DK172127B1 - Vindmøllevinge - Google Patents

Description

DK 172127 B1

VINDMØLLEVINGE

Teknikkens standpunkt 5

Opfindelsen angår en vindmøllevinge med en ydre skal og med i det mindste ét hulrum i vingeskallen, i hvilket i det mindste ene hulrum der er indlejret et fyldmateriale, som i hovedsagen udfylder det/de enkelte hulrum.

10

Den stigende anvendelse af vindmøller og dermed deres placering i afhængighed af især beboelsesejendomme og landskabet, stiller betydelige krav til deres placering, udseende og støjbelastning af omgivelserne.

15

Støjbelastningen kan bestå af den støj, som vindmøllens mekaniske dele, såsom transmissionen, frembringer og udsender. Denne mekaniske støj kan reduceres ved at bearbejde de mekaniske dele med den størst mulige præcision og endvidere 20 ved at afskærme og dermed indkapsle de støjfrembringende maskinelementer bedst muligt.

På denne måde er støjbelastningen fra maskineriets mekaniske dele nedsat i en sådan grad, at dette ikke længere be-25 tragtes som en gene for omgivelserne.

Foruden den mekaniske støjbelastning udsender en vindmølle en aerodynamisk støj, hidrørende fra mekaniske svingninger i vindmøllens maskineri, hvilke svingninger forplanter sig 30 til vingerne, hvorfra svingningerne udsendes til omgivelserne .

Da vingerne ved store vindmøller har et relativt stort overfladeareal, fremkommer der en tilsvarende stor støj-35 effekt fra vingerne, som støjbelaster omgivelserne i et betydeligt omfang.

2 DK 172127 B1

Den udsendte lyd fra en vindmøllevinge opstår især som følge af resonanser i vingen. Da de mekaniske dele frembringer utallige forskellige excitationsfrekvenser, og en eller 5 flere af disse vil svare til en eller flere af vingens re sonansfrekvenser, vil denne frekvens udbredes som aerodynamisk støj .

Resonanserne kan forekomme som egensvingninger af vinge-10 skallen i vingestrukturen og som stående bølger, vibrationer, i luften i et eller flere af hulrummene i vingen.

I US patentskrift nr. 4.692.100 er der beskrevet blade med flyvingeagtig struktur, hvilke blade har en ydre skal og i 15 det mindste ét indvendigt hulrum i vingeskallen, i hvilket i det mindste ene hulrum der er indlejret et fyldmateriale, som i hovedsagen udfylder det/de enkelte hulrum. Fyldmaterialet er glasuld eller opskummet polystyren. Dette fyldmateriale har imidlertid nogle ulemper. Opfyldningen med 20 strukturskum og efterfølgende hærdning medfører nemlig en tendens til opsugning af kondensfugt og væske, som i værste fald kan nedbryde glasfiberen, idet skallen ifølge kendt teknik fremstilles af glasfiberarmeret formstof. Et sådant væskeindhold i skummet kan tillige forårsage en farlig uba-25 lance i vingen. Endelig kan vedhæftningen af skummet til glasfiberen blive mere eller mindre nedbrudt, hvorved kontakten, og dermed den direkte dæmpning, vil ophøre. De omtalte propelblade giver således ingen løsning på dæmpning af strukturlyd ved lavere frekvenser.

30

Formålet for opfindelsen

Det er derfor formålet for opfindelsen at angive en vindmøllevinge, hvor resonanserne dæmpes så meget som muligt 35 for at nedsætte støjbelastningen af omgivelserne.

3 DK 172127 B1

Dette formål opnås ved en vindmøllevinge af den indledningsvist angivne art, hvilken vindmøllevinge ifølge opfindelsen er særegen ved, at fyldmaterialet udgøres af et granulat eller kornformigt, organisk eller uorganisk materia-5 le.

Fordele ved opfindelsen 10 Ved ifølge opfindelsen at indlejre et løst fyldmateriale i hulrummet/-ne i vingen, opnås en dæmpning af eller eliminering af de stående bølger i hulrummet/-ne og dermed en fjernelse af den støj, som disse vibrationer frembringer og udsender.

15

Foruden at fjerne de stående bølger, vil materialet tillige medvirke til dæmpning af vibrationerne i selve skallen og de berørte elementer såsom ribber og tværstivere.

20 Der opnås således en hastigheds/frekvens afhængig dæmpning, idet dæmpningskarakteristikken i selve strukturen ændrer sig som funktion af, hvor meget fyldmaterialet ligger an mod vingens indervægge. Dette har den fordel, at dæmpningskarakteristikken følger møllens omdrejningstal, og dermed 25 frembringer en slags adaptiv dæmpning.

Tillige undgås de ulemper, som opfyldning med strukturskum og efterfølgende hærdning medfører, nemlig en tendens til opsugning af kondensfugt og væske, som i værste fald kan 30 nedbryde glasfiberen. Et sådant væskeindhold i skummet kan tillige forårsage en farlig ubalance i vingen.

Endelig kan vedhæftningen af skummet til glasfiberen blive mere eller mindre nedbrudt, hvorved kontakten, og dermed 35 den direkte dæmpning, ville ophøre.

4 DK 172127 B1

Ved at anvende et organisk eller uorganisk kornformet materiale, kan der udvælges det for den enkelte vinge bedst egnede fyldmateriale, under hensyn til dimension, massefylde af fyldmaterialet m.m.

5

Ved, som omhandlet i krav 2, at anvende kugler af polystyren eller andet opskummet materiale, sikres en fyldning med lav vægt og gode dæmpende egenskaber.

10 Ved, som omhandlet i krav 3, at anvende popkorn, sikres yderligere, at fyldmaterialet er biologisk nedbrydeligt.

Ved, som omhandlet i krav 4, at anvende sand eller andet mineralsk materiale, sikres et stabilt og tungt fyldmateri-15 ale.

Ved, som omhandlet i krav 5, at anvende en blanding som fyldmateriale, kan blandingen tilpasses specifikke behov til vægt, sammenkitningsgrad, evne til at bevæge sig i hul-20 rummet m.m.

Endelig er det hensigtsmæssigt, som omhandlet i krav 6, at indlejre forskelligt fyldmateriale i enkelte hulrum, til opnåelse af en given vægtfordeling og struktur i vingen.

25

Tegningen

Et udførelseseksempel på opfindelsen vil i de følgende af-30 snit blive nærmere beskrevet under henvisning til tegnin gen, hvor:

Fig. 1 viser et tværsnit af en vindmøllevinge set i retning I-I på fig. 2, og 35 fig. 2 viser et længdesnit af vindmøllevingen.

DK 172127 B1 5

Beskrivelse af udførelseseksemplet 5 På tegningen er vist et eksempel på en udførelsesform for vindmøllevingen ifølge opfindelsen.

Vingen 1 omfatter en skal 2, som forløber fra en navflange 8 ved vingeroden til fastgørelse på et nav 10 og til en tip 10 9 ved enden af vingen 1.

I det viste tilfælde udgør skallen 2 et lukket rør med to langsgående 4 ribber indvendigt, hvilke ribber er forbundet med tværstivere 5, som vist på fig. 2.

15

Herved dannes et ubrudt hulrum 6 fortil og bagtil, samt et antal hulrum 6 mellem ribberne 4 og tværstiverne 5. I det viste eksempel således fem separate hulrum 6 mellem navflangen 8 og tippen 9.

20

Skallen 2 kan eventuelt fremstilles uden ribber og tværstivere og fremstilles ved oplægning af glasfiberarmeret formstof .

25 I hulrummene 6 er der endvidere indlejret et løst fyldmateriale 7, som kan bestå af polystyrenkugler eller lignende granulat af opskummet og hærdet formstof.

I stedet for polystyrenkugler kan tænkes anvendt andre ma-30 terialer såsom popkorn, som er biologisk nedbrydelige.

Endvidere kan anvendes andre organiske produkter såsom korn og frugter, samt eventuelt mineralsk materiale, som er findelt, såsom sand.

Formålet med dette fyldmateriale 7 er at udfylde hulrummene 35 6 DK 172127 B1 6 så fuldstændigt som muligt, dels for at eliminere den i luftrummet i hulrummene stående bølge, og dels for at sikre god kontakt til vingens indvendige sider til direkte dæmpning af svingningerne i vingeskallen.

5

Denne kontakt vil under driften blive sikret ved, at fyldmaterialet vil blive slynget udad i hulrummet mod skaldelene under vingens drejning.

10 Dette vil igen medføre, at dæmpningslaget på indersiden af hulrummet bliver variabelt. Dæmpningen i selve strukturen bliver altså afhængig af, hvor meget centrifugalkraften påvirker fyldmaterialet.

15 Da der er anvendt et løst fyldmateriale, er der bevægelse i dette, hvorved der vanskeligt kan opsuges væske i fyldmaterialet, idet det vil være uden sammenhængende kapillære rør eller gange.

20 Herved sikres vindmøllevingen mod ubalance, og glasfiberen udsættes ikke for fugtpåvirkning.

Til opnåelse af specifikke vægtforhold i vingen, kan der anvendes forskellige fyldmaterialer i de forskellige hul-25 rum.

Claims (6)

7 DK 172127 B1

1. Vindmøllevinge med en ydre skal (2) og med i det mindste ét hulrum (6) i vingeskallen (2), i hvilket i det mind- 5 ste ene hulrum (6) der er indlejret et fyldmateriale (7), som i hovedsagen udfylder det/de enkelte hulrum (6), kendetegnet ved, at fyldmaterialet (7) udgøres af et granulat eller kornformigt, organisk eller uorganisk materiale. 10

2. Vindmøllevinge ifølge krav 1, kendetegnet ved, at fyldmaterialet (7) består af kugler af polystyren eller kugler af et lignende opskummet materiale.

3. Vindmøllevinge ifølge krav 1, kendetegnet ved, at fyldmaterialet (7) består af popkorn.

4. Vindmøllevinge ifølge krav 1, kendetegnet ved, at fyldmaterialet (7) består af sand eller et lignende 20 mineralsk kornmateriale.

5. Vindmøllevinge ifølge krav 2-4, kendetegnet ved, at fyldmaterialet (7) består af en blanding af polystyrenkugler, popkorn og sand. 25

6. Vindmøllevinge ifølge krav 2-5, kendetegnet ved, at fyldmaterialet (7) i de enkelte hulrum (6) kan have forskellig sammensætning og/eller fordeling. 30