicing is of particular interest. The pressing of the side of the surface of the rotor blade 10 subsequent parts of the tubular casing 20 For example, by pressure chambers.

Ähnliche wie die schlauchförmige Umhüllung 20, welche in ihrem Innenraum 28 das Rotorblatt 10 vorzugsweise vollständig in der Profilebene P aufnimmt, ist auch bei der in 6 dargestellten Umhüllung 20 vorgesehen, dass diese nicht notwendigerweise an ihrer Oberseite 32 bzw. Unterseite 34 geschlossen ist und/oder eine Abmessung A der Umhüllung 20 in Längsrichtung L des Rotorblatts 10 einer Abmessung des Rotorblatts 10 in Längsrichtung L entspricht. Die Abmessung A der Umhüllung ist in einer bevorzugten Ausführungsform für eine in Längsrichtung L abschnittsweise Enteisung bevorzugt kürzer ausgeführt.Similar to the tubular casing 20 which in their interior 28 the rotor blade 10 preferably completely accommodates in the profile plane P, is also in the in 6 presented serving 20 provided that these are not necessarily on their top 32 or bottom 34 is closed and / or a dimension A of the envelope 20 in the longitudinal direction L of the rotor blade 10 a dimension of the rotor blade 10 in the longitudinal direction L corresponds. The dimension A of the envelope is preferably shorter in a preferred embodiment for a sectioning in the longitudinal direction L de-icing.

Ferner ist nicht notwendigerweise vorgesehen, dass die Umhüllung 20 in der Profilebene P um 360° geschlossen ist. Es ist insbesondere für die Montage der Umhüllung 20 vorteilhaft, wenn diese in Längsrichtung L geöffnet werden kann und beispielsweise mit einer Seilführung, einem Klettverschluss, Reißverschluss o. ä. in Längsrichtung L verschlossen wird bzw. verschließbar ist, beispielsweise, nachdem ein Monteur die schlauchförmige Umhüllung 20 um das Rotorblatt 10 herumgelegt hat.Furthermore, it is not necessarily contemplated that the enclosure 20 in the profile plane P is closed by 360 °. It is especially for the assembly of the envelope 20 advantageous if this can be opened in the longitudinal direction L and, for example, with a cable guide, a Velcro, zipper o. Ä. Is closed in the longitudinal direction L or can be closed, for example, after a fitter the tubular casing 20 around the rotor blade 10 has laid around.

Alle genannten Merkmale, auch die den Zeichnungen allein zu entnehmenden sowie auch einzelne Merkmale, die in Kombination mit anderen Merkmalen offenbart sind, werden allein und in Kombination als erfindungswesentlich angesehen. Erfindungsgemäße Ausführungsformen können durch einzelne Merkmale oder eine Kombination mehrerer Merkmale erfüllt sein. Im Rahmen der Erfindung sind Merkmale, die mit „insbesondere” oder „vorzugsweise” gekennzeichnet sind, als fakultative Merkmale zu verstehen.All mentioned features, including the drawings alone to be taken as well as individual features that are disclosed in combination with other features are considered alone and in combination as essential to the invention. Embodiments of the invention may be accomplished by individual features or a combination of several features. In the context of the invention, features which are identified by "particular" or "preferably" are to be understood as optional features.

Bezugszeichenliste LIST OF REFERENCE NUMBERS

22: WindkraftanlageWind turbine
44: Tragstruktursupporting structure
66: Maschinenhauspower house
88th: Rotorrotor
1010: Rotorblätterrotor blades
1212: Blattwurzelblade root
1414: Blattspitzeblade tip
1616: Rotornaberotor hub
1818: RotorblattenteisungsvorrichtungRotorblattenteisungsvorrichtung
2020: schlauchförmige Umhüllungtubular casing
2222: Warmluft-HeizvorrichtungWarm air heater
2424: Hebevorrichtunghoist
2626: WarmluftzufuhrleitungWarm air supply line
2828: Innenrauminner space
3030: WarmluftzufuhranschlussWarm air supply port
3232: Oberseitetop
3434: Unterseitebottom
3636: Schmelzwassermeltwater
3838: Auffangbehälterreceptacle
4040: Kranauslegercrane boom
4242: Basisfahrzeugbasic vehicle
4444: Trägerplattesupport plate
4646: WarmluftrückführanschlussWarm air return port
4848: Gebläsefan
5050: Innenwandinner wall
5252: Außenwandouter wall
5454: Luftkammerair chamber
5656: WarmluftrückführleitungWarm air return line
5858: oberes Endetop end
6060: unteres Endelower end
6262: Segmentesegments
6464: FesselballonFesselballon
6666: Laufschienerunner
6868: Tragevorrichtungcarrying device
7070: Seilsystemcable system
LL: Längsrichtunglongitudinal direction
AA: Abmessungdimension
PP: Profilebeneprofile plane

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

US8062431 B2 [0003]
DE 202013007350 U1 [0004]

Claims

Rotor blade deicing device ( 18 ) characterized by a tubular sheath ( 20 ) and a hot air heater ( 22 ), the envelope ( 20 ) an interior ( 28 ) at least partially surrounds and is adapted to a rotor blade ( 10 ) of a wind turbine ( 2 ) at least in sections in the interior ( 28 ) along a longitudinal direction (L), wherein the envelope ( 20 ) is movable along the longitudinal direction (L), and wherein the hot air heating device ( 22 ) is arranged in the interior ( 28 ) of the envelope ( 20 ) one against an ambient atmosphere of the envelope ( 20 ) to provide a warmer indoor atmosphere.

Rotor blade deicing device ( 18 ) according to claim 1, characterized in that the envelope ( 20 ) is adapted to the rotor blade ( 10 ) in a profile plane (P) at least partially enclose.

Rotor blade deicing device ( 18 ) according to claim 1 or 2, characterized in that the envelope ( 20 ) is adapted to a profile leading edge of the rotor blade ( 10 ) in the profile plane (P) completely, to enclose.

Rotor blade deicing device ( 18 ) according to one of claims 1 to 3, characterized in that the envelope ( 20 ) a hot air supply connection ( 30 ) for supplying hot air into the interior ( 28 ), wherein the hot air supply connection ( 30 ) on or in an outer circumferential surface of the envelope ( 20 ) is available.

Rotor blade deicing device ( 18 ) according to one of claims 1 to 4, characterized in that the envelope ( 20 ) the interior ( 28 ) at one of the leaf roots ( 12 ) facing top ( 32 ), in particular on all outer sides, with the envelope ( 20 ) one with an outlet of the hot air heater ( 22 ) coupled hot air supply connection ( 30 ) and one with an input of the hot air heater ( 22 ) coupled hot air return connection ( 46 ), so that in the interior ( 28 ) of the envelope ( 20 ) A warm air circulation is available.

Rotor blade deicing device ( 18 ) according to one of claims 1 to 5, characterized in that one of the interior ( 28 ) separate warm air return line ( 56 ) is present, which in particular in the interior ( 28 ) of the envelope ( 20 ) and continues to extend in particular at least in sections in the longitudinal direction (L).

Rotor blade deicing device ( 18 ) according to one of claims 1 to 6, characterized in that the envelope ( 20 ) is double-walled and an inner wall ( 50 ) and an outer wall ( 52 ), wherein between the inner and outer wall ( 50 . 52 ) at least one air chamber ( 54 ), and in particular this air chamber ( 54 ) as a warm air return line ( 56 ) is trained.

Rotor blade deicing device ( 18 ) according to one of claims 1 to 7, characterized in that the envelope ( 20 ) and the hot air heater ( 22 ) are designed as a common structural unit.

Rotor blade deicing device ( 18 ) according to one of claims 1 to 8, characterized by a lifting device ( 24 ) for lifting the tubular casing ( 20 ), in particular for lifting the common structural unit, wherein the lifting device ( 24 ) Furthermore, in particular on a support structure ( 4 ) and / or on a machine house ( 6 ) and / or on a rotor hub ( 16 ) of the wind turbine ( 2 ) and in the longitudinal direction (L) is movable.

Rotor blade deicing device ( 18 ) according to one of claims 1 to 9, characterized in that a dimension (A) of the envelope ( 20 ) in the longitudinal direction (L) of the rotor blade ( 10 ) smaller than a dimension of the rotor blade ( 10 ) in the longitudinal direction (L).

Method for deicing an outside of a rotor blade ( 10 ) of a wind turbine ( 2 ), characterized by the following steps: - providing a tubular casing ( 20 ), - introducing at least a portion of the rotor blade ( 10 ) along its longitudinal direction (L) into one of the tubular casing ( 20 Surrounded interior ( 28 ), - providing a hot air heating device ( 22 ) and - heating the interior ( 28 ), so that in the interior ( 28 ) one against an ambient atmosphere of the envelope ( 20 ) is provided warmer indoor atmosphere.

Method according to claim 10, characterized in that the envelope ( 20 ) the interior ( 28 ) at one of the leaf roots ( 12 ) facing top ( 32 ), in particular on all outer surfaces, and the wrapping ( 20 ) one with an outlet of the hot air heater ( 22 ) coupled hot air supply connection ( 30 ) and one with an input of the hot air heater ( 22 ) coupled hot air return connection ( 46 ), wherein from the output of the hot air heater ( 22 ) heated air via the hot air supply connection ( 30 ) the interior ( 28 ) and cooled air via the warm air return port ( 46 ) of the hot air heater ( 22 ), so that in the interior ( 28 ) of the envelope ( 20 ) sets a hot air circulation in a closed circuit.

A method according to claim 10 or 11, characterized in that cooled air over one of the interior ( 28 ) separate warm air return line ( 56 ), whereby the interior ( 28 ) via this warm air return line ( 56 ) Air is withdrawn.

Method according to one of claims 10 to 12, characterized in that a dimension (A) of the envelope ( 20 ) in the longitudinal direction (L) of the rotor blade ( 10 ) smaller than a dimension of the rotor blade ( 10 ) in the longitudinal direction (L), wherein a deicing of the rotor blade ( 10 ) by repeatedly performing the following steps: positioning the envelope ( 20 ), so that these the rotor blade ( 10 ) in the longitudinal direction (L) encloses sections, heating the interior ( 28 ) of the envelope ( 20 ).

Use of a tubular casing ( 20 ) in a rotor blade deicing device ( 18 ) according to at least one of claims 1 to 9.