[發明專利]風輪機葉片

有效

• 申請號: 201380075537.8
• 申請日: 2013-02-13
• 公開（公告）號: CN105121843B
• 公開（公告）日: 2017-10-20
• 發明（設計）人: S·桑德考克;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: B29C70/88
• 分類號: B29C70/88;F03D1/06;F03D80/30;B29L31/08
• 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

本發明涉及結合有雷電防護系統的風輪機葉片，并且涉及制造該風輪機葉片的方法。本發明還延伸至用于制造風輪機葉片的預成型部件以及制造預成型部件的方法。

背景技術

雷電防護系統通常結合到風輪機葉片中以解決雷擊問題。導電的接閃器布置在葉片的外表面上或者鄰近葉片的外表面布置以接收擊中葉片的閃電。通常，接閃器電連接至延伸到葉片內部的引下纜線。閃電從接閃器排出至引下纜線，然后經在風輪機的葉片、機艙以及塔架內部延伸的導體排出至接地電位。因此，雷電防護系統允許閃電安全排出，從而使由雷擊產生的對風輪機的損害風險最小化。

例如，US2011/0182731描述了這樣一種風輪機葉片，在該風輪機葉片中，接收器延伸通過葉片殼，使得接收器在葉片殼的外表面以及內表面處暴露。在葉片殼的內表面處，接收器連接至引下纜線。為了提高雷電防護系統的效能，在葉片殼的外表面上并因此在接閃器上放置傳導層。傳導層增大了葉片的能夠接收閃電的面積，由此增大了接收器捕獲雷擊的機率。

然而，這樣的風輪機葉片難以制造，因為傳導層必須在葉片殼制造成以后增設至葉片，這在制造過程中需要額外的、耗時步驟。而且，位于接閃器的區域中的外葉片表面的脊或其它這樣的不連續部可能不利地影響葉片的空氣動力學設計，從而導致減小空氣動力學的效能。

本發明的目的是緩解或克服這些問題。

發明內容

針對此背景技術，并且根據第一方面，本發明涉及制造結合有雷電防護系統的風輪機葉片的方法，所述方法包括：提供風輪機葉片的模具；在所述模具中布置突出元件；將導電層布置在所述模具中的所述突出元件上；將一個或多個結構層以及/或者結構部件布置在所述導電層上；在真空下結合這些層，從而形成葉片殼，該葉片殼具有鄰近所述殼的外表面的整合的導電層；使所述突出元件與所述葉片殼分離，從而在所述葉片殼的所述外表面中限定一凹口，所述導電層延伸到所述凹口中；鄰近所述葉片殼的內表面設置所述雷電防護系統的電氣部件；以及通過連接構件將所述導電層電連接至所述電氣部件，其中，所述連接構件的端部容納于所述凹口中，使得所述連接構件的表面橫過所述凹口內的界面區抵接所述導電層，并且使得所述端部基本不從所述葉片殼的所述外表面突出。

以此方式，本發明提供形成結合有雷電防護系統的風輪機葉片的方法，使得所述連接元件容納于所述凹口中，并且基本不從所述葉片的外表面突出。因此，所述連接元件不負面影響所述葉片的空氣動力學性能，這確保有效地發電。

在優選實施方式中，將所述突出元件與所述導電層設置在一起成為預成型部件，并且同時布置在所述模具中。這提供在模具中快速而有效地布置部件的方法。

以便所述突出元件的所述端部可以緊密配合到所述凹口中，所述突出元件可以具有與所述連接元件的所述端部基本相同的形狀與尺寸。

所述界面區可以包括所述凹口的基部。這使所述界面區的表面積最大，從而改善所述連接元件與所述導電層之間的電接觸。

所述方法還包括形成在所述凹口的所述基部中穿過所述葉片殼的孔；以及將所述連接構件布置成延伸穿過所述孔。以此方式，所述連接構件的其余部分能夠容納于所述孔中以便于所述連接構件與所述電氣部件之間的接觸。

在一個實施方式中，所述突出元件包括突出的細節成形部，所述細節成形部在所述凹口的所述基部中提供相應的凹痕，并且所述方法包括在所述凹痕處形成所述孔。所述細節成形部便于形成所述孔的步驟，從而提高所述方法的效率。

為了進一步增進所述界面區處的電接觸，所述方法可以可選地包括：在所述導電層的一部分與所述突出元件的表面之間進行密封，從而使位于所述界面區中的所述導電層免于污染。

所述密封的步驟可以包括：在所述導電層與所述突出元件的所述表面之間設置防護層。在此情況下，可以將所述突出元件、所述導電層以及所述防護層設置在一起成為預成型部件，使得這三者同時布置在模具中。

為了將所述防護層附著至所述導電層，所述防護層可以是粘合劑層。以此方式，所述防護層還可以用于將所述導電層粘附至所述突出元件。在包括防護層的實施方式中，所述方法還可以包括：在將所述連接構件布置在所述凹口中之前，從所述導電層移除所述防護層。

另選地或除所述防護層以外附加地，所述突出元件可以至少部分由彈性材料形成，并且所述密封的步驟可以包括：使所述突出元件變形，從而在所述導電層與所述突出元件的所述表面之間形成密封。

在優選的實施方式中，所述導電層是接閃器，該接閃器可選地是箔或網，從而進一步使對所述葉片的空氣動力學構型的毀壞最小化。