本發(fā)明總體上涉及一種風力發(fā)電葉片及具有該葉片的風力發(fā)電機組，更具體地講，涉及設置在風力發(fā)電葉片上的降噪附件。

背景技術：

MW級風力發(fā)電機組的主要噪聲源來自于旋轉葉片，而葉片的主要噪聲源又位于葉片的尾緣位置，目前已經(jīng)過實驗證實有效的降噪技術主要是在葉片的尾緣上粘附降噪附件或者在葉片表面鋪設多孔吸聲材料改變?nèi)~片表面聲學阻抗特性。

現(xiàn)有的各種降噪附件和阻抗表面能降低噪聲的主要機理有兩個方面：一、通過改變?nèi)~片尾緣脫落渦的方向，削弱展向脫落渦的強度，由于葉片尾緣噪聲主要是由展向脫落渦和葉片相互作用產(chǎn)生的，因此通過削弱展向脫落渦的強度可以達到降低噪聲的目的；二、通過改變?nèi)~片表面的聲學特性降低聲輻射效率達到降低噪聲的目的，但是可能會影響葉片的氣動性能。

現(xiàn)有的降噪附件主要有如下幾種：鋸齒尾緣(適用第一種降噪機理)和多孔材料(適用第二種降噪機理)。鋸齒尾緣能達到一定的降噪效果，但降噪效果有限，因為它的降噪是以增加高頻噪聲為代價的。多孔材料從原理上和實驗測量效果來說降噪效果優(yōu)于鋸齒尾緣，但在葉片表面鋪設多孔材料會影響葉片的氣動性能，造成葉片的氣動性能下降，這是風力發(fā)電機組所不能接受的。

因此，需要開發(fā)一種能夠在不影響葉片的氣動性能的情況下降低葉片的噪聲的風力發(fā)電葉片。

技術實現(xiàn)要素：

為了解決現(xiàn)有技術中存在的上述問題，本發(fā)明提供一種風力發(fā)電葉片及具有該葉片的風力發(fā)電機組。

根據(jù)本發(fā)明的一方面，提供一種風力發(fā)電葉片，所述風力發(fā)電葉片包括：葉片本體，限定有葉尖、葉根以及在所述葉尖與所述葉根之間延伸的葉片壓力面、葉片吸力面、葉片前緣和葉片尾緣；以及降噪附件，設置在所述葉片尾緣上并包括多個齒梳/毛刷組，所述多個齒梳/毛刷組沿所述葉片尾緣交錯地布置。

所述多個齒梳/毛刷組可包括交錯地布置的至少兩排齒梳/毛刷。

所述至少兩排齒梳/毛刷中的至少一排齒梳/毛刷可朝向葉尖傾斜，所述至少兩排齒梳/毛刷中的至少另一排齒梳/毛刷可朝向葉根傾斜。

所述至少兩排齒梳/毛刷分別以不同的角度朝向所述葉尖或所述葉根傾斜。

所述至少兩排齒梳/毛刷中的每排齒梳/毛刷可包括多簇齒梳/毛刷，其中，所述多簇齒梳/毛刷中的每簇齒梳/毛刷可包括朝向所述葉尖傾斜的齒梳/毛刷和朝向所述葉根傾斜的齒梳/毛刷。

所述每簇齒梳/毛刷還可包括垂直于所述葉片尾緣的齒梳/毛刷。

所述齒梳/毛刷的傾斜角度在0°至90°的范圍內(nèi)。

所述齒梳/毛刷的長度是所述風力發(fā)電葉片的當?shù)叵议L的2％至40％。

所述至少兩排齒梳/毛刷均可布置在所述葉片壓力面和/或所述葉片吸力面上。

所述至少兩排齒梳/毛刷中的至少一排可布置在所述葉片壓力面上，所述至少兩排齒梳/毛刷中的至少另一排可布置在所述葉片吸力面上。

所述多個齒梳/毛刷組可被布置為共面。

所述降噪附件可被粘附到所述葉片尾緣。

所述降噪附件可被鉚接到所述葉片尾緣。

在所述葉片尾緣中可開設有凹槽，所述降噪附件可被插入到所述凹槽中。

所述齒梳/毛刷可由彈性材料或剛性材料制成。

根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供一種風力發(fā)電機組，所述風力發(fā)電機組具有如上所述的風力發(fā)電葉片。

如上所述根據(jù)本發(fā)明的具有交錯齒梳/毛刷的降噪附件的降噪機理如下：

1、齒梳/毛刷交錯形成的小孔既可以實現(xiàn)將大尺度的尾緣脫落渦打碎成小尺度的渦結構，還可以在不影響氣動性能的前提下改變聲輻射特性；

2、交錯齒梳/毛刷的頭部削弱了展向脫落渦的強度。

根據(jù)本發(fā)明的各個示例性實施例具有關聯(lián)的非限制性的優(yōu)點。例如，設置在葉片尾緣的降噪附件包括多個齒梳/毛刷組，每個齒梳/毛刷組由方向交錯的多個齒梳/毛刷組成，齒梳/毛刷交錯形成的小孔可以達到改變尾緣處氣體流動，降低噪聲輻射效率從而實現(xiàn)多孔材料降噪的效果，但又不會影響葉片的氣動性能。齒梳/毛刷交錯形成的小孔的尖部可以進一步調整尾緣脫落渦，加強降噪效果，起到齒梳/毛刷尾緣的降噪效果。因此，本發(fā)明同時具有多孔材料降噪和齒梳/毛刷尾緣降噪的優(yōu)點，與現(xiàn)有的降噪技術相比，降噪效果更好。

附圖說明

通過下面結合附圖對示例性實施例進行的詳細描述，本發(fā)明的這些和/或其他方面將會變得清楚和更加容易理解，在附圖中：

圖1示出了具有三個風力發(fā)電葉片的風力發(fā)電機組的示意圖。

圖2示出了圖1的風力發(fā)電葉片的翼型截面。

圖3示出了根據(jù)本發(fā)明的示例性實施例的具有降噪附件的風力發(fā)電葉片的示意圖。

圖4示出了圖3的風力發(fā)電葉片的局部分解圖。

圖5示出了圖3的降噪附件的多個齒梳/毛刷組交錯布置的示意圖。

圖6是圖5的局部放大圖，示出了降噪附件的其中一個齒梳/毛刷組。

圖7示出了根據(jù)本發(fā)明的另一示例性實施例的降噪附件的多個齒梳/毛刷組交錯布置的示意圖。

圖8示出了根據(jù)本發(fā)明的又一示例性實施例的降噪附件的多個齒梳/毛刷組交錯布置的示意圖。

圖中主要部件的具體說明如下：100為風力發(fā)電葉片，110為葉片本體，120為葉尖，130為葉根，140為葉片壓力面，150為葉片吸力面，160為葉片前緣，170為葉片尾緣，c為當?shù)叵议L，200、300、400為降噪附件。

具體實施方式

總體而言，根據(jù)本發(fā)明的風力發(fā)電葉片可應用于風力發(fā)電機組(例如，MW級風力發(fā)電機組)。風力發(fā)電葉片是由葉尖、葉根、葉片壓力面、葉片吸力面、葉片前緣和葉片尾緣組成的三維實體。葉尖距離葉根的直線距離稱為葉片長度，葉片上任一位置距離葉根的直線距離稱為展長。葉片同一展長截面為翼型，翼型的前緣和尾緣的直線距離為弦長c，由于不同展向位置的翼型弦長不同，所以稱為當?shù)叵议L。根據(jù)本發(fā)明的各個示例性實施例，風力發(fā)電葉片進一步包括設置在葉片尾緣上的降噪附件，降噪附件包括沿葉片尾緣設置的多個交錯齒梳/毛刷組，所述齒梳/毛刷組由至少兩排方向交錯的齒梳/毛刷組成，其中，至少一排齒梳/毛刷朝向葉尖傾斜，至少另一排齒梳/毛刷朝向葉根傾斜，齒梳/毛刷的傾斜角度在0°至90°的范圍內(nèi)。齒梳/毛刷可以同時設置在葉片壓力面或葉片吸力面的尾緣，也可以分別設置在葉片壓力面和葉片吸力面的尾緣。至少兩排齒梳/毛刷的長度可以相同也可以不同，齒梳/毛刷的長度可以是葉片的當?shù)叵议L的2％至40％。

以下，將參照附圖來詳細描述本發(fā)明的示例性實施例。然而，本發(fā)明可以以多種不同的形式實施，并且不應該被解釋為限于在此闡述的示例性實施例。在附圖中，為了清楚起見，會夸大某些部件的尺寸，并且相同的標號將始終指示相同的部件。

圖1示出了具有三個風力發(fā)電葉片的風力發(fā)電機組的示意圖。參照圖1，風力發(fā)電葉片100可包括葉片本體110，葉片本體110限定有葉尖120、葉根130以及在葉尖120與葉根130之間延伸的葉片壓力面140、葉片吸力面150、葉片前緣160和葉片尾緣170。圖2示出了圖1的風力發(fā)電葉片的翼型截面，如圖2所示，翼型的前緣160和尾緣170之間的直線距離c為當?shù)叵议L。

圖3示出了根據(jù)本發(fā)明的示例性實施例的具有降噪附件的風力發(fā)電葉片的示意圖。圖4示出了圖3的風力發(fā)電葉片的局部分解圖。如圖3所示，風力發(fā)電葉片100可進一步包括降噪附件200，降噪附件200可設置在葉片尾緣170上并可包括多個齒梳/毛刷組，該多個齒梳/毛刷組可沿葉片尾緣170交錯地布置。如圖4所示，該多個齒梳/毛刷組可包括交錯地布置的兩排齒梳/毛刷，這兩排齒梳/毛刷中的一排齒梳/毛刷可朝向葉尖120傾斜，另一排齒梳/毛刷可朝向葉根130傾斜。降噪附件200的多個齒梳/毛刷組交錯布置的示意圖在圖5中示出。

另外，如圖4所示，為了方便安裝，兩排齒梳/毛刷中的一排齒梳/毛刷可布置在葉片壓力面140上，另一排齒梳/毛刷可布置在葉片吸力面150上，以避免兩排齒梳/毛刷安裝在同一個面上導致的齒梳/毛刷組厚度過大。當然，兩排齒梳/毛刷也可同時設置在葉片壓力面140上或者可同時設置在葉片吸力面150上。

盡管上面描述了多個齒梳/毛刷組可包括交錯地布置的兩排齒梳/毛刷，但是當兩排齒梳/毛刷同時設置在葉片壓力面140或葉片吸力面150上時，多個齒梳/毛刷組也可被布置為共面而呈現(xiàn)網(wǎng)格形狀，以便于齒梳/毛刷交錯形成小孔，從而有利于降噪。

下面將參照圖7和圖8描述根據(jù)本發(fā)明的可選示例性實施例的降噪附件，其中，圖7示出了根據(jù)本發(fā)明的另一示例性實施例的降噪附件的多個齒梳/毛刷組交錯布置的示意圖，圖8示出了根據(jù)本發(fā)明的又一示例性實施例的降噪附件的多個齒梳/毛刷組交錯布置的示意圖。

如圖7所示，降噪附件300的多個齒梳/毛刷組可包括交錯地布置的兩排齒梳/毛刷，與圖5不同的是，圖7中所示的兩排齒梳/毛刷分別以不同的角度朝向同一方向傾斜，即，均朝向葉尖120傾斜或者均朝向葉根130傾斜，只是齒梳/毛刷的傾斜角度不同。以這樣的方式同樣可以實現(xiàn)齒梳/毛刷的交錯布置。

如圖8所示，降噪附件400的多個齒梳/毛刷組可包括交錯地布置的兩排齒梳/毛刷，每排齒梳/毛刷均可包括多簇齒梳/毛刷，其中，每簇齒梳/毛刷均可包括朝向葉尖120傾斜的齒梳/毛刷和朝向葉根130傾斜的齒梳/毛刷，或者，每簇齒梳/毛刷還可包括垂直于葉片尾緣170的齒梳/毛刷。以這樣的方式同樣可以實現(xiàn)齒梳/毛刷的交錯布置。

然而，降噪附件的齒梳/毛刷的交錯布置結構不限于圖5至圖8中所示出的，并且可根據(jù)實際應用進行改變。

在一個示例性實施例中，齒梳/毛刷的傾斜角度可以在0°至90°的范圍內(nèi)。

在一個示例性實施例中，齒梳/毛刷的長度可以是風力發(fā)電葉片100的當?shù)叵议L的2％至40％。然而，本發(fā)明不限于此。

在一個示例性實施例中，多個齒梳/毛刷組可布置在沿風力發(fā)電葉片100的展向距離葉尖20％至100％葉片長度的位置處。然而，本發(fā)明不限于此，多個齒梳/毛刷組可布置在葉片尾緣170的任何位置處。

在一個示例性實施例中，降噪附件200、300或400可通過粘合劑被粘附到葉片尾緣170。在另一示例性實施例中，降噪附件200、300或400可被鉚接到葉片尾緣170。在又一示例性實施例中，降噪附件200、300或400可被可拆卸地連接到葉片尾緣170，例如，在葉片尾緣170中可開設有凹槽，降噪附件200、300或400可被插入到所述凹槽中。然而，降噪附件與葉片尾緣的連接方式不限于此。

在一個示例性實施例中，齒梳/毛刷可由彈性材料制成。在另一示例性實施例中，齒梳/毛刷可由剛性材料制成。然而，本發(fā)明不限于此。

如上所述的根據(jù)本發(fā)明的風力發(fā)電葉片100可被應用于風力發(fā)電機組，以降低風力發(fā)電機組的噪聲。如之前所述的，風力發(fā)電機組的主要噪聲源來自于旋轉葉片，而葉片的主要噪聲源又位于葉片的尾緣位置，由于尾緣噪聲是以中低頻為主的寬頻噪聲，中低頻噪聲主要是由大尺度尾緣脫落渦產(chǎn)生的，高頻噪聲主要是由小尺度脫落渦產(chǎn)生的，因此通過利用根據(jù)本發(fā)明的降噪附件將大尺度尾緣脫落渦改變?yōu)檩^小尺度的脫落渦，可以降低主要的中低頻噪聲，從而使總噪聲有所降低。

盡管已經(jīng)結合附圖示出并描述了本發(fā)明的示例性實施例，但是本領域技術人員應該理解的是，在不脫離由權利要求及其等同物限定其范圍的本發(fā)明的原理和精神的情況下，可以對示例性實施例進行修改和變型。