[发明专利]翼梁帽、风力涡轮机叶片、风力涡轮机以及用于制造翼梁帽的方法

说明书

本发明涉及翼梁帽、风力涡轮机叶片、风力涡轮机以及用于制造翼梁帽的方法。具体公开了一种用于风力涡轮机（1）的风力涡轮机叶片（10）的翼梁帽（40.1、40.2），该翼梁帽（40.1、40.2）包括至少一个长形梁（41.1、41.2）。翼梁帽（40.1、40.2）包括至少一个电隔离材料覆盖物（44）和至少一个导电材料覆盖物（45），其中，梁（41.1、41.2）的整个周向部由至少一个电隔离材料覆盖物（44）围封，并且至少一个电隔离材料覆盖物（44）的整个周向部由至少一个导电材料覆盖物（45）围封，借以导电材料覆盖物（45）具有至少一个电接口以用于将其电连接到风力涡轮机叶片（10）的引下线导体（51）。

技术领域

本发明涉及一种用于风力涡轮机的风力涡轮机叶片的翼梁帽、一种用于风力涡轮机的风力涡轮机叶片、一种风力涡轮机、以及一种用于制造翼梁帽的方法。

背景技术

风力涡轮机叶片必须能够有效地将风转换成风力涡轮机叶片的自旋运动，使得风能可以转换成附接有风力涡轮机叶片的转子的旋转机械运动。优选的是，在风力涡轮机叶片中使用具有高的比模量（材料的单位质量密度的弹性模量）的材料以应对在风力涡轮机叶片进行缩放时需要满足平方立方定律而带来的问题，该比模量也称为刚度重量比。因此，复合材料（诸如，具有高比模量的碳纤维增强塑料）可以用于风力涡轮机叶片中，特别地用于风力涡轮机叶片的翼梁帽中。然而，碳纤维增强塑料例如是导电的，并且当风力涡轮机叶片的翼梁帽拦截雷击时会与风力涡轮机叶片的防雷击系统相互作用。当前，为了减轻由于雷击所引起的失效风险，在防雷击系统的引下线导体和导电复合材料之间提供电位平衡。在实践中，这要求沿着风力涡轮机叶片的翼梁帽的长度在引下线导体和导电复合材料之间提供足够数量的离散连接点。由于碳纤维增强塑料和引下线导体的性质极为不同，因此在这两种材料之间设计并实现可靠的电连接具有挑战性。此外，由于连接的数量通常保持为最小值以有助于增强可制造性，因此该技术容易受到出故障的连接的影响。因此，单个出故障的连接可导致不充分的电位平衡和随之而来的闪络（flashover）、以及风力涡轮机叶片的可能的失效。附加地，在整个风力涡轮机叶片的制造期间实现这些电连接。特别地，在具有严格公差的风力涡轮机叶片的模具中实现电连接，这些对于大型结构而言变得难以实现且在失效的情况下很难检测并且修理费用昂贵。

发明内容

本发明的目的是提供一种翼梁帽，其中消除了或至少部分地减少了先前所描述的缺点。特别地，本发明的目的是提供一种用于风力涡轮机的风力涡轮机叶片的翼梁帽、一种风力涡轮机的风力涡轮机叶片以及一种制造用于风力涡轮机的风力涡轮机叶片的翼梁帽的方法，通过以上各者提供了简单、廉价且良好的保护以免受可能由拦截的雷击引起的损坏。

该目的通过根据权利要求1的翼梁帽、根据权利要求7的风力涡轮机叶片、根据权利要求12的风力涡轮机和根据权利要求13的用于制造翼梁帽的方法来解决。本发明的另外的细节从其他权利要求以及说明书和附图中展现。由此，关于本发明的翼梁帽描述的特征和细节关于本发明的风力涡轮机叶片、本发明的风力涡轮机和本发明的方法是适用的，使得关于本发明的各个方面的公开内容，其被互相提及或可以被互相提及。

根据本发明的第一方面，本发明涉及一种用于风力涡轮机的风力涡轮机叶片的翼梁帽，该翼梁帽包括至少一个长形梁，借以该翼梁帽包括至少一个电隔离材料覆盖物和至少一个导电材料覆盖物，其中，梁的整个周向部由至少一个电隔离材料覆盖物围封，并且至少一个电隔离材料覆盖物的整个周向部由至少一个导电材料覆盖物围封，借以导电材料覆盖物具有至少一个电接口以用于将其电连接到风力涡轮机叶片的引下线导体。

所提出的具有导电材料覆盖物的布置用作法拉第笼，其阻断电磁场并由此保护梁（其特别地包括导电材料或由导电材料制成）以免受可能由被翼梁帽拦截的雷击引起的任何损坏。所提出的简单解决方案可以容易地且以低成本被集成在包括风力涡轮机叶片的引下线导体的防雷击系统中。消除了提供出故障的电连接的风险，因为不再需要经由电连接将翼梁帽的碳纤维增强塑料连接到引下线导体。