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

背景技術(shù)：

MW級(jí)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的主要噪聲源來(lái)自于旋轉(zhuǎn)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(guò)實(shí)驗(yàn)證實(shí)有效的降噪技術(shù)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(shè)多孔吸聲材料改變?nèi)~片表面聲學(xué)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(jī)理有兩個(gè)方面：一、通過(guò)改變?nèi)~片尾緣脫落渦的方向，削弱展向脫落渦的強(qiáng)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(guò)削弱展向脫落渦的強(qiáng)度可以達(dá)到降低噪聲的目的；二、通過(guò)改變?nèi)~片表面的聲學(xué)特性降低聲輻射效率達(dá)到降低噪聲的目的，但是可能會(huì)影響葉片的氣動(dòng)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(jī)理)和多孔材料(適用第二種降噪機(jī)理)。鋸齒尾緣能達(dá)到一定的降噪效果，但降噪效果有限，因?yàn)樗慕翟胧且栽黾痈哳l噪聲為代價(jià)的。多孔材料從原理上和實(shí)驗(yàn)測(cè)量效果來(lái)說(shuō)降噪效果優(yōu)于鋸齒尾緣，但在葉片表面鋪設(shè)多孔材料會(huì)影響葉片的氣動(dòng)性能，造成葉片的氣動(dòng)性能下降，這是風(fēng)力發(fā)電機(jī)組所不能接受的。

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

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為了解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述問(wèn)題，本發(fā)明提供一種風(fēng)力發(fā)電葉片及具有該葉片的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組。

根據(jù)本發(fā)明的一方面，提供一種風(fēng)力發(fā)電葉片，所述風(fēng)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(shè)置在所述葉片尾緣上并包括多個(gè)齒梳/毛刷組，所述多個(gè)齒梳/毛刷組沿所述葉片尾緣交錯(cuò)地布置。

所述多個(gè)齒梳/毛刷組可包括交錯(cuò)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(zhǎng)度是所述風(fēng)力發(fā)電葉片的當(dāng)?shù)叵议L(zhǎng)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(gè)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(kāi)設(shè)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(fēng)力發(fā)電機(jī)組，所述風(fēng)力發(fā)電機(jī)組具有如上所述的風(fēng)力發(fā)電葉片。

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

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

2、交錯(cuò)齒梳/毛刷的頭部削弱了展向脫落渦的強(qiáng)度。

根據(jù)本發(fā)明的各個(gè)示例性實(shí)施例具有關(guān)聯(lián)的非限制性的優(yōu)點(diǎn)。例如，設(shè)置在葉片尾緣的降噪附件包括多個(gè)齒梳/毛刷組，每個(gè)齒梳/毛刷組由方向交錯(cuò)的多個(gè)齒梳/毛刷組成，齒梳/毛刷交錯(cuò)形成的小孔可以達(dá)到改變尾緣處氣體流動(dòng)，降低噪聲輻射效率從而實(shí)現(xiàn)多孔材料降噪的效果，但又不會(huì)影響葉片的氣動(dòng)性能。齒梳/毛刷交錯(cuò)形成的小孔的尖部可以進(jìn)一步調(diào)整尾緣脫落渦，加強(qiáng)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(shí)具有多孔材料降噪和齒梳/毛刷尾緣降噪的優(yōu)點(diǎn)，與現(xiàn)有的降噪技術(shù)相比，降噪效果更好。

附圖說(shuō)明

通過(guò)下面結(jié)合附圖對(duì)示例性實(shí)施例進(jìn)行的詳細(xì)描述，本發(fā)明的這些和/或其他方面將會(huì)變得清楚和更加容易理解，在附圖中：

圖1示出了具有三個(gè)風(fēng)力發(fā)電葉片的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的示意圖。

圖2示出了圖1的風(fēng)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(shí)施例的具有降噪附件的風(fēng)力發(fā)電葉片的示意圖。

圖4示出了圖3的風(fēng)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(gè)齒梳/毛刷組交錯(cuò)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(gè)齒梳/毛刷組。

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

圖中主要部件的具體說(shuō)明如下：100為風(fēng)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(dāng)?shù)叵议L(zhǎng)，200、300、400為降噪附件。

具體實(shí)施方式

總體而言，根據(jù)本發(fā)明的風(fēng)力發(fā)電葉片可應(yīng)用于風(fēng)力發(fā)電機(jī)組(例如，MW級(jí)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組)。風(fēng)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(shí)體。葉尖距離葉根的直線(xiàn)距離稱(chēng)為葉片長(zhǎng)度，葉片上任一位置距離葉根的直線(xiàn)距離稱(chēng)為展長(zhǎng)。葉片同一展長(zhǎng)截面為翼型，翼型的前緣和尾緣的直線(xiàn)距離為弦長(zhǎng)c，由于不同展向位置的翼型弦長(zhǎng)不同，所以稱(chēng)為當(dāng)?shù)叵议L(zhǎng)。根據(jù)本發(fā)明的各個(gè)示例性實(shí)施例，風(fēng)力發(fā)電葉片進(jìn)一步包括設(shè)置在葉片尾緣上的降噪附件，降噪附件包括沿葉片尾緣設(shè)置的多個(gè)交錯(cuò)齒梳/毛刷組，所述齒梳/毛刷組由至少兩排方向交錯(cuò)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(shí)設(shè)置在葉片壓力面或葉片吸力面的尾緣，也可以分別設(shè)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(zhǎng)度可以相同也可以不同，齒梳/毛刷的長(zhǎng)度可以是葉片的當(dāng)?shù)叵议L(zhǎng)的2％至40％。

以下，將參照附圖來(lái)詳細(xì)描述本發(fā)明的示例性實(shí)施例。然而，本發(fā)明可以以多種不同的形式實(shí)施，并且不應(yīng)該被解釋為限于在此闡述的示例性實(shí)施例。在附圖中，為了清楚起見(jiàn)，會(huì)夸大某些部件的尺寸，并且相同的標(biāo)號(hào)將始終指示相同的部件。

圖1示出了具有三個(gè)風(fēng)力發(fā)電葉片的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的示意圖。參照?qǐng)D1，風(fēng)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(fēng)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(xiàn)距離c為當(dāng)?shù)叵议L(zhǎng)。

圖3示出了根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施例的具有降噪附件的風(fēng)力發(fā)電葉片的示意圖。圖4示出了圖3的風(fēng)力發(fā)電葉片的局部分解圖。如圖3所示，風(fēng)力發(fā)電葉片100可進(jìn)一步包括降噪附件200，降噪附件200可設(shè)置在葉片尾緣170上并可包括多個(gè)齒梳/毛刷組，該多個(gè)齒梳/毛刷組可沿葉片尾緣170交錯(cuò)地布置。如圖4所示，該多個(gè)齒梳/毛刷組可包括交錯(cuò)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(gè)齒梳/毛刷組交錯(cuò)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(gè)面上導(dǎo)致的齒梳/毛刷組厚度過(guò)大。當(dāng)然，兩排齒梳/毛刷也可同時(shí)設(shè)置在葉片壓力面140上或者可同時(shí)設(shè)置在葉片吸力面150上。

盡管上面描述了多個(gè)齒梳/毛刷組可包括交錯(cuò)地布置的兩排齒梳/毛刷，但是當(dāng)兩排齒梳/毛刷同時(shí)設(shè)置在葉片壓力面140或葉片吸力面150上時(shí)，多個(gè)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(cuò)形成小孔，從而有利于降噪。

下面將參照?qǐng)D7和圖8描述根據(jù)本發(fā)明的可選示例性實(shí)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(shí)施例的降噪附件的多個(gè)齒梳/毛刷組交錯(cuò)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(shí)施例的降噪附件的多個(gè)齒梳/毛刷組交錯(cuò)布置的示意圖。

如圖7所示，降噪附件300的多個(gè)齒梳/毛刷組可包括交錯(cuò)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(shí)現(xiàn)齒梳/毛刷的交錯(cuò)布置。

如圖8所示，降噪附件400的多個(gè)齒梳/毛刷組可包括交錯(cuò)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(shí)現(xiàn)齒梳/毛刷的交錯(cuò)布置。

然而，降噪附件的齒梳/毛刷的交錯(cuò)布置結(jié)構(gòu)不限于圖5至圖8中所示出的，并且可根據(jù)實(shí)際應(yīng)用進(jìn)行改變。

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

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

在一個(gè)示例性實(shí)施例中，降噪附件200、300或400可通過(guò)粘合劑被粘附到葉片尾緣170。在另一示例性實(shí)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(shí)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(kāi)設(shè)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(gè)示例性實(shí)施例中，齒梳/毛刷可由彈性材料制成。在另一示例性實(shí)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(fēng)力發(fā)電葉片100可被應(yīng)用于風(fēng)力發(fā)電機(jī)組，以降低風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的噪聲。如之前所述的，風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的主要噪聲源來(lái)自于旋轉(zhuǎn)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(guò)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(jié)合附圖示出并描述了本發(fā)明的示例性實(shí)施例，但是本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該理解的是，在不脫離由權(quán)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(duì)示例性實(shí)施例進(jìn)行修改和變型。