DK164925B - Vinge til en vindmoelle - Google Patents

Description

DK 164925 B

Opfindelsen angår en vinge til en vindmølle, hvor vinklen 5 mellem rotorplanet og korden i et givet tværsnit af vingen aftager hovedsageligt ensformigt med tværsnittets afstand fra rotoraksen eller er konstant.

To eller tre sådanne vinger anbringes i ensartet vinkelaf-10 stand på et nav til dannelse af en vindrotor, der af vinden bringes til at rotere om en rotorakse, så vingerne roterer i et plan, rotationsplanet eller rotorpianet.

Det vil være bekendt, at vingerne til en vindmølle under 15 driften udsender en betydelig støj, som i væsentlig grad stammer fra den radialt yderste ende af vingen, der i det følgende kaldes for vingetippen, og den af vingetippen frembragte såkaldte tiphvirvel.

20 Ved vindmøllevinger er vingernes tværsnit vredet i forhold til rotorplanet på en sådan måde, at korden i et vilkårligt tværsnit af vingen danner en vinkel med det nævnte plan. Denne vinkel beregnes ud fra betragtninger over, hvordan den optimale indfaldsvinkel kan opnås. For en vindmølle med 25 konstant omløbstal er vingen optimal ved en bestemt vindhastighed, og det er ved denne vindhastighed, at beregningen er udført.

Herved vil belastningen nær vingetippen være relativt stor 30 og trykforskellen mellem vingens tryk- og sugeside tilsvarende stor. Desværre er der den ulempe, at vingen og især vingetippen udsender en tilsvarende stor støj.

Det er formålet med opfindelsen at angive en udformning af 35 en vindmøllevinge, så den udsendte støj kan reduceres.

DK 164925B

2

Dette formål opnås med en vindmøllevinge af den indledningsvist angivne art, hvilken vinge ifølge opfindelsen er særegen ved, at vinklen mellem rotorplanet og korden i et givet tværsnit af vingen på dennes yderste del indstilles 5 sådan, at opdriften på vingens yderste del begrænses eller går mod 0 på tippen.

Ved en vindmøllevinge, som er udformet på den angivne, måde, vil det opnås, at belastningerne nær vingetippen bliver om-10 trent 0 og at trykforskellen mellem tryk- og sugeside bliver meget lille, hvorved den energi, der tabes i vingens tiphvirvel, reduceres. Dette medfører, at tipstøjen vil blive meget begrænset.

15 Dette opnås fordelagtigt ved at forøge den nævnte vinkel til en værdi på ca. 5° ved tippen.

Vingens yderste del omfatter med fordel de radialt yderste 15-20 % af vingens samlede længde.

20

Vindmøllevingen ifølge opfindelsen vil blive forklaret nærmere i det følgende under henvisning til tegningen, hvor: fig. la, b og c viser en vindmøllevinge, set vinkelret på 25 vingens rotationsplan, tangentielt i dette plan og vinkelret på vingens længdeakse henholdsvis radialt udefra indefter i nævnte plan, og fig. 2 viser et vilkårligt tværsnit i den i fig. 1 af- 30 bildede vinge.

I fig. 1 er angivet en vindmøllevinge 1, hvis i vindmøllevingens 1 brugsstilling radialt yderste ende 2 udgør den såkaldte vingetip.

Vindmøllevingen 1 har en i forhold til dens rotationsret- 35

DK 164925B

3 ning en i det væsentlige retlinet forkant 3 og en modstående bagkant 4, der hovedsageligt forløber skråt frem og udefter mod vingetippen 2, så vingens bredde set vinkelret ind mod rotorplanet aftager udefter. Vingen 1 har, som det 5 kan erkendes af fig. Ib, en forholdsvis flad side 5, den såkaldte vind- eller trykside, og en relativt krum side 6, der danner vingens sugeside.

På fig. 2 er med henvisningsbetegnelsen 7 angivet korden i 10 et vilkårligt tværsnit af vingen 1, og med 8 er angivet rotorplanet for vingen eller for vindrotoren. Korden 7 danner en vinkel α med rotorplanet 8, og størrelsen af denne vinkel aftager ved den kendte vinge 1 med tiltagende afstand fra rotoraksen, så vinkel α ved vingetippen 2 er 0.

15 På fig. la er der med stiplede linier antydet ni forskellige tværsnit i vingen 1, idet tværsnittenes radiale afstand fra rotoraksen fremgår af de efterfølgende tabeller 1 og 2, der viser nogle sammenhængende forhold for de enkelte 20 tværsnit for en kendt vinge, der markedsføres under betegnelsen Aerostar 9 m, henholdsvis for en vinge ifølge den foreliggende opfindelse.

I tabellerne angiver c vingens 1 bredde for hver af de an-25 givne radier, t angiver vingens tykkelse i forhold til korden 7 ved den pågældende radius , og α den vinkel, som kor den i det pågældende tværsnit danner med vindrotorens rotationsplan.

30 Det vil ses i tabel 1, at vinklen α mellem korden 7 og rotorplanet 8 i et givet tværsnit i den kendte vinge aftager hovedsageligt ensformigt med tværsnittets voksende afstand fra rotoraksen.

35 Med denne udformning af vingen 1 vil der bestå en forholdsvis stor trykforskel mellem vingens 1 tryk- og sugeside 5

DK 164925B

4 henholdsvis 6, hvilket hidtil har været anset som en fordel, da man mente, at man herved kunne opnå en bedre virkningsgrad for vingen 1.

5 Det ser ud til på baggrund af nyere målinger, at denne traditionelle udformning af en vindmøllevinge ikke bidrager så meget til vindmøllens produktion, som man tidligere har regnet med, sandsynligvis fordi tiphvirvlen forstyrrer den optimale strømning over vingens 1 yderste del.

10

Det vil ses i tabel 2, at vinklen a mellem korden og rotorplanet i et givet tværsnit aftager hovedsageligt ensformigt med tværsnittets voksende afstand fra rotoraksen i de første snit, men at denne vinkel derefter vokser påny på en 15 sådan måde, at vingetippen er vredet tilbage.

Tabel 1.

Radius 9,74 m, antal snit 9.

20

Radius (m) c (m) t (%) a (°) 1,84 1,36 25,0 16,0 2.74 1,27 23,8 13.0 3.74 1,17 22,4 9,5 25 4,74 1,07 21,0 7,0 5.74 0,97 19,6 4,5 6.74 0,88 18,2 3,0 7.74 0,78 16,8 2,0 8.74 0,68 15,4 1,0 30 9,74 0,58 14,0 0,0

DK 164925 B

5

Tabel 2.

Radius 9,74 m, antal snit 9.

5 Radius (m) c(m) t(%) ct (°) 1,84 1,36 25,0 16,0 2.74 1,27 23,8 13.0 3.74 1,17 22,4 9,5 4.74 1,07 21,0 7,0 10 5,74 0,97 19,6 4,5 6.74 0,88 18,2 3,0 7.74 0,78 16,8 2,0 8.74 0,68 15,4 1,5 9.74 0,58 14,0 5,0 15

Claims (3)

1. Vinge til en vindmølle, hvor vinklen (a) mellem rotorplanet (8) og korden (7) i et givet tværsnit af vingen (1) 5 aftager hovedsageligt ensformigt med tværsnittets afstand fra rotoraksen eller er konstant, kendetegnet ved, at vinklen (a) mellem rotorplanet (8) og korden (7) i et givet tværsnit af vingen (1) på dennes yderste del (2) indstilles sådan, at opdriften på vingens (1) yderste del 10 (2) begrænses eller går mod 0 på tippen (2).

2. Vinge ifølge krav 1, kendetegnet ved, at vinklen (a) på vingens (1) yderste del (2) forøges til en værdi på ca. 5° ved tippen (2). 15

3. Vinge ifølge krav 1 eller 2, kendetegnet ved, at vingens (1) yderste del (2) omfatter de radialt yderste 15-20 % af vingens (1) samlede længde. 20