DE202006014437U1

DE202006014437U1 - Flügelrotor

Info

Publication number: DE202006014437U1
Application number: DE202006014437U
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2006-09-19
Filing date: 2006-09-19
Publication date: 2007-01-04
Anticipated expiration: 2016-09-20

Abstract

Flügel (1) von einem Antriebsrotor mit in Strömungsrichtung weisender Rotorachse (2), wobei der Flügel (1) mit einer geneigten Flügelflächenebene (3) in die Strömungsrichtung (4) gerichtet angeordnet ist,
dadurch gekennzeichnet, dass
der Flügel (1) beabstandet von der Rotorachse (2) angeordnet ist und eine kreisscheibenförmige Grundform besitzt, die auf ihrer der Strömung abgewandten Seite außermittig vom Flügel (1) ein kugelabschnittförmiges Formteil (5) aufweist.

Description

Die Erfindung betrifft die Flügel eines Rotors, der insbesondere bei Unterwasserkraftwerken und Windanlagen Anwendung findet.
Ein Unterwasserkraftwerk mit einer Rotorachse in Strömungsrichtung ist aus dem DE 200 11 874 U1 bekannt.
Als Rotoren oder Schaufelräder finden dabei dem Schiffspropeller ähnliche Schrauben mit Flügeln Anwendung. Am bekanntesten dürfte dabei die Ericsson-Schraube sein, deren Flügel an der Oberfläche gewölbt ausgebildet sind.
Bekannt ist es auch, die Flügel verstellbar anzuordnen und so einen unterschiedlichen Schub bei gleicher Rotordrehzahl zu erzielen.
Aufgabe der Erfindung ist es, die Flügeloberfläche in ihrer Gestaltung zu optimieren, so dass höhere Drehzahlen der Rotorachse bei gleichen Strömungsbedingungen von Wasser bzw. von Luft erzielbar sind.
Gelöst wird diese Aufgabe mit den Merkmalen des Anspruches 1. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand der Unteransprüche.
Erfindungsgemäß ist bei einem Flügel von einem Antriebsrotor mit in Strömungsrichtung weisender Rotorachse, wobei der Flügel mit einer geneigten Flügelflächenebene in die Strömungsrichtung gerichtet angeordnet ist, vorgesehen, dass der Flügel beabstandet von der Rotorachse angeordnet ist und eine kreisscheibenförmige Grundform besitzt, die auf ihrer der Strömung abgewandten Seite außermittig vom Flügel ein kugelabschnittförmiges Formteil aufweist.
In einer bevorzugten Ausführung ist vorgesehen, dass das kugelabschnittförmige Formteil in einem äußeren in Drehrichtung hinteren Quadranten angeordnet ist.
Versuche haben gezeigt, dass bei gleichen Strömungsbedingungen mit der vorgeschlagenen Flügelform Drehzahlsteigerungen von 20–30% erzielt werden.
Ein Ausführungsbeispiel ist in den Zeichnungen dargestellt.
Es zeigen:
1 Rotor mit Flügeln in der Vorderansicht,
2 Rotor mit Flügeln in der Hinteransicht,
3–4 Anstellung der Flügel und
5 Drehzahlvergleich mit Messtabelle.
1 und 2 zeigen einen Rotor mit vier Flügeln 1, einmal in der Vorder- und einmal in der Hinteransicht. Die Flügel 1 sind beabstandet von der Rotorachse 2 angeordnet und besitzen eine kreisscheibenförmige Grundform. Die Flügel 1 weisen auf der Rückseite, auf der der Strömungsrichtung abgewandten Seite ein kugelabschnittförmiges Formteil 5 auf. In der dargestellten vorteilhaften Ausführung ist das kugelabschnittförmige Formteil 5 jeweils innerhalb eines äußeren in Drehrichtung hinteren Quadranten angeordnet.
Die weitere vorteilhafte Anordnung betrifft die Anstellung der Flügel 1 selbst und ist in den 3 und 4 dargestellt. So ist vorgesehen, dass die Flügelflächenebene 3 der kreisscheibenförmigen Grundform des Flügels mit einer senkrecht und quer zur Rotorachse 2 stehenden Ebene einen Winkel α (15° < α < 25°) einschließt. Ferner schließen die Flügel 1 mit einer senkrechten zur Strömungsrichtung 4 einen Winkel β (0° < β < 10°) ein, so dass die Strömung nach außen geführt ist.
In 5 werden Messergebnisse (Tabelle) mit den erfindungsgemäß ausgebildeten Flügeln 1 und Flügeln ohne kugelabschnittförmigem Formteil 5 gegenübergestellt, einmal unter Belastung (z.B. Generator) und einmal ohne Belastung Es zeigen sich Drehzahlunterschiede von bis zu 25 %.
Die Anordnung derartiger Rotoren bei Wasserkraftwerken erfolgt bevorzugt auf versenkbaren Pontons mit mehreren Rotoren. Zusätzlich lassen so noch Leitbleche zur weiteren Optimierung an den Pontons anordnen.
Messtabelle zu Fig. 5
Legende

(*) gemessenen Zeit für 10 Umdrehungen in sec.
Spalte a ohne Belastung
Spalte b mit Belastung
Zeilen 1,3,5 mit Formteil
Zeilen 2,4,6 ohne Formteil

Claims

Flügel (1) von einem Antriebsrotor mit in Strömungsrichtung weisender Rotorachse (2), wobei der Flügel (1) mit einer geneigten Flügelflächenebene (3) in die Strömungsrichtung (4) gerichtet angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Flügel (1) beabstandet von der Rotorachse (2) angeordnet ist und eine kreisscheibenförmige Grundform besitzt, die auf ihrer der Strömung abgewandten Seite außermittig vom Flügel (1) ein kugelabschnittförmiges Formteil (5) aufweist.
Flügel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das kugelabschnittförmige Formteil (5) in einem äußeren in Drehrichtung hinteren Quadranten angeordnet ist.
Flügel nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Flügelflächenebene (3) der kreisscheibenförmigen Grundform des Flügels mit einer senkrecht und quer zur Rotorachse (2) stehenden Ebene einen Winkel α (15° < α < 25°) einschließt.
Flügel nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Flügelebenen (3) mit einer senkrechten zur Strömungsrichtung (4) einen Winkel β (0° < β < 10°) einschließt, so dass die Strömung nach außen geführt ist.