專(zhuān)利名稱：具有阻尼元件的葉片及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明的領(lǐng)域大致涉及風(fēng)力渦輪機(jī)葉片，更具體地說(shuō)，涉
及包括有助于減少在風(fēng)力渦輪機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)期間由葉片所產(chǎn)生的噪聲的阻 尼元件的葉片。
背景技術(shù)：
風(fēng)力渦輪機(jī)使用風(fēng)能來(lái)產(chǎn)生電力。已知的風(fēng)力渦輪機(jī)包括 塔架、聯(lián)接在塔架上的機(jī)艙和聯(lián)接至機(jī)艙的具有轂部和葉片的轉(zhuǎn)子。 風(fēng)力造成轉(zhuǎn)子的葉片和轂部相對(duì)于機(jī)艙而旋轉(zhuǎn)，從而產(chǎn)生機(jī)械能，其 由發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)換成可用的電能。至少某些已知的公用設(shè)施級(jí)風(fēng)力渦輪機(jī)
片(例如，30米或更長(zhǎng)長(zhǎng)度)。然而，至少某些已知的風(fēng)力渦輪機(jī)在其運(yùn)轉(zhuǎn)期間可能產(chǎn)生 不能接受的噪聲水平，特別是當(dāng)風(fēng)力渦輪機(jī)發(fā)電機(jī)定位在居住區(qū)附近 時(shí)。由風(fēng)力渦輪機(jī)發(fā)出的噪聲一部分可歸因于葉片的旋轉(zhuǎn)。至少某些 已知的葉片在旋轉(zhuǎn)期間由于移動(dòng)和散射高度擾動(dòng)的空氣而發(fā)出噪聲。 另外，至少某些葉片形成有中空的內(nèi)部，并且這種葉片在運(yùn)轉(zhuǎn)期間可 能發(fā)出在葉片內(nèi)部所產(chǎn)生的噪聲。例如，噪聲可從風(fēng)力渦輪機(jī)的各機(jī) 械構(gòu)件中的一個(gè)或多個(gè)(例如封裝在機(jī)艙中的齒輪箱)中傳播出來(lái)。這 種噪聲可能在葉片的中空內(nèi)部中諧振。另外，在葉片旋轉(zhuǎn)期間，葉片內(nèi)部松散的碎屑(例如，干的 或松散的粘合劑)可能從葉片的一端翻滾到另一端。具體地說(shuō)，當(dāng)其翻 滾時(shí)，碎屑擊打在葉片的內(nèi)表面上，從而產(chǎn)生額外的噪聲，這種噪聲 的產(chǎn)生有時(shí)被稱為"rainstick效應(yīng)"。除了噪聲問(wèn)題之外，擊打在葉片內(nèi)表面上的碎屑還可能造成葉片的結(jié)構(gòu)破損。

發(fā)明內(nèi)容
—方面，用于風(fēng)力渦輪機(jī)的葉片一般地包括適于響應(yīng)于越 過(guò)葉片主體的風(fēng)流而運(yùn)動(dòng)的主體。該主體具有限定了內(nèi)腔的內(nèi)表面和 相對(duì)的內(nèi)表面。至少一個(gè)阻尼元件自該主體的內(nèi)表面延伸。所述至少 一個(gè)阻尼元件構(gòu)造成有助于減少由葉片產(chǎn)生且通過(guò)葉片而傳播的噪 聲的量。另一方面，風(fēng)力渦輪機(jī)包括塔架、聯(lián)接在塔架上的機(jī)艙和 聯(lián)接在機(jī)艙上的轉(zhuǎn)子。轉(zhuǎn)子包括轂部和從轂部向外延伸的至少 一個(gè)葉 片。葉片具有主體，其適于響應(yīng)于越過(guò)該主體的風(fēng)流而運(yùn)動(dòng)，以使轉(zhuǎn) 子產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)。該主體包括外層、內(nèi)層和限定在該內(nèi)層和外層之間的氣隙。在又一方面， 一種制造用于風(fēng)力渦輪機(jī)的葉片的方法包括 制造具有限定了內(nèi)腔的內(nèi)表面的主體。至少一個(gè)阻尼元件固定在該主 體的內(nèi)表面上。


圖1是示例性風(fēng)力渦輪機(jī)的透視圖。圖2是可供圖1中所示的風(fēng)力渦輪機(jī)使用的示例性葉片的 側(cè)視圖，其中該葉片的若干部分一皮剖開(kāi)以顯示示例性阻尼元件。 [OOIO]圖3是圖2中所示的葉片的一部分的放大的側(cè)視圖。 [OOll]圖4是圖2中所示的葉片沿著線4-4得到的截面視圖。
圖5是圖2中所示的葉片沿著線5-5得到的截面視圖。
圖6是圖5中所示的葉片的一部分的放大的截面視圖。
圖7是可供圖1中所示的風(fēng)力渦輪機(jī)使用的備選葉片的側(cè) 視圖，其中若千部分^C剖開(kāi)，并且包括消聲器和緩沖器。圖8是可供圖1中所示的風(fēng)力渦輪機(jī)使用的另一備選葉片的側(cè)碎見(jiàn)圖，其中一部分^皮剖開(kāi)，并且包括消聲器和緩沖器。圖9是又一備選葉片的一部分的放大透視圖，其中一部分
-波剖開(kāi)，并且包括間隔開(kāi)的消聲器。圖1o是另一備選葉片的一部分的》文大的透碎見(jiàn)圖，其中一部 分被剖開(kāi)，并且包括沿縱向延伸的消聲器。
部件列表
10風(fēng)力渦輪機(jī)；
12風(fēng)力發(fā)電機(jī)；
14塔架；
16機(jī)餘；
18轉(zhuǎn)子；
20第一旋轉(zhuǎn)軸線； 22轂部； 24葉片；
26第二旋轉(zhuǎn)軸線；
28主體；
30轉(zhuǎn)子；
32梢部；
34外層；
36芯部材料；
38內(nèi)層；
40內(nèi)部腹板；
42內(nèi)表面；
44內(nèi)部空月空；
48氣隙；
50阻尼元件；
52消聲器；
554隔壁； 60聲箱； 70前緣； 72后緣； 80緩沖器； 124葉片； 128主體； 144內(nèi)腔； 150阻尼元件； 154隔壁； 224葉片； 228主體； 250阻尼元件； 272后緣
具體實(shí)施例方式現(xiàn)在參看附圖，更具體地說(shuō)參看圖1，其由參考標(biāo)號(hào)10整 體地標(biāo)示了一種示例性風(fēng)力渦輪機(jī)。風(fēng)力渦輪機(jī)10包括用于從風(fēng)能 中產(chǎn)生電功率的發(fā)電機(jī)12。在該示例性實(shí)施例中，風(fēng)力渦輪機(jī)10具 有水平軸線構(gòu)造?；蛘?，在某些實(shí)施例中，除了水平軸線構(gòu)造之外或 作為水平軸線構(gòu)造備選，風(fēng)力渦輪機(jī)10可包括豎直軸線構(gòu)造(未顯示)。 此外，雖然在圖1中只顯示了一個(gè)風(fēng)力渦輪機(jī)發(fā)電機(jī)10,但是在某些 實(shí)施例中，可將多個(gè)風(fēng)力渦輪機(jī)10成組地布置在一起，有時(shí)稱為"風(fēng) 電場(chǎng)"。發(fā)電機(jī)12聯(lián)接在塔架14(圖1中只顯示了其一部分)上，并 受到塔架14的支撐。此外，在該示例性實(shí)施例中，發(fā)電機(jī)12包括機(jī) 搶16和聯(lián)接在機(jī)艙16上以圍繞第一旋轉(zhuǎn)軸線20而旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子18。 轉(zhuǎn)子18包括轂部22和多個(gè)葉片24(有時(shí)稱為"翼型")，葉片自轂部22沿徑向向外延伸，以用于將風(fēng)能轉(zhuǎn)換成旋轉(zhuǎn)能量。在本文中將轉(zhuǎn)子18
描述并顯示為具有三個(gè)葉片24。然而，轉(zhuǎn)子18可具有許多葉片24。現(xiàn)在參看圖2，各個(gè)葉片24可具有可使轉(zhuǎn)子18如此處所述 起作用的任何合適的長(zhǎng)度L。例如，在一個(gè)實(shí)施例中， 一個(gè)或多個(gè)葉 片24具有大約30米的長(zhǎng)度。在另一實(shí)施例中， 一個(gè)或多個(gè)葉片24 具有大約50米的長(zhǎng)度。合適的葉片長(zhǎng)度L的其它示例包括大約10米、 大約20米、大約37米和大約40米的長(zhǎng)度L。此外，不管圖1和圖2 中如何來(lái)顯示葉片24,轉(zhuǎn)子18可具有任何形狀的葉片，并且可具有 任何類(lèi)型和/或任何構(gòu)造的葉片，無(wú)論本文中是否描述和/或顯示了這 種形狀、類(lèi)型和/或構(gòu)造。例如，葉片24可具有適于在帶管道的轉(zhuǎn)子(未 顯示)中使用的類(lèi)型、形狀和/或構(gòu)造，這種轉(zhuǎn)子具有包含在管道(未顯 示)中的渦輪(未顯示)。在另一示例中，葉片24可具有適于在darrieus 風(fēng)力渦輪機(jī)中使用的類(lèi)型、形狀和/或構(gòu)造，這種風(fēng)力渦輪機(jī)有時(shí)被稱 為"打蛋器型，，渦輪。在又一示例中，葉片24可具有用于savonious風(fēng) 力渦輪機(jī)的類(lèi)型、形狀和/或構(gòu)造。此外，在某些實(shí)施例中，風(fēng)力渦輪 機(jī)IO可以是一種其中轉(zhuǎn)子18大體頂風(fēng)以利用風(fēng)能的風(fēng)力渦輪機(jī)，和 /或可以是一種其中轉(zhuǎn)子18大體順風(fēng)以利用能量的風(fēng)力渦輪機(jī)?；蛘撸?可將轉(zhuǎn)子18相對(duì)于風(fēng)力方向定向在可由其利用能量的任意方位或角
度c其是可變的)上。發(fā)電機(jī)12包括聯(lián)接到并容納在機(jī)艙16中的發(fā)電機(jī)(未顯 示)。發(fā)電機(jī)可操作地連接至轉(zhuǎn)子18,用于從轉(zhuǎn)子18經(jīng)由葉片24所 產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)能量中產(chǎn)生電功率。發(fā)電機(jī)由轉(zhuǎn)子18的旋轉(zhuǎn)能量產(chǎn)生電 功率的大致操作在本領(lǐng)域中是已知的。在某些實(shí)施例中，風(fēng)力渦輪機(jī)10可包括一個(gè)或多個(gè)控制器 (未顯示)，其安裝在機(jī)艙16內(nèi)部并且可操作地連接在風(fēng)力發(fā)電機(jī)12 的某些或所有構(gòu)件上，用于控制風(fēng)力發(fā)電機(jī)12和/或其某些或所有構(gòu) 件的運(yùn)轉(zhuǎn)。例如，控制器可用于，但不局限于整個(gè)系統(tǒng)的監(jiān)測(cè)，以及 控制包括例如傾斜和速度調(diào)節(jié)、高速軸和偏轉(zhuǎn)制動(dòng)應(yīng)用、偏轉(zhuǎn)和泵電動(dòng)機(jī)應(yīng)用以及故障監(jiān)測(cè)。在某些實(shí)施例中可使用備選的分布式或集中 式控制架構(gòu)。在某些實(shí)施例中，風(fēng)力發(fā)電機(jī)12可包括安裝在機(jī)艙16
內(nèi)部的制動(dòng)器(未顯示)，其用于制動(dòng)轉(zhuǎn)子18的旋轉(zhuǎn)，以便例如減少由 發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的電功率。此外，在某些實(shí)施例中，風(fēng)力發(fā)電機(jī)12可包 括偏轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)器(未顯示)，其用于使風(fēng)力發(fā)電機(jī)12圍繞第二旋轉(zhuǎn)軸線26 旋轉(zhuǎn)，以改變轉(zhuǎn)子18的偏轉(zhuǎn)，更具體地說(shuō)，用于改變轉(zhuǎn)子18所面向 的方向，以便例如，調(diào)整在轉(zhuǎn)子18所面向的方向和風(fēng)向之間的相對(duì) 角度。此外，在某些實(shí)施例中，風(fēng)力發(fā)電機(jī)12可包括用于測(cè)量風(fēng)速 的風(fēng)速表(未顯示)。在某些實(shí)施例中，風(fēng)速表可以可操作地連接在控 制器上，以用于將測(cè)量值發(fā)送到用于對(duì)其進(jìn)行處理的控制器。在某些 實(shí)施例中，風(fēng)力發(fā)電機(jī)12包括用于測(cè)量風(fēng)向的風(fēng)向標(biāo)(未顯示)。在某 些實(shí)施例中，風(fēng)向標(biāo)可以可操作地連接在控制器和/或偏轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)器上， 以用于改變轉(zhuǎn)子18的偏轉(zhuǎn)。在某些實(shí)施例中，風(fēng)力發(fā)電機(jī)12包括可 變?nèi)~片傾斜驅(qū)動(dòng)器(未顯示)，其用于控制轉(zhuǎn)子葉片24的間距。可變?nèi)~ 片傾斜驅(qū)動(dòng)器可操作地連接在控制器上，以便由其控制。在某些實(shí)施 例中，葉片24的間距是由葉片傾斜驅(qū)動(dòng)器單獨(dú)地控制的。風(fēng)力渦輪 機(jī)10,更具體地說(shuō)風(fēng)力發(fā)電機(jī)12的一般操作在本領(lǐng)域中是已知的， 因此在本文中將不進(jìn)行更詳細(xì)的描述。如圖2中所示，在該示例性實(shí)施例中，各個(gè)葉片24包括主 體28,其具有在葉片24的根部30和梢部32之間測(cè)量的長(zhǎng)度L。根 部30可使葉片24聯(lián)接到轂部22。主體28包括內(nèi)側(cè)段IN(通常是葉片 最內(nèi)部的三分之一)、外側(cè)段OB(通常是葉片最外面的三分之一)以及 分別在內(nèi)側(cè)段IN和外側(cè)段OB之間延伸的中間段M。主體28適于響 應(yīng)于風(fēng)流而運(yùn)動(dòng)，以便通過(guò)發(fā)電機(jī)12而產(chǎn)生電力。在該示例性實(shí)施 例中，隨著其從內(nèi)側(cè)段IN延伸至外側(cè)段OB,各主體28沿著其長(zhǎng)度L 扭曲大約90。。然而，應(yīng)該懂得，在其它實(shí)施例中，主體28可沿著其 長(zhǎng)度L而扭曲多于或少于90°,包括根本不扭曲(即，直的)。如上所述， 在不脫離本發(fā)明的范圍的情況下，葉片24可具有不同于此處所示和所描述的形狀、尺寸和構(gòu)造。如圖5和圖6中最佳所示，各個(gè)主體28 包括由內(nèi)層38限定的內(nèi)表面42。圖5是沿著線5-5得到的截面視圖， 并且圖6是圖5—部分的放大圖。主體28的內(nèi)表面42限定了葉片24 中的內(nèi)部空腔44。在該示例性實(shí)施例中，至少一個(gè)阻尼元件50通過(guò)膠合或任 何其它合適的結(jié)合方式而聯(lián)接在主體內(nèi)表面42上，該至少一個(gè)阻尼 元件50構(gòu)造有助于減少由葉片24所產(chǎn)生并通過(guò)葉片24而傳播的噪 聲的量。在該示例性實(shí)施例中，葉片主體28包括兩個(gè)阻尼元件50, 其采用一對(duì)間隔開(kāi)的消聲器52的形式。更具體地說(shuō)，在該示例性實(shí) 施例中，其中 一個(gè)消聲器52聯(lián)接在內(nèi)側(cè)段IN中鄰近主體根部30處， 且另 一消聲器52聯(lián)接在主體外側(cè)段OB中、自梢部32向內(nèi)間隔開(kāi)的 位置處。在該示例性實(shí)施例中，主體中間段M不包括4壬何阻尼元件 50。然而，應(yīng)該懂得，在不脫離本發(fā)明的范圍內(nèi)，主體28可以只包 括一個(gè)阻尼元件50,或不止兩個(gè)阻尼元件50。還應(yīng)該懂得，阻尼元 件50可定位在沿著葉片主體28的長(zhǎng)度L的任何位置。參看圖3和圖 4,各個(gè)消聲器52包括相匹配的一對(duì)間隔開(kāi)的隔壁54,其各具有與主 體28的截面形狀基本上相對(duì)應(yīng)的形狀(大致圓形或淚^^形)。隔壁54 基本上封閉了腔體，并且由于主體中存在的結(jié)構(gòu)(例如，抗剪腹板)而 不需要跨越主體28的整個(gè)寬度。隔壁54與主體內(nèi)表面42協(xié)作以形 成限定在主體內(nèi)腔44中的聲箱60。在該示例性實(shí)施例中，聲箱60基 本上是封閉的。圖3是圖2的一部分的放大圖，并且圖4是沿著線4-4 得到的截面視圖。雖然這里顯示隔壁54是成對(duì)的，但是應(yīng)該懂得可 使用更多或更少(例如一個(gè))的隔壁。在該示例性實(shí)施例中，聲箱60形成有預(yù)定的容積。由消聲 器52所阻尼的噪聲頻率或頻率范圍至少部分地依賴于聲箱60的容 積。增加聲箱60的容積導(dǎo)致消聲器52阻尼更大的噪聲頻率范圍。在 一個(gè)實(shí)施例中，聲箱60的容積在大約4立方米(1113)與大約40m3之間。 然而，應(yīng)該懂得，在不脫離本發(fā)明的范圍的情況下，聲箱60的容積可大于大約401113或小于大約4m3。在一個(gè)實(shí)施例中，聲箱60由主體 28的基本上整個(gè)內(nèi)腔44來(lái)限定。也就是說(shuō)，在這種實(shí)施例中，聲箱 60和主體內(nèi)腔44是共同延伸的。然而，形成所有內(nèi)表面42顯著地增 加了葉片24的制造費(fèi)用和總重量。因而，可選擇不同的聲箱60容積， 以有助于阻尼噪聲的選定頻率，同時(shí)減少消聲器52的材料量，以有 助于減少葉片24的成本和重量。隔壁54和葉片24主體內(nèi)表面42的、在相鄰隔壁54之間 延伸的部分基本上被消聲器52所覆蓋。換句話說(shuō)，聲箱60中的主體 內(nèi)表面42基本上被消聲器52所覆蓋。在一個(gè)實(shí)施例中，消聲器52 選自一組阻尼材料，例如但不限于橡膠、泡沫、礦棉、發(fā)泡、玻璃纖 維、氈和/或高嶺土礦棉?；蛘?，消聲器52可以是如本文所述有利于 阻尼的任何材料。此外，消聲器52可具有任何合適的形狀，包括， 但并不局限于圓錐形、截頭體形、棱錐形和/或波形。在一個(gè)實(shí)施例中， 消聲器52是商業(yè)上可從Richmond, Virginia, USA的Acoustical Solutions, Inc.得到的ALPHAPYRAMID吸聲泡沫。在另 一實(shí)施例中， 消聲器52是應(yīng)用于聲箱60內(nèi)表面上的涂層。還可設(shè)想可將任何合適 的聲音阻尼材料固定在聲箱60的內(nèi)表面上，而且聲音阻尼材料可具 有任何合適的形狀或構(gòu)造。還可以設(shè)想聲箱60的內(nèi)表面42的Y又一部 分可由消聲器22覆蓋。在某些實(shí)施例中，例如在圖6所示的實(shí)施例中，葉片主體 28利用一個(gè)或多個(gè)層壓的纖維層(例如但不限于玻璃和/或碳化纖維) 制造而成，其形成了主體28的外層34。如圖6中所示，主體28包括 夾在外層34和內(nèi)層38之間的芯部材料36。在芯部材料36的一部分 中限定有氣隙48。氣隙48通過(guò)例如^旦不限于以下方式而有助于衰減 噪聲抑制由于外層34上的擾動(dòng)的空氣流而引起的自外層34傳播的 聲波傳遞至內(nèi)層34。這就有助于減少到達(dá)主體28的內(nèi)腔44中的聲波 的量，在內(nèi)腔中聲波可能發(fā)生諧振。因而，氣隙48有助于減少風(fēng)力 渦輪機(jī)10發(fā)出的噪聲水平。
在該示例性實(shí)施例中，氣隙48 ^皮限定為與外層34相比更 靠近內(nèi)層38,但應(yīng)該懂得，氣隙48可定位在在內(nèi)層38和外層34之 間的任何地方。在一個(gè)實(shí)施例中，氣隙48的延伸小于葉片主體28的 全長(zhǎng)L。例如，在這種實(shí)施例中，氣隙48可僅延伸越過(guò)主體外側(cè)段 OB或越過(guò)外側(cè)段OB的一部分。然而，應(yīng)該懂得，氣隙48可連續(xù)地 延伸越過(guò)整個(gè)葉片主體28或處于葉片主體28的不同的隔離段中，而 不脫離本發(fā)明的范圍。如圖5中最佳所示，葉片主體28還具有在主體28的前緣 70和后緣72之間測(cè)量的寬度W(或橫向距離)。在一個(gè)實(shí)施例中，氣 隙48延伸少于主體28的寬度W。例如，在這種實(shí)施例中，氣隙48 延伸少于主體寬度W的50%。在另一實(shí)施例中，氣隙48延伸少于主 體28的寬度W的33。/。。在又一實(shí)施例中，氣隙48延伸少主體28的 寬度W的25。/。。此外，在另一實(shí)施例中，氣隙48定位成與前緣70 相比更靠近后緣72。然而，應(yīng)該懂得，可將氣隙48限定在葉片主體 28的任何部分中而不脫離本發(fā)明的范圍。在一個(gè)實(shí)施例中，例如圖5中所示，內(nèi)部腹板40在葉片主 體28的長(zhǎng)度L上延伸，用于總體地支撐和/或加固葉片24。應(yīng)該懂得， 在內(nèi)，主體28可包括不止一個(gè)腹板40或者根本沒(méi)有腹板,而不脫離本 發(fā)明的范圍。還應(yīng)該懂得，可使用其它合適的結(jié)構(gòu)從內(nèi)部支撐主體28, 以防止由于風(fēng)力負(fù)荷而引起的彎曲。在葉片24，的另一實(shí)施例中，例如圖7中所示，阻尼元件 50，包括消聲器52，(類(lèi)似于上面參看圖1-6所述的消聲器52)和緩沖器 80，，用于阻尼自風(fēng)力渦輪機(jī)IO傳播的、在葉片24'旋轉(zhuǎn)期間由于葉片 24，主體28，的內(nèi)腔44，中的松散石爭(zhēng)屑翻滾而造成的噪聲。當(dāng)葉片24，翻 滾時(shí)，其里面的碎屑擊打在葉片內(nèi)表面42，上，從而引起噪聲，其有 時(shí)被稱為"rainstick效應(yīng)"。除了傳播噪聲之外，碎屑擊打在葉片內(nèi)表 面42，上還可能造成葉片24，的結(jié)構(gòu)破損。如圖7中所示，阻尼元件50，的緩沖器80，定位在主體28，的內(nèi)側(cè)段IN中，并且與消聲器52，相比，更靠近根部30，。此外，阻 尼元件50，的緩沖器80，定位在主體28，的外側(cè)段OB中，并且定位成 與相關(guān)聯(lián)的消聲器52，相比更靠近梢部32，。然而，應(yīng)該懂得，緩沖器 80，可定位在阻尼元件50兩側(cè)中的任一側(cè)。緩沖器80，有助于抑制主體 內(nèi)腔44'中的松散的碎屑下落葉片28，全長(zhǎng)L。相反，在葉片28'旋轉(zhuǎn) 期間，靠近葉片28，的根部30'或梢部32，的任何松散的碎屑都將只下 落很短的距離。因此，在葉片28，旋轉(zhuǎn)期間，緩沖器80有助于顯著地 減少由于松散的碎屑而造成的噪聲，并且有助于減少由于碎屑在內(nèi)腔 44，中翻滾而對(duì)葉片28，造成的潛在的結(jié)構(gòu)破損。緩沖器80，可由任何合適的材料制成。例如，緩沖器80'可 由，但并不局限于橡膠、可膨脹的泡沫、杠、散的玻璃纖維和/或氈制成。 或者，緩沖器80，可由任何可使緩沖器80'如本文所述起作用的合適的 材料制成。圖8顯示了葉片24"的可供風(fēng)力渦輪機(jī)IO(圖1中所示)使 用的一個(gè)備選實(shí)施例。然而，在這個(gè)實(shí)施例中，葉片24，，只包括單個(gè) 阻尼元件50",其包括位于主體內(nèi)側(cè)段IN中的緩沖器80"和消聲器 52"。緩沖器80"和消聲器52"類(lèi)似于緩沖器80'和消聲器52'(各示 于圖7中)，并因此將不做詳細(xì)地描述。在這個(gè)實(shí)施例中，主體28的 中間段M和外側(cè)段OB不包括阻尼元件50"。然而，應(yīng)該懂得，除了 內(nèi)側(cè)段IN之外或作為其替代，阻尼元件50"可定位在中間段M和/ 或外側(cè)l史OB中。圖9顯示了可供風(fēng)力渦輪機(jī)IO(圖1中所示)使用并且包括 阻尼元件150的葉片124的又一備選實(shí)施例。在該示例性實(shí)施例中， 阻尼元件150包括貫穿葉片124的主體128的內(nèi)腔144而間隔開(kāi)的多 個(gè)隔壁154。隔壁154可制成如上所述的消聲器和/或緩沖器的形式。圖IO顯示了可在風(fēng)力渦輪機(jī)IO(示于圖1中)中使用并且包 括阻尼元件250的葉片224的又一備選實(shí)施例。在該示例性實(shí)施例中， 阻尼元件250在葉片224的主體228內(nèi)鄰近其后緣272沿縱向延伸。在一種構(gòu)造中，阻尼元件250定位在葉片224外側(cè)20%至50%處。阻 尼元件250可制成如上所述的消聲器和/或緩沖器的形式。—種制造可供風(fēng)力渦輪機(jī)IO使用的葉片(例如圖1-6中所示 葉片24)的示例性方法包括制造帶有限定了內(nèi)腔44的內(nèi)表面42的主 體28。在一個(gè)實(shí)施例中，主體28由外層34、內(nèi)層38和芯部36限定 的層壓件制成，芯部36分別夾在內(nèi)層38和外層34之間。如上所述， 芯部36包括氣隙48。此外，至少一個(gè)阻尼元件50聯(lián)接(例如，膠合) 在主體內(nèi)表面42上。阻尼元件50可制造成消聲器52和/或緩沖器(例 如，分別是圖7和圖8中的緩沖器80，， 80，，)。在各個(gè)實(shí)施例中，阻 尼材料在內(nèi)腔44中覆蓋聯(lián)接到主體28的任何隔壁54,以及主體內(nèi)表 面42的定位在一對(duì)間隔開(kāi)的隔壁54之間的至少一部分。這里參照風(fēng)力渦輪機(jī)，更具體地說(shuō)，參照風(fēng)力發(fā)電機(jī)而描 述并顯示了本發(fā)明方法和葉片的實(shí)施例。然而，(這里所描述和/或所 顯示的)本發(fā)明方法和葉片的實(shí)施例并不局限于風(fēng)力發(fā)電機(jī)，也不一般 地局限于風(fēng)力渦輪機(jī)。相反，(這里所描述和/或所顯示的)本發(fā)明方法 和葉片的實(shí)施例可適用于其它具有一個(gè)或多個(gè)葉片的物體。這里詳細(xì)描述和/或舉例說(shuō)明了本發(fā)明的示例性實(shí)施例。這 些實(shí)施例并不局限于此處所述的特定的實(shí)施例，相反各實(shí)施例的構(gòu)件 和步驟可與此處所述的其它構(gòu)件和步驟獨(dú)立且分開(kāi)地使用。各個(gè)實(shí)施 例的構(gòu)件和步驟還可結(jié)合其它實(shí)施例(這里所描述和/或所顯示的)構(gòu)件 和/或步驟一起使用。當(dāng)介紹本發(fā)明實(shí)施例的元件時(shí)，冠詞"一"、"一個(gè)"、"這個(gè)" 和"所述"都意圖表示有一個(gè)或多個(gè)元件。用語(yǔ)"包括"、"包含"和"具有" 都意圖包含和意味著除了列出的元件之外，還可以有其它元件。此外， 參照某物體使用的術(shù)語(yǔ)"部分"意圖指該物體的部分或全部。雖然已經(jīng)就各種特定的實(shí)施例描述了本發(fā)明，^f旦是本領(lǐng)域 中的技術(shù)人員應(yīng)該認(rèn)識(shí)到(這里所描述和/或所顯示的)本發(fā)明的實(shí)施例 可利用權(quán)利要求的精神和范圍內(nèi)的修改來(lái)實(shí)踐。
權(quán)利要求
1.一種用于風(fēng)力渦輪機(jī)(10)的葉片(24)，所述葉片包括主體(28)，其適于響應(yīng)于越過(guò)所述葉片主體的風(fēng)流而運(yùn)動(dòng)，所述主體包括限定了內(nèi)腔(44)的內(nèi)表面(42)和相對(duì)的外表面；和至少一個(gè)阻尼元件(50)，其自所述主體的所述內(nèi)表面延伸，所述至少一個(gè)阻尼元件構(gòu)造成有助于減少由所述葉片產(chǎn)生并通過(guò)所述葉片傳播的噪聲的量。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的葉片(24)，其特征在于，所述主體(28) 包括內(nèi)側(cè)段、外側(cè)段以及在所述內(nèi)側(cè)段和所述外側(cè)段之間延伸的中間 段，所述至少一個(gè)阻尼元件設(shè)置在所述段的其中至少一段中。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的葉片(24)，其特征在于，所述至少一個(gè) 阻尼元件(50)聯(lián)接在所述主體(28)內(nèi)側(cè)段中。
4. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的葉片(24),其特征在于，所述至少一個(gè) 阻尼元件(50)聯(lián)接在所述主體(28)外側(cè)段中。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的葉片(24),其特征在于，所述至少一個(gè) 阻尼元件(50)包括至少 一個(gè)隔壁(54)。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的葉片(24),其特征在于，所述至少一個(gè) 隔壁(54)和所述主體內(nèi)表面(42)的至少一部分覆蓋有阻尼材料。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的葉片(24)，其特征在于，所迷阻尼材料 選自由橡膠、泡沫、礦棉、發(fā)泡、玻璃纖維、氈和高嶺土礦棉組成的 材料組。
8. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的葉片(24)，其特征在于，所述阻尼材料 具有選自由圓錐、截頭體、棱錐和波狀組成的形狀組的形狀。
9. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的葉片(24)，其特征在于，所述至少一個(gè) 隔壁(54)包括緩沖器。
10. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的葉片(24)，其特征在于，所述至少一 個(gè)隔壁(54)還包括消聲器(52)。
全文摘要
本發(fā)明涉及具有阻尼元件的葉片及其制造方法。提供了一種用于風(fēng)力渦輪機(jī)(10)的葉片(24)。該葉片包括主體(28)，其適于響應(yīng)于越過(guò)葉片主體的風(fēng)流而運(yùn)動(dòng)，所述主體包括限定了內(nèi)腔(44)的內(nèi)表面(42)和相對(duì)的外表面，以及自該主體的內(nèi)表面延伸的至少一個(gè)阻尼元件(50)，該至少一個(gè)阻尼元件構(gòu)造成有助于減少由葉片產(chǎn)生并通過(guò)該葉片而傳播的噪聲的量。
文檔編號(hào)F03D1/06GK101555864SQ20091013010
公開(kāi)日2009年10月14日 申請(qǐng)日期2009年3月17日 優(yōu)先權(quán)日2008年3月17日
發(fā)明者B·佩蒂特讓, B·格伯, N·K·阿爾索夫 申請(qǐng)人:通用電氣公司