风力涡轮机的制作方法

1.本发明涉及一种包括具有多个叶片的转子的水平轴风力涡轮机。特别地，本发明涉及叶片的特定几何形状，以减少由转子产生的空气动力噪音。


背景技术：

2.风力涡轮机用于将来自风的动能转换成电力。近年来，风力已经成为更有吸引力的替代能源，并且风力涡轮机、风力场等的数量在陆地和近海两者上都显著增加。传统上，风力涡轮机已经位于相对较远的区域中，其中来自风力涡轮机的噪音没有明显地成问题。然而，随着风力涡轮机的数量增加，由此产生的噪音已受到更多的关注。在这点上，风力涡轮机定位成更靠近商业和住宅区域，这些区域可能具有限制噪音水平的各种法律和法规。
3.对于风力涡轮机存在两个主要噪音源：机械噪音和空气动力噪音。机械噪音可以来自各种风力涡轮机部件，例如齿轮箱、发电机、俯仰和偏航控制装置、液压系统等。另一方面，空气动力噪音可能是由于叶片和流过叶片的空气之间的相互作用。虽然机械噪音对于整个风力涡轮机噪音可能是重要的贡献因素，但是存在用于降低机械噪音的一些已知技术，包括使用减振器和吸声材料。相比之下，空气动力噪音可能难以减轻并且被认为是风力涡轮机噪音的主要来源。随着风力涡轮机的尺寸继续增加，叶片的末梢速度也增加。随着末梢速度增加，空气动力噪音也增加。
4.可能存在空气动力噪音的若干来源，包括后缘噪音和叶片末梢涡流噪音。后缘噪音(其可包括钝后缘涡旋脱离噪音和湍流边界层后缘噪音)已经引起电力企业和制造商的一些关注。例如，已经使用诸如锯齿状或锯齿设计的各种后缘设计来减少后缘噪音。虽然这种用于后缘噪音的解决方案在本领域中是已知的，但是锯齿状或锯齿设计可以仅在一定程度上减轻噪音，并且它们可能影响叶片的空气动力学性能。
5.因此，本发明的目的是提供一种具有降低的空气动力噪音的风力涡轮机转子。


技术实现要素：

6.根据本发明，提供了一种水平轴风力涡轮机，其包括具有多个叶片的转子，所述转子具有至少80米的半径r，所述叶片包括：
7.根部端和末梢端，叶片在翼展方向上从根部端延伸到末梢端；
8.前缘和后缘，叶片在弦向方向上沿着弦从前缘延伸到后缘；
9.位于根部端和末梢端之间的肩部，在所述肩部处前缘和后缘之间限定的弦长最大；
10.叶片在根部端和末梢端之间扭转，并且扭转由沿着叶片的翼展方向的扭转分布曲线限定，每个叶片还包括：
11.位于叶片的根部端与叶片的肩部之间的内侧区域；
12.位于转子半径0.9r与叶片的末梢端之间的外侧区域；
13.和中间板区域，其位于内侧区域和外侧区域之间；
14.降噪特征部，所述降噪特征部位于所述叶片的所述中间板区域中，所述降噪特征部从所述后缘突出并且从第一径向位置r1朝向所述末梢端延伸；
15.其中，扭转分布曲线包括在第一径向位置r1附近的第一拐点。
16.风力涡轮机叶片沿翼展方向扭转，以考虑在操作中风力涡轮机叶片的外侧区域比风力涡轮机叶片的内侧区域更快地移动的事实。这导致沿着叶片的翼展方向的扭转分布。
17.在叶片的中间板区域中，扭转朝向叶片的末梢减小，以维持沿着叶片的相对恒定的迎角，迎角是叶片弦和相对风向之间的角度。根据本公开，当扭转“减小”时，叶片的前缘向上旋转以增加局部迎角。在扭转分布曲线上的拐点处，扭转分布的二阶导数为零。
18.第一拐点的位置对应于径向位置r1处的降噪特征部的开始。在使用中，后缘处的降噪特征部可降低叶片的空气动力学性能。特别地，降噪特征部可以减小在降噪特征部所处的径向位置处由叶片生成的升力和/或增加由叶片生成的阻力。为了补偿这种升力损失，扭转分布曲线中的拐点提供了扭转角的减小和迎角的增加。迎角的增加将补偿来自降噪特征部的这种升力损失。
19.优选地，降噪特征部包括锯齿状后缘。锯齿状后缘包括类似锯齿形状，其用于减小后缘噪音。
20.优选地，扭转在叶片的中间板区域中朝向外侧区域减小。扭转的减小提供了沿着叶片长度的合适的迎角。
21.当扭转分布包括在第一径向位置附近的第一拐点时，第一拐点距第一径向位置可小于转子半径的15％，优选地小于10％，并且更优选地小于5％。优选地，第一拐点位于第一径向位置的根部。这允许叶片被设定在降噪特征部开始处的期望扭转角。
22.优选地，所述扭转分布曲线包括位于所述第一拐点和所述末梢端之间的第二拐点。
23.第一径向位置r1可以位于0.6r和0.8r之间。特别地，第一径向位置r1可以位于大约0.7r处。仅在叶片的外部三分之一中使用降噪特征部(诸如锯齿状后缘)是有利的，因为该位置是气动噪音的主要来源。
24.水平轴风力涡轮机可包括转子，其中：
25.solr在0.7r时为至少0.0140；
26.solr在0.8r时为至少0.0116；
27.solr在0.9r处为至少0.0090；
28.solr是叶片的组合半径比密实度并且由以下限定：
[0029][0030]
其中，n＝叶片的数量，cr＝在特定半径处的弦长，并且r＝转子半径。
[0031]
风力涡轮机叶片的密实度是投影到转子平面中的风力涡轮机叶片的面积(a
叶片
)与由旋转叶片覆盖的总面积(πr2)之间的比率。因此，组合的密实度(即叶片的密实度之和)是：
[0032][0033]
其中n是风力涡轮机叶片的数量(例如3)并且r是转子半径。因此，密实度是叶片的薄度的量度，因为密实度越低，叶片越纤薄。
[0034]
也可以从转子中心针对特定半径r建立密实度。风力涡轮机转子的半径比密实度(即叶片的组合半径比密实度)由(其中cr是特定半径处的弦)给出：
[0035][0036]
在风力涡轮机叶片的设计中已知的是，降低风力涡轮机叶片的密实度降低了风力涡轮机上的负载。这是因为降低的密实度导致较小的翼弦，因此减少了风力涡轮机叶片上的疲劳和极端载荷。(这在wo2006/090215中描述)。然而，本发明不谋求更细长的叶片，而是针对叶片的外半部分中的更高的密实度值。
[0037]
由风力涡轮机产生的功率与转子的旋转速度成比例。随着叶片长度的增加，对于给定的旋转速度，叶片的末梢速度也将增加。然而，增加的末梢速度导致较高的空气动力噪音。另外，较高的末梢速度导致风力涡轮机叶片的前缘的腐蚀增加。通过提供如上所述具有组合的半径比密实度的风力涡轮机转子，可以减小末梢速度，而不会相应地减小由叶片产生的升力。另外，由于较低的末梢速度，空气动力噪音被降低。典型地，对于传统的转子，如果通过降低旋转速度来降低末梢速度，则将存在由风力涡轮机产生的功率的相应下降，因为将存在由叶片产生的较低的升力。
[0038]
利用上面列出的密实度数值，与传统的叶片相比，叶片在跨度的至少外部30％中具有更大的弦。当弦相对较大时，在此外部30％中的叶片将产生更多升力。因此，可以减小末梢速度。另外，由于叶片的外部30％中增大的弦，叶片可在减小的迎角下操作，同时仍产生足够的升力。叶片段操作时的减小的迎角也意味着空气动力噪音的降低。这是因为跨越叶片的边界层将更薄。
[0039]
对于长转子叶片，特别是那些超过80米长度的转子叶片，空气动力噪音成为设计中的限制因素。这里限定的叶片几何形状有利地允许空气动力噪音的减小，同时仍然提供足够的空气动力学性能。
[0040]
优选地，solr在0.6r处为至少0.0164。优选地，solr在0.5r处为至少0.0199。通过进一步向内侧提供增加的密实度数值，可以进一步降低由叶片产生的噪音，同时仍保持空气动力学性能。
[0041]
在优选实施例中，叶片具有组合的半径比密实度，由此：
[0042]
solr在0.7r处为至少0.0146；
[0043]
solr在0.8r处为至少0.0123；
[0044]
solr在0.9r处为至少0.0099。
[0045]
这种密实度值对于具有超过80米(例如超过90米)的转子半径的风力涡轮机是特别有益的。
[0046]
solr在0.6r处可以是至少0.0172；并且solr在0.5r处可以是至少0.0200。对于长的风力涡轮机叶片(其中转子半径超过80米)，这样的密实值允许减小转子的末梢速度，同时仍保持空气动力学性能。
[0047]
在优选实施例中，叶片具有组合的半径比密实度，由此：
[0048]
solr在0.7r处低于0.0164；
[0049]
solr在0.8r处低于0.0133；
[0050]
solr在0.9r处低于0.0108。
[0051]
虽然在外部30％中的增加的弦导致噪音的降低，但是组合的半径比密实度优选地低于这些值，使得转子上的疲劳和极端载荷不太高。
[0052]
优选地，肩部位于0.18r和0.35r之间，优选地在0.2r和0.3r之间的位置处。
[0053]
在肩部位置处，叶片的组合半径比密实度solr可小于0.027且可优选地小于0.026。
[0054]
比率被定义为：
[0055]
所述比率可以大于0.5并且优选地大于0.55，并且甚至更优选地大于0.58；其中所述比率是叶片在0.7r处的组合的半径比密实度与叶片的肩部处的叶片的组合的半径比密实度之比。
[0056]
由于与传统叶片相比，叶片长度的增加，叶片的外部30％(并且优选外半部)中的增加的转子密实度可能导致更高的负载。特别地，可以增加风力涡轮机经历的极端载荷。但是，在叶片的肩部处提供具有相对低的转子密实度的转子可以减轻这些增加的负载并且有助于保护风力涡轮机免受损坏。
[0057]
应当注意，多个叶片在它们的外部几何形状方面优选地基本上相同，使得每个叶片上的肩部将处于相同的位置并且具有相同的弦长。
[0058]“在肩部位置处”的表述意味着在叶片的最大弦的位置处确定叶片的半径比密实度。叶片的肩部可能不是尖锐的点，因此“在肩部位置处”的表达可以被解释为在肩部位置+/-1％r处。
[0059]
优选地，在叶片的末梢处的设计雷诺数为至少1.1
×
106，并且更优选地至少为1.2
×
106。叶片上最大弦位置处的设计雷诺数可以是至少9
×
106，并且优选地至少10
×
106。
[0060]
如本领域中众所周知的，翼型件或叶片上的升力系数和阻力系数取决于雷诺数。雷诺数定义为：
[0061][0062]
其中w是叶片部分处的相对风速，ρ是空气的密度并且μ是空气的动态粘度。对于局部叶片部分，雷诺数将根据弦长cr而变化。
[0063]
风力涡轮机叶片的尺寸可以根据长度来描述。但是，它们也可以参照雷诺数来描述，较长的叶片将导致更高的雷诺数。本发明的密实度数值特别适用于以前述雷诺数操作的风力涡轮机叶片。这里提供的雷诺数是在风力涡轮机的设计点处取得的“设计雷诺数”。如本领域技术人员所理解的，该设计点是在转子以其最佳末梢速度比操作时。空气的密度和空气的动态粘度的值是在海平面高度取得的。
附图说明
[0064]
为了可以更容易地理解本发明，现在将仅通过示例的方式并且参考以下附图来描述本发明的示例，其中：
[0065]
图1是水平轴风力涡轮机的视图。
[0066]
图2a是风力涡轮机叶片的透视图，并且图2b是穿过风力涡轮机叶片的截面。
[0067]
图3示出了沿着叶片跨度的横截面。
[0068]
图4示出了叶片的翼弦分布。
[0069]
图5和图6示出了两个叶片的半径比密实度。
[0070]
图7和图8示出了叶片的扭转分布。
具体实施方式
[0071]
图1示出了水平轴风力涡轮机10。风力涡轮机10包括塔架12，塔架12支撑机舱14，转子16安装到机舱14上。转子16包括从中心毂19径向延伸的多个风力涡轮机叶片18。在该示例中，转子16包括三个叶片18。
[0072]
图2a是风力涡轮机10的叶片18中的一个的视图。叶片18在纵向翼展方向上从大致圆形的根部端20延伸到末梢端22，且在横向弦向方向上在前缘24和后缘26之间延伸。叶片18包括主要由纤维增强塑料(frp)形成的壳体。叶片18包括吸力表面28和压力表面29。转子16具有半径，使得叶片的末梢端在位置r＝r处，并且旋转轴线在r＝0处。
[0073]
随着从叶片18的根部端20朝向叶片18的肩部25移动，叶片18从圆形轮廓过渡到翼型轮廓，叶片18的肩部25是叶片18的最宽部分，在此叶片18具有其最大弦。叶片18具有从肩部朝向叶片的末梢端逐渐减小的厚度的翼型轮廓。
[0074]
风力涡轮机叶片18包括位于叶片的根部端与叶片的肩部25之间的内侧区域；位于转子半径0.9r与叶片的末梢端之间的末梢区域；以及位于内侧区域与末梢区域之间的中间板区域。
[0075]
图2b是中间板叶片区域中的风力涡轮机叶片的翼型轮廓的图示。弦线连接前缘24和后缘26。
[0076]
图2a示出了叶片可以包括降噪特征部27，在该示例中，降噪特征部27是锯齿状后缘。锯齿用于减少由使用中的叶片18引起的噪音。在一个示例中，锯齿设置为附加部件，该附加部件在后缘处粘合地结合到叶片，并且例如可以由注塑成型塑料形成。呈三角形形式(例如锯齿形状)的锯齿被理解为通过与流过叶片表面的湍流边界层相互作用来减小空气动力后缘噪音。在另一示例中，降噪特征部可以包括从后缘延伸的刷毛和/或梳。
[0077]
降噪特征可以仅覆盖叶片翼展的给定长度，特别是朝向后缘噪音最显著的末梢。降噪特征部开始于径向位置r1处并且朝向叶片的末梢延伸。在示例中，径向位置r1可以是0.7r。特别地，降噪特征部具有位于叶片的中间板区域中的近端(最接近叶片的根部端20)。
[0078]
参考图2a，可以定义叶片坐标系。坐标系的原点在r＝0处与转子的旋转轴对准。x轴平行于转子轴延伸。z轴沿着叶片的俯仰轴线延伸，在图2a的示例中，叶片的俯仰轴线与叶片的翼展方向对准。y轴垂直于x轴和z轴。
[0079]
如本领域中众所周知的，风力涡轮机转子叶片可围绕俯仰轴线旋转，以便调节风力涡轮机的功率输出和风力涡轮机构件所经历的负载。在风力涡轮机的情况下，其中叶片不具有锥形且没有预弯曲，叶片翼展方向轴线与俯仰轴线对准。在这种情况下，叶片将围绕z轴俯仰。然而，如果叶片具有预弯曲或锥形，则俯仰轴线不与叶片翼展轴线重合。
[0080]
风力涡轮机叶片的翼型轮廓沿翼展方向扭转，以考虑以下事实：在操作中，风力涡轮机叶片的外侧区域比风力涡轮机叶片的内侧区域更快地移动。当叶片沿其长度扭转时，弦线绕着叶片的翼展方向轴线旋转。如在图3中可见，叶片的横截面沿着叶片的长度截取。横截面轮廓与根部(轮廓30)、0.25r(轮廓32)、0.5r(轮廓34)和0.95r(轮廓36)相邻。每个轮
廓的扭转角在图3中示出，并且如在该示例中可以看到的，扭转角通常从叶片的根部到叶片的末梢减小。
[0081]
如图3中所示，扭转涉及叶片围绕翼展方向或z轴的旋转。当叶片扭转使得前缘向下指向时，如图3中的弯曲箭头所示，扭转增加，并且相反地，当扭转减小时，前缘升高。扭转角表示局部翼弦与转子的旋转平面之间的角度。
[0082]
图4示出了叶片沿其翼展方向的翼弦分布。在该图中，x轴表示半径，y轴表示弦长。可以看出，弦长最初增加，直到叶片的肩部为止，然后其朝向叶片的末梢减小。如将认识到的，对于给定数量的叶片，半径比密实度(solr)与叶片上的局部弦长直接成比例。
[0083]
图5示出了与常规叶片相比具有改进的叶片的转子的外半部的组合半径比密实度(solr)。x轴表示在半径方面沿着叶片的距离。半径比密实度值显示在y轴上。虚线40表示具有常规叶片的转子，并且实线42表示具有改进的叶片的转子，该叶片具有较高的半径比密实度值。
[0084]
图5中所示的图表延及转子的90％半径。尚未包括转子半径的最后10％，因为在末梢区域处，弦长可以迅速减小到零。
[0085]
具有图5中所示的改进叶片的转子具有以下组合的半径比密实度值：其中
[0086]
solr在0.7r处为0.0140；
[0087]
solr在0.8r处为0.0116；
[0088]
solr在0.9r处为0.0090。
[0089]
如以上所讨论的，solr是叶片的组合半径比密实度，并且由下式定义：
[0090][0091]
其中，n＝叶片的数量，cr＝在特定半径处的弦长，并且r＝转子半径。
[0092]
当这些密实度数值与半径为至少80m的转子组合使用时，与常规叶片相比存在许多优点。具体地，较高的密实度值(其在叶片的外部30％中由增加的弦长产生)意味着叶片的该部分将产生更多升力，使得可以减小转子的末梢速度。转子叶片的操作迎角也可以减小，这将导致空气动力噪音的降低。
[0093]
图6示出了与常规叶片(由虚线40表示)相比改进的叶片(由实线42表示)，该传统叶片具有在x轴上的半径和在y轴上的半径比密实度值。如可以在改进的叶片上看到的，叶片的肩部处的密实度值(其中弦在最大值处)低于常规叶片的密实度。该特征与在叶片的至少外部30％中具有较高密实度的改进的叶片结合有助于减少在使用中叶片所经历的极端载荷，因为肩部处的弦长减小。
[0094]
在肩部位置处，叶片的组合半径比密实度solr可小于0.027且可优选地小于0.026。
[0095]
与常规叶片相比，由于弦长的增加，在叶片的至少外部30％中增加的转子密实度可能导致更高的负载。特别地，可以增加风力涡轮机经历的极端载荷。但是，在叶片的肩部处提供具有相对低的转子密实度的转子可以减轻这些增加的负载并且有助于保护风力涡轮机免受损坏。
[0096]
特别地，叶片在0.7r处的组合半径比密实度与在叶片肩部处的叶片的组合半径比密实度的比率大于0.5且优选地大于0.55。
[0097]
如上文关于图3所述，叶片的扭转角在朝向叶片末梢的方向上减小。图7示出了由虚线50标识的传统叶片的扭转分布。改进的叶片的扭转分布由线52标识。如本领域中的标准，由于结构原因，在朝向末梢减小之前，扭转最初在叶片的根部区域中增加。叶片扭转是必要的，因为在使用中叶片处的有效流量包括转子旋转速度和即将到来的风速。随着叶片的周向速度沿着叶片跨度增加，叶片段的迎角也沿着叶片跨度变化。为了维持沿着叶片的迎角和升力，叶片因此具有从根部到末梢的扭转分布。
[0098]
叶片的末梢也被“去扭转”以便减小由叶片的末梢引起的阻力。这在图7中示出为从大约0.95r处开始，但是该特征与本公开不相关。
[0099]
当比较图7中的常规扭转分布线50与改进的扭转分布线52时，可以看出，在大约0.7r的扭转分布线中存在“隆起”。为了清楚起见，在图8中放大和夸大了该特征。
[0100]
在图8所示的扭转分布中，当从中间板区域朝向末梢移动时，存在第一凹形区域c1、凸形区域c2和第二凹形区域c3。术语“凹”和“凸”纯粹是为了方便而使用的，并且是从图8中的扭转分布线上方的视点看到的。该区域中的常规扭转分布曲线(例如，从0.4r至0.9r)具有纯凹形形状。
[0101]
第一和第二凹形区域c1和c3由具有正二阶导数的扭转分布的斜率限定。凸形区域c2由具有负二阶导数的扭转分布的斜率限定。
[0102]
凹形区域c1和c3分别在第一拐点i1和第二拐点i2处接合凸形区域c2。在拐点处，扭转分布的二阶导数为零。
[0103]
第一拐点i1的位置对应于在径向位置r1处的降噪特征部27的开始(降噪特征部的“开始”是最接近叶片18的根部的近端)。虽然后缘处的降噪特征部27用于减小后缘，但对空气动力学性能可能有负面影响。特别地，降噪特征可以在降噪特征部被定位的径向位置处减小由叶片生成的升力和/或增加由叶片生成的阻力。为了补偿这种升力损失，改进的叶片在如刚刚描述的扭转分布中表现出“隆起”。特别地，扭转值减小，使得翼型的前缘向上旋转。沿这个方向旋转翼型段将增加局部迎角并因此增加由叶片在该径向位置处产生的升力。
[0104]
换句话说，在降噪特征部附近降低扭转角，以将叶片的该部分置于更高的迎角，以补偿由降噪特征部引起的升力减小。扭转角降低，使得当朝向末梢移动时，扭转分布曲线的梯度在降噪特征部附近变得更陡。
[0105]
在一个示例中，降噪特征部是在径向位置0.7r处开始的锯齿状后缘27。为了在锯齿状后缘处具有有效的扭转减小，第一拐点i1将位于径向位置0.7r的根部侧。例如，第一拐点i1可以位于0.65r处。
[0106]
更一般地，第一拐点i1在降噪特征部开始的径向位置r1附近。例如，拐点距r1小于转子半径的15％，优选小于10％，更优选小于5％。
[0107]
在朝向末梢移动时，在第一拐点i1之后，存在第二拐点i2。第二拐点的目的是升高扭转角，使得迎角将朝向末梢减小。
[0108]
如已经描述的，当与常规叶片相比时，根据本发明的改进的转子可以表现出以下特征：
[0109]
·
叶片的组合半径比密实度在叶片的至少外部部分(特别是叶片的最后三分之一)中增加。这通过更大的翼弦实现，这允许减小末梢速度并且减小局部迎角，这两者都导
致噪音的降低。
[0110]
·
当叶片在后缘处配备有降噪特征部时，扭转分布中的拐点提供局部迎角的变化，以补偿由降噪特征部引起的空气动力学性能的损失。
[0111]
这些特征可以单独使用或组合使用。当这些特征组合使用时，增加的密实度在叶片的外部部分中提供较大的弦。这意味着可以减小迎角，并且因此局部叶片部分被扭转，使得前缘向下旋转(即，扭转角增加)。这可以在图7中看出，其中改进的叶片(由实线50示出)在大约0.6r之后具有更大的扭转角。有利地，随着扭转角更高(与常规叶片相比)，因此存在减小扭转以补偿由降噪特征部引起的空气动力学性能的损失的能力。
[0112]
参照图7，在叶片的第一半部中，改进的叶片的扭转角(线52)低于常规叶片的扭转角(线50)。如所讨论的，较低的扭转转变到较高的迎角，并且如从图6可见，与该叶片区域中的常规叶片(线40)相比，改进的叶片(线42)通常具有减小的弦长。如先前所指出的，在叶片的肩部周围的区域中的较小的弦长可以用于减少在使用中的叶片所经历的极端载荷。
[0113]
当扭转“减小”时，叶片的前缘向上旋转以增加局部迎角。然而，这是纯粹的惯例，并且可以在相反的意义上测量扭转，使得当扭转减小时，前缘向下旋转。在本公开中，当叶片的前缘向上旋转时，扭转被定义为减小。
[0114]
在不脱离如在所附权利要求中限定的本发明的范围的情况下，可以对上述示例进行许多修改。

技术特征：
1.一种水平轴风力涡轮机，所述水平轴风力涡轮机包括转子，所述转子具有多个叶片，所述转子具有至少80米的半径r，所述叶片包括：根部端和末梢端，所述叶片在翼展方向上从所述根部端延伸到所述末梢端；前缘和后缘，所述叶片在弦向方向上沿着弦从所述前缘延伸到所述后缘；位于所述根部端与所述末梢端之间的肩部，在所述肩部处在所述前缘与所述后缘之间限定的弦长最大；所述叶片在所述根部端与所述末梢端之间被扭转，并且所述扭转由沿着所述叶片的所述翼展方向的扭转分布曲线限定，每个叶片还包括：位于所述叶片的所述根部端与所述叶片的所述肩部之间的内侧区域；位于转子半径0.9r与所述叶片的所述末梢端之间的外侧区域；以及中间板区域，所述中间板区域位于所述内侧区域和所述外侧区域之间；降噪特征部，所述降噪特征部位于所述叶片的所述中间板区域中，所述降噪特征部从所述后缘突出并且从第一径向位置r1朝向所述末梢端延伸；其中所述扭转分布曲线包括在所述第一径向位置r1附近的第一拐点。2.根据权利要求1所述的风力涡轮机，其中，所述降噪特征部包括锯齿状后缘。3.根据权利要求1或2所述的风力涡轮机，其中，所述扭转在所述叶片的所述中间板区域中朝向所述外侧区域减小。4.根据前述权利要求中任一项所述的风力涡轮机，其中，当所述扭转分布包括位于所述第一径向位置附近的第一拐点时，所述第一拐点距所述第一径向位置小于所述转子半径的15％，优选地小于10％，并且更优选地小于5％。5.根据前述权利要求中任一项所述的风力涡轮机，其中，所述扭转分布曲线包括位于所述第一拐点与所述末梢端之间的第二拐点。6.根据前述权利要求中任一项所述的风力涡轮机，其中，所述第一径向位置r1位于0.6r和0.8r之间。7.根据前述权利要求中任一项所述的风力涡轮机，其中：sol
r
在0.7r处为至少0.0140；sol
r
在0.8r处为至少0.0116；sol
r
在0.9r处为至少0.0090；sol
r
是叶片的组合半径比密实度并且由以下限定：其中，n＝叶片的数量，cr＝在特定半径处的弦长，并且r＝转子半径。8.根据权利要求7所述的风力涡轮机，其中：sol
r
在0.6r处为至少0.0164。9.根据权利要求7或8所述的风力涡轮机，其中：sol
r
在0.5r处为至少0.0199。10.根据权利要求7至9中任一项所述的风力涡轮机，其中：sol
r
在0.7r处为至少0.0146；sol
r
在0.8r处为至少0.0123；
sol
r
在0.9r处为至少0.0099。11.根据权利要求7至10中任一项所述的风力涡轮机，其中，sol
r
在0.6r处为至少0.0172。12.根据权利要求7至11中任一项所述的风力涡轮机，其中，sol
r
在0.5r处为至少0.0200。13.根据权利要求7至12中任一项所述的风力涡轮机，其中，在所述肩部位置处，所述叶片的组合半径比密实度sol
r
小于0.027并且优选地小于0.026。14.根据权利要求7至13中任一项所述的风力涡轮机，其中，比率大于0.5且优选大于0.55；其中所述比率是所述叶片在0.7r处的组合半径比密实度与所述叶片在所述叶片的所述肩部处的组合半径比密实度之比。15.根据前述权利要求中任一项所述的风力涡轮机，其中，在所述叶片的所述末梢处的设计雷诺数为至少1.1
×
106，并且优选地至少为1.2
×
106。16.根据前述权利要求中任一项所述的风力涡轮机，其中，在所述叶片的所述肩部处的设计雷诺数为至少9
×
106，并且优选地至少为10
×
106。

技术总结
一种水平轴风力涡轮机，包括具有多个叶片的转子，所述转子具有至少80米的半径R，所述叶片包括：根部端和末梢端，所述叶片在翼展方向上从所述根部端延伸到所述末梢端；前缘和后缘，所述叶片在弦向方向上沿着弦从所述前缘延伸到所述后缘；在所述根部端和所述末梢端之间的肩部，在所述肩部处在所述前缘和所述后缘之间限定的弦长处于最大值；所述叶片在所述根部端和所述末梢端之间扭转，并且所述扭转由沿着所述叶片的翼展方向的扭转分布曲线限定，每个叶片还包括：在所述叶片的根部端和所述叶片的肩部之间的内侧区域；在转子半径0.9R和所述叶片的末梢端之间的外侧区域；以及位于所述内侧区域和所述外侧区域之间的中间板区域；在所述叶片的所述中间板区域中的降噪特征部，所述降噪特征部从所述后缘突出并且从第一径向位置R1朝向所述末梢端延伸；其中所述扭转分布曲线包括在所述第一径向位置R1附近的第一拐点。包括在所述第一径向位置R1附近的第一拐点。包括在所述第一径向位置R1附近的第一拐点。


技术研发人员：S
受保护的技术使用者：维斯塔斯风力系统有限公司
技术研发日：2021.06.29
技术公布日：2023/5/24