风力涡轮机叶片翼梁帽、风力涡轮机叶片和风力涡轮机制造技术

本发明专利技术公开了风力涡轮机叶片翼梁帽、风力涡轮机叶片和风力涡轮机。该风力涡轮机叶片翼梁帽（1）用于风力涡轮机（200）的风力涡轮机叶片（100），该风力涡轮机叶片（100）包括引下线（110），该风力涡轮机叶片翼梁帽（1）包括：至少一个碳元件（10）和至少一个导电层（12），其中，至少一个碳元件（10）和至少一个导电层（12）被电连接；以及至少一个导电型材（18），以将所述至少一个导电层（12）电连接到风力涡轮机叶片（100）的引下线（110），其中导电型材（18）电连接到至少一个导电层（12），并且其中导电型材（18）布置在风力涡轮机叶片翼梁帽（1）处。本发明专利技术还涉及一种包括这样的翼梁帽（1）的风力涡轮机叶片（100）以及一种包括这样的风力涡轮机叶片（100）的风力涡轮机（200）。

【技术实现步骤摘要】
风力涡轮机叶片翼梁帽、风力涡轮机叶片和风力涡轮机
本专利技术涉及一种风力涡轮机叶片翼梁帽（sparcap）、一种包括这样的翼梁帽的风力涡轮机叶片和一种包括这样的风力涡轮机叶片的风力涡轮机。
技术介绍
现代风力涡轮机转子叶片由纤维增强塑料构建。转子叶片通常包括具有圆整的前缘和尖锐的后缘的翼型件。转子叶片利用其叶片根部连接到风力涡轮机的轮毂。此外，转子叶片借助于变桨距轴承连接到轮毂，该变桨距轴承允许转子叶片的变桨距运动。长的转子叶片经受高风力。转子叶片可由连接到彼此的两个半壳制成。进一步地，腹板（特别是抗剪腹板）可布置在这两个半壳之间，以增强转子叶片。抗剪腹板可布置在两个梁或翼梁帽之间，并且可连接到所述梁或翼梁帽。抗剪腹板、梁和/或翼梁帽可沿风力涡轮机叶片的纵向方向延伸，并且可包括碳。风力涡轮机的发展不断增加其高度和其叶片的翼展宽度，且因此接近每个风力涡轮机包括了用于吸收雷击并防止损坏风力涡轮机的防雷系统，并且所述防雷系统变得日益相关和必要。风力涡轮机可包括引下线（downconductor），该引下线示例性地通过连接有各个叶片的风力涡轮机的塔架和轮毂建立接地。当将碳元件包括到风力涡轮机叶片中时，那些元件尤其需要连接到引下线，因为碳是导电材料并且在未进行所需电接地的情况下碳元件倾向于在被雷击时燃烧和/或致命分裂并在结构上失效。已在叶片后缘处的叶片的壳叠片处执行了将风力涡轮机叶片（尤其是风力涡轮机叶片翼梁帽）连接到引下线的已知的解决方案。叶片尖端处所需的额外空间给出了不太高效的叶片设计，尤其是在叶片的后缘处。
技术实现思路
因此，本专利技术的目的是提供不具有这些缺陷或至少部分地不具有这些缺陷的一种风力涡轮机叶片翼梁帽、一种包括这样的翼梁帽的风力涡轮机叶片和一种包括这样的风力涡轮机叶片的风力涡轮机。特别地，本专利技术的目的是提供一种用于风力涡轮机叶片的风力涡轮机叶片翼梁帽，该风力涡轮机叶片翼梁帽提供了用于风力涡轮机叶片的改进的叶片设计和风力涡轮机的优化的雷电放电系统，其容易组装且维护成本低。该目的通过专利权利要求解决。因此，该目的通过具有独立权利要求1的特征的一种用于风力涡轮机叶片的风力涡轮机叶片翼梁帽、具有独立权利要求13的特征的一种风力涡轮机叶片和具有独立权利要求15的特征的一种风力涡轮机来解决。本专利技术的另外的细节从从属权利要求以及说明书和附图展现。根据本专利技术的第一方面，该问题通过一种用于风力涡轮机的风力涡轮机叶片的风力涡轮机叶片翼梁帽来解决，该风力涡轮机叶片包括引下线，该风力涡轮机叶片翼梁帽包括：至少一个碳元件和至少一个导电层，其中，所述至少一个碳元件和所述至少一个导电层被电连接；以及至少一个导电型材（conductiveprofile，或为“导电轮廓件”），其用于将所述至少一个导电层电连接到风力涡轮机叶片的引下线，其中，该导电型材电连接到所述至少一个导电层，并且其中，该导电型材布置在风力涡轮机叶片翼梁帽处。碳元件包括至少一个碳层，尤其主要为或仅为碳层。碳元件尤其被形成和布置为碳梁。所述至少一个导电层有利地布置为与所述至少一个碳元件邻近。导电层电连接到碳元件。导电层能够胶合到或以另一种方式附接到所述至少一个碳元件。本专利技术的有利实施例包括一定量的碳元件，尤其是与导电层相交的四个或六个碳梁。所述至少一个导电层能够水平地或竖直地布置，尤其是在碳元件之间。尽管碳元件有利地形成纵梁，但是导电层能够形成为条带、线缆或平坦表面。以那种方式设计的导电层更柔韧并且不太可能由于风力涡轮机叶片的运动和扭转而被损坏。导电型材是被设计成将所述至少一个导电层与风力涡轮机的引下线连接的三维型材。导电型材能够具有不同的尺寸和形式，如在本专利技术的说明书的另外段落中将解释的。导电型材在风力涡轮机叶片翼梁帽处的布置能够被理解为导电型材布置在翼梁帽上、布置在翼梁帽处或布置在翼梁帽中。特别地，导电型材是专利技术的风力涡轮机叶片翼梁帽的必要组成部分。本专利技术并不旨在将导电型材布置为与翼梁帽邻近。导电型材能够形成翼梁帽的侧部或侧部的一部分。导电型材也能够是附接到翼梁帽的分离的部分。翼梁帽能够包括另外的结构器件以将腹板附接到翼梁帽和/或将翼梁帽附接到风力涡轮机叶片的壳叠片。以这种方式设计的风力涡轮机叶片翼梁帽是特别有利的，因为它允许通过将引下线和风力涡轮机叶片翼梁帽之间的连接布置成与风力涡轮机叶片的后缘间隔开来改进用于风力涡轮机叶片的叶片设计。此外，这样的风力涡轮机叶片翼梁帽提供了风力涡轮机的优化的雷电放电系统，该雷电放电系统容易组装且维护成本低。根据本专利技术的优选实施例，有利的是，至少两个碳元件布置为与所述至少一个导电层邻近（尤其是在其周围），其中，所述至少两个碳元件尤其布置在所述至少一个导电层的相对侧部上。由于对风力涡轮机叶片翼梁帽的结构需求非常苛刻，因此具有至少两个碳元件（尤其是两个碳梁）是有利的。为了最好地利用给定的空间，将所述至少一个导电层布置在所述至少两个碳元件之间并电连接到它们中的两个。以这种方式设计的风力涡轮机叶片翼梁帽是特别有利的，这是由于其所需的构造空间减小并且其通过电连接到导电层而使碳元件可靠接地。在本专利技术的优选实施例中，有利的是，导电层包括碳和/或铜，尤其是碳和/或铜的内层和/或外层。导电层能够是与碳元件不同的材料或与碳元件相同的材料。有利地，导电层包括高导电率，该高导电率如例如由内部的铜的至少一个层、线缆或一部分给出或作为导电层的一部分给出。导电层使得翼梁帽（尤其是翼梁帽的所述至少一个碳元件）能够以高导电率电连接到导电型材，并且由此电连接到引下线。这允许以改进的叶片设计来改进用于风力涡轮机的防雷系统。在本专利技术的另一个优选实施例中，有利的是，导电型材包括至少一个附接器件和/或用于附接器件的至少一个孔以将所述至少一个导电层附接到导电型材。所述至少一个碳元件能够通过相同的附接器件或不同的附接器件被附接。碳元件能够附接到导电层和/或导电型材。导电层和/或碳元件和导电型材之间的结构连接和/或电连接能够通过至少一个附接器件和/或用于附接器件的至少一个孔来建立。这能够通过胶水、铆钉、螺钉、销和/或其他附接器件来实现。由于现有元件中所包括的附接功能，以这种方式设计的风力涡轮机叶片翼梁帽是特别有利的。由此，有利地减小了用于附接件的构造空间，并且牢固地建立了电连接。减少了用于制造以这种方式设计的风力涡轮机叶片翼梁帽的成本和时间。在本专利技术的另一个优选实施例中，有利的是，导电层包括至少一个凹部，其中，所述至少一个凹部接触导电型材的至少一个外侧部。为了将导电层和导电型材布置到彼此，包括例如用于限制这两个部件的侵入或相交深度的器件是有利的。导电层中的凹部能够被理解为导电层的一部分，该部分相对于导电层的至少一个侧部的其余部分从该至少一个侧部凹陷。还能够通过将导电层弯曲至少一次（优选地，两次）来产生出凹部，以便产生出与导电层的其余部分的主范围成角度的表面。当将导电层布置在导电型材处/导电型材上或导电型材中时，凹部接触导电型材的至少一个外侧部，并且由此有利地限制该布置。导电型材能够包括呈凸起形式的凹部对应物。由于本专利技术的前述实施例，用于制造和组本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于风力涡轮机（200）的风力涡轮机叶片（100）的风力涡轮机叶片翼梁帽（1），所述风力涡轮机叶片（100）包括引下线（110），所述风力涡轮机叶片翼梁帽（1）包括：至少一个碳元件（10）和至少一个导电层（12），其中，所述至少一个碳元件（10）和所述至少一个导电层（12）被电连接；以及至少一个导电型材（18），其用于将所述至少一个导电层（12）电连接到所述风力涡轮机叶片（100）的所述引下线（110），其中，所述导电型材（18）电连接到所述至少一个导电层（12），并且其中，所述导电型材（18）布置在所述风力涡轮机叶片翼梁帽（1）处。/n

【技术特征摘要】
20190321 EP 19164339.41.一种用于风力涡轮机（200）的风力涡轮机叶片（100）的风力涡轮机叶片翼梁帽（1），所述风力涡轮机叶片（100）包括引下线（110），所述风力涡轮机叶片翼梁帽（1）包括：至少一个碳元件（10）和至少一个导电层（12），其中，所述至少一个碳元件（10）和所述至少一个导电层（12）被电连接；以及至少一个导电型材（18），其用于将所述至少一个导电层（12）电连接到所述风力涡轮机叶片（100）的所述引下线（110），其中，所述导电型材（18）电连接到所述至少一个导电层（12），并且其中，所述导电型材（18）布置在所述风力涡轮机叶片翼梁帽（1）处。


2.根据权利要求1所述的风力涡轮机叶片翼梁帽（1），
其特征在于
至少两个碳元件（10）布置为与所述至少一个导电层（12）邻近，特别地，其中，所述至少两个碳元件（10）布置在所述至少一个导电层（12）的相对侧部上。


3.根据权利要求1或2所述的风力涡轮机叶片翼梁帽（1），
其特征在于
所述导电层（12）包括碳和/或铜，尤其是碳和/或铜的内层和/或外层。


4.根据前述权利要求中任一项所述的风力涡轮机叶片翼梁帽（1），
其特征在于
所述导电型材（18）包括至少一个附接器件（24）和/或用于附接器件（24）的至少一个孔以将所述至少一个导电层（12）附接到所述导电型材（18）。


5.根据前述权利要求中任一项所述的风力涡轮机叶片翼梁帽（1），
其特征在于
所述导电层（12）包括至少一个凹部（16），其中，所述至少一个凹部（16）接触所述导电型材（18）的至少一个外侧部。


6.根据前述权利要求中任一项所述的风力涡轮机叶片翼梁帽（1），
其特征在于
所述导电层（12）包括至少一个凸起（14），其中，所述至少一个凸起（14）至少部分地到达所述导电型材（18）中。


7.根据前述权利要求中任一项所述的风力涡轮机叶片翼梁帽（1），
其特征在于
所述导电型材（18）包括至少两个分离的主体部分，其中，所述导电层（12）布置在所述导电型材（18）的所述至少两个分离的主体部分之间。

【专利技术属性】
技术研发人员：C布克哈特，M尼尔森，
申请(专利权)人：西门子歌美飒可再生能源公司，
类型：发明
国别省市：丹麦;DK