用于风力涡轮机叶片的锯齿状后缘板制造技术

公开了用于风力涡轮机叶片的锯齿状板（70）。所述板（70）被构造成要被附接至叶片的后缘以在所述叶片的后缘处形成多个锯齿（71）。所述锯齿状板包括基部部分（72）以用于将所述板（70）附接至所述叶片的所述后缘。所述基部部分的外表面（78）包括在所述板的纵向端之间的方向上的波纹表面，以使得所述外表面包括波峰（82）和波谷（83），所述波峰与所述锯齿（71）的基部（80）的中点大体上对齐，所述波谷在锯齿（71）之间大体上对齐。

Sawtooth trailing edge plate for wind turbine blades

【技术实现步骤摘要】
用于风力涡轮机叶片的锯齿状后缘板本申请是基于原申请号为201780011033.8（国际申请号为PCT/EP2017/052640）、原申请日为2017年2月7日的专利技术名称为“用于风力涡轮机叶片的锯齿状后缘板”的专利申请的分案申请。
本专利技术涉及用于风力涡轮机叶片的锯齿状后缘板、以及设置有这样的锯齿状后缘板的风力涡轮机叶片。
技术介绍
由于风能清洁并且能环境友好地产生能量，所以其越来越受欢迎。现代风力涡轮机的转子叶片通过使用被形成为使效率最大化的复杂叶片设计来捕获运动风能。然而，已经出现了与风力发电站的操作相关联的形成的噪声的抱怨。因此，越来越需要噪声减小装置和相关联的叶片设计。对于风力涡轮机叶片设计的其中一个持续考虑因素是当这样的叶片旋转时所产生的操作噪声，特别是对于岸上风力涡轮机设施。这样的噪声的一部分是由在叶片后缘处离开风力涡轮机叶片的轮廓的气流产生的，并且通常被称为后缘噪声。由于现代风力涡轮机叶片以越来越长的叶片长度进行制造，因此叶片的较长跨度导致由叶片经历的相对风速更高。因此，这可能会导致相对较大等级的后缘噪声。为此，现代风力涡轮机叶片有时沿着叶片后缘设置有锯齿，以试图减小叶片后缘噪声和/或提高风力涡轮机叶片效率，如可以在EP1314885中看到的。通常通过在风力涡轮机叶片的后缘处附接锯齿状板来提供锯齿。虽然这样的锯齿的噪声减轻性能是有利的，但保留有多个缺点。通常，找出恰当的锯齿几何结构要在噪声减轻性能与结构要求之间进行折衷。这可能会导致需要厚的后缘区域，特别是在接近锯齿基部处。本专利技术已经发现该增加的厚度会成为附加噪声的潜在源头。进一步地，板可能相当刚性（stiff），这可能会导致进入到叶片的层状结构中的剥离力和应力集中增加，特别是在板的纵向端处。存在多种用于将板附接至叶片的后缘的方法。US2011/0142635A1描述了设置有切出安装部分的叶片扩展板，该切出安装部分用于将扩展板安装至叶片，使得叶片扩展与叶片的表面大体上齐平。切出部分限定凹口，该凹口被构造成相对于转子叶片来定位叶片扩展。然而，这样的实施例需要必须针对风力涡轮机叶片的特定部分来特定地设计切出部分。因此，仍存在优化这样的锯齿或者后缘锯齿板的设计的需要，以便使噪声减轻最大化。因此，本专利技术的目的是提供风力涡轮机叶片，该风力涡轮机叶片具有改进的后缘构造以及用于布置在风力涡轮机叶片的后缘处的后缘锯齿板。本专利技术的另一目的是提供具有锯齿以及后缘锯齿板的风力涡轮机叶片设计，该设计在操作期间提供改进的噪声减小。
技术实现思路
根据本专利技术，提供了用于风力涡轮机叶片的锯齿状板，其中，所述板被构造成要被附接至叶片的后缘以在所述叶片的后缘处形成多个锯齿，其中，所述锯齿状板包括：-基部部分，所述基部部分用于将所述板附接至所述叶片的后缘，所述基部部分具有：-第一纵向端，所述第一纵向端用于布置成最接近所述风力涡轮机叶片的尖端；-第二纵向端，所述第二纵向端用于布置成最接近所述风力涡轮机叶片的根端；-第一侧，所述第一侧用于布置成最接近所述叶片的前缘；-第二侧，所述第二侧用于布置成最远离所述叶片的前缘；-附接表面，所述附接表面用于附接至所述风力涡轮机叶片的外表面；以及-外表面，当所述锯齿状板被附接至所述风力涡轮机叶片时，所述外表面背对所述风力涡轮机叶片的外表面；以及-多个锯齿，所述多个锯齿从所述基部部分的第二侧延伸，其中，所述锯齿包括靠近所述基部部分的第二侧的基部、以及远离所述基部部分的第二侧的顶点，其中，假想线从所述基部的中点延伸至所述顶点。根据第一方面，所述基部部分的外表面包括在第一纵向端与第二纵向端之间的方向上的波纹表面，以使得所述外表面包括波峰和波谷，所述波峰与锯齿的基部的中点大体上对齐，所述波谷在锯齿之间大体上对齐。该设计使得可能减小板的厚度和减小纵向刚度，这继而导致进入到叶片层状结构中的剥离力和应力集中减小，特别是在板的纵向端处。板的薄的部分（即，波谷）在经受例如来自叶片偏转的叶片应变时会使得较少的力被传递至板。板的厚的部分（即，波峰）为锯齿提供较高刚度以便确保锯齿承受气动负载和防止颤动。除此之外，已经出乎意料地发现，与在纵向方向上具有均匀厚度的锯齿状板相比，波纹设计提供更加有效的噪声减轻。根据第二方面，锯齿包括形状并且相互间隔开以使得在邻近的锯齿之间形成狭缝，其中，狭缝中的每个包括在第一邻近锯齿处的第一侧壁和在第二邻近锯齿处的第二侧壁、以及在第一侧壁与第二侧壁之间延伸的连接表面，其中，连接表面是大体上平的或者平坦的，并且包括在第一侧壁处的第一圆形表面和在第二侧壁处的第二圆形表面。换言之，狭缝在接近锯齿状板的基部部分处不具有完全圆形或者半圆形的端截面，而是包括在侧壁处具有圆形部分的平坦表面。平坦部分可以具有曲率半径（并且因此形成循环路径的部分）。然而，平坦部分的曲率半径大于第一圆形表面和第二圆形表面的曲率半径。已经出乎意料地发现，当风力涡轮机叶片由于压力波动而弯曲时，与常规锯齿状板相比，这样的设计能进一步减小锯齿之间的应力，并且因此降低对锯齿状板造成损坏的风险。清楚的是，连接表面被布置成靠近基部部分的第二侧，并且第一侧壁和第二侧壁在远离基部部分的第二侧的方向上延伸。根据第三方面，锯齿状板包括从锯齿状板的附接侧突出的两个分立对齐突出部，两个分立对齐凹口被构造成毗邻风力涡轮机叶片的后缘并且由此使锯齿状板相对于叶片的后缘对齐。增加正确地定位锯齿状板的可靠性确保了由于未对齐而引起的噪声缺陷更少，这继而确保了更好的总体噪声减小性能。由此，提供了锯齿状板，该锯齿状板可以容易地与后缘对齐并且将有利于更容易且更快速地安装板。使用恰好两个分立对齐突出部确保了无论叶片的后缘的形状和弯曲如何，板都会配合到后缘的所有部段中。根据第四方面，本专利技术提供了风力涡轮机叶片，所述风力涡轮机叶片具有包括压力侧和吸力侧的成型轮廓、以及前缘和后缘，具有弦长度的弦在前缘与后缘之间延伸，所述风力涡轮机叶片在顺翼展方向上在根端与尖端之间延伸，所述风力涡轮机叶片包括根据前述方面中任一方面的并且沿着所述叶片的后缘的至少一部分设置的至少一个锯齿状板。所述至少一个锯齿状板可以是根据第一方面、第二方面、或者第三方面的板中的任一者或者是其组合。在下文中将描述多个有利实施例。这些实施例可以被应用于本专利技术的第一方面、第二方面、第三方面、以及第四方面中的任一者或者其组合。根据第一实施例，基部部分包括在第一纵向端与第二纵向端之间的方向上延伸的最大厚度线，所述最大厚度线限定锯齿状板在横向截面图中具有最大厚度的位置。最大厚度线可以被定位成与基部部分的第一侧具有间隔。在一个有利实施例中，基部部分从最大厚度线朝向基部部分的第一侧渐缩。这提供了至叶片的表面的平滑过渡。基部部分可以例如包括大体上三角形的表面，该大体上三角形的表面从在基部部分的第一侧处的波谷延伸并且延伸到在最大厚度线处的波峰。在另一有利实施例中，锯齿以及可选地基部部分从最大厚度线朝向锯齿的顶点渐缩。这提供了朝向锯齿的顶点的逐渐过渡，这对于刚度过渡和噪声减轻两者均是有利的。波峰有利地从锯齿的基部部分延伸并且沿着锯齿的假想线延伸。在有利实施例中，波峰的厚度与波谷的厚度之间的比率为至少3:2，并且优选地为至少2:1。在另一有利实施例中，波峰的厚度与波谷的厚度之本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于风力涡轮机叶片的锯齿状板（70），其中，所述板（70）被构造成附接至叶片的后缘以在所述叶片的所述后缘处形成多个锯齿（71），其中，所述锯齿状板包括：‑ 基部部分（72），所述基部部分用于将所述板（70）附接至所述叶片的所述后缘，所述基部部分（72）具有：‑ 第一纵向端（73），所述第一纵向端用于布置成最接近所述风力涡轮机叶片的尖端；‑ 第二纵向端（74），所述第二纵向端用于布置成最接近所述风力涡轮机叶片的根端；‑ 第一侧（75），所述第一侧用于布置成最接近所述叶片的前缘；‑ 第二侧（76），所述第二侧用于布置成最远离所述叶片的所述前缘；‑ 附接表面（77），所述附接表面用于附接至所述风力涡轮机叶片的外表面；以及‑ 外表面（78），当所述锯齿状板（70）附接至所述风力涡轮机叶片时，所述外表面（78）背对所述风力涡轮机叶片的所述外表面；以及‑ 多个锯齿（71），所述多个锯齿（71）从所述基部部分（72）的所述第二侧（76）延伸，其中，所述锯齿（71）包括靠近所述基部部分的第二侧（76）的基部（79）、以及远离所述基部部分（72）的所述第二侧（76）的顶点（80），其中，假想线（81）从所述基部（79）的中点延伸至所述顶点（80），其特征在于：所述锯齿状板（70）包括从所述锯齿状板（70）的附接侧突出的两个分立对齐突出部（91, 92），两个分立对齐凹口被构造成毗邻所述风力涡轮机叶片的后缘并且由此使所述锯齿状板（70）相对于所述叶片的所述后缘对齐。...

【技术特征摘要】
2016.02.12 EP 16155507.31.一种用于风力涡轮机叶片的锯齿状板（70），其中，所述板（70）被构造成附接至叶片的后缘以在所述叶片的所述后缘处形成多个锯齿（71），其中，所述锯齿状板包括：-基部部分（72），所述基部部分用于将所述板（70）附接至所述叶片的所述后缘，所述基部部分（72）具有：-第一纵向端（73），所述第一纵向端用于布置成最接近所述风力涡轮机叶片的尖端；-第二纵向端（74），所述第二纵向端用于布置成最接近所述风力涡轮机叶片的根端；-第一侧（75），所述第一侧用于布置成最接近所述叶片的前缘；-第二侧（76），所述第二侧用于布置成最远离所述叶片的所述前缘；-附接表面（77），所述附接表面用于附接至所述风力涡轮机叶片的外表面；以及-外表面（78），当所述锯齿状板（70）附接至所述风力涡轮机叶片时，所述外表面（78）背对所述风力涡轮机叶片的所述外表面；以及-多个锯齿（71），所述多个锯齿（71）从所述基部部分（72）的所述第二侧（76）延伸，其中，所述锯齿（71）包括靠近所述基部部分的第二侧（76）的基部（79）、以及远离所述基部部分（72）的所述第二侧（76）的顶点（80），其中，假想线（81）从所述基部（79）的中点延伸至所述顶点（80），其特征在于：所述锯齿状板（70）包括从所述锯齿状板（70）的附接侧突出的两个分立对齐突出部（91,92），两个分立对齐凹口被构造成毗邻所述风力涡轮机叶片的后缘并且由此使所述锯齿状板（70）相对于所述叶片的所述后缘对齐。2.根据权利要求1所述的锯齿状板（70），其中，第一分立突出部被布置成接近所述基部部分的所述第一纵向端，并且第二分立突出部被布置成接近所述基部部分的所述第二纵向端。3.根据权利要求1或2所述的锯齿状板（70），其中，所述基部部分的所述外表面（78）包括在所述第一纵向端（73）与所述第二纵向端（74）之间的方向上的波纹表面，以使得所述外表面包括波峰（82）和波谷（83），所述波峰与所述锯齿（71）的基部（80）的中点大体上对齐，所述波谷在锯齿（71）之间大体上对齐。4.根据权利要求3所述的锯齿状板（70），其中，所述基部部分（72）包括在所述第一纵向端（75）与所述第二纵向端（76）之间的方向上延伸的最大厚度线（84），所述最大厚度线（84）限定所述锯齿状板在横向截面图中具有最大厚度的位置。5.根据权利要求4所述的锯齿状板（70...

【专利技术属性】
技术研发人员：J赫格，K安斯欧姆拉斯姆森，C基尔德加尔德，K勒曼马森，
申请(专利权)人：LMWP专利控股有限公司，
类型：发明
国别省市：丹麦,DK