轉子葉片后緣的制作方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及風聲設備的轉子葉片的后緣的一種構成方案和一種用于計算要制造 的后緣的方法。此外，本發明涉及一種用于轉子葉片的后緣并且本發明涉及一種具有后緣 的轉子葉片。此外，本發明涉及一種具有至少一個帶有后緣的轉子葉片的風能設施。
【背景技術】
[0002] 風能設施是普遍已知的并且圖1示出已知的風能設施。為了風能設施的效率，一 個或多個轉子葉片的設計是重要的方面。除了轉子葉片的基礎的基本輪廓之外，轉子葉片 后緣也對于轉子葉片的性能具有影響。
[0003]在這點上，也已經提出具有帶有多個鋸齒的成鋸齒狀的變化的后緣或鋸齒形的后 緣。但是，設置這種鋸齒形的后緣能夠是耗費的并且存在如下風險：設置成鋸齒形的后緣或 鋸齒形的后緣引起不與效率成適當比例的耗費。
[0004] 從EP 0 653 367 A1中已知：后緣沿轉子葉片的主梁的縱向方向鋸齒形地構成。 由此，應當實現噪聲降低。
[0005] 從EP 1 314 885 A1中已知：后緣沿轉子葉片的主梁的縱向方向鋸齒形地并且同 時可彈性彎曲地構成。借此，應當實現轉子葉片施加到發電機上的轉矩提高。
【發明內容】
[0006]因此，本發明基于如下目的，解決上述問題中的至少一個。尤其應當提出進一步提 高風能設施的轉子葉片的效率的解決方案。
[0007]本發明的目的尤其是，在噪聲效果不增加的情況下，進一步提高轉子葉片的效率。 至少應當實現一種替選的解決方案。
[0008]對此，提出一種轉子葉片，所述轉子葉片的后緣沿轉子葉片的主梁的縱向方向鋸 齒形地構成，其中長度和/或間距在函數上與葉片截面上的局部的入流條件和從中形成的 旋流的邊界層厚度或者在其中構成的旋流球與其壓力波動的相干長度標度相關。優選地， 各個齒的長度應當在齒間變化。
[0009]因此，提出鋸齒狀的后緣，所述后緣相應地具有多個鋸齒或齒一一這在此同義地 應用一一所述齒或鋸齒從轉子葉片起基本上向后、即向背離轉子的正常的轉動運動的一側 變尖。相應地，分別在兩個鋸齒或齒之間的中間空間沿朝向轉子葉片的方向變尖。這種鋸 齒具有高度，即基線距作為將鋸齒尖部連接的頂點垂線的頂點垂線的間距，其中在所述基 線上，變尖的中間空間終止，在所述頂點垂線上，變尖的鋸齒終止。該基線和該頂點垂線能 夠是彎曲的線并且能夠具有彼此間在葉片長度之上變化的間距。
[0010] 各個齒的長度也能夠同義地稱作為齒的高度或鋸齒的高度、即鋸齒高度。
[0011] 根據本發明，提出根據權利要求1所述的用于計算要制造的后緣的方法。因此，提 出用于風能設施的氣動的轉子的轉子葉片的要制造的后緣。轉子葉片相對于其中應裝入或 裝入轉子葉片的轉子具有徑向位置。因此，后緣和轉子葉片的徑向位置總是與該轉子相關， 即與距轉子的轉動軸線的間距相關。該解決途徑也作為首先尚未安裝的轉子葉片的基礎。 風能設施的轉子葉片基本上與專門的風能設施相協調，尤其與具有該轉子葉片和通常兩個 其他的轉子葉片的轉子相協調。
[0012] 對此，轉子葉片對每個徑向位置具有局部的葉片輪廓。換而言之，每個葉片截面根 據其徑向位置具有自身的葉片輪廓。
[0013] 后緣具有帶有多個鋸齒的成鋸齒狀的伸展，這也能夠稱作為是鋸齒形的。但是，各 個鋸齒在此基本上是鏡面對此的，因此具有兩個傾斜的、大致相同的側壁。特別地，所述齒 通常不具有一個垂直的和一個傾斜的側壁，而是具有兩個傾斜的側壁。
[0014] 每個鋸齒具有鋸齒高度和鋸齒寬度。鋸齒高度是基線和頂點垂線之間的已經描述 的間距。鋸齒寬度是兩個變尖的中間空間的相應的端部的間距，所述中間空間對鋸齒限界。 粗略地說，鋸齒的寬度是其鋸齒尖部與相鄰的鋸齒的鋸齒尖部的間距。盡管所提出的鋸齒 形的后緣的鋸齒優選地彼此不同，當然所述不同對于直接相鄰的鋸齒是相對小的。
[0015] 現在提出：鋸齒高度和此外或替選地鋸齒寬度根據其徑向位置來計算。因此，對于 每個鋸齒，根據其徑向位置得到自身的計算。結果，由此得到具有多個鋸齒的后緣，所述鋸 齒已經單獨地計算并且能夠相應地具有單獨的大小，所述大小尤其近似連續地在轉子葉片 長度之上或者隨著徑向位置的上升或下降而改變。
[0016] 鋸齒高度和此外或替選地鋸齒寬度優選根據其徑向位置的局部的葉片輪廓來計 算。因此，對于一個鋸齒考慮其徑向位置的葉片輪廓，即在其徑向位置的葉片截面的輪廓。
[0017] 根據一個設計方案提出，鋸齒高度大于鋸齒寬度并且從鋸齒高度中計算鋸齒寬 度。對于該計算，鋸齒高度與鋸齒寬度的比例位于0.5至10、尤其3至5的范圍中。優選 地，所述比例大致為數值4,尤其為數值2。因此，鋸齒寬度X從鋸齒高度H中根據如下公 式計算：
[0018] 入=H/knmit kN= [0, 5. ? ? 10]，尤其 k N= 2。
[0019] 因此，鋸齒是相對細長的并且尤其變成尖角。在任何情況下對于這種單獨計算的 鋸齒而言，該范圍中的比例對于噪聲最小化證實為是尤其有利的。當鋸齒高度與鋸齒寬度 處于固定比例時尤其如此，同義的是：是否首先計算鋸齒高度并且然后從中計算鋸齒寬度， 或者是否首先計算鋸齒寬度并且隨后從中計算鋸齒高度。
[0020] 優選地，鋸齒具有彼此間不同的鋸齒寬度和/或不同的鋸齒高度并且由此單獨地 彼此區分。
[0021] 優選地，計算設計成，使得在用于弱風地點的后緣中，鋸齒的相對于輪廓深度的鋸 齒高度隨著其鋸齒的徑向位置的半徑的增大而減小，而在用于強風地點的鋸齒后緣中，鋸 齒的相對于輪廓深度的鋸齒高度隨著其鋸齒的徑向位置的半徑的增大而增大。這從風級特 定的葉片設計中得出。
[0022] 在風能產業中常見的是，將地點根據風級來分類。在尤其在近海或離岸地點中存 在的強風地點中，原則上能夠預期較強的風。風能設施、尤其轉子葉片相應地設計成，使得 其能夠經受住強風并且風能設施在此也能夠運行，其中所述風能設施在弱風的情況下與用 于弱風地點的風能設施相比能夠從風中提取更少的能量。
[0023] 相應地，用于尤其在內陸地區中占優的弱風地點的風能設施設計成，使得其不必 或至少不必在正在運行時經受強風，至少必須在下述風強下調節，在所述風強下，用于強風 地點的風能設施還不必調節。對此，用于弱風地點的這種風能設施在弱風的情況下從風中 提取更多的能量。這種劃分對于本領域技術人員是常見的并且有時采用其他的劃分。
[0024]對此，根據一個實施方式提出，計算設計成，使得用于弱風地點的風能設施的轉子 葉片的相對于輪廓深度的鋸齒高度隨著半徑增大而減小。例如，在用于弱風地點的后緣中， 對于相對于最大直徑歸一化的〇. 6至0. 8的半徑而言，鋸齒高度H的變化的斜率能夠為：
[0025] r(f/R)=卜 13 …輝,尤其=_20。
[0026]因此，存在鋸齒高度的下降并且在此在分子中考慮相對于輪廓深度c的鋸齒高度 H并且在分子中考慮相對于轉子葉片R的最大半徑的半徑r。在r/R = 0. 75和r/R = 0. 9 之間，相對于輪廓深度的鋸齒高度優選具有恒定的變化，以便在r/R = 0. 9處才再次朝向最 大的半徑R減小。這也能夠在圖10中表明。
[0027]對于用于相同功率等級、但是用于強風地點的風能設施的后緣而言，相應的比例 能夠是正的并且為+20,因為也能夠稱作為鋸齒深度的鋸齒高度增大。鋸齒高度在0. 85r/R 處達到最大值并且然后朝向葉片尖部嚴格單調地下降。
[0028]后緣的這種風級相關的計算考慮到根據風級出現的不同的問題。
[0029]優選地，鋸齒高度和/或鋸齒寬度經由多項式關系與其局部半徑相關地計算，優 選經由四階至八階的、尤其五階或六階的、尤其對于弱風地點為六階的并且對于強風地點 為五階的多項式關系來計算。鋸齒的高度的特征性的變化原則上能夠在弱風地點和強風地 點之間不同。這能夠通過針對弱風地點和強風地點應用不同階的多項式來考慮。
[0030] 優選地，計算根據一個或多個預期的噪聲譜進行。此外或替選地，計算根據一個或 多個工作點進行。因此提出，在至少一個工作點中具體地考慮風能設施的表現。這種工作 點就此是理想化的、靜態的工作點，所述工作點尤其通