CN110685870A - 降噪装置、叶片以及叶片成型方法 - Google Patents

降噪装置、叶片以及叶片成型方法 Download PDF

Info

Publication number
CN110685870A
CN110685870A CN201910907351.3A CN201910907351A CN110685870A CN 110685870 A CN110685870 A CN 110685870A CN 201910907351 A CN201910907351 A CN 201910907351A CN 110685870 A CN110685870 A CN 110685870A
Authority
CN
China
Prior art keywords
blade
noise
unit
noise reduction
saw tooth
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201910907351.3A
Other languages
English (en)
Inventor
李成良
任旺
丁惢
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sinomatech Wind Power Blade Co Ltd
Original Assignee
Sinomatech Wind Power Blade Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sinomatech Wind Power Blade Co Ltd filed Critical Sinomatech Wind Power Blade Co Ltd
Priority to CN201910907351.3A priority Critical patent/CN110685870A/zh
Publication of CN110685870A publication Critical patent/CN110685870A/zh
Priority to BR112022005491A priority patent/BR112022005491A2/pt
Priority to PCT/CN2020/117240 priority patent/WO2021057815A1/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F03MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03DWIND MOTORS
    • F03D80/00Details, components or accessories not provided for in groups F03D1/00 - F03D17/00
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F03MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03DWIND MOTORS
    • F03D1/00Wind motors with rotation axis substantially parallel to the air flow entering the rotor 
    • F03D1/06Rotors
    • F03D1/065Rotors characterised by their construction elements
    • F03D1/0675Rotors characterised by their construction elements of the blades
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05BINDEXING SCHEME RELATING TO WIND, SPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS, TO MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS COVERED BY SUBCLASSES F03B, F03D AND F03G
    • F05B2260/00Function
    • F05B2260/96Preventing, counteracting or reducing vibration or noise
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/70Wind energy
    • Y02E10/72Wind turbines with rotation axis in wind direction

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Wind Motors (AREA)
  • Turbine Rotor Nozzle Sealing (AREA)
  • Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)

Abstract

本发明公开了一种降噪装置、叶片以及叶片成型方法,降噪装置用于叶片,降噪装置包括:本体,包括安装部,本体通过安装部能够与叶片连接;锯齿单元,与本体连接,锯齿单元的边缘具有锯齿结构,锯齿单元与本体之间呈预设角度α设置,预设角度α满足:1°≤α≤5°。本发明提供的降噪装置、叶片以及叶片成型方法,能够降低叶片在运行过程中产生的气动噪声,提高叶片运行的稳定性。

Description

降噪装置、叶片以及叶片成型方法
技术领域
本发明涉及风电技术领域,特别是涉及一种降噪装置、叶片以及叶片成型方法。
背景技术
随着风电技术的不断发展,风力发电机趋向于大型化,而且风力发电机距离居民区越来越近。但是风力发电机在运行过程中会产生气动噪声,气动噪声会严重影响周围居民的生活,引起环境污染,而且噪声还会造成风力发电机结构的疲劳和破坏。
目前主要的做法是在叶片上安装降噪器,以降低叶片产生的气动噪声,但是风力发电机在运行过程受到的风速以及风的作用力经常发生变化,目前的降噪器由于结构设置不合理,不能很好的降低风力发电机产生的气动噪声。
因此,亟需提供一种新型的降噪装置、叶片以及叶片成型方法。
发明内容
本发明实施例提供一种降噪装置、叶片以及叶片成型方法,旨在降低叶片运行过程中产生的气动噪声,提高叶片运行的稳定性。
一方面,本发明实施例提供一种降噪装置,用于叶片,降噪装置包括:本体,包括安装部,本体通过安装部能够与叶片连接;锯齿单元,与本体连接,锯齿单元的边缘具有锯齿结构,锯齿单元与本体之间呈预设角度α设置,预设角度α满足:1°≤α≤5°。
根据本发明实施例的一个方面,预设角度α为3°。
根据本发明实施例的一个方面,锯齿单元的边缘具有多个锯齿结构,多个锯齿结构在背离本体的方向收缩排布;可选的,锯齿结构为三角形。
根据本发明实施例的一个方面,锯齿单元包括底边和相交的两个基准边,两个基准边的延长线与底边共同形成虚拟三角形;锯齿单元包括相互连接的多个降噪部,多个降噪部均排布在虚拟三角形内,降噪部为多边形结构,多个降噪部沿背离本体的方向依次设置,多个降噪部的边缘相互连接形成多个锯齿结构;可选的,相邻两个降噪部之间相互倾斜设置;可选的,多个降噪部的数量大于等于三个。
根据本发明实施例的一个方面,降噪部包括相互连接的连接部和锯齿部,锯齿部包括锯齿结构,连接部与锯齿部之间相互倾斜设置,连接部与锯齿部之间的倾斜角度为1°~3°。
根据本发明实施例的一个方面,降噪装置能够安装至叶片,沿锯齿单元的高度方向,叶片具有对应于锯齿单元的第一弦长,锯齿单元包括底边和背离底边的顶点,底边与顶点之间的距离为锯齿单元的高度;其中,锯齿单元的高度为对应的第一弦长的15%~20%倍。
根据本发明实施例的一个方面,锯齿单元底边的长度为锯齿单元的宽度,锯齿单元的高度为锯齿单元的宽度的3倍。
根据本发明实施例的一个方面,本体与锯齿单元一体成型。
另一方面,本发明实施例提供一种叶片,包括:外壳,包括后缘;降噪装置,如上述的降噪装置,降噪装置设置在外壳的后缘上。
又一方面,本发明实施例提供一种叶片成型方法,包括:外壳;在外壳上连接降噪装置,以形成叶片,其中,降噪装置为上述的降噪装置。
本发明实施例提供的降噪装置、叶片以及叶片成型方法,降噪装置包括本体和锯齿单元,本体通过安装部能够与叶片进行稳定连接,锯齿单元与本体连接,锯齿单元的边缘具有锯齿结构,使得流经叶片表面的湍流形成多个反向的涡流对并相互抵消。当降噪装置应用在叶片上时,锯齿结构能够改变叶片表面上的湍流流动情况,将叶片表面的涡对打散,降低涡对能量,以降低涡对和叶片表面作用时产生的脉动压强,进而降低叶片的在运行过程中产生的噪声。进一步的,降噪装置的本体与锯齿单元呈预设角度设置,在本体与叶片尾缘稳定连接的前提下,锯齿单元能够更好的破坏叶片在转动过程中产生在叶片表面上的涡流,从而提高降噪效果。
附图说明
下面将对本发明实施例中所需要使用的附图作简单的介绍,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明实施例的一种风力发电机组的结构示意图;
图2是本发明实施例的叶片的整体示意图;
图3是图2中A处的放大图;
图4是图2中B-B方向的剖视图;
图5是本发明一个实施例的降噪装置的结构示意图;
图6是本发明一个实施例的降噪装置的侧视图;
图7是本发明一个实施例的锯齿单元的结构示意图;
图8是本发明另一个实施例的锯齿单元的结构示意图
图9是本发明又一个实施例的锯齿单元的结构示意图;
图10是本发明一个实施例的锯齿单元的侧视图;
图11是图9中C-C处的剖视图;
图12是测试模型安装不同的降噪装置的实验结果图,其中,多个降噪装置中锯齿单元的高度与锯齿单元的宽度形成的比例相同,本体与锯齿单元之间的角度不同;
图13是测试模型安装不同降噪装置的实验结果图,其中,本体与锯齿单元之间的角度相同,多个降噪装置中锯齿单元的高度与锯齿单元的宽度形成的比例不同;
图14是测试模型分别安装本发明一个实施例的降噪装置和本发明另一个实施例的降噪装置实验结果图;
图15为本发明一个实施例的叶片成型方法的流程示意图。
标记说明:
其中:
1-叶轮;100-叶片;200-轮毂;X-轴向;Y-弦向;
10-外壳;11-迎风面壳体;12-背风面壳体;13-前缘区;14-后缘区; 15-叶根部;16-叶尖部;17-中空空间;
20-腹板;
30-降噪装置;31-本体;311-安装部;312-第一表面;32-锯齿单元; 321-第二表面;322-锯齿结构;323-第一降噪部;3231-连接部;3232-锯齿部;H-高度;W-宽度;33-底边;34-基准边;324-第二降噪部;325-第三降噪部;
2-发电机;
3-机舱;
4-塔筒。
具体实施方式
下面将详细描述本发明的各个方面的特征和示例性实施例,为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下结合附图及具体实施例,对本发明进行进一步详细描述。应理解,此处所描述的具体实施例仅被配置为解释本发明,用于示例性的说明本发明的原理,并不被配置为限定本发明。另外,附图中的机构件不一定是按照比例绘制的。例如,可能对于其他结构件或区域而放大了附图中的一些结构件或区域的尺寸,以帮助对本发明实施例的理解。
下述描述中出现的方位词均为图中示出的方向,并不是对本发明实施例的具体结构进行限定。在本发明的描述中,需要说明的是,除非另有说明,术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或一体地连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言,可视具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
此外术语“包括”、“包含”“具有”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含,从而使得包括一系列要素结构件或组件不仅包括那些要素,而且还包括没有明确列出或固有的属于结构件、组件上的其他机构件。在没有更多限制的情况下,由语句“包括……”限定的要素,并不排除在包括要素的物品或者设备中还存在另外的相同要素。对于本领域技术人员来说,本发明可以在不需要这些具体细节中的一些细节的情况下实施。下面对实施例的描述仅仅是为了通过示出本发明的示例来提供对本发明更好的理解。
下面将详细描述本发明的各个方面的特征和示例性实施例。此外,下文中所描述的特征、结构或特性可以以任何合适的方式结合在一个或更多实施例中。
为了更好的理解本发明,下面结合图1至图15对本发明实施例的降噪装置30、叶片100以及叶片成型方法进行详细描述。
请参阅图1,图1示出了现有技术中的一种风力发电机组的结构示意图。风力发电机组主要包括塔筒4、机舱3、发电机2以及叶轮1,机舱3 设置于塔筒4的顶端,发电机2设置于机舱3,可以位于机舱3的内部,当然,也可以位于机舱3的外部。叶轮1包括轮毂200以及两个以上分别与轮毂200连接的叶片100,叶片100在风载的作用下带动轮毂200转动,进而实现发电机2的发电。
为了使得风力发电机组能够更好的运行,本发明实施例提供了一种新型的叶片100,请一并参阅图2以及图4,图2示出了本发明实施例的叶片的整体示意图,图3示出图2中A处的放大图,图4示出了图2中B-B方向的剖视图。
本发明实施例提供的叶片100包括外壳10、腹板20以及降噪装置30,外壳10具有轴向X以及弦向Y,外壳10包括相对设置的迎风面壳体11及背风面壳体12,迎风面壳体11及背风面壳体12扣合形成中空空间17,外壳10在其弦向Y上具有前缘区13以及后缘区14,在轴向X具有叶根部15 以及叶尖部16。腹板20设置于中空空间17,腹板20与迎风面壳体11以及背风面壳体12连接,腹板20能够支撑叶片100的外壳10,以增强叶片 100的强度。叶片100在背离中空空间17的一侧设置有降噪装置30,用于降低叶片100运行时产生的噪声。
在一些实施例中,当气流吹向叶片100时,气流与叶片100相互作用,形成沿叶片100表面流动的湍流,由于叶片100在运行过程中,叶片100 表面上的湍流会拍打叶片100,产生较大的气动噪声,通过在叶片100的表面上设置降噪装置30,能够有效降低叶片100在运行过程中产生的气动噪声,同时能够提高叶片100运行的稳定性。
在一些实施例中,叶片100包括尾缘,尾缘靠近叶片100的叶尖部16 设置,当气流吹向叶片100时,气流与叶片100相互作用,形成沿叶片100 表面的湍流,湍流在尾缘发生声音散射,形成噪声,并且湍流的强度越大噪声就越大。为有效降低叶片100在运行过程中的气动噪声,降噪装置30 设置在尾缘上,以有效降低尾缘表面的噪声,同时能够提高叶片100的稳定性。
为更好的降低叶片100运行过程中产生的气动噪声,本发明实施例提供了一种新型的降噪装置30。请一并参阅图5至图11,图5示出本发明一个实施例的降噪装置的结构示意图,图6示出本发明一个实施例的降噪装置的侧视图,图7示出本发明一个实施例的锯齿单元的结构示意图,图8 示出本发明另一个实施例的锯齿单元的结构示意图,图9示出本发明又一个实施例的锯齿单元的结构示意图,图10示出本发明一个实施例的锯齿单元的侧视图,图11示出图9中C-C处的剖视图。
本发明实施例提供了一种降噪装置30,用于叶片100。降噪装置30包括本体31以及锯齿单元32。本体31包括安装部311,本体31通过安装部 311能够与叶片100连接。锯齿单元32与本体31连接,锯齿单元32的边缘具有锯齿结构322,锯齿单元32与本体31之间呈预设角度α设置,预设角度α满足:1°≤α≤5°。
本发明实施例提供的降噪装置30包括本体31和锯齿单元32,本体31 通过安装部311能够与叶片100进行稳定连接,锯齿单元32与本体31连接,锯齿单元32的边缘具有锯齿结构322,使得流经叶片100表面的湍流形成多个反向的涡流对并相互抵消。当降噪装置30应用在叶片100上时,锯齿单元32能够改变叶片100表面上的湍流流动情况,将叶片100表面的涡对打散,降低涡对能量,以降低涡对和叶片100表面作用时产生的脉动压强,进而降低叶片100的在运行过程中产生的噪声。
进一步的,降噪装置30的本体31与锯齿单元32呈预设角度α设置,在本体31与叶片100稳定连接的前提下,锯齿单元32能够更好的破坏叶片100在转动过程中产生在叶片100表面上的湍流,从而提高降噪效果。
在一些可选实施例中,沿本体31自身厚度的方向上,本体31包括与安装部311相对的第一表面312,锯齿单元32包括第二表面321,锯齿单元32与本体31之间的预设角度α为第一表面312与第二表面321之间的角度。在一些实施例中,预设角度α为3°。实验表明,将预设角度设置为3°能够有效提高叶片100的降噪效果。通过合理设置第一表面312与第二表面321之间的距离,使得锯齿单元32能够更好打散叶片100表面上的涡流,以有效的降低叶片100运行过程中产生的气动噪声。可选的,为增强叶片100与降噪装置30连接的稳定性,安装部311的形状与叶片100表面的形状匹配,以增大安装部311与叶片100的连接面积。
请参阅图7,在一些实施例中,锯齿单元32整体呈三角形,通过合理设置锯齿单元32的结构以及锯齿单元32与本体31之间的预设角度,以有效降低噪声。
在一些可选的实施中,降噪装置30包括多个锯齿单元32,以对叶片 100表面的湍流进行打散。请一并参阅图8至图11,至少部分的锯齿单元 32的边缘具有多个锯齿结构322,多个锯齿结构322在背离本体31的方向收缩排布。通过使多个锯齿结构322在背离本体31的方向收缩排布,使得锯齿单元32的整体轮廓近似于三角形或梯形,以更好的将叶片100表面的湍流打散,形成较小的涡流,同时,通过将锯齿单元32的边缘设置多个锯齿结构322,每个锯齿结构322还能够将较小的涡流进一步打散,从而使得经过多个锯齿结构322打散后的涡流的能量显著降低,以更好的降低涡流拍打叶片100表面产生的气动噪声。
可选的,锯齿结构322为三角形。三角形的锯齿结构322具有应力集中部,使得锯齿结构322能够快速且有效的打散湍流,使得湍流形成的涡流对的距离较近,相互之间的抵消作用强,有利于提高降噪效果,进而降低叶片100在运行过程中产生的气动噪声。当然,可以理解的是,锯齿结构322也可以为梯形结构、折线结构以及圆弧形结构的一种或组合。
在一些可选的实施例中,锯齿单元32包括底边33和相交的两个基准边34,两个基准边34的延长线与底边33共同形成虚拟三角形,锯齿单元 32包括相互连接的多个降噪部323,多个降噪部323均排布在虚拟三角形内,降噪部323为多边形结构,多个降噪部323沿背离本体31的方向依次设置,多个降噪部323的边缘相互连接形成多个锯齿结构322。
可选的,在背离本体31的方向上,多个降噪部323的宽度递减。多个降噪部包括第一降噪部323,第一降噪部靠近本体31设置,第一降噪部 323靠近本体31的边为锯齿单元32的底边33,第一降噪部323中与底边 33相交的两边与锯齿单元32的基准边34重合,此时,两个基准边34的延长线与底边33共同形成虚拟三角形。
在具体实施时,可以先制作三角形的锯齿单元32,然后对三角形的锯齿单元32的边缘进一步加工,以使锯齿单元32的边缘形成多个锯齿结构 322,此时,多个锯齿结构322均设置在锯齿单元32内。当叶片100在运行过程中,由于锯齿单元32呈三角形,使得锯齿单元32可以将较大能量的湍流进行初步打散,然后再通过锯齿单元32边缘上的对个锯齿结构322 将初步打散后的涡对进一步打散,以有效的降低叶片100表面上产生的气动噪声。
可选的,多个降噪部的数量大于等于三个,具体的,请参阅图10,多个降噪部包括第一降噪部323、第二降噪部324以及第三降噪部325,多个降噪部能够更好的削弱叶片100表面上湍流的能量,同时,通过合理设置多个降噪部数量,使得多个降噪部的边缘形成的锯齿结构322的数量较多,使湍流打散后形成的反向涡流对就越多,湍流的能量就会因涡流对数量的增多而减小,有利于提高降噪效果。
为了更有效的打散叶片100表面各个方向上的湍流,以降低叶片100 表面上产生的气动噪声,相邻两个降噪部之间相互倾斜设置。在具体实施例时,可以使第一降噪部323、第二降噪部324以及第三降噪部325之间相互倾斜设置。第一降噪部323、第二降噪部324以及第三降噪部325的结构相似,本发明实施例以第一降噪部323为例进行说明。
在一些可选的实施例中,第一降噪部包括相互连接的连接部3231和锯齿部3232,锯齿部3232形成锯齿结构322,如图11所示,连接部3231与锯齿部3232之间相互倾斜设置,连接部3231与锯齿部3232之间的倾斜角度为1°~3°。由于叶片100在运行过程中受到的风速以及风的作用力经常发生变化,通过合理设置降噪部的结构,使得锯齿结构322能够对多个方向上的湍流进行打散,以提高降噪效果。
进一步的,第一降噪部323包括两个锯齿部3232以及设置两个锯齿部 3232之间且连接两个锯齿部3232的连接部3231,其中,同一降噪部上的两个锯齿部3232的形状可以相同,也可以不同。当然,不同的降噪部之间的锯齿部3232的形状也可以根据用户需求设定。例如第一降噪部323的锯齿部3232可以形成三角形的锯齿结构,第二降噪部的324锯齿部3232可以形成矩形的锯齿结构。
在一些可选的实施例中,降噪装置30能够安装至叶片100,沿锯齿单元32的高度方向,叶片100具有对应于锯齿单元32的第一弦长,锯齿单元32包括底边33和背离底边33的顶点,底边33与顶点之间的距离为锯齿单元32的高度H,其中,锯齿单元32的高度H为对应的第一弦长的 15%~20%倍。可选的,锯齿单元32底边33的长度为锯齿单元32的宽度 W,锯齿单元32的高度H为锯齿单元32的宽度W的3倍。通过合理设置锯齿单元32的高度H与对应的第一弦长的关系,这样,在叶片100的轴向 X上,随着叶片100的第一弦长发生变化时,锯齿单元32的高度会随着第一弦长发生变化,进一步的,由于锯齿单元32的高度H与宽度W具有对应的关系,因此,当随着叶片100的第一弦长发生变化时,锯齿单元32的宽度W也随第一弦长发生变化,以是锯齿单元31更有效的降低叶片100 产生的噪声。
为提高降噪装置30的稳定性,以更好的进行降噪作用,降噪装置30 的本体31与锯齿单元32一体成型,降噪装置30由树脂混短切玻纤制成。
为了准确全面测试降噪装置30与叶片100的噪声特性,在一些实施例中,通过利用麦克风阵列法以及风洞实验对设置有降噪装置30的叶片100 的噪声特性进行测试。其中,麦克风阵列法测试噪声以及风洞实验为本领域的普通技术人员应该理解具有的,在此不再赘述,也不应作为对本发明的限制。
在进行噪声特性测试时,首先根据叶片100的叶尖部16的形状参数制作测试模型,例如,可以根据实际叶片100的尾缘尺寸等比例制作测试模型。然后将测试模型设置在测试装置上进行实验,可以理解的是,测试装置能够使测试模型进行旋转,以模拟叶片100运行中的旋转和偏航。在本发明实施例中,选用围绕测试段55°~115°的麦克风阵列对降噪装置的降噪效果进行实验,例如噪声特性测试实验中,将麦克风阵列分别设置在测试模型的50°、60°、70°、80°、90°以及100°位置以采集测试模型在运行过程中产生的噪声。
请一并参阅图12至图14,图12示出测试模型安装不同的降噪装置的实验结果图,其中,多个降噪装置中锯齿单元的高度与锯齿单元的宽度形成的比例相同,本体与锯齿单元之间的角度不同。图13示出测试模型安装不同降噪装置的实验结果图,其中,本体与锯齿单元之间的角度相同,多个降噪装置中锯齿单元的高度与锯齿单元的宽度形成的比例不同。图14示出测试模型分别安装本发明一个实施例的降噪装置和本发明另一个实施例的降噪装置实验结果图。
需要说明的是,附图12中的基准线为测试模型未安装本发明实施例的降噪装置30时测试模型在运行过程中的噪声测试结果。请参阅图12,L1, L2以及L3分别为测试模型安装了不同的降噪装置30时,利用麦克风阵列测得的噪声结果。
具体的,在L1中,测试模型安装的降噪装置30的本体31与锯齿单元 32之间的角度为1度,锯齿单元32的高度H与锯齿单元32的宽度W之间的比例为1,即H/W=1。在L2中,测试模型安装的降噪装置30的本体31 与锯齿单元32之间的角度为3度,锯齿单元32的高度H与锯齿单元32的宽度W之间的比例为1,即H/W=1。在L3中,测试模型安装的降噪装置 30的本体31与锯齿单元32之间的角度为5度,锯齿单元32的高度H与锯齿单元32的宽度W之间的比例为1,即H/W=1。
从附图12中可以看出,L1所代表的噪声结果相较于基准线大约低 1dBA,L2所代表的噪声结果相较于基准线大约低3dBA,L3所代表的噪声结果相较于基准线大约低2dBA。相较于基准线,L1,L2以及L3所代表的噪声结果均小于基准线所代表的降噪效果,因此,当测试模型安装了本发明实施例的降噪装置30时,麦克风阵列法测得设置有降噪装置30的测试模型的噪声显著降低。实验证明了本发明实施例的降噪装置30能够显著降低测试模型在运行过程中产生的噪声,通过在测试模型上安装本发明实施例的降噪装置30,能够降低大约1dBA~3dBA的噪声。
请参阅附图13,其中,L4,L5以及L6分别为测试模型安装了不同的降噪装置30时,利用麦克风阵列测得的噪声结果。具体的,在L4中,锯齿单元32的高度H与锯齿单元32的宽度W之间的比例为5,即H/W=5,测试模型安装的降噪装置30的本体31与锯齿单元32之间的角度为3度。在L5中,锯齿单元32的高度H与锯齿单元32的宽度W之间的比例为3,即H/W=3,测试模型安装的降噪装置30的本体31与锯齿单元32之间的角度为3度。在L6中,锯齿单元32的高度H与锯齿单元32的宽度W之间的比例为1,即H/W=1,测试模型安装的降噪装置30的本体31与锯齿单元32之间的角度为3度。
从图13中可以看出,L4所代表的噪声结果相较于基准线大约低3dBA, L5所代表的噪声结果相较于基准线大约低3.5dBA,L6所代表的噪声结果相较于基准线大约低2dBA。相较于基准线,L4,L5以及L6所代表的噪声结果均小于基准线所代表的降噪效果,因此,当测试模型安装了本发明实施例的降噪装置30时,麦克风阵列法测得设置有降噪装置30的测试模型的噪声显著降低。实验证明了本发明实施例的降噪装置30能够显著降低测试模型在运行过程中产生的噪声,通过在测试模型上安装本发明实施例的降噪装置30,能够降低大约2dBA~3.5dBA的噪声。
请参阅附图14,其中,L9是测试模型安装了本发明一个实施例的降噪装置30的实验结果图,此时,降噪装置30的锯齿单元32的结构可以为附图7所示,锯齿单元32的边缘具有一个锯齿结构322。L7、L8分别是测试模型安装了本发明另一个实施例的降噪装置30的实验结果图,此时,降噪装置30的锯齿单元32的结构可以为附图8或附图9所示,锯齿单元32的边缘具有多个锯齿结构322,具体的,L7是测试模型安装了附图9所示的降噪装置30的实验结果图,L8是测试模型安装了附图8所示的降噪装置 30的实验结果图。
由图14可知,L7所代表的噪声结果相较于基准线大约低2.5dBA,L8 所代表的噪声结果相较于基准线大约低5dBA,L9所代表的噪声结果相较于基准线大约低3.5dBA。通过在测试模型上设置本发明实施例的降噪装置 30能明显的降低测试模型在运行时产生的噪声水平,从图14中可以看出,通过在测试模型上安装本发明实施例的降噪装置30,相对于基准线能够降低大约2.5dBA~5dBA的噪声。
通过实验证明,本发明实施例提供的降噪装置30能够显著降低测试模型在运行过程中产生的噪声,因此,根据本发明实施例提供的降噪装置30 在应用至叶片100时,能够有效提高叶片100的降噪效果。可以理解的是,用户可以根据实际需求设计锯齿单元32的高度H和宽度W之间的比例、以及本体31与锯齿单元32之间的角度值。
综上,本发明实施例提供的降噪装置30,本体31通过安装部311能够与叶片100进行稳定连接,锯齿单元32与本体31连接,锯齿单元32的边缘具有锯齿结构322,使得流经叶片100表面的湍流形成多个反向的涡流对并相互抵消。当降噪装置30应用在叶片100上时,锯齿结构322能够改变叶片100表面上的湍流流动情况,将叶片100表面的涡对打散,降低涡对能量,以降低涡对和叶片100表面作用时产生的脉动压强,进而降低叶片100的在运行过程中产生的噪声。进一步的,降噪装置30的本体31与锯齿单元32呈预设角度设置,在本体31与叶片100叶根部15稳定连接的前提下,锯齿单元32能够更好的破坏叶片100在转动过程中产生在叶片 100表面上的涡流,从而提高降噪效果。
本发明实施例还提供一种叶片成型方法,请参阅图15,图15示出了本发明一个实施例的叶片成型方法的流程图。
本发明一个实施例的叶片成型方法,包括如下步骤:
S110,提供外壳。
S120,在外壳上连接降噪装置,以形成叶片。
其中,降噪装置为上述任一实施例提供的降噪装置。
本发明实施例提供的叶片成型方法,包括在外壳10上连接降噪装置30,以形成叶片100,降噪装置30为采用上述任一实施例所提供的降噪装置30,使得成型后的叶片100在运行过程中,降噪装置30能够将流经叶片100表面的湍流形成多个方向涡对并相互抵消,从而能够在传播途径上对噪声进行有效的控制,提高降噪装置30的降噪效果。
在步骤S110之前,可以包括形成外壳的步骤,在一些实施例中,形成外壳的步骤可以包括:
步骤1,提供迎风面壳体以及背风面壳体。
步骤2,将腹板粘接于迎风面壳体或背风面壳体的其中一者。
步骤3,对迎风面壳体及背风面壳体合模,形成外壳。
在形成外壳的步骤中,可在迎风面壳体11内表面朝上的状态下,利用涂胶工具将诸如环氧树脂等的粘接胶涂覆在腹板20上,将腹板20粘接在迎风面壳体11的腹板20粘接区域上。可以理解的是,也可以先把腹板20 粘接在背风面壳体12上,本发明对此不进行限制。
在步骤S120中,可以利用涂胶工具将诸如环氧树脂等涂覆在外壳10 表面上,将降噪装置30的本体31粘接在外壳10表面上。叶片100包括叶根部15和叶尖部16,降噪装置30可以粘接在叶片100的叶尖部16上,也可以沿叶片100的整个轴向均安装降噪装置30。在一些实施例中,降噪装置30可以安装迎风面壳体11上,也可以同时安装在背风面壳体12上,以降低叶片100各个方向的气动噪声。
综上,本发明实施例提供的降噪装置30、叶片100以及叶片成型方法,降降噪装置30能够将流经叶片100表面的湍流形成多个方向涡对并相互抵消,从而最大程度的降低叶片100在运行过程中产生的气动噪声,提高叶片100的质量和叶片100运行的稳定性,故,易于推广使用。
应理解,术语“第一”、“第二”、等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来,而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。需要理解,如此使用的术语在适当的情况下是可以互换的,以使本文所描述的发明中的实施例,例如,能够按照除了本文说明的或其他方式描述的那些顺次而工作或排列。
本发明可以以其他的具体形式实现,而不脱离其精神和本质特征。因此,当前的实施例在所有方面都被看作是示例性的而非限定性的,本发明的范围由所附权利要求而非上述描述定义,并且,落入权利要求的含义和等同物的范围内的全部改变从而都被包括在本发明的范围之中。并且,在不同实施例中出现的不同技术特征可以进行组合,以取得有益效果。本领域技术人员在研究附图、说明书及权利要求书的基础上,应能理解并实现所揭示的实施例的其他变化的实施例。

Claims (10)

1.一种降噪装置,用于叶片,其特征在于,所述降噪装置包括:
本体,包括安装部,所述本体通过所述安装部能够与所述叶片连接;
锯齿单元,与所述本体连接,所述锯齿单元的边缘具有锯齿结构,所述锯齿单元与所述本体之间呈预设角度α设置,所述预设角度α满足:1°≤α≤5°。
2.根据权利要求1所述的降噪装置,其特征在于,所述预设角度α为3°。
3.根据权利要求1所述的降噪装置,其特征在于,所述锯齿单元的边缘具有多个所述锯齿结构,所述多个锯齿结构在背离所述本体的方向收缩排布;
优选的,所述锯齿结构为三角形。
4.根据权利要求3所述的降噪装置,其特征在于,所述锯齿单元包括底边和相交的两个基准边,所述两个基准边的延长线与所述底边共同形成虚拟三角形;
所述锯齿单元包括相互连接的多个降噪部,所述多个降噪部均排布在所述虚拟三角形内,所述降噪部为多边形结构,所述多个降噪部沿背离所述本体的方向依次设置,所述多个降噪部的边缘相互连接形成所述多个锯齿结构;
优选的,相邻两个所述降噪部之间相互倾斜设置;
优选的,所述多个降噪部的数量大于等于三个。
5.根据权利要求4所述的降噪装置,其特征在于,所述降噪部包括相互连接的连接部和锯齿部,所述锯齿部形成所述锯齿结构,所述连接部与所述锯齿部之间相互倾斜设置,所述连接部与所述锯齿部之间的倾斜角度为1°~3°。
6.根据权利要求1所述的降噪装置,其特征在于,所述降噪装置能够安装至所述叶片,沿所述锯齿单元的高度方向,所述叶片具有对应于所述锯齿单元的第一弦长,所述锯齿单元包括底边和背离所述底边的顶点,所述底边与所述顶点之间的距离为所述锯齿单元的高度;
其中,所述锯齿单元的高度为对应的所述第一弦长的15%~20%倍。
7.根据权利要求6所述的降噪装置,其特征在于,所述锯齿单元底边的长度为所述锯齿单元的宽度,所述锯齿单元的高度为所述锯齿单元的宽度的3倍。
8.根据权利要求1所述的降噪装置,其特征在于,所述本体与所述锯齿单元一体成型。
9.一种叶片,其特征在于,包括:
外壳,包括后缘;
降噪装置,如权利要求1至8所述的降噪装置,所述降噪装置设置在所述外壳的所述后缘上。
10.一种叶片成型方法,其特征在于,包括:
提供外壳;
在所述外壳上连接降噪装置,以形成叶片,
其中,所述降噪装置为如权利要求1至8任一项所述的降噪装置。
CN201910907351.3A 2019-09-24 2019-09-24 降噪装置、叶片以及叶片成型方法 Pending CN110685870A (zh)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201910907351.3A CN110685870A (zh) 2019-09-24 2019-09-24 降噪装置、叶片以及叶片成型方法
BR112022005491A BR112022005491A2 (pt) 2019-09-24 2020-09-23 Dispositivo de redução de ruído para uma lâmina, lâmina e método de formação de lâmina
PCT/CN2020/117240 WO2021057815A1 (zh) 2019-09-24 2020-09-23 降噪装置、叶片以及叶片成型方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201910907351.3A CN110685870A (zh) 2019-09-24 2019-09-24 降噪装置、叶片以及叶片成型方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN110685870A true CN110685870A (zh) 2020-01-14

Family

ID=69110034

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201910907351.3A Pending CN110685870A (zh) 2019-09-24 2019-09-24 降噪装置、叶片以及叶片成型方法

Country Status (3)

Country Link
CN (1) CN110685870A (zh)
BR (1) BR112022005491A2 (zh)
WO (1) WO2021057815A1 (zh)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2021057815A1 (zh) * 2019-09-24 2021-04-01 中材科技风电叶片股份有限公司 降噪装置、叶片以及叶片成型方法
WO2022205817A1 (zh) * 2021-03-31 2022-10-06 江苏金风科技有限公司 叶片降噪装置、叶片及风力发电机组

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114013647B (zh) * 2021-11-19 2024-06-21 大连海事大学 一种三维尾缘锯齿仿生机翼变形方法
CN114543882B (zh) * 2022-02-23 2024-07-09 湖南联诚轨道装备有限公司 低噪冷却系统锯齿离心叶轮试验设计测试装置及方法

Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102465828A (zh) * 2010-11-15 2012-05-23 通用电气公司 用于风力涡轮机中转子叶片的降噪装置
US20140377077A1 (en) * 2011-12-19 2014-12-25 Rolls-Royce Plc Noise attenuation in rotating blades
CN104454379A (zh) * 2013-09-18 2015-03-25 西门子公司 减少风轮机转子叶片的噪声的布置
CN104791199A (zh) * 2015-03-24 2015-07-22 北京金风科创风电设备有限公司 叶片尾缘附件及风力发电机组叶片
CN105484946A (zh) * 2015-11-23 2016-04-13 北京金风科创风电设备有限公司 叶片、叶片锯齿尾缘及其制造方法
CN105992870A (zh) * 2013-12-20 2016-10-05 Lm Wp 专利控股有限公司 具有可展开的空气动力学装置的风力涡轮机叶片
CN106471245A (zh) * 2014-07-03 2017-03-01 Lm Wp 专利控股有限公司 风力涡轮机叶片
EP3176425A1 (en) * 2015-12-01 2017-06-07 Stichting Nationaal Lucht- en Ruimtevaart Laboratorium Assembly of aerofoil-shaped body and noise reducing serration and wind turbine provided therewith
CN108603488A (zh) * 2016-02-12 2018-09-28 Lm Wp 专利控股有限公司 用于风力涡轮机叶片的锯齿状后缘板
CN211573698U (zh) * 2019-09-24 2020-09-25 中材科技风电叶片股份有限公司 降噪装置以及叶片

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110685870A (zh) * 2019-09-24 2020-01-14 中材科技风电叶片股份有限公司 降噪装置、叶片以及叶片成型方法

Patent Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102465828A (zh) * 2010-11-15 2012-05-23 通用电气公司 用于风力涡轮机中转子叶片的降噪装置
US20140377077A1 (en) * 2011-12-19 2014-12-25 Rolls-Royce Plc Noise attenuation in rotating blades
CN104454379A (zh) * 2013-09-18 2015-03-25 西门子公司 减少风轮机转子叶片的噪声的布置
CN105992870A (zh) * 2013-12-20 2016-10-05 Lm Wp 专利控股有限公司 具有可展开的空气动力学装置的风力涡轮机叶片
CN106471245A (zh) * 2014-07-03 2017-03-01 Lm Wp 专利控股有限公司 风力涡轮机叶片
CN104791199A (zh) * 2015-03-24 2015-07-22 北京金风科创风电设备有限公司 叶片尾缘附件及风力发电机组叶片
CN105484946A (zh) * 2015-11-23 2016-04-13 北京金风科创风电设备有限公司 叶片、叶片锯齿尾缘及其制造方法
EP3176425A1 (en) * 2015-12-01 2017-06-07 Stichting Nationaal Lucht- en Ruimtevaart Laboratorium Assembly of aerofoil-shaped body and noise reducing serration and wind turbine provided therewith
CN108603488A (zh) * 2016-02-12 2018-09-28 Lm Wp 专利控股有限公司 用于风力涡轮机叶片的锯齿状后缘板
CN211573698U (zh) * 2019-09-24 2020-09-25 中材科技风电叶片股份有限公司 降噪装置以及叶片

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2021057815A1 (zh) * 2019-09-24 2021-04-01 中材科技风电叶片股份有限公司 降噪装置、叶片以及叶片成型方法
WO2022205817A1 (zh) * 2021-03-31 2022-10-06 江苏金风科技有限公司 叶片降噪装置、叶片及风力发电机组

Also Published As

Publication number Publication date
BR112022005491A2 (pt) 2022-06-14
WO2021057815A1 (zh) 2021-04-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN110685870A (zh) 降噪装置、叶片以及叶片成型方法
US11268489B2 (en) Wind turbine noise reduction with acoustically absorbent serrations
US8932024B2 (en) Wind turbine blade and wind power generator using the same
US20090074585A1 (en) Wind turbine blades with trailing edge serrations
US7927078B2 (en) Wind turbine blade tip vortex breakers
CN101446263A (zh) 风力涡轮机叶片加强件
EP3844386B1 (en) Noise reducer for a wind turbine rotor blade having a cambered serration
CN207420779U (zh) 一种新型利于安装的风力发电机叶片涡流发生器
JP5441439B2 (ja) 集風装置、及び風車装置
CN211573698U (zh) 降噪装置以及叶片
US8262363B2 (en) Blade having a damping element and method of fabricating same
US20230235723A1 (en) A wind turbine
US7854595B2 (en) Wind turbine blade tip shapes
CN110296039A (zh) 一种风电叶片及具有该风电叶片的风力发电机
CN106704092A (zh) 增效扰流板叶片
CN217712800U (zh) 一种叶片降噪装置及风电叶片
EP2851556A1 (en) Arrangement to reduce noise of a wind turbine rotor blade
CN2818836Y (zh) 小型垂直轴风力发电机
EP2878806A1 (en) Windmill blade and method for manufacturing same
CN221257218U (zh) 仿鸟羽造型轴流风轮及轴流风机
CN105822495A (zh) 一种风电机组
CN219911043U (zh) 一种方便安装的涡流发生器
US20230235721A1 (en) A wind turbine
CN114753963A (zh) 具有偏转器的风力涡轮叶片和方法
CN209115251U (zh) 一种叶片、风轮及风力发电机

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination