叶片、叶片锯齿尾缘及其制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及风力发电设备领域，尤其涉及一种叶片、叶片锯齿尾缘及其制造方法。
【背景技术】
[0002]随着风电行业的快速发展，为了增加风场单位面积的捕风能力，风力发电机组的单机容量越来越大，叶片的长度也越来越长，辐射噪声也随之增大。
[0003]已有研究表明，风力发电机组的主要噪声来源于叶片的气动噪声，即由于来流风和叶片的相互作用所引起的噪声，并且气动噪声水平近似和叶尖速度的5次方成正比。风力发电机的另一个噪声源是机械噪声，如齿轮箱、发电机等的噪声，在现有技术条件下，机械噪声可以得到很好的控制。
[0004]根据发声机理的不同，叶片的气动噪声又可以分为湍流边界层尾缘噪声、层流边界层涡脱落噪声、分离失速噪声、钝尾缘噪声和叶尖分离涡噪声。对于大型风力发电机来说，湍流边界层尾缘噪声是主要噪声源，也简称尾缘噪声。NLR(荷兰航空航天国家实验室)对GE2.3MW风力机的噪声实验结果表明，风力发电机辐射噪声最大位置位于叶片展向80%?95%。而从当地速度三角形来看，影响当地速度的主要因素是风轮的转速。
[0005]随着我国累计装机容量的不断增加，国内一类、二类风场基本已开发殆尽，三类、四类风场成了各厂商争相竞争的对象(一类、二类、三类和四类风场依据风速划分)。但是，三类、四类风场靠近居民生活区，风场的建设必须考虑对周围居民生活的影响，其中必须要考虑的就是噪声污染。
[0006]现有的降低风力发电机的气动噪声的主要措施有两大类:降低风轮转速。前者对于已处于运行状态的风力发电机来说，效果非常明显，但同时对发电的影响也很大。
【发明内容】
[0007]本发明的实施例提供一种叶片、叶片锯齿尾缘及其制造方法，以解决现有的风力发电机的叶片工作过程中噪声大的问题。
[0008]为达到上述目的，本发明的实施例提供一种叶片锯齿尾缘制造方法，该方法包括如下步骤:锯齿尾缘步骤:在基板上切割出锯齿尾缘，锯齿尾缘包括锯齿和与锯齿的底边固定连接的粘接区域;后处理步骤:在锯齿尾缘的锯齿和/或粘接区域的边缘形成倒角。
[0009]进一步地，叶片锯齿尾缘制造方法在锯齿尾缘步骤之前还包括:基板制造步骤:在模具上铺设玻璃纤维布层，并真空灌注形成玻璃钢板作为基板。
[0010]进一步地，基板包括至少两层玻璃纤维布层和设置在至少两层玻璃纤维布层之间的加强层;或基板包括至少两层玻璃纤维布层。
[0011]进一步地，加强层为加强条，加强条的中线与相对应的锯齿的齿的中垂线平行或重合。
[0012]进一步地，加强层为加强网，加强网覆盖处于加强网的下方的玻璃纤维布层。
[0013]进一步地，沿锯齿尾缘的厚度方向，锯齿的宽度逐渐增大并形成倒角，或锯齿的宽度由锯齿厚度方向的中间向两侧逐渐减小并形成倒角。
[0014]进一步地，在后处理步骤中还包括:在粘接区域上开设凹槽。
[0015]进一步地，凹槽位于锯齿的相邻两个齿之间。
[0016]进一步地，在后处理步骤中还包括:在锯齿的相邻两个齿之间制造过渡槽，过渡槽位于粘接区域顶部。
[0017]根据本发明的另一方面，提供一种叶片锯齿尾缘，包括锯齿和与锯齿的底边固定连接的粘接区域，锯齿和/或粘接区域的边缘具有倒角。
[0018]进一步地，锯齿的相邻两个齿之间具有过渡槽。
[0019]进一步地，粘接区域上设置有凹槽，凹槽位于锯齿的相邻两个齿之间。
[0020]进一步地，叶片锯齿尾缘包括玻璃纤维布层和加强层。
[0021]根据本发明的另一方面，提供一种叶片，包括叶片主体，叶片还包括叶片锯齿尾缘，叶片锯齿尾缘固定设置在叶片主体上，叶片锯齿尾缘通过上述的叶片锯齿尾缘制造方法制造。
[0022]本发明的实施例的叶片锯齿尾缘通过设置倒角使得在降噪的同时改善叶片的气动性能，保证发电量的情况下降低噪音。
【附图说明】
[0023]图1为本发明的实施例的叶片锯齿尾缘的结构示意图；
[0024]图2为本发明的实施例的叶片锯齿尾缘的锯齿边缘的倒角处的放大图；
[0025]图3为本发明的实施例的叶片锯齿尾缘的粘接区域的凹槽处的俯视放大图；
[0026]图4为本发明的实施例的叶片锯齿尾缘的凹槽处的主视放大图；
[0027]图5为本发明的实施例的叶片锯齿尾缘的带有加强条的剖视放大图；
[0028]图6为本发明的实施例的叶片锯齿尾缘的带有加强网的剖视放大图。
[0029]附图标记说明:
[0030]1、锯齿;2、粘接区域;3、倒角;4、凹槽;5、过渡槽;6加强条;7、加强网。
【具体实施方式】
[0031]下面结合附图对本发明实施例的叶片、叶片锯齿尾缘及其制造方法进行详细描述。
[0032]如图1所示，叶片锯齿尾缘包括锯齿1和与锯齿1的底边固定连接的粘接区域2。粘接区域2用于与叶片连接，使叶片锯齿尾缘可以可靠地固定在叶片上。锯齿1可以降低叶片尾缘处的湍流，进而降低叶片工作时的噪音。在锯齿1和/或粘接区域2的边缘设置的倒角3可以使空气更为平滑地流过叶片锯齿尾缘的表面，进而降低噪音且降低锯齿尾缘粘接在叶片上对叶片气动性能的影响。
[0033]结合参见图2所示，倒角3分布在锯齿1的各齿的边缘和粘接区域2的边缘。沿锯齿尾缘的厚度方向，锯齿1的宽度逐渐增大并形成该倒角3，以使气流通过叶片锯齿尾缘时更加平滑，减小叶片锯齿尾缘对叶片气动性能的影响。当然，在其他实施例中，沿锯齿尾缘的厚度方向，锯齿1的宽度可以由锯齿1厚度方向的中间向两侧逐渐减小并形成该倒角3。
[0034]如图3和4所示，粘接区域2上设置有凹槽4，通过设置该凹槽4使得叶片锯齿尾缘在发生热胀冷缩时可以减少内应力的传递，有效保护叶片锯齿尾缘的形状，进而保证其降噪的可靠性。
[0035]优选地，凹槽4位于锯齿1的相邻两个齿之间，以便使叶片锯齿尾缘各处的应力分布均匀。
[0036]锯齿1的相邻两个齿之间具有过渡槽5。该过渡槽5可以为圆弧槽，以改善锯齿1的齿间受力情况，同时分散气流通过锯齿表面时锯齿间产生的应力。该过渡槽5还可以是三角形槽或矩形槽等。
[0037]如图5和图6所示，优选地，为了提高叶片锯齿尾缘的结构强度，提高其耐用性，降低生产成本和更换频率，叶片锯齿尾缘包括玻璃纤维布层和加强层。该加强层为高分子材料，其用于提高叶片锯齿尾缘的结构强度。高分子材料可以是凯芙拉纤维或其制成品。该加强层用于增强锯齿尾缘的刚度或韧性，其材料的选择可以根据需要选择。
[0038]当然，在其他实施例中，叶片锯齿尾缘可以仅包括玻璃纤维布层。
[0039]如图5所示，加强层可以是加强条6，其是有高分子材料制成的矩形条、三角形条或梯形条等。该加强条6的中线与锯齿1的中垂线应重合或平行，以对锯齿形成较好的支撑。
[0040]如图6所示，加强层可以是加强网7，该加强网7覆盖在位于其下方的玻璃纤维布层上，以在整体上对叶片锯齿尾缘形成支撑。当然，该加强网7可以仅覆盖位于其下的部分玻璃纤维布层。
[0041]根据本发明的另一方面，提供一种叶片锯齿尾缘制造方法，该方法用于制造上述的叶片锯齿尾缘。在本实施例中，叶片锯