[发明专利]一种风力涡轮机叶片

说明书

技术领域

本发明涉及一种风力涡轮机叶片，特别是涉及一种具有雷电传导装置的部分变桨距风力涡轮机叶片。

背景技术

桨距系统普遍用于风力涡轮机叶片，以允许风力涡轮机的片段相对于叶片处的气流俯仰。桨距系统通常包括中空圆柱结构，该中空圆柱结构具有第一桨距片段和第二桨距片段，以及设于轴承跑道或滚子和多个设于该轴承跑道内的滚珠轴承，该轴承跑道位于第一和第二桨距片段之间的界面处。轴承允许桨距系统的第一桨距片段相对于第二桨距片段旋转。

参见图1，现有技术的部分变桨距风力涡轮机叶片的放大部分总体上用10指示。该叶片包括第一叶片片段12和第二叶片片段14，该第一和第二叶片片段12，14通过设于叶片10的桨距接头处的桨距系统16联接在一起，该桨距系统16位于第一和第二叶片片段12，14邻近末端之间。因此，该第二叶片片段14通过桨距系统16能够相对于第一叶片片段12俯仰。

从专利号为EP2031245的欧洲专利可知，部分变桨距风力涡轮机叶片包括内叶片延伸件片段和外叶片延伸件片段，其中，该外叶片延伸件片段通过桨距系统联接于该内叶片延伸件片段，使得外叶片延伸件片段能够相对于内叶片延伸件片段俯仰。

由于桨距系统是风力涡轮机构造的关键部件，保护桨距系统16免受风力涡轮机叶片10上雷击的破坏性影响的标准程序通常是通过在第一和第二叶片片段12，14上布置雷电接收器，以吸引雷击使其远离桨距系统。

公开号为No.101793240A的中国专利申请公开了一种设置于叶片表面外部的雷电接收器，以及雷电引下导体，该导体由软电线提供，该软电线线路穿过设于叶片根部的桨距系统的内部，远离桨距系统轴承。需要非常小心的是，为了确保雷电不与桨距系统本身接触，通过布置雷电引下导体，使得雷电与桨距系统间隔开。然后，雷电引下导体可连接于风力涡轮机塔架或直接连入地面，以分散雷击。

为了确保雷电不接触叶片的结构部分，在专利号为EP2243955的欧洲专利中应用了同样的技术启示，其中，整流罩应用至翼部，并且连接于地面电缆或雷电引下导体，以保护或防护两段式叶片的金属接头。

用于部分变桨距转子叶片的进一步改造，包括在邻近桨距系统的叶片片段中布置雷电接收器，和/或在桨距系统周围设置法拉第笼，以保护包含的部件，同样也为任何雷电引下导体设定路线来避开桨距系统本身。这种方法导致风力涡轮机叶片生产中出现额外步骤，导致了成本、生产耗费等等的增加。

本发明的目的是提供一种部分变桨距风力涡轮机叶片，该叶片不需要这样的结构特征来为桨距系统提供保护，使其不受雷击影响。

发明内容

这一目的是通过一种部分变桨距风力涡轮机叶片来实现的，该叶片包括内叶片延伸件片段、外叶片片段和桨距系统，所述外叶片片段通过所述桨距系统联接于所述内叶片延伸件片段，使得所述外叶片片段能够相对于所述内叶片延伸件片段俯仰，其中，所述桨距系统包括至少一个导电元件，并且其中，所述部分变桨距叶片包括联接于所述桨距系统的雷电引下导体，并且其中，所述桨距系统的所述至少一个导电元件在所述桨距系统的外表面设置为雷击直接可见的，因此用作所述部分变桨距风力涡轮机叶片的雷电接收器。

“直接可见的”理解为，导电元件的电导率高于叶片周围部分的电导率。在优选的实施例中，这相当于具有眼睛也可见的导电元件。

通过设置对雷击直接可见的桨距系统的导电元件，一方面的理解是，导电元件具有接闪点。该接闪点会吸引雷击。

更优选地，所述桨距系统的至少一个导电元件在所述桨距系统的外表面具有接闪点。

一个实施例中，叶片片段用相对弱的导体制作，例如玻璃纤维，并且导电元件用铝制作。这种实施例中，导电元件对雷击明显可见，并且导电元件会吸引雷击。

另一个实施例中，导电元件用钢铁制作，叶片片段用电导率高于玻璃纤维的碳材料制作。同样，导电元件对雷击可见。

另一个实施例中，导电元件用涂层涂覆，该涂层类似于叶片片段的涂层或表面。该涂层可穿孔，使得部分导电元件对雷击直接可见。

另一个实施例中，制备导电元件，使得桨距系统中的导电元件表面的电导率高于叶片的电导率。因此，导电元件对雷击直接可见。

因此，桨距系统本身是雷电接收器，该接收器不需要为桨距系统提供保护使其免受雷击影响的结构特征。