[發明專利]具有避雷保護的風輪機葉片

有效

• 申請號: 201380070617.4
• 申請日: 2013-11-20
• 公開（公告）號: CN104918762B
• 公開（公告）日: 2017-02-15
• 發明（設計）人: D·拉加辛加姆;T·科拉爾德
• 申請（專利權）人: 維斯塔斯風力系統有限公司
• 主分類號: B29C33/00
• 分類號: B29C33/00;B29C33/12;F03D1/06;B29C65/48;F03D80/30;B29C65/78
• 代理公司: 北京三友知識產權代理有限公司11127
• 代理人: 王小東

技術領域

本發明通常涉及一種用于風輪機的轉子葉片，以及涉及制造風輪機葉片的方法。更具體來說，本發明涉及包括實心金屬尖的風輪機葉片，該實心金屬尖在結合至葉片的剩余部分之前形成為分離件。

背景技術

實心金屬尖(SMT)典型地集成至風輪機葉片中以解決雷擊的問題。SMT充當接閃器，接閃器接收閃電并經由在葉片、機艙以及風輪機的塔內部延伸的導體將其排放至地電勢。SMT因此允許閃電被安全地排放以及最小化雷擊對風輪機的破壞的風險。

為了將本發明置于背景中并為了解釋現有技術存在的特定問題，將首先以示例的方式參考附圖中圖1至圖3，其中：

圖1是包括SMT的風輪機葉片的立體圖；

圖2是半模的尖區域的局部立體圖，該半模形成了用于制造圖1的風輪機葉片的模具組件的部分；

圖3A和圖3B圖示了使用圖2的半模制造風輪機葉片的公知方法；以及

圖3C圖示了使用在圖3A和3B中的方法中的模具組件的前突不對準的效應。

圖1是包括充當接閃器的SMT12的典型風輪機轉子葉片10的立體圖。在SMT12之外，葉片10還包括由兩個半殼制備的外殼14，兩個半殼即第一半殼16和第二半殼18。半殼16、18是由玻璃纖維增強塑料(GRP)模制的層壓結構。閃電引下線線纜13布置在葉片10內并且連接至SMT12，并且將閃電電流從葉片的尖部傳遞至葉片的根部以及傳遞至地電勢。半殼16、18典型地在分離的半模中模制，諸如在圖2部分示出的半模20。

為了形成半殼16、18，首先將其部件層鋪放在半模20中。將呈干玻璃纖維布形式的外皮放置在半模20的模具表面22上。然后將結構層鋪放在外皮上，然后將呈干玻璃纖維布形式的內皮放置在結構層之上。半殼16、18被鋪放成延伸至距半模20的尖部24很短的距離，使得半殼16、18的尖部區域被截斷以提供用于SMT12的空間。

接下來，用密封袋覆蓋半殼16、18的部件以形成封裝所有部件的抽空室。該室被排空，液體樹脂的供給被連接至該室，以及將樹脂引入半模20。樹脂注入各部件之間，然后該組件經歷固化周期以硬化樹脂。將理解的是，可以使用預浸復合材料代替干式材料，從而避免樹脂注入步驟。

參考圖3A，一旦每個半殼16、18都已被模制，就將SMT12布置于兩個半模20中的一個半模的尖部24的適當位置，并且例如依靠粘著劑集成至相關的半殼16。最終，通過關閉模具將兩個半殼16、18合在一起，如圖3B所示，半殼16、18被黏合于一起以形成完整的葉片10。

雖然這種方法提供了將SMT12與風輪機葉片10集成的簡單方式，但是當模具關閉時如果在兩個半模20之間存在任何不對準的話，會產生若干問題。如果半模20不正確地對準，如圖3C所示，則上半模20a和上半殼18將不能正確地相對于SMT定位。

例如，如果上半模20a位于下半模20b的后面，則模具呈現所謂的“前突”，如圖3C所示。在該情況下，當模具關閉時，上半模20a會與SMT12抵觸。在極端情況下，這能夠破壞SMT12，或者甚至導致SMT12從下半殼16斷開。

即使SMT12不被破壞，抵觸也能夠阻止上半模20a正確地降低到位，而是在上半殼16和下半殼18之間留下不可接受的間隙26以及在上半殼18和SMT12之間留下另一間隙28。這是特別有問題的，因為上半殼16和下半殼18之間的間隙26導致半殼16、18之間的接觸不充分，這會最終損害殼16、18之間的黏合強度以及葉片10的結構完整性。

這種抵觸還能夠引起模具本身的破壞。例如，可以破壞模具的平滑的內表面，這對于模具之后的使用是有問題的。

僅僅幾毫米的不對準就足夠引起上述抵觸。現代風輪機葉片的長度可超過八十米，將理解的是，當制造這種尺寸的葉片時，很難避免不對準。尤其是，難以同時在葉片根部和葉片尖部都實現精確的對準。因而，根部處的對準對于制造處理來說是很關鍵的，半殼在尖部處的對準特別難，從而上述問題特別普遍。

本發明的目的是減輕或者克服該問題。

發明內容