DE4201425A1 - Fluegel fuer ein windrad bzw. rotor - Google Patents

Fluegel fuer ein windrad bzw. rotor

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    • F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03D—WIND MOTORS
    • F03D1/00—Wind motors with rotation axis substantially parallel to the air flow entering the rotor 
    • F03D1/06—Rotors
    • F03D1/0608—Rotors characterised by their aerodynamic shape
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05B—INDEXING SCHEME RELATING TO WIND, SPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS, TO MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS COVERED BY SUBCLASSES F03B, F03D AND F03G
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    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
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    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/70—Wind energy
    • Y02E10/72—Wind turbines with rotation axis in wind direction

Description

Die Erfindung betrifft einen Flügel für ein Windrad bzw. einen Rotor.
Windenergie wird häufig mehr oder weniger Effizient zur Erzeugung elektrischer Energie herangezogen. Die wirtschaftliche Nutzbarkeit hängt hierbei von den verschiedensten Faktoren ab. Neben den begrenzten, fossilen Energiereserven ist die praktisch unbegrenzt vorhandene Windenergie zu beachten, die bei effizienter Ausnutzung die Energieansprüche erfüllen können.
Der Wind ist eine Sekundärenergie der Sonneneinstrahlung, da die Luft ein Gasgemisch ist, das sich bei jeden Grad um den 273.Teil ihres Volumens (bei 0°C) ausdehnt. Die Luft wird somit leichter und steigt in die Höhe. Bei Abkühlung der Luft wird diese verdichtet und somit schwerer, wonach sie sinkt. Hierbei übt sie einen Druck aus, der das Einfließen der Luft in die Nachbargebiete in der Form des Windes bewirkt.
Allen Windkraftanlagen ist eine wirtschaftliche Kennlinie gemeinsam, welche sich aus den örtlichen Verhältnissen und der Leistungsausbeute ergibt, welche wiederum auf die bauliche, statische Ausführung rückbezogen ist. Ein stets beeinflussender Faktor ist hierbei die Ausbildung der Windradflügel. Diese Ausbildung ist ein wichtiger Faktor der Wirtschaftlichkeitsrechnung, wobei anzustreben ist, die vorhandene Windkraft effizient aufzunehmen und umzusetzen.
Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde einen Flügel für ein Windrad oder einen Rotor zu schaffen, der die Windaufnahme zum Zwecke der Energieumwandlung optimal vollzieht.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch einen Flügel für ein Windrad oder Rotor gemäß des vorgeschlagenen Anspruchs 1 gelöst.
Besonders bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.
Es ist hierbei vorgesehen, daß die Flügel in einen Windfangteil und einen Montagebereich eingeteilt sind, wobei der Windfangteil als rinnen- oder schalenförmiger Sektor ausgebildet ist.
Bevorzugterweise beträgt hier die Längenausdehnung des Montagebereiches ca. 1/5 der Länge des Windfangteils. Die Flügel sind zur Rotationsachse des Windrades bzw. des Rotors gerichteten Längsachse verdreht zur Vertikalachse positioniert. Diese Flügelverdrehung beträgt bevorzugterweise ca. 10°.
Zweckmäßigerweise sind im Windfangteil Verstärkungsrippen vorgesehen. Aus statischen Gründen weisen die Flügel eine Verspannung auf, welche von einer Verlängerung der Rotationsachse des Windrades bis zu einem Abstand von ca. 2/3 des Flügels von der Rotationsachse angeordnet ist.
Eine besondere Ausbildung der Flügel besteht darin, daß diese einen, den rinnenförmigen Sektoren weggerichteten spitzauflaufenden Rücken aufweisen.
Anhand den beigefügten Zeichnungen, die besonders bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung zeigen, wird diese nun näher beschrieben.
Dabei zeigen:
Fig. 1 eine Anordnung mit vier Flügeln
Fig. 2 einen Schnitt durch den Flügel A-A.
Fig. 3 eine Systemzeichnung mit der Verspannung.
Gemäß Fig. 1 ist ein Windrad 1 mit vier Flügeln 2 zu erkennen.
Zu dieser schematischen Darstellung sei erläutert, daß die Anordnung des Windrades sowohl horizontal, als auch vertikal vornehmbar ist. Ebenso kann die vorliegende Erfindung dazu verwendet werden, als Windrad, d. h. vom Wind angetrieben oder als Rotor bzw. Propeller eingesetzt und durch eine anders geartete Energie angetrieben werden. Die Ausbildung der Flügel ist auf das effiziente Zusammenspiel mit dem Wind ausgerichtet.
Zu erkennen ist, daß die Windflügel 2 in einen Windfangteil 3 und einen Montagebereich 4 aufgeteilt sind, wobei der Windfangteil 3 als rinnen- oder schalenförmiger Sektor 5 aufgeteilt ist.
Die Längenausdehnung des Montagebereiches 4 beträgt ca. 1/5 der Länge des Windfangteiles 3. Mittels Verstärkungsrippen 10 ist der Windfangteil 3 in mehrere Sektoren 5 eingeteilt.
Aus der Fig. 2 ist die Stellung des Flügels 2 gegenüber der Rotationsachse 6 bzw. der Vertikalachse 9 des Windrades erkennbar.
Der Flügel 2 ist mit seiner zur Rotationsachse 6 des Windrades 1 bzw. des Rotors gerichteten Längsachse 8 verdreht zur Vertikalachse 9 positioniert. Diese Verdrehung beträgt ca. 10°.
Ein weiterer Ausbildungsfaktor des Flügels ist der den schalenförmigen Sektoren 5 weggerichtete spitzauslaufende Rücken 11 der Flügel 2.
Fig. 3 zeigt eine schematische Darstellung der Verspannung 7. Diese ist von einer Verlängerung 12 der Rotationsachse 6 des Windrades 1 bis zu einem Abstand von ca. 2/3 der Flügellänge von der Rotationsachse 6 angeordnet.
Mit der vorliegenden Erfindung wird ein Windrad bzw. ein Rotor geschaffen, dessen Flügelausbildung eine effiziente Nutzung bzw. Verarbeitung der vorliegenden Winde ausnutzt.
Bezugszeichenliste
 1 Windrad
 2 Flügel
 3 Windfangteil
 4 Montagebereich
 5 rinnen-/schalenförmiger Sektor
 6 Rotationsachse des Windrades
 7 Verspannung
 8 Längsachse von 2
 9 Vertikalachse von 1
10 Rippen
11 spitzauslaufender Rücken von 2
12 Verlängerung von 6

Claims (8)

1. Flügel für ein Windrad bzw. Rotor dadurch gekennzeichnet, daß die Flügel (2) in einen Windfangteil (3) und einen Montagebereich (4) eingeteilt sind, wobei der Windfangteil (3) als rinnen- oder schalenförmiger Sektor (5) ausgebildet ist.
2. Flügel für ein Windrad bzw. Rotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Längenausdehnung des Montagebereiches (4) ca. 1/5 der Länge des Windfangteils (3) beträgt.
3. Flügel für ein Windrad bzw. Rotor nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Flügel (2) mit ihrer, zur Rotationsachse (6) des Windrades (7) bzw. Rotors gerichteten Längsachse (8) verdreht zur Vertikalachse (9) positioniert sind.
4. Flügel für ein Windrad bzw. Rotor nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Flügelverdrehung ca. 10° beträgt.
5. Flügel für ein Windrad bzw. Rotor nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Windfangteil (3) Verstärkungsrippen (10) aufweist.
6. Flügel für ein Windrad bzw. Rotor nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Flügel (2) eine Verspannung (7) aufweisen.
7. Flügel für ein Windrad bzw. Rotor nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Verspannung (7) von einer Verlängerung (12) der Rotationsachse (6) des Windrades (1) aus, bis zu einem Abstand von ca. 2/3 des Windflügels (2) von der Rotationsachse (6) angeordnet ist.
8. Flügel für ein Windrad bzw. Rotor nach Anspruch 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Flügel (2) einen, den rinnenförmigen Sektoren (5) weggerichteten spitzauflaufenden Rücken (11) aufweisen.
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