CN117321303A - 降低噪音的风力涡轮机叶片 - Google Patents

Abstract

一种风力涡轮机叶片(10)包括压力侧(24)和吸力侧(26)、前边缘(18)和后边缘(20)。在后边缘(20)处或邻近于后边缘(20)定位在后边缘区域(142)中的叶片(10)的至少部分是限定暴露表面并且包括多个降低声音或吸收声音的声学共振器(58)的降低噪音部分，共振器(58)中的每个包括暴露表面中的开口(55)和具有在开口(55)和与开口(55)相对的腔体的底部(57)之间的长度L的腔体(56)。

Description

降低噪音的风力涡轮机叶片

技术领域

本发明涉及风力涡轮机叶片，其具有配置成降低叶片的后边缘处发出的噪音的降低声音或降低噪音的装置。

背景技术

风电由于其清洁和环境友好的能量生产而越来越受欢迎。现代风力涡轮机的转子叶片通过使用为最大化效率形成的复杂的叶片设计来捕获风动能。

对于风力涡轮机叶片设计的持续的考虑因素之一是当这样的风力涡轮机叶片旋转时产生的操作噪音，特别是对于陆上风力涡轮机安装来说。在风力涡轮机操作期间产生的噪音的大的部分是由于沿着翼型弦并且通过风力涡轮机叶片的后边缘在叶片表面之上发展的边界层中的湍流。在该处，由边界层中的相对高水平的湍动的动能形成的壁压力波动导致声波从后边缘散播，其产生宽带远场噪音。

随着现代风力涡轮机叶片制造成具有越来越长的叶片长度，叶片的较长的翼展引起由叶片经受的较高的相对风速。因此，这可以导致相对大水平的后边缘噪音，因为其强度以流速的大致五次方增长。因此，越来越期望降低噪音的装备和相关叶片设计，以能够允许末梢速度增加，这能够实现具有较大设计末梢速度比的较轻和较便宜的叶片和涡轮机设计。

为了这个目的，现代风力涡轮机叶片通常沿着叶片后边缘设置有锯齿部，以努力降低叶片后边缘噪音和/或改进风力涡轮机叶片效率，如可在EP1314885中看到的。锯齿部典型地通过在风力涡轮机叶片的后边缘处附接锯齿状板件来提供。虽然这种锯齿部的减轻噪音的特性是有利的，但存在若干缺点。通常，找到正确的锯齿部几何形状是在噪音减轻性能、结构和制造要求以及成本之间的权衡。

存在将板件附接到叶片的后边缘的若干方式。US 2011/0142635 A1描述一种叶片延伸板件，其设置有切开的安装部分以用于将延伸板件安装到叶片，使得叶片延伸部基本上与叶片的表面齐平。

此外，已经提出用于在后边缘区域处引导空气的多个表面上增加件以用于噪音减轻。

然而，仍然存在对提供降低噪音的装置或用于降低风力涡轮机叶片的后边缘噪音的装备的需要，因为由规定设定的噪音限制趋于变得更严格，并且对于风力涡轮机期望更多的应用空间，使得它们更接近住所。在这种情况下，当降低噪音操作中的功率削减是较不必要的或完全可以避免时，叶片噪音降低的价值转换成风力涡轮机的显著价值。通过性能更好的锯齿部实现的噪音优势可能因此允许制造商在结合先进降低噪音技术的锯齿部上花费更多，这将增加锯齿部材料成本，但由于年度能量生产(AEP)增加和改进的应用空间，仍然提高涡轮机价值。

发明内容

本发明的目的是提供改进噪音减轻的风力涡轮机叶片的后边缘处的装置。

本发明人已经发现以上的目的可以通过这样的风力涡轮机叶片实现：该风力涡轮机叶片具有成型的廓形并且包括压力侧和吸力侧、前边缘和后边缘、具有在前边缘和后边缘之间延伸的弦长的弦，叶片沿展向方向在根部端部和末梢端部之间延伸并且具有纵向轴线，其中在后边缘处或邻近于后边缘定位在后边缘中的叶片的至少部分区域是限定暴露表面并且包括多个降低声音或吸收声音的声学共振器的降低噪音部分，共振器中的每个包括暴露表面中的开口和具有在开口和与开口相对的腔体的底部壁的底部之间的长度的腔体，到腔体的开口具有限定开口横截面面积的开口横截面形状并且腔体具有限定腔体横截面面积的腔体横截面形状。

后边缘区域可以包括后边缘和后边缘的上游的局部弦长的1％、5％、10％、20％、30％、40％或50％。

共振器可以配置和定尺寸成使得由共振器发出的(一个或多个)声波与传入的声波异相大约180°。由此通过提供具有不同尺寸并且配置和调谐成减弱要减弱的声音的频率范围的不同共振器来降低从风力涡轮机叶片的不同部分发出的噪音(理想地是最显著地贡献于整体噪音水平的频率范围)是可能的。作为结果，在风力涡轮机的操作期间获得由风力涡轮机的叶片发出的声音的最佳降低是可能的。

共振器可以布置成靠近要由共振器减弱的发出声音的叶片的声音源区域。据信并且已经证实的是，当共振器的开口或共振器布置成靠近要由所讨论的一个或多个共振器减弱的发出噪音的源时，获得最佳噪音降低，因为能量的最显著部分可以从耦合的流体力学和声学场提取。

关于术语“靠近发出声音的叶片的噪音源区域”应被理解为“距发出噪音的声音源区域0-到40％之间的局部弦长，诸如局部弦长的0到30％、20％、10％、5％或1％”。

腔体的横截面面积可以与腔体开口的横截面面积基本上相同。

腔体的横截面面积可以比腔体开口的横截面面积大。

腔体的横截面面积可以比腔体开口的横截面面积小。

腔体的横截面面积在其整个长度上可以是基本上恒定的，或其可以变化，从而影响调谐的频率范围。

腔体的横截面形状可以与腔体开口的横截面形状基本上相同。

横截面形状在腔体的整个长度上可以基本上相同。

腔体可以具有长形的形状，腔体的长度比腔体的横向尺寸长。

腔体的长度对于目标频率范围来说也是重要的。通过组合不同长度的腔体、分别处理调谐的频率，可以拓宽整体噪音衰减的频率范围。

共振器的腔体在其底部和开口之间可以包括一个或多个横向分隔壁，(一个或多个)分隔壁将腔体划分成两个或更多个腔体部分，诸如接近于腔体开口的外腔体部分和接近于腔体底部的内腔体部分，并且每个横向分隔壁设置有至少一个划分壁开口。

(一个或多个)腔体开口可以居中或不居中地布置在分隔壁中。

(一个或多个)分隔壁可以包括多个互相间隔的腔体开口。

腔体部分(诸如外腔体部分和内腔体部分)的长度可以是相同或不同的。作为结果，共振器可以通过对腔体定尺寸并且因此对腔体部分定尺寸来减弱不同波长和频率的发出的声音。

腔体开口中的至少一些可以由流体可渗透层(诸如织物层、丝网或穿孔屏/面材)覆盖。

由此，共振器的阻抗和其频率响应可以被调谐并且声音吸收可以扩展到较大的频率范围之上。此外，可以避免颗粒和灰尘、昆虫或水(可渗透层上的疏水涂层)进入共振器并且降低它们减弱来自叶片的声音源的声音的能力。多孔层还可以用来向进出腔体振荡的流提供一定阻力，由此允许调谐其频率响应并且优化吸收。

多个共振器中的至少一个可以是四分之一波长共振器，诸如拥有具有恒定横向尺寸并且具有比长度小的横截面尺寸(诸如是腔体的长度的至多1/4、1/6、1/8或1/10)的腔体的共振器。

对于相比于声音的波长具有小的恒定的横向尺寸的四分之一波长共振器，波长λ理论上可以以大约4L计算，L是共振器腔体或腔室的长度，并且频率f理论上可以以大约声速/4L计算。在大约340m/s的声速的情况下，频率f可以以大约340m/s/4L计算，并且腔体的长度L可以以大约340m/s/4f计算。

从上文可以看出的是，需要相对长的腔体以用于减弱低频。因此，为了减弱425Hz的频率需要大约200mm的腔体长度L，并且为了减弱850Hz的频率需要大约100mm的腔体长度L，并且为了减弱1200Hz的频率需要大约70mm的腔体长度。

多个共振器中的至少一个可以包括具有至少70mm的长度的腔体。由此，具有低于1200Hz的频率的噪音可以被减弱。

典型地选择恒定的横截面面积的共振器的最小横截面尺寸w，使得感兴趣的调谐的频率处的共振器中的声学主要是一维的(大致w/L＜0.1)但不是那么小使得声学边界层显著贡献于净阻力(因此大致w/L＞0.01)。

原则上，共振器可以具有任何横截面形状。然而，共振器的横截面形状可以典型地是圆形、椭圆形、梯形、六边形或矩形。

多个共振器中的至少一个可以包括直的腔体，即具有在腔体开口和腔体底部之间延伸的直的共振器轴线。

至少一个共振器的共振器轴线可以相对于局部弦(诸如沿摆动方向或展向方向)倾斜。

然而，至少一个腔体的腔体也可以沿弦向方向或沿基本上平行于局部弦的方向向外伸展。

在叶片的某些区域中，共振器腔体的期望长度可通过沿局部弦或平行于局部弦延伸的直的共振器获得。然而，在叶片的其他区域中，共振器腔体的足够的长度可通过使直的共振器相对于局部弦、摆动方向或展向倾斜获得。

多个共振器中的至少一个可以是弯曲的，即包括具有腔体轴线的腔体，该腔体轴线是弯曲的以用于获得腔体的期望长度。

共振器可以具有蜿蜒的形状、波动的形状、U形状或螺旋形状，以获得足够的腔体的长度以用于减弱低频。

多个共振器中的至少一个可以是基本上螺旋形的，具有螺旋形的腔体。

多个共振器中的至少一个可以是U形的，具有U形的腔体，U形的腔体包括第一腔体部分和第二腔体部分以及第一腔体部分和第二腔体部分之间的通道。

共振器的腔体的底部壁可以形成与共振器连续地形成的第二共振器的第二腔体的第二底部，第二吸收声音或降低声音的共振器包括叶片的降低噪音的暴露表面中的第二开口。

第二共振器的第二腔体可以具有比腔体的长度更小或更大的长度或与其相同的长度。由此共振器和第二共振器可以减弱、降低或吸收不同频率的噪音。

借助于具有预定的不同长度的共振器的阵列，减弱给定频带内的噪音并且由此减弱叶片的后边缘处发出的任何噪音是可能的。

叶片的后边缘可以包括至少在叶片的末梢和根部之间的部分之上延伸的至少一个锯齿状部分，锯齿状部分包括多个锯齿部，多个锯齿部包括第一锯齿部和第二锯齿部，并且降低噪音部分定位在至少一个锯齿状部分中或包括至少一个锯齿状部分，共振器中的至少一些布置在第一锯齿部和/或第二锯齿部中。

通过在锯齿部中布置声学共振器获得的优点是，可以通过锯齿部获得的噪音降低进一步通过声学共振器降低。还有，共振器可以最接近具有锯齿部的叶片上的噪音源区域定位。具有锯齿部的最强的源典型地保留在后边缘位置处，分别在锯齿部齿的谷部中。此外，在共振器集成在锯齿部和/或2维弦延伸部中的情况下，它们可以作为增加件附接到现有的风力叶片而不侵入到结构中，保持这种增强方式的工作量和成本是低的。

第一锯齿部和第二锯齿部中的每个可以包括

基体，

定位在基体部分的下游的顶端，

在基体部分和顶端之间延伸的第一侧向锯齿部侧，

与第一侧向锯齿部侧相对布置并且在基体和顶端之间延伸的第二侧向锯齿部侧，

在基体、第一侧向锯齿部侧和第二侧向锯齿部侧之间延伸的锯齿部压力表面侧，以及

与锯齿部压力侧相对布置并且在基体、第一侧向锯齿部侧和第二侧向锯齿部侧之间延伸的锯齿部吸力侧。

锯齿部压力侧可以认为是叶片的压力侧的部分的继续并且形成叶片的压力侧的部分，并且锯齿部吸力侧可以认为是叶片的吸力侧的部分的继续并且形成叶片的吸力侧的部分。

在另一方面，锯齿部的侧，尤其是锯齿部压力侧和锯齿部吸力侧，也可以认为是在锯齿部的基体部分的上游延伸，这意味着共振器还可以布置在锯齿部的基体部分的上游的压力侧和吸力侧中。

第一锯齿部和第二锯齿部可以邻近于彼此布置，使得谷部区域在第一锯齿部的第一侧向锯齿部侧和第二锯齿部的第二侧向锯齿部侧之间形成，或反之亦然。

布置在第一锯齿部和第二锯齿部中的共振器中的至少一些可以布置在其第一侧向锯齿部侧和/或第二侧向锯齿部侧中。

布置在第一侧向锯齿部侧和/或第二侧向锯齿部侧中的共振器中的一些可以邻近于锯齿部的基体或在锯齿部的基体处布置，并且由此也布置在两个锯齿部之间的谷部中的最低点处或邻近于在两个锯齿部之间的谷部中的最低点。

布置在锯齿部的第一侧向锯齿部侧和/或第二侧向锯齿部侧中的共振器可以是基本上平行于局部弦延伸的线性共振器，或是沿局部弦的方向延伸的波动的共振器，诸如S形的共振器。然而，它们还可以是从侧向锯齿部侧中的一个朝向相对的侧向锯齿部侧延伸的波动的共振器，诸如S形的共振器。共振器还可以是螺旋形的。螺旋形的共振器可以具有基本上平行于局部弦或与局部弦重合的螺旋轴线。

布置在第一锯齿部和第二锯齿部中的共振器中的至少一些可以布置在锯齿部压力侧和/或锯齿部吸力侧中。

锯齿部可以具有圆化的横截面形状，诸如圆化的矩形形状、椭圆形或圆形横截面形状并且朝向顶端渐缩。

因此，锯齿部的形状可以是基本上锥形的。

叶片的后边缘可以包括至少在叶片的末梢和根部之间的部分之上延伸的直的部分，并且降低噪音部分可以定位在直的部分的上游。

降低噪音部分可以包括共振器的阵列。

共振器的阵列可以以行和列布置。叶片的降低噪音部分可以由集成在叶片中的预制造的部分形成。

将降低噪音部分作为单独的部分生产可能是有利的，因为它可以由通常不用于生产风力涡轮机叶片的制造过程来生产。因此，例如，降低噪音部分可以作为相对小的部分由注射模制过程来生产，或由具有继而封闭腔体并且通过热形成重新成形的挤出过程、或通过使用柔性模具或具有失去的芯部的模具的铸造过程、或通过3D打印来生产，并且数个所述的小的部分可以组装成期望尺寸并集成在叶片中。

预制造的部分可以在叶片的制造期间集成在叶片中。

可替代地，预制造的部分可以作为增加件或改造部分增加到现有的先前制造的叶片，并且由此在叶片的制造之后集成在叶片中。

附图说明

在下文中将参考附图更详细描述本发明的实施例。图示出实现本发明的一个方式并且不应解释为对落入所附权利要求集的范围内的其他可能的实施例的限制。

下面参考图中示出的实施例或示例详细解释本发明，其中

图1是示例性风力涡轮机的图解透视图，

图2是根据本发明的具有包括锯齿状部分的后边缘的示例性风力涡轮机叶片的图解透视图，锯齿状部分包含多个锯齿部、包含定位在锯齿状部分中的声学共振器的降低噪音部分，

图3是具有第一共振器布置结构的图2中的圈出区域III的放大图解图，

图3a是沿着图3中的线A-A的图解部分截面图，

图3b是沿着图3a中的线或平面B-B的图解截面图和分别沿着线CO-CO、C1-C1、C2-C2、C3-C3、C4-C4的横截面图，

图3c是分别沿着图3b中的线CO-CO、C1-C1、C2-C2、C3-C3、C4-C4的图解横截面图，

图3d是图示类似于图3中示出的锯齿部并且设置有具有螺旋形的腔体的螺旋形的共振器的锯齿部的示例的放大透视3D X光图，

图4是具有第二共振器布置结构的图2中圈出区域III的放大图解图，

图4a是沿着图4中的线A-A的图解部分截面图，

图4b是沿着图4中的线B-B的图解部分截面图，

图4c是沿着图4b中的线C-C的图解截面图，

图4d是沿着图4b中的线D-D的图解截面图，

图5是根据本发明的示例性风力涡轮机叶片的图解透视图，其具有包含直的部分的后边缘、包含邻近于后边缘或在后边缘处定位在后边缘部分中的声学共振器的降低噪音部分，

图5a是图5中的圈出区域Va的放大图解图，

图5b是如沿图5a中的箭头T的方向看的图解顶部视图，

图5c是如沿图5a中的箭头F的方向看的图解前视图，以及

图6公开非限制数量的声学共振器的非限制图解截面图，

图6a图示其中横截面面积和形状与腔体开口的横截面面积和形状基本上相同的共振器的示例，

图6b图示其中腔体的横截面面积大于腔体开口的横截面面积并且横截面面积在腔体的长度上恒定的共振器的示例，

图6c图示其中横截面面积大于腔体开口的横截面面积并且横截面面积在腔体的长度上增加的共振器的示例，

图6d图示具有波动的形状并且其中横截面面积和形状与腔体开口的横截面面积和形状基本上相同的共振器的示例，以及

图6e图示其中腔体设置有具有分隔壁开口的横向分隔壁的共振器的示例，

图6f图示具有U形的腔体的基本上U形的共振器的示例，U形的腔体具有形成与共振器连续地形成的第二共振器的第二腔体的底部的底部壁，

图6g图示基本上U形的共振器和与U形的共振器连续地形成的第二共振器和在U形的共振器和第二共振器之间形成的第三共振器的示例，

图6h图示基本上U形的共振器和与U形的共振器连续地形成的第二共振器的进一步的示例，

图7图示公开包括具有带有声学共振器的多个锯齿部的后边缘部分的降低噪音部分的图2中的圈出区域IV的放大图解图。

具体实施方式

图1图示根据所谓的“丹麦概念”的常规现代逆风风力涡轮机2，其具有塔架4、机舱6和具有基本上水平转子轴的转子。转子包括毂部8和从毂部8基本上径向地延伸的三个叶片10，每个叶片具有最接近毂部的叶片根部16和最远离毂部8的叶片末梢14。

图2示出示例性风力涡轮机叶片10的示意图。风力涡轮机叶片10具有常规风力涡轮机叶片的形状，其具有根部端部17和末梢端部15，如在沿着叶片的纵向轴线LA的纵向方向和横向于纵向方向的横向方向上看到的。叶片包括最靠近毂部的根部区域30、最远离毂部的成型或翼型区域34以及在根部区域30和翼型区域34之间的过渡区域32。另外，叶片10包括当叶片安装在毂部上时面向叶片10的旋转方向的前边缘18和面向前边缘18的相反方向的后边缘20和具有弦长C的局部弦28以及延伸通过垂直于叶片的纵向轴线LA的局部弦28的弦平面。此外，叶片10具有降低噪音部分41，其包括具有多个锯齿部43的锯齿状后边缘部分42、定位在降低噪音部分41中的声学共振器。

翼型区域34(也称为成型区域)具有关于生成升力的理想或几乎理想的叶片形状，而根部区域30由于结构考虑具有基本上圆形或椭圆形的横截面，这例如使得将叶片10安装到毂部较容易和较安全。根部区域30的直径(或弦)沿着整个根部区域30可以是恒定的。过渡区域32具有从根部区域30的圆形或椭圆形形状逐渐变化到翼型区域34的翼型轮廓的过渡轮廓。过渡区域32的弦长典型地随着距毂部的距离的增加而增加。翼型区域34具有翼型轮廓，翼型轮廓具有在叶片10的前边缘18和后边缘20之间延伸的弦28。弦的长度C随着距毂部的距离的增加而减小。叶片10的肩部40限定为其中叶片10具有其最大弦长C的位置。肩部40典型地提供在过渡区域32和翼型区域34之间的边界处。

应当注意，叶片的不同区段的弦通常不位于共同平面中，因为叶片可以扭曲和/或弯曲(即，预弯)，因此向弦平面提供对应地扭曲和/或弯曲的路径，这是最常见的情况以便补偿取决于距旋转轴线的半径的叶片的局部速度。

风力涡轮机叶片10可以典型地包括叶片壳体，叶片壳体包含典型地由纤维增强聚合物制成的两个叶片壳体部分或半壳体，第一叶片壳体部分和第二叶片壳体部分。风力涡轮机叶片10可以包括附加的壳体部分，诸如第三壳体部分和/或第四壳体部分。第一叶片壳体部分典型地是压力侧24或逆风叶片壳体部分。第二叶片壳体部分典型地是吸力侧26或顺风叶片壳体部分。第一叶片壳体部分和第二叶片壳体部分沿着沿叶片10的后边缘20和前边缘18的延伸的结合线或胶合接头用粘合剂(诸如胶合剂)紧固在一起。典型地，叶片壳体部分的根部端部具有半圆形或半卵形的外横截面形状。叶片壳体部分限定风力涡轮机叶片的空气动力学形状。

如图3、图3a、图3b和图3c中示出的，降低噪音部分41包括具有邻近于彼此布置的锯齿部43(例如四个锯齿部)的后边缘部分42，使得谷部区域44形成在多个锯齿部的第一邻近锯齿部和第二邻近锯齿部之间。锯齿状后边缘可以包括多于四个锯齿部，并且后边缘在其整个长度上可以是锯齿状的。在本示例中，叶片的降低噪音部分41由连同叶片的制造集成在叶片中的预制造的部分形成。叶片的预制造的降低噪音部分41或锯齿部43可以作为增加件部分增加到预制造的叶片46的后边缘45。然而，锯齿状后边缘或锯齿状后边缘部分也可以在叶片的制造期间与叶片一体地形成。在本示例中，降低噪音部分41或锯齿部43是作为增加件增加到先前制造的叶片46的预制造的部分，如图3a中看到的。

第一锯齿部和第二锯齿部43中的每个包括：基体部分47，定位在基体部分47的下游的顶端48，在基体部分47和顶端48之间延伸的第一侧向锯齿部侧49，与第一侧向锯齿部侧49相对布置并且在基体部分47和顶端48之间延伸的第二侧向锯齿部侧50，在基体部分47、第一侧向锯齿部侧49和第二侧向锯齿部侧50之间延伸的锯齿部压力侧51，和与锯齿部压力侧51相对布置并且在基体部分47、第一侧向锯齿部侧49和第二侧向锯齿部侧50之间延伸的锯齿部吸力侧52。

锯齿部压力侧51可以认为是叶片10的压力侧24的部分的继续并且形成叶片10的压力侧24的部分，并且锯齿部吸力侧52可以认为是叶片10的吸力侧26的部分的继续并且形成叶片10的吸力侧26的部分。

在另一方面，锯齿部压力侧51和锯齿部吸力侧52也可以认为在锯齿部43的基体部分47的上蝣延伸，因为基体部分47的上游的锯齿部吸力侧52在上游渐缩的吸力侧突起部分54中继续，并且基体部分47的上游的锯齿部压力侧51在上游渐缩的压力侧突起部分53中继续。共振器可以布置在锯齿部43的基体部分47的上游的压力侧和吸力侧中，如下面解释的和在图3a、3b和3c中示出的。

锯齿部43具有如从基体部分47朝向顶端48看到的渐缩的形状并且该形状可以是至少基本上锥形的。锯齿部43中的至少一个包括多个声学共振器58(每个具有暴露表面中的腔体开口55)和具有在开口55和与开口55相对的腔体56的底部57之间的长度L的腔体56。本示例中公开的共振器的开口定位在侧向锯齿部侧49、50中。然而，锯齿部开口还可以布置在锯齿部压力侧51和/或锯齿部吸力侧52中。在本示例中，声学共振器具有波动的形状、更具体地基本上S形，并其中底部57相对于开口展向间隔以便提供腔体的期望长度以用于降低低频。共振器还可以被认为是由居中布置的底部划分成两个腿部的基本上U形的腔体的腿部，并且腿部中的一个具有在第一侧向锯齿部侧49中的开口并且另一个腿部具有在第二侧向锯齿部侧50中的开口。

此外，基本上U形的腔体还可以具有不居中布置的底部并且由此提供不同长度的腿部。另外，基本上U形的腔体可以从第一侧向锯齿部侧和第二侧向锯齿部侧中的一个延伸到所述侧向锯齿部侧中的另一个，开口提供在所述侧中的一个中并且底部在所述侧向锯齿部侧中的另一个中。腔体的开口由空气可渗透层91(诸如织物层或丝网或穿孔屏)覆盖，如图3c示出的。

图3d公开图示类似于图3中示出的锯齿部并且具有如从基体部分47朝向顶端48看的渐缩的形状的锯齿部43的示例的透视X光图。示出的锯齿部43设置有五个共振器，共振器中的四个是具有螺旋形的腔体的螺旋形的，并且共振器中的一个是直的具有直的腔体。腔体中的每个从叶片的暴露的降低噪音表面中的开口55延伸到锯齿部43的基体部分47处的腔体56的底部57。螺旋形的腔体和直的腔体具有不同长度以便减弱不同声音频率。

图4是图2中的圈出区域III的放大图解图，其具有不同于图3、图3a、图3b、图3c和图3d的共振器布置结构的第二共振器布置结构。如图4、图4a、图4b、图4c和图4d中示出的，降低噪音部分41包括后边缘部分42，后边缘部分42具有邻近于彼此布置的四个锯齿部43，使得谷部区域44形成在多个锯齿部中的第一邻近锯齿部和第二邻近锯齿部之间。锯齿状后边缘可以包括多于四个锯齿部并且后边缘在其整个长度上可以是锯齿状的。在本示例中，叶片的降低噪音部分41由连同叶片的制造集成在叶片中的预制造的部分形成。叶片的预制造的降低噪音部分41可以作为增加件部分增加到预制造的叶片46的后边缘45。然而，锯齿状后边缘或锯齿状后边缘部分也可以在叶片的制造期间与叶片一体地形成。

第一锯齿部和第二锯齿部43中的每个包括：基体部分47、定位在基体部分47的下游的顶端48、在基体部分47和顶端48之间延伸的第一侧向锯齿部侧49，与第一侧向锯齿部侧49相对布置并且在基体部分47和顶端48之间延伸的第二侧向锯齿部侧50、在基体部分47、第一侧向锯齿部侧49和第二侧向锯齿部侧50之间延伸的锯齿部压力侧51，和与锯齿部压力侧51相对布置并且在第一侧向锯齿部侧49的基体部分47和第二侧向锯齿部侧50之间延伸的锯齿部吸力侧52。

锯齿部压力侧51可以认为是叶片10的压力侧24的部分的继续并且形成叶片10的压力侧24的部分，并且锯齿部吸力侧52可以认为是叶片10的吸力侧26的部分的继续并且形成叶片10的吸力侧26的部分。

在另一方面，锯齿部压力侧51和锯齿部吸力侧52也可以认为在锯齿部43的基体部分47的上游延伸，因为基体部分47的上游的锯齿部吸力侧52在上游吸力侧突起部分(诸如上游渐缩的吸力侧突起部分54)中继续，并且基体部分47的上游的锯齿部压力侧51在上游压力侧突起部分(诸如上游渐缩的压力侧突起部分53)中继续。共振器可以布置在锯齿部43的基体部分47的上游的压力侧和吸力侧中。

锯齿部43如从基体部分47朝向顶端48看到的具有渐缩的形状并且该形状可以是至少基本上锥形的。锯齿部43中的至少一个包括多个声学共振器58(每个具有暴露表面中的腔体开口55)和具有在开口55和与开口55相对的腔体56的底部57之间的长度L的腔体56。本示例中公开的共振器的开口定位在侧向锯齿部侧49、50中。然而，锯齿部开口还可以布置在锯齿部压力侧51和/或锯齿部吸力侧52中。在本示例中，声学共振器是具有开口55和具有相同横截面面积和形状的长形的腔体56的四分之一波长共振器。共振器属于图6a中示出的类型。两个开口55在至少一个锯齿部43的第一侧向侧和第二侧向侧49、50中的每个中互相间隔布置，如沿从锯齿部43的基体部分47朝向顶端48的方向看到的。虽然仅示出五个共振器58的开口，但第一侧向锯齿部侧和第二侧向锯齿部侧49、50中的每个可以包括若干共振器58并且由此包括若干开口55，如图4c和图4d中指示的。第五共振器58的开口55布置在锯齿部的顶端48中。每个共振器58的长形的腔体56基本上平行于局部弦或相对于局部弦倾斜延伸。共振器的腔体的长度是不同的以获得减弱由后边缘的邻近区域发出的噪音的合适的频带。

图7是图2中的圈出区域IV的放大图解图并且公开降低噪音部分71，降低噪音部分71包括具有四个锯齿部73、形成在邻近锯齿部之间的谷部区域74的后边缘部分72。在本示例中叶片的降低噪音部分71由配置成作为增加件部分附接到预制造的叶片76的后边缘的预制造的锯齿状后边缘板件形成。预制造的后边缘板件71包括配置成用于将后边缘板件71附接到叶片的后边缘处的预制造的叶片76的吸力侧和压力侧中的一个或所述侧两者的附接区段93。另外，当后边缘板件附接到预制造的叶片时，后边缘板件包括在附接区段93的下游延伸的锯齿部73。预制造的锯齿状后边缘板件还可以通过在两个叶片半部的粘合剂连接期间将板件的附接部分93布置在叶片的两个叶片半部之间来在叶片的制造期间增加到叶片。

锯齿部73中的每个包括：基体部分77，定位在基体部分77的下游的顶端48，在基体部分77和顶端78之间延伸的第一侧向锯齿部侧79，与第一侧向锯齿部侧79相对布置并且在基体部分77和顶端78之间延伸的第二侧向锯齿部侧80，在基体部分77、第一侧向锯齿部侧79和第二侧向锯齿部侧80之间延伸的锯齿部压力侧81，和与锯齿部压力侧81相对布置并且在基体部分77、第一侧向锯齿部侧79和第二侧向锯齿部侧80之间延伸的锯齿部锯齿部吸力侧82。

在示出的示例中，锯齿部76如从基体部分77朝向顶端78看到的具有锥形的形状并且横截面形状从在基体部分77处为扁平的变化到顶端处基本上是圆形或椭圆形的。然而，应当注意的是锯齿部的横截面形状还可以变化使得顶端处的横截面是扁平的，具有圆化的侧壁或具有任何期望横截面的椭圆形矩形。锯齿部73中的至少一个包括多个声学共振器58，每个具有暴露表面中的腔体开口55和具有在开口55和与开口55相对的腔体56的底部57之间的长度L的腔体56。共振器属于图6a到图6e中示出的类型或任何其他类型。共振器58的开口55布置在锯齿部压力侧、锯齿部吸力侧、第一侧向锯齿部侧和/或第二侧向锯齿部侧中。共振器还可以延伸到附接区段93中。

图5是根据本发明的示例性风力涡轮机叶片的图解透视图，除了后边缘不包括具有声学共振器的锯齿状部分降低噪音部分外，叶片与图2中示出的叶片一致。图5b和图5c分别是如沿图5a中的箭头T的方向看的顶部视图和如沿图5a中的箭头F的方向看的前视图。本示例性叶片具有包括直的部分、包括邻近于后边缘20或在后边缘20处定位在后边缘区域142中的声学共振器58的降低噪音部分141的后边缘。叶片的降低噪音部分141由连同叶片的制造集成在叶片中的预制造的部分形成。然而，直的后边缘部分还可以在叶片的制造期间与叶片一体地形成。

降低噪音部分141包括以行和列的阵列布置的多个声学共振器58。示出的共振器58是四分之一波长共振器，其具有吸力侧26中的开口55和相对于局部弦C展向倾斜以获得充分的长度以减弱低频的腔体56。共振器58的腔体56中的一些具有直线的形状并且属于图6a中示出的共振器类型，其他具有波动的形状以获得附加的长度，并且属于图6d中示出的共振器类型。腔体56在开口55和底部57之间具有不同长度以获得降低噪音部分141的频带以减弱由叶片的后边缘的邻近区域发出的噪音。

现在对公开声学共振器的非限制示例的图6a-h做出参考。图6a图示共振器的示例，其中腔体56的横截面面积和形状与腔体开口55的横截面面积和形状基本上相同。共振器是四分之一波长共振器，其中腔体开口55和底部57之间的长度L比腔体56的横向尺寸大。

图6b图示共振器的示例，其中腔体56的横截面面积比腔体开口55的横截面面积大，并且腔体56的横截面面积在开口55和底部57之间在腔体的长度上是恒定的。长度L比腔体56的横向尺寸长。

图6c图示共振器的示例，其中腔体56的横截面面积比腔体开口55的横截面面积大，并且腔体56的横截面面积在开口55和底部57之间在腔体的长度L上增加。腔体的长度56比其横向尺寸长。

图6d图示共振器的示例，该共振器具有波动的形状并且其中腔体56的横截面面积和形状与腔体开口55的横截面面积是基本上相同。腔体在开口55和底部57之间的长度L比腔体的横向尺寸长。

图6e公开具有腔体的共振器，腔体在腔体的底部57和开口55之间包括横向分隔壁59，分隔壁59将腔体划分成接近于腔体开口55的外腔体部分61和接近于腔体底部57的内腔体部分62并且设置有至少一个分隔壁开口60。腔体开口的横向尺寸比外腔体部分61的横向尺寸小，并且分隔壁开口60的横向尺寸比内腔体部分的横向尺寸小。外腔体具有长度L1并且内腔体具有长度L2。作为结果，共振器因此可以通过对腔体和腔体部分定尺寸来减弱不同波长和频率的发出的声音。应当注意的是共振器可以设置有多个入口开口并且分隔壁也可以设置有多个分隔壁开口。此外，应当注意的是，共振器的腔体在入口开口和底部之间可以设置有多于一个横向分隔壁。

图6f图示具有U形的腔体56的基本上U形的共振器58的示例，U形的腔体56具有第一腔体部分56B以及第一腔体部分和第二腔体部分之间的下通道65。共振器58包括叶片的暴露表面中的开口55和底部壁63的相对底部57。共振器的腔体的底部壁63形成与共振器58连续地形成的第二共振器66的第二底部64。第二共振器包括具有叶片的暴露表面中的第二开口68的第二腔体67。U形的腔体56具有比第二共振器66的第二腔体67的长度L2长的长度L1。

图6g公开类似于图6f中示出的声学共振器布置结构的声学共振器布置结构。然而，图6g的共振器布置结构与图6h中示出的共振器58的不同之处在于，第一腔体部分和第二腔体部分56A、56B互相间隔并且具有第三腔体70的第三共振器69布置在共振器58的第一腔体部分和第二腔体部分56A、56B之间。第三共振器69。第三共振器69包括由第二底部壁95形成的第三底部94和叶片的暴露表面中的第三开口96。

图6h公开类似于图6f的共振器布置结构的共振器布置结构。然而，图6h中示出的共振器布置结构与图6f中示出的共振器布置结构的不同之处在于，U形的共振器的形状相比于图6中示出的形状具有不同形状，其中共振器的第二腔体部分56B相对于共振器的第一腔体部分56A成角度并且腔体的底部壁63形成第二共振器66的第二底部64使第二腔体67从共振器58的第一腔体部分56A间隔。第二腔体67设置有叶片的暴露表面中的第二开口68。

下文的条款中阐述本公开的示例性实施例：

1.一种风力涡轮机叶片，其具有成型的廓形并且包括压力侧和吸力侧、前边缘和后边缘、具有在所述前边缘和所述后边缘之间延伸的弦长的弦，所述叶片沿展向方向在根部端部和末梢端部之间延伸并且具有纵向轴线，

其中在所述后边缘处或邻近于所述后边缘定位在后边缘区域中的所述叶片的至少部分是限定暴露表面并且包括多个降低声音或吸收声音的声学共振器的降低噪音部分，所述共振器中的每个包括所述暴露表面中的开口和腔体，所述腔体具有在所述开口和与所述开口相对的所述腔体的底部壁的底部之间的长度，到所述腔体的所述开口具有限定开口横截面面积的开口横截面形状并且所述腔体具有限定腔体横截面面积的腔体横截面形状。

2.根据条款1所述的风力涡轮机叶片，其中所述腔体的所述横截面面积在其整个长度上是基本上恒定的。

3.根据前述条款中任一项所述的风力涡轮机叶片，其中所述腔体具有长形的形状，所述腔体的所述长度比所述腔体的横向尺寸长。

4.根据前述条款中任一项所述的风力涡轮机叶片，其中所述腔体在其所述底部和所述开口之间包括一个或多个横向分隔壁，(一个或多个)所述分隔壁将所述腔体划分成两个或更多个腔体部分，诸如接近于所述腔体开口的外腔体部分和接近于所述腔体底部的内腔体部分，并且每个分隔壁设置有至少一个划分壁开口。

5.根据前述条款中任一项所述的风力涡轮机叶片，其中所述腔体开口中的至少一些由诸如织物层或丝网或穿孔屏的空气可渗透层覆盖。

6.根据前述条款中任一项所述的风力涡轮机叶片，其中所述多个共振器中的至少一个是四分之一波长共振器，诸如，拥有具有恒定的横截面尺寸、并且具有比所述长度的横截面尺寸小、诸如是所述腔体的所述长度的至多1/4、1/6、1/8或1/10的腔体的共振器。

7.根据前述条款中任一项所述的风力涡轮机叶片，其中所述多个共振器中的至少一个共振器，诸如具有基本上直的腔体的共振器，相对于局部弦倾斜，诸如沿展向方向倾斜。

8.根据前述条款中任一项所述的风力涡轮机叶片，其中所述多个共振器中的至少一个是弯曲的，即包括具有腔体轴线的腔体，所述腔体轴线是弯曲的以用于获得所述腔体的期望长度。

9.根据条款8所述的风力涡轮机叶片，其中所述多个共振器中的至少一个是基本上螺旋形的，具有螺旋形的腔体。

10.根据条款8所述的风力涡轮机叶片，其中所述多个共振器中的至少一个是U形的，其具有包括第一腔体部分和第二腔体部分以及所述第一腔体部分和所述第二腔体部分之间的通道的U形的腔体。

11.根据前述条款中任一项所述的风力涡轮机叶片，其中所述共振器的所述腔体的所述底部壁形成与所述共振器连续地形成的第二共振器的第二腔体的第二底部，第二吸收声音或降低声音的共振器包括所述叶片的所述降低噪音的暴露表面中的第二开口。

12.根据前述条款中任一项所述的风力涡轮机叶片，其中所述后边缘包括至少在所述叶片的所述末梢和所述根部之间的部分之上延伸的至少一个锯齿状部分，所述锯齿状部分包括多个锯齿部，所述多个锯齿部包括第一锯齿部和第二锯齿部，并且所述降低噪音部分定位在至少一个锯齿状部分中或包括至少一个锯齿状部分，所述共振器中的至少一些布置在所述第一锯齿部和/或所述第二锯齿部中。

13.根据条款12所述的风力涡轮机叶片，其中所述第一锯齿部和所述第二锯齿部中的每个包括：

基体部分，

定位在所述基体部分的下游的顶端，

在基体部分和所述顶端之间延伸的第一侧向锯齿部侧，

与所述第一侧向锯齿部侧相对布置并且在所述基体部分和所述顶端之间延伸的第二侧向锯齿部侧，

在所述基体部分、所述第一侧向锯齿部侧和所述第二侧向锯齿部侧之间延伸的锯齿部压力表面侧，以及

与所述锯齿部压力侧相对布置并且在所述基体部分、所述第一侧向锯齿部侧和所述第二侧向锯齿部侧之间延伸的锯齿部吸力侧。

14.根据条款12或13所述的风力涡轮机叶片，其中布置在所述第一锯齿部和/或所述第二锯齿部中的所述共振器中的至少一些布置在所述第一侧向锯齿部侧和/或所述第二侧向锯齿部侧中。

15.根据前述条款12-14中任一项所述的风力涡轮机叶片，其中布置在所述第一锯齿部和/或所述第二锯齿部中的所述共振器中的至少一些布置在所述锯齿部压力侧和/或所述锯齿部吸力侧中。

16.根据前述条款中任一项所述的风力涡轮机叶片，其中所述后边缘包括至少在所述叶片的所述末梢和所述根部之间的部分之上延伸的直的部分，并且所述降低噪音部分定位在所述直的部分的上游。

17.根据前述条款中任一项所述的风力涡轮机叶片，其中所述叶片的所述降低噪音部分由集成在所述叶片中的预制造的部分形成。

18.根据条款17所述的风力涡轮机叶片，其中所述预制造的部分作为增加件或改造部分增加到现有的先前制造的叶片并且由此在所述叶片的制造之后集成在所述叶片中或叶片上。

19.根据前述条款中任一项所述的风力涡轮机叶片，其中所述腔体的所述横截面形状基本上与所述腔体开口的横截面形状相同。

参考标记列表

2 风力涡轮机

4 塔架

6 机舱

8 毂部

10 叶片

14 叶片末梢

15 末梢端部

16 叶片根部

17 根部端部

18 前叶片边缘

20 后叶片边缘

24 压力侧

26 吸力侧

28 局部弦

30 根部区域

32 过渡区域

34 翼型区域

40 肩部

41、71 降低噪音部分

42、72 后边缘部分

43、73 锯齿部

44、74 谷部区域

45 预制造的叶片的后边缘

46、76 预制造的叶片

47、77 基体部分

48、78 顶端

49、79 第一侧向锯齿部侧

50、80 第二侧向锯齿部侧

51、81 锯齿部压力侧

52、82 锯齿部吸力侧

53 压力侧突起

54 吸力侧突起

55 开口

56 腔体

56A 第一腔体部分

56B 第二腔体部分

57 底部

58 声学共振器

59 分隔壁

60 分隔壁开口

61 外腔体部分

62 内腔体部分

63 底部壁

64 第二底部

65 通道

66 第二共振器

67 第二腔体

68 第二开口

69 第三共振器

70 第三腔体

91 可渗透层

93 附接区段

94 第三底部

95 第二底部壁

96 第三开口

141 降低噪音部分

142 后边缘区域

L 腔体的长度

L1 外腔体部分的长度

L2 内腔体部分的长度

LA 纵向轴线

Claims (17)

1.一种风力涡轮机叶片，其具有成型的廓形并且包括压力侧和吸力侧、前边缘和后边缘、具有在所述前边缘和所述后边缘之间延伸的弦长的弦，所述叶片沿展向方向在根部端部和末梢端部之间延伸并且具有纵向轴线，

其中在所述后边缘处或邻近于所述后边缘定位在后边缘区域中的所述叶片的至少部分是限定暴露表面并且包括多个降低声音或吸收声音的声学共振器的降低噪音部分，所述共振器中的每个包括所述暴露表面中的开口以及腔体，所述腔体具有在所述开口和与所述开口相对的所述腔体的底部壁的底部之间的长度，到所述腔体的所述开口具有限定开口横截面面积的开口横截面形状并且所述腔体具有限定腔体横截面面积的腔体横截面形状，

其中所述多个共振器中的至少一个共振器的所述腔体，诸如具有基本上直的腔体的共振器，相对于局部弦沿展向方向倾斜，和/或

其中所述多个共振器中的至少一个是弯曲的，即包括具有腔体轴线的腔体，所述腔体轴线是弯曲的以用于获得所述腔体的期望长度。

2.根据权利要求1所述的风力涡轮机叶片，其中所述腔体的所述横截面面积在其整个长度上是基本上恒定的。

3.根据前述权利要求中任一项所述的风力涡轮机叶片，其中所述腔体具有长形的形状，所述腔体的所述长度比所述腔体的横向尺寸长。

4.根据前述权利要求中任一项所述的风力涡轮机叶片，其中所述腔体在其所述底部和所述开口之间包括一个或多个横向分隔壁，(一个或多个)所述分隔壁将所述腔体划分成两个或更多个腔体部分，诸如接近于所述腔体开口的外腔体部分和接近于所述腔体底部的内腔体部分，并且每个分隔壁设置有至少一个划分壁开口。

5.根据前述权利要求中任一项所述的风力涡轮机叶片，其中所述腔体开口中的至少一些由诸如织物层或丝网或穿孔屏的空气可渗透层覆盖。

6.根据前述权利要求中任一项所述的风力涡轮机叶片，其中所述多个共振器中的至少一个是四分之一波长共振器，诸如，拥有具有恒定的横截面尺寸、并且具有比所述长度小、诸如是所述腔体的所述长度的至多1/4、1/6、1/8或1/10的横截面尺寸的腔体的共振器。

7.根据前述权利要求中任一项所述的风力涡轮机叶片，其中所述多个共振器中的至少一个是基本上螺旋形的，具有螺旋形的腔体。

8.根据前述权利要求中任一项所述的风力涡轮机叶片，其中所述多个共振器中的至少一个是U形的，其具有包括第一腔体部分和第二腔体部分以及所述第一腔体部分和所述第二腔体部分之间的通道的U形的腔体。

9.根据前述权利要求中任一项所述的风力涡轮机叶片，其中所述共振器的所述腔体的所述底部壁形成与所述共振器连续地形成的第二共振器的第二腔体的第二底部，第二吸收声音或降低声音的共振器包括所述叶片的所述降低噪音的暴露表面中的第二开口。

10.根据前述权利要求中任一项所述的风力涡轮机叶片，其中所述后边缘包括至少在所述叶片的所述末梢和所述根部之间的部分之上延伸的至少一个锯齿状部分，所述锯齿状部分包括多个锯齿部，所述多个锯齿部包括第一锯齿部和第二锯齿部，并且所述降低噪音部分定位在至少一个锯齿状部分中或包括至少一个锯齿状部分，所述共振器中的至少一些布置在所述第一锯齿部和/或所述第二锯齿部中。

11.根据权利要求10所述的风力涡轮机叶片，其中所述第一锯齿部和所述第二锯齿部中的每个包括：

基体部分，

定位在所述基体部分的下游的顶端，

在基体部分和所述顶端之间延伸的第一侧向锯齿部侧，

与所述第一侧向锯齿部侧相对布置并且在所述基体部分和所述顶端之间延伸的第二侧向锯齿部侧，

在所述基体部分、所述第一侧向锯齿部侧和所述第二侧向锯齿部侧之间延伸的锯齿部压力表面侧，以及

与所述锯齿部压力侧相对布置并且在所述基体部分、所述第一侧向锯齿部侧和所述第二侧向锯齿部侧之间延伸的锯齿部吸力侧。

12.根据权利要求10或11所述的风力涡轮机叶片，其中布置在所述第一锯齿部和/或所述第二锯齿部中的所述共振器中的至少一些布置在所述第一侧向锯齿部侧和/或所述第二侧向锯齿部侧中。

13.根据前述权利要求10-12中任一项所述的风力涡轮机叶片，其中布置在所述第一锯齿部和/或所述第二锯齿部中的所述共振器中的至少一些布置在所述锯齿部压力侧和/或所述锯齿部吸力侧中。

14.根据前述权利要求中任一项所述的风力涡轮机叶片，其中所述后边缘包括至少在所述叶片的所述末梢和所述根部之间的部分之上延伸的直的部分，并且所述降低噪音部分定位在所述直的部分的上游。

15.根据前述权利要求中任一项所述的风力涡轮机叶片，其中所述叶片的所述降低噪音部分由集成在所述叶片中的预制造的部分形成。

16.根据权利要求15所述的风力涡轮机叶片，其中所述预制造的部分作为增加件或改造部分增加到现有的先前制造的叶片，并且由此在所述叶片的制造之后集成在所述叶片中或叶片上。

17.根据前述权利要求中任一项所述的风力涡轮机叶片，其中所述腔体的所述横截面形状基本上与所述腔体开口的横截面形状相同。