风力涡轮机叶片的制作方法
【专利摘要】一种风力涡轮机叶片，其具有沿纵向轴线延伸的长条形叶片本体并且具有上部外皮和下部外皮，下部外皮与上部外皮沿叶片本体的厚度方向间隔开，上部外皮和/或下部外皮具有：叠层，叠层具有：外层，其中外层分别形成上部和/或下部外皮的一部分；内层，其与外层沿厚度方向间隔开；以及中间层，其被夹在外层和内层之间，中间层具有：多个开口，其从内层穿过中间层延伸到外层；以及多个相对应的热传导元件，其从内层穿过所述多个开口延伸到外层，以便将热量从内层传递到外层。
【专利说明】风力涡轮机叶片
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种风力涡轮机叶片，诸如，一种风力涡轮机的自除冰式风力涡轮机 叶片。
【背景技术】
[0002] 在风力涡轮机在寒冷天气中的操作期间，很可能的是由于水在寒冷表面上冻结而 在风力涡轮机叶片的表面上形成冰。冰在表面上的积累能导致不期望的后果。例如，风力 涡轮机叶片由于冰的积累而在轮廓方面发生改变降低翼型的升阻比，这能导致风力涡轮机 在转速方面发生下降。当这种情况发生时，风力涡轮机不能获得最优速度，并且风力涡轮机 的效率降低。此外，在风力涡轮机叶片上积累的冰的重量将会给叶片增加重量并且在叶片 上产生应力。这可能导致在叶片中产生应力失效。
[0003] 已进行许多尝试以移除在表面上已积累的冰。其中一种尝试是将能够防止冰在叶 片上附着的涂层（例如Teflon?涂层）涂覆到叶片的底层喷涂面上，以使得冰能从涂层上 滑落并且防止冰在表面上积累。然而，涂层的涂覆成本高昂，并且将涂层反复涂覆以替换受 到磨损的涂层将增加成本和机体的停机时间。在另一种尝试中，已使用除冰流体将冰从表 面移走。然而，应用除冰流体要求叶片处于静止装置，这不仅需要涡轮机的一段停机时间， 而且这在防止冰在叶片上的积累方面似乎不起作用。将风力涡轮机叶片除冰的又一种尝试 是在叶片上安装加热面板以将冰融化。然而，装置方法影响叶片的空气动力学并且从而影 响叶片的效率，并且昂贵而难以维持。
[0004] 本发明的目的是提供一种风力涡轮机叶片，其能除去在其上积累的冰而不存在上 述缺点。
【发明内容】
[0005] 本发明提供一种风力涡轮机叶片，其具有：长条形叶片本体，所述叶片本体沿纵向 轴线延伸，并且具有在叶片本体的一个纵向端部处的叶根和在叶片本体的另一个纵向端部 处的叶尖；前缘和后缘，所述前缘和后缘都从叶根延伸到叶尖，后缘与前缘沿叶片本体的翼 展方向间隔开；上部外皮和下部外皮，所述上部外皮和下部外皮从前缘延伸到后缘，并且从 叶根延伸到叶尖，下部外皮与上部外皮沿叶片本体的厚度方向间隔开，在上部外皮和下部 外皮之间限定出空间，上部外皮和/或下部外皮包括：叠层，其从叶根朝向叶尖延伸并且至 少从前缘附近或从前缘朝向后缘延伸，叠层具有：外层，其中外层分别形成上部和/或下部 外皮的一部分；内层，其与外层沿叶片本体的厚度方向间隔开；以及中间层，其被夹在外层 和内层之间，中间层具有：多个开口，其从内层穿过中间层延伸到外层；以及多个相对应的 热传导元件，其从内层穿过所述多个开口延伸到外层，以便将将热量从内层传递到外层。本 发明增加内层和外层之间的热传递速率。本发明还提供一种配置有在此公开的风力涡轮机 叶片的风力涡轮机。
[0006] 根据本发明的一方面，外层和内层之间的中间层内有两个、三个或四个以上的开 口和/或热传导元件。
[0007] 根据另一个方面，外层完全地形成上部和/或下部外皮。
[0008] 根据另一个方面，开口和/或热传导元件在整个中间层中从叶根或叶根附近朝向 叶尖分布或分布到叶尖和/或从前缘或前缘附近朝向后缘分布或分布到后缘，并且彼此间 隔开，其中各开口之间或各热传导元件之间的间隔相同或发生改变，或可以在中间层的一 部分处相同并且在中间层的另一部分处发生改变。
[0009] 根据另一个方面，开口和/或热传导元件按照离散或不连续布置的方式或连续布 置的方式来设置。
[0010] 根据另一个方面，按照离散布置的方式，开口或热传导元件彼此沿叶片本体的纵 向方向和翼展方向间隔开或同时沿两者间隔开。
[0011] 根据另一个方面，按照离散布置的方式，开口包括筒形孔和/或热传导元件包括 柱形杆或棒。
[0012] 根据另一个方面，按照连续布置的方式，开口和/或热传导元件从叶根或叶根附 近朝向叶尖延伸或延伸到叶尖。
[0013] 根据另一个方面，按照连续布置的方式，开口包括狭缝和/或热传导元件包括条 带。
[0014] 根据另一个方面，中间层包括泡沫层或由泡沫层形成。
[0015] 根据另一个方面，在前缘附近延伸的开口和/或热传导元件的密集度和/或每单 位面积的开口和/或热传导元件数量高于沿叶片本体远离前缘延伸的开口和/或热传导元 件的密集度和/或每单位面积的开口和/或热传导元件的数量。
[0016] 根据另一个方面，叶片还包括邻近内层并且在上部和下部外皮之间的空间内的热 传递路径，热传递路径从叶根朝向叶尖纵向延伸或纵向延伸到叶尖，以便将热量从叶根朝 向叶尖传导或传导到叶尖，以便将热量经由内层传递到热传导元件。
[0017] 根据另一个方面，热传递路径包括复数个通道，所述通道适于沿其导引热传递流 体，从而使得热量经由流体从叶根朝向叶尖传递或传递到叶尖。
[0018] 根据另一个方面，风力涡轮机叶片还包括回流管道，所述回流管道处于上部和下 部外皮之间的空间内并且与通道流体连通，以便引导流体返回叶根，以使得流体能再循环 到通道中。
[0019] 根据另一个方面，风力涡轮机叶片还包括穿过上部或下部外皮的排气孔，排气孔 与通道流体连通，以便将流体释放到环境中。
[0020] 根据另一个方面,流体是空气。
【专利附图】
【附图说明】
[0021] 在附图中，相同附图标记在不同视图中通常指代相同部件。附图不必按比例绘制， 而是将通常重点放在展示本发明的原理。在以下描述中，本发明的各种实施方式参照以下 附图来描述，其中：
[0022] 图1示出风力涡轮机的常见配置；
[0023] 图2示出本发明的风力涡轮机叶片的一实施方式的立体图；
[0024] 图3示出图2中的实施方式的立体图，其中叶片本体的一部分被去除；
[0025] 图4示出本发明的层叠部分的放大视图；
[0026] 图5示出图3中的中间层的一实施方式的一区段的立体图；
[0027] 图6示出图3中的中间层的另一实施方式的一区段的立体图；
[0028] 图7示出图5中的实施方式的俯视图，其中开口和热传导元件（以消隐线示出） 按照连续布置的方式来设置并且开口和热传导元件的密集度沿叶片本体的翼展方向发生 改变；
[0029] 图8示出图6中的实施方式的俯视图，其中开口和热传导元件（以消隐线示出） 按照离散布置的方式来设置并且开口和热传导元件的密集度沿叶片本体的翼展方向发生 改变；以及
[0030] 图9示出图5和6中的实施方式，具有邻近内层的热传递路径。
【具体实施方式】
[0031] 以下的详细描述涉及附图，所述附图以展示的方式示出特定细节和实施方式，本 发明在所述特定细节和实施方式中实践。这些实施方式被足够详细地描述，以使本领域中 技术人员能够实践本发明。可以利用其他实施方式，可以进行结构上、逻辑上、以及电气上 的改动而不背离本发明的保护范围。各种实施方式不一定是相互排斥的，因为一些实施方 式能与一个或多个其他实施方式相结合，以形成新的实施方式。
[0032] 图1示出风力涡轮机10的常见配置，其包括根据本发明的风力涡轮机叶片20的 实施方式。风力涡轮机10安装在基部12上。风力涡轮机10包括塔架14,所述塔架具有 多个塔架区段。风力涡轮机机舱16放置在塔架14的顶部上。风力涡轮机转子连接到机舱 16,所述风力涡轮机转子包括轮毂18和至少一个转子叶片或风力涡轮机叶片，例如三个风 力涡轮机叶片20。风力涡轮机叶片20连接到轮毂18,所述轮毂继而通过低速轴来连接到 机舱16,所述低速轴从机舱16的前方延伸出来。
[0033] 图2示出本发明的示例性实施方式。如图2所示，风力涡轮机叶片20具有沿纵向 轴线106延伸的长条形叶片本体100。叶片本体100具有在叶片本体100的一个纵向端部 处的根部102和在叶片本体100的另一个纵向端部处的尖部104。根部102能连接到风力 涡轮机10的轮毂18 (未在图2中示出），尖部104是叶片本体100的自由端部。叶片本体 100具有垂直于叶片本体100的纵向轴线106的翼形横截面（参见图2)，靠近根部102的横 截面积可以大于靠近尖部104的横截面积，叶片本体100的横截面积沿纵向轴线106从叶 根102附近向尖部104减小。叶片本体100具有基本上从根部102延伸到尖部104的前缘 108 (首先接触风的边缘）和与前缘108沿叶片本体100的翼展方向间隔开的后缘110 (风 离开叶片时所处的边缘）。基本上从根部102延伸到尖部104的两个边缘与前缘108沿叶 片本体100的翼展方向相反并且间隔开。
[0034] 如图3所示，叶片本体110可以具有在叶片本体100内的例如管状横截面的翼梁 112,翼梁112可以基本上沿叶片本体110的长度从叶根102附近延伸到叶尖（尽管仅在图 2中示出翼梁112的长度的一部分），以向叶片本体110提供结构强度和完整性。叶片本体 100的形状可以由外壳114形成，所述外壳如图3所示接附到翼梁112。外壳114具有如图 2所示的翼形横截面。外壳114由上部外皮116和与上部外皮116沿叶片本体100的厚度 方向间隔开的下部外皮118形成，从而使得在上部外皮116和下部外皮118之间限定出空 间119。上部和下部外皮116、118两者都从前缘108延伸到后缘110并且从叶根102延伸 到叶尖104。上部外皮116形成叶片本体100的翼形轮廓的吸附表面120,下部外皮118形 成叶片本体100的翼形轮廓的压力表面122 (未在图3中示出）。因此，吸附表面120和压 力表面122彼此沿厚度方向间隔开。
[0035] 在图3中，上部和下部外皮116、118包括上部叠层124和下部叠层126,上部和下 部叠层124、126两者都从叶根102朝向叶尖104延伸并且至少从叶片本体110的前缘108 附近或从前缘延伸到后缘110。叠层124U26可以从叶根102延伸到叶尖104。叠层124、 126至少从前缘108附近或从前缘朝向后缘110延伸。替代地，尽管未在附图中示出，但叠 层124、126可以具有基本上均匀的厚度，所述叠层至少从前缘108附近或从前缘至少延伸 到后缘110附近或延伸到后缘。尽管在图3中示出上部外皮116和下部外皮118两者都包 括叠层，但可能的是外皮116U18中的仅一个具有叠层。如图3所示，叠层124U26在前 缘108和翼梁112之间和后缘110和翼梁112之间的除靠近前缘和后缘108、110以及翼 梁112的部分之外具有基本上均匀的厚度，其中叠层124U26随着其分别接近前缘和后缘 108、110以及翼梁112而在厚度方面减小。替代地，叠层124、126可以延伸到外皮116、118 的加热外皮所需的区域。
[0036] 在图4中，示出上部叠层124的实施方式的放大横截面图。在以下描述中，使用上 部叠层124来示出叠层124、126的构成。然而，所述描述也相应地可应用于下部叠层126。 上部叠层124具有外层130和与外层130沿叶片本体100的厚度方向间隔开的内层132。 内层132沿厚度方向间隔开并且朝向下部叠层126(参见图3)。外层130在叠层124延伸 与上部外皮116相对应的区域时形成上部外皮116,或在叠层124延伸小于上部外皮116的 区域时形成叶片本体100的上部外皮116的一部分。内层132邻近叶片本体100中的空间 119 (参见图9)。中间层134被夹在外层130和内层132之间。中间层134具有从内层132 穿过中间层134延伸到外层130的多个开口 160。多个相对应的热传导元件162从内层132 穿过所述多个开口 160延伸到外层130,以便将热量从内层132传递到外层130。开口 160 在整个中间层134中沿叶片本体100的翼展方向并且在内层132和外层130之间分布并且 彼此间隔开。各开口 160之间的间隔可以在整个中间层134中相同或发生改变。间隔可能 在中间层134的一部分处相同并且在中间层134的另一部分处发生改变。如将在下文中示 出的那样，开口 160可以在中间层中按照离散布置或不连续布置的方式（例如筒形孔，其中 孔从内层132延伸到外层134)来设置（参见图6)，或按照连续布置的方式（例如狭缝）来 设置（参见图5)。相对应地，热传导元件162可以按照离散布置或不连续布置的方式（例 如杆或棒）来设置，或按照连续布置的方式（例如条带）来设置。按照离散布置的方式，开 口或热传导元件可以彼此沿叶片本体100的纵向方向和翼展方向或同时沿两者间隔开。按 照连续布置的方式，开口或热传导元件可以从叶根102或叶根附近朝向叶尖104延伸或延 伸到叶尖。开口 160和热传导元件162可以通过使离散布置和连续布置混合来设置，例如 狭缝和筒形开口可以设置在中间层内并且彼此间隔开。尽管已示出热传导元件162,但是中 间层134也可以由热传导材料形成，以最大化内层和外层132U30之间的热传递速率。
[0037] 中间层134的一部分在图5中示出。图5示出开口 160和热传导元件162的连续 布置。开口 160(例如狭缝）可以在中间层134内沿宽度方向（叶片本体100的厚度方向） 从内层132延伸到外层130并且沿长度方向（叶片本体100的纵向方向）从叶根102朝向 叶尖104延伸或延伸到叶尖。在开口 160内是相对应的热传导元件（例如条带）。热传导 元件162以与开口 160类似的方式延伸，所述方式可以是沿叶片本体100的纵向方向从叶 根102或叶根附近朝向叶尖104延伸或延伸到叶尖。热传导元件162沿叶片本体100的厚 度方向从内层132延伸到外层130。热传导元件162热连接到外层130和内层132。
[0038] 如图7所示，开口 160和热传导元件162(由消隐线示出）在整个中间层134中沿 叶片本体1〇〇从叶根102或叶根附近朝向叶尖104分布或分布到叶尖并且从前缘108或前 缘附近朝向后缘110分布或分布到后缘。如图7所示，开口 160和热传导元件162可以在 中间层134中从叶根102或叶根附近朝向叶尖104基本上彼此平行或基本上彼此平行到叶 尖。热传导元件162可以平行于前缘108,以沿所述前缘提供连续的加热。各热传导元件 162之间的间隔可以沿叶片本体100的翼展方向在整个宽度上相等或发生改变。间隔可以 减小或增大，以增大或减小热传导元件162的密集度或在单位面积外皮116U18中的数量。 热传导元件162的翼展间隔可以根据叶片本体100的加热需求而发生改变。例如，如图7 所示，如果在前缘108附近需要更多加热，则在前缘108附近延伸的热传导元件162的密集 度和/或每单位横截面积的热传导元件162的数量可以高于沿叶片本体100远离前缘108 延伸的热传导元件162的密集度和/或每单位面积的数量。间隔可能对外皮116、118的结 构强度产生效果，间隔的确定可以取决于设计需求（例如叶片本体100上的负载）和加热 需求。
[0039] 对于图4和5而言的替代实施方式在图6中示出。图6示出开口 160和热传导元 件162的离散布置或不连续布置。开口 160可以是筒形孔，每个开口 160彼此沿纵向和/ 或翼展方向间隔开。在图6中，开口 160被设置在多个行中，由此每一行中的开口 160彼此 沿翼展方向（参见箭头S)等距地间隔开，每一行与其他行沿纵向方向（参见箭头L)以基 本上相同间隔来间隔开。开口 160和/或各行之间的间隔可以相同或可以发生改变。间隔 可以在中间层134的一部分处相同并且在中间层134的另一部分处发生改变。相对应地， 每个开口 160具有热传导元件162,所述热传导元件可以是柱形棒或杆，并且从内层132穿 过开口 160延伸到外层430 (参见图7)，以将热量从内层132传导到外层130 (参见图7)。 热传导兀件162可以由不导电的热传导材料（例如氮化硼）制成。开口 160可以为任何横 截面形状（例如四边形或六边形）。热传导元件162的横截面形状可以对应于开口 160的 形状或可以是不同的形状（例如圆形或八角形），只要热传导元件162能穿过开口 160。热 传导元件162的横截面形状应当配合开口 160的形状，以防止两者之间出现间隙，因为间隙 可能降低叠层的结构强度。
[0040] 如图8所示，开口 160和热传导元件162(由消隐点示出）在整个中间层134中沿 叶片本体1〇〇从叶根102或叶根附近朝向叶尖104分布或分布到叶尖并且从前缘108或前 缘附近朝向后缘110分布或分布到后缘。开口 160和热传导元件162的密集度或在单位面 积外皮416、418中的数量可以根据叶片本体100的加热需求来调节。例如，如图7所示，如 果在前缘108附近需要更多加热，则在前缘108附近延伸的开口 160和热传导元件162的 密集度和/或每单位面积的数量可以高于远离前缘108延伸的开口 160和热传导元件162 的密集度和/或每单位面积的数量。开口 160和热传导元件162可以沿叶片本体100的纵 向和翼展方向等距地间隔开。因此，可以在叶片本体100的需要更高热传递速率的任何区 域处改变开口 160和热传导元件162的密集度。间隔可能对外皮116U18的结构强度产生 效果，间隔的确定可以取决于设计需求（例如叶片本体100上的负载）和加热需求。
[0041] 外层和内层130U32可以由增强塑料或树脂（例如玻璃纤维材料或碳）制成。叠 层124、126可以为叶片20的建造提供结构强度。在本实施方式中，中间层134可以由泡沫 层136或等同物质形成。
[0042] 如图9所示，在图5和6的本实施方式中，叶片本体100可以包括用于将热量在上 部外皮116和下部外皮118之间的空间119内（参见图3)和/或穿过所述空间传递到热 传导元件162的多个热传递路径170。热传递路径170可以沿叶片本体100的纵向方向从 叶根102朝向叶尖104延伸或从叶根102延伸到叶尖104。热传递路径170可以穿过空间 119纵向延伸到邻近于内层132处并且可以将热量传导到热传导元件162。热传递路径170 可以是单一连续层，所述单一连续层从叶根102朝向叶尖104纵向延伸或纵向延伸到叶尖 并且沿翼展方向从前缘108或前缘附近朝向后缘110延伸或延伸到后缘，以将热量传递到 多个热传导元件162。如图9所示，热传递路径170可以彼此等距地间隔开，或彼此之间的 间隔可以发生改变。
[0043] 所述多个热传递路径170可以是复数个通道，所述通道适于沿其导引热传递流 体，从而使得当经过加热的流体在通道内从叶根102朝向叶尖104发送或发送到叶尖（未 在图4中出）时，热量经由流体从叶根102朝向叶尖104传递或传递到叶尖，所述热传递流 体可以是气体、加热的空气或液体。热传递路径170可以是能够传导热量的任何固体材料 (例如氮化硼），所述热传递路径将热量从叶根102朝向叶尖104传导或传导到叶尖。风力 涡轮机20可以包括加热器，热传递路径170可以连接到所述加热器，以便产生热量。所产 生的热量输送到热传递路径，来自热传递路径170的热量可以经由内层132传递到热传导 元件162。热传导元件162将热量从内层132传导到外层130。热量穿过外层130行进到 在外层130(即外皮116U18中的一个）上积累的任何冰，并且从而将积累的冰融化。
[0044] 对于热传递路径170包括导热体的实施方式而言，由加热器产生的热量经由导热 体从加热器（经由热传导）传导到热传导元件162,以加热热传导元件162。
[0045] 对于热传递路径170包括通道的实施方式而言，由加热器产生的热量从加热器传 递到流体。对于这种具有通道的实施方式而言，风力涡轮机20可以包括与热传递路径140 流体连通的泵，以便将流体泵送到通道中。加热器、泵以及通道可以形成闭环加热系统，其 中被加热和泵送到通道中的流体可以经由回流管道（将下文中描述）来再循环并且被再次 加热和泵送回到通道中。加热系统可以是开放系统，其中被热量和泵送到通道中的流体可 以经由排气孔（将下文中描述）来排放到环境中。加热系统可以包括用于容置流体的流体 储存槽，其中流体储存槽连接到通道并且与通道流体连通。加热系统还可以包括与流体储 存槽和通道流体连通的泵，以便将流体从储存槽泵送到通道中。流体储存槽可以由加热器 加热，被加热的流体可以从储存槽泵送到通道中并且经由通道来加热内层134(经由热对 流），以便将热量经由内层134传递到热传导元件162。热量经由外层130穿过热传导元件 162有效地传导到冰，以给叶片本体100除冰。
[0046] 加热器可以包括用于加热流体的加热元件和/或热交换器。加热元件或热交换器 可以定位在泵和通道之间或定位在通道内，以使得流体可以沿加热元件泵送或泵送穿过加 热元件或泵送穿过热交换器，以在进入通道之前或之后被加热。加热元件或热交换器可以 定位在流体储存槽中，以在流体泵送到通道中之前将流体加热。加热器、泵以及流体储存槽 可以在任何情况下定位在风力涡轮机叶片20外部的轮毂18中或定位在机舱16中，所述加 热器、泵以及流体储存槽在上述位置不干涉叶片20的旋转。
[0047] 此外，叶片本体100可以包括如上文中提到的回流管道（未在附图中示出），所述 回流管道在空间119内并且与通道流体连通，以便引导流体返回叶根102,以使得流体能被 再循环到通道中。如由本领域中技术人员理解的那样，回流管道可以结合到以上示出的实 施方式中任一项中并且可以结合到各外皮116、118之间的空间119中。流体可以释放到空 间119中并且经由自然对流或通过泵的强制对流来穿过空间119返回叶根102。
[0048] 此外，叶片本体100可以包括如上文中提到的在各外皮116、118中的一个上的排 气孔（未在附图中示出），排气孔与通道流体连通，以便将流体释放到环境中。排气孔可以 结合到上文中提到的实施方式中任一项中。排气孔可以与回流管道一起实施到上文中描述 的任何实施方式中。
[0049] 流体可以从叶根102穿过上部和下部外皮116、118之间的空间119泵送到叶尖 104。在这种情况下，空间119与泵流体连通，加热器设置在泵和空间119之间，以在流体 进入空间119之前将流体加热。被加热的流体在其与内层132接触时将热量穿过内层132 传递到热传导元件162。热传导元件162将热量从内层132传导到外层160并且加热外皮 116、118上的任何冰，从而将冰融化，以给叶片20除冰。空间119可以与排气孔流体连通， 以使得流体可以排泄到叶片本体之外。空间119还可以包括用于将流体泵送回到叶根102 中的回流管道，以便经由泵来再循环。
[0050] 尽管各种类型的流体都可以用于将热量传递到叶片本体，但是空气被用于所描述 的实施方式。空气给叶片20贡献的重量可忽略并且基本上不影响叶片上的负载。相比之 下，液体给叶片20贡献的重量可能是可观的。流体的重量在叶片20旋转期间由于离心力 而更显著。此外，对于容置和引导空气的设计要求比对于液体的要求更低。此外，在流体泄 露的情况下，空气泄漏到环境中与流体泄漏相比是可忽略的。
[0051] 尽管未在附图中示出，但可能的是叠层124U26具有多于所提到的三个层（即外 层、中间层以及内层130、132、134)的层数，热传导元件162可以从内层130穿过内层130 和外层134之间的多个层延伸到外层134。
[0052] 用于叠层124,126的材料可以是非电导体并且还为叶片提供结构强度。在风力涡 轮机10中使用的导电材料将会在雷雨期间给风力涡轮机10带来雷电危害。中间层134可 以由热传导材料制成并且还不导电，以使得中间层134能有效地传导热能而不带来雷电危 害。
[0053] 尽管本发明已参照特定实施方式来具体地示出和描述，但是本领域中技术人员应 当理解的是，各种形式和细节方面的变化都可以在所述实施方式中进行而不背离由所附权 利要求限定的本发明的精神和保护范围。本发明的保护范围从而由所附权利要求指示出， 因此在权利要求的等同方案的意义和范围内发生的所有变化都适于受到保护。
【权利要求】
1. 一种风力涡轮机叶片，包括： 长条形叶片本体，其沿纵向轴线延伸，并且具有在叶片本体的一个纵向端部处的叶根 和在叶片本体的另一个纵向端部处的叶尖； 前缘和后缘，所述前缘和后缘都从叶根延伸到叶尖，后缘与前缘沿叶片本体的翼展方 向间隔开； 上部外皮和下部外皮，所述上部外皮和下部外皮从前缘延伸到后缘并且从叶根延伸到 叶尖，下部外皮与上部外皮沿叶片本体的厚度方向间隔开，在上部外皮和下部外皮之间限 定出空间，上部外皮和/或下部外皮包括： 叠层，其从叶根朝向叶尖延伸，并且至少从前缘附近或从前缘朝向后缘延伸，叠层具 有： 外层，其中外层分别形成上部和/或下部外皮的一部分； 内层，其与外层沿叶片本体的厚度方向间隔开；以及 中间层，其被夹在外层和内层之间，中间层具有： 多个开口，其从内层穿过中间层延伸到外层；以及 多个相对应的热传导元件，其从内层穿过所述多个开口延伸到外层，以便将热量从内 层传递到外层。
2. 根据权利要求1所述的叶片，其中外层和内层之间的中间层内有两个、三个或四个 以上的开口和/或热传导元件。
3. 根据权利要求1或2所述的叶片，其中外层完全地形成上部和/或下部外皮。
4. 根据权利要求1或3所述的叶片，其中开口和/或热传导元件在整个中间层中从叶 根或叶根附近朝向叶尖分布或分布到叶尖和/或从前缘或前缘附近朝向后缘分布或分布 到后缘，并且彼此间隔开，其中各开口之间或各热传导元件之间的间隔相同或发生改变，或 可以在中间层的一部分处相同并且在中间层的另一个部分处发生改变。
5. 根据权利要求1至4中任一项所述的叶片，其中开口和/或热传导元件以离散或不 连续的布置或以连续的布置来设置。
6. 根据权利要求5所述的叶片，其中，以离散布置的方式，开口或热传导元件彼此沿叶 片本体的纵向方向和翼展方向间隔开或同时沿两者间隔开。
7. 根据权利要求5或6所述的叶片，其中，以离散布置的方式，开口包括筒形孔和/或 热传导元件包括柱形杆或棒。
8. 根据权利要求5所述的叶片，其中，以连续布置的方式，开口和/或热传导元件从叶 根或叶根附近朝向叶尖延伸或延伸到叶尖。
9. 根据权利要求5或8所述的叶片，其中，以连续布置的方式，开口包括狭缝和/或热 传导元件包括条带。
10. 根据权利要求1至9中任一项所述的叶片，其中中间层包括泡沫层或由泡沫层形 成。
11. 根据权利要求1至10中任一项所述的叶片，其中在前缘附近延伸的开口和/或热 传导元件的密集度和/或每单位面积的开口和/或热传导元件的数量高于沿叶片本体远离 前缘延伸的开口和/或热传导元件的密集度和/或每单位面积的开口和/或热传导元件的 数量。
12. 根据权利要求1至11中任一项所述的叶片，其中叶片还包括热传递路径，所述热传 递路径邻近内层并且处于上部和下部外皮之间的空间内，热传递路径从叶根朝向叶尖纵向 延伸或纵向延伸到叶尖，以便将热量从叶根朝向叶尖传导或传导到叶尖，从而将热量经由 内层传递到热传导元件。
13. 根据权利要求12所述的叶片，其中热传递路径包括复数个通道，所述通道适于沿 其导引热传递流体，从而使得热量经由流体从叶根朝向叶尖传递或传递到叶尖。
14. 根据权利要求13所述的叶片，还包括回流管道，所述回流管道处于上部和下部外 皮之间的空间内，并且与通道流体连通，以便引导流体返回叶根，以使得流体能被再循环到 通道中。
15. 根据权利要求12或14中任一项所述的叶片，还包括穿过上部或下部外皮的排气 孔，排气孔与通道流体连通，以便将流体释放到环境中。
16. 根据权利要求13至15中任一项所述的叶片，其中流体是空气。
【文档编号】F03D1/06GK104066981SQ201280067647
【公开日】2014年9月24日 申请日期:2012年12月19日 优先权日:2011年12月21日
【发明者】S·M·劳里森, J·龙博拉德 申请人:维斯塔斯风力系统集团公司