转子叶片后缘的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及风声设备的转子叶片的后缘的一种构成方案和一种用于计算要制造 的后缘的方法。此外，本发明涉及一种用于转子叶片的后缘并且本发明涉及一种具有后缘 的转子叶片。此外，本发明涉及一种具有至少一个带有后缘的转子叶片的风能设施。
【背景技术】
[0002] 风能设施是普遍已知的并且图1示出已知的风能设施。为了风能设施的效率，一 个或多个转子叶片的设计是重要的方面。除了转子叶片的基础的基本轮廓之外，转子叶片 后缘也对于转子叶片的性能具有影响。
[0003]在这点上，也已经提出具有带有多个锯齿的成锯齿状的变化的后缘或锯齿形的后 缘。但是，设置这种锯齿形的后缘能够是耗费的并且存在如下风险：设置成锯齿形的后缘或 锯齿形的后缘引起不与效率成适当比例的耗费。
[0004] 从EP 0 653 367 A1中已知：后缘沿转子叶片的主梁的纵向方向锯齿形地构成。 由此，应当实现噪声降低。
[0005] 从EP 1 314 885 A1中已知：后缘沿转子叶片的主梁的纵向方向锯齿形地并且同 时可弹性弯曲地构成。借此，应当实现转子叶片施加到发电机上的转矩提高。
【发明内容】
[0006]因此，本发明基于如下目的，解决上述问题中的至少一个。尤其应当提出进一步提 高风能设施的转子叶片的效率的解决方案。
[0007]本发明的目的尤其是，在噪声效果不增加的情况下，进一步提高转子叶片的效率。 至少应当实现一种替选的解决方案。
[0008]对此，提出一种转子叶片，所述转子叶片的后缘沿转子叶片的主梁的纵向方向锯 齿形地构成，其中长度和/或间距在函数上与叶片截面上的局部的入流条件和从中形成的 旋流的边界层厚度或者在其中构成的旋流球与其压力波动的相干长度标度相关。优选地， 各个齿的长度应当在齿间变化。
[0009]因此，提出锯齿状的后缘，所述后缘相应地具有多个锯齿或齿一一这在此同义地 应用一一所述齿或锯齿从转子叶片起基本上向后、即向背离转子的正常的转动运动的一侧 变尖。相应地，分别在两个锯齿或齿之间的中间空间沿朝向转子叶片的方向变尖。这种锯 齿具有高度，即基线距作为将锯齿尖部连接的顶点垂线的顶点垂线的间距，其中在所述基 线上，变尖的中间空间终止，在所述顶点垂线上，变尖的锯齿终止。该基线和该顶点垂线能 够是弯曲的线并且能够具有彼此间在叶片长度之上变化的间距。
[0010] 各个齿的长度也能够同义地称作为齿的高度或锯齿的高度、即锯齿高度。
[0011] 根据本发明，提出根据权利要求1所述的用于计算要制造的后缘的方法。因此，提 出用于风能设施的气动的转子的转子叶片的要制造的后缘。转子叶片相对于其中应装入或 装入转子叶片的转子具有径向位置。因此，后缘和转子叶片的径向位置总是与该转子相关， 即与距转子的转动轴线的间距相关。该解决途径也作为首先尚未安装的转子叶片的基础。 风能设施的转子叶片基本上与专门的风能设施相协调，尤其与具有该转子叶片和通常两个 其他的转子叶片的转子相协调。
[0012] 对此，转子叶片对每个径向位置具有局部的叶片轮廓。换而言之，每个叶片截面根 据其径向位置具有自身的叶片轮廓。
[0013] 后缘具有带有多个锯齿的成锯齿状的伸展，这也能够称作为是锯齿形的。但是，各 个锯齿在此基本上是镜面对此的，因此具有两个倾斜的、大致相同的侧壁。特别地，所述齿 通常不具有一个垂直的和一个倾斜的侧壁，而是具有两个倾斜的侧壁。
[0014] 每个锯齿具有锯齿高度和锯齿宽度。锯齿高度是基线和顶点垂线之间的已经描述 的间距。锯齿宽度是两个变尖的中间空间的相应的端部的间距，所述中间空间对锯齿限界。 粗略地说，锯齿的宽度是其锯齿尖部与相邻的锯齿的锯齿尖部的间距。尽管所提出的锯齿 形的后缘的锯齿优选地彼此不同，当然所述不同对于直接相邻的锯齿是相对小的。
[0015] 现在提出：锯齿高度和此外或替选地锯齿宽度根据其径向位置来计算。因此，对于 每个锯齿，根据其径向位置得到自身的计算。结果，由此得到具有多个锯齿的后缘，所述锯 齿已经单独地计算并且能够相应地具有单独的大小，所述大小尤其近似连续地在转子叶片 长度之上或者随着径向位置的上升或下降而改变。
[0016] 锯齿高度和此外或替选地锯齿宽度优选根据其径向位置的局部的叶片轮廓来计 算。因此，对于一个锯齿考虑其径向位置的叶片轮廓，即在其径向位置的叶片截面的轮廓。
[0017] 根据一个设计方案提出，锯齿高度大于锯齿宽度并且从锯齿高度中计算锯齿宽 度。对于该计算，锯齿高度与锯齿宽度的比例位于0.5至10、尤其3至5的范围中。优选 地，所述比例大致为数值4,尤其为数值2。因此，锯齿宽度X从锯齿高度H中根据如下公 式计算：
[0018] 入=H/knmit kN= [0, 5. ? ? 10]，尤其 k N= 2。
[0019] 因此，锯齿是相对细长的并且尤其变成尖角。在任何情况下对于这种单独计算的 锯齿而言，该范围中的比例对于噪声最小化证实为是尤其有利的。当锯齿高度与锯齿宽度 处于固定比例时尤其如此，同义的是：是否首先计算锯齿高度并且然后从中计算锯齿宽度， 或者是否首先计算锯齿宽度并且随后从中计算锯齿高度。
[0020] 优选地，锯齿具有彼此间不同的锯齿宽度和/或不同的锯齿高度并且由此单独地 彼此区分。
[0021] 优选地，计算设计成，使得在用于弱风地点的后缘中，锯齿的相对于轮廓深度的锯 齿高度随着其锯齿的径向位置的半径的增大而减小，而在用于强风地点的锯齿后缘中，锯 齿的相对于轮廓深度的锯齿高度随着其锯齿的径向位置的半径的增大而增大。这从风级特 定的叶片设计中得出。
[0022] 在风能产业中常见的是，将地点根据风级来分类。在尤其在近海或离岸地点中存 在的强风地点中，原则上能够预期较强的风。风能设施、尤其转子叶片相应地设计成，使得 其能够经受住强风并且风能设施在此也能够运行，其中所述风能设施在弱风的情况下与用 于弱风地点的风能设施相比能够从风中提取更少的能量。
[0023] 相应地，用于尤其在内陆地区中占优的弱风地点的风能设施设计成，使得其不必 或至少不必在正在运行时经受强风，至少必须在下述风强下调节，在所述风强下，用于强风 地点的风能设施还不必调节。对此，用于弱风地点的这种风能设施在弱风的情况下从风中 提取更多的能量。这种划分对于本领域技术人员是常见的并且有时采用其他的划分。
[0024]对此，根据一个实施方式提出，计算设计成，使得用于弱风地点的风能设施的转子 叶片的相对于轮廓深度的锯齿高度随着半径增大而减小。例如，在用于弱风地点的后缘中， 对于相对于最大直径归一化的〇. 6至0. 8的半径而言，锯齿高度H的变化的斜率能够为：
[0025] r(f/R)=卜 13 …輝,尤其=_20。
[0026]因此，存在锯齿高度的下降并且在此在分子中考虑相对于轮廓深度c的锯齿高度 H并且在分子中考虑相对于转子叶片R的最大半径的半径r。在r/R = 0. 75和r/R = 0. 9 之间，相对于轮廓深度的锯齿高度优选具有恒定的变化，以便在r/R = 0. 9处才再次朝向最 大的半径R减小。这也能够在图10中表明。
[0027]对于用于相同功率等级、但是用于强风地点的风能设施的后缘而言，相应的比例 能够是正的并且为+20,因为也能够称作为锯齿深度的锯齿高度增大。锯齿高度在0. 85r/R 处达到最大值并且然后朝向叶片尖部严格单调地下降。
[0028]后缘的这种风级相关的计算考虑到根据风级出现的不同的问题。
[0029]优选地，锯齿高度和/或锯齿宽度经由多项式关系与其局部半径相关地计算，优 选经由四阶至八阶的、尤其五阶或六阶的、尤其对于弱风地点为六阶的并且对于强风地点 为五阶的多项式关系来计算。锯齿的高度的特征性的变化原则上能够在弱风地点和强风地 点之间不同。这能够通过针对弱风地点和强风地点应用不同阶的多项式来考虑。
[0030] 优选地，计算根据一个或多个预期的噪声谱进行。此外或替选地，计算根据一个或 多个工作点进行。因此提出，在至少一个工作点中具体地考虑风能设施的表现。这种工作 点就此是理想化的、静态的工作点，所述工作点尤其通