[發明專利]用于風力渦輪機的風力渦輪機槳葉

無效

• 申請號: 201280001958.1
• 申請日: 2012-02-24
• 公開（公告）號: CN103250314A
• 公開（公告）日: 2013-08-14
• 發明（設計）人: 藤岡秀康
• 申請（專利權）人: 三菱重工業株式會社
• 主分類號: H02G13/00
• 分類號: H02G13/00;F03D11/00
• 代理公司: 中原信達知識產權代理有限責任公司 11219
• 代理人: 張建濤;車文

技術領域

本發明涉及一種用于風力渦輪機的風力渦輪機槳葉，其中該風力渦輪機槳葉包括雷電防護系統。

背景技術

風力渦輪機由于其構造、高度和位置而非常易受雷擊。尤其是，作為包括弱導電性材料并且代表離地面最遠的點的風力渦輪機部件的風力渦輪機槳葉具有受雷電擊中的最大風險。在風力渦輪機槳葉受雷擊的情形中，非常高的電流傳導通過風力渦輪機，從而引起嚴重的且成本非常高的損壞，尤其是關于風力渦輪機槳葉的損壞。

由于以上原因，風力渦輪機需要可靠且高性能的雷電防護系統形式的保護措施。通常，在常規系統中，雷電防護系統包括位于槳葉的表面處的多個點狀雷電接受體和至槳葉根部的另外的引下線系統，該引下線系統通常呈引下線電纜形式。

EP?2?122?162?A2公開了一種用于風力渦輪機槳葉的雷電防護系統，該系統包括金屬網形式的引下線系統、非常小的接受體和在槳葉內延伸的電導體。該電導體的目的在于將金屬網和接受體分離使得接受體電絕緣。

即使為風力渦輪機提供相對小的接受體并且將電流分散到金屬網形式的多個引下線在上述現有技術中是已知的，但是因為對于雷擊來說雷電并不擊中較小的接受區域是可能的并且因為雷電防護系統的部件并不提供寬的且高度導電的導電橫截面，所以上述雷電防護系統并不保證對雷電的足夠安全且可靠的保護。

發明內容

技術問題

本發明的目的在于提供一種改進的風力渦輪機槳葉，該風力渦輪機槳葉具有雷電防護系統。本發明另一目的在于提供一種具有提供改進的保護和提高的導電的雷電防護系統的風力渦輪機槳葉。本發明又一個目的在于減少沒有擊到雷電防護系統的接受體中的雷擊的發生。

根據本發明，風力渦輪機槳葉具有末端、末端區域和根部端區域。末端為槳葉的距離機艙的輪轂最遠的部位，槳葉通常安裝在所述機艙的輪轂處。因此，末端區域是在槳葉的末端處的區域，末端區域的尺寸與槳葉的整個長度相比是小的，而根部端區域是在槳葉的相對側處的區域。

為了防止槳葉被雷擊損壞，風力渦輪機槳葉具有雷電防護系統，該雷電防護系統包括至少一個金屬箔，其中所述金屬箔的第一端被設置在槳葉的末端區域中，并且其中金屬箔從所述第一端朝槳葉的根部端區域延伸。

術語“金屬箔”指的是金屬片，所述金屬片的厚度顯著小于該金屬片的縱向和橫向尺寸。根據本發明的金屬箔由一個一體式金屬片構成。

根據本發明，金屬箔具有第一端，該第一端被設置在槳葉的末端區域中。金屬箔從該第一端朝槳葉的根部端延伸。金屬箔能夠從第一端一直延伸到槳葉的根部端或僅延伸槳葉長度的一部分。優選地，金屬箔被連接到在根部端區域中的雷電防護系統的另外的引下線系統。由于金屬箔的該布置，金屬箔能夠用作引下線。

此外，金屬箔定位成接近槳葉的外表面，優選地緊靠槳葉的外表面，使得金屬箔能夠直接地用作雷電接受體。具體地，就槳葉壁厚度而言金屬箔優選地位于槳葉壁的徑向外部10%中。

根據本發明，雷電防護系統還包括第一金屬雷電接受體，該第一金屬雷電接受體被設置在金屬箔的第一端和槳葉的末端之間。該第一金屬雷電接受體能夠被布置在金屬箔的第一端和槳葉的末端之間的任何地方。這還包括第一金屬雷電接受體僅被布置在特定距離的一端處（例如，槳葉的末端）的情形。如果第一金屬雷電接受體僅部分地被布置在金屬箔的第一端和槳葉的末端之間而該第一金屬雷電接受體的另一部分被布置在特定距離的外側，則第一金屬雷電接受體也被認為是被布置在金屬箔的第一端和槳葉的末端之間。

此外，第一金屬雷電接受體與金屬箔直接電接觸。該直接電接觸能夠通過金屬箔的僅第一端和第一金屬雷電接受體的端部的鄰接布置來實現。為了提供較大的接觸區域，優選地使第一金屬雷電接受體和金屬箔重疊。優選地，槳葉包括多個箔。在該情形中，即使另一金屬箔被設置在第一金屬雷電接受體和金屬箔之間，第一金屬雷電接受體也被認為是與該金屬箔直接電接觸。

第一金屬雷電接受體布置成接近槳葉的外表面，優選地緊靠槳葉的外表面，使得第一金屬雷電接受體能夠直接用作雷電接受體。具體地，就槳葉壁厚度而言第一金屬雷電接受體優選地位于槳葉的徑向外部10%中。

通過提供根據本發明的雷電防護系統，能夠借助于提供較大的接受區域而實現較高的雷擊采集率而沒有對風力渦輪機槳葉造成重要的破壞。除了雷電防護系統的增強的接受功能之外，本發明產生了更好的向下導電性能。