风轮机叶片与制造风轮机叶片的方法
【专利摘要】提供一种包括雷电保护系统的风轮机叶片。所述雷电保护系统包括雷电导体，该雷电导体沿所述风轮机叶片的纵向部分定位并联接至电接地。雷电接收器模块布置在所述风轮机叶片的外表面上并且电联接至所述雷电导体。细长接收器带安装在所述风轮机叶片的外表面上，位于所述雷电接收器模块之上，并且该接收器带被布置成接收雷电的攻击并借助所述雷电接收器模块将来自雷击的电流传送至所述雷电导体。而且，所述细长接收器带包括在该细长接收器带的纵向剖面轮廓中的皱折。还提供一种将雷电保护系统安装在风轮机叶片上的方法。
【专利说明】风轮机叶片与制造风轮机叶片的方法
【技术领域】
[0001]本发明大体涉及风轮机叶片与制造风轮机叶片的方法。更具体地说，本发明涉及包括雷电保护系统的风轮机叶片。
【背景技术】
[0002]近年来，人们日益关注减少由燃烧化石燃料而产生的温室气体的释放。一种减少温室气体释放的解决方案是开发可再生能源。具体地说，来自风的能量已被证明是对环境安全而可靠的能源，该能源可减少对化石燃料的依赖。
[0003]可由风轮机捕获风中的能量，风轮机是将风的动能转换成机械能，而后将机械能转换成电能的旋转的机器。普通的水平轴风轮机包括塔架、定位在塔架顶端的机舱以及转子，该转子借助轴被支撑在机舱中。轴使转子直接或间接与容纳在机舱内部的发电机的转子组件联接。多个风轮机可布置在一起以形成风电场或风力发电站。
[0004]雷击是关系风轮机持续性的主要原因。在风轮机位于集风最佳的偏远区域的情况下，风轮机因其高度及材料成分而对于雷击是特别有吸引力的目标。
[0005]风轮机叶片通常包括先进的雷电保护系统，一些这种先进的雷电保护系统包括诸如雷电接收器与雷电引下线之类的用于将雷电引导至地面从而防止雷击损坏风轮机叶片的特征。
【发明内容】
[0006]在本发明的第一方面中，提供一种包括雷电保护系统的风轮机叶片，该雷电保护系统包括:雷电导体，该雷电导体沿风轮机叶片的纵向部分定位并联接至电接地；雷电接收器模块，该雷电接收器模块布置在风轮机叶片的外表面上并且电联接至雷电导体；以及细长接收器带，该细长接收器带安装在风轮机叶片的外表面上，位于雷电接收器模块之上，该接收器带被布置成接收雷击并通过雷电接收器模块将来自雷击的电流传送至雷电导体，其中，细长接收器带包括在该细长接收器带的纵向剖面轮廓中的皱折。
【专利附图】
【附图说明】
[0007]参照附图，以实施例的方式解释本发明的实施方式。要注意的是，附图仅示出了本发明的实施方式的实施例，因此不应视为限制本发明的范围，因为本发明可容许其它等效实施方式。
[0008]图1示出了风轮机。
[0009]图2示出了根据一个实施方式的包括雷电保护系统的风轮机叶片。
[0010]图3示出了图2的风轮机叶片的剖面图。
[0011]图4示出了图2的叶片的一部分的放大纵剖面图。
[0012]图4a示出了根据另一实施方式的叶片的一部分的放大纵剖面图。
[0013]图4b示出了根据再一实施方式的叶片的一部分的放大纵剖面图。
[0014]图4c示出了根据另一实施方式的叶片的一部分的放大纵剖面图。
【具体实施方式】
[0015]在详细描述附图之前，先要论述本实施方式的一些一般项目。
[0016]典型的雷电保护系统的一个实施例是这样一种系统，其中，离散的雷电接收器被设置成雷电保护系统的一部分，这些离散的雷电接收器是始自叶片壳体并在叶片的表面终止的金属导体。离散的雷电接收器通常由金属制成并且被认为吸引雷击连接至接收器，而不是至风轮机叶片。离散的雷电接收器也连接至叶片内部的雷电引下线，该雷电引下线使雷电接收器联接至电接地。
[0017]然而，本领域中示出的这种雷电保护系统不像设计的那样有效。在建立包括具有这种雷电保护系统的叶片的风轮机上进行的研究已经表明:未因离散雷电接收器的存在而充分规避雷击连接叶片本身的危险。
[0018]下文中参考了本发明的实施方式。然而，应理解本发明不限于具体描述的实施方式。相反，为了实施及实践本发明可构想下面的特征及元件(无论是否有关不同的实施方式)的任何组合。
[0019]而且，在多种实施方式中，本发明提供许多胜过现有技术的优势。然而，尽管本发明的实施方式可实现胜过其它可行方案及/或现有技术的优势，但是不管给出的实施方式是否实现具体的优势并不限制本发明。因此，下面的方面、特征、实施方式及优势仅是示例性的，除权利要求中明确列举之处外并不被认为是所附权利要求的元素或限制。同样，“本发明”的提法不应解释为在此公开的任何发明主题的上位，并且不应认为是除权利要求中明确列举之处外的所附权利要求的元素或限制。
[0020]在第一方面中，提供一种包括雷电保护系统的风轮机叶片，该雷电保护系统包括:雷电导体，该雷电导体沿风轮机叶片的纵向部分定位并联接至电接地；雷电接收器模块，该雷电接收器模块布置在风轮机叶片的外表面上并且电联接至雷电导体；以及细长接收器带，该细长接收器带安装在风轮机叶片的外表面上，位于雷电接收器模块之上，该接收器带被布置成接收雷击并通过雷电接收器模块将来自雷击的电流传送至雷电导体，其中，细长接收器带包括在该细长接收器带的纵向剖面轮廓中的皱折。
[0021]细长接收器带的设置增加了朝雷电接收器模块吸引雷电的吸引力，并且提高了风轮机叶片的效用。这种细长接收器带作为雷电保护系统的一部分是传导性的，并且增大了叶片的表面积。具体地说，细长接收器带提供更大的面积，使初始电先导可借以从雷电保护系统传导至与来自雷击的反向带电先导连接，从而将雷击引导至雷电保护系统。
[0022]而且，通过提供剖面轮廓存在变化(尤其是在其纵向剖面轮廓中包括皱折)的细长接收器带而为细长接收器带提供某种程度的柔性。这在接收器带安装在叶片的外表面上以及必需经受类似叶片所经历的机械应力时是有用的。细长接收器带可能经历的机械应力的例子包括叶片弯曲、叶片扭曲和伸展之类的应力及应变。提供至细长接收器带的柔性允许在物理上更可靠地包含于典型的雷电保护系统。
[0023]在一个实施方式中，细长接收器带包括波状的纵向剖面轮廓。在另一实施方式中，细长接收器带包括风琴褶形纵向剖面轮廓。在再一实施方式中，细长接收器带包括褶皱的纵剖面轮廓。
[0024]在一个实施方式中，细长接收器带借助粘合剂安装在风轮机的外表面上。
[0025]在一个实施方式中，细长接收器带包括金属。
[0026]在另一个实施方式中，其中细长接收器带包括铁、不锈钢、铝及铜中的任一种。
[0027]在一个实施方式中，雷电接收器模块是离散雷电接收器。
[0028]在一个实施方式中，雷电接收器模块包括两个离散的雷电接收器，并且细长接收器带安装在这两个离散的雷电接收器之上。
[0029]在一个实施方式中，细长接收器带安装在沿风轮机叶片的大致纵向的方向上。
[0030]还提供一种包括如上所述的风轮机叶片的风轮机。
[0031]在第二方面中，提供一种将雷电保护系统安装在风轮机叶片中的方法，该方法包括:在风轮机叶片中设置雷电保护系统，该雷电保护系统包括雷电接收器模块，该雷电接收器模块布置在风轮机叶片的外表面上并且电联接至雷电导体，所述雷电导体沿风轮机叶片的纵向部分定位并联接至电接地；制备用于施加在风轮机叶片上的接收器带；并且将接收器带集成到雷电保护系统中，其中集成接收器带的步骤还包括:从风轮机叶片移除雷电接收器模块，从而在风轮机叶片的外表面中留下接收器凹孔；在接收器带中创建与接收器凹孔对准的通孔；将接收器带施加到风轮机叶片的外表面上；将雷电接收器模块安装在接收器带上并且经由接收器带中的通孔进入所述接收器凹孔中，从而使接收器带集成到雷电保护系统中。
[0032]在另一实施方式中，在雷电接收器模块安装在接收器带上之后修剪掉雷电接收器模块的任何突出部。
[0033]在一个实施方式中，制备用于施加在风轮机叶片上的接收器带的步骤包括:提供用于叶片雷电保护的铜条；提供展开的铜箔条；在铜条的第一表面上施加一层密封树脂；在形成接收器带中固化密封树脂以使铜条粘附至展开的铜箔条；以及将一层粘合剂提供到铜箔的第二表面上以施加至风轮机叶片。
[0034]在一个实施方式中，将接收器带施加到风轮机叶片的步骤包括:将接收器带放置在叶片的外表面上；将接收器带保持在叶片的表面上的适当位置，使得接收器带中的通孔与接收器凹孔对准；将真空分配网施加在接收器带上方，并且在接收器带上方创建真空；在真空分配网上附加加热毯，从而施加热以活化接收器带上的粘合剂；移除加热毯及真空分配网；以及将密封材料施加至所施加的接收器带的边缘。
[0035]下文是附图中描绘出的本发明的实施方式的详细描述。这些实施方式是实施例，并且如此详细以便清楚地传达本发明。然而，所提供的细节量并不意图限制实施方式的预期变更，而是相反，本发明应覆盖落入由所附权利要求限定的本发明的宗旨与范围内的全部变型例、同等物及另选例。
[0036]图1示出了根据一个实施方式的示例性风轮机100。如图1中所示，风轮机100包括塔架110、机舱120以及转子130。在本发明的一个实施方式中，风轮机100可以是离岸风轮机。然而，本发明的实施方式并非仅限于离岸风轮机。在另选的实施方式中，风轮机100可以是定位在诸如例如湖泊、海洋等之类的水体上方的离岸风轮机。这种离岸风轮机的塔架110安装于海床上，或者安装于在海平面上或海平面上方固定的平台上。
[0037]风轮机100的塔架110可构造成将机舱120与转子130升起至一高度，在此高度处，可由转子130接收基本畅通无阻、湍流少的强气流。塔架110的高度可以是任一合理的高度，并且应当考虑到从转子130延伸的风轮机叶片的长度。塔架110可由任一类型的材料例如钢铁、混凝土等制成。在一些实施方式中，塔架110可由整块材料制成。然而，在另选的实施方式中，塔架110可包括多个分段，例如(如图1中所示)两个或多个管状钢制分段。在本发明的一些实施方式中，塔架110可以是格构塔。因此，塔架110可包括焊接起来的钢构型。
[0038]转子130可包括转子轮毂(下文简称作“轮毂”)132以及至少一个叶片140(图1中示出了三个这种叶片140)。转子轮毂132可构造成使所述至少一个叶片140联接至轴(未示出)。
[0039]在一个实施方式中，叶片140可具有空气动力学外形，从而叶片140在预定的风速下经受升力，因此使叶片绕轮毂径向旋转。轮毂132还包括这样的机构(未示出)，该机构用于调节叶片140的桨距以增加或减少由叶片140捕获的风能总量。变桨动作调节风撞击叶片140的角度。
[0040]轮毂132通常沿驱动轴绕基本水平的轴线旋转，该驱动轴从轮毂132延伸至机舱120。驱动轴通常联接至机舱120中的一个或多个部件，这些部件构造成将轴的旋转能转换成电能。
[0041]通常，叶片140的长度可为20米至60米不等，或更长。这些叶片被精确地制造以确保转子为最佳空气动力学性能而保持平衡。风轮机叶片中使用的雷电保护系统被整合到制造过程中，终端产品是这样的:制成的叶片包括完全可操作的雷电保护系统。叶片140由包括复合纤维预浸溃(预浸料坯)的制造过程形成，该制造过程是公知过程，因而将不详述。也可使用其它制造方法。
[0042]图2示出了根据一个实施方式的包括雷电保护系统的风轮机叶片的一部分。叶片140是45米的叶片，但是在其它实施方式中可以是任一其它长度。在本实施方式中，叶片140源自叶片根部(未示出)，该叶片根部可与叶片近端相区别。叶片根部通常是叶片140的柱状部分，该柱状部分逐渐变细以形成承重翼梁142，该承重翼梁作为叶片140的内部支撑件。在制造叶片140的过程中，两个对置的叶片壳体而后在翼梁上方接合在一起而形成叶片140，一个叶片壳体形成叶片的迎风面147，另一个叶片壳体形成叶片的背风面。要注意的是，叶片140的对应于远端的部分延伸出翼梁142。在叶片140的表面上进一步涂饰防尘涂料层，该防尘涂料层通常是非导电性的。
[0043]承重翼梁142是大致矩形形状，并且主要由碳素纤维和环氧树脂构成轻质而有弹性的构造。同样要注意的是，碳素纤维本质上是固有导电性的，照此，存在于由对置的两个叶片壳体形成的叶片140的表面下方的翼梁142吸引雷击。
[0044]叶片140朝远端逐渐变细从而形成叶片梢端144。叶片梢端144包括梢端接收器146，该梢端接收器呈典型叶片梢端的形状及样式，并且形成叶片雷电保护系统150的一部分。梢端接收器146作为优良的电导体是为了容易形成并释放电先导而提供的，并因此对雷击的形成及吸引极有吸引力。为了提供待集成到叶片140中的有效而耐用的部分(该部分能够接收并且抵抗多次雷击)，梢端接收器146完全由金属构成，并且在本实施方式中完全由铜构成。
[0045]梢端接收器146借助螺母螺栓紧固配置联接在叶片140上，但是允许梢端接收器146牢固地固定在叶片140上的任一其它手段都是可行的。梢端接收器146还借助压接被直接固定至叶片140的内部上的引下线(由虚线152示出)。其它方法是可行的。
[0046]引下线152从与梢端接收器146的连接开始向下延续至叶片根部，此后联接至风轮机100的机舱120，并且延续至电接地上。在叶片140内部延续的过程中，引下线152联接至用于支撑的翼梁142的一侧。下引线152包括铜线芯，在本实施方式中横截面约为50mm2。绕引下线152的铜芯也设置有高压绝缘体。在此实施方式中，设置硅橡胶，但是也可使用任一其它非导电体或具有高介电击穿电压的聚合物型绝缘体。
[0047]叶片雷电保护系统150还包括多个侧接收器，图2中示出了其中两个侧接收器154、156。侧接收器154、156始自叶片壳体的内部并且在叶片140的表面处终止，这些侧接收器在所述叶片壳体的内部处电联接至引下线152，在所述叶片140的表面处其裸露表面基本与叶片的表面齐平。这些侧接收器也可被称为离散雷电接收器。当前叶片140包括叶片的迎风面与背风面两者上的侧接收器154、154a (参见图3)，但是在一些实施方式中，叶片可仅包括一个面(例如迎风面)上的侧接收器。在本实施方式中，侧接收器154、156当前定位在翼梁142的对应于叶片140的尾缘149的那一侧上。在本实施方式中，侧接收器154与156相隔3米而定位。
[0048]在本实施方式中，侧接收器的形状是圆形的，并且由金属(更具体地说是不锈钢)制成。当然可使用其它形式的形状、尺寸及材料以达到相同的目的。
[0049]在本实施方式中，这些侧接收器距梢端接收器146预定距离沿叶片140的长度定位。在本实施方式中，在叶片140上有至少6个侧接收器，并且各个侧接收器之间的距离朝叶片的根部增大。侧接收器的数量与各个侧接收器之间的预定距离是以雷电保护研究为基础的，并且在其它实施方式中可变更。
[0050]侧接收器的功能与位置被设计成用于使侧接收器相比叶片140的其余部分对雷击连接更具有电吸引力。侧接收器的金属成分便于电离作用并且便于释放雷击连接中必需的电先导与流光。
[0051]图3示出了根据线X-X的图2的风轮机叶片的剖面图。就取向而言，叶片140的迎风面147是朝上的，相应地示出前缘148与尾缘149。如以上指出的，引下线152联接在用于支撑的翼梁142的一侧上，并且在此构造中，引下线152在叶片内沿翼梁142旁侧纵向延续。侧接收器154与翼梁142相邻定位。
[0052]借助螺纹形式穿过叶片140的壳体安装侧接收器154，并且使其固定至叶片140内部上的接收器基部158。此后，利用铜编织线153将接收器基部158连接至引下线152。借助高质量的焊接或按压连接形成从引下线152到铜编织线153的连接。铜编织线153可包括或可不包括附加的绝缘体，主要取决于与叶片梢端的间距。在叶片内，由包括低密度聚乙烯的泡沫块159将侧接收器154及与引下线152的连接保持在适当位置。在本实施方式中，对应的侧接收器154a设置在叶片的背风面上。该泡沫盒在防止叶片140内的雷电流的电弧作用方面也作为电绝缘体。
[0053]返回来参照图2，在本实施方式中，叶片140还包括细长接收器带160，该接收器带安装在沿风轮机叶片140的大致纵向的方向上。具体地说，接收器带160安装在叶片140的迎风面147上，位于侧接收器154、156之上。接收器带160的功能借助为电先导的释放及与之连接的雷击连接提供较大的表面积来加强系统对雷击连接的吸引力，从而提高叶片雷电保护系统150的效力。来自接收器带160上的雷击连接的雷电流会通过接收器带160被传送到侧接收器154、156中、到达引下线152从而向下到达电接地。
[0054]接收器带160包括金属，在此【具体实施方式】中，因铜的优良导电性及相对的耐用性而包括铜。在其它实施方式中，可替代使用铁、不锈钢、铝及铜中任一种。
[0055]接收器带160设置在叶片140上，接近叶片140的远端。这也是被认定的最可能被雷击的区域。接收器带160安装在沿风轮机叶片的大致纵向的方向上。接收器带160被放置在叶片140的表面上，其在此处覆盖内部翼梁142的一部分。
[0056]具体地说，接收器带160居中地放置在侧接收器154、156之上，并且与侧接收器物理及电接触。在纵向方向上，接收器带160在其一端处通过延伸出翼梁142的边缘而覆盖该翼梁的远端，而在另一端处覆盖第二侧接收器156。当然可提供任一其它长度的接收器带。
[0057]大体来说，风轮机叶片140在空气动力学上被设计成确保在捕获风方面的最佳性能，从而使得所联接的发电机能够将风中的机械能转换成电能。而且，叶片140被精确制以确保转子130在操作中保持平衡。照此，并且鉴于接收器带160要被定位在风轮机叶片的外表面上，接收器带160被设置成对叶片140的空气动力学翼型提供尽可能小的影响。在本实施方式中，从叶片140的表面开始测量的接收器带的高度被设计成为最大2_。在优选实施方式中，接收器带160的高度是1.5_。
[0058]而且，在运行期间叶片140的旋转产生行经叶片的迎风面上的风的高速度，这随后引起横向作用在接收器带160上的大阻力。为了一旦运行就不在空气动力学翼型方面产生任何偏差，接收器带160理应是刚性连接，该刚性连接不应在持续的叶片旋转下歪斜。在本实施方式中，接收器带160包括金属带，具体地说是包括铜的金属带。
[0059]在风轮机100运行期间，风轮机100被设计成面对盛行风的方向。运行期间，转子130与叶片140的旋转产生一种情形，其中，发生诸如叶片的弯曲与挠曲之类的机械应力。因为当距联接至转子的叶片根部的间距增大时扭矩量增大，所以叶片的长度恶化了叶片弯曲的发生。
[0060]本实施方式的接收器带160被设计成承受风轮机叶片140的表面的外部连接的应力与应变，而且减少对操作造成的任何不利的空气动力学影响。接收器带160包括沿接收器带长度的皱折，具体来说是垂直于带160的纵剖面的皱折。
[0061]接收器带需要与侧接收器154、156 —直保持物理接触，以便作为雷电保护系统的一部分有效地作用，以将所接收的任何雷电流传递至侧接收器上，传递至引下线而到达电接地。接收器带160中这样的皱折的存在允许接收器带与叶片140的表面及侧接收器保持必要的接触，同时允许接收器带160承受叶片持续弯曲的物理应力，而不因疲劳应力弯折或破裂。
[0062]图4示出了图2的叶片的表面的沿线A-A的纵剖面图的放大部分。细长接收器带160被示出为贴附在叶片140的迎风面147上。接收器带160在纵向剖面中包括至少一个皱折162。皱折162包括大致正弦穹顶形剖面，并且还具有约45度的理想斜角。此外，接收器带具有约0.5mm的厚度，并且接收器带160的皱折162的峰部具有约1.5mm的高度。
[0063]在本实施方式中，接收器带160包括褶皱的纵剖面轮廓，更具体地说，包括多个相同的皱折162。与为相似之目的的典型平坦金属带相比，褶皱的轮廓为接收器带提供了进一步柔性来应付弯曲应力，而且以增大的疲劳寿命允许更耐用的方案。在本实施方式中，接收器带160包括两个皱折之间的约3.5mm至4mm的峰间距。
[0064]图4a示出了根据另一实施方式的接收器带。接收器带260包括多个具有非正弦轮廓的皱折262。
[0065]图4b示出了根据再一实施方式的接收器带。接收器带360包括多个具有变化高度的不同皱折362。这样的组合产生波状的纵剖面轮廓。
[0066]图4c示出了根据另一实施方式的接收器带。接收器带460包括多个具有相似坡度与顶点的相同三角形皱折462。这样的组合产生手风琴褶形的纵剖面轮廓。在其它实施方式中，接收器带的其它皱折轮廓也是可行的。
[0067]在本实施方式中，接收器带160借助粘合剂(具体地说是胶)贴附至叶片140的表面147。胶164提供接收器带160与叶片140的表面147之间的密封，并且使接收器带160牢固地保持在叶片140上，具体地说，与侧接收器154、156保持物理接触及电接触。胶164可借助设置在接收器带上的粘性双面胶带或借助任何其它适合保持安装的手段被施加至接收器带上。
[0068]在一个实施方式中，在风轮机叶片中安装雷电保护系统的方法包括下面的步骤:
[0069]在风轮机叶片中设置雷电保护系统，该雷电保护系统包括雷电接收器模块，该雷电接收器模块布置在风轮机叶片的外表面上并且电联接至雷电导体，该雷电导体沿风轮机叶片的纵向部分定位并联接至电接地；
[0070]制备用于施加在风轮机叶片上的接收器带，并且
[0071]集成到风轮机叶片的雷电保护系统中。
[0072]在一个实施例中，制备用于施加在风轮机叶片上的接收器带的方法包括下面的步骤:
[0073]提供用于叶片雷电保护的褶皱的铜条；
[0074]提供待在接收器带中使用的展开的铜箔条；
[0075]通过修剪使铜箔条与褶皱的铜条对齐；
[0076]将一层20至25微米厚的底漆施加在铜箔条上；
[0077]将一层20至25微米厚的底漆施加在褶皱的铜条上；
[0078]制备用于施加在铜箔条与褶皱的铜条之间的诸如聚氨酯粘合剂之类的密封树月旨;
[0079]将密封树脂施加在铜箔条上，并且在所施加的树脂上提供一层通气带；
[0080]在通气带上施加另一层密封树脂，然后在上方施加褶皱的铜条；
[0081]将一层离型膜施加在上方并且真空密封；
[0082]使树脂在室温下固化10小时以使褶皱的铜条粘着至展开的铜箔条；
[0083]使组件在固化后脱模；
[0084]移除顶部的离型膜层片，从而获得最终的接收器带；
[0085]准备在风轮机叶片上施加时，在接收器带上设置一层诸如粘性双面胶带之类的粘合剂。
[0086]在一个实施例中，将接收器带施加在风轮机叶片上的方法包括下面的步骤:
[0087]通过磨削、整平及/或清洁表面而为待施加的接收器带准备风轮机叶片的表面；
[0088]将接收器带放置在叶片的表面上；
[0089]将接收器带保持在叶片表面上的适当位置，使得接收器带中的通孔与接收器凹口对准；
[0090]将真空分配网施加在接收器带上方，并且在接收器带上方创建真空；
[0091]在真空分配网上附加加热毯，从而施加热以使接收器带上的粘合剂活化；
[0092]移除加热毯及真空分配网；
[0093]将诸如聚氨酯密封材料之类的密封材料施加至接收器带的边缘。
[0094]在另一实施例中，将接收器带集成到叶片的雷电保护系统中的方法包括下面的步骤:
[0095]在安装接收器带之前从叶片的表面移除侧接收器模块以留下用于装配接收器模块的凹孔，即叶片表面中的具有通孔的凹部；
[0096]在接收器带中创建与接收器凹孔对准的通孔；
[0097]将接收器带安装在叶片的表面上；
[0098]借助埋头孔将侧接收器模块安装在接收器带之上并且进入接收器凹孔中。
[0099]这种集成的方法使得能够牢固地安装接收器带，并且进一步确保接收器带与雷电引下线之间经由侧接收器的物理连接及电连接。
[0100]在再一实施方式中，该方法还包括从侧接收器模块修剪掉任何突出部以减小任何空气动力学的影响。由于侧接收器模块因接收器带的存在而不能完全装回到接收器凹孔中而出现突出部。修剪该突出部保留了叶片的平滑的空气动力学轮廓并且减少了可能由这种突出部导致的任何阻力。
[0101]在一个实施方式中，在翻新过程中将接收器带施加在风轮机叶片的表面上。在其它实施方式中，可将接收器带整合到叶片生产过程中。也可在接收器带上涂一层防尘涂料。尽管这种涂料可以是固有非导电性的，但是涂料层的导磁率通常不够高到防止涂料层的介电击穿，其允许穿过涂料传送电。另选的是，为接收器带设置金属涂料。
[0102]尽管已经借助多种实施方式的描述阐明了本发明并且同时已经相当详细地描述了这些实施方式，但是本申请不意图将所附权利要求的范围约束或以任何方式限制至这种细节。另外的优势及变型对本领域技术人员而言会是显而易见的。因此，本发明在其广义方面不限于所示及所述的具体细节、代表性的方法及示例性的实施例。因此，在不脱离 申请人:的总体发明理念的宗旨与范围的情况下可脱离这些细节。
【权利要求】
1.一种包括雷电保护系统的风轮机叶片，该雷电保护系统包括: 雷电导体，该雷电导体沿所述风轮机叶片的纵向部分定位并联接至电接地； 雷电接收器模块，该雷电接收器模块布置在所述风轮机叶片的外表面上并且电联接至所述雷电导体；以及 细长接收器带，该细长接收器带安装在所述风轮机叶片的外表面上，位于所述雷电接收器模块之上，该细长接收器带被布置成接收雷击并通过所述雷电接收器模块将来自雷击的电流传送至所述雷电导体， 其中，所述细长接收器带包括在所述细长接收器带的纵向剖面轮廓中的皱折。
2.根据权利要求1所述的风轮机叶片，其中，所述细长接收器带包括波状纵剖面轮廓。
3.根据权利要求1所述的风轮机叶片，其中，所述细长接收器带包括风琴褶形纵向剖面轮廓。
4.根据权利要求1所述的风轮机叶片，其中，所述细长接收器带包括褶皱的纵剖面轮廓。
5.根据前述任一项权利要求所述的风轮机叶片，其中，所述细长接收器带借助粘合剂安装在风轮机的外表面上。
6.根据前述任一项权利要求所述的风轮机叶片，其中，所述细长接收器带包括金属。
7.根据权利要求6所述的风轮机叶片，其中，所述细长接收器带包括铁、不锈钢、铝及铜中的任一种。
8.根据前述任一项权利要求所述的风轮机叶片，其中，所述雷电接收器模块是离散的雷电接收器。
9.根据前述任一项权利要求所述的风轮机叶片，其中，所述雷电接收器模块包括两个离散的雷电接收器，并且其中所述细长接收器带安装在这两个离散的雷电接收器之上。
10.根据前述任一项权利要求所述的风轮机叶片，其中，所述细长接收器带安装在沿所述风轮机叶片的大致纵向的方向上。
11.一种包括根据权利要求1至10中任一项所述的风轮机叶片的风轮机。
12.—种将雷电保护系统安装在风轮机叶片中的方法，该方法包括: 在所述风轮机叶片中设置雷电保护系统，该雷电保护系统包括雷电接收器模块，该雷电接收器模块布置在所述风轮机叶片的外表面上并且电联接至雷电导体，所述雷电导体沿所述风轮机叶片的纵向部分定位并联接至电接地； 制备用于施加在所述风轮机叶片上的接收器带，并且 将所述接收器带集成到所述雷电保护系统中，其中集成所述接收器带的步骤还包括: 从所述风轮机叶片移除所述雷电接收器模块，从而在所述风轮机叶片的外表面中留下接收器凹孔； 在所述接收器带中创建与所述接收器凹孔对准的通孔； 将所述接收器带施加到所述风轮机叶片的外表面上； 将所述雷电接收器模块安装在所述接收器带之上并且经由所述接收器带中的所述通孔进入所述接收器凹孔中，从而使所述接收器带集成到所述雷电保护系统中。
13.根据权利要求12所述的安装雷电保护系统的方法，其中，在所述雷电接收器模块安装在所述接收器带之上后修剪掉所述雷电接收器模块的任何突出部。
14.根据权利要求12或13所述的安装雷电保护系统的方法，其中，制备用于施加在所述风轮机叶片上的接收器带的步骤包括: 提供用于叶片雷电保护的铜条； 提供展开的铜箔条； 在所述铜条的第一表面上施加一层密封树脂； 在所述接收器带的形成中固化所述密封树脂以使所述铜条粘附至所述展开的铜箔条；以及 将粘合剂层提供到所述铜箔的第二表面上以施加至所述风轮机叶片上。
15.根据权利要求12至14中任一项所述的安装雷电保护系统的方法，其中，将所述接收器带施加到所述风轮机叶片上的步骤包括: 将所述接收器带放置在所述风轮机叶片的外表面上； 将所述接收器带保持在所述风轮机叶片的表面上的适当位置，使得所述接收器带中的所述通孔与所述接收器凹孔对准； 将真空分配网施加在所述接收器带上方，并且在所述接收器带上方创建真空； 在所述真空分配网上方附加加热毯，从而施加热以使所述接收器带上的粘合剂活化； 移除所述加热毯及所述真空分配网；以及 将密封材料施加至所施加的接收器带的边缘。
【文档编号】F03D11/00GK104160148SQ201280070912
【公开日】2014年11月19日 申请日期:2012年12月14日 优先权日:2011年12月29日
【发明者】安东·贝什, H·阿鲁普, M·霍耶尔, S·哈德斯 申请人:维斯塔斯风力系统有限公司