CN102465827B - 用于风力涡轮机转子叶片的降噪装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种风力涡轮机的转子叶片组件，公开了一种用于风力涡轮机的转子叶片组件。所述转子叶片组件包括转子叶片，所述转子叶片具有限定了压力侧、吸力侧、前缘以及后缘的表面，并且在尖端与根部之间延伸。所述转子叶片组件还包括降噪装置，所述降噪装置构造在所述转子叶片的表面上。所述降噪装置包括多个加强构件和多个降噪特征。所述多个加强构件中的每一个都相对于所述转子叶片向外延伸。所述多个降噪特征中的每一个都连接于所述多个加强构件中的一个并且限定了宽度。所述多个加强构件中的每一个都使得所连接的降噪特征在所述所连接的降噪特征的宽度的至少一部分上具有可变刚度。
Description
技术领域
本公开总体涉及风力涡轮机转子叶片，并且更具体地涉及构造于转子叶片上的降噪装置。
背景技术
风能被认为是目前可获得的最清洁、最具环境友善性的能源之一，并且风力涡轮机在这方面已不断获得关注。现代的风力涡轮机典型地包括塔架、发电机、变速箱、机舱以及一个或多个转子叶片。转子叶片利用已知的翼型原理捕获风的动能。转子叶片对转动能量形式的动能进行传递，从而转动主轴，该主轴将转子叶片联接至变速箱，或者如果未使用变速箱，则将转子叶片直接联接至发电机。发电机接着将机械能转化为可以配置于电网的电能。
在许多情况下，多种部件附连于风力涡轮机的转子叶片以便在风力涡轮机的操作过程中执行多种功能。这些部件可以被频繁地附连至转子叶片的后缘附近。例如，降噪装置可以被附连至转子叶片的后缘附近，以便降低噪声并且提高与转子叶片相关的效率。但是，典型的现有技术领域内的降噪装置具有多种缺点，并且可能不足以降低与典型的转子叶片相关的噪声。例如，许多当前已知的降噪装置包括多个锯齿。但是，每个锯齿都可以在锯齿的整个宽度上都具有恒定的刚度。这种恒定的刚度可能会使得锯齿不能响应于经过降噪装置的风流进行充分的折曲。因此，这些现有技术领域内的降噪装置的降噪特性可能受到阻碍。
因此，需要一种改进的用于转子叶片的降噪装置。例如，具有改进的降噪特征的降噪装置将会是有利的。具体而言，需要具有如下特征的降噪装置：对经过降噪装置的风流有改进的响应。
发明内容
本发明的各个方面以及优点将会在下文的说明书中进行部分阐述，或者是通过说明书可以显而易见的，或者是可以通过实施本发明而学到。
在一个实施例中，公开了一种用于风力涡轮机的转子叶片组件。转子叶片组件包括转子叶片，转子叶片具有限定了压力侧、吸力侧、前缘以及后缘的表面，并且在尖端与根部之间延伸。转子叶片组件还包括构造在转子叶片的表面上的降噪装置。降噪装置包括多个加强构件和多个降噪特征。多个加强构件中的每一个都相对于转子叶片向外延伸。多个降噪特征中的每一个都连接于多个加强构件中的一个并且限定了宽度。多个加强构件中的每一个都使得所连接的降噪特征在所连接的降噪特征的宽度的至少一部分上具有可变刚度。所述多个加强构件中的每一个都使得所连接的降噪特征在所述所连接的降噪特征的整个宽度上具有可变刚度。
所述多个加强构件中的每一个都沿所连接的锯齿的中心线延伸。
所述风力涡轮机的转子叶片组还进一步包括多个辅助加强构件，所述多个辅助加强构件中的每一个都穿过所述多个加强构件中的一个的至少一部分延伸。
在一个实施例中，公开了一种用于风力涡轮机的转子叶片组件，包括：转子叶片，所述转子叶片具有限定了压力侧、吸力侧、前缘以及后缘的表面，并且在尖端与根部之间延伸；以及降噪装置，所述降噪装置构造在所述转子叶片的表面上，所述降噪装置包括多个加强构件和多个硬毛，所述多个加强构件中的每一个都相对于所述转子叶片向外延伸，所述多个硬毛的至少一部分连接至所述多个加强构件中的每一个。
所述多个硬毛中的每一个都自所连接的加强构件以处于相对于所连接的加强构件的纵向轴线成大约5度至大约90度之间的范围内的角度延伸。至少一部分所述多个加强构件各自包括脊柱构件。
所述多个加强构件中的每一个都沿所述多个硬毛的所连接的部分的中心线延伸。其进一步包括多个辅助加强构件，所述多个辅助加强构件中的每一个都穿过所述多个加强构件中的一个的至少一部分延伸。
参照下文的说明书以及所附权利要求，本发明的这些和其它的特征、方面以及优点将得到更好的理解。结合在本说明书中并且构成本说明书一部分的附图显示了本发明的实施例并且与说明书一起用于对本发明的原理进行解释。
附图说明
参照附图，说明书中阐述了面向本领域普通技术人员的本发明的完整公开，这种公开使得本领域普通技术人员能够实现本发明，包括本发明的最佳模式，在附图中：
图1是本公开风力涡轮机一个实施例的透视图；
图2是本公开转子叶片组件一个实施例的透视图；
图3是本公开降噪装置一个实施例的透视图；
图4是沿图3中线4--4截取的本公开降噪装置一个实施例的横截面图；
图5是本公开降噪装置另一个实施例的透视图；
图6是沿图5中线6--6截取的本公开降噪装置一个实施例的横截面图；
图7是本公开降噪装置又一个实施例的透视图；
图8是沿图7中线8--8截取的本公开降噪装置一个实施例的横截面图；
图9是本公开降噪装置又一个实施例的透视图；
图10是沿图9中线10--10截取的本公开降噪装置一个实施例的横截面图；以及
图11是本公开降噪装置又一个实施例的透视图。
附图标记列表：
| 10 | 风力涡轮机 |
| 12 | 塔架 |
| 14 | 机舱 |
| 16 | 转子叶片 |
| 18 | 转子毂 |
| 22 | 压力侧 |
| 24 | 吸力侧 |
| 26 | 前缘 |
| 28 | 后缘 |
| 32 | 叶片尖端 |
| 34 | 叶片根部 |
| 100 | 转子叶片组件 |
| 110 | 降噪装置 |
| 112 | 加强构件 |
| 114 | 基板 |
| 116 | 降噪特征 |
| 120 | 锯齿 |
| 122 | 锯齿宽度 |
| 124 | 锯齿长度 |
| 126 | 锯齿基部 |
| 128 | 锯齿尖端 |
| 130 | 锯齿中心线 |
| 140 | 脊 |
| 150 | 脊柱构件 |
| 160 | 辅助加强构件 |
| 220 | 硬毛 |
| 222 | 硬毛宽度 |
| 224 | 硬毛长度 |
| 226 | 硬毛基部 |
| 228 | 硬毛尖端 |
| 230 | 硬毛中心线 |
| 250 | 脊柱构件 |
| 252 | 纵向轴线 |
| 254 | 角度 |
具体实施方式
现在将详细地参照本发明的实施例，其中的一个或更多的示例示于附图中。每个示例都以对发明进行解释的方式给出，并不对本发明构成限制。实际上，对于本领域普通技术人员而言显而易见的是，能够在不偏离本发明的范围或者精神的前提下对本发明进行多种改型和变型。例如，作为一个实施例的一部分示出或者进行描述的特征能够用于另一个实施例，从而产生又一个实施例。因此，期望的是，本发明覆盖落入所附权利要求及其等同物的范围内的这些改型以及变型。
图1示出了传统构造的风力涡轮机10。风力涡轮机10包括塔架12，塔架12上安装有机舱14。多个转子叶片16安装于转子毂18，转子毂18接着连接于主凸缘，主凸缘使主转子轴进行转动。风力涡轮机发电部件以及控制部件容纳于机舱14中。图1的视图仅用作说明目的，从而将本发明置于示例性的使用领域。应当理解，本发明并不限于任何特定类型的风力涡轮机构造。
参照图2，根据本公开的转子叶片16可以包括表面并且可以自叶片尖端32向叶片根部34延伸，所述表面限定了在前缘26与后缘28之间延伸的压力侧22和吸力侧24(见图3至图11)。
在一些实施例中，转子叶片16可以包括自叶片尖端32至叶片根部34以端靠端顺序对齐的多个单个叶片段。每个单个叶片段都可以进行独特地构造，使得多个叶片段限定了具有经过设计的空气动力学外形、长度以及其它期望特性的完整的转子叶片16。例如，每个叶片段具有的空气动力学外形都可以对应于相邻叶片段的空气动力学外形。因此，叶片段的空气动力学外形可以形成转子叶片16的连续空气动力学外形。备选地，转子叶片16可以形成为具有经过设计的空气动力学外形、长度以及其它期望特性的单一的、统一的叶片。
在示例性实施例中，转子叶片16可以是弯曲的。转子叶片16的弯曲可能需要在大体翼向的方向上和/或在大体边向的方向上对转子叶片16进行弯折。翼向方向可以大体解释为气动升力作用在转子叶片16上的方向(或者相反方向)。边向方向大体垂直于翼向方向。转子叶片16的翼向曲度也被认为是预弯折，而边向曲度也被认为是掠形。因此，弯曲的转子叶片16可以是预弯折的和/或掠形的。弯曲可以使得转子叶片16能够在风力涡轮机10的操作过程中更好地承受翼向和边向的负载，并且还可以在风力涡轮机10的操作过程中提供转子叶片16与塔架12的间隙。
如图2至图11所示，本公开可以进一步涉及转子叶片组件100。转子叶片组件100可以包括降噪装置110和转子叶片16。总体而言，降噪装置110可以构造在转子叶片16的表面上，并且可以降低转子叶片16在风力涡轮机10的操作过程中发出的气动噪声并且/或者可以提高转子叶片16的效率。在本公开的示例性实施例中，降噪装置110可以构造在邻近转子叶片16的后缘28的转子叶片16的表面上。备选地，降噪装置110可以构造在邻近转子叶片16的前缘26的转子叶片16的表面上，或者邻近转子叶片16的尖端32或根部34的转子叶片16的表面上，或者处于转子叶片16任何其它合适位置的转子叶片16的表面上。
如图2至图8所示，在示例性实施例中，降噪装置110可以构造在转子叶片16的压力侧22上，例如安装于转子叶片16的压力侧22。在备选实施例中，降噪装置110可以构造在吸力侧24上，例如安装于吸力侧24。在另一个备选实施例中，降噪装置110可以构造在压力侧22与吸力侧24之间的转子叶片16上。
例如，如图9至图11所示，降噪装置110可以构造在压力侧22与吸力侧24之间的后缘28上。在这一实施例中，转子叶片16可以由一个或更多的壳部形成。例如，一个壳部可以包括压力侧22并且在前缘26与后缘28之间延伸，而另一个壳部可以包括吸力侧24并且在前缘26与后缘28之间延伸。降噪装置110可以安装于这些壳部之间，使得降噪装置110的一部分设置于转子叶片16的内部，而另一部分自转子叶片16延伸。备选地，降噪装置110可以在例如后缘28的期望位置穿过转子叶片16的壳部延伸。在其它的备选实施例中，可以通过使用例如合适的粘合剂或者合适的机械紧固件来将降噪装置110直接安装于压力侧22与吸力侧24之间的转子叶片16的外部。例如，在示例性实施例中，降噪装置110可以直接安装于后缘28。
如图2至图11所示，本公开的降噪装置110包括多个加强构件112。总体而言，加强构件112自转子叶片16向外延伸。例如，在降噪装置110构造在邻近后缘28的转子叶片16的表面上的实施例中，每个加强构件112都可以自后缘28在大体向外的方向上延伸。在一些实施例中，每个加强构件112都可以在加强构件112的位置大体垂直于后缘28。但是，应当理解，本公开并不限于大体垂直的加强构件112，相反，自转子叶片16在任何大体向外的方向上延伸的任何加强构件112都落在本公开的范围和精神内。
如图2和图4所示，在一些实施例中，降噪装置110可以包括基板114。在这些实施例中，基板114大体可以是降噪装置110安装于转子叶片16从而将降噪装置110构造在转子叶片16的表面上的那一部分。备选地，加强构件112可以直接安装于转子叶片16，如图9至图11所示，或者可以是转子叶片16的组成部分。例如，在降噪装置110邻近后缘28进行安装的一些实施例中，加强构件112可以直接自后缘28延伸。
在一些实施例中，降噪装置110可以由多个降噪装置部段形成。每个部段都可以包括一个或更多的加强构件112，并且每个部段都可以进一步包括基板部。备选地，降噪装置110可以是单一的、统一的部件。
如图所示，本公开的降噪装置110进一步包括多个降噪特征116。总体而言，降噪特征116可以在转子叶片组件100进行操作时与通过降噪装置110的风流相互作用，并且可以与风流相互作用从而降低与转子叶片16相关的噪声。如图2至图11所示，多个降噪特征116中的每一个都可以连接于多个加强构件112中的一个。例如，在将在下文中进行讨论的一些实施例中，降噪特征116可以安装在加强构件112上或者附连于加强构件112。在其它实施例中，所连接的加强构件112和降噪特征116可以是整体单元。
如将在下文中进行讨论的，每个加强构件112都可以使得所连接的降噪特征116在降噪特征116的至少一部分上具有可变的刚度。具体而言，加强构件112可以使得降噪特征116中的刚度在大体沿宽度方向的方向上发生变化。例如，每个降噪特征116都可以自所连接的加强构件112向外延伸，例如大体横向于加强构件112的主体，从而限定降噪特征的宽度。因此，大体而言，每个降噪特征116都可以沿处于靠近加强构件112的位置的宽度具有较大刚度，而可以沿处于远离加强构件112的位置的宽度具有较小刚度。在转子叶片组件100的操作过程中，降噪特征116因此可以在与风流相互作用时在降噪特征116的宽度的至少一部分上具有可变柔性(variableflex)。由于在宽度的至少一部分上的可变刚度而产生的这一可变柔性可以改进降噪特征116在降低与转子叶片16相关的噪声方面的性能，从而改进降噪装置110在降低与转子叶片16相关的噪声方面的性能。
如图2至图8所示，在一些示例性实施例中，每个降噪特征116都包括锯齿120。尽管在示例性实施例中，锯齿120大体成V形，但是在备选实施例中，锯齿120可以成U形，或者可以具有适于在风力涡轮机10的操作过程中降低转子叶片16发出的噪声的任何其它形状或构造。
如图3、图5或图7所示，每个锯齿120都可以限定锯齿宽度122。此外，每个锯齿120可以限定锯齿长度124。长度124可以在锯齿120的基部126与尖端128之间测得。如图所示，宽度122可以在锯齿120的长度124上进行改变。而且，每个锯齿120都可以限定中心线130。中心线130可以穿过锯齿120的尖端128延伸，例如穿过尖端128的中心延伸，并且穿过锯齿120的基部126延伸，例如穿过基部126的中心延伸，并且可以将锯齿120大体一分为二。
应当理解，尽管将在下文中对锯齿120的示例性实施例进行讨论，但是，依据降噪装置110的期望降噪特性，根据本公开的锯齿120可以具有任何合适的特性，例如宽度122、长度124、形状或者取向。而且，在示例性实施例中，每个单个的锯齿120都可以根据需要具有单一特性，从而实现最佳的降噪特性。但是，在备选实施例中，依据降噪装置110的期望降噪特性，多组锯齿120可以具有相似特性，或者所有的锯齿120可以具有相似特性。
图3和图4示出了本公开降噪装置110的一个实施例。在这一实施例中，每个降噪特征114都包括锯齿120。而且，每个加强构件112都是脊140。如图所示，脊140相对于转子叶片16向外延伸，例如相对于后缘28向外延伸。脊140穿过锯齿的长度124的至少一部分延伸。而且，脊140使锯齿120的表面大体分开并且在锯齿120的长度的至少一部分上对锯齿进行加固。在示例性实施例中，脊140具有大体成弓形的横截面区域。但是，应当理解，本公开并不限于大体成弓形的脊140。相反，例如V形脊、台阶形脊或者具有任何其它合适形状的脊等任何合适的脊140都落入本公开的范围和精神内。
脊140可以例如热成型于锯齿120中，或者锯齿120可以与其中包括的脊140注塑成型。备选地，脊140可以利用任何合适的技术形成于锯齿120中。在示例性实施例中，脊140和锯齿120由相同的材料形成，因此脊140和锯齿120是整体单元。但是，备选地，脊140和锯齿120可以由不相同的材料形成，并且可以使用任何合适的附连装置或附连方法彼此附连，例如使用粘合剂、机械紧固件或者任何合适的结合技术彼此附连。
如图所示，在示例性实施例中，脊140可以沿锯齿120的中心线130延伸。例如，在一些实施例中，脊140可以自基部126至尖端128沿中心线130延伸，并且因此可以穿过锯齿120的整个长度124延伸。备选地，脊140可以仅穿过长度124的一部分延伸，例如自基部126穿过长度124的一部分延伸或者穿过长度124的一部分延伸至尖端128。而且，在一些备选实施例中，脊140可以自中心线130偏置并且/或者相对于中心线130以一定角度延伸。
脊140可以使锯齿120在锯齿120的宽度122的至少一部分上具有可变刚度。例如，像在上文中所讨论的一样，脊140可以沿处于靠近脊140的位置的宽度122具有较大刚度，而沿处于远离脊140的位置的宽度122具有较小刚度。在转子叶片组件100的操作过程中，锯齿120因此可以在与风流相互作用时在宽度122的至少一部分上具有可变柔性。由于在宽度122的至少一部分上的可变刚度而产生的这一可变柔性可以改进锯齿120在降低与转子叶片16相关的噪声方面的性能，从而改进降噪装置110在降低与转子叶片16相关的噪声方面的性能。
而且，脊140本身就具有展向的柔性。在转子叶片组件100的操作过程中，脊140的展向的柔性可以进一步改进锯齿120在降低与转子叶片16相关的噪声方面的性能，进而改进降噪装置110在降低与转子叶片16相关的噪声方面的性能。
像在上文中讨论的一样，如图2和图4所示，一些实施例中的降噪装置110可以包括基板114。在如图所示的一些示例性实施例中，基板114如图所示地安装于转子叶片16的压力侧22。而且，在一些实施例中，基板114可以具有大体成曲线的横截面，如图4所示。因此，基板114可以大体与转子叶片16的空气动力学外形相匹配，例如如图所示地与压力侧22的空气动力学外形相匹配。但是，备选地，基板114也可以具有大体成线性的横截面，或者可以具有任何其它合适的横截面。而且，在一些实施例中，例如脊140等加强构件112以及/或者例如锯齿120等降噪特征116都可以具有大体成曲线的横截面，如图4所示。因此，加强构件112以及/或者降噪特征116可以大体与转子叶片16的空气动力学外形相匹配，例如如图所示地与吸力侧24和/或压力侧22的空气动力学外形相匹配。但是，备选地，加强构件112以及/或者降噪特征116也可以具有大体成线性的横截面，或者可以具有任何其它合适的横截面。
图5至图8示出了本公开的降噪装置110的备选实施例。在这些实施例中，每个降噪特征114都包括锯齿120。而且，每个加强构件112都是脊柱构件150。如图所示，脊柱构件150相对于转子叶片16向外延伸，例如相对于后缘28向外延伸。脊柱构件150穿过锯齿的长度124的至少一部分延伸。脊柱构件150在锯齿120的长度的至少一部分上对锯齿进行大体加固。在示例性实施例中，脊柱构件150具有大体成卵形或圆形的横截面。但是，应当理解，本公开并不限于大体成卵形或圆形的脊柱构件150。相反，例如矩形或正方形的脊柱构件、三角形的脊柱构件或者任何合适的多边形脊柱构件的任何合适的脊柱构件都落在本公开的范围和精神内。
如图5和图6所示，在一些实施例中，脊柱构件150可以包围锯齿120的一部分。在这些实施例中，锯齿120可以自脊柱构件150的大体相对侧在沿宽度方向的方向上向外延伸，从而限定宽度122。锯齿120可以在脊柱构件150外部的那些锯齿120的部分上具有可变刚度，并且因此穿过锯齿120的宽度122的一部分具有可变刚度。如图7和图8所示，在其它的实施例中，锯齿120可以邻近脊柱构件150进行安装。例如，如图所示，脊柱构件150可以邻近脊柱构件150靠近转子叶片16压力侧22的表面进行设置。备选地，脊柱构件150可以邻近脊柱构件150靠近吸力侧24的表面进行设置。在这些实施例中，锯齿120可以在锯齿120的宽度122的至少一部分上或者在锯齿120的整个宽度122上具有可变刚度。
脊柱构件150可以例如热成型于锯齿120中或热成型于锯齿120上，或者锯齿120可以与其中包括的或其上包括的脊柱构件150注塑成型。备选地，脊柱构件150可以利用任何合适的技术形成于锯齿120中或者邻近锯齿120形成。在示例性实施例中，脊柱构件150和锯齿120由相同的材料形成，因此脊柱构件150和锯齿120是整体单元。但是，备选地，脊柱构件150和锯齿120可以由不同的材料形成，并且可以使用任何合适的附连装置或附连方法彼此附连，例如使用粘合剂、机械紧固件或者任何合适的结合技术彼此附连。
如图所示，在示例性实施例中，脊柱构件150可以沿锯齿120的中心线130延伸。例如，在一些实施例中，脊柱构件150可以自基部126至尖端128沿中心线130延伸，并且可以因此穿过锯齿120的整个长度124延伸。备选地，脊柱构件150可以仅穿过长度124的一部分延伸，例如自基部126穿过长度124的一部分延伸，或者穿过长度124的一部分延伸至尖端128。而且，在一些备选实施例中，脊柱构件150可以自中心线130偏置并且/或者可以相对于中心线130以一定角度延伸。
脊柱构件150可以使得锯齿120在锯齿120的宽度122的至少一部分上具有可变刚度。例如，如上文所讨论地，脊柱构件150可以沿处于靠近脊柱构件150的位置的宽度122具有较大刚度，而沿处于远离脊柱构件150的位置的宽度122具有较小刚度。在转子叶片组件100的操作过程中，锯齿120因此可以在与风流相互作用时在宽度122的至少一部分上具有可变柔性。由于在宽度122的至少一部分上的可变刚度而产生的这一可变柔性可以改进锯齿120在降低与转子叶片16相关的噪声方面的性能，从而改进降噪装置110在降低与转子叶片16相关的噪声方面的性能。
如图8所示，在一些实施例中，降噪装置110可以进一步包括多个辅助加强构件160。多个辅助加强构件160中的每一个都可以穿过加强构件112中的一个的至少一部分延伸，例如穿过脊柱构件150中的一个延伸。例如，在示例性实施例中，辅助加强构件160可以穿过加强构件112大体纵向地延伸。而且，加强构件112中可以包括一个或更多的辅助加强构件160。辅助加强构件160可以向加强构件112提供稳定性，并且因此可以进一步使靠近加强构件112的降噪特征116变硬。而且，在例如锯齿120的降噪特征116的横截面大体成曲线或其他形式的弯折的实施例中，辅助加强构件160可以在对加强构件112以及降噪特征116进行支承的同时允许这种弯折。
如图5和图6所示，在一些实施例中，加强构件112或多个加强构件112可以形成锥形从而与相关的降噪特征116或多个降噪特征116相连接，例如与相关的锯齿120或多个锯齿120相连接。例如，如图所示，加强构件112的横截面轮廓可以包括锥形部，该锥形部可以自加强构件112延伸至降噪特征116的表面。加强构件112的锥形部可以自加强构件112的轮廓的任何部分延伸至降噪特征116的任何表面。如图所示，锥形部可以是曲线的，或者可以是线性的或者具有任何其它合适的构造。加强构件112的锥化可以使加强构件112与降噪特征116之间的过渡缓和，从而强化加强构件112的加固特性。
图9至图11示出了本公开的降噪装置110的另一个备选实施例。在这些实施例中，每个降噪特征116都包括多个硬毛220。因此，根据这些实施例的降噪装置110包括多个硬毛220，并且多个硬毛220的至少一部分连接于多个加强构件112中的每一个。尽管在示例性实施例中，连接于加强构件112的多个硬毛220中的每一个都布置为大体成V形，但是在备选实施例中，多个硬毛220中的每一个都可以成U形，或者可以具有适于在风力涡轮机10的操作过程中降低转子叶片16发出的噪声的任何其它的形状或构造。而且，如图11所示，硬毛220可以围绕加强构件112进行布置，从而围绕加强构件112的外围形成多于一个的成V形、U形或其它形状的多个硬毛220。
如图9和图11所示，连接于加强构件112的多个硬毛220中的每一个都可以限定硬毛宽度222。此外，多个硬毛220中的每一个都可以限定硬毛长度224。长度224可以在多个硬毛220的基部226与尖端228之间测得。如图所示，宽度222可以在多个硬毛220的长度224上进行改变。而且，多个硬毛220中的每一个都可以限定中心线230。中心线230可以穿过多个硬毛220的尖端228延伸，例如穿过尖端228的中心延伸，并且穿过多个硬毛220的基部226延伸，例如穿过基部226的中心延伸，并且可以将多个硬毛220大体分为两半。
应当理解，尽管在下文中对硬毛220的示例性实施例进行了讨论，但是依据降噪装置110的期望降噪特性，根据本公开的连接于加强构件112的多个硬毛220中的每一个都可以具有任何合适的特性，例如宽度222、长度224、形状或者取向。而且，在示例性实施例中，多个硬毛220中的每一个都可以根据需要具有单一特性，从而实现最佳降噪特性。但是，在备选实施例中，根据降噪装置110的期望降噪特性，多组多个硬毛220可以具有相似特性，或者所有的多个硬毛220可以具有相似特性。
如图9至图11所示，在每个降噪特征114都包括多个硬毛220的一些实施例中，每个加强构件112都是脊柱构件250。如图所示，脊柱构件250相对于转子叶片16向外延伸，例如相对于后缘28向外延伸。多个硬毛220的一部分自每个脊柱构件250延伸。而且，每个硬毛220都可以大体安装于脊柱构件250。例如，脊柱构件250可以包围每个硬毛220的一部分，例如硬毛的端部或者硬毛的中点。因此，硬毛220可以自脊柱构件250的表面向外延伸，例如自脊柱构件250的主体的表面向外延伸，或者备选地，可以穿过脊柱构件250延伸并且自脊柱构件250的大体相对表面向外延伸。因此，穿过脊柱构件250并且自大体相对表面向外延伸的硬毛220可以限定宽度222，或者每个自相对表面向外延伸的相对硬毛220都可以限定宽度222。
硬毛220可以与其中包括的脊柱构件250注塑成型。备选地，硬毛220可以形成并且置于模具中，而脊柱构件250围绕硬毛220注塑成型。备选地，脊柱构件250以及硬毛220可以利用任何合适的技术形成。在示例性实施例中，脊柱构件250和硬毛220由相同的材料形成，因此脊柱构件250和硬毛220是整体单元。但是，备选地，脊柱构件250和硬毛220可以由不同的材料形成，并且可以使用任何合适的附连装置或附连方法彼此附连，例如使用粘合剂、机械紧固件或者任何合适的结合技术彼此附连。
如图所示，在示例性实施例中，脊柱构件250可以沿连接于其上的多个硬毛220的中心线230延伸。例如，在一些实施例中，脊柱构件250可以自基部226至尖端228沿中心线230延伸，并且因此可以穿过多个硬毛220的整个长度224延伸。备选地，脊柱构件250可以仅穿过长度224的一部分延伸，例如自基部226穿过长度224的一部分延伸或者穿过长度224的一部分延伸至尖端228。而且，在一些备选实施例中，脊柱构件250可以自中心线230偏置并且/或者可以相对于中心线230以一定角度延伸。
脊柱构件250可以进一步限定纵向轴线252。在示例性实施例中，多个硬毛220中的每一个都可以自脊柱构件250以处于相对于脊柱构件250的纵向轴线252成大约5度至大约90度之间的范围内的角度254延伸。
如图10所示，在一些实施例中，例如脊柱构件250等加强构件112以及/或者例如多个硬毛220等降噪特征116可以具有大体成曲线的横截面。因此，加强构件112以及/或者降噪特征116可以大体与转子叶片16的空气动力学外形相匹配，例如如图所示地与吸力侧24和/或压力侧22的空气动力学外形相匹配。但是，备选地，加强构件112以及/或者降噪特征116可以具有大体成线性的横截面，或者可以具有任何其它合适的横截面。
脊柱构件250可以使得连接于其上的多个硬毛220在多个硬毛220的宽度222的至少一部分上具有可变刚度。例如，如在上文中所讨论地，脊柱构件250可以沿处于靠近脊柱构件250的位置的宽度222具有较大刚度，而沿处于远离脊柱构件250的位置的宽度222具有较小刚度。在转子叶片组件100的操作过程中，多个硬毛220因此可以在与风流相互作用时在宽度222的至少一部分上具有可变柔性。由于在宽度222的至少一部分上的可变刚度而产生的这一可变柔性可以改进硬毛220在降低与转子叶片16相关的噪声方面的性能，从而改进降噪装置110在降低与转子叶片16相关的噪声方面的性能。
本书面说明书使用示例对本发明进行了公开，其中包括最佳模式，并且还使本领域技术人员能够实施本发明，其中包括制造和使用任何装置或系统并且执行所包含的任何方法。本发明的专利范围通过权利要求进行限定，并且可以包括本领域技术人员能够想到的其他示例。如果这些其它的示例包括与权利要求的字面语言没有区别的结构元件，或者如果这些其它的示例包括与权利要求的字面语言没有实质区别的等同结构元件，则期望这些其它的示例落入权利要求的范围中。
Claims (15)
1.一种用于风力涡轮机的转子叶片组件，包括：
转子叶片，所述转子叶片具有限定了压力侧、吸力侧、前缘以及后缘的表面，并且在尖端与根部之间延伸；以及，
降噪装置，所述降噪装置构造在所述转子叶片的表面上，所述降噪装置包括多个加强构件和多个降噪特征，所述多个加强构件中的每一个都相对于所述转子叶片向外延伸，所述多个降噪特征中的每一个都连接至所述多个加强构件中的一个并且限定了宽度，所述宽度沿所述根部与尖端之间的方向限定，所述多个加强构件中的每一个都使得所连接的降噪特征在所述所连接的降噪特征的所述宽度的至少一部分上具有可变刚度。
2.根据权利要求1所述的转子叶片组件，其特征在于，至少一部分所述多个降噪特征各自包括锯齿。
3.根据权利要求1所述的转子叶片组件，其特征在于，至少一部分所述多个降噪特征各自包括多个硬毛。
4.根据权利要求3所述的转子叶片组件，其特征在于，所述多个硬毛中的每一个都自所连接的加强构件以处于相对于所述所连接的加强构件的纵向轴线成5度至90度之间的范围内的角度延伸。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的转子叶片组件，其特征在于，至少一部分所述多个加强构件各自包括脊。
6.根据权利要求1至4中任一项所述的转子叶片组件，其特征在于，至少一部分所述多个加强构件各自包括脊柱构件。
7.根据权利要求1至4中任一项所述的转子叶片组件，其特征在于，所述多个加强构件中的每一个都沿所连接的降噪特征的中心线延伸。
8.根据权利要求1至4中任一项所述的转子叶片组件，所述转子叶片组件进一步包括多个辅助加强构件，所述多个辅助加强构件中的每一个都穿过所述多个加强构件中的一个的至少一部分延伸。
9.一种用于风力涡轮机的转子叶片组件，包括：
转子叶片，所述转子叶片具有限定了压力侧、吸力侧、前缘以及后缘的表面，并且在尖端与根部之间延伸；以及，
降噪装置，所述降噪装置构造在所述转子叶片的表面上，所述降噪装置包括多个锯齿和多个加强构件，所述多个锯齿中的每一个都限定了宽度和长度，所述宽度沿所述根部与尖端之间的方向限定，所述多个加强构件中的每一个都连接至所述多个锯齿中的一个并且穿过所述锯齿的长度的至少一部分延伸，所述多个加强构件中的每一个使得所连接的锯齿在所述所连接的锯齿的所述宽度的至少一部分上具有可变刚度。
10.根据权利要求9所述的转子叶片组件，其特征在于，至少一部分所述多个加强构件各自包括脊。
11.根据权利要求9所述的转子叶片组件，其特征在于，至少一部分所述多个加强构件各自包括脊柱构件。
12.根据权利要求9至11中任一项所述的转子叶片组件，其特征在于，所述多个加强构件中的每一个都形成锥形，从而与所述多个锯齿中的每一个进行连接。
13.一种用于风力涡轮机的转子叶片组件，包括：
转子叶片，所述转子叶片具有限定了压力侧、吸力侧、前缘以及后缘的表面，并且在尖端与根部之间延伸；以及，
降噪装置，所述降噪装置构造在所述转子叶片的表面上，所述降噪装置包括多个加强构件和多个硬毛，所述多个硬毛具有沿所述根部与尖端之间的方向限定的宽度，所述多个加强构件中的每一个都相对于所述转子叶片向外延伸，所述多个硬毛的至少一部分连接至所述多个加强构件中的每一个，所述多个加强构件中的每一个使得所连接的多个硬毛在所述所连接的多个硬毛的所述宽度的至少一部分上具有可变刚度。
14.根据权利要求13所述的转子叶片组件，其特征在于，所述多个硬毛中的每一个都自所连接的加强构件以处于相对于所述所连接的加强构件的纵向轴线成5度至90度之间的范围内的角度延伸。
15.根据权利要求13至14中任一项所述的转子叶片组件，其特征在于，至少一部分所述多个加强构件各自包括脊柱构件。
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