用于风力涡轮的转子叶片的防腐蚀涂层制造技术

本发明专利技术涉及一种用于风力涡轮的转子叶片的防腐蚀涂层。公开了一种用于风力涡轮(10)的转子叶片组件(100)。该转子叶片组件(100)包括转子叶片(16)，其具有表面，该表面限定了在顶端(32)和根部(34)之间延伸的压力侧(22)、吸力侧(24)、前缘(26)和后缘(28)。转子叶片组件(100)还包括一种设置于转子叶片(16)的表面上的防腐蚀涂层(110)。防腐蚀涂层(110)包括陶瓷层(112)，该陶瓷层(112)具有小于大约10毫米的厚度(114)。陶瓷层(112)设置为用以减少转子叶片(16)的腐蚀。

【技术实现步骤摘要】
用于风力涡轮的转子叶片的防腐蚀涂层
本公开大体涉及风力涡轮转子叶片，且更具体地说涉及应用于转子叶片以保护转子叶片免于腐蚀的涂层。
技术介绍
风能被认为是目前可得到的最清洁、最环境友好的能源中的一种，并且风力涡轮在这方面已经获得增加的关注。现代风力涡轮通常包括塔架、发电机、齿轮箱、机舱和一个或多个转子叶片。转子叶片利用已知的翼片原理而捕获风的动能。转子叶片以旋转能量的形式传递动能，从而使轴旋转，该轴将转子叶片联接在齿轮箱上，或者如果不使用齿轮箱则直接联接在发电机上。然后发电机将机械能转换成可部署到公用电网上的电能。在风力涡轮的操作期间，转子叶片可能经历各种广泛的环境条件。在许多情况下， 例如当风力涡轮定位在海岸区域或沙漠区域中时，转子叶片可能经历包括磨蚀性材料，例如砂粒和/或雨滴的环境条件。这些磨蚀性材料与转子叶片的相互作用可能造成转子叶片的部分发生腐蚀。具体地说，转子叶片的前缘可能极其容易受到腐蚀。转子叶片的各种部分的腐蚀限制了转子叶片的最大转速，因而限制了风力涡轮的功率输出。一种用于减少类似的腐蚀问题的现有技术方案涉及使用安装在叶片上的厚的陶瓷盖。这种现有技术的盖具有大于10毫米的厚度，并且优选在10毫米至1000毫米的范围内。然而，当应用于风力涡轮转子叶片上时，这种盖的使用具有多种缺点。例如，随着风力涡轮和转子叶片的尺寸增加，盖的尺寸也必须增加。这种大的厚的盖将是极其重的，增加了转子叶片上的应力并限制了转子叶片的速度。此外，在风力涡轮的连续操作期间，这些现有技术的盖将特别容易由于振动而裂开。因而，将需要改进的用于转子叶片的防腐蚀涂层。例如，相对较薄且较轻的防腐蚀涂层将是有利的。另外，将需要一种这样的防腐蚀涂层其包括用于减少将转子叶片应力和应变传递给防腐蚀涂层的组成部分。此外，将需要一种这样的防腐蚀涂层其包括用于在转子叶片的操作期间防止结垢的组成部分。
技术实现思路
在以下描述中将部分地陈述，或者可从描述中明白，或者可通过本专利技术的实践学习到本专利技术的各方面和优势。在一个实施例中，公开了一种用于风力涡轮的转子叶片组件。这种转子叶片组件包括转子叶片，转子叶片具有表面，该表面限定了在顶端和根部之间延伸的压力侧、吸力侧、前缘和后缘。转子叶片组件还包括一种设置于转子叶片的表面上的防腐蚀涂层。这种防腐蚀涂层包括陶瓷层，该陶瓷层具有小于大约10毫米的厚度。陶瓷层设置为用以减少转子叶片的腐蚀。在另一实施例中，公开了一种用于风力涡轮的转子叶片组件。这种转子叶片组件包括转子叶片，转子叶片具有表面，该表面限定了在顶端和根部之间延伸的压力侧、吸力侧、前缘和后缘。转子叶片组件还包括一种防腐蚀涂层，其设置在转子叶片的前缘上，并在大体翼展方向上沿着基本上转子叶片的整个外侧一半而延伸。防腐蚀涂层包括陶瓷层。陶瓷层设置为用以减少转子叶片的腐蚀。在参照以下描述和所附权利要求的条件下，本专利技术的这些以及其它的特征、方面和优点将变得更好理解。结合在本说明书中并组成本说明书的一部分的附图显示了本专利技术的实施例，并且与描述一起用于解释本专利技术的原理。附图说明在参照附图的说明书中阐述了本专利技术的对于本领域中的普通技术人员而言完整且能够实现的公开，包括其最佳模式，其中图1是本公开的风力涡轮的一个实施例的透视图2是本公开的转子叶片组件的一个实施例的透视图3是本公开的转子叶片组件的一个实施例的截面图4是本公开的防腐蚀涂层的一个实施例的沿着图3的线4-4的截面图5是本公开的转子叶片组件的另一实施例的截面图6是本公开的防腐蚀涂层的另一个实施例的沿着图5的线6-6的截面图7是本公开的转子叶片组件的另一实施例的截面图；且图8是本公开的防腐蚀涂层的另一个实施例的沿着图7的线8-8的截面图。部件清单10风力涡轮；12塔架；14机舱；16转子叶片；18转子毂；22压力侧；对吸力侧；26 前缘；观后缘；32叶片顶端；34叶片根部；100转子叶片组件；110防腐蚀涂层；112陶瓷层； 114厚度；116陶瓷瓦；118陶瓷薄膜；120弹性层；130非粘性层；140防雷腹板；142防雷装置；144传导电缆；具体实施方式现在将详细参考本专利技术的实施例，图中显示了实施例的一个或多个示例。各个示例是作为本专利技术的说明而非本专利技术的限制而提供的。实际上，对本领域中的技术人员而言将显而易见的是，在不脱离本专利技术的范围或精神的条件下可在本专利技术中做出各种修改和变化。例如，作为一个实施例的一部分而被显示或被描述的特征可用于另一实施例中，从而产生另外的又一实施例。因而，如果在所附权利要求和其等效物的范围内，本专利技术意图覆盖这样的修改和变化。图1显示了传统结构的风力涡轮10。风力涡轮10包括塔架12，其中机舱14安装在塔架上。多个转子叶片16安装在转子毂18上，转子毂18则连接在使主转子轴旋转的主凸缘上。风力涡轮发电和控制构件容纳在机舱14中。图1的视图只是为说明性的目的而提供的，以便将本专利技术置于示例性的使用领域。应该懂得，本专利技术并不局限于任何特殊类型的风力涡轮结构。参照图2，根据本公开的转子叶片16可包括表面，并可从叶片顶端32延伸到叶片根部34上，该表面限定了在前缘沈和后缘28之间延伸的压力侧22(见图3，5和7)和吸力侧24。在某些实施例中，转子叶片16可包括多个单独的叶片节段，它们按照端对端的顺序从叶片顶端32对准至叶片根部34。各个单独的叶片节段可进行独特地设置，使得该多个叶片节段限定了完整的转子叶片16，其具有设计的空气动力轮廓、长度以及其它所需的特征。例如，各个叶片节段可具有与相邻叶片节段的空气动力轮廓相对应的空气动力轮廓。因而，叶片节段的空气动力轮廓可形成转子叶片16的连续的空气动力轮廓。备选地，转子叶片16可成形为单个整体式叶片，其具有设计的空气动力轮廓、长度以及其它所需的特征。在示例性的实施例中，转子叶片16可以是弯曲的。转子叶片16的弯曲可能使在大体挥舞方向和/或在大体摆振方向上弯曲转子叶片16。挥舞方向通常可被认为是空气动力升力作用于转子叶片16上所沿的方向(或相反方向)。摆振方向大体垂直于挥舞方向。 转子叶片16的挥舞方向的弯曲也被称为预弯曲，而摆振方向的弯曲也被称为扫掠。因而， 弯曲的转子叶片16可以是预弯曲的和/或扫掠的。弯曲可使转子叶片16能够在风力涡轮 10的操作期间更好地承受挥舞方向和摆振方向的负载，并且在风力涡轮10的操作期间可进一步为转子叶片16提供距塔架12的间隙。如图2至图8中所示，本公开可进一步涉及一种转子叶片组件100。转子叶片组件 100包括上面论述的转子叶片16。此外，转子叶片组件100包括防腐蚀涂层110。如以下论述的那样，防腐蚀涂层110可包括由各种材料形成的各种层，以用于减少转子叶片16的腐蚀，以及以其它方式保护转子叶片16和防腐蚀涂层110。防腐蚀涂层110可设置在转子叶片16的表面上。在示例性实施例中，防腐蚀涂层 110可设置在转子叶片16的前缘沈上。此外，在防腐蚀涂层110设置于前缘沈上的实施例中，根据提供合适的腐蚀保护的需要，涂层110可进一步至少部分地延伸到压力侧22和 /或吸力侧M上。作为附加或作为备选，防腐蚀涂层110可设置在转子叶片16的任何合适的表面或多个表面上，例如设置在压力侧22、吸力侧对、后缘观、顶端32和/或根部34 本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：P·L·B·圣地亚哥，E·Y·塞戈维亚，P·W·程，
申请(专利权)人：通用电气公司，
类型：发明
国别省市：