NL1014719C2

NL1014719C2 - Wind turbine, has asymmetrically arranged turbine vanes to reduced stall induced vibrations

Info

Publication number: NL1014719C2
Application number: NL1014719A
Authority: NL
Inventors: Hendrik Jan Heerkes
Original assignee: Aerpac Holding B V
Priority date: 2000-03-22
Filing date: 2000-03-22
Publication date: 2001-09-25

Abstract

At least one of the turbine vanes (5) is in an asymmetric position with respect to the symmetrical distribution of the vanes around the rotor shaft (12). Independent claims are also included for (a) a turbine vane with a means close to its proximal end for making it asymmetric, (b) a hub (4) for mounting the vanes on the rotor shaft, having a coupling with a means for making the vane asymmetric, (c) a rotor comprising this hub and at least two vanes, and (d) a rotor comprising a hub and at least two vanes, one or more of which are the above asymmetric vanes.

Description

WINDTURBINE MET ASYMMETRISCHE ROTOR EN ROTORWIND TURBINE WITH ASYMMETRIC ROTOR AND ROTOR

De onderhavige uitvinding betreft een windturbine voor het genereren van elektrische energie uit windenergie, omvattende een staander, een door de staander gedragen generator, en een door de wind aan te drij-5 ven rotor, die via een rotoras met de generator is verbonden voor aandrijving hiervan, en welke rotor ten minste twee wieken omvat. De onderhavige uitvinding betreft tevens de rotor afzonderlijk van de windturbine, evenals een naaf voor de rotor, voorzover de uitvinding 10 daarin is verwezenlijkt, alsmede een wiek van de rotor, voorzover daarin de uitvinding is verwezenlijkt.The present invention relates to a wind turbine for generating electrical energy from wind energy, comprising an upright, a generator carried by the upright, and a wind-driven rotor, which is connected to the generator via a rotor shaft for driving and which rotor includes at least two blades. The present invention also relates to the rotor separate from the wind turbine, as well as a hub for the rotor, insofar as the invention is implemented therein, as well as a rotor blade, insofar as the invention is implemented therein.

Bij bekende rotoren worden de wieken symmetrisch om de rotoras verdeeld in een vlak, dat in hoofdzaak loodrecht staat op de rotoras. De symmetrische 15 verdeling van de wieken om de rotoras resulteert in een regelmatige indruk bij een waarnemer, in het bijzonder, wanneer de rotor in stilstand verkeert. Verder is men er in het verleden altijd vanuitgegaan, dat een symmetrische verdeling van de wieken om de rotoras ten goede komt aan 20 het hiermee te behalen rendement.In known rotors, the blades are distributed symmetrically about the rotor axis in a plane which is substantially perpendicular to the rotor axis. The symmetrical distribution of the blades about the rotor shaft results in a regular impression on an observer, especially when the rotor is stationary. Furthermore, it has always been assumed in the past that a symmetrical distribution of the blades around the rotor shaft benefits the yield to be achieved with this.

De bekende rotoren met een symmetrische verdeling van de wieken om de rotoras vertonen een aantal nadelen. Dergelijke bekende rotoren zijn bijzonder gevoelig voor "stall induced vibrations", hetgeen samenhangt 25 met een variërende trek in de windstroom. Hierdoor ontstaan spanningen in de wieken en kan schade ontstaan, waardoor het nodig kan zijn om de rotor af te remmen en/of buiten gebruik te stellen. Hierbij kunnen vibraties ontstaan, waarbij afwisselende paren wieken oscillerend 30 van en naar elkaar toe buigen, waarbij de bij deze vibraties betrokken paren wieken variëren in de tijd. Ook kunnen andere destructieve vibraties in de wieken optre- 1014719 2 den, die een langdurig betrouwbaar gebruik in de weg staan.The known rotors with a symmetrical distribution of the blades around the rotor axis have a number of drawbacks. Such known rotors are particularly sensitive to stall induced vibrations, which is associated with a varying draft in the wind flow. This creates stress in the blades and can cause damage, which may require braking the rotor and / or taking it out of use. This can cause vibrations, in which alternating pairs of blades bend oscillatingly from and to each other, the pairs of blades involved in these vibrations varying over time. Also, other destructive vibrations may occur in the vanes, which hinder long-term reliable use.

Het is in de onderhavige techniek bekend om gebruik te maken van dempers, doch hierdoor wordt de 5 boven beschreven problematiek slechts enigszins onderdrukt. Bovendien resulteren dergelijke dempers in een hogere kostprijs, omdat bijv. ten minste twee wieken in een windturbine met drie wieken van een demper moeten worden voorzien - waartoe een monteur twee wieken in moet 10 - en, wellicht erger, de behoefte aan geregeld onderhoud, dat op grote hoogte moet plaatsvinden, omdat de dempers mechanisch zijn en de werking hiervan derhalve geregeld moet worden gecontroleerd.It is known in the present art to use dampers, but this only suppresses the problem described above to some extent. In addition, such dampers result in a higher cost because, for example, at least two blades in a three-blade wind turbine must be fitted with a damper - which requires an engineer to fit two blades - and, perhaps worse, the need for regular maintenance, which must be carried out at a great height, because the dampers are mechanical and their operation must therefore be checked regularly.

Met de onderhavige uitvinding is beoogd om de 15 bovengenoemde problemen van de bekende rotoren te verhelpen of althans aanzienlijk te verminderen, waartoe een windturbine volgens de onderhavige uitvinding zich onderscheid, doordat ten minste één van de wieken onder een afwijking ten opzichte van symmetrische verdeling van de 20 wieken om de rotoras is aangebracht.The object of the present invention is to solve or at least considerably reduce the above-mentioned problems of the known rotors, for which a wind turbine according to the present invention is distinguished in that at least one of the blades is at a deviation from symmetrical distribution of the 20 blades are fitted around the rotor shaft.

Door verstoring van de geometrische symmetrie van de wieken om de rotoras kunnen eigen trillingen in de wieken en hiermee samenhangend ook de bovenbeschreven verschijnselen, die problemen zijn van de bekende roto-25 ren, doeltreffend worden vermeden, terwijl de hiertoe benodigde investering of extra maatregelen om dit te verwezenlijken minimaal zijn en eenvoudig in het gebruikelijke productieproces kunnen worden opgenomen.By disturbing the geometrical symmetry of the blades about the rotor shaft, self-vibrations in the blades and the associated phenomena described above, which are problems of the known rotors, can be effectively avoided, while the investment or extra measures required for this purpose to to achieve this are minimal and can be easily incorporated into the usual production process.

De afwijking kan zijn gelegen in het bereik tot 30 25° of met meer voorkeur tot 15°, of bij benadering 2° bedragen. De voor het vermijden van de bovengenoemde problemen van de bekende rotoren benodigde afwijking is sterk afhankelijk van het soort windturbine, het soort rotor, de afmetingen hiervan, etc., zodat de uitvinding 35 op generlei wijze dient te worden beschouwd als beperkt tot één van deze bereiken of waardes.The deviation can be in the range up to 25 ° or more preferably up to 15 °, or approximately 2 °. The deviation required to avoid the above-mentioned problems of the known rotors strongly depends on the type of wind turbine, the type of rotor, its dimensions, etc., so that the invention should in no way be regarded as limited to one of these. ranges or values.

In een uitvoeringsvorm van de uitvinding is het naar de rotoras gerichte uiteinde van ten minste één van 1014719 3 de wieken afgeschuind. Dit is een bijzonder gunstige uitvoeringsvorm, die zeer eenvoudig te verwezenlijken is, doordat voor voltooiing van de productie van een wiek (veelal uit met hars geïmpregneerd glasvezelmateriaal) 5 dit uiteinde toch moet worden afgewerkt voor bevestiging aan de rotoras of eventueel een tussenkomende naaf. Hierbij is dus nagenoeg geen aanvullende moeite of kosten benodigd ten opzichte van de bekende rotoren, om de uitvinding te verwezenlijken.In an embodiment of the invention, the end of the blades facing the rotor shaft is chamfered. This is a particularly favorable embodiment, which is very easy to realize, because in order to complete the production of a wick (usually of resin-impregnated glass fiber material) this end nevertheless has to be finished for attachment to the rotor shaft or possibly an intermediate hub. Thus, virtually no additional effort or cost is required with respect to the known rotors to realize the invention.

10 In een andere uitvoeringsvorm vertoont een windturbine volgens de uitvinding de eigenschap, dat ten minste één van de wieken nabij het naar de rotoras gerichte uiteinde een met de afwijking overeenkomende kromming in de lengteas hiervan vertoont. Hiertoe is 15 weliswaar een nieuwe mal voor productie van de wiek nodig, maar ook mallen zijn aan vervanging onderhevig, zodat de uitvinding eenvoudig kan worden geïmplementeerd, wanneer om gebruikelijke redenen een nieuwe mal in gebruik moet worden genomen.In another embodiment, a wind turbine according to the invention has the property that at least one of the blades near the end directed towards the rotor shaft has a curvature corresponding to the deviation in its longitudinal axis. Although this requires a new mold for the production of the wick, molds are also subject to replacement, so that the invention can be easily implemented when a new mold has to be put into use for usual reasons.

20 In nog een andere uitvoeringsvorm vertoont de windturbine de eigenschap, dat als tussen de rotoras en de wieken een naaf is aangebracht, die koppelingen voor de wieken omvat, ten minste één van de koppelingen in overeenstemming met de afwijking is vormgegeven. Hierbij 25 kan de de afwijking ten opzichte van symmetrie vertonende wiek op zich langs bekende weg worden geproduceerd, zonder aanpassing hiervan, en het productieproces voor elke van de wieken uniform kan blijven.In yet another embodiment, the wind turbine has the property that, if a hub is arranged between the rotor shaft and the blades, which comprises couplings for the blades, at least one of the couplings is designed in accordance with the deviation. Hereby the wick showing the deviation from symmetry can be produced per se in a known manner, without adjustment thereof, and the production process for each of the blades can remain uniform.

In deze uitvoeringsvorm kan de betreffende 30 koppeling aan de naar de de symmetrie veroorzakende wiek gerichte zijde in overeenstemming met de afwijking zijn afgeschuind. In het bijzonder in het geval van een kunststof naaf, zoals die op zich is beschreven in de Nederlandse octrooiaanvrage 1.013.807 van aanvraagster zelf en 35 geen deel uitmaakt van de onderhavige uitvinding, kan een dergelijke afwerking van de koppeling aan de naaf op dezelfde wijze geschieden als hierboven is beschreven in verband met de wiek. Wanneer een gebruikelijke naaf wordt 1014719 4 toegepast, bijv. van staal, zal de productie hiervan wellicht ingrijpendere aanpassingen behoeven, doch resulteert in het verhelpen van de bovengenoemde nadelen van de bekende techniek. Als alternatief kan ten minste één 5 van de koppelingen onder een afwijking ten opzichte van symmetrische verdeling van de koppelingen om de rotoras zijn aangebracht. Hiertoe is weliswaar een ingrijpende aanpassing in de productie van de naaf vereist voor zowel kunststof naven als metalen naven, doch ook hiermee 10 worden de nadelen en problemen van de bekende rotoren verholpen of althans verlicht.In this embodiment, the respective coupling can be chamfered on the side facing the wick causing the symmetry in accordance with the deviation. Particularly in the case of a plastic hub, as described per se in the Dutch patent application 1.013.807 of the applicant itself and which is not part of the present invention, such a finish of the coupling on the hub can be carried out in the same manner. take place as described above in connection with the wick. When a conventional hub is used, eg of steel, its production may require more substantial modifications, but results in overcoming the above drawbacks of the prior art. Alternatively, at least one of the couplings may be arranged about the rotor shaft under a deviation from symmetrical distribution of the couplings. Although this requires a thorough adjustment in the production of the hub for both plastic hubs and metal hubs, this also solves or at least alleviates the disadvantages and problems of the known rotors.

In een andere uitvoeringsvorm vertoont een windturbine volgens de uitvinding de eigenschap, dat ten minste één van de wiek middelen omvat ter compensatie 15 vanuit de afwijking resulterende onbalans in de rotor.In another embodiment, a wind turbine according to the invention has the feature that at least one of the wick comprises means for compensating for imbalance in the rotor resulting from the deviation.

Dit kan een contragewicht zijn. Door de positionering van de wieken en de asymmetrie in de rotor worden doeltreffend de problemen bij de bekende rotoren verholpen, terwijl met de middelen voor het compenseren van de 20 onbalans het krachtenspel op de rotoras wordt geoptimaliseerd.This can be a counterweight. The positioning of the blades and the asymmetry in the rotor effectively solve the problems with the known rotors, while the means for compensating the unbalance optimizes the play of forces on the rotor shaft.

In nog een andere uitvoeringsvorm van een windturbine volgens de uitvinding kan de rotor een naaf omvatten, waarbij tussen ten minste één van de wieken en 25 de naaf een verloopstuk is aangebracht met een met de afwijking overeenkomende vorm. Een dergelijk verloopstuk heeft het voordeel, dat alle overige productiestappen op de gebruikelijke wijze gehandhaafd kunnen worden, en bestaande windturbines aldus relatief eenvoudig aan te 30 passen zijn, terwijl met de door toevoeging van het verloopstuk verkregen afwijking ten opzichte van symmetrie in de rotor volgens de onderhavige uitvinding de nadelen en de problemen van de bekende rotoren worden verholpen of althans verlicht.In yet another embodiment of a wind turbine according to the invention, the rotor can comprise a hub, wherein an adapter with a shape corresponding to the deviation is arranged between at least one of the blades and the hub. Such an adapter has the advantage that all other production steps can be maintained in the usual manner, and existing wind turbines can thus be adapted relatively easily, while with the deviation from symmetry obtained by adding the adapter in accordance with the rotor. The present invention overcomes or at least alleviates the disadvantages and problems of the known rotors.

35 De onderhavige uitvinding zal hieronder worden beschreven aan de hand van een aantal uitvoeringsvoor-beelden hiervan onder verwijzing naar de bijgevoegde tekening, waarin: A014 7 f 9 5 fig. 1 een perspektivisch aanzicht toont van een windturbine volgens de onderhavige uitvinding; fig. 2-4 schematische vooraanzichten tonen van uitvoeringsvormen van rotoren aan de windturbine volgens 5 de onderhavige uitvinding; fig. 5 een perspektivisch aanzicht toont van de uiteengenomen verbinding tussen een wiek en een naaf in een rotor volgens de onderhavige uitvinding; fig. 6 een perspektivisch vooraanzicht toont 10 van een naaf voor een rotor volgens de onderhavige uitvinding; fig. 7 een schematisch vooraanzicht toont van de verbinding tussen een wiek en de naaf in een rotor volgens de onderhavige uitvinding; 15 fig. 8 een perspektivisch aanzicht toont van een alternatieve uitvoeringsvorm.The present invention will be described below with reference to a number of exemplary embodiments thereof with reference to the accompanying drawing, in which: A014 7 f 9 5 Fig. 1 shows a perspective view of a wind turbine according to the present invention; Figures 2-4 show schematic front views of embodiments of rotors on the wind turbine according to the present invention; Fig. 5 shows a perspective view of the exploded connection between a wick and a hub in a rotor according to the present invention; Fig. 6 shows a perspective front view of a hub for a rotor according to the present invention; Fig. 7 shows a schematic front view of the connection between a wick and the hub in a rotor according to the present invention; Fig. 8 shows a perspective view of an alternative embodiment.

In de diverse figuren van verschillende uitvoeringsvormen zijn dezelfde of overeenkomstige componenten telkens aangeduid met gelijke referentienummers.In the various figures of different embodiments, the same or corresponding components are each denoted by identical reference numbers.

20 De in fig. 1 getoonde windturbine 1 omvat een als paal 2 vormgegeven staander, met aan de bovenzijde hiervan een elektrische generator 3, waaraan een rotor is aangebracht, die een naaf 4 met hieraan wieken 5 omvat.The wind turbine 1 shown in Fig. 1 comprises a post designed as pole 2, with an electric generator 3 at the top thereof, to which is mounted a rotor, which comprises a hub 4 with blades 5 attached thereto.

De rotoras 12 vormt de verbinding tussen de rotor en de 25 elektrische generator.The rotor shaft 12 forms the connection between the rotor and the electric generator.

Ter voorkoming van "stall induced vibrations" als gevolg van variërende trek in windstromen en van oscillerende vibraties in paren wieken 5 van en naar elkaar, zoals hierboven is beschreven, zijn de wieken 30 onder een afwijking ten opzichte van een symmetrische verdeling van de wieken om de rotoras 12 aangebracht.To prevent stall induced vibrations due to varying drafts in wind currents and oscillating vibrations in pairs of blades 5 from and to each other, as described above, the blades 30 are deviated from a symmetrical distribution of the blades. the rotor shaft 12 is arranged.

Dit is schematisch weergegeven in fig. 2 voor een rotor met twee wieken 5, die binnen een draaiingsra-dius 6 draaien, met hoek ot. Hoek ar is afhankelijk van de 35 vormgeving van de windturbine en bedraagt bij voorbeeld 2°. Voor een windturbine met meer wieken 5, zoals bijvoorbeeld in fig. 3 voor drie wieken en in fig. 4 voor vier wieken is weergegeven, kan de afwijking een andere J 0 1 4 7 1 d t ft 6 zijn dan hoek α, hetgeen resp. met hoek β in fig. 3 en hoeken γ en δ in fig. 4 is weergegeven. Fig. 4 toont in het bijzonder een uitvoeringsvorm van een windturbine volgens de onderhavige uitvinding, waarbij twee van de 5 vier wieken 5 een afwijking ten opzichte van symmetrie om de rotoras 12 vertonen.This is schematically shown in fig. 2 for a rotor with two blades 5, which rotate within a rotation radius 6, with angle ot. Angle ar depends on the design of the wind turbine and is, for example, 2 °. For a wind turbine with more blades 5, as shown for example in figure 3 for three blades and in figure 4 for four blades, the deviation can be a different J 0 1 4 7 1 d t ft 6 than angle α, which resp. with angle β in Fig. 3 and angles γ and δ in Fig. 4. Fig. 4 shows in particular an embodiment of a wind turbine according to the present invention, in which two of the four blades 5 have a deviation from symmetry about the rotor shaft 12.

De hoeken a, β, γ, δ kunnen, zoals hierboven reeds is vermeld, verschillende waardes hebben. Deze waardes zijn bijv. gelegen in het bereik tot 25°, doch 10 met meer voorkeur tot 15°. Door de lengte van de gebruikte windturbinewieken zouden zelfs afwijkingen tussen 0,1° en nog kleiner kunnen volstaan. Ook andere waardes binnen deze bereiken zijn mogelijk. Teneinde een door de asymmetrie of afwijking veroorzaakte onbalans in de rotor 15 zoveel mogelijk te beperken wordt een waarde voor deze hoeken a, β, γ en δ gekozen, die zo klein mogelijk is, waarbij juist "stall induced vibrations" en oscillerende vibraties van de paren wieken 5 worden voorkomen.The angles a, β, γ, δ can, as already mentioned above, have different values. These values are, for example, in the range up to 25 °, but more preferably up to 15 °. Due to the length of the wind turbine blades used, even deviations between 0.1 ° and even smaller may suffice. Other values within these ranges are also possible. In order to minimize as much as possible an imbalance in the rotor 15 caused by the asymmetry or deviation, a value for these angles a, β, γ and δ is chosen, which is as small as possible, in which "stall induced vibrations" and oscillating vibrations of the pairs of blades 5 are prevented.

Dit sluit niet uit, dat ook grotere waardes van 20 de hoeken a, β, γ en δ worden gekozen. Om hierbij voor een onbalans in de rotor, die een negatieve invloed zou kunnen hebben op het krachtenspel aan de rotoras 12, te compenseren kan, zoals in fig. 1 is weergegeven, een contragewicht 13 aan één van de wieken 5 zijn aange-25 bracht. Aanvullend is het mogelijk contragewichten aan meer dan één van de wieken 5 aan te brengen.This does not exclude that larger values of angles a, β, γ and δ are also chosen. In order to compensate for an imbalance in the rotor, which could have a negative influence on the play of forces on the rotor shaft 12, a counterweight 13 can be arranged on one of the blades 5, as shown in Fig. 1. . In addition, it is possible to arrange counterweights on more than one of the blades 5.

In fig. 5 is een perspektivisch aanzicht getoond van een uiteengenomen verbinding tussen een naaf 4 en één van de wieken 5. De naaf 4 omvat een naaflichaam 7 30 met ten behoeve van bevestiging van de wieken 5 verschafte bevestigingskransen 8. De bevestigingskransen zijn te verbinden met verstevigde ringen 9 aan het proximale uiteinde van wieklichamen 10 van de wieken 5, d.w.z. die uiteinden, die het dichtst bij de naaf 4 zijn gelegen.Fig. 5 shows a perspective view of an exploded connection between a hub 4 and one of the blades 5. The hub 4 comprises a hub body 7 with mounting rings 8 provided for fixing the blades 5. The mounting rings are connectable with reinforced rings 9 at the proximal end of the blade bodies 10 of the blades 5, ie, those ends closest to the hub 4.

35 De verbinding tussen de bevestigingskransen 8 en de verstevigde ringen 9 maakt op zich geen deel uit van de onderhavige uitvinding en is al dan niet gebruikelijk, maar zal hier niet nader worden beschreven. Het 1 0 1 4 7 1 9 7 naaflichaam 7 kan een gegoten metalen monolithisch blok zijn of/ net als de wiek 5, een kunststof composiet zijn. Een dergelijke naaf van kunststof composiet is bijv. beschreven in aanvraagsters1 eigen octrooiaanvrage 5 1013807. De naaf 4 omvat overigens een doorgang 14 voor opname hierin van de rotoras 12, die in fig. 5 niet is weergegeven.The connection between the mounting rings 8 and the reinforced rings 9 is not per se part of the present invention and may or may not be usual, but will not be described here in more detail. The 1 0 1 4 7 1 9 7 hub body 7 can be a cast metal monolithic block or, like the wick 5, a plastic composite. Such a plastic composite hub is described, for example, in applicant's own patent application 5 1013807. The hub 4 also comprises a passage 14 for receiving the rotor shaft 12, which is not shown in Fig. 5.

In fig. 6 is een mogelijke uitvoeringsvorm van de samenstelling van een naaf 4 en een wiek 5 getoond, 10 waarmee de onderhavige uitvinding te verwezenlijken is. Hierbij is de in de figuur bovenste bevestigingskrans 8 in overeenstemming met fig. 3 onder een schuinstand van hoek β geplaatst. De aan de bevestigingskrans 8 aan te brengen wiek 5 vertoont aldus een overeenkomstige afwij-15 king van hoek δ, zodat de wieken een afwijking vertonen ten opzichte van symmetrische verdeling hiervan om de rotoras. De op zich bekende symmetrische verdeling om de rotoras 12 is aangeduid met de richtlijnen 15, waarmee de afwijking ten opzichte van symmetrische verdeling van de 20 wieken 5 om de rotoras direct duidelijk is.Fig. 6 shows a possible embodiment of the composition of a hub 4 and a wick 5, with which the present invention can be realized. The upper fixing ring 8 shown in the figure is placed at an angle of angle β in accordance with figure 3. The blade 5 to be arranged on the mounting ring 8 thus has a corresponding deviation from angle δ, so that the blades show a deviation from the symmetrical distribution thereof around the rotor shaft. The symmetrical distribution around the rotor shaft 12 known per se is indicated by the guidelines 15, whereby the deviation from the symmetrical distribution of the blades 5 about the rotor shaft is immediately clear.

In een alternatieve uitvoeringsvorm ten opzichte van die, welke in fig. 6 is getoond, kan de bevestigingskrans 8 in de plaats van de afschuining van fig. 6 zijn verschoven langs de omtrek van de naaf 4, waarbij de 25 betreffende bevestigingskrans 8 weer haaks kan staan ten opzichte van de verbindingslijn tussen het middelpunt hiervan en de rotoras 12. Hoewel een dergelijke uitvoeringsvorm hier niet expliciet is weergegeven, valt deze onder het bereik van de onderhavige uitvinding en ver-30 toont het aanvullende voordeel, dat een gunstigere krachtwerking in het naaflichaam 7 kan worden bereikt.In an alternative embodiment to that shown in Fig. 6, instead of the bevel of Fig. 6, the fixing ring 8 can be displaced along the circumference of the hub 4, whereby the respective fixing ring 8 can again be perpendicular relative to the connecting line between its center and the rotor shaft 12. Although such an embodiment is not explicitly shown here, it is within the scope of the present invention and shows the additional advantage that a more favorable force action in the hub body 7 can be reached.

In fig. 7 is een alternatieve uitvoeringsvorm van de verbinding van de wiek 5, die de afwijking ten opzichte van symmetrische verdeling bewerkstelligt en de 35 naaf 5 getoond. Hierbij is de verstevigde ring 9 afgeschuind oftewel onder een hoek δ geplaatst, die derhalve weer overeenkomt met de configuratie van fig. 3. De afschuining onder hoek δ kan bij afwerking van het hier- tl 0 1 4 7 1 g 8 boven gedefinieerde proximale uiteinde van de wiek 5 tijdens het normale productieproces worden verwezenlijkt, hetgeen kostentechnisch een zeer gunstige oplossing is, en verder geen aanvullende maatregelen behoeft.In fig. 7 an alternative embodiment of the connection of the wick 5, which effects the deviation from symmetrical distribution and the hub 5, is shown. Here, the reinforced ring 9 is chamfered or placed at an angle δ, which in turn corresponds to the configuration of fig. 3. The chamfer at angle δ can be finished at the above defined proximal end 0 0 1 4 7 1 g 8 of the wick 5 are realized during the normal production process, which is a very favorable solution from a cost perspective, and no further measures are required.

5 Als alternatief voor de in fig. 7 getoonde configuratie kan de ring 9 recht zijn en langs de streep-lijn 16 lopen, waarbij dan de lengteas van de wiek 5 nabij het hierboven gedefinieerde proximale uiteinde hiervan een knik kan vertonen, die dan overeenkomt met 10 hoek β.As an alternative to the configuration shown in Fig. 7, the ring 9 can be straight and run along the dashed line 16, whereby the longitudinal axis of the wick 5 near the above-defined proximal end thereof can have a kink, which then corresponds to 10 angle β.

In fig. 8 is nog een alternatieve uitvoeringsvorm getoond, waarbij een verloopstuk 11 is aangebracht tussen de wiek 5 en de naaf 4. Het verloopstuk 11 heeft in het hier getoonde schematische vooraanzicht een wig-15 vorm. Door bevestiging van de ring 9 van de wiek 5 aan de bevestigingskrans 8 van de naaf 4 onder tussenkomst van het verloopstuk 11 wordt de volgens de uitvinding vereiste schuinstand of afwijking van de betreffende van de wieken 5 verwezenlijkt, zodat symmetrische verdeling van 20 de wieken om de rotoras is verstoord, en de problemen van de bekende rotoren en windturbines in verband met "stall induced vibrations" en oscillerende vibraties in de wieken 5 zijn verholpen of althans aanzienlijk zijn verlicht.In fig. 8 an alternative embodiment is shown, in which an adapter 11 is arranged between the wick 5 and the hub 4. In the schematic front view shown here, the adapter 11 has a wedge-15 shape. By attaching the ring 9 of the wick 5 to the mounting ring 8 of the hub 4 through the intermediary of the adapter 11, the tilt or deviation required in accordance with the invention from the respective of the blades 5 is achieved, so that a symmetrical distribution of the blades about the rotor shaft is disturbed, and the problems of the known rotors and wind turbines in connection with stall induced vibrations and oscillating vibrations in the blades 5 have been solved or at least considerably alleviated.

25 Uit het voorgaande blijkt, dat vele alternatie ve uitvoeringsvormen zich op zullen dringen aan de vakman na kennisneming van het voorgaande. Een zeer relevant voorbeeld van een hierboven niet beschreven uitvoeringsvorm van de uitvinding is die, waarbij van ten minste één 30 wiek de lengteas is gelegen buiten het vlak, dat loodrecht op de rotoras staat (waarin de overige wieken althans in rust en zonder windbelasting liggen). Bijv. onder verwijzing naar fig. 3 betekent dit, dat de wiek met de afwijking ten opzichte van symmetrie buiten het 35 vlak van de tekening komt te liggen. Een dusdanige wiek is dan in het middelpunt van de draaiingsradius 6 driedimensionaal onder hoek β om de als streeplijn weergegeven stand zonder afwijking zwenkbaar. De uitvinding is toe- 1014 7 19 9 pasbaar bij windturbines met twee of meer wieken. De hiervoor beschreven uitvoeringsvormen zijn beperkt tot twee, drie of vier wieken, maar de onderhavige uitvinding is hier niet toe beperkt. Vijf of zes of meer wieken zijn 5 tevens mogelijk. Ook andere varianten zijn gelegen binnen het bereik van de onderhavige uitvinding, voorzover deze voldoen aan de in de bijgevoegde conclusies gedefinieerde bescherming.It is apparent from the foregoing that many alternative embodiments will come to the attention of the skilled person after taking note of the foregoing. A very relevant example of an embodiment of the invention not described above is that in which at least one blade has the longitudinal axis located outside the plane, which is perpendicular to the rotor shaft (in which the remaining blades are at least at rest and without wind load). . E.g. with reference to Fig. 3 this means that the wick with the deviation from symmetry will lie outside the plane of the drawing. Such a wick can then be pivoted three-dimensionally at an angle β about the position shown as a broken line in the center of the radius of rotation 6 without deviation. The invention is applicable to wind turbines with two or more blades. The above-described embodiments are limited to two, three or four blades, but the present invention is not limited to them. Five or six or more blades are also possible. Other variants are also within the scope of the present invention, insofar as they meet the protection defined in the appended claims.

10147191014719

Claims

Wind turbine for generating electrical energy from wind energy, comprising: - a stand; - a generator carried by the upright; and 5. a wind-driven rotor, which is connected to the generator via a rotor shaft for driving it and which comprises at least two blades; wherein at least one of the blades is arranged about the rotor shaft under a deviation from the symmetrical distribution of the blades.

Wind turbine according to claim 1, wherein the deviation from symmetrical distribution of the blades about the rotor axis is in the range up to 25 °.

Wind turbine according to claim 1, wherein the deviation from symmetrical distribution of the blades about the rotor axis is in the range up to 15 °.

Wind turbine according to claim 1, wherein the deviation from symmetrical distribution of the blades about the rotor axis is approximately 2 °.

Wind turbine as claimed in any of the foregoing claims, wherein the end of at least one of the blades facing the rotor shaft is chamfered.

Wind turbine according to one of the preceding claims, in which at least one of the blades has a curvature in the longitudinal axis corresponding to the deviation near the end directed towards the rotor shaft.

Wind turbine according to any one of the preceding claims, wherein a hub is arranged between the rotor shaft and the blades, which comprises couplings for the blades and at least one of the couplings of which is designed in accordance with the deviation.

Wind turbine according to claim 7, wherein the at least one of the couplings on the side facing the respective blades of the blades is chamfered in accordance with the deviation.

Wind turbine as claimed in claim 7, wherein the at least one of the couplings is arranged around the rotor shaft under a deviation from symmetrical distribution of the couplings.

Wind turbine according to any of the preceding claims, wherein at least one of the blades comprises a counterweight to compensate for imbalance in the rotor resulting from the deviation 10.

Wind turbine according to any one of the preceding claims, wherein the rotor comprises a hub and an adapter with a shape corresponding to the deviation is arranged between at least one of the blades and the hub.

12. Wind turbine rotor blade, comprising: an elongated blade with a distal end and a proximal end to be positioned adjacent a rotor shaft of the rotor; and at least near the proximal end means for arranging it about the rotor shaft under a deviation from symmetrical distribution of the blades.

13. Hub for mounting at least two blades to a rotor shaft, comprising a hub body and couplings for the blades, at least one of the 25 couplings comprising means for deviating about the rotor axis under a deviation from symmetrical distribution applying the intended vanes.

14. Rotor for a wind turbine, comprising a rotor shaft; a hub according to claim 13 on the rotor shaft; and at least two blades on the hub.

A rotor for a wind turbine, comprising a rotor shaft; a hub on the rotor shaft; and at least two blades with at least one of the blades according to claim 35 on the hub. 1014719