(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
風力タービン（１０）のロータブレード（２０）であって、
当該ロータブレード（２０）は、圧力側（２５１）と、吸込側（２５２）と、前縁区分（２４）と、後縁（２３１）を有する後縁区分（２３）とを備え、
当該ロータブレード（２０）は、騒音低減手段（３０）を備え、該騒音低減手段（３０）は、前記前縁区分（２４）から前記後縁区分（２３）へ流れる空気流（３２）を操作するための空気力学装置（３１）を有し、
前記空気流（３２）は、当該ロータブレード（２０）の表面に隣接して、渦を有する境界層を形成し、
前記空気力学装置（３１）は、当該ロータブレード（２０）の前記後縁区分（２３）に配置されており、
前記空気力学装置（３１）は、前記境界層の渦をいくつかのより小さな部分渦に分裂させることができ、これにより前記空気流（３２）と当該ロータブレード（２０）との相互作用によって発生する騒音が低減されるように配置されており、
当該ロータブレード（２０）は、セレーション（３４３）を含むフラップ（３４）をさらに備え、
複数の前記空気力学装置（３１）が、各セレーション（３４３）の上流側区分に配置されており、
当該ロータブレード（２０）の翼弦平面に対して平行の平面における前記空気力学装置（３１）の横断面は、翼形状を有する
ことを特徴とする、ロータブレード（２０）。
【請求項２】
当該ロータブレード（２０）は、根元区分（２１）と先端区分（２２）とを含み、前記根元区分（２１）において、当該ロータブレード（２０）が前記風力タービン（１０）のハブ（１３）に取り付けられるように配置されかつ準備されており、前記先端区分（２２）は、当該ロータブレード（２０）の、前記根元区分（２１）から最も離間している区分であり、
前記空気力学装置（３１）は、前記先端区分（２２）に隣接する当該ロータブレード（２０）の外側４０％で当該ロータブレード（２０）と結合されている、
請求項１記載のロータブレード（２０）。
【請求項３】
前記空気力学装置（３１）は、前記空気流（３２）の前記境界層の内側に配置されている、請求項１または２記載のロータブレード（２０）。
【請求項４】
前記空気力学装置（３１）は、前記後縁区分（２３）に組み込まれていて、直接に当該ロータブレード（２０）の表面に取り付けられている、請求項１から３までのいずれか１項記載のロータブレード（２０）。
【請求項５】
前記騒音低減手段（３０）は、プレート（３３）を含み、該プレート（３３）上に、前記空気力学装置（３１）が取り付けられており、
前記プレート（３３）は、当該ロータブレード（２０）の前記後縁区分（２３）に取り付けられている、
請求項１から３までのいずれか１項記載のロータブレード（２０）。
【請求項６】
前記フラップ（３４）は、前記騒音低減手段（３０）によって発生する部分渦に関して最適化されており、これにより前記空気流（３２）と当該ロータブレード（２０）との相互作用によって発生する騒音がさらに低減される、
請求項１から５までのいずれか１項記載のロータブレード（２０）。
【請求項７】
前記空気力学装置（３１）の高さ（３１３）は、前記空気力学装置（３１）の最大相対厚さ（３１１）よりも少なくとも３倍大きい、請求項１から６までのいずれか１項記載のロータブレード（２０）。
【請求項８】
前記騒音低減手段（３０）は、前記後縁（２３１）に沿って互いに隣り合って配列された複数の前記空気力学装置（３１）を含み、
翼形状の前記空気力学装置（３１）の翼弦線（３１４）は、互いに実質的に平行である、
請求項１から７までのいずれか１項記載のロータブレード（２０）。
【請求項９】
前記騒音低減手段（３０）は、第１の空気力学装置（４１）と第２の空気力学装置（４２）とを有する少なくとも一対の空気力学装置（３１）を含み、
前記第１の空気力学装置（４１）の翼弦線（４１１）と、前記第２の空気力学装置（４２）の翼弦線（４２１）とは、５°〜９０°の範囲の角度（４３）を形成する、
請求項１から８までのいずれか１項記載のロータブレード（２０）。
【請求項１０】
前記空気力学装置（３１）の、当該ロータブレード（２０）の表面に近い底部（３１６）における翼弦線（３１４）と、前記空気力学装置（３１）の、頂部（３１５）における翼弦線（３１４）とが、５°〜６０°の範囲の角度（５３）を形成するように、前記空気力学装置（３１）がねじられている、請求項１から９までのいずれか１項記載のロータブレード（２０）。
【請求項１１】
前記騒音低減手段（３０）は、前記後縁（２３１）に沿って互いに隣り合って配置された複数の前記空気力学装置（３１）を含み、
前記空気力学装置（３１）の形状および／または向きは、当該ロータブレード（２０）における前記空気力学装置（３１）のスパン位置に関してそれぞれ異なっている、
請求項１から１０までのいずれか１項記載のロータブレード（２０）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、風力タービンのロータブレードに関する。ロータブレードは、ロータブレードと、ロータブレードの前縁区分から後縁区分へ流れる空気流との相互作用によって発生する騒音を低減するための騒音低減手段を含む。
【背景技術】
【０００２】
風力タービンのロータブレードから起こる騒音は、風力タービンを建設する許可を得るときに重要な要因となり得る。これはとりわけ、風力タービンを住宅地の近くに建設しようとする場合に当てはまる。したがって、風力タービン産業および調査機関は、風力タービンによって発生する騒音を低減し緩和する方法を継続的に探求している。
【０００３】
ロータブレードと、ロータブレードの周りを流れる空気流との相互作用によって発生する騒音が、風力タービンによって発生する全騒音の主な原因となっていることに留意すべきである。ロータブレードに関する騒音を低減する様々な方法が過去に提案されている。
【０００４】
１つの選択肢は、ロータブレードの後縁に取り付けられた鋸歯状フラップの提供である。騒音を低減する他の選択肢は、特にロータブレードの後縁区分における、ロータブレードの翼形状の適合された設計である。
【０００５】
そのような措置にもかかわらず、ロータブレードと、ロータブレードの周りを流れる空気流との相互作用によって発生する騒音をさらに低減する必要性および要求が依然として存在する。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
この目的は、独立請求項により達成される。有利な改良態様および改変態様は、従属請求項に記載されている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明によれば、風力タービンのロータブレードが提供されており、このロータブレードは、圧力側と、吸込側と、前縁区分と、後縁区分とを備える。後縁区分は、後縁を含む。ロータブレードは、さらに騒音低減手段を備え、騒音低減手段は、ロータブレードの前縁区分から後縁区分へ流れる空気流を操作するための少なくとも１つの空気力学装置を含む。空気流は、ロータブレードの表面に隣接して、渦を有する境界層を形成する。空気力学装置は、ロータブレードの後縁区分に配置されている。空気力学装置は、境界層の渦をいくつかのより小さな部分渦に分裂させて、これにより空気流とロータブレードとの相互作用によって発生する騒音が低減されるように配置されている。
【０００８】
風力タービンは、風力エネルギ、つまり風からの運動エネルギを機械エネルギへ変換することができる装置に関する。機械エネルギは、あとで発電に利用される。風力タービンは、風力発電所を意味するものでもある。
【０００９】
風力タービンのロータブレードは、ロータブレードのほとんどの区分で翼形状を有する。したがって、圧力側、吸込側、前縁および後縁がロータブレードの特性として存在することができる。前縁付近の領域は、前縁区分と称される。同様に、後縁付近の領域は、後縁区分と称される。ロータブレードが周辺空気、つまり雰囲気に対して相対運動しているとき、空気流は、ロータブレードの周りを流れている。特に、風力タービンの回転しているロータブレードに関して、前縁区分から後縁区分へ流れる空気流が存在する。
【００１０】
ロータブレードの表面の直ぐ近くでは、空気流の速度は、ゼロに近付く。ロータブレードの表面からの距離が増加するにつれ、空気流の速度は、空気流の自由流速度の値に至るまで増加する。空気流の速度が自由流速度の９９％までの、ロータブレードの表面に隣接する層は、境界層と称される。５０メートル〜８０メートルのロータブレードの後縁区分における境界層の通常の厚さは、数センチメートルである。換言すると、境界層の通常の厚さは、１センチメートル〜１０センチメートルである。境界層における空気流は、少なくとも部分的に乱流を含む。これは、境界層内の空気流が渦を含むことを示唆している。これらの渦は、エディ（小渦）とも称される。これらの渦が後縁などの縁または端に至ると、大きな騒音が発生するおそれがある。換言すると、後縁による渦の通過は、ロータブレードにおける騒音放出のかなりの原因となっている。
【００１１】
本発明の主要な観点は、ロータブレードの後縁の上流側に１つまたは複数の空気力学装置を設けることにある。これらの空気力学装置は、境界層の渦をいくつかのより小さな部分渦に分裂させる。したがって、これらの空気力学装置は、境界層の大きな渦に対する破壊装置として作用する。後縁における、部分渦とも称されるより小さな渦の通過が、後縁における初期の大きな渦の通過と比べて異なる騒音を発生させることに留意すべきである。１つの差異は、後縁において渦によって発生する騒音の特性として存在することができる周波数のシフトにある。一般に、部分渦は、一連のより高い周波数を有する。したがって、より高い周波数を有する騒音が放出され、後縁から発せられる。この高い周波数騒音が、ロータブレードを取り囲む周辺空気に広がると、これらの高い周波数の減衰が増す。したがって、低減された騒音が、所定の位置でロータブレードから所定の距離だけ離れて位置する聴取者に届く。この仕組みにより、ロータブレードと、ロータブレードの周りを流れる空気流との相互作用によって発生する騒音を、大幅に低減することができる。
【００１２】
したがって、騒音低減手段の第１の利点は、境界層の渦を複数のより小さな部分渦に分裂させることで、換言すると分解することで、後縁において発生する騒音の周波数がより高い周波数にシフトすることにある。これらのより高い周波数は、ロータブレードの周りの周辺空気によって効率的に減衰される。したがって、風力タービンから離れた通常の距離で聞こえる騒音が低下する。
【００１３】
本発明による騒音低減手段の別の利点は、部分渦の回転方向、換言すると回転軸に影響が及び、発生する騒音のさらなる低下を実現し得ることにある。たとえば、発生する部分渦が、後縁区分における空気流の方向に対して平行の回転軸を有するとき、ロータブレードの表面に対する部分渦の分離が実現され得る。換言すると、部分渦がロータブレードの表面の上方に持ち上げられ、増大した距離をもって部分渦を後縁が通過する。後縁からのこの距離により、後縁において発生する騒音のさらなる低減を実現することができる。
【００１４】
本発明の有利な実施の形態では、複数の空気力学装置が設けられており、空気力学装置は、空気力学装置の下流側に発生する渦層を引き起こし、この渦層は、境界層をロータブレードの表面から、特にかなり大きな分散が起こる後縁から変位させ得ることに留意すべきである。
【００１５】
本発明の有利な実施の形態では、ロータブレードは、根元区分を含み、根元区分において、ロータブレードは、風力タービンのハブに取り付けられるように配置され準備されている。ロータブレードは、さらに先端区分を含み、先端区分は、ロータブレードの、根元区分から最も離間している区分である。空気力学装置は、先端区分に隣接するロータブレードの外側４０％、特に外側２５％でロータブレードに結合されている。
【００１６】
換言すると、空気力学装置を有する騒音低減手段をロータブレードの外側部分に配置することが有利である。これは、ロータブレードと空気流との相互作用によって発生する全騒音のかなり割合がロータブレードの外側部分に発生するので、有利である。ロータブレードの外側部分では、ロータブレードの内側部分と比べて高い風速が存在する。したがって、ロータブレードのこの領域内を後縁が通過することにより生じる高速の空気流によって、全騒音のかなりの部分が発生する。
【００１７】
別の有利な実施の形態では、空気力学装置は、空気流の境界層の内側に配置されている。
【００１８】
これは、空気力学装置によって引き起こされ得る抵抗が低減されるという利点を有する。発明者による測定および調査により、ロータブレードが標準の動作条件で風力タービンにおいて動作しているとき、完全に境界層に浸漬されている空気力学装置がほとんど追加的な抵抗を引き起こさないことが示されている。
【００１９】
別の有利な実施の形態では、空気力学装置は、後縁区分に組み込まれていて、直接にロータブレードの表面に取り付けられている。
【００２０】
この実施の形態の利点は、追加的な構成要素または部品をロータブレードの設計に導入したり加えたりしなくてもよいことにある。この実施の形態は、空気力学装置がロータブレード自体の製造プロセスに既に含まれていると、特に有利である。
【００２１】
空気力学装置とロータブレードの表面との結合は、グルーなどの接着剤または機械的な手段によって行ってよい。接着剤が有利であり、たとえば繊維強化された複合材用であってよいロータブレードの構造を大きく妥協することはない。
【００２２】
別の有利な実施の形態では、騒音低減手段は、プレートを含み、プレート上に空気力学装置が取り付けられている。プレートは、ロータブレードの後縁区分に取り付けられている。
【００２３】
この実施の形態は、十分な程度に製造されて仕上げられたロータブレードに騒音低減手段が備え付けられていると、特に有利である。これは、風力タービンのハブにロータブレードを組み付ける前の状況であってよい。これは、既存のロータブレードに騒音低減手段が後付けされるときにも好適であり得る。空気力学装置は、プレートに別個に取り付けられてよく、そのあとで、取り付けられた騒音低減手段を有するプレートが、ロータブレードの後縁区分と結合される。
【００２４】
この手段の利点は、ロータブレードに全ての単一の空気力学装置を結合するよりも簡単にプレートをロータブレードに取り付けることができることにある。これは、各々の空気力学装置をロータブレードと別々に結合するよりも早く実現することもできる。
【００２５】
別の有利な実施の形態では、騒音低減手段は、別の騒音低減手段の上流側に配置されている。別の騒音低減手段は、騒音低減手段によって発生する部分渦に対して最適化されている。したがって、空気流とロータブレードとの相互作用によって発生する騒音は、さらに低減される。
【００２６】
ここに記載の騒音低減手段の別の利点は、他の既存の騒音低減手段と良好に組み合わすことができることにある。換言すると、空気力学装置の下流側に広がるまたは分散する、発生した部分渦を、さらに別の騒音低減手段によって操作することができる。この場合、別の騒音低減手段を、部分渦の構成、たとえば回転方向、大きさおよび速度に対して適合させるまたは最適化することが有利である。
【００２７】
そのような別の騒音低減手段の一例は、フラップ、たとえば鋸歯状フラップである。そのような鋸歯状フラップは、鋸歯状パネルまたは恐竜のしっぽ（ＤｉｎｏＴａｉｌ）とも称される。
【００２８】
騒音低減手段が、後縁に取り付けられたフラップと組み合わされるとき、空気力学装置は、有利には、フラップの上流側区分に配置される。これは、フラップの騒音低減性能が十分な効果をもたらすことができ、空気力学装置が、フラップの騒音低減手段特徴によってさらに操作される境界層の初期の大きな渦を分裂させるので有利である。
【００２９】
別の有利な実施の形態では、後縁がロータブレードのスパン方向に対して実質的に平行に延在するとき、空気力学装置は、後縁の上流側で最大２０センチメートルの間隔を置いて配置される。ロータブレードが鋸歯状フラップを含み、したがって、後縁が、鋸歯状フラップのセレーションを含む場合には、空気力学装置は、好適には、セレーションの先端の上流側で最大５０センチメートルの間隔を置いて配置される。
【００３０】
別の有利な実施の形態では、空気力学装置の高さは、空気力学装置の相対厚さより少なくとも３倍大きく、特に少なくとも５倍大きい。
【００３１】
当業者には広く知られているように、スパンおよび翼弦は、翼形状のロータブレードに割り当てることができる。スパンは、ロータブレードの長手方向軸とも称される。これは、ロータブレードの根元区分からロータブレードの先端区分まで延在している。スパンの垂直方向に、ロータブレードの翼弦線が延在している。翼弦線は、ロータブレードの前縁から後縁へ延びる直線である。
【００３２】
空気力学装置の高さは、たとえば１センチメートルであってよい。境界層および後縁区分の厚さが数センチメートルであるので、空気力学装置は、境界層内に完全に浸漬されている。空気力学装置は、数ミリメートルから数センチメートルまで達する翼弦寸法を有してよい。ただし、空気力学装置の最大相対厚さは、好適には、たとえばわずか１０分の数ミリメートルである。境界層内の空気流の抵抗を低減するために、空気力学装置の最大相対厚さを低減することが好適である。
【００３３】
別の有利な実施の形態では、ロータブレードの翼弦平面に対して平行の平面における空気力学装置の横断面は、翼形状を有する。
【００３４】
ロータブレードの翼弦平面は、ロータブレードの特定の半径方向位置におけるスパンおよび翼弦線によって形成される平面に関連する。これは、ロータブレードの各々の半径方向位置において翼弦平面が異なってよいことを意味している。ただし実際には、翼弦平面は、スパンに沿ってわずかにだけ変化してよい。空気力学装置が、空気力学装置を向いた平面図で見て翼形状の横断面を有するという事実により、前縁、後縁、さらに圧力側および吸込側が空気力学装置の特性として存在することができることを理解すべきである。空気力学装置の横断面のこの形状は、境界層の渦を最適に操作して分割するために提案されている。同時に、空気力学装置の衝撃、たとえば空気力学装置の抵抗は、低減されている。
【００３５】
別の有利な実施の形態では、騒音低減手段は、後縁に沿って互いに隣り合って配置された複数の空気力学装置を含む。翼形状の空気力学装置の翼弦線は、互いに実質的に平行である。
【００３６】
換言すると、空気力学装置は、互いに整列されていて、同一の向きを有する。この実施の形態の利点は、簡単な製造にある。
【００３７】
別の有利な実施の形態では、騒音低減手段は、第１の空気力学装置と第２の空気力学装置とを有する少なくとも一対の空気力学装置を含む。第１の空気力学装置の翼弦線と、第２の空気力学装置の翼弦線とは、５°〜９０°、特に１０°〜６０°の範囲の角度を形成する。
【００３８】
この実施の形態では、空気力学装置の翼弦線は、互いに平行ではなく、少なくとも一対の空気力学装置は、互いに対して角度付けされた各々の翼弦線を示している。ロータブレードにおいて空気流の失速を阻止するために知られた一対のボルテックスジェネレータと同様の一対の空気力学装置の方向付けは、好適な別の態様である。そのような構成の利点は、発生する部分渦の起こり得る整列である。２つの空気力学装置が互いに対してのこのような傾きを有することにより、ロータブレードのこの領域における空気流に対して実質的に平行な回転軸を有する渦を得ることができる。これは、そのあとでロータブレードの後縁において発生する騒音をさらに低減する可能性を有する。
【００３９】
さらに別の有利な実施の形態では、空気力学装置の、ロータブレードの表面に近い底部における翼弦線と、空気力学装置の、頂部における翼弦線とが、５°〜６０°、特に１０°〜４５°の範囲の角度を形成するように、空気力学装置がねじられている。
【００４０】
換言すると、一例として、空気力学装置の底部において、隣り合う２つの空気力学装置の翼弦線は、平行であってよい。空気力学装置の高さが増加するにつれ、翼弦線の向きが、隣り合う２つの空気力学装置の頂部における翼弦線が５°〜６０°の角度を形成するように構成を変化させる。したがって、２つの空気力学装置の傾きが実現されてよく、これは、前述のように追加的な騒音低減の可能性を有してよい。
【００４１】
別の有利な実施の形態では、ロータブレードの翼弦平面に対して平行の平面における空気力学装置の横断面は、実質的に円形である。
【００４２】
この種の空気力学装置は、ピン（ｎａｉｌ）とも称される。空気力学装置は、空気力学装置が取り付けられる、ロータブレードの表面に対して実質的に垂直方向に向けられてよい。そのような空気力学装置は、簡単な製造の利点を有する。
【００４３】
さらに別の有利な実施の形態では、騒音低減手段は、後縁に沿って互いに隣り合って配置された複数の空気力学装置を含み、空気力学装置の形状および／または配列は、ロータブレードにおけるスパン位置に関してそれぞれ異なっている。
【００４４】
ロータブレードのスパン方向で空気力学装置が変化することにより、局所的な騒音低減範囲を得ることができる。スパンに関する変更の別の効果は、たとえばロータブレードの先端近くの位置が、ロータブレードのより内側に配置された、別の空気力学装置とは異なる寸法を要求してよいことにある。
【００４５】
別の有利な実施の形態では、空気力学装置の間隔および分配は、通常のパターンとして、たとえば均一の間隔として選択されてよく、または、翼弦方向および／またはスパン方向にランダムに分配されて選択されてよい。同様に、空気力学装置の高さに関して、均一の高さまたはランダムな分配が選択されてよい。
【００４６】
別の有利な実施の形態では、空気力学装置は、空気力学装置がロータブレードの表面に取り付けられた位置において、ロータブレードの表面に対して実質的に垂直である。
【００４７】
換言すると、空気力学装置は、傾いていない、つまり後縁におけるロータブレードの表面に向けて傾斜していない。
【００４８】
さらに別の実施の形態では、空気力学装置と交差していて、ロータブレードの翼弦平面に対して垂直である横断面で、空気力学装置によって覆われている面積は、２％〜５０％である。
【００４９】
以下、空気力学装置の有利な寸法が記載されている。
【００５０】
好適には、空気力学装置の高さ、つまりそのスパン延伸長さは、１ミリメートル〜４センチメートルの範囲にある。
【００５１】
好適には、空気力学装置の長さ、つまりその翼弦延伸長さは、０．５ミリメートル〜４センチメートルの範囲にある。
【００５２】
好適には、空気力学装置の幅、つまりその最大相対厚さは、０．５ミリメートル〜１センチメートルの範囲にある。
【００５３】
記載された寸法は、通常の慣用のロータブレードの広い範囲に対して最良に適していることが判明している。
【００５４】
以下、本発明の実施の形態を、添付の図面を参照して単に例として説明する。
【図面の簡単な説明】
【００５５】
【図１】風力タービンを示す図である。
【図２】風力タービンのロータブレードを示す図である。
【図３】騒音低減手段の第１の実施の形態が備え付けられた鋸歯状フラップを斜視図で示す。
【図４】図３の騒音低減手段の第１の実施の形態を平面図で示す。
【図５】別個のプレート上に取り付けられた騒音低減手段の第１の実施の形態を示す図である。
【図６】騒音低減手段の第２の実施の形態を斜視図で示す。
【図７】騒音低減手段の第３の実施の形態を斜視図で示す。
【図８】騒音低減手段の第４の実施の形態を斜視図で示す。
【発明を実施するための形態】
【００５６】
図面は、概略的に描かれたものである。それぞれ異なる図面において、同等のまたは同一の構成要素には、同一の参照符号が与えられてよいことに留意すべきである。
【００５７】
図１には、風力タービン１０が示されている。風力タービン１０は、ナセル１２とタワー１１とを含む。ナセル１２は、タワー１１の頂部に取り付けられている。ナセル１２は、ヨー軸受により、タワー１１に対して回転可能に取り付けられている。タワー１１に対するナセル１２の回転軸線は、ヨー軸と称される。
【００５８】
風力タービン１０は、３枚のロータブレード２０（そのうちの２つのロータブレード２０が図１に描かれている）を有するハブ１３も含む。ハブ１３は、主軸受により、ナセル１２に対して回転可能に取り付けられている。ハブ１３は、ロータ回転軸線１４を中心に回転可能に取り付けられている。
【００５９】
風力タービン１０は、さらに主軸を有する。主軸は、ハブ１３を発電機１５のロータと結合する。ハブ１３は、ロータに直接に結合されており、したがって、風力タービン１０は、ギアレスダイレクトドライブ式風力タービンと称される。別の態様として、ハブ１３は、ギヤボックスを介してロータに結合されてもよい。この種の風力タービンは、ギヤード風力タービンと称される。
【００６０】
発電機１５は、ナセル１２内に収容されている。発電機１５は、ロータとステータとを含む。発電機１５は、ロータからの回転エネルギを電気エネルギへ変換するように配置されかつ準備されている。
【００６１】
図２は、風力タービンのロータブレード２０を示している。ロータブレード２０は、根元２１１を有する根元区分２１と、先端２２１を有する先端区分２２とを含む。根元２１１および先端２２１は、実質的に、ロータブレード２０の形状に追随するスパン２６により結ばれている。ロータブレードが矩形の対象物であったならば、スパン２６は、直線になる。しかし、ロータブレード２０は、変化する厚さを特徴としており、スパン２６は、わずかに湾曲しているかまたは同様に曲がっている。ロータブレード２０自体が曲げられていたとすると、その場合には、スパン２６も曲がっていることに留意すべきである。
【００６２】
さらに、ロータブレード２０は、前縁２４１を有する前縁区分２４と、後縁２３１を有する後縁区分２３とを含む。
【００６３】
後縁区分２３は、後縁２３１を取り囲んでいる。同様に、前縁区分２４は、前縁区分２４１を取り囲んでいる。
【００６４】
各々のスパンの位置で、前縁２４１を後縁２３１と結ぶ翼弦線２７を定めることができる。翼弦線２７がスパン２６に対して垂直であることに留意すべきである。翼弦線が最大翼弦幅を有する領域に肩部２８が定められている。
【００６５】
さらに、ロータブレード２０は、根元区分２１に隣接するロータブレード２０の半部を含む内側区分と、先端区分２２に隣接するロータブレード２０の半部を含む外側区分とに分けることができる。
【００６６】
図３は、騒音低減手段３０の第１の実施の形態の斜視図を示している。騒音低減手段３０は、複数の空気力学装置３１を含む。これらの空気力学装置３１は、大きさおよび向きが同一である。換言すると、これらの空気力学装置３１は、同形であり、隣り合う２つの空気力学装置３１の間に一様の等しい間隔を空けて配置されている。空気力学装置３１は、フラップ３４に取り付けられている。フラップ３４は、フラップ３４の下流側区分においてセレーション３４３を含む。ロータブレードの前縁区分から後縁区分へ流れている空気流３２は、図３に描かれている。
【００６７】
したがって、上流側区分および下流側区分は、フラップ３４の特性として存在することができ、フラップ３４に割り当てられている。フラップは、結合区分３４２を含み、結合区分３４２により、フラップ３４が風力タービンのロータブレードに取り付けられるように配置されていることに留意すべきである。特に、結合区分３４２は、ロータブレードの圧力側に取り付けられるように意図されている。最後に、空気力学装置３１の寸法は、セレーション３４３の寸法と比べて小さいことに留意すべきである。
【００６８】
図４は、図３に示された騒音低減手段３０の第１の実施の形態を、ここでは平面図で示している。ここでも結合区分３４２、セレーション３４３および複数の空気力学装置３１が認められる。フラップ３４の上流側区分３４１も描かれている。上流側区分３４１は、図４においてフラップ３４の左縁に位置していない。というのも、フラップ３４が取り付けられている、元来のロータブレードの後縁が、フラップ３４の上流側区分３４１を隙間なく制限するからである。換言すると、結合区分３４２は、たとえば接着剤により、ロータブレードの圧力側に結合される。
【００６９】
空気力学装置３１に関して、空気力学装置３１の翼弦線３１４および翼弦寸法３１２、ならびに最大相対厚さ３１１が描かれている。翼弦寸法３１２が最大相対厚さ３１１よりもかなり大きいことが認められる。したがって、抵抗が低減され、境界層の初期の渦が、空気力学装置３１によって効率的に分裂させられる。
【００７０】
図５は、騒音低減手段３０の第１の実施の形態における一連の空気力学装置３１の別の斜視図を示している。この場合、空気力学装置３１は、別個のプレート３３上に取り付けられている。このプレート３３は、ベースプレートとも称される。空気力学装置３１が前組立てされ取り付けられたこのプレート３３は、既存のロータブレードに簡単に結合することができる。これは、既存のロータブレードが後付けされるときに特に有利である。設置されて取り付けられたロータブレードにおいて、騒音低減手段３０を有するこのプレート３３によって既存のロータブレードを後付けして性能向上させることも可能である。換言すると、プレート３３を介するロータブレードと騒音低減手段３０との結合しやすさに基づいて、ハブからロータブレードを取り外す必要はない。
【００７１】
図６は、騒音低減手段の第２の実施の形態を斜視図で示している。とりわけ顕著に、一対の空気力学装置３１を示している。この図６は、第１の空気力学装置４１と第２の空気力学装置４２とを示している。２つの空気力学装置４１，４２の構成は、同等である。ただし、空気力学装置４１，４２がプレート３３に取り付けられている向きが異なっている。特に、第１の空気力学装置４１の翼弦線４１１と第２の空気力学装置４２の翼弦線４２１とは、所定の角度４３を成している。この角度４３は、図６に図示された態様では約３０°である。比較するならば、２つの空気力学装置４１，４２が互いに実質的に平行であるときは、角度４３は、極めて小さくなるか、または全く存在しない。
【００７２】
図６において、第１の空気力学装置４１の高さ３１３と、第１の空気力学装置４１の最大相対厚さ３１１との比が３よりも大きいことが認められる。これは、境界層の渦に対する空気力学装置の衝突を最適化する一方、ロータブレードに大きな抵抗が加えられないので、有利である。
【００７３】
図７は、わずかに異なる実施の形態、つまり騒音低減手段の第３の実施の形態を斜視図で示している。図７は、空気力学装置の鉛直の構成に関してねじられた一対の空気力学装置を示している。空気力学装置の翼弦線は、空気力学装置の底部において実質的に平行である。しかし、空気力学装置のねじれに基づいて、空気力学装置の頂端部における翼弦線は、角度を成している。
【００７４】
特に、底部翼弦線５１と頂部翼弦線５２とは、所定の角度５３を成している。まさに、底部翼弦線の平面、つまり底部翼弦線５１の翼弦平面に対する頂部翼弦線５２の投影が角度５３を成していることに留意すべきである。ここでも、底部翼弦線５１および頂部翼弦線５２のねじれがないとき、無視できる程度の角度５３しか形成されないか、または角度５３は全く形成されない。
【００７５】
最後に、図８は、騒音低減手段３０の第４の実施の形態を斜視図で示している。騒音低減手段３０は、複数の空気力学装置３１を含む。空気力学装置３１は、フラップ３４に取り付けられていて、特にセレーション３４３により顕在化されている鋸歯状フラップに取り付けられている。ここでも、フラップ３４は、フラップ３４をロータブレードの圧力側と結合するように設定された結合区分３４２を含む。
【００７６】
空気力学装置３１は、ピン（ｎａｉｌ）の形状を有する。平面図でみて、空気力学装置３１の横断面は、円形の形状を有するといえる。図８の空気力学装置３１は、後縁に沿って均一に分配されている。ただし、別の態様では、空気力学装置、つまりピン状の空気力学装置を種々に分配することも好適であってよい。たとえば、分配は、空気力学装置の、ランダムに分配された翼弦に関する分配および／またはランダムに配向されたスパンに関する分配であってよい。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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