[发明专利]用于风力涡轮机的叶片

说明书

一种用于风力涡轮机（10）的叶片（20）包括具有以下各者的结构（40）：‑在前缘（41）和后缘（31）之间延伸的吸力侧（25）和压力侧（26），‑导电或半导电元件（50、70、80）。所述叶片（20）进一步包括：‑导热电绝缘件（60），其至少部分地与所述结构（40）接触。

技术领域

本发明涉及一种用于风力涡轮机的叶片。更特别地，本发明涉及用于风力涡轮机的叶片的电和/或雷电防护和/或加热/除冰布置结构（arrangement）。

背景技术

转子叶片是风力涡轮机的最暴露的部分，经常遭受雷击。雷击的概率在尖端处最高并随着朝向根部前进而减小。在叶片表面的外部（或朝向外部）上添加金属、碳或其他导电（或半导电）元件（例如，作为用于除冰的电阻式或电感式加热系统的一部分，或作为结构部件（例如，碳翼梁帽））增加了雷电附着的危险。这不仅会损坏导电元件，而且还会损坏叶片结构。由于这一点，例如所采取的一种措施是将导电元件从叶片尖端向后拉的措施。还可方便地将另外的导电元件远离雷电预期长时间悬留（hang on）的后缘放置。等电位联结部被提供在不同的导电或半导电元件之间以实现电压均衡，否则将导致叶片内部的电闪络（electrical flashover）。

期望提供一种用于风力涡轮机的叶片，该叶片使得能够将导电部件放置在沿着叶片的任何位置处，而雷电附着或内部闪络的风险得到降低或没有这种风险。

发明内容

可由根据独立权利要求的主题来满足如在下文中更好地阐明的这种需求和其他需求。本发明的有利实施例由从属权利要求来描述。

根据本发明，提供了一种用于风力涡轮机的叶片，该叶片包括具有以下各者的结构：

- 在前缘和后缘之间延伸的吸力侧和压力侧，

- 导电或半导电元件。

叶片进一步包括导热电绝缘件，该导热电绝缘件至少部分地与该结构接触。

根据本发明的实施例，导热电绝缘件至少部分地与导电或半导电元件接触。

上文所描述的布置结构允许将导电部件放置在尖端和根部之间的沿着叶片的任何位置中。与导电或半导电元件接触的导电部件也可被定位成靠近后缘。上文所描述的布置结构减少或防止了雷电附着的风险，还允许令人满意的热传递。

根据本发明的实施例，导电或半导电元件是用于加热叶片的电阻式或电感式加热元件，例如用于除冰。因此，可以高效且安全地实现除冰。本发明允许加热例如由于腐蚀或高电压闪络的风险而可能不被允许使用传统除冰元件的区，因此改善了灵活性和效率。

根据本发明的实施例，导电或半导电元件是叶片的结构元件。例如，结构元件可以是翼梁帽。特别地，结构元件可以是用作叶片加热元件的翼梁帽。

根据本发明的实施例，导电或半导电元件是感测、致动或通信元件或其一部分。

根据本发明的实施例，导电或半导电元件是雷电防护系统的部件。导电元件被引入到叶片中并且平行于雷电防护系统（LPS）引下线（down conductor）延伸，需要通过等电位联结部在导电元件和引下线之间提供某种电压均衡手段，否则存在导致结构损坏的内部闪络的高风险。此类等电位联结部（尤其是当在不同的材料（例如，金属和碳）之间产生时）是弱区，并且会容易被在传递雷电流时产生的热量破坏。在联结部上面和/或引下线上面和/或在导电或半导电元件上面使用导热电绝缘件提供了必要的热耗散。

根据本发明的实施例，导热电绝缘件以层的形式被提供在导电或半导电加热元件上面。在电绝缘件高度重要的情况下，层的使用可以是优选的。可在叶片铸造期间或之后施加导热电绝缘层。可经由粘合、冷喷涂、辊涂或浸涂等来施加导热电绝缘件的连续层。在叶片的铸造（或预铸造）期间可并入导热电绝缘件的连续层作为夹层。