CN104254687B - 用于风力涡轮机叶片的腐蚀保护物 - Google Patents

Abstract

描述了一种用于风力涡轮机叶片的腐蚀保护物，该腐蚀保护物具有多个抗腐蚀材料层。抗腐蚀材料层具有比层的粘结抗拉强度更小的邻近层之间的粘附结合强度，使得抗腐蚀材料的外层排列成一旦特定层破裂或腐蚀则在风的作用下从腐蚀保护物剥落或剥离。此腐蚀保护物外层的动态除去提供了增大的保护物寿命，以及在具有此类腐蚀保护物的风力涡轮机叶片所需的维护操作上的减少。

Description

用于风力涡轮机叶片的腐蚀保护物

技术领域

本发明涉及一种用于风力涡轮机叶片的腐蚀保护物(shield)，以及具有此类腐蚀保护物的风力涡轮机叶片。

背景技术

在风力涡轮机的寿命期间，相当大的资源消耗在持续的维护操作上，以确保最佳涡轮机性能。关于风力涡轮机的叶片，在叶片的前缘处的腐蚀是关注的领域之一。

已知的是在风力涡轮机叶片的前缘处提供腐蚀保护物。腐蚀保护物包含弹性抗腐蚀材料层或涂层，其沿着覆盖了前缘的叶片的长度来施加。腐蚀保护物提供了改善的腐蚀抗性，常由弹性材料形成，这与用于生产风力涡轮机叶片的本体的相对易碎(brittle)的纤维复合材料相反，并且因此起作用来改善风力涡轮机叶片的总耐久性。包含聚合物膜的腐蚀保护物的示例可在EP2153065中见到。

现场经验已显示此类腐蚀保护物或腐蚀带将持续大约5到8年之间，这取决于风力涡轮机的位置的环境条件，以及涡轮机操作状态，尤其地，叶片末梢速度。然而，当抗腐蚀层由于严重腐蚀而破裂时，一般地将存在留在涡轮机叶片上在风中自由地飘动的层的多部分。该飘动将导致叶片的空气动力性能的损失，以及额外的空气动力噪音的产生。

在此类腐蚀保护物破裂的情况下，此类降低的涡轮机性能将持续，直到执行维护操作来除去破裂的保护物。这涉及繁重且复杂的操作，以使涡轮机的操作停止、沿着涡轮机叶片的前缘除去破裂的保护物并且沿着前缘施加新的腐蚀保护物。

本发明的一个目的在于提供一种用于风力涡轮机叶片的腐蚀保护物，其减少了与保护物破裂相关联的问题并且需要减少的维护。

发明内容

因此，提供了一种用于风力涡轮机叶片的腐蚀保护物，该腐蚀保护物具有在风力涡轮机叶片的前缘处露出的外部表面，并且包含：

多个抗腐蚀材料层，所述多个层在叠层(stack)中排列成从大致形成了所述外部表面的最外层到排列成附接到风力涡轮机叶片的前缘上的最内层，所述多个层在叠层中结合到邻近的层上，

其中，所述多个抗腐蚀材料层具有比在邻近或随后的层之间的粘附强度或结合强度更大的粘结强度或抗拉强度，使得在所述最外露出层的所述区段的至少一部分已腐蚀或破裂时，最外露出层的至少一个区段将在风的作用下从所述腐蚀保护物剥离(delaminate)或剥落(peel)，以呈现所述腐蚀保护物的相对光滑的外部表面。

当抗腐蚀材料的最外层在叶片使用期间逐渐地磨损掉或腐蚀时，层的多部分可从腐蚀保护物的表面脱离并且在风中飘动或拍打。由于抗腐蚀材料的邻近层之间的结合的相对虚弱，故一旦此类断裂或破裂在最外层中发生，则风的力胜过了连续层之间的相对弱的结合，并且起作用来使层的剩余区段剥离或剥落，以从腐蚀保护物除去抗腐蚀材料的任何自由飘动部分。

一旦此层失效，则腐蚀保护物的外层的该动态除去降低了由此类失效产生的空气动力噪音，以及消除了由于腐蚀保护物的飘动或拍打的区段引起的任何负面空气动力性能。还提供了运行中的风力涡轮机叶片的减少的维护，因为替换或清洁风力涡轮机叶片的腐蚀保护物的运行操作之间的时间增加。

将理解的是，腐蚀保护物可排列成使抗腐蚀材料的整个层立刻分离或剥离，或使含有发生了腐蚀保护物的破裂或失效的位置的露出的一层或多层的独立区段剥离。

优选地，所述多个层在叠层中粘附地结合到邻近层上，并且其中，所述多个抗腐蚀材料层具有比邻近层之间的粘附结合强度更大的粘结强度。

尽管在根据关于粘结失效模式的ISO 4624的拉开中，对于良好粘附的正常要求为高于5MPa，优选地，关于邻近层之间的粘附失效模式，在邻近层之间的粘附结合强度(特别地，拉开粘附强度)为低于5MPa，优选地低于2MPa。此类相对低的粘附结合强度确保了邻近层将在外层已腐蚀或破裂时容易地剥离，以确保腐蚀保护物的层的动态除去。

优选地，所述抗腐蚀材料层包含：内表面，其面向为远离腐蚀保护物的外部表面；以及外表面，其面向为朝向腐蚀保护物的外部表面，

其中，所述腐蚀保护物还包含位于抗腐蚀材料的邻近层之间的至少一个桥接材料层，以使抗腐蚀材料的邻近层的邻近的内表面和外表面在所述叠层中结合。

腐蚀保护物形成为抗腐蚀材料和桥接材料的交错(interleaved)结构。

在一个实施例中，所述至少一个桥接层包含粘附剂层。

粘附剂层提供为在抗腐蚀材料层之间的一次性粘附剂层，其将在抗腐蚀材料的外层从腐蚀保护物剥离或剥落时被弃置。桥接层可包含热塑性材料和/或涂层材料，由于涂层材料在施加之后固化，故该涂层材料将用作半抗腐蚀层，以及起到抗腐蚀材料的邻近层之间的粘附剂的作用。

优选地，所述至少一个桥接层具有比所述抗腐蚀材料层的抗拉粘结强度更小的抗拉粘结强度。

优选地，桥接层的断裂伸长率(elongation-to-break)低于抗腐蚀材料的断裂伸长率。

腐蚀保护物可形成为具有不同物质的交错层的单个部件，不同物质具有不同的材料性质，例如，抗腐蚀材料可包含塑性的、可锻造的材料，该塑性的、可锻造的材料将随着时间的过去而大致吸收腐蚀力，而桥接层可包含柔性材料，该柔性材料可操作来在风的作用下容易地从保护物的表面剥落。

另外地或备选地，桥接层可包含易碎或脆弱(frangible)的材料，易碎或脆弱的材料可容易地从保护物脱离，以除去抗腐蚀材料的破裂部分。在此情况下，结合层的抗拉强度选择为可容易地断裂的或为脆弱的，使得桥接层可从腐蚀涂层容易地脱离。

此类腐蚀保护物的制造可通过具有不同材料性质的两种热塑性塑料的共挤来完成。

优选地，所述至少一个桥接材料层到邻近的抗腐蚀材料层的内表面比到邻近的抗腐蚀材料层的外表面的结合相对地更强。

桥接材料更好地结合到腐蚀保护物的外层上，使得桥接材料与腐蚀的外层一起弃置或剥落。为了此类构造，桥接层可与外邻近的抗腐蚀材料层整体地形成，并且粘附地结合到内邻近腐蚀材料层的外面上。

在一个实施例中，桥接层可由施加到各层腐蚀材料的下侧或内表面上的粘附带形成，以结合到接连(succeeding)的腐蚀材料层上。在此情况下，可使用强粘附剂来将带施加到抗腐蚀材料的之前的层的内表面上，而到抗腐蚀材料的接连层的外表面上的结合使用低表面张力粘附剂来制成。

例如，与压力敏感的硅树脂基粘附剂相比，压力敏感的丙烯酸粘附剂提供了相对更高的结合强度。在此方面，桥接层可使用压力敏感的丙烯酸粘附剂来结合到抗腐蚀材料的之前的层的内表面上，并且到抗腐蚀材料的接连层的外表面上的结合使用压力敏感的硅树脂基粘附剂来制成。

优选地，所述腐蚀保护物排列成在纵长(lengthwise)方向上沿着风力涡轮机叶片的前缘的一部分延伸，并且其中，所述抗腐蚀材料层沿着腐蚀保护物的长度分成多个区段，其中，所述抗腐蚀层的所述区段排列成当在特定区段之内的抗腐蚀层的至少一部分已腐蚀或破裂时独立地剥离。

腐蚀保护物可沿着前缘的长度分成不同的区段，使得独立区段可单独地或独个地剥落。因此，如果腐蚀保护物仅在腐蚀保护物的一个部分中破裂，随后层将仅在该特定破裂点的附近剥落。这防止了在仅已存在层的单个微小破裂的情况下除掉整层的腐蚀保护物，从而延长了整个腐蚀保护物的寿命。

优选地，所述多个区段设为朝向风力涡轮机叶片的末梢端。

由于在叶片的末梢端处的更高的速度，腐蚀一般地在叶片末梢端处更多见。因此，排列在叶片的末梢端处的腐蚀保护物的区段大体上将比朝向叶片的根部端的区段经历更多的腐蚀。

优选地，腐蚀保护物具有：末梢端，其用于朝向风力涡轮机叶片的末梢端的位置；以及根部端，其用于朝向风力涡轮机叶片的根部端的位置，所述多个区段具有在所述腐蚀保护物的根部端与末梢端之间在纵向方向上测得的区段宽度，其中，所述多个区段排列成使得独立区段的区段宽度随着从腐蚀保护物的根部端到末梢端的移动而减小。

在一个实施例中，腐蚀保护物具有：末梢端，其用于朝向风力涡轮机叶片的末梢端的位置；以及根部端，其用于朝向风力涡轮机叶片的根部端的位置，其中，设在腐蚀保护物的末梢端处的抗腐蚀材料层的数目大于设在腐蚀保护物的根部端处的抗腐蚀材料层的数目。

由于腐蚀保护物的末梢端将经历比根部端更大的腐蚀，因此，在末梢端处提供更大数目的抗腐蚀材料层将导致腐蚀保护物的更有效率的操作，以及替换操作之间的更长的寿命。

优选地，所述抗腐蚀材料层的邻近区段之间的边界由在所述抗腐蚀材料层或所述桥接材料层中的至少一个中的弱化或穿孔的线或条来限定，优选地，在所述桥接材料层中。

穿孔线提供了所述层的邻近区段之间相对简单且明确限定的撕开点。另外地或备选地，所述抗腐蚀材料层的邻近区段之间的边界可由邻近区段之间的脆弱的或可断裂的部分来限定。另外地或备选地，所述层的邻近区段之间的边界可由所述层的划痕(scored)区段或弱化区段来限定。

在另一个实施例中，腐蚀保护物可包含在平行于腐蚀保护物的前缘的纵长方向上排列的穿孔的、弱化的、划痕的或脆弱的区段，以允许腐蚀保护物层更容易地从所述前缘剥离或剥落。在此情况下，优选地，此类可断裂区段限定在抗腐蚀材料的邻近层之间的桥接层中。此类腐蚀保护物的纵长可断裂区段可位于在风力涡轮机的压力侧与吸力侧之间的边界点处的腐蚀保护物上，以接纳腐蚀保护物，或可定位在备选位置处，例如，在与在风力涡轮机叶片处到来(oncoming)的风的优选攻角相对应的腐蚀保护物上的位置处。

在一个实施例中，所述抗腐蚀材料层由第一弹性材料和第二柔性材料形成，所述第一弹性材料设在所述腐蚀保护物上，以覆盖风力涡轮机叶片的前缘，所述第二柔性材料排列成在所述前缘的任一侧处从所述第一弹性材料延伸。

由于弹性材料，将抗腐蚀层提供为在前缘处的弹性材料和从前缘下垂(depending)的柔性材料的复合物导致了高程度的抗腐蚀性，但一旦所述弹性材料已腐蚀或破裂，则其可相对容易地从腐蚀保护物剥落。

在附加或备选实施例中，所述多个抗腐蚀材料层使用至少一个结合区域来在叠层中结合到邻近层上，其中，在抗腐蚀材料的邻近层之间的所述至少一个结合区域排列在腐蚀保护物的前缘附近。

在该实施例中，优选地，抗腐蚀材料层并未在前缘处结合到彼此上。这允许层更容易地从腐蚀保护物剥落，因为一旦层破裂，则其将从破裂点向后剥落至结合区域。因此，层的未结合区段将向到来的风呈现更大的表面区域，并且运用在层上的剥离力将为更大的。

优选地，腔或通道限定在所述桥接材料层中，所述通道或腔排列成邻近于外邻近的抗腐蚀材料层的内表面的下侧，优选地，在腐蚀保护物的前缘处。

在抗腐蚀材料层的下表面附近使用腔意味着抗腐蚀层并未在前缘处结合到下置的层上。因此，一旦在前缘处发生外层的破裂或腐蚀，则抗腐蚀材料层将更容易地从腐蚀保护物剥离，改善了保护物的性能。

优选地，所述通道为延伸穿过所述桥接材料层的贯穿孔。

优选地，所述抗腐蚀材料层为大约0.1mm到0.5mm深，优选地，0.3mm深。

优选地，所述至少一个桥接材料层为大约0.05mm到0.25mm深，优选地，0.1mm深。

在一个实施例中，多个抗腐蚀材料层可由不同类型的抗腐蚀材料形成，所述材料具有各种不同的性质。

优选地，所述抗腐蚀材料可选自以下可获得的材料：来自3M的W8607，或来自tesaSE的54994 PV3。

优选地，所述桥接材料可选自以下可获得的材料：来自Bergolin的STEODUR-PUR-Kantenschutz；来自Mankiewicz的ALEXIT Leading Edge Protection 442-52；来自Hempel的XA258；或来自Relius的Oldodur Blade Finish。

还提供了一种风力涡轮机叶片，其具有如以上所描述的腐蚀保护物。

具体而言，风力涡轮机叶片在平行于纵向轴线的纵向方向上延伸，并且包含末梢端和根部端，风力涡轮机叶片包含成轮廓的外形，轮廓的外形包括压力侧和吸力侧以及带有翼弦的前缘和后缘，翼弦具有在前缘和后缘之间延伸的翼弦长度，当由入射空气流冲击时，成轮廓的外形生成升力，其中，腐蚀保护物沿着所述前缘的至少一个区段提供。

在一个实施例中，风力涡轮机叶片包含在叶片的前缘处形成的通道，所述通道用于接纳所述腐蚀保护物，使得腐蚀保护物提供成与在通道和腐蚀保护物附近的叶片的表面齐平。

还提供了一种风力涡轮机，其具有至少一个包含了如以上所描述的腐蚀保护物的风力涡轮机叶片。

具体而言，风力涡轮机包含风力涡轮机叶片，该风力涡轮机叶片用于具有大致水平的转子轴的风力涡轮机的转子，转子包含轮毂，风力涡轮机叶片在安装到轮毂上时大致在径向方向上从轮毂延伸。

附图说明

现在将仅通过示例的方式参考附图来描述本发明的实施例，在其中：

图1示出了风力涡轮机；

图2示出了根据本发明的风力涡轮机叶片的示意性视图；

图3示出了图2的叶片的翼型轮廓的示意性视图；

图4示出了用于根据本发明的风力涡轮机叶片的腐蚀保护物的横截面视图；

图5(a)至图5(c)以部分横截面图示了在图2的叶片上使用中的图4的腐蚀保护物的操作；

图6示出了根据本发明的腐蚀保护物的实施例的一部分的透视图；

图7示出了根据本发明的腐蚀保护物的另一个实施例的横截面视图；以及

图8示出了根据本发明的腐蚀保护物的另一个实施例的横截面视图。

具体实施方式

不同实施例之间将使用相同的参考标号来表示的共同的元件。

图1图示了根据所谓“丹麦概念”的常规现代逆风风力涡轮机，其带有塔架4、机舱6和带有大致水平的转子轴的转子。转子包括轮毂8和从轮毂8径向地延伸的三个叶片10，各个均具有最接近轮毂的叶片根部16和最远离轮毂8的叶片末梢14。转子具有表示为R的半径。

图2示出了根据本发明的实施例的风力涡轮机叶片10的第一实施例的示意性视图。风力涡轮机叶片10具有常规风力涡轮机叶片的形状，并且包含最接近轮毂的根部区域30、最远离轮毂的成轮廓区域或翼型区域34以及在根部区域30与翼型区域34之间的过渡区域32。当叶片安装在轮毂上时，叶片10包含面对叶片10的旋转方向的前缘18，以及面对前缘18的相对方向的后缘20。

翼型区域34(也称为成轮廓区域)具有关于产生升力的理想或几乎理想的叶片形状，而根部区域30由于结构考虑具有大致圆形或椭圆形的横截面，这例如使得叶片10更容易且更安全地安装到轮毂上。根部区域30的直径(或翼弦)典型地沿着整个根部区域30为恒定的。过渡区域32具有过渡轮廓42，过渡轮廓42从根部区域30的圆形或椭圆形形状40逐渐地变化至翼型区域34的翼型轮廓50。过渡区域32的翼弦长度典型地随离轮毂的距离r增大而大致线性地增大。

翼型区域34具有翼型轮廓50，该翼型轮廓50带有在叶片10的前缘18与后缘20之间延伸的翼弦。翼弦的宽度随离轮毂的距离r增大而减小。

应当注意的是，叶片的不同区段的翼弦一般地并非位于共同的平面上，因为叶片可扭曲和/或弯曲(即，预弯曲)，从而向翼弦平面提供了对应地扭曲和/或弯曲的路线，这常为补偿取决于离轮毂的半径的叶片的局部速度的情况。

图3示出了以各种参数绘出的风力涡轮机的典型叶片的翼型轮廓50的示意性视图，这些参数典型地使用来限定翼型的几何形状。翼型轮廓50具有压力侧52和吸力侧54，它们在使用期间(即，在转子的旋转期间)一般分别面朝上风(或逆风)侧和下风(或顺风)侧。翼型50具有翼弦60，翼弦60带有在叶片的前缘56与后缘58之间延伸的翼弦长度c。翼型50具有厚度t，厚度t限定为在压力侧52与吸力侧54之间的距离。翼型的厚度t沿着翼弦60变化。从对称轮廓的偏离由弧线(camber line)62给出，弧线62为穿过翼型轮廓50的中线(medianline)。中线可通过绘出从前缘56到后缘58的内切圆来找到。中线跟随这些内切圆的中心，并且距翼弦60的偏离或距离称为弧高(camber)f。非对称还可通过使用称为上弧高和下弧高的参数来限定，它们分别限定为离翼弦60和吸力侧54和压力侧52的距离。

翼型轮廓通常具有以下参数的特征：翼弦长度c、最大弧高f、最大弧高f的位置df、最大翼型厚度t(其为沿着中间弧高线62的内切圆的最大直径)、最大厚度t的位置dt以及鼻部半径(未示出)。这些参数典型地限定为与翼弦长度c的比。

参考图5，根据本发明的腐蚀保护物大体上在70处指出。腐蚀保护物70包含外前缘表面70a和内叶片表面70b，内叶片表面70b排列成施加到风力涡轮机叶片10的前缘56上。

腐蚀保护物70包含与多个桥接材料层74交错的多个抗腐蚀材料层72，以产生叠层的结构。外前缘表面70a大致由抗腐蚀材料72的最外层形成。优选地，腐蚀保护物70还包含设在所述内叶片表面70b处的粘附层76，所述粘附层76排列成将腐蚀保护物70附接到叶片前缘56上。

抗腐蚀材料72优选地为由弹性材料形成，相对于形成了风力涡轮机叶片10的本体的相对地脆性(fragile)材料，该弹性材料具有改善的抗腐蚀性质。

桥接材料74由大致一次性或弱化的材料形成，使得在抗腐蚀材料72的随后的层之间存在相对低的粘附结合强度。这在层破裂的情况下允许抗腐蚀材料72相对容易地从腐蚀保护物70剥落。

尽管图4的实施例中仅示出了三层抗腐蚀材料72和桥接材料74，但将理解的是，腐蚀保护物70可包含任何数目的合适的层。这可取决于腐蚀保护物70的期望寿命来选择，因为抗腐蚀材料72的更大数目的层将导致腐蚀保护物70在需要更换之前的更长的寿命。

参考图5(a)、图5(b)和图5(c)，图示了在根据本发明的风力涡轮机叶片上的腐蚀保护物70的操作。仅示出了抗腐蚀材料72和桥接材料74的外层。

图5(a)图示了在风力涡轮机叶片(未示出)上的正常操作下的腐蚀保护物70。抗腐蚀材料72的最外露出层设在叶片的前缘处，并且由箭头A标识的到来的风作用于该最外露出层上。抗腐蚀材料72比形成了风力涡轮机叶片的本体的相对易碎的纤维复合材料更抗腐蚀，能够更好地抵抗风的磨蚀作用和由风A携带的任何外来物体、沙、盐等。

然而，如图5(b)中所示，在一段时间之后，抗腐蚀材料72的外层将由于风A的持续的腐蚀和磨蚀作用而破裂。在抗腐蚀层72破裂的位置处，抗腐蚀材料72的层将形成边缘或自由端72a、72b。风A通常将通过作用在最外层72的现在露出的下侧上来使所述自由端72a、72b飘动(flutter)。

将理解的是，图5(b)中所示的自由端72a、72b可出于清楚的目的而夸大，并且将理解的是，材料的外层的初始破裂可并不导致材料的自由地飘动的自由端，相反，限定在外层中的孔在持续的腐蚀作用下可导致如图5(b)中所示的自由端。

参考图5(c)，风A在抗腐蚀材料72的最外层的自由端72a、72b上的作用将起作用来迫使抗腐蚀层72从在腐蚀保护物70的前缘处的破裂点向后。由于存在下置的弱化的或一次性的层74，最外抗腐蚀层72在没有显著量的力的情况下容易地从腐蚀保护物剥离，例如，最外层72可仅在风A的作用下从腐蚀保护物70动态地剥离。

当抗腐蚀材料72的最外层以及桥接材料74的下置层由风A从腐蚀保护物70剥落时，保护物72的抗腐蚀材料的下一层向风A露出。因此，腐蚀保护物70呈现了相对光滑的抗腐蚀表面，而不会由于在叶片的前缘处的腐蚀保护物的层的飘动端的持续存在而引起空气动力效率的任何损失或空气动力噪音上的增大。

破裂和动态剥离或剥落的以上循环对于设在腐蚀保护物70中的各层抗腐蚀材料72反复地重复。因此，一旦已使用此类层，则腐蚀保护物70排列成使抗腐蚀材料72的外层动态地掉落(shed)，而无需大范围的维护操作。

桥接层材料74选择成使得抗腐蚀材料72的邻近层之间的粘附结合强度小于抗腐蚀材料72的粘结抗拉强度。因此，一旦抗腐蚀材料的外层已腐蚀或破裂，则使破裂的层从保护物70剥离所需的剥落强度为相对低的，并且可仅在风的作用下实现。

良好的粘附结合强度的正常指标为在ISO 4624下的粘结失效模式中的拉开(pull-off)强度为高于5MPa。因此，根据本发明的腐蚀保护物70的抗腐蚀材料72的邻近层之间粘附结合强度低于5MPa，优选地在2MPa之下。

抗腐蚀材料72可为呈现出良好抗腐蚀性质的任何材料，例如，如从现有的抗腐蚀设备得知的任何材料，例如，直升机带和/或诸如来自3M的W8607材料或来自tesa SE的54994 PV3材料。优选地，所述抗腐蚀材料层为大约0.1mm至0.5mm深，优选地0.3mm深。

桥接材料层74可由在邻近的抗腐蚀层72之间的具有相对低的结合强度的粘附剂形成。在此情况下，腐蚀保护物70可通过将连续的抗腐蚀材料层72在叠层中粘附在一起来形成。优选地，所述至少一个桥接材料层为大约0.05mm到0.25mm深，优选地0.1mm深。

优选地，排列来将腐蚀保护物70附接到叶片前缘56上的粘附剂层76包含一个基于丙烯酸的压力敏感粘附剂层，但将理解的是，可使用任何合适的粘附剂层。粘附剂层的厚度可为大约0.05mm到0.25mm，优选地0.1mm。

在一个实施例中，桥接层74可提供为双侧粘附带，其中，桥接层74使用相对强的粘附剂来结合到外邻近的抗腐蚀材料层72上，并且使用相对弱的粘附剂来结合到抗腐蚀材料72的内邻近层上，使得在外邻近的抗腐蚀层的剥离或剥落的情况下，粘附带将与外层一起除去，从而露出了下置的内邻近抗腐蚀材料层的光滑表面。在此情况下，压力敏感的丙烯酸粘附剂可在结合到外邻近层上的粘附带的侧上使用，而压力敏感的硅树脂基粘附剂可在结合到内邻近层上的粘附带的侧上使用。

另外地或备选地，腐蚀保护物70可形成为单个成型的或模制的结构，其具有材料层的交错排列，这些材料具有不同的结构性质，例如，通过具有不同材料性质的两种热塑性塑料的共挤。桥接层74可由具有易碎或脆弱结构的材料形成，一旦上置的抗腐蚀层72已被腐蚀，则可相对容易地从腐蚀保护物70断裂。

桥接层74可包含热塑性材料和/或涂层材料，这些材料将用作半抗腐蚀层，以及起到抗腐蚀材料72的邻近层之间的粘附剂的作用。

优选地，桥接材料74为选自以下可获得的材料中的任一种：来自Bergolin的STEODUR-PUR-Kantenschutz；来自Mankiewicz的ALEXIT Leading Edge Protection 442-52；来自Hempel的XA258；或来自Relius的Oldodur Blade Finish。将理解的是，任何其它合适的桥接材料均可在腐蚀保护物中使用。

图6中图示了本发明的另一个可能的增强方案。腐蚀保护物70设在风力涡轮机叶片的前缘(未示出)处，保护物70沿着叶片的长度的一部分延伸。腐蚀保护物70沿着保护物70的长度划分成一系列区段78，邻近的区段78之间的边界由保护物70的可断裂的、脆弱的或弱化的区段(由虚线80指出)标记，区段在横穿腐蚀保护物70的纵长方向的方向上延伸。此类弱化区段80可包含保护物的区域，该保护物的区域有目的地包含层72、74或降低的厚度，和/或腐蚀保护物的层72、74中的至少一个的穿孔或划痕区段。

弱化区段80提供了用于腐蚀保护物70的层72、74中的至少一个的预限定的撕开线，使得腐蚀保护物层72、74的任何剥落可安排成仅在腐蚀保护物的区段78处发生，其中破裂或腐蚀发生在抗腐蚀材料72的最外层。这提供了腐蚀保护物70的改善的性能，因为可防止抗腐蚀材料72的整个外层仅由于单个破裂点而完全剥落。

因此，将理解的是，取决于在各个预限定的区段78中出现的腐蚀程度，腐蚀保护物的外前缘表面70a可由多个抗腐蚀材料层72的露出区段形成。

优选地，更大数目的区段朝向设在风力涡轮机叶片的末梢端处的腐蚀保护物的端来提供。由于在叶片的末梢端部处经历与叶片的根部端部相反的更大的腐蚀，因此，更加关注的是，在该区域中的腐蚀保护物的部分能够对腐蚀保护物的外层的任何破裂或腐蚀有效地反应。

将理解的是，在沿着腐蚀保护物的纵向方向测量时，腐蚀保护物的独立区段可随着从腐蚀保护物的根部端朝向腐蚀保护物的末梢端移动而在宽度上减小。

另外地或备选地，腐蚀保护物可构建为在腐蚀保护物70的末梢端处比在腐蚀保护物70的根部端处具有更大数目的抗腐蚀材料层72，以及可能地，更大数目的桥接材料层74。这确保了在最需要保护的叶片的末梢端处将成比例地存在更多的腐蚀保护。此构造提供了更有效的腐蚀保护物，并且使替换腐蚀保护物的维护操作之间的时间增大。

另外地或备选地，腐蚀保护物70可包含在平行于保护物70的纵长方向的方向上沿着腐蚀保护物70的前缘提供的另一弱化的撕开线(未示出)。此纵向的预限定撕开线可允许抗腐蚀材料72的最外层相对地容易的剥离或剥落，因为到来的风起作用来迫使破裂点附近的外层的自由端远离前缘。

将理解的是，此类弱化区段优选地设在桥接材料层74之内，使得抗腐蚀材料层72的抗腐蚀性质不受弱化区段的存在影响。弱化区段在制造过程期间形成为有意地弱化的区段，例如，厚度减小的区段，或弱化区段可通过生产后处理操作来形成，例如，在腐蚀保护物的一部分上的穿孔或划痕操作。

在图7中图示了根据本发明的腐蚀保护物的另一个备选实施例。类似于图4的实施例，图7的腐蚀保护物70包含排列成用于附接到风力涡轮机叶片的前缘上的抗腐蚀材料层72和桥接材料层74的交错结构。在图7的实施例中，腔或通道82限定在桥接材料层74中，所述腔或通道82位于沿着保护物70的前缘的桥接材料层74的中点处，并且在平行于保护物70的纵长方向的方向上延伸。

通道82优选地设为靠着邻近的外抗腐蚀材料层72的下侧，并且确保了外抗腐蚀材料层72并不沿着腐蚀保护物70的前缘结合到下置的桥接材料层74上。

结果，一旦外抗腐蚀材料层72在保护物70的前缘处破裂或腐蚀，则未结合到下置的桥接材料74上的层72的部分将立即从保护物70剥离或剥落，呈现出抗腐蚀材料72的飘动的自由端。这可导致外层72的更快剥离，因为到来的风能够作用在外层72的下侧的更大区域上，以剥开外层和下方的桥接层74。

腔或通道82可为延伸穿过各个整个桥接材料层74的贯穿孔，或可为在与邻近的外抗腐蚀材料层72邻接的桥接材料层74的表面中的浅缺口。

将理解的是，通道82的宽度可为任何合适的大小。尽管图7的实施例将腔82示为限定至前缘，但将理解的是，腔可延伸穿过桥接层74的更大的部分。

例如，参考图8，在根据本发明的腐蚀保护物70的一个可能的实施例中，抗腐蚀材料72的连续层可由设在腐蚀保护物70的相对侧处的粘附桥接层74来结合到彼此上。在此情况下，桥接材料层74可包含在74a、74b处指示的排列在连续的抗腐蚀材料层72之间的腐蚀保护物70的相应侧处(即，在腐蚀保护物70的上吸力侧84和下压力侧86处)的第一粘附带和第二粘附带。

将理解的是，在纵长方向上沿着腐蚀保护物70延伸的腔82和/或弱化区段可并不沿着腐蚀保护物70的前缘提供，例如，其可沿着与最外的抗腐蚀层72的初始破裂的预测区域相对应的线延伸。

还将理解的是，腐蚀保护物的层72、74可由具有不同机械性质的若干类型的复合材料形成。例如，抗腐蚀材料72可在腐蚀保护物70的前缘处包含弹性材料成分，但在前缘附近可逐渐地由具有柔性机械性质的成分形成，从而在一旦前缘处的层的部分已破裂的情况下为更柔性的并且更容易剥离。

还提供了风力涡轮机叶片10，其具有如以上实施例中的任一个中所描述的腐蚀保护物70，并且还提供了风力涡轮机，其具有至少一个所述风力涡轮机叶片10。在一个优选实施例中，风力涡轮机叶片10排列成使得通道(未示出)沿着叶片10的前缘56限定在叶片10的本体中，通道的深度构造成使得腐蚀保护物70的外露出表面70a与邻近的风力涡轮机叶片10的露出表面齐平。因此，叶片10的空气动力性质并未通过使用此类分层的腐蚀保护物70而受到显著地影响。

本文中描述的腐蚀保护物70呈现了优于现有技术的改善的抗腐蚀系统。连续的腐蚀保护物层在外层腐蚀或破裂的情况下在风的作用下的动态剥离提供了增大的腐蚀保护物寿命，以及增大的维护、修理和替换操作之间的时间，带有在由于保护物的局部腐蚀而带来的空气动力性能和噪音问题上的最小影响。

将理解的是，示出的图仅为图示性的，并且示出的特征(例如，层厚度、形状、风向等)并非为按比例的。

本发明不限于本文中描述的实施例，并且可在不脱离本发明的范围的情况下改变或修改。

Claims (18)

1.一种用于风力涡轮机叶片的腐蚀保护物，所述腐蚀保护物具有在所述风力涡轮机叶片的前缘处露出的外部表面，并且包含：

多个抗腐蚀材料层，所述多个层从大致形成了所述外部表面的最外露出层到排列成附接到风力涡轮机叶片的前缘上的最内层在叠层中排列，所述多个层在所述叠层中结合到邻近层上；

其中，所述多个抗腐蚀材料层具有比随后的层之间的粘附强度或结合强度更大的粘结强度或抗拉强度，使得当所述最外露出层的区段的至少一部分已腐蚀或破裂时，所述最外露出层的至少一个所述区段将在风的作用下在从所述腐蚀保护物剥离，以呈现所述腐蚀保护物的相对光滑的外部表面。

2.根据权利要求1所述的腐蚀保护物，其中，所述多个层在所述叠层中粘附地结合到邻近层上，并且其中，所述多个抗腐蚀材料层具有比邻近层之间的粘附结合强度更大的粘结强度。

3.根据权利要求1或权利要求2所述的腐蚀保护物，其中，所述抗腐蚀材料层包含：内表面，其面向为远离所述腐蚀保护物的所述外部表面；以及外表面，其面向为朝向所述腐蚀保护物的所述外部表面，

其中，所述腐蚀保护物还包含位于邻近的抗腐蚀材料层之间的至少一个桥接材料层，以结合在所述叠层中的邻近的抗腐蚀材料层的邻近的内表面和外表面。

4.根据权利要求3所述的腐蚀保护物，其中，所述至少一个桥接层包含粘附剂层。

5.根据权利要求3所述的腐蚀保护物，其中，所述至少一个桥接层具有比所述抗腐蚀材料层的抗拉粘结强度更小的抗拉粘结强度。

6.根据权利要求3所述的腐蚀保护物，其中，所述至少一个桥接材料层到邻近的抗腐蚀材料层的内表面上的结合比到邻近的抗腐蚀材料层的外表面上的结合相对地更强。

7.根据权利要求3所述的腐蚀保护物，其中，所述抗腐蚀材料层的邻近区段之间的边界由在所述抗腐蚀材料层中的至少一个中的或在所述桥接材料层中的至少一个中的穿孔线或条来限定。

8.根据权利要求3所述的腐蚀保护物，其中，所述腐蚀保护物可包含在平行于所述腐蚀保护物的所述前缘的纵长方向上排列的穿孔的、弱化的、划痕的或脆弱的区段。

9.根据权利要求3所述的腐蚀保护物，其中，腔或通道限定在所述桥接材料层中，所述通道或腔排列成邻近于抗腐蚀材料的外邻近层的内表面的下侧。

10.根据权利要求9所述的腐蚀保护物，其中所述通道或腔排列成在所述腐蚀保护物的所述前缘处。

11.根据权利要求3所述的腐蚀保护物，其中，所述至少一个桥接材料层为0.05mm到0.25mm深。

12.根据权利要求11所述的腐蚀保护物，其中，所述至少一个桥接材料层为0.1mm深。

13.根据权利要求3所述的腐蚀保护物，其中，所述抗腐蚀材料层为0.1mm到0.5mm深。

14.根据权利要求13所述的腐蚀保护物，其中，所述抗腐蚀材料层为0.3mm深。

15.根据权利要求3所述的腐蚀保护物，其中，所述腐蚀保护物排列成在纵长方向上沿着风力涡轮机叶片的前缘的一部分延伸，并且其中，所述抗腐蚀材料层沿着所述腐蚀保护物的长度分成多个区段，其中，所述抗腐蚀材料层的所述区段排列成当在特定区段之内的抗腐蚀层的至少一部分已腐蚀或破裂时独立地剥离。

16.一种风力涡轮机叶片，其具有根据权利要求1至权利要求15中的任一项所述的腐蚀保护物。

17.根据权利要求16所述的风力涡轮机叶片，其中，所述风力涡轮机叶片包含在所述叶片的前缘处形成的通道，所述通道用于接纳所述腐蚀保护物，使得所述腐蚀保护物提供成与在所述腐蚀保护物附近的所述叶片的表面齐平。

18.一种风力涡轮机，其具有至少一个根据权利要求16或权利要求17所述的风力涡轮机叶片。