[發(fā)明專利]用于風力渦輪機的轉子的葉片及其制造方法

在審

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• 申請日: 2021-02-19
• 公開（公告）號: CN113294284A
• 公開（公告）日: 2021-08-24
• 發(fā)明（設計）人: V·馬奇諾門;O·蓋雷羅布伊特拉戈;P·伊祖貝羅索
• 申請（專利權）人: 西門子歌美颯可再生能源創(chuàng)新與技術有限公司
• 主分類號: F03D1/06
• 分類號: F03D1/06;F03D80/40;F03D80/60;B29C70/36;B29L31/08
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 佘鵬;王麗輝

本發(fā)明涉及用于風力渦輪機的轉子的葉片及其制造方法。防冰和/或除冰葉片和用于所述葉片的制造方法，所述葉片包括壓力側殼體（7）和吸力側殼體（8），所述殼體（7、8）包括：至少一個電連接器層（5），其從前緣（3）朝向后緣（4）延伸；至少一個加熱元件層（6），其與電連接器層（5）電接觸；玻璃織物層（9），其至少向內與電連接器（5）或與加熱元件層（6）接觸；連接器部件（10），其橫向延伸穿過玻璃織物層（9）并且與電連接器層（5）以及與金屬塊（11）電連接，該金屬塊（11）被互連器（12）穿孔，使得來自每個殼體（7、8）的電連接器層（5）被電連接，并且當從電源供電時，所述葉片能夠被加熱。

技術領域

本主題總體上涉及風力渦輪機葉片，并且更具體而言，涉及防冰和/或除冰葉片以及用于所述葉片的制造方法，該制造方法產生更簡單和更便宜的制造防冰和/或除冰葉片的方法，該方法對于包括多個加熱元件的葉片是可靠、有效和精確的。

背景技術

風力渦輪機葉片是現(xiàn)代風力渦輪機用來捕獲風能的核心部件。葉片的空氣動力學特性對風力渦輪機的效率具有至關重要的影響。當風力渦輪機在下雨或下雪的天氣中或者在寒冷季節(jié)期間的潮濕環(huán)境中操作時，葉片的表面上可能會結冰。結冰將改變葉片的現(xiàn)有空氣動力學形狀，這將會對風力渦輪機的安全操作造成損害。在葉片的表面凍結之后，其固有頻率會改變，這會使葉片的動態(tài)響應行為改變，這將會對控制系統(tǒng)的控制行為造成干擾。風力渦輪機結構本身的完整性也受到凍結葉片的影響。不平衡或不對稱的影響增加了風力渦輪機的疲勞載荷。

通過在葉片的表面或內層上布置加熱層，可在結冰將發(fā)生時加熱葉片，以防止冰凍結在表面上，或者可在表面凍結之后開始加熱，以使表面上的冰層融化并實現(xiàn)除冰的目的。現(xiàn)有的加熱防冰系統(tǒng)中使用的加熱單元被均勻地設置在葉片的表面上，或者沿長度方向分成若干加熱區(qū)域。

對于防冰解決方案，沿葉片每平方米所需的熱功率需求是不同的，該熱功率需求在葉片的根部附近的較短半徑處較低，而在半徑接近葉片的末端時較高。同樣，所需的熱通量在較靠近前緣處較高，并且朝向后緣逐漸降低。

此外，可以發(fā)現(xiàn)，待加熱的表面覆蓋前緣直至朝向后緣的一定距離，并且該距離沿葉片可能不是恒定的。

已知一些解決方案用于加熱葉片，該葉片沿葉片縱向軸線并且在其前緣和后緣之間包括多個電阻器，其中，加熱系統(tǒng)在葉片的制造和脫模之后安裝。

例如，文獻EP2526292B1描述了一種方法，其用于將放置在外表面處的電阻器電極與所需的導線連接，該導線用于借助于與加熱墊接觸的導電片將功率注入葉片內。

文獻EP2715128B1描述了一種用于碳纖維加熱墊的電連接的解決方案，該碳纖維加熱墊將被整合在成品葉片上。

大多數(shù)已知的解決方案可能是有效的，但是復雜且昂貴。

發(fā)明內容

本文公開了一種風力渦輪機葉片，利用該風力渦輪機葉片，已發(fā)現(xiàn)至少緩解了與現(xiàn)有技術的解決方案有關的上述缺點。

更具體而言，在本發(fā)明的第一方面，提供了一種用于風力渦輪機的轉子的風力渦輪機葉片，所述風力渦輪機葉片包括由其剛性接合的壓力側殼體和吸力側殼體形成的成型輪廓，所述葉片包括葉片根部、葉片末端、前緣和后緣，其中弦c在所述前緣和所述后緣之間延伸，所述殼體包括：

- 至少一個電連接器層，其位于距所述葉片根部第一距離L1處，并且從所述前緣朝向所述后緣延伸，

- 至少一個加熱元件層，其與所述電連接器層電接觸，所述加熱元件層在所述葉片根部和所述葉片末端之間沿縱向方向延伸，并且與所述后緣相比更靠近所述前緣，

- 玻璃織物層，其至少向內與所述電連接器或與所述加熱元件層接觸，

- 連接器部件，其橫向延伸穿過所述玻璃織物層，并且與所述電連接器層以及與金屬塊電連接，