專利名稱：用于風(fēng)力渦輪機中的轉(zhuǎn)子葉片的降噪裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明總體涉及風(fēng)力渦輪機轉(zhuǎn)子葉片，并且更具體地涉及構(gòu)造在轉(zhuǎn)子葉片上的降
噪裝置。
背景技術(shù)：
·風(fēng)能被認(rèn)為是目前可獲得的最清潔、最具環(huán)境友善性的能源之一，并且風(fēng)力渦輪機在這方面已獲得越來越多的關(guān)注?，F(xiàn)代的風(fēng)力渦輪機典型地包括塔架、發(fā)電機、齒輪箱、機艙以及一個或多個轉(zhuǎn)子葉片。轉(zhuǎn)子葉片利用已知的翼型原理捕獲風(fēng)的動能。轉(zhuǎn)子葉片對呈旋轉(zhuǎn)能量形式的動能進行傳遞，從而轉(zhuǎn)動將轉(zhuǎn)子葉片聯(lián)接至齒輪箱的軸或者將轉(zhuǎn)子葉片直接聯(lián)接至發(fā)電機(如果未使用齒輪箱的話)的軸。發(fā)電機接著將機械能轉(zhuǎn)化為可以配置于公用電網(wǎng)的電能。由于轉(zhuǎn)子葉片和風(fēng)力渦輪機總體而言變得能夠捕獲越來越多的動能，因此與風(fēng)力渦輪機的運行相關(guān)聯(lián)的聲學(xué)噪聲可能同樣增加。因此，在許多情況下，已知的風(fēng)力渦輪機和轉(zhuǎn)子葉片可能要求折衷所捕獲的動能的量，以便防止過量的相關(guān)噪聲。在許多情況下，降噪裝置附連至風(fēng)力渦輪機的轉(zhuǎn)子葉片，以降低噪聲并且提高與轉(zhuǎn)子葉片相關(guān)聯(lián)的效率。這些部件可以經(jīng)常附連于鄰近轉(zhuǎn)子葉片的后緣。但是，典型的現(xiàn)有技術(shù)降噪裝置具有各種缺點，并且可能不會充分地降低與典型的轉(zhuǎn)子葉片相關(guān)聯(lián)的噪聲。例如，許多轉(zhuǎn)子葉片和相關(guān)聯(lián)的降噪裝置是針對最大升力和僅僅一個操作點處的相關(guān)噪聲設(shè)計的。轉(zhuǎn)子葉片和現(xiàn)有技術(shù)降噪裝置的組合可以充分地降低該操作點處的噪聲，但是其在降低或保持相關(guān)噪聲的同時不能被準(zhǔn)確地調(diào)節(jié)至多個操作點和/或擴展范圍。因此，一種用于轉(zhuǎn)子葉片的改進的降噪裝置將是合乎期望的。例如，具有改進的降噪特征的降噪裝置將是有利的。具體而言，具有對流過降噪裝置的風(fēng)的響應(yīng)而改進的降噪特征的降噪裝置將是期望的。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的各個方面以及優(yōu)點將會在下文的描述中進行部分闡述，或者其通過描述而可以顯而易見，或者其可以通過實施本發(fā)明而知悉。在一個實施例中，公開一種用于風(fēng)力渦輪機的轉(zhuǎn)子葉片組件。轉(zhuǎn)子葉片具有限定壓力側(cè)、吸力側(cè)、前緣和后緣的表面，并且其在尖端與根部之間延伸。該轉(zhuǎn)子葉片組件進一步包括構(gòu)造在轉(zhuǎn)子葉片的表面上的降噪裝置，該降噪裝置包括多個降噪特征。多個降噪特征中的每一個都包括第一表面和第二表面。第一表面包括第一部分和第二部分，第一部分安裝于壓力側(cè)或吸力側(cè)中的一個，并且第二部分構(gòu)造成與流過壓力側(cè)或吸力側(cè)中的另一個的風(fēng)相互作用。第二表面使壓力側(cè)或吸力側(cè)中的所述一個的空氣動力學(xué)輪廓中斷。進一步的，所述多個第二表面中的每一個都限定寬度和長度，并且其中所述寬度在風(fēng)流過所述長度的一部分的方向上逐漸變細(xì)。進一步的，所述多個第二表面中的每一個都限定高度和長度，并且其中所述高度在風(fēng)流過所述長度的一部分的方向上逐漸變細(xì)。進一步的，所述第二表面具有大體曲線的橫截面外形。進一步的，所述第一部分安裝于所述吸力側(cè)，所述第二部分構(gòu)造成與流過所述壓力側(cè)的風(fēng)相互作用，并且所述第二表面使所述吸力側(cè)的所述空氣動力學(xué)輪廓中斷。進一步的，所述多個降噪特征包括具有第一展弦比的第一降噪特征和具有第二展弦比的第二降噪特征。進一步的，所述降噪裝置還包括基板，所述基板將所述多個第一部分中的每一個都安裝于所述壓力側(cè)或所述吸力側(cè)中的所述一個。進一步的，所述第一部分安裝在所述轉(zhuǎn)子葉片的外側(cè)區(qū)域內(nèi)。進一步的，所述降噪裝置構(gòu)造成鄰近所述轉(zhuǎn)子葉片的所述后緣。 進一步的，所述降噪裝置還包括第一層和第二層，所述第一層包括所述多個降噪特征中的每一個的安裝部分和第二表面，并且所述第二層包括所述第二部分。進一步的，所述第一層由吸聲材料形成，并且其中所述第二層是比所述第一層更硬或者比所述第一層更強中的至少一種。進一步的，所述第一層具有處于大約0. 6至大約I. 0之間的范圍內(nèi)的吸收系數(shù)。進一步的，所述第二層是聲學(xué)無孔的。在另一個實施例中，公開一種風(fēng)力渦輪機。其包括多個轉(zhuǎn)子葉片，所述多個轉(zhuǎn)子葉片中的每一個都具有限定壓力側(cè)、吸力側(cè)、前緣和后緣的表面，并且在尖端與根部之間延伸；以及降噪裝置，所述降噪裝置構(gòu)造在所述多個轉(zhuǎn)子葉片中的至少一個的表面上，所述降噪裝置包括多個降噪特征，所述多個降噪特征中的每一個都包括第一表面，所述第一表面包括第一部分和第二部分，所述第一部分安裝于所述壓力側(cè)或所述吸力側(cè)中的一個，并且所述第二部分構(gòu)造成與流過所述壓力側(cè)或所述吸力側(cè)中的另一個的風(fēng)相互作用；以及第二表面，所述第二表面使所述壓力側(cè)或所述吸力側(cè)中的所述一個的空氣動力學(xué)輪廓中斷。進一步的，所述多個降噪特征包括具有第一展弦比的第一降噪特征和具有第二展弦比的第二降噪特征。進一步的，所述降噪裝置還包括基板，所述基板將所述多個第一部分中的每一個安裝于所述壓力側(cè)或所述吸力側(cè)中的所述一個。進一步的，所述第一部分安裝在所述轉(zhuǎn)子葉片的外側(cè)區(qū)域內(nèi)。進一步的，所述降噪裝置構(gòu)造成鄰近所述轉(zhuǎn)子葉片的所述后緣。進一步的，所述降噪裝置還包括第一層和第二層，所述第一層包括所述多個降噪特征中的每一個的安裝部分和第二表面，并且所述第二層包括所述第二部分。在另一個實施例中，公開一種用于降低風(fēng)力渦輪機轉(zhuǎn)子葉片的噪聲的方法。該方法包括將降噪裝置安裝在轉(zhuǎn)子葉片上以及使風(fēng)力渦輪機上的轉(zhuǎn)子葉片旋轉(zhuǎn)。該降噪裝置包括多個降噪特征。多個降噪特征中的每一個都包括第一表面和第二表面。第一表面包括第一部分和第二部分，第一部分安裝于壓力側(cè)或吸力側(cè)中的一個，并且第二部分構(gòu)造成與流過壓力側(cè)或吸力側(cè)中的另一個的風(fēng)相互作用。第二表面使壓力側(cè)或吸力側(cè)中的所述一個的空氣動力學(xué)輪廓中斷。以及使所述風(fēng)力渦輪機上的所述轉(zhuǎn)子葉片旋轉(zhuǎn)。參照下文的描述以及所附權(quán)利要求，本發(fā)明的這些和其它的特征、方面以及優(yōu)點將得到更好的理解。結(jié)合在本說明書中并且構(gòu)成本說明書的一部分的附圖示出本發(fā)明的實施例，并且與描述一起用于對本發(fā)明的原理進行解釋。


參照附圖，說明書中闡述包括面向本領(lǐng)域普通技術(shù)人員的含最佳模式的本發(fā)明的完整和可實現(xiàn)的公開，其中圖I是根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的風(fēng)力渦輪機的透視圖；圖2是根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的轉(zhuǎn)子葉片組件的俯視圖；圖3是根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的轉(zhuǎn)子葉片組件沿圖2的線3-3的橫截面圖；圖4是根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的降噪裝置的俯視圖；
圖5是圖4的降噪裝置的后視圖；圖6是根據(jù)本發(fā)明的另一個實施例的降噪裝置的俯視圖；圖7是圖6的降噪裝置的后視圖；以及圖8是根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的降噪裝置的側(cè)視圖。附圖標(biāo)記列表10風(fēng)力渦輪機
12塔架
14機艙
16轉(zhuǎn)子葉片
18轉(zhuǎn)子轂
22壓力側(cè)
24吸力側(cè)
26前緣
28后緣
32葉片尖端
34葉片根部
42翼弦
44翼展
52內(nèi)側(cè)區(qū)域
54外側(cè)區(qū)域
100轉(zhuǎn)子葉片組件
110降噪裝置
112降噪特征
114基板
120第一表面
122第二表面
124第一部分
126第二部分
130寬度
132高度
134長度
142第一降噪特征
144第二降噪特征
152第一層
154第二層
具體實施例方式現(xiàn)在將詳細(xì)地參照本發(fā)明的實施例，其中的一個或多個示例示于附圖中。每個示例都以對發(fā)明進行解釋的方式給出，并不對本發(fā)明構(gòu)成限制。實際上，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員而言顯而易見的是，能夠在不偏離本發(fā)明的范圍或者精神的前提下對本發(fā)明進行各種改型和變型。例如，作為一個實施例的一部分示出或者進行描述的特征能夠用于另一個實施例，從而產(chǎn)生又一個實施例。因此，本發(fā)明旨在覆蓋落入所附權(quán)利要求及其等同物的范圍內(nèi)的這些改型以及變型。圖I示出傳統(tǒng)構(gòu)造的風(fēng)力渦輪機10。風(fēng)力渦輪機10包括塔架12，塔架12上安裝有機艙14。多個轉(zhuǎn)子葉片16安裝于轉(zhuǎn)子轂18，轉(zhuǎn)子轂18接著連接于主法蘭，主法蘭使主轉(zhuǎn)子軸轉(zhuǎn)動。風(fēng)力渦輪機發(fā)電部件以及控制部件容納在機艙14內(nèi)。圖I的視圖僅用作說明目的，從而將本發(fā)明置于示例性的使用領(lǐng)域。應(yīng)當(dāng)理解，本發(fā)明并不限于任何特定類型的風(fēng)力渦輪機構(gòu)造。 參照圖2，根據(jù)本發(fā)明的轉(zhuǎn)子葉片16可以包括外部表面并且可以自葉片尖端32延伸至葉片根部34，該外部表面限定在前緣26與后緣28之間延伸的壓力側(cè)22和吸力側(cè)24 (見圖3至圖5以及圖7)。如本領(lǐng)域內(nèi)眾所周知的，該外部表面可以是具有大體空氣動力學(xué)輪廓的大體空氣動力學(xué)表面。在一些實施例中，轉(zhuǎn)子葉片16可以包括自葉片尖端32至葉片根部34以端靠端順序?qū)?zhǔn)的多個單獨葉片段。單獨葉片段中的每一個都可以獨特地構(gòu)造，使得多個葉片段限定具有經(jīng)過設(shè)計的空氣動力學(xué)外形、長度以及其它期望特性的完整的轉(zhuǎn)子葉片16。例如，葉片段中的每一個具有的空氣動力學(xué)外形都可以對應(yīng)于相鄰葉片段的空氣動力學(xué)外形。因此，葉片段的空氣動力學(xué)外形可以形成轉(zhuǎn)子葉片16的連續(xù)空氣動力學(xué)外形。備選地，轉(zhuǎn)子葉片16可以形成為具有經(jīng)過設(shè)計的空氣動力學(xué)外形、長度以及其它期望特性的單一的整體葉片。在示例性實施例中，轉(zhuǎn)子葉片16可以是彎曲的。轉(zhuǎn)子葉片16的彎曲可能需要在大體揮舞(flapwise)方向上和/或在大體擺振(edgewise)方向上對轉(zhuǎn)子葉片16進行彎曲。揮舞方向可以大體解釋為氣動升力作用在轉(zhuǎn)子葉片16上的方向(或者相反方向)。擺振方向大體垂直于揮舞方向。轉(zhuǎn)子葉片16的揮舞彎曲也稱作預(yù)彎曲，而擺振彎曲也稱作掃掠(sweep)。因此，彎曲的轉(zhuǎn)子葉片16可以是預(yù)彎曲的和/或掃掠的。彎曲可以使得轉(zhuǎn)子葉片16能夠在風(fēng)力渦輪機10的運行過程中更好地承受揮舞方向和擺振方向的負(fù)載，并且還可以在風(fēng)力渦輪機10的運行過程中提供轉(zhuǎn)子葉片16相對于塔架12的間隙。轉(zhuǎn)子葉片16可以進一步限定翼弦42和翼展44。如圖2和圖4所示，翼弦42可以在轉(zhuǎn)子葉片16的翼展44的各處發(fā)生變化。因此，可以沿翼展44在轉(zhuǎn)子葉片16上的任何點處為轉(zhuǎn)子葉片16限定局部翼弦。此外，轉(zhuǎn)子葉片16可以限定內(nèi)側(cè)區(qū)域52和外側(cè)區(qū)域54。內(nèi)側(cè)區(qū)域52可以是轉(zhuǎn)子葉片16的從根部34延伸的展向(span-wise)部分。例如,在一些實施例中，內(nèi)側(cè)區(qū)域52可以包括翼展44的從根部34起的大約33 %、40 %、50 %、60 %、67 %、或任何百分比或者其間的百分比范圍、或者任何其它合適的百分比或百分比范圍。外側(cè)區(qū)域54可以是轉(zhuǎn)子葉片16的從尖端32延伸的展向部分，并且在一些實施例中可以包括轉(zhuǎn)子葉片16的在內(nèi)側(cè)區(qū)域52與尖端32之間的剩余部分。除此之外或備選地，在一些實施例中，外側(cè)區(qū)域54可以包括翼展44的從尖端32起的大約33%、40%、50%、60%、67%、或任何百分比或者其間的百分比范圍、或者任何其它合適的百分比或百分比范圍。如圖2至圖8所示，本發(fā)明可以進一步涉及轉(zhuǎn)子葉片組件100。轉(zhuǎn)子葉片組件100可以包括降噪裝置110和轉(zhuǎn)子葉片16?？傮w而言，降噪裝置110可以構(gòu)造在轉(zhuǎn)子葉片16的表面上，并且可以降低在風(fēng)力渦輪機10的運行過程中由轉(zhuǎn)子葉片16發(fā)出的氣動噪聲并且/或者可以提高轉(zhuǎn)子葉片16的效率。在本發(fā)明的示例性實施例中，降噪裝置110可以構(gòu)造在轉(zhuǎn)子葉片16的表面上并鄰近轉(zhuǎn)子葉片16的后緣28。備選地，降噪裝置110可以構(gòu)造在轉(zhuǎn)子葉片16的表面上，并鄰近轉(zhuǎn)子葉片16的前緣26、或者鄰近轉(zhuǎn)子葉片16的尖端32或根部34、或者處于轉(zhuǎn)子葉片16上的任何其它合適位置處。如圖2所示，在示例性實施例中，降噪裝置110可以構(gòu)造在轉(zhuǎn)子葉片16的壓力側(cè)22上，例如安裝于轉(zhuǎn)子葉片16的壓力側(cè)22。在備選實施例中，降噪裝置110可以構(gòu)造在吸 力側(cè)24上,例如安裝于吸力側(cè)24。如圖2以及圖4至圖7所示，本發(fā)明的降噪裝置110包括多個降噪特征112。總體而言，降噪特征112可以在轉(zhuǎn)子葉片組件100運行時與流過降噪裝置110的風(fēng)相互作用，并且可以降低與轉(zhuǎn)子葉片16相關(guān)聯(lián)的噪聲。如圖2所示，在一些實施例中，降噪裝置110可以包括基板114。在這些實施例中，基板114可以大體是降噪裝置110的安裝于轉(zhuǎn)子葉片16從而將降噪裝置110構(gòu)造在轉(zhuǎn)子葉片16的表面上的那部分，并且降噪特征112可以從基板114延伸。換句話說，基板114可以將降噪特征112中的每一個安裝于轉(zhuǎn)子葉片16的表面。備選地，降噪特征112可以直接安裝于轉(zhuǎn)子葉片16，或者可以是轉(zhuǎn)子葉片16的組成部分。在一些實施例中，降噪裝置110可以由多個降噪裝置部段形成。每個部段都可以包括一個或多個降噪特征112，并且每個部段都可以進一步包括基板部分。備選地，降噪裝置110可以是單一的整體部件。降噪特征112大體包括第一表面120和第二表面122。第一表面120包括第一部分124和第二部分126，如圖3和圖8所示。第一部分124安裝于轉(zhuǎn)子葉片16的表面，例如壓力側(cè)22或吸力側(cè)24。例如，圖3示出安裝于吸力側(cè)24的第一部分124。因此，第一部分124可以具有大體空氣動力學(xué)輪廓，該大體空氣動力學(xué)輪廓對應(yīng)于安裝于其表面的空氣動力學(xué)輪廓。此外，應(yīng)當(dāng)注意到，在降噪裝置110包括基板114的實施例中，降噪特征112的第一部分124可以安裝于基板114，并且基板114可以將第一部分124安裝于轉(zhuǎn)子葉片16的表面。在一些實施例中，第一部分124可以安裝于轉(zhuǎn)子葉片16的表面并位于轉(zhuǎn)子葉片16的外側(cè)區(qū)域54內(nèi)。除此之外或備選地，第一部分124可以安裝于轉(zhuǎn)子葉片16的表面并位于轉(zhuǎn)子葉片16的內(nèi)側(cè)區(qū)域52內(nèi)，或者安裝于轉(zhuǎn)子葉片16上的任何合適位置處的表面。第二部分126構(gòu)造成與流過轉(zhuǎn)子葉片16的另一表面(例如壓力側(cè)22或吸力側(cè)24中的另一個)的風(fēng)相互作用。因此，第二部分126暴露于風(fēng)流，并且可以至少在轉(zhuǎn)子葉片組件100上的降噪特征112的位置處增大轉(zhuǎn)子葉片組件100的翼弦42。例如，圖3示出構(gòu)造成與流過壓力側(cè)22的風(fēng)相互作用的第二部分126。隨著風(fēng)流過轉(zhuǎn)子葉片組件100，風(fēng)可以流過轉(zhuǎn)子葉片16的表面，并且接著流過降噪特征112的第二部分126。當(dāng)風(fēng)流過第二部分126時，風(fēng)可以與第二部分126相互作用，從而降低流過轉(zhuǎn)子葉片組件100的風(fēng)的噪聲。如圖2至圖7所示，第二表面122使轉(zhuǎn)子葉片16的表面(例如壓力側(cè)22或吸力側(cè)24)的空氣動力學(xué)輪廓中斷。例如，圖3示出使吸力側(cè)24的空氣動力學(xué)輪廓中斷的第二表面122。如圖所示，例如，當(dāng)降噪裝置110安裝于轉(zhuǎn)子葉片16的表面時，降噪特征112中的每一個的第二表面122都從轉(zhuǎn)子葉片16的該表面突出，因此使該表面的空氣動力學(xué)輪廓中斷。例如，圖3示出使吸力側(cè)24的空氣動力學(xué)輪廓中斷的第二表面122。隨著風(fēng)流過轉(zhuǎn)子葉片組件100，風(fēng)可以流過轉(zhuǎn)子葉片16的表面，并且接著流過降噪特征112的第二表面122。當(dāng)風(fēng)流過第二表面122時，風(fēng)可以與第二表面122相互作用，從而降低流過轉(zhuǎn)子葉片組件100的風(fēng)的噪聲。在一些實施例中，降噪特征112的第二表面122可以具有大體曲線的橫截面外形， 如圖3和圖8所示。備選地，第二表面122可以具有大體線性的橫截面外形或者任何其它合適的橫截面外形。如圖4至圖7所示，多個第二表面122中的每一個都限定寬度130、高度132和長度134。在一些實施例中，第二表面122的寬度130可以在長度134的各個不同部分處沿不同方向逐漸變細(xì)。例如，如圖4和圖6所示，寬度130可以在風(fēng)流過長度134的一部分的方向上逐漸變細(xì)并且/或者在風(fēng)流過長度134的一部分的相反方向上逐漸變細(xì)。在一些實施例中，在風(fēng)流的方向上逐漸變細(xì)的部分可以是第二表面122的下游部分，例如第二表面122的下游四分之一、下游三分之一、下游二分之一或者任何其它合適的下游部分。在其它實施例中，在風(fēng)流的方向上逐漸變細(xì)的部分可以是第二表面122的上游部分或者任何其它合適的部分。除此之外或備選地，在一些實施例中，在風(fēng)流的相反方向上逐漸變細(xì)的部分可以是第二表面122的上游部分，例如第二表面122的上游四分之一、上游三分之一、上游二分之一或者任何其它合適的上游部分。在其它實施例中，在風(fēng)流的方向上逐漸變細(xì)的部分可以是第二表面122的下游部分或者任何其它合適的部分。此外，在一些實施例中，第二表面122的高度132可以在長度134的各個不同部分處沿不同方向逐漸變細(xì)。例如，如圖5和圖7所示，高度132可以在風(fēng)流過長度134的一部分的方向上逐漸變細(xì)并且/或者在風(fēng)流過長度134的一部分的相反方向上逐漸變細(xì)。在一些實施例中，在風(fēng)流的方向上逐漸變細(xì)的部分可以是第二表面122的下游部分，例如第二表面122的下游四分之一、下游三分之一、下游二分之一或者任何其它合適的下游部分。在其它實施例中，在風(fēng)流的方向上逐漸變細(xì)的部分可以是第二表面122的上游部分或者任何其它合適的部分。除此之外或備選地，在一些實施例中，在風(fēng)流的相反方向上逐漸變細(xì)的部分可以是第二表面122的上游部分，例如第二表面122的上游四分之一、上游三分之一、上游二分之一或者任何其它合適的上游部分。在其它實施例中，在風(fēng)流的方向上逐漸變細(xì)的部分可以是第二表面122的下游部分或者任何其它合適的部分。每個降噪特征112都可以具有相似的形狀和尺寸，或者不同組的降噪特征112可以具有相似的形狀和尺寸，或者每個降噪特征112都可以具有單獨的形狀和尺寸。例如，在一些示例性實施例中，降噪裝置110可以包括多個降噪特征112。多個降噪特征112可以包括第一降噪特征142和第二降噪特征144，或者多個第一降噪特征142和第二降噪特征144，如圖6和圖7所示。在一些實施例中，每個第一降噪特征142可以具有第一展弦比，并且每個第二降噪特征144可以具有與第一展弦比不同的第二展弦比。除此之外或備選地，第一降噪特征142可以具有大體相同或不同的寬度130、高度132和/或長度134，并且第二降噪特征144可以具有大體相同或不同的寬度130、高度132和/或長度134。此外，第一降噪特征142的寬度130、高度132和/或長度134可以與第二降噪特征144的寬度130、高度132和/或長度134相同或不同。除此之外或備選地，第一降噪特征142可以具有大體相同或不同的形狀，并且第二降噪特征144可以具有大體相同或不同的形狀。此外，第一降噪特征142的形狀可以與第二降噪特征144的形狀相同或不同。在示例性實施例中，第一降噪特征142和第二降噪特征144可以交替通過降噪裝置110的長度或其任何部分。備選地，第一降噪特征142和第二降噪特征144可以被限定成任何合適的布置或模式。此外，應(yīng)當(dāng)理解，本發(fā)明并不限于第一降噪特征142和第二降噪特征144，而是具有任何合適的展弦比或其它特征并且成任何合適的布置的任何合適數(shù)量的降噪特征組都屬于本發(fā)明的范圍和精神內(nèi)。如圖8所示，在一些實施例中，本發(fā)明的降噪裝置110可以進一步包括第一層152和第二層154。第一層152可以包括安裝部分124和第二表面122，并且第二層154可以包 括第二部分126。備選地，第一層152和第二層154中的每一個都可以包括任何合適的層或?qū)拥牟糠?。第一?52或第二層154中的一個(例如示例性實施例中的第一層152)可以由吸聲材料形成。吸聲材料可以通過吸收噪聲中的一部分來吸收與轉(zhuǎn)子葉片16以及轉(zhuǎn)子葉片組件100相關(guān)聯(lián)的噪聲。例如，吸聲材料可以是大體聲學(xué)多孔材料。聲學(xué)多孔材料允許空氣滲入該材料，并且聲學(xué)多孔材料與空氣之間的摩擦作用吸收、消散噪聲并且因此降低噪聲。聲學(xué)多孔材料可以是例如聲學(xué)多孔氣孔泡沫材料，例如聚氨酯泡沫、聚醚泡沫、三聚氰胺泡沫或者任何其它合適的泡沫。備選地，聲學(xué)多孔材料可以是例如聲學(xué)多孔天然纖維材料團聚，例如木纖維、椰子纖維或者任何其它合適的纖維。備選地，聲學(xué)多孔材料可以是例如單層或多層織物材料，例如棉、亞麻、大麻或者任何其它合適的織物材料。但是，應(yīng)當(dāng)理解，根據(jù)本發(fā)明的吸聲材料并不限于上文所公開的材料，而是任何合適的吸聲材料都屬于本發(fā)明的范圍和精神內(nèi)。此外，在示例性實施例中，由吸聲材料形成的層可以具有吸收系數(shù)。在示例性實施例中，吸收系數(shù)可以處于大約0. 6至I. 0之間的范圍內(nèi)。但是，應(yīng)當(dāng)理解，吸收系數(shù)并不限于上文所公開的范圍，而是任何合適的范圍都屬于本發(fā)明的范圍和精神內(nèi)。第一層152或第二層154中的另一個(例如示例性實施例中的第二層154)可以由比第一層152或第二層154的材料更硬并且/或者更強的材料形成。該材料可以用作降噪裝置110的保護層和/或加強或硬化層。此外，在示例性實施例中，該材料可以是聲學(xué)無孔的。因此，該材料可以是例如聚合物，例如熱塑性塑料、纖維或編織纖維加強塑料、金屬或者任何其它合適的材料。此外，在示例性實施例中，相比第一層152或第二層154，包括該材料的第一層152或第二層154的另一層可以相對較薄。在示例性實施例中，降噪裝置110能夠適應(yīng)流過轉(zhuǎn)子葉片組件100的風(fēng)。例如，流過轉(zhuǎn)子葉片組件100的風(fēng)形成流動流線。如本領(lǐng)域內(nèi)眾所周知的，可以進一步計算平均流動流線。此外，流動流線和/或平均流動流線可以基于轉(zhuǎn)子葉片16的攻角(angle ofattack)發(fā)生改變。降噪裝置110 (例如其材料層或多層材料)可以具有期望的柔性，使得降噪裝置110在渦輪機10的運行過程中符合流動流線或平均流動流線。例如，可以根據(jù)降噪裝置Iio的取向和/或攻角(angle of attack)并且由于流動流線和/或平均流動流線而在壓力側(cè)22或吸力側(cè)24的方向上使第二部分126的下游端彎曲。在示例性實施例中，降噪裝置110因此能夠適應(yīng)平均流動流線。應(yīng)當(dāng)理解，本發(fā)明的降噪裝置110可以在轉(zhuǎn)子葉片16的制造過程中安裝于轉(zhuǎn)子葉片16或者可以翻新至現(xiàn)有的轉(zhuǎn)子葉片16，以形成轉(zhuǎn)子葉片組件100?？梢云谕ㄞD(zhuǎn)子葉片16和降噪裝置110的轉(zhuǎn)子葉片組件100對于給定的風(fēng)流具有減小的噪聲。本發(fā)明進一步涉及用于降低風(fēng)力渦輪機10的轉(zhuǎn)子葉片16的噪聲的方法。該方法可以包括將降噪裝置110安裝于轉(zhuǎn)子葉片16，如上文所討論的。該方法可以進一步包括使風(fēng)力渦輪機10上的轉(zhuǎn)子葉片16旋轉(zhuǎn)，如上文所討論的。本書面描述使用示例對本發(fā)明進行公開，其中包括最佳模式，并且還使本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠?qū)嵤┍景l(fā)明，其中包括制造和使用任何裝置或系統(tǒng)并且執(zhí)行所包含的任何方 法。本發(fā)明的專利范圍通過權(quán)利要求進行限定，并且可以包括本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠想到的其它示例。如果這些其它的示例包括與權(quán)利要求的字面語言沒有區(qū)別的結(jié)構(gòu)元件，或者如果這些其它的示例包括與權(quán)利要求的字面語言沒有實質(zhì)區(qū)別的等同結(jié)構(gòu)元件，則這些其它的示例旨在落入權(quán)利要求的范圍中。
權(quán)利要求
1.一種用于風(fēng)力渦輪機(10)的轉(zhuǎn)子葉片組件(100)，其包括 轉(zhuǎn)子葉片(16)，所述轉(zhuǎn)子葉片(16)具有限定壓力側(cè)(22)、吸力側(cè)(24)、前緣(26)和后緣(28)的表面，并且在尖端(32)與根部(34)之間延伸；以及 降噪裝置(110)，所述降噪裝置(110)構(gòu)造在所述轉(zhuǎn)子葉片(16)的表面上，所述降噪裝置(110)包括多個降噪特征(112)，所述多個降噪特征(112)中的每一個都包括 第一表面(120),所述第一表面(120)包括第一部分(124)和第二部分(126),所述第一部分(124)安裝于所述壓力側(cè)(22)或所述吸力側(cè)(24)中的一個，并且所述第二部分(126)構(gòu)造成與流過所述壓力側(cè)(22)或所述吸力側(cè)(24)中的另一個的風(fēng)相互作用；以及 第二表面(122)，所述第二表面(122)使所述壓力側(cè)(22)或所述吸力側(cè)(24)中的所述一個的空氣動力學(xué)輪廓中斷。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的轉(zhuǎn)子葉片組件(100)，其特征在于，所述多個第二表面(122)中的每一個都限定寬度(130)和長度(134)，并且其中所述寬度(130)在風(fēng)流過所述長度(134)的一部分的方向上逐漸變細(xì)。
3.根據(jù)權(quán)利要求I至2中任一項所述的轉(zhuǎn)子葉片組件(100)，其特征在于，所述多個第二表面(122)中的每一個都限定高度(132)和長度(134)，并且其中所述高度(132)在風(fēng)流過所述長度(134)的一部分的方向上逐漸變細(xì)。
4.根據(jù)權(quán)利要求I至3中任一項所述的轉(zhuǎn)子葉片組件(100)，其特征在于，所述第二表面(122)具有大體曲線的橫截面外形。
5.根據(jù)權(quán)利要求I至4中任一項所述的轉(zhuǎn)子葉片組件(100)，其特征在于，所述第一部分(124)安裝于所述吸力側(cè)(24)，所述第二部分(126)構(gòu)造成與流過所述壓力側(cè)(22)的風(fēng)相互作用，并且所述第二表面(122)使所述吸力側(cè)(24)的所述空氣動力學(xué)輪廓中斷。
6.根據(jù)權(quán)利要求I至5中任一項所述的轉(zhuǎn)子葉片組件(100)，其特征在于，所述多個降噪特征(112)包括具有第一展弦比的第一降噪特征(142)和具有第二展弦比的第二降噪特征(144)。
7.根據(jù)權(quán)利要求I至6中任一項所述的轉(zhuǎn)子葉片組件(100)，其特征在于，所述降噪裝置(110)還包括基板(114)，所述基板(114)將所述多個第一部分(124)中的每一個都安裝于所述壓力側(cè)(22)或所述吸力側(cè)(24)中的所述一個。
8.根據(jù)權(quán)利要求I至7中任一項所述的轉(zhuǎn)子葉片組件(100)，其特征在于，所述第一部分(124)安裝在所述轉(zhuǎn)子葉片(16)的外側(cè)區(qū)域(54)內(nèi)。
9.根據(jù)權(quán)利要求I至8中任一項所述的轉(zhuǎn)子葉片組件(100)，其特征在于，所述降噪裝置(110)構(gòu)造成鄰近所述轉(zhuǎn)子葉片(16)的所述后緣(28)。
10.根據(jù)權(quán)利要求I至9中任一項所述的轉(zhuǎn)子葉片組件(100)，其特征在于，所述降噪裝置(110)還包括第一層(152)和第二層(154)，所述第一層(152)包括所述多個降噪特征(112)中的每一個的所述第一部分(124)和第二表面(122)，并且所述第二層(154)包括所述第二部分(126)。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的轉(zhuǎn)子葉片組件(100)，其特征在于，所述第一層(152)由吸聲材料形成，并且其中所述第二層(154)是比所述第一層(152)更硬或者比所述第一層(152)更強中的至少一種。
12.根據(jù)權(quán)利要求10至11中任一項所述的轉(zhuǎn)子葉片組件(100)，其特征在于，所述第一層(152)具有處于大約0.6至大約I. O之間的范圍內(nèi)的吸收系數(shù)。
13.根據(jù)權(quán)利要求10至12中任一項所述的轉(zhuǎn)子葉片組件(100)，其特征在于，所述第二層(154)是聲學(xué)無孔的。
14.一種風(fēng)力渦輪機(10)，其包括 多個轉(zhuǎn)子葉片(16)，所述多個轉(zhuǎn)子葉片(16)中的每一個都具有限定壓力側(cè)(22)、吸力側(cè)(24)、前緣(26)和后緣(28)的表面，并且在尖端(32)與根部(34)之間延伸；以及 降噪裝置(110)，所述降噪裝置(110)構(gòu)造在所述多個轉(zhuǎn)子葉片(16)中的至少一個的表面上，所述降噪裝置(110)包括多個降噪特征(112)，所述多個降噪特征(112)中的每一個都包括 第一表面(120),所述第一表面(120)包括第一部分(124)和第二部分(126),所述第一部分(124)安裝于所述壓力側(cè)(22)或所述吸力側(cè)(24)中的一個，并且所述第二部分(126)構(gòu)造成與流過所述壓力側(cè)(22)或所述吸力側(cè)(24)中的另一個的風(fēng)相互作用；以及 第二表面(122)，所述第二表面(122)使所述壓力側(cè)(22)或所述吸力側(cè)(24)中的所述一個的空氣動力學(xué)輪廓中斷。
15.一種用于降低風(fēng)力渦輪機(10)的轉(zhuǎn)子葉片(16)的噪聲的方法，所述方法包括以下步驟 將降噪裝置(110)安裝在轉(zhuǎn)子葉片(16)上，所述降噪裝置(110)包括多個降噪特征(112)，所述多個降噪特征(112)中的每一個都包括第一表面(120)和第二表面(122)，所述第一表面(120)包括安裝于所述轉(zhuǎn)子葉片(16)的壓力側(cè)(22)或吸力側(cè)(24)中的一個的第一部分(124)和構(gòu)造成與流過所述壓力側(cè)(22)或所述吸力側(cè)(24)中的另一個的風(fēng)相互作用的第二部分(126)，所述第二表面(122)使所述壓力側(cè)(22)或所述吸力側(cè)(24)中的所述一個的空氣動力學(xué)輪廓中斷；以及 使所述風(fēng)力渦輪機(10)上的所述轉(zhuǎn)子葉片(16)旋轉(zhuǎn)。
全文摘要
本發(fā)明名稱為“用于風(fēng)力渦輪機中的轉(zhuǎn)子葉片的降噪裝置”。本發(fā)明公開一種用于風(fēng)力渦輪機的轉(zhuǎn)子葉片的降噪裝置，以及轉(zhuǎn)子葉片組件和一種用于降低風(fēng)力渦輪機轉(zhuǎn)子葉片的噪聲的方法。轉(zhuǎn)子葉片具有限定壓力側(cè)、吸力側(cè)、前緣和后緣的表面，其在尖端與根部之間延伸。該轉(zhuǎn)子葉片組件進一步包括構(gòu)造在轉(zhuǎn)子葉片的表面上的降噪裝置，該降噪裝置包括多個降噪特征。多個降噪特征中的每一個都包括第一表面和第二表面。第一表面包括第一部分和第二部分，第一部分安裝于壓力側(cè)或吸力側(cè)中的一個，并且第二部分構(gòu)造成與流過壓力側(cè)或吸力側(cè)中的另一個的風(fēng)相互作用。第二表面使壓力側(cè)或吸力側(cè)中的一個的空氣動力學(xué)輪廓中斷。
文檔編號F03D1/06GK102808725SQ20121018254
公開日2012年12月5日 申請日期2012年5月29日 優(yōu)先權(quán)日2011年5月31日
發(fā)明者L·博內(nèi) 申請人:通用電氣公司