[发明专利]风能设备的转子叶片

说明书

本发明涉及风能设备的一种转子叶片(1)，所述转子叶片具有转子叶根(4)以用于将转子叶片(1)连接到转子轮毂上和设置在背离转子叶根(4)的一侧上的转子叶尖，以及涉及一种具有这种转子叶片的风能设备。在此，定义为剖面厚度(2)与剖面深度(3)的比值的相对剖面厚度(2)在转子叶根和转子叶尖之间的中间区域(6)中具有局部最大值。

技术领域

本发明涉及风能设备的一种转子叶片以及一种风能设备。

背景技术

用于风能设备的转子叶片已普遍知晓。这种转子叶片具有顾及到特殊的空气动力学要求的剖面。通常，风能设备具有带有多个转子叶片的空气动力学转子。这种风能设备示例性地在图5中示出。这种转子叶片的空气动力学特性是至关重要的，因为这些特性极大地影响转子叶片的进而风能设备的效率。为了提高转子叶片的效率而使剖面最优化。例如为了在弱风的地区中、即尤其在内陆位置确保尽可能持续地产生电流，空气动力学的转子具有可能为大约80米的转子直径。在风能设备如此大型并进而转子叶片也非常大的情况下，这造成转子叶片重量大。大且重的转子叶片产生高负荷，在运行中该负荷作用于风能设备。此外，制造以及运输至相应的安装地点是复杂且困难的。但是，实现对于运输这种大型转子叶片而言更有益的两件式转子叶片由于所出现的负荷和附加地通过分离部形成的稳定性减小仅在受限的情况下是可能的。

德国专利商标局已经在优先权申请中检索出下述现有技术：DE 10 2008 052 858A1、DE 10 2008 003 411 A1、DE 103 07 682 A1、US 5 474 425 A和EP 2 339 171 A2。

发明内容

因此，本发明基于下述目的：消除或减少上述问题中的至少一个，尤其提出一种转子叶片，所述转子叶片在刚性尽可能高的情况下具有小的转子叶片重量，通过所述小的转子叶片重量减小对机器结构和塔的负荷，并且所述转子叶片可以简单地运输。至少应提出一种替选的解决方案。

为了实现所述目的，根据本发明提出一种风能设备的转子叶片。风能设备的这种转子叶片具有用于将转子叶片连接到转子轮毂上的转子叶根和设置在背离转子叶根的一侧上的转子叶尖。在此，作为剖面厚度与剖面深度的比值定义的相对剖面厚度在转子叶根和转子叶尖之间的中间区域中具有局部最大值。在下文中将剖面深度理解成剖面的长度、即剖面凸起部和剖面后缘之间的距离。剖面厚度表示剖面上侧和剖面下侧之间的距离。因此，当剖面厚度小和/或剖面深度大时，相对剖面厚度具有小的值。

相对剖面厚度在转子叶根和转子叶尖之间具有局部最大值。局部最大值位于转子叶根和转子叶尖之间的中间区域中，优选位于从转子叶根至转子叶尖所测量的转子叶片的总长度的30％至60％的范围中。在总长度例如为60米的情况下，因此，局部最大值位于优选18米至36米的范围中。因此，相对剖面厚度从转子叶根起首先减小并且随后在中间区域中又增大直至局部最大值，即直至下述位置，在所述位置的周围，相对剖面厚度不具有更大的值。在转子叶片的中间区域中的局部最大值尤其通过下述方式实现：剖面深度从转子叶根起直至中间区域强烈减小。同时或替选地，剖面厚度能够增大或不像剖面深度那样强地减小。由此，实现节省材料，尤其是在转子叶根和中间区域之间，进而实现节省重量。通过提高剖面厚度，得出转子叶片的高稳定性。

可知：剖面深度在中间区域中的减小虽然在那里会引起承载能力的降低，但是同时实现转子叶片的重量的减小。转子叶片的效率的可能劣化有助于实现更小的重量。在此，但是在中间区域中在效率尽可能好的情况下更大程度地关注稳定性和刚性并且在外部区域中更大程度地关注高的效率。因此，提出下述剖面，其中从中间区域向外朝向转子叶尖的剖面深度至少比在中间区域中更弱地减小。

优选地，局部最大值的相对剖面厚度为35％至50％、尤其为40％至45％。通常，相对剖面厚度在转子叶根处在值为100％至40％时开始。大约为100％的值在此表示，剖面厚度大致与剖面深度相等。之后，值单调下降。在一个根据本发明的实施方式中，值从转子叶根起首先减小，直至其达到局部最小值。在局部最小值之后，相对剖面厚度增大，直至其为大约35％至50％。