本发明属于风力发电机组技术领域，特别涉及一种用于风力发电机组的叶片的降噪装置、具有该降噪装置的叶片、具有该叶片的风力发电机组以及降噪方法。
背景技术：
随着国内风电迅猛的发展，装机容量逐渐变大，新装的风机离居民区或养殖区也越来越近；并且风机的可靠性越来越高，很多风机参与国际项目的竞争，对于居民区或养殖区，国外很多风场对噪声提出了相对较高的要求。
像澳大利亚、欧洲或美洲的国家等，对噪声限值不仅要求最大声功率级要达标，同时对每个风速下机组的噪声水平都有限值；而现有的降噪基本针对最大噪声进行降噪处理。
通常，现有的降噪手段通过在叶片生产制造完后，粘贴于叶片尾缘的方式进行降噪处理，这种降噪方式的降噪宽度只限于最大噪声附近，而有些国家对大部分的风速要求进行全部降噪，此外采用降低转速或限功率运行的手段可以满足要求，但会损失发电量从而影响收益。
技术实现要素：
根据本发明的一方面，提供一种用于风力发电机组叶片的降噪装置，所述降噪装置包括：降噪部，具有降噪结构；以及驱动部，在将降噪部安装在叶片本体的尾缘处的情况下驱动降噪部，以使降噪部相对于叶片本体伸出或缩回。
降噪部可以包括锯齿结构和毛刷结构中的至少一种。
驱动部可以包括偏心轮、凸轮、丝杠、气缸或液压缸。
驱动部可以包括偏心轮或凸轮，驱动部通过偏心轮或凸轮的旋转来控制降噪部的伸出或缩回。
驱动部还可以包括弹性部件，弹性部件的一端连接到降噪部，弹性部件的另一端用于固定到叶片本体。
降噪装置还可以包括支撑降噪部的支撑部，支撑部具有通道，降噪部通过通道伸出到叶片本体的外部或者通过通道缩回到叶片本体的内部。
根据本发明的另一方面，提供一种用于风力发电机组的叶片，所述叶片包括如上所述的降噪装置和叶片本体，降噪装置设置在叶片本体的尾缘处。
支撑部可以固定在叶片本体的吸力侧和压力侧之间。
根据本发明的再一方面，提供一种风力发电机组，所述风力发电机组包括如上所述的叶片。
根据本发明的又一方面，提供一种用于风力发电机组的叶片的降噪方法，所述风力发电机组包括如上所述的叶片，所述降噪方法包括根据风速来调整降噪部暴露在叶片本体的外部的伸出量。
所述降噪方法可以包括：感测风速；基于感测到的风速向驱动部发送控制信号；驱动部根据控制信号控制降噪部暴露在叶片的外部的伸出量。
根据本发明的降噪装置、具有该降噪装置的叶片、具有该叶片的风力发电机组以及降噪方法具有以下有益技术效果中的至少一个：
1、根据本发明的实施例通过在叶片内预埋可伸缩的降噪装置，在不同风速下进行不同尺寸的收缩，从而达到不同风速下均降噪的目的。
2、根据本发明的实施例可以对局部损坏的降噪部进行更换，无需降低叶片的转速或限功率运行，满足降噪需求的同时增加收益。
附图说明
通过下面结合附图对实施例进行的描述，本发明的以上和/或其它目的和优点将会变得更加清楚，其中：
图1示出了根据本发明的实施例的叶片的结构示意图；
图2示出了图1中的“A”部分的局部放大示意图；
图3示出了根据本发明的实施例的降噪装置位于叶片本体上的示意图；
图4和图5分别示出了图3中的“B”部分的局部放大示意图，其中，图4示出了降噪装置处于伸出状态，图5示出了降噪装置处于缩回状态；
图6示出了根据本发明的实施例的降噪装置的支撑部的一个示例的示意图；
图7示出了根据本发明的实施例的降噪装置的支撑部的另一示例的示意图。
附图标记说明如下：
100-叶片 110-降噪装置 111-支撑部 111P-通道 112-降噪部 113-驱动部 114-弹性部件 1141-弹性构件 1142-固定构件 120-叶片本体 121-前缘 122-尾缘。
具体实施方式
下面将通过参照附图来描述实施例，以解释本发明。然而，本发明可以以多种不同的形式来实施，不应该被理解为局限于在此提出的示例性实施例。
根据本发明的实施例，提出了一种新型结构的可伸缩的降噪装置和具有该降噪装置的叶片。总体上讲，在生产制造叶片时，在叶片尾缘处预留相应的空间，内置可伸缩的降噪装置，通过控制在不同风速下或不同转速下降噪部的伸出长度来降低不同风速或转速的噪声，从而满足绝大多数风速下的降噪需求。
根据本发明实施例的降噪装置可包括降噪部和驱动部。降噪部具有降噪结构，用于安装噪叶片本体的尾缘处，在将降噪部安装在叶片本体的尾缘处的情况下驱动部驱动降噪部，以使降噪部相对于叶片本体伸出或缩回。
如图1至图7所示，根据本发明的实施例的降噪装置110包括支撑部111、降噪部112和驱动部113。降噪部112由支撑部111支撑，可以在驱动部113的驱动下全部或部分伸出叶片本体120的外部或缩回到叶片本体120的内部。
支撑部111沿着叶片的长度方向在叶片尾缘区域设置在叶片本体120内或叶片本体120外。支撑部111可以具有使降噪部112滑动通过的通道111P，降噪部112可以从通道111P中伸出而位于叶片本体120的外部，也可以通过通道111P缩回到叶片本体120的内部。通过控制单元控制驱动部113，可以控制降噪部112伸到叶片本体120外部的伸出量。
在支撑部111上，可以设置一个通道111P(如图6所示)，使得多个降噪部112均可以通过通道111P伸出或缩回，也可以设置多个通道111P(如图7所示)，多个降噪部112可以分为多组，分别通过各个通道111P伸出或缩回。同样地，支撑部111可以为一个或多个。
支撑部111可以一体成型或通过多个部分拼装在一起形成。例如，可以一体地制造出具有一个通道或多个通道的支撑部111，或者可以将带有通道的多个部分拼接在一起来形成支撑部111。支撑部111可以具有长方体形状，例如，具有合适的长度、宽度和厚度，以在将支撑部111固定到叶片本体120内部时不会对叶片本体120的尾缘122的厚度造成影响，或者在将支撑部111安装在叶片本体120的外部时不会对叶片的气动性能造成影响。
支撑部111可以通过工程塑料或铝合金等相对较硬的材料形成，然而，本发明不限于此。可以在叶片的压力侧壳体与吸力侧壳体合模时将支撑部111固定在两片壳体之间，也可以仅将支撑部111固定在压力侧壳体或吸力侧壳体上。
降噪部112可以是降噪锯齿，也可以是降噪毛刷。根据不同的风场，可以选择不同形状、疏密的锯齿或刷毛，以满足不同的需求。
驱动部113与降噪部112连接并且可以设置在叶片本体120的内部，通过驱动降噪部112在通道111P中伸缩，能够控制降噪部112在叶片本体120的外部的伸出量。具体地，驱动部113可以连接在降噪部112的与设置有锯齿或刷毛的端部相对的端部上。
驱动部113可以包括液压缸(例如，小液压缸)结构，液压缸的活杆塞连接到降噪部112上，当需要使降噪部112从叶片本体120伸出时，对液压缸供油，活塞杆带动降噪部112从叶片本体120伸出；当需要使降噪部112从叶片本体120的外部缩回时，使液压缸释放油，活塞杆带动降噪部112从叶片本体120的外部缩回。通过控制供油量或释油量，可以控制降噪部的伸出量或缩回量。然而，本发明不限于此，驱动部113也可以包括气缸结构。
在本发明的实施例中，驱动部113也可以包括丝杠结构，丝杠的螺母可固定在降噪部112上，丝杠的螺杆设置在叶片本体120上。通过控制螺杆的正向旋转或反向旋转来使降噪部112伸出叶片本体120外部或从叶片本体120外部缩回。
在本发明的实施例中，驱动部113也可以包括偏心轮结构或凸轮结构。在这种情况下，驱动部113还可以包括弹性部件114，弹性部件114的一端连接到降噪部112，弹性部件114的另一端用于固定到叶片本体120，从而使降噪部112缩回。
如图4和图5所示，弹性部件114可以包括弹性构件1141和固定构件1142。弹性构件1141的一端可以连接到降噪部112的内侧端部上，弹性构件1141可以是弹簧等。弹性构件1141的另一端可以连接到固定构件1142，固定构件1142可以连接到叶片本体120。弹性构件1141的另一端也可以直接连接到叶片的内侧蒙皮上。
下面将描述降噪部112、驱动部113和弹性部件114之间的关系。
当驱动部113为凸轮结构时，在需要使降噪部112从叶片本体120伸出时，控制凸轮的旋转角度利用凸轮的半径较大的部分推挤接触降噪部112，从而推动降噪部112从叶片本体120伸出，此时弹性构件1141被拉长；当需要使降噪部112从叶片本体120的外部缩回时，转动凸轮使凸轮半径较小的部分朝向降噪部112，此时弹性构件1141会回弹从而带动降噪部112从叶片本体120的外部缩回。
在本发明的非限制性实施例中，弹性部件114可以包括两个弹性构件1141和分别设置在两个弹性构件1141上的两个固定构件1142。两个弹性构件1141可以连接在降噪部112的内侧端部上，从而进一步增大降噪部112的运动稳定性。
在本发明的实施例中，降噪装置110可以设置在叶片本体120的尾缘122处，例如，在从叶尖往叶根方向大概1/3的长度范围内。
降噪装置110可以在将压力侧和吸力侧合模时置于压力侧和吸力侧之间从而设置在叶片本体120中，例如，在生产制造叶片时，叶片尾缘处可以预留相应的空间，而降噪装置110可以预埋在叶片本体120的预留空间内。具体地，可以提前设计好降噪装置110的造型，在蒙皮灌注完成合模时将降噪装置110放置在相应位置处，经合模后支撑部111随粘接剂固化成型而结合到叶片本体120的压力侧和吸力侧，从而降噪装置110设置在叶片本体120内部。
然而，降噪装置110与叶片本体120的设置方式不受具体限制，例如，在不影响叶片的气动外形的情况下，也可以将降噪装置110安装在叶片本体120的外部，例如，靠近叶片本体120的吸力侧处。
在本发明的实施例中，由于可伸缩的降噪装置设置在叶片本体内部或安装在叶片本体的外部，因此可根据不同的风场来调整降噪部112暴露在叶片本体120的外部的长度。
此外，如上所述，降噪装置110的弹性部件114的一端连接到降噪部112，而另一端连接到叶片本体120，从而当降噪部112出现局部损坏时，从叶片100的外侧对局部的降噪部112进行更换，只需将降噪部112从弹性部件114上摘除并从叶片100中拉出，替换新的降噪部。
此外，在本发明的实施例中，支撑部111在叶片本体120中还起到对尾缘122的强度进行补偿的作用。由于将降噪装置110设置在叶片本体120的尾缘122处会对尾缘122的强度造成影响，因此为了不影响尾缘122的强度，优选地，在尾缘122的预定范围内可分段式设置具有多个通道111P的支撑部111。然而，本发明不限于此，可以根据需要不同地布置支撑部111。作为可选方案，支撑部111可以是叶片本体120上的一部分，即，可以在叶片本体120上预先设置用于支撑降噪部112的结构，或者形成用于使降噪部伸缩通过的通道111P，在这种情况下，根据本发明实施例的降噪装置可以不包括支撑部111。
在本发明的实施例中，由于叶片内设置有可伸缩的降噪装置，根据不同风速下噪声的要求来调整降噪部暴露在叶片外的伸出量，因此，能够满足不同风速下的降噪需求。
下面将详细描述如上所述的叶片100的降噪方法。
研究表明，对于不同风速下，边界层湍流尺度会不同，所以降噪部需要不同长度，而本发明的实施例的降噪方法可以根据风速(使用叶片100的环境下的风速)来调整降噪装置110的降噪部112暴露在叶片本体120的外部的伸出量。
具体地，根据本发明的实施例的降噪方法包括感测风速、发送控制信号以及调整降噪部112暴露在叶片100的外部的伸出量。
首先，利用位于机舱上部或风机前的测风装置来感测风速；然后，风机主控系统基于感测到的风速向降噪装置110的驱动部113发送控制信号；最后，驱动部113根据控制信号调整降噪部112暴露在叶片100的外部的伸出量。例如，在感测到风速之后，风机主控系统向驱动部113发送控制信号，基于控制信号来控制如偏心轮的旋转角度、凸轮的旋转角度、丝杠的旋转量或小液压缸的油量等，以控制降噪部112暴露在叶片100的外部的伸出量，如风速为6m/s时，控制降噪部112暴露在叶片100外部的长度为120mm；风速为7m/s时，控制降噪部112暴露在叶片100外部的长度为80mm；风速为8m/s时，控制降噪部112暴露在叶片100外部的长度为50mm；风速为9m/s时，控制降噪部112暴露在叶片100外部的长度为30mm。
根据本发明的叶片以及降噪方法通过可伸缩的降噪装置能够满足不同风速下的降噪需求。
虽然已经在上面描述了本发明的一些实施例，但是，本领域的技术人员应该理解，在不脱离本发明的原理和精神的情况下，可以在这些实施例中作出改变，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。