风能设施转子叶片和风能设施的制作方法

本发明涉及一种风能设施转子叶片和风能设施。

背景技术：

1、因为风能设施的转子叶片不受保护地暴露于所有气候条件下，在特定的温度下可能会引起转子叶片的结冰。为了防止这种情况，能够使用转子叶片加热装置。在这种情况下，能够在转子叶片的外部设有加热装置，或者也能够在转子叶片内部提供加热的空气。这例如能够借助于产生暖空气的放热器来实现，所述暖空气然后被吹入转子叶片的内部中。

2、wo 2017/021350 a1示出一种风能设施转子叶片，所述风能设施转子叶片具有转子叶片根部区域和转子叶片尖端区域以及转子叶片加热装置。此外，沿着转子叶片的纵向轴线设有至少一个腹板。在腹板上能够设有呈腹板水滴形件的形式的转向单元，以便能够减少在转向时的空气涡流。

3、wo 2018/211055示出一种具有转子叶片加热装置的风能设施转子叶片。所述转子叶片具有腹板和在转子叶片尖端的区域中的转向单元，以用于使加热的空气转向。

技术实现思路

1、本发明的目的是，提供一种风能设施转子叶片，所述风能设施转子叶片能够实现改进的转子叶片加热。

2、所述目的通过根据本发明的风轮设施转子叶片来实现。

3、因此提供一种风能设施转子叶片，所述风能设施转子叶片具有转子叶片根部、转子叶片尖端、压力侧、吸力侧、前缘和后缘。转子叶片具有纵向方向。借助于转子叶片加热装置产生暖空气，然后所述暖空气被吹入转子叶片的内部中。可选地，在压力侧和吸力侧之间沿着转子叶片的纵向方向设有至少一个腹板。由转子叶片加热装置加热的空气能够沿着腹板吹向转子叶片尖端，在该处所述加热的空气被转向，使得加热的空气能够在腹板的另一侧上从转子叶片尖端的区域向回流动至转子叶片根部区域。

4、在转子叶片尖端的区域中设有横截面面积的增大部，所述增大部能够设置在转向区域中，以使加热的空气转向。替选于此，在朝向转子叶片尖端的方向的转向部段的区域中的横截面面积能够至少分部段地保持恒定。

5、根据本发明，横截面或横截面面积代表能够用于空气流的有效的(内部)横截面。

6、根据本发明的一个方面，在转子叶片尖端的区域中设有转向部段，所述转向部段的内部的横截面面积(所述横截面面积形成用于空气流的自由面)比在相邻的部段中(朝向转子叶片根部的方向以及朝向转子叶片尖端的方向)更大。这是有利的，因为借此能够减少伴随空气流转向的压力损失。

7、这种具有增大的横截面(尤其是增大的内部横截面)的转向部段能够通过增大叶片深度、翼型厚度以及其组合来实现。

8、根据另一方面能够实现所述转向部段，其方式在于，沿转子叶片的纵向方向和朝向转子叶片尖端的方向设有具有恒定的叶片深度伸展的部段。与此相反，在现有技术中，叶片深度朝向转子叶片尖端的方向连续地减小。因此，根据本发明的一个方面能够设有以下部段，在所述部段处叶片深度朝向转子叶片尖端的方向不连续地减小。此外能够设有以下部段，在所述部段处转子叶片深度朝向转子叶片尖端的方向至少分部段地至少保持恒定或增大。

9、替选地或者附加地，转子叶片厚度能够朝向转子叶片尖端的方向不连续地减小，就像在根据现有技术的通常的转子叶片中那样。相反能够存在以下转向部段，在所述转向部段处转子叶片厚度不作为转子叶片的长度的函数减小，而是至少部分地增加。替选于此，转子叶片的翼型厚度能够沿着转子叶片的长度至少分部段地是恒定的。

10、根据本发明的一个方面，混合式解决方案同样是可行的，其中叶片深度和叶片厚度朝向转子叶片尖端的方向至少分部段地保持恒定。

11、根据本发明的另一方面，转子叶片深度和/或转子叶片厚度能够朝向转子叶片尖端的方向至少分部段地增大。

12、借助转子叶片(例如通过增大在转子叶片尖端的区域中的可用的流动横截面)，在用于加热转子叶片的空气流中的压力损失能够显著减少。此外，在这种情况下，(尤其在转向区域中)能够减小空气流的流速。此外，能够将壁摩擦损失(尤其在转向区域中)最小化。这能够引起：提高叶片加热装置的有效功率，而在此不必提高叶片加热装置的电功率。

13、根据本发明的一个方面，在转子叶片尖端的区域中的流动横截面的增大能够引起：尤其用于空气引导元件的结构和安装空间增大，所述空气引导元件尤其用于使空气流在转子叶片尖端的区域中转向。所述空气引导元件能够用于：在转子叶片尖端的区域中实现阻力优化的180°的流动转向。因此，由转子叶片加热装置沿着腹板朝向转子叶片尖端的方向引导的空气能够以阻力优化的方式朝向转子叶片根部流回。因此，转子叶片加热装置的热传输也能够在外部的转子叶片区域中(即在转子叶片尖端的区域中)得以改进。

14、根据本发明的一个方面，在转子叶片根部和转子叶片尖端之间设有至少一个具有增大的横截面的部段。

15、根据本发明的一个方面，具有增大的横截面的部段具有直至转子叶片长度的10％的长度。

16、根据本发明的一个方面，转子叶片尖端的区域是转子叶片的具有转子叶片长度的10％至30％的长度的外部区域。

17、根据本发明的一个方面，转向部段的长度对应于直至转子叶片长度的30％或直至转子直径的15％。

18、本发明的其它设计方案是从属权利要求的主题。

技术特征：

1.一种风能设施转子叶片(200)，所述风能设施转子叶片具有：

2.根据权利要求1所述的风能设施转子叶片(200)，其中所述空气引导装置(400)具有至少一个腹板(410)，所述腹板设置在所述压力侧(250)和所述吸力侧(260)之间并且沿着所述转子叶片(200)的纵向方向(l)延伸，其中在所述转子叶片尖端(220)的区域中设有转向单元(500)。

3.根据权利要求1或2所述的风能设施转子叶片(200)，其中在所述转向部段(500)的区域中，所述转子叶片厚度(280)和/或所述转子叶片深度(270)随着所述转子叶片(200)的长度(201)增大是恒定的或者增大。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的风能设施转子叶片(200)，其中所述风能设施转子叶片还具有至少一个部段(201a)，所述部段具有在所述转子叶片根部(210)和所述转子叶片尖端(220)之间的增大的横截面。

5.根据权利要求4所述的风能设施转子叶片(200)，其中具有增大的横截面的所述部段(201a)具有直至所述转子叶片(200)的长度的10％的长度。

6.根据权利要求1至4中任一项所述的风能设施转子叶片(200)，其中所述转子叶片尖端(202)的区域设有所述转子叶片(200)的外部区域，所述外部区域的长度是所述转子叶片的长度10％至30％。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的风能设施转子叶片(200)，其中所述转向部段(500)的长度为直至所述转子叶片的长度的30％或直至所述转子直径的15％。

8.一种风能设施，所述风能设施具有至少一个根据权利要求1至7中任一项所述的风能设施转子叶片。

技术总结
本发明涉及一种风能设施转子叶片(200)，风能设施转子叶片具有：长度(201)；转子叶片根部(210)；转子叶片尖端(220)；压力侧(250)；吸力侧(260)；前缘(230)；后缘(240)；转子叶片深度(270)；转子叶片厚度(280)和用于加热的空气的空气引导装置(400)，空气引导装置用于将加热的空气沿着转子叶片(200)的纵向方向(L)从转子叶片根部(210)朝向转子叶片尖端(220)的方向引导。此外，所述风能设施转子叶片(200)具有转向部段(500)，所述转向部段设置在所述转子叶片尖端(202)的区域中并且具有以下横截面面积，所述横截面面积至少分部段地朝向所述转子叶片尖端(220)至少是恒定的或者至少分部段地朝向所述转子叶片尖端(220)增大。

技术研发人员：穆哈纳德·马哈茂德,约亨·施滕贝格,胡萨姆·达布勒
受保护的技术使用者：乌本产权有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/16