[发明专利]具有声学衬垫的风轮机转子叶片

说明书

技术领域

本发明总体涉及风轮机转子叶片，具体涉及具有声学衬垫的风轮机 转子叶片。具体而言，本发明涉及用于减小从风轮机发出的噪音的风轮 机转子叶片的声学衬垫。

背景技术

从专业设施，特别是动力系统发出的噪音存在安全及环境方面的问 题。法律对特定区域中噪音源可持续产生的允许声压水平进行了规定， 因此减小噪音排放对较低影响环境整体非常重要。对上述声压水平进行 规定的条例依不同国家而不同。通常，最大允许噪音值取决于周围环境 以及一天中的具体时间。例如，在白天期间在工业环境中可允许55dB (A)，而在夜间于居住环境中仅允许35dB(A)。这些条例对风轮机 设备限定了环境需求以及声学目标。

着眼于此，在风轮机设计中由风轮机产生的噪音是非常重要的问 题。由风轮机产生的噪音部分涉及机械领域并部分涉及空气动力学领 域。尽管冷却风扇、辅助设备(例如泵及压缩机)、轴承以及横摆系统 也会发出机械噪音，但主要从发动机舱内的机构(特别是齿轮箱及发电 机)发出机械噪音。风轮机的空气动力学噪音主要因转子叶片的工作而 产生。具体而言，已知会产生空气动力学噪音的数个机理：叶片翼面厚 度及进气紊流噪音、层流层振荡噪音、叶片气流分离振荡噪音、以及紊 流边界层边缘干扰噪音。

发明内容

着眼于此，提供了一种用于风轮机的转子叶片。该转子叶片包括声 学多孔表面层，其至少部分地覆盖所述转子叶片的至少一个表面，至少 一个反应声学元件，其位于所述声学多孔表面层下方，以及隔音层，其 位于所述声学多孔表面层与所述至少一个反应声学元件之间。

通过所附权利要求、描述以及附图可理解本发明的其他方面、优点 以及特征。

根据本发明的第一方面，提供了一种用于风轮机的翼面。翼面表面 包括部分透声区域，其覆盖高压侧或低压侧或两者的至少一部分。共振 器在透声表面区域下方布置在翼面内侧。此外，隔音层夹置在透声表面 区域与共振器之间。

通过单独或彼此结合的消耗元件及反应元件，根据本发明的第一方 面的实施例实现了宽带噪音减小。因此，本发明提供了一种被动失效保 护噪音减小系统，其还可在现存涡轮机上进行改造而成。

根据本发明的又一方面，提供了一种用于风轮机的转子叶片，其中 转子叶片包括声学多孔表面层，其至少部分地覆盖所述转子叶片的至少 一个表面，以及隔音层，其位于所述声学多孔表面层下方。

在风轮机运转期间，通常可穿过声学多孔表面层并将被隔音层吸收 的处于从200Hz至2000Hz的频率范围内的低与中频占处于20Hz至 20,000Hz可听到频率范围内空气动力学噪音的绝大部分。因此，声波在 隔音层中消耗，由此显著地降低了从涡轮机转子叶片发出的噪音。

根据本发明的又一方面，提供了一种用于风轮机的转子叶片，其中 声学多孔表面层至少部分地覆盖所述转子叶片的至少一个表面，至少一 个反应声学元件位于所述声学多孔表面层下方，以及空气层位于所述声 学多孔表面层与所述至少一个反应声学元件之间。

在风轮机运转期间，反应元件被通过声学多孔表面层传递的声压激 励。反应元件起用于消耗声能的反应声学构件的作用。因此，可以显著 地降低从涡轮机转子叶片发出的噪音。

附图说明

参考附图，在本说明书的下述部分，更具体地给出对本领域技术人 员而言本发明的全部且可实施的内容(包括其最佳实施例)。

图1示出了风轮机转子叶片的剖视图。

图2示出了根据本发明的实施例的风轮机转子叶片的剖视图。

图3示出了根据本发明的实施例的风轮机转子叶片的放大剖视图。

图4示出了根据本发明的另一实施例的风轮机转子叶片的放大剖视 图。

图5示出了根据本发明的又一实施例的风轮机转子叶片的放大剖视 图。

图6示出了根据本发明的又一实施例的风轮机转子叶片的剖视图。

图7示出了根据本发明的实施例的风轮机转子叶片的放大剖视图。

图8示出了根据本发明的又一实施例的风轮机转子叶片的放大剖视 图。

图9示出了根据本发明的又一实施例的风轮机转子叶片的放大剖视 图。

图10示出了根据本发明的又一实施例的风轮机转子叶片的剖视 图。

图11示出了根据本发明的实施例的风轮机转子叶片的放大剖视 图。