[發明專利]具有用于雷電保護系統的集成的下導體元件的翼梁結構

在審

• 申請號: 201980072669.2
• 申請日: 2019-11-05
• 公開（公告）號: CN113167219A
• 公開（公告）日: 2021-07-23
• 發明（設計）人: M·T·努南;P·T·海登;H·貝默
• 申請（專利權）人: 葉片動力學有限公司
• 主分類號: F03D1/06
• 分類號: F03D1/06;F03D80/30
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 李陵峰;王瑋

本申請提供一種用于在風力渦輪機葉片內部的翼梁結構的翼梁帽。下導體元件被集成在所述翼梁帽的側部上，使得在所述翼梁帽組裝到所述翼梁結構中之后，所述下導體元件沿著所述翼梁結構的外角部延伸。

技術領域

此發明提供了具有集成的下導體元件的翼梁帽和翼梁結構，所述集成的下導體元件用于風力渦輪機葉片的雷電保護系統。本發明還提供具有相應的翼梁帽和翼梁結構的風力渦輪機葉片以及制造這些元件的方法。

背景技術

隨著渦輪機變得更大以及他們的結構元件變得更高（例如更長的葉片），雷電襲擊對于風力渦輪機是增加的操作風險。更長的葉片設計推進了碳作為原材料的選擇，這增加了雷電保護系統（LPS）的復雜性，因為用于碳纖維增強風力渦輪機葉片的雷電保護系統比用于玻璃纖維風力渦輪機葉片的雷電保護系統更復雜。碳纖維作為結構材料具有優良的單位強度和楊氏模量，但還是電傳導性的。因此，用這樣的材料設計的用于葉片的雷電保護系統需要確保（1）雷電襲擊不直接附接到碳翼梁帽（例如擊穿葉片殼體）導致廣泛損壞以及（2）電流以受控的方式安全地沿導體向下流到地面，而不導致內部閃絡和對在結構內的碳翼梁帽的進一步損壞（這是已知的問題）。這通過確保雷電導體在限定位置處等勢地結合到碳翼梁帽（這確保在導致閃絡的材料（葉片結構）/導體之間不產生大的電壓差）而實現。

EP 1 830 063 A1關注于沿著空氣表面（即面向葉片殼體的翼梁帽的側部）嵌入在翼梁盒內的兩個下導體，所述兩個下導體隨后連接到側部接收器。WO2013/007267 A1描述了被放置在翼梁盒的空氣動力學側部之上并且連接到下導體線纜的網。它包括根據分區概念在尖端處提升襲擊的特征。

出現了提供一種雷電保護系統的問題，所述雷電保護系統對于碳纖維增強風力渦輪機葉片特別有用并且降低經過碳纖維的電流的量。此外，期望的是具有能夠例如與模塊化風力渦輪機葉片一起使用的雷電保護系統，其中葉片部分（例如翼梁區段）能夠被制造有集成的下導體元件并且被運送到第二位置以用于組裝。

發明內容

本發明由獨立的權利要求書限定。以下概述了與原始要求保護的發明的范圍相符的某些實施例。這些實施例不旨在限制要求保護的發明的范圍，而是這些實施例旨在僅提供本發明的可能形式的簡要概括。實際上，本發明可以包含可以類似于或不同于以下闡述的實施例的各種形式。

根據第一方面，翼梁帽被提供以用于在風力渦輪機葉片內部的翼梁結構。下導體元件被集成在翼梁帽的側部上，使得在翼梁帽組裝到翼梁結構中之后，下導體元件沿著翼梁結構的外角部延伸。

根據第二方面，提供要被布置在風力渦輪機葉片內部的翼梁結構。集成的下導體元件沿著翼梁結構的外角部延伸。

根據第三方面，提供制造用于在風力渦輪機葉片內部的翼梁結構的翼梁帽的方法。該方法包括將下導體元件結合到翼梁帽的側部，使得在翼梁帽組裝到翼梁結構中之后，下導體元件沿著翼梁結構的外角部延伸。

附圖說明

圖1示出了風力渦輪機葉片的橫截面，所述風力渦輪機葉片在內部具有翼梁結構，所述翼梁結構在其外角部中包括下導體元件；

圖2示出了風力渦輪機葉片的橫截面，所述風力渦輪機葉片在內部具有雙重盒翼梁結構，所述雙重盒翼梁結構在其外角部中包括下導體元件；

圖3a示出了下導體元件的布置，所述下導體元件具有與膨脹的箔片組合的銅編織物（braid）；

圖3b示出了翼梁帽，所述翼梁帽在其豎直側部上具有集成的下導體元件；

圖3c示出了翼梁帽，其中下導體元件圍繞翼梁帽的角部包裹；

圖4a示出了風力渦輪機葉片，所述風力渦輪機葉片在其殼體內部具有兩個不同的翼梁結構；

圖4b示出了用在風力渦輪機葉片的內側區段中的雙重盒翼梁結構；

圖4c示出了用在風力渦輪機葉片的尖端端部區段中的翼梁；

圖5示出了制造用于在風力渦輪機葉片內部的翼梁結構的翼梁帽的方法；以及