CN103147931A - 具有电加热元件的风能装置转子叶片 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种风能装置转子叶片,它具有纤维增强的塑料材料和具有在叶片根部的端部上的电接头的电加热装置;其特征在于,风能装置转子叶片由纤维的塑料材料构成的第一转子叶片半壳和第二转子叶片半壳组装成,电加热装置具有下列部分:与第一转子叶片半壳连接的第一加热元件,它具有叶片根部侧的端部和叶片尖端侧的端部,与第二转子叶片半壳连接的第二加热元件,它具有叶片根部侧的端部和叶片尖端侧的端部,与第一转子叶片半壳和第二转子叶片半壳连接的第三加热元件,它具有叶片根部侧的端部和叶片尖端侧的端部,第一、第二和第三加热元件的叶片尖端侧的端部导电地连接,第一、第二和第三加热元件的叶片根部侧的端部分别与一电连接线连接。

Description

具有电加热元件的风能装置转子叶片
技术领域
本发明涉及一种风能装置转子叶片,它具有纤维增强的塑料材料和电加热装置,所述电加热装置包括在叶片根部侧的端部上的各电接头。
背景技术
将风能装置优选建立在具有高的和尽可能不变的风速的地点。在那里通常存在低温,从而在确定的气候条件下在转子叶片上可能形成冰。冰在转子叶片上的沉积妨碍风能装置的运行。因此在寒冷的地带中使用冰报警系统或除冰系统。
冰报警系统确保,在相应的气候条件下预防性关闭风能装置。这造成收益损失的后果。除冰系统防止在转子叶片上形成冰晶。因此除冰系统能够允许风能装置继续运行并减少或甚至避免收益损失。
由现有技术已知,将加热元件安装在风能装置的转子叶片的外表面上。优选在接近叶片中心直到叶片尖端的区域内安装加热元件,在那里冰晶的形成对风能装置转子叶片的空气动力的效率产生不利影响并由此是干扰性的。这些加热元件借助于各导电线连接在风能装置的电源上,其中这些导电线从加热元件的叶片尖端侧的端部和从加热元件的叶片根部侧的端部开始通向转子叶片根部并由常见的电缆构成。
由文件WO 2011/127997A1已知,在风能装置转子叶片的外侧上设置圈环形延伸的加热垫。加热垫的各电接头位于圈环形的加热垫的接近叶片根部的两个自由端上。从那里加热垫的第一部分和第二部分分别导向叶片尖端。加热垫在叶片尖端上转向,从而两个部分在过渡区域内相互过渡。在一个实施例中加热垫的两个部分沿转子叶片的凸起边缘(Nasenkanten)重叠。在另一个实施例中加热垫具有第三部分,它可以具有另一个接近叶片根部的电接头。在该已知的方案中,不需要将电连接线导向加热垫的叶片尖端侧的端部。由此应降低雷击的危险。
发明内容
由此出发,本发明的目的在于,提供一种具有电加热装置的风能装置转子叶片,所述电加热装置具有在叶片根部侧的端部上的各电接头,所述转子叶片可以较简单地制造和发挥符合需要的加热功率,本发明还提供一种用于制造风能装置转子叶片的方法。
通过具有权利要求1的特征的风能装置转子叶片来实现所述目的。后面的各从属权利要求中给出优选的实施形式。
风能装置转子叶片由纤维增强的塑料材料构成并具有电加热装置,所述电加热装置包括在叶片根部侧的端部上的各电接头。所述风能装置转子叶片由纤维增强的塑料材料构成的第一转子叶片半壳和第二转子叶片半壳组成。电加热装置具有下列部分:
第一加热元件,它具有叶片根部侧的端部和叶片尖端侧的端部并且在制造第一转子叶片半壳时与第一转子叶片半壳的增强纤维同时通过液态的塑料材料的硬化埋入塑料基体中,
第二加热元件,它具有叶片根部侧的端部和叶片尖端侧的端部并且在制造第一转子叶片半壳时与第一转子叶片半壳的增强纤维同时通过液态的塑料材料的硬化埋入塑料基体中,
第三加热元件,它与第一转子叶片半壳和第二转子叶片半壳连接并具有叶片根部侧的端部和叶片尖端侧的端部,
其中第一、第二和第三加热元件的叶片尖端侧的各端部导电地相互连接,以及
第一、第二、第三加热元件的叶片根部侧的各端部分别与一个电连接线连接。
风能装置转子叶片可以例如设置为用于具有基本上水平的轴线的转子的风能装置,转子可以具有转子毂,在转子毂上例如固定两个、三个或更多个风能装置转子叶片。为此每个风能装置转子叶片在叶片根部的区域内可以都具有固定凸缘。
三个加热元件的每一个都可以基本上沿转子叶片的纵向方向设置并且在其叶片根部的与叶片尖端的端部之间具有一长度,该长度例如为风能装置转子叶片的总长的至少30%、至少50%或至少70%。各加热元件的叶片尖端侧的端部可以与叶片尖端隔开间距设置,各加热元件的叶片根部的端部可以与叶片根部隔开间距设置。
这样设置三加热元件,使得它们在运行中可以加热元件风能装置转子叶片的一个区域,以便由此防止冰晶的形成和沉积较大的冰量。该区域特别位于和接近转子叶片的凸起边缘上,在那里最可能出现冰晶体的形成。各加热元件可以例如具有电阻丝,特别是由铜或其他适合的金属或金属合金如康铜、锰镍铜合金或依若坦(Isotan)制成的电阻丝。
第一加热元件和第二加热元件与第一或第二转子叶片半壳的增强纤维一起通过液态的塑料材料的硬化埋入塑料基体中。埋入可以意味着,各加热元件在各个侧面由塑料材料包围。同样考虑采用这样的实施形式,其中各加热元件构成各转子叶片半壳的表面并通过塑料材料与增强纤维粘结。通过埋入,不同于事后与预制的转子叶片半壳连接的加热元件,各加热元件无缝地嵌入转子叶片的表面轮廓中,从而不会由于第一和第二加热元件影响转子叶片的空气动力学的特性。
各加热元件可以例如具有碳纤维材料。碳纤维材料可以埋进塑料基体中,从而由碳纤维增强的塑料(CFK)构成相应的加热元件。所述金属的加热元件也可以埋进塑料基体中。碳纤维材料可以是面式的,特别是为具有小于1mm或小于0.5mm厚度的薄的材料条的形式。
第三加热元件可以层压或粘结到两个转子叶片半壳的外侧上,层压是指,相关的加热元件在干燥的、仍未用液态的塑料材料浸透的状态下铺设到风能装置转子叶片的外侧上或铺设到相关半壳的外侧上,然后用塑料材料浸透,例如通过用辊子涂覆液态的塑料材料。
两个转子叶片半壳具有纤维增加的塑料材料,增强纤维例如可以是玻璃纤维和/或碳纤维。液态的塑料材料例如可以是聚酯树脂或环氧树脂。两个转子叶片半壳也可以称作压力侧的和吸入侧的转子叶片半壳或称作下壳和上壳。这两个转子叶片半壳特别是通过沿两个半壳的前边缘和后边缘粘结和/或利用支承结构的沿转子叶片的纵向方向延伸的板条或其他的元件组装成转子叶片。
第三加热元件与转子叶片半壳连接是指,在这两者之间存在直接的连接,特别是通过加热元件与该转子叶片半壳的粘结,或加热元件直接与其他配设于转子叶片半壳的构件连接。由于这样的考虑,特别是将第一加热元件配设于第一转子叶片半壳,而将第二加热元件配设于第二转子叶片半壳。据此特别是当第三加热元件直接与第一转子叶片半壳和/或第一加热元件连接是,它与第一转子叶片半壳连接。相应地特别是当第三加热元件直接与第二转子叶片半壳和/或第二加热元件连接时,则它与第二转子叶片半壳连接。在第三加热元件与一确定的转子叶片半壳之间经由相应另一半壳的只是间接的连接相反按照要求不被看作为是连接。例如只与第一转子叶片半壳粘结的第三加热元件没有与第二转子叶片半壳相连接。
第三加热元件特别是设置在转子叶片的一个凸起边缘的区域内。第三加热元件例如可以覆盖在第一转子叶片半壳的前边缘与第二转子叶片半壳的前边缘之间的粘接缝。
本发明基于这样的认知,即由现有技术已知的要圈环形设置的各加热垫只有在两个转子叶片半壳的组装之后才能安装,因为它们在希望的布置形式中通常在轮廓凸缘的区域内与两个转子叶片半壳连接。但在两个转子叶片半壳组装之后进行安装是复杂的,因为组装的转子叶片半壳难以操作,并且还必须能接近转子叶片的较大的表面区域。相反在本发明中在两个转子叶片半壳组装之前、即在制造各转子叶片半壳时已安装第一加热元件和第二加热元件。由此也看到可以将各由半壳的制造得出的优点充分用到加热装置的安装上。只有要与两个转子叶片半壳连接的第三加热元件在两个转子叶片半壳组装之后才安装。但特别是在第三加热元件设置在凸起边缘的区域内时为此只须使转子叶片的较小的表面区域是可接近的。
此外,通过三个加热元件在其叶片尖端侧的端部上的电连接不再存在使加热垫在过渡区域内转向的必要性。由此也简化了制造。但仍保持由现有技术已知圈环形的加热垫的特殊优点,因为在本发明中也只有三个加热元件的叶片根部侧的端部设有电连接线。
在本发明中设定,一个加热元件的叶片根部侧的端部与电源的一极连接,而其他两个加热元件的叶片根部侧的端部与电源的另一极连接。这样的设置同样适用于交流电或直流电的能量供应。在两种情况下,所述一个加热元件引导由其他两个加热元件引导的电流的总和。由此可以将加热功率集中在所述一个加热元件上。所述一个加热元件特别可以是优选在轮廓凸起边缘的区域内设置的第三加热元件,从而加热功率集中在该区域上。
可以通过选择各个加热元件的导电性来附加地影响由各个加热元件发挥的加热功率。例如可以将第三加热元件的导电性选择得大于第一和第二加热元件的导电性,例如大于或等于2倍。在4倍的情况下所述一个加热元件具有大致和两个并联的加热元件中的每一个相同的加热功率。
在一个实施形式中,第三加热元件的与第一转子叶片半壳连接的部分和第一加热元件部分搭接地设置和/或第三加热元件的与第二转子叶片半壳连接的部分和第二加热元件部分搭接地设置。各搭接区域可以沿转子叶片的纵向方向和沿相应的加热元件的纵向方向延伸。它们可以在相应加热元件的整个长度上或在其一部分上延伸。各搭接区域可以具有例如1cm至20cm的均匀的宽度或最高为第三加热元件的宽度的50%。在各搭接区域内加热作用得到加强。因此可以特别有目的地使用加热功率。
在一个实施形式中,第一加热元件和/或第二加热元件和/或第三加热元件的叶片尖端侧的端部直接相互接触。通过这种接触建立直接的电接触。为此,将由碳纤维材料构成的各加热元件直接重叠地层压在相应的转子叶片半壳上就足够了。
在一个实施形式中,第一、第二和第三加热元件的叶片尖端侧的部经由不同于各加热元件的连接件导电地相互连接。连接件和各加热元件可以直接相互接触,从而存在电接触。通过连接件也可以将各彼此间隔开的加热元件简单地导电相互连接。连接件同样可以层压。
在一个实施形式中,第三加热元件的叶片尖端侧的端部与第一和/或第二加热元件的叶片尖端侧的端部之间,和/或在一个加热元件的叶片尖端侧的端部与连接件之间设置用于改善电接触的装置。所述装置可以由金属或由其他导电的材料构成。所述材料可以例如是金属屑、金属丝或由金属构成的织物(Gewebe)或非织造织物(Gelege)。
在一个实施形式中,连接件在风能装置转子叶片的横截面中观察设置在第一加热元件之外、第二加热元件之外和第三加热元件之内。例如可以在第一加热元件与第一转子叶片半壳连接以及第二加热元件与第二转子叶片半壳连接之后和在两个转子叶片半壳组装之后例如通过层压设置连接件。接着特别是通过层压将第三加热元件设置到连接件上。以这种方式在各加热元件的叶片尖端侧的三个端部之间简单而可靠地建立电连接。
在一个实施形式中,连接件具有碳纤维材料。连接件的碳纤维材料可以埋进塑料基体中。碳纤维材料可以是由碳纤维构成的非织造织物或织物,如也用作为风能装置转子叶片的纤维增强材料的碳纤维。
在一个实施形式中,在第一和/或第二加热元件与第三加热元件之间设置电绝缘层。该绝缘层可以例如是纤维增强的塑料材料层、特别是具有玻璃纤维作为增强纤维。绝缘层保护第一和第二加热元件免受损坏和外部的影响。此外防止在这两个加热元件与第三加热元件之间不希望的电接触。这是重要的,因为各加热元件从其叶片根部侧的端部直到其叶片尖端侧的端部由电流流过。电绝缘层防止特别是在两个加热元件搭接或相互邻接的区域内出现短路。
在一个实施形式中,电绝缘层在第一加热元件和/或第二加热元件和/或第三加热元件的叶片尖端的端部上具有凹槽。该凹槽用于在各加热元件的叶片尖端侧的端部之间建立电连接,必要时经由单独的连接件实现。
上述目的还通过具有权利要求10的特征的方法来实现。后面的各从属权利要求中给出该方法的有利的实施形式。
该方法用于制造风能装置转子叶片,所述转子叶片具有纤维增强的塑料材料和电加热装置,所述电加热装置具有在叶片根部侧的端部上的各电接头。该方法具有下列步骤:
由纤维增强的塑料材料制造第一转子叶片半壳,它具有包括叶片根部侧的端部和叶片尖端侧的端部的第一加热元件,将第一加热元件和纤维增强的塑料材料的增强纤维同时通过液态的塑料材料的硬化埋进塑料基体中,
由纤维增强的塑料材料制造第二转子叶片半壳,它具有包括叶片根部侧的端部和叶片尖端侧的端部的第二加热元件,将第二加热元件和纤维增强的塑料材料的增强纤维同时通过液态的塑料材料的硬化埋进塑料基体中,
组装第一转子叶片半壳和第二转子叶片半壳,
在组装第一转子叶片半壳和第二转子叶片半壳之后,将具有叶片根部侧的端部和叶片尖端侧的端部的第三加热元件与第一转子叶片半壳和第二转子叶片半壳连接,
在第一、第二和第三加热元件的叶片尖端侧的端部之间建立电连接,
将第一、第二和第三加热元件的叶片根部侧的端部与各电连接线连接。
当然,这些步骤的顺序可以部分不同地实施。为了说明该方法的特征可参考上面对风能装置转子叶片的特征的说明,这些说明相应地适用。这也适用于在说明风能装置转子叶片时提及的其他特征和实施形式,它们也可以与按本发明的方法相结合使用,所列举的各优点也是这样。所述方法特别是可以用于制造根据本发明的风能装置转子叶片。
例如可以用真空注射法实现两个转子叶片半壳的制造。这里将纤维材料置入半壳模具中。例如利用真空薄膜空气密封地封闭模具。接着对模具抽真空并通过抽吸通道将液态的塑料材料导入模具中,直到用液态的塑料材料填满模具内的所有空腔。在塑料材料硬化之后,将各纤维埋入塑料基体。在本发明中,第一加热元件和第二加热元件与第一或第二转子叶片半壳的连接集成到在该制造步骤中,从而可以省去专门的制造步骤。这样来实现进一步的简化,即各加热元件在置入相关模具时已可以简单地以希望的方式设置。此外这也意味着节省时间,因为不同于事后的粘结不需要用于粘接剂硬化的附加的时间。其他优点是按这种方式得到的特别牢固的和持久的连接和光滑的表面。
在下一个方法步骤中组装两个转子叶片半壳,如已结合转子叶片说明的那样。
将三个加热元件与两个半壳连接,如已结合转子叶片详细说明的那样。
如上所述,可以同样实现在第一、第二和第三加热元件的叶片尖端侧的端部之间建立电连接,即例如通过直接接触或通过使用专门的连接件。
在另一个方法步骤中将第一、第二和第三加热元件的叶片根部侧的端部与各电连接线连接。通过这些电连接线可以供给电能。
特别可靠地实施所述方法,因为各个步骤,特别是各个加热元件的安装是简单的。不会出现特别的在由现有技术中已知的方法中由于加热垫的圈环形的分布可能出现的困难。
在一个实施形式中,在制造第一转子叶片半壳和第二转子叶片半壳之后安装不同于各加热元件的连接件,该连接件使第一、第二和第三加热元件的叶片尖端侧的端部导电地相互连接。参阅风能装置转子叶片的连接件的以上说明。连接件可以在组装两个转子叶片半壳之后安装。在第三加热元件与两个半壳连接之前,可以安装连接件。在安装第三加热元件之后,各加热元件的叶片尖端侧的所有三个端部导电地相互连接。
在一个实施形式中,在第三加热元件与各转子叶片半壳连接之前施加电绝缘层,该绝缘层至少部分地覆盖第一加热元件和/或第二加热元件。第一和/或第二加热元件的叶片尖端侧的端部特别是可以开凹槽。
在一个实施形式中,在制造第一转子叶片半壳和第二转子叶片半壳时设置电绝缘层。因此也可以将绝缘层的施加集成到各个转子叶片半壳的制造过程中。
在一个实施形式中,电绝缘层具有增强纤维层,所述增强纤维与第一转子叶片半壳或第二转子叶片半壳的增强纤维同时埋进塑料基体中。增强纤维可以例如是玻璃纤维或其他电绝缘的纤维材料。因此将电绝缘层的制造集成到相应转子叶片半壳的制造步骤中,类似如以上针对第一和/或第二加热元件与相应的转子叶片半壳的连接说明的那样。
附图说明
以下借助在五个附图中所示的实施例详细说明本发明。其中:
图1用俯视图示出两个并排设置的分别具有一个加热元件的转子叶片半壳,
图2示出图1的布置结构,包括将两个加热元件的叶片尖端侧的端部相互连接的连接件,
图3示出图2的布置结构,包括电绝缘层,
图4示出图3的布置结构,包括第三加热元件和示意性示出的电源,
图5示出按照本发明的风能装置转子叶片的横剖面。
具体实施方式
所有附图都是示意性和简化的。在所有附图中采用相同的标记。
在图1中第一转子叶片半壳12和第二转子叶片半壳14并排设置。两个转子叶片半壳12、14分别具有前边缘16和后边缘18,以及叶片根部20和叶片尖端22。
在第一转子叶片半壳12中集成第一加热元件24,它具有叶片根部侧的端部26和叶片尖端侧的端部28。在第二转子叶片半壳14中集成第二加热元件30,它也具有叶片根部侧的端部32和叶片尖端侧的端部34。两个加热元件24、30沿相应的转子叶片半壳12、14的纵向方向延伸并且分别距转子叶片半壳的前边缘16具有一定间距。
第一加热元件24和第二加热元件30分别由碳纤维材料构成,所述碳纤维材料埋入一塑料基体中。它们与两个转子叶片半壳12、14一起按真空注射法制造。
图2中示出按和在图1所示的相同的布置形式的两个转子叶片半壳12、14,虽然它们在所示的方法步骤的时刻已可以组装。附加于结合图1已经说明的各构件,图2示出连接件36,它在第一加热元件24的叶片尖端侧的端部28与第二加热元件30的叶片尖端侧的端部34之间建立导电的连接。连接件36由层压到第一和第二转子叶片半壳12、14上的碳纤维材料构成。
附加于图2的各元件,图3示出电绝缘层38,它完全覆盖第一加热元件24和第二加热元件30。在连接件36的区域内,在第一加热元件24的叶片尖端侧的端部28与第二加热元件30的叶片尖端侧的端部34之间,导电层38具有凹槽40。
图4中附加地示出第三加热元件42,它沿风能装置转子叶片10的纵向方向设置在凸起边缘的区域内。第三加热元件覆盖在第一转子叶片半壳12和第二转子叶片半壳14的各前边缘16之间的粘接缝。第三加热元件42具有叶片根部侧的端部44和叶片尖端侧的端部46。第三加热元件42的叶片尖端侧的端部46设置在电绝缘层38的凹槽40的区域内,从而该端部在这里直接接触连接件36。由此在第三加热元件的叶片尖端侧的端部46与连接件36之间并因此与第一和第二加热元件24、30的叶片尖端侧的端部28、34建立电连接。
第一加热元件24的叶片根部侧的端部26与电连接线48连接,第二加热元件30的叶片根部侧的端部32与电连接线50连接,第三加热元件42的叶片根部侧的端部44与电连接线52连接。电连接线48、50与电源54的一极连接。电连接线52与电源54的另一极连接。图4作为电源54示出直流电压源。同样也可以采用交流电压源。
图5示出图1至4的风能装置转子叶片10在三个加热元件24、30、42的中心的纵向位置处的横剖面图。可以看到第一转子叶片半壳12和第二转子叶片半壳14,它们分别具有前边缘16和后边缘18。用粘接剂56在各前边缘16和各后边缘18的区域内组装第一转子叶片半壳12和第二转子叶片半壳14。
第一加热元件24位于第一转子叶片半壳12的外侧上。第二加热元件30位于第二转子叶片半壳14的外侧上。第一加热元件24和第二加热元件30分别具有与相应的转子叶片半壳12、14的前边缘16具有一定的间距。
在横剖面内由用玻璃纤维增强的塑料材料构成的电绝缘层48位于第一加热元件24和第二加热元件30之外。电绝缘层48用真空注射法与相应转子叶片半壳12、14的其余的增强纤维和相关加热元件24、30一起埋入塑料基体中。为此将各所述材料置入真空模具中。该制造过程表现为,对应于所使用的真空模具的表面,由电绝缘层48和转子叶片半壳12、14的各侧面邻接的部分形成的表面是光滑的。
在横剖面内第三加热元件42也设置在电绝缘层48之外,第三加热元件不仅与第一转子叶片半壳12而且与第二转子叶片半壳14相连接。第三加热元件层压到两相互连接的转子叶片半壳12、14上。
第三加热元件42的部分58搭接第一加热元件24,而第三加热元件42的部分60搭接第二加热元件30。
附图标记列表
10  风能装置转子叶片
12  第一转子叶片半壳
14  第二转子叶片半壳
16  前边缘
18  后边缘
20  各转子叶片半壳的叶片根部侧的端部
22  各转子叶片半壳的叶片尖端侧的端部
24  第一加热元件
26  第一加热元件的叶片根部侧的端部
28  第一加热元件的叶片尖端侧的端部
30  第二加热元件
32  第二加热元件的叶片根部侧的端部
34  第二加热元件的叶片尖端侧的端部
36  连接件
38  电绝缘层
40  凹槽
42  第三加热元件
44  第三加热元件的叶片根部侧的端部
46  第三加热元件的叶片尖端侧的端部
48  第一加热元件的叶片根部侧的端部的电连接线
50  第二加热元件的叶片根部侧的端部的电连接线
52  第三加热元件的叶片根部侧的端部的电连接线
54  电源
56  粘接剂
58  第三加热元件的搭接第一加热元件的部分
60  第三加热元件的搭接第二加热元件的部分

Claims (14)

1.一种风能装置转子叶片(10),它具有纤维增强的塑料材料和电加热装置,所述电加热装置具有在叶片根部侧的端部上的各电接头;其特征在于,风能装置转子叶片由第一转子叶片半壳(12)和第二转子叶片半壳(14)组装而成,所述第一转子叶片半壳和第二转子叶片半壳由纤维增强的塑料材料构成,并且电加热装置具有下列部分:
第一加热元件(24),所述第一加热元件具有叶片根部侧的端部(26)和叶片尖端侧的端部(28)并在制造第一转子叶片半壳(12)时与第一转子叶片半壳(12)的增强纤维同时通过液态的塑料材料的硬化而埋入塑料基体中,
第二加热元件(30),所述第二加热元件具有叶片根部侧的端部(32)和叶片尖端侧的端部(34)并在制造第二转子叶片半壳(14)时与第二转子叶片半壳(14)的增强纤维同时通过液态的塑料材料的硬化而埋入塑料基体中,
第三加热元件(42),所述第三加热元件与第一转子叶片半壳(12)和第二转子叶片半壳(14)连接并具有叶片根部侧的端部(44)和叶片尖端侧的端部(46),
其中,第一、第二和第三加热元件(24、30、42)的叶片尖端侧的端部(28、34、36)导电地相互连接,以及
第一、第二和第三加热元件(24、30、42)的叶片根部侧的端部(26、32、44)分别与一个电连接线(48、50、52)连接。
2.按照权利要求1所述的风能装置转子叶片(10),其特征在于,第三加热元件(42)的与第一转子叶片半壳(12)连接的部分(58)和第一加热元件(24)搭接地设置,和/或第三加热元件(42)的与第二转子叶片半壳(14)连接的部分(60)和第二加热元件(30)搭接地设置。
3.按照权利要求1或2所述的风能装置转子叶片(10),其特征在于,第一加热元件(24)和/或第二加热元件(30)和/或第三加热元件(42)的叶片尖端侧的端部(28、34、46)相互直接接触。
4.按照权利要求1或2所述的风能装置转子叶片(10),其特征在于,第一、第二和第三加热元件(24、30、42)的叶片尖端侧的端部(28、34、46)经由不同于各加热元件(24、30、42)的连接件(36)导电地相互连接。
5.按照权利要求3或4所述的风能装置转子叶片(10),其特征在于,在第三加热元件(42)的叶片尖端侧的端部(46)与第一和/或第二加热元件(24、30)的叶片尖端侧的端部(28、34)之间和/或在其中一个加热元件(24、30、42)的叶片尖端侧的端部(28、34、46)与连接件(36)之间设置用于改善电接触的装置。
6.按照权利要求4或5所述的风能装置转子叶片,其特征在于,连接件(36)在风能装置转子叶片(10)的横截面中观察设置在第一加热元件(24)之外、第二加热元件(30)之外和第三加热元件(42)之内。
7.按照权利要求4至6之一项所述的风能装置转子叶片(10),其特征在于,连接件(36)具有碳纤维材料。
8.按照权利要求1至7之一项所述的风能装置转子叶片(10),其特征在于,在第一和/或第二加热元件(24、30)与第三加热元件(42)之间设置电绝缘层(38)。
9.按照权利要求8所述的风能装置转子叶片,其特征在于,电绝缘层(38)在第一加热元件(24)和/或第二加热元件(30)和/或第三加热元件(42)的叶片尖端侧的端部(28、34、46)上具有凹槽(40)。
10.一种用于制造风能装置转子叶片(10)的方法,所述风能装置转子叶片具有纤维增强的塑料材料和电加热装置,所述电加热装置具有在叶片根部侧的端部上的各电接头,其特征在于下列步骤:
由纤维增强的塑料材料制造第一转子叶片半壳(12),所述第一转子叶片半壳具有第一加热元件(24),所述第一加热元件具有叶片根部侧的端部(26)和叶片尖端侧的端部(28),第一加热元件(24)和纤维增强的塑料材料的增强纤维同时通过液态的塑料材料的硬化而埋入塑料基体中,
由纤维增强的塑料材料制造第二转子叶片半壳(14),所述第二转子叶片半壳具有第二加热元件(30),所述第二加热元件具有叶片根部侧的端部(32)和叶片尖端侧的端部(34),第二加热元件(30)和纤维增强的塑料材料的增强纤维同时通过液态的塑料材料的硬化而埋入塑料基体中,
组装第一转子叶片半壳(12)和第二转子叶片半壳(14),
在组装第一转子叶片半壳(12)和第二转子叶片半壳(14)之后,将具有叶片根部侧的端部(44)和叶片尖端侧的端部(46)的第三加热元件(42)与第一转子叶片半壳(12)和第二转子叶片半壳(14)连接,
在第一、第二和第三加热元件(24、30、42)的叶片尖端侧的端部(28、34、46)之间建立电连接,
将第一、第二和第三加热元件(24、30、42)的叶片根部侧的端部(26、32、44)连接于各电连接线(48、50、52)。
11.按照权利要求10所述的方法,其特征在于,在制造第一转子叶片半壳(12)和第二转子叶片半壳(14)之后设置不同于各加热元件(24、30、42)的连接件(36),所述连接件将第一、第二和第三加热元件(24、30、42)的叶片尖端侧的端部(28、34、46)导电地相互连接。
12.按照权利要求10或11所述的方法,其特征在于,在第三加热元件(42)与各转子叶片半壳(12、14)连接之前设置电绝缘层(38),所述电绝缘层至少部分地覆盖第一加热元件(24)和/或第二加热元件(30)。
13.按照权利要求12所述的方法,其特征在于,在制造第一转子叶片半壳(12)和第二转子叶片半壳(14)时设置电绝缘层(38)。
14.按照权利要求13所述的方法,其特征在于,电绝缘层(38)具有增强纤维层,该增强纤维层与第一转子叶片半壳(12)或第二转子半壳(14)的增强纤维同时埋入塑料基体中。
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Families Citing this family (21)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7439712B2 (en) * 2006-02-21 2008-10-21 Mccowen Clint Energy collection
DE102013206493A1 (de) * 2013-04-11 2014-10-16 Wobben Properties Gmbh Rotorblatt einer Windenergieanlage
GB201309184D0 (en) * 2013-05-22 2013-07-03 4Navitas Green Energy Solutions Ltd Vertical axis wind turbine
DE202013007659U1 (de) 2013-08-29 2014-12-01 Nordex Energy Gmbh Windenergieanlagenrotorblatt mit einem elektrischen Heizelement
ES2742524T3 (es) * 2015-11-03 2020-02-14 Nordex Energy Gmbh Pala de rotor de instalación de energía eólica con un dispositivo calefactor eléctrico
WO2017190748A1 (en) * 2016-05-04 2017-11-09 Vestas Wind Systems A/S Improved electro-thermal heating
WO2018060065A1 (de) * 2016-09-28 2018-04-05 Muehlhan Ag Rotorblattbeschichtung
KR101954616B1 (ko) * 2017-02-06 2019-03-08 (주)티엔케이 자체 제빙 풍력블레이드
CA3056400A1 (en) * 2017-02-06 2018-08-09 Kjell Lindskog Method and arrangement related to heating of wings in wind power plants or other devices
EP3601784A1 (en) * 2017-05-30 2020-02-05 Siemens Gamesa Renewable Energy A/S Insulation of a heating mat of a wind turbine blade
EP3418562A1 (de) * 2017-06-23 2018-12-26 Nordex Energy GmbH Heizsystem für ein rotorblatt einer windenergieanlage und rotorblatt
WO2019129363A1 (de) * 2017-12-29 2019-07-04 I-OHM Entwicklungsgesellschaft für angewandte Widerstandssysteme e.U. Heizeinrichtung, rotorblatt mit solch einer heizeinrichtung und windenergieanlage mit solch einem rotorblatt sowie verfahren zur herstellung solch einer heizeinrichtung
CN110198576A (zh) * 2018-02-27 2019-09-03 吴金珠 电热芯片结构、安装方法、成型方法及风力发电机组
EP3708496B1 (en) * 2019-03-15 2023-11-29 Ratier-Figeac SAS Blade de-icing
EP3805551A1 (en) * 2019-10-07 2021-04-14 Siemens Gamesa Renewable Energy Innovation & Technology, S.L. Wt blade with multiple electrical resistors for blade heating purposes
FI3848572T3 (fi) * 2020-01-08 2023-12-11 Siemens Gamesa Renewable Energy As Tuuliturbiinin siipi
EP4136338A1 (en) * 2020-04-15 2023-02-22 LM Wind Power A/S Reinforcing structure for a wind turbine blade
JP2021183832A (ja) * 2020-05-22 2021-12-02 三菱重工業株式会社 風車翼、風車、及び、風車翼の製造方法
PT4027010T (pt) * 2021-01-12 2023-11-30 Siemens Gamesa Renewable Energy Innovation & Technology SL Pá para uma turbina eólica e método para fabrico de uma pá
US11519278B2 (en) 2021-03-05 2022-12-06 General Electric Company Rotor blade retention system for a gas turbine engine
WO2023059254A1 (en) * 2021-10-07 2023-04-13 Kjell Lindskog Method for preventing ice formation at a blade of a wind turbine

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2578377B1 (fr) * 1984-12-26 1988-07-01 Aerospatiale Element chauffant de dispositif de degivrage d'une structure alaire, dispositif et son procede d'obtention
FR2756254B1 (fr) * 1996-11-27 1999-01-29 Eurocopter France Dispositif de chauffage d'un profil aerodynamique
FR2756253B1 (fr) * 1996-11-27 1999-01-29 Eurocopter France Elements resistifs pour le chauffage d'un profil aerodynamique, et dispositif de chauffage d'un profil aerodynamique incorporant de tels elements
ATE252202T1 (de) * 1997-05-20 2003-11-15 Thermion Systems Int Einrichtung und verfahren zum heizen und enteisen von windturbinenblättern
DK173607B1 (da) * 1999-06-21 2001-04-30 Lm Glasfiber As Vindmøllevinge med system til afisning af lynbeskyttelse
DE10200799A1 (de) * 2002-01-11 2003-07-24 Christina Musekamp Rotorblattheizung für Windkraftanlagen
FR2866000B1 (fr) * 2004-02-11 2007-04-06 Eurocopter France Tapis chauffant compose de fibres electriquement conductrices.
US7157663B1 (en) * 2005-10-12 2007-01-02 The Boeing Company Conducting-fiber deicing systems and methods
AT503537A1 (de) * 2006-04-24 2007-11-15 Kummer Ursula Enteisungssystem für windkraftanlagen
EP2523856A4 (en) * 2010-01-14 2015-01-28 Saab Ab MULTI-FUNCTION DEFROSTING / ANTIFRUST SYSTEM FOR WIND TURBINES
CN102822515A (zh) 2010-04-12 2012-12-12 西门子公司 在叶片上呈环形布置的加热垫
US20130022466A1 (en) * 2010-04-12 2013-01-24 Hans Laurberg Controlling of a heating mat on a blade of a wind turbine
FI20105594L (fi) * 2010-05-26 2011-11-27 Meteco Oy Lapa ja menetelmä sen valmistamiseksi

Also Published As

Publication number Publication date
US9482208B2 (en) 2016-11-01
EP2602455A1 (de) 2013-06-12
US20130170992A1 (en) 2013-07-04
EP2602455B1 (de) 2015-02-11

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PB01 Publication
C02 Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001)
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

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