SE9503657A0 - Rotor med breda, böjda blad - Google Patents

Description

10 som lämnar bladens bakre kant inte onödigt stör fluidströmningen runt närmaste rotorblad.

Detta är det tredje viktiga konstruktionskrite- riet för att erhålla optimala rotorprestanda.

Varierande operationella villkor och effektkur- vornas karakteristika motiverar att i detta pa- tent innefattas det fulla spektrumet av olika bladkonturer, såsom, triangulära, cirkelrunda, trapezoida, trapezium-formade, hjärtformade, och sà vidare.

Bladbredden kan följaktligen öka eller minska i olika delar av rotorbladets radiella utsträck- ning.

.För att uppnå samma infallsvinkel för fluidet längs hela framkanten av varje rotorblad, dvs uppnå optimala rotorprestanda, màste rotorbla- det vridas, dvs ha en torsion, i radiell rikt- ning runt sin vridningsaxel. Detta erfordrar i sin tur att bladaxeln är böjd till en konkav form sett från bladets framsida. Rotorbladet får då en tredimensionell fram- och baksida.

.Ett förenklat och mindre kostsamt alternativ till den nämnda komplexa torsionen av rotorbla- det är att indela detta i två eller flera seg- ment, vars skiljelinjer är vinkelräta mot bla- dets vridningsaxel, samt att anbringa varje segment i sin respektive, genomsnittliga, opti- mala kordavinkel.

Det som här kallas skiljelinje kan, i de fall plàt, väv, eller folie används till rotorbla- dens fram- och baksidor, med fördel vara en in- tegrerad del av rotorbladets fram- respektive baksida. I vilket fall som helst kommer rotor- bladets fram- respektive bakkant att i kontur likna en trappa.

Claims (5)

Patentkrav. BASKRAV.

1. En rotor, som ar avsedd att drivas av, eller framdriva en, i forhallande till rotorn, axi- ellt till tangentiellt till radiellt strommande gas, vatska, eller en torrsubstans som for praktiska andamal kan uppfora sig vatskelikt, och vilken rotor bestir av atminstone ett rotorblad (1) monterat pa rotoraxeln (2) i nagot lage fran huvudsakligen radiellt och utat rik- tat till vasentligen tangentiellt, och karakteriserat av att varje rotorblad (1) ar fixerat eller vridbart anbringat runt sin geometriska och/eller neutrala centerlinje, med avseende pa de krafter som verkar pa rotorbladet, och/eller vilken annan som helst lamplig centerlinje eller axel (3), och vilket rotorblad (1), anbringat i en vinkel i forhallande till ett plan som är vinkelratt mot rotoraxeln, och vilket rotorblad är brett, forutom det att det har gi- vits en bbjd form.

2. Rotor enligt nagot av kraven 1.-22. kannetecknad av att tva eller flera rotorer arrangeras tillsammans pa samma axel, var och en motrote- rande i forhallande till rotorn framfor, och med en diameter sOm är mindre, lika stor som, eller storre an den rotorn framfor har. AVSEENDE UTMARKANDE DRAG I ROTORNS BLADFORM, VILKA VAGENTLIGEN RAVERKAR FlUIDETS FLODESKARAKTERISTIK.

3. Rotor enligt nAgot av kraven 1.-22. kanneteck- nad av att varje rotorblad har en bojning (camber) mellan 5% och 25%. 4. Rotor enligt nagot av kraven 1.-22. kannetecknad av att vane rotorblads bojning (camber) är exakt eller ungefar 1:7 enligt formeln w/d = 7/1; dar i tvarsnittet (Figur 3) av ett rotorblad vid vane radie r, w an det raka avstandet (7) mellan andpunkterna (6), vilka senare avser bladets fram- respektive bakkant, och d (18) ar det storsta avstandet mellan no- torbladets genomsnittskurva (8) och kordan (7). 5. Rotor enligt nAgot av kraven 1.-22. kannetecknad av att rotorbladens bojning (camber) alternativt ar antingen symmetrisk, t.ex. beskriver en cirkular kurva, icke symmetrisk, eller asy- metrisk, t.ex. beskriver en elliptisk eller pa- rabolformad kurva i forhallande till rotorbla- 1. dets mittlinje. 6. Rotor enligt nagot av kraven 1.-22. kannetecknad av att kordan (7) vid rotorbladets (1) yt- terkant (4) har samma vinkel som kordan (7) vid innerkanten (5) relativt ett plan, som är vinkelratt mot rotoraxeln. 7. Rotor enligt nagot av kraven 1.-22. kannetecknad av att kordan vid rotorbladets ytterkant (4) intar en annan vinkel an kordan vid inner- kanten (5) i forhallande till ett plan, som dr vinkelratt mot rotoraxeln, for att kompensera for den andrade infallsvinkeln med okande radie. 8. Rotor enligt nagot av kraven 1.-22. kannetecknad av att rotorbladets mittlinje, eller snara- re dess fysiska representation beskriver en konkav kurva sett framifran bladet, for att mojliggora krav 8. I detta fall blir rotorbladets yta en tredimensionell yta. 9. Rotor enligt nagot av kraven 1.-22. kanneteck- nad av att varje rotorblad (1) är belaget runt sin mittlinje (3) pa ett sadant satt, attvid varje rotorbladsradie eller vid den rotorbladsradie dar det genomsnittliga vridmomentet genereras, alit efter omstandigheterna - kordan (7) intar en vinkel av 60 grader eller mindre rela- tivt ett plan, som är vinkelratt mot rotoraxeln (2). 10. Rotor enligt nagot av kraven 1.-22. kannetecknad av att rotorbladen har blivit uppdelade och byggda i tva eller flera integrerade eller se- parata (vad avser rotorbladets yta) segment dar delningslinjerna ar vinkelrata mot rotorbladets mittlinje (3), och dar varje sadant segment har inriktats sa, att dess genomsnittliga kordavin- kel (kordans vinkel relativt ett plan som at vinkelratt mot rotoraxeln) ar optimal med hansyn till fluidets infallsvinkel. I bada fallen kommer da bade bladets fram- och bakkanter att se ut som konturer av en trappa. 11. Rotor enligt nagot av kraven 1.-22. kanneteck- nad av att rotorbladen har skarpa alternativt rundade tram- (17) eller bakkanter (9). AVSEENDE ROTORBLADENS KONTDRKONSTRUKTION. 12. Rotor enligt nagot av kraven 1.-22. kannetecknad av att rotorbladen vid varje avstand frail rotoraxeln (2) är s& breda som mojligt. Be- gransningen är att det fluidum som lamnar ro- torbladets bakkant (9) inte otillborligt stOr flodet runt narmaste rotorblad. Rotorbladens bredd kan saledes Oka eller minska over delar av rotorbladens utstrackning. Detta krav inrymmer en star mangd av alka ro- torbladsformer, sett vinkelratt mot bladkordorna (7), sasom triangulara, cirkelrunda, trapezoida, trapezium-formade, hjartformade, och sá vidare. 13. Rotor enligt nagot av kraven 1.-22. kanneteck- nad av att den radiellt inre (5) och/eller yttre (4) rotorbladkanten har antingen en kurvform, vilken alternativt kan Overensstamma med rotorbladets kurvform, eller ar rak. 14. Rotor enligt nAgot av kraven 1.-22. kanneteck- nad av att rotorbladets inre (5) och/eller yttre (4) kanter ar radiellt antingen mat- eller utatbojda. AVSEENDE ROTORBLADETS FYSISKA STRUKTUR. 15. Rotor enligt nagot av kraven 1.-22. kannetecknad av att rotorbladet antingen är massivt eller uppbyggt av folie, vav, plat av lamplig typ pa rotorbladets vind- och alternativt lasida, och fixerad till rotorbladets fackverk av tilllamplig sort. 16. Rotor enligt nagot av kraven 1.-22. kannetecknad av att rotorbladet stads av en eller flera balkar mellan bladets lasida och rotornavet, och/eller en eller flera stanger, linor eller stag mellan bladets lovartsida och rotornavet. AVSEENDE ROTORBLADMATERIALET 17. Rotor enligt nagot av kraven 1.-22. kanneteck- nad av att - beroende av om rotorbladet dr mas- sivt eller uppbyggt av folie, plat eller vav pa bladets fackverk - rotormaterialet kan vara av vitt skilda slag sasom stal, metall, keramik, glas, tra, plast, kompositer, eller en bland- fling av material. AVSEENDE METODEY ATT ABBRIUGA ROTORBLADET TILL ROTORNAVET . 18. Rotor enligt nagot av kraven 1.-22. kannetecknad av att rotorbladet kan vara fixerat till, eller vridbart monterat pa rotornavet, i det senare fallet medelst lamplig lager-, kugghjuls- eller havarmsinbyggnad i eller pa rotornavet for automatisk och/eller manuell reglering av rotorbladets kordavinkel. AVSEENDE TILLAMPNINGAR FOR VINDKRAFTVERK 19. Rotor enligt nagot av kraven 1.-22. kannetecknad av att vara alternativt placerad antingen framfor eller efter generatorhuset och den ba- rande pelaren (11). 20. Rotor enligt nagot av kraven 1.-22. kannetecknad av att den barande pelaren (11) ar utrustad med ett halje (12) langs en tillracklig del av dess hojd, och vilket är konstruerat att mini- mera de luftstorningar som det skapar, och vil- ket är fixerat till generatorhuset pa sadant satt att det foljer, eller vrids med generatorhuset och rotorn med vaxlande vindriktning, pa sadant satt att dess centrumlinje (A)-(A) all- tid ar belaget i vindogat. 21. Rotor enligt nagot av kraven 1.-22. kannetecknad av att vindkraftverkets barande pelare (11) är vridbar runt ett horisontellt gangjarn, som är fixerat till det markfundament pa vilket den barande pelaren vilar, och till vilket den ba- rande pelaren kan fastas med bultar eller pa annat satt. 22. Rotor enligt nagot av kraven 1.-22. kannetecknad av att vindkraftverket ar utrustat med hjalpmedel och majligheter att noggrant, auto- matiskt, och kontinuerligt, bland annat: a) Registrera den verkliga, fria vindhastigheten tillrackligt langt fore rotorn, och/eller till nagon sida av rotorn. b) Registrera rotorns varvtal och rotationshas- tigheten vid rotorns ytterdiameter. C) Berakna kvoten mellan rotationshastigheten vid rotorns ytterdiameter enligt b) och den verkliga vindhastigheten enligt a).

4. Reglera generatorns varvtal sá att kvoten enligt c) forblir vid ett forutbestamt, opti- malt varde.

5. .Lagra p& forutbestamt satt, och/eller transmittera till utvalda platser onskade vind- och prestandakriterier, data, karakteristiker, och statistik. Beyron Sigvardsson 1995-11-22 Lyckevagen 1 5-436 45 ASKIM Sweden Tel: 031 - 28 08 9 Fax: 031 - 87 11 8