[发明专利]用于风轮机机翼的机翼后缘修正

说明书

一种风轮机叶片机翼后缘(TE)，其具有从后部看的第一波形轮廓(44B，44C，44E)，由褶边或者交替的脊(21)和凹谷(22)形成在机翼(20)和机翼后缘端部上。机翼后缘可进一步包括从上部看的第二波形轮廓(48B，48C，48E)，由机翼后缘的倾斜末端平面(32B)形成的锯齿状突起或者其它几何形状形成。该脊和/或锯齿状突起可不对称(44E，48E)，以增加机翼后缘吸力面(SS)脊的脱流翼刀效果。第一和第二波形可具有同样的周期(44B，48B)或者不同的周期(44C，48C)。

技术领域

本发明总体上涉及风轮机叶片设计，尤其涉及用于噪声衰减的机翼后缘修正。

背景技术

噪声补偿可限制风轮机的效率和最大尺寸；部分地因为必须限制叶片末端速度以减少噪音，因此减小了用于能量产生的电势。风轮机噪音的主要组成部分是机翼后缘空气动力学噪音(Matthew F.Barone，“Survey of Techniques for Reduction of WindTurbine Blade Trailing Edge Noise(风轮机叶片机翼后缘噪声减小的技术概述)”，Sandia National Laboratories，SAND20011-5252，2011年8月，第8页)。在此如图1所示，通过机翼后缘锯齿状突起或锯齿19，机翼后缘噪音可减小到某个范围。然而，锯齿状突起不是在所有条件下有效(Barone supra，第20页)。

附图说明

为解释本发明，下文将参考以下附图做说明。

图1是具有附加的锯齿状突起机翼后缘的现有技术风轮机机翼的透视图。

图2是根据本发明实施例的方面，具有褶边机翼后缘的风轮机机翼的表面的透视图。

图3显示了图2的机翼的横向图。

图4显示了在多个位置的风轮机机翼用以模拟图2褶边的空气动力学效果。

图5显示了平均了图4的所有机翼位置的升力系数的空气动力学平滑效果。

图6显示了平均了图4的所有机翼位置的牵引系数的空气动力学平滑效果。

图7是具有机翼后缘褶边的机翼的透视图，具有独特的机翼后缘平面导致如上所述的锯齿状突起。

图8显示了表示了图7的机翼后缘的背部和顶部视图的两个投影平面。

图9显示了表示了图10的机翼后缘的背部和顶部视图的两个投影平面。

图10是具有褶边的一半周期的机翼后缘锯齿状突起的机翼的后缘部分的透视图。

图11是具有向叶片根部倾斜的吸力面顶点的机翼表面的透视图。

图12显示了具有锯齿状突起的机翼后缘的非对称波形的实施例的突起的背部和顶部视图。

具体实施方式

图1是具有锯齿状突起19或者锯齿机翼后缘的现有技术风轮机叶片机翼18的透视图。在一些条件下该装置将机翼后缘湍流噪音减小到一定范围，但在其它条件下不行。发明人认识到交错装置在条件的更宽范围内有效。他们还认识到在此例举的三维机翼后缘修正可在条件更宽的范围内提供噪音衰减，另外，可以提供协同结构的和空气动力学的益处。

图2显示了本发明的一个实施例的方面的风轮机机翼20的表面几何图形。叶片的机翼后部分具有褶边24A或者交替的脊21和凹谷22，其具有机翼后缘TE，从后部看，机翼后缘TE遵循锯齿形或者波形路径。在此“褶边”意味着在吸力面和压力面表面都具有交替的脊和凹谷。压力面的凹谷可与吸力面的脊相对，并且在机翼后缘与吸力面的脊堆叠，形成如机翼后部可见的波形机翼后缘轮廓。脊和凹谷可如图所示在波形机翼后缘和吸力面和压力面表面之间平滑地组合，从而脊和凹谷至少在机翼的前半侧去除。可替代地，褶边可做为副翼(没有显示)增加到机翼。