[發明專利]改良風力渦輪機葉片表面的布置結構

無效

• 申請號: 201110443672.6
• 申請日: 2011-12-27
• 公開（公告）號: CN102678473A
• 公開（公告）日: 2012-09-19
• 發明（設計）人: S.O.林德;J.施特格
• 申請（專利權）人: 西門子公司
• 主分類號: F03D11/00
• 分類號: F03D11/00;B29C63/04
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 薛峰

技術領域

本發明涉及改良風力渦輪機葉片表面的布置結構。

背景技術

海上風力渦輪機和位于氣候寒冷的站點的風力渦輪機需要防止受到周圍環境（例如，冰）的影響，甚至需要防止受到腐蝕。

特別地，風力渦輪機的葉片需要防止結冰。否則，這些葉片的空氣動力特性會顯著降低，并且風力渦輪機的輸出功率會降低。

對葉片（或多個葉片）進行加熱來除冰是已知的。這能夠通過電功率源以及通過連接的加熱絲來實現，其中這些加熱絲集成在例如葉片表面中。甚至可用熱的或溫暖的空氣來除冰。例如，空氣被引入到葉片的空腔中，并且可借助于風力渦輪機部件來產生該空氣。

特別地，葉片前緣易于腐蝕，因此，該葉片的表面在風力渦輪機的使用期限內會逐漸受到損害。受損害的葉片表面允許冰生長并在那里顯著膨脹。

葉片表面的腐蝕主要是由灰塵顆粒造成的，這些灰塵顆粒被高速的風吹動，從而重重沖擊轉動的葉片。

葉片表面的腐蝕還由鳥撞擊、蝙蝠撞擊、霜凍、鹽（在海上站點處）、雨水、昆蟲造成，甚至由作用在該葉片上的長期負載造成。

長期負載可以導致毛發狀裂縫，這些毛發狀裂縫成為鹽和/或冰等的侵蝕點。

文獻US2008/0181775?A1公開了針對腐蝕、閃電和結冰改良的葉片。該葉片的前緣包括鋒面和腐蝕防護罩。該防護罩位于該葉片的鋒面外部。在葉片制造過程中，將熱量產生元件定位于防護罩與鋒面之間以對其進行固定。這種方案復雜并且非常昂貴。

發明內容

因此，本發明的目的在于提供一種改良風力渦輪機葉片表面以避免那里出現腐蝕的布置結構。

這個目的通過獨立權利要求的特征來實現。本發明的各優選配置是從屬權利要求的目的所在。

根據本發明，專門設計的塑性帶被放置在葉片表面的特定位置。

已知這些特定位置難于對付腐蝕，因此需要以更好的方式得到增強以抵擋周圍環境的影響。

在優選配置中，該塑性帶沿著該葉片的前緣被放置，因為已知這個區域會受到腐蝕的挑戰。

本發明的塑性帶包括碳纖維，這些碳纖維用于實現增強該帶的目的。

這些碳纖維用作該塑性帶的其它組成部分的載體。因此，該載體形成帶狀夾層結構內的第一層。

在一種優選配置中，第一層或載體層還包括熱塑性材料。該熱塑性材料可以由PTFE、PVDF、PP或PET制成。該熱塑性材料可以用于連接和/或引導和/或支撐碳纖維。

該塑性帶在第一側面上包括與該載體層或第一層連接的第二層。

第二層優選包括所謂的”聚偏氟乙烯(Polyvinylidene?Fluoride，PVDF)?“。

“聚偏氟乙烯，PVDF”是高度非反應性的純熱塑性氟聚合物。因此，甚至其它純熱塑性氟聚合物也可以用作第二層。

在一種優選配置中，該塑性帶在該帶的第二側面上包括第三層。第三層與該載體層或第一層連接并且被布置在第二層的對面。

因此，該帶的第二側面在該帶的第一側面的對面。

該塑性帶的第二側面被制備成與該葉片連接以改良葉片表面。

這種連接可以借助于額外的第三層來建立。優選地，第三層通過涂覆的粘合劑與該葉片連接。由于是聚酯或聚亞安酯，因此第三層非常適于基于粘合劑的連接。

第一層或載體層可以被制備成通過涂覆的粘合劑與葉片表面連接。在該例中，夾層結構表現為僅僅兩層：載體層和第二層，而第二層朝向周圍環境，以后作為葉片表面。

在一種優選配置中，該粘合劑為液體粘合劑。

如上所述，該塑性帶表現為夾層結構。

優選地，該塑性帶由三層制成：

·?PVDF層或第二層，其形成頂層并且對著周圍環境，充當葉片表面；

·?載體層或第一層，其包括用于增強目的的碳纖維；以及

·?第三層，其包括聚酯或聚亞安酯作為該帶的底層。

該塑性帶甚至可以由兩層制成：

·?PVDF層或第二層，其形成頂層并且對著周圍環境，充當葉片表面，以及

·?載體層或第一層，其包括用于增強目的的碳纖維。

這兩種選擇均可優選地通過液體粘合劑連接到該葉片。

純熱塑性氟聚合物（如PVDF）表現出低的表面張力，因而非常堅硬。優選地，利用熱和壓力將該熱塑性氟聚合物與碳纖維連接。

在一種優選配置中，該塑性帶被布置在模具內，以變成葉片表面的整體化部分。