[發明專利]用于風力渦輪機的葉片

在審

• 申請號: 202110024345.0
• 申請日: 2021-01-08
• 公開（公告）號: CN113090443A
• 公開（公告）日: 2021-07-09
• 發明（設計）人: S·M·R·龐納達
• 申請（專利權）人: 西門子歌美颯可再生能源公司
• 主分類號: F03D1/06
• 分類號: F03D1/06;F03D80/30;F03D80/00
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 曹凌;王麗輝

一種用于風力渦輪機（10）的葉片（20）包括具有以下各者的結構（40）：?在前緣（41）和后緣（31）之間延伸的吸力側（25）和壓力側（26），?導電或半導電元件（50、70、80）。所述葉片（20）進一步包括：?導熱電絕緣件（60），其至少部分地與所述結構（40）接觸。

技術領域

本發明涉及一種用于風力渦輪機的葉片。更特別地，本發明涉及用于風力渦輪機的葉片的電和/或雷電防護和/或加熱/除冰布置結構（arrangement）。

背景技術

轉子葉片是風力渦輪機的最暴露的部分，經常遭受雷擊。雷擊的概率在尖端處最高并隨著朝向根部前進而減小。在葉片表面的外部（或朝向外部）上添加金屬、碳或其他導電（或半導電）元件（例如，作為用于除冰的電阻式或電感式加熱系統的一部分，或作為結構部件（例如，碳翼梁帽））增加了雷電附著的危險。這不僅會損壞導電元件，而且還會損壞葉片結構。由于這一點，例如所采取的一種措施是將導電元件從葉片尖端向后拉的措施。還可方便地將另外的導電元件遠離雷電預期長時間懸留（hang on）的后緣放置。等電位聯結部被提供在不同的導電或半導電元件之間以實現電壓均衡，否則將導致葉片內部的電閃絡（electrical flashover）。

期望提供一種用于風力渦輪機的葉片，該葉片使得能夠將導電部件放置在沿著葉片的任何位置處，而雷電附著或內部閃絡的風險得到降低或沒有這種風險。

發明內容

可由根據獨立權利要求的主題來滿足如在下文中更好地闡明的這種需求和其他需求。本發明的有利實施例由從屬權利要求來描述。

根據本發明，提供了一種用于風力渦輪機的葉片，該葉片包括具有以下各者的結構：

- 在前緣和后緣之間延伸的吸力側和壓力側，

- 導電或半導電元件。

葉片進一步包括導熱電絕緣件，該導熱電絕緣件至少部分地與該結構接觸。

根據本發明的實施例，導熱電絕緣件至少部分地與導電或半導電元件接觸。

上文所描述的布置結構允許將導電部件放置在尖端和根部之間的沿著葉片的任何位置中。與導電或半導電元件接觸的導電部件也可被定位成靠近后緣。上文所描述的布置結構減少或防止了雷電附著的風險，還允許令人滿意的熱傳遞。

根據本發明的實施例，導電或半導電元件是用于加熱葉片的電阻式或電感式加熱元件，例如用于除冰。因此，可以高效且安全地實現除冰。本發明允許加熱例如由于腐蝕或高電壓閃絡的風險而可能不被允許使用傳統除冰元件的區，因此改善了靈活性和效率。

根據本發明的實施例，導電或半導電元件是葉片的結構元件。例如，結構元件可以是翼梁帽。特別地，結構元件可以是用作葉片加熱元件的翼梁帽。

根據本發明的實施例，導電或半導電元件是感測、致動或通信元件或其一部分。

根據本發明的實施例，導電或半導電元件是雷電防護系統的部件。導電元件被引入到葉片中并且平行于雷電防護系統（LPS）引下線（down conductor）延伸，需要通過等電位聯結部在導電元件和引下線之間提供某種電壓均衡手段，否則存在導致結構損壞的內部閃絡的高風險。此類等電位聯結部（尤其是當在不同的材料（例如，金屬和碳）之間產生時）是弱區，并且會容易被在傳遞雷電流時產生的熱量破壞。在聯結部上面和/或引下線上面和/或在導電或半導電元件上面使用導熱電絕緣件提供了必要的熱耗散。

根據本發明的實施例，導熱電絕緣件以層的形式被提供在導電或半導電加熱元件上面。在電絕緣件高度重要的情況下，層的使用可以是優選的。可在葉片鑄造期間或之后施加導熱電絕緣層。可經由粘合、冷噴涂、輥涂或浸涂等來施加導熱電絕緣件的連續層。在葉片的鑄造（或預鑄造）期間可并入導熱電絕緣件的連續層作為夾層。