TWI620869B - 轉子葉片尖端 - Google Patents

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丹尼斯 杜勒
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Abstract

本發明係關於一種風力發電設備(100)之轉子葉片(30)，該轉子葉片(30)具有該葉片之主組件及葉片尖端(260)，藉此該葉片尖端(260)憑藉連接器件(202)而可釋放地附接至該主組件，且該連接器件(202)具有附接至該葉片尖端(260)之一尖端區段(206)及附接至該葉片之該主組件以接收該尖端區段(206)的一基座區段(204)，藉此該尖端區段(206)具有至少一個扣件(242)，該至少一個扣件(242)延伸至該基座區段(204)以用於將該尖端區段(206)附接至該基座區段(204)，且可經由該葉片尖端(260)之表面(282)中的開口(286)來致動用於執行該附接之該扣件(242)。

Description

轉子葉片尖端
本發明係關於一種風力發電設備之轉子葉片，該轉子葉片具有主組件及葉片尖端。此外，本發明係關於一種用於將葉片之此主組件連接至轉子葉片尖端之連接器件，且本發明係關於一種轉子葉片尖端(其在下文中將簡單地稱作葉片尖端)，且本發明係關於一種用於將葉片尖端安裝於轉子葉片之主組件上的方法。
風力發電設備之轉子葉片的邊緣弧係自PCT/EP2003/014621已知。此轉子葉片具有所謂之轉子葉片尖端，該轉子葉片尖端安裝於轉子葉片的末端處使得該尖端被偏轉。
PCT/EP2003/014621中所揭示之邊緣弧的缺點係：如所提議，邊緣弧(其亦可稱作轉子葉片尖端)係用鋁製造的。因此，此邊緣弧可為沉重的且造價昂貴。
本申請案中同義地使用術語邊緣弧、轉子葉片尖端或簡單地葉片尖端。
風力發電設備(詳言之，具有習知三個轉子葉片之水平軸風力渦輪機型的彼等風力發電設備)係熟知的，且圖5中展示此種類之設備。為了改良空氣動力學，提議轉子葉片尖端，其在轉子葉片之外末端處彎曲而脫離轉子平面。
由於現今之現代風力發電設備使用極大轉子葉片，所以此等風 力發電設備可造成運輸問題。在此上下文中，可僅藉由現場安裝彎曲或偏轉之葉片尖端來促進運輸。另外，應注意，在雷擊之情況下，雷電將擊中轉子葉片之外末端，因此擊中葉片尖端。亦在此處，可替換之葉片尖端可為有用的，使得可在雷擊之後替換此等葉片尖端。
可移除式轉子葉片尖端係自國際專利申請案WO2012/031976已知。在該案中，提議將轉子葉片尖端用於轉子葉片之末端區域中，且另外，應使用預應力棒來製造確實的鎖定連接。另外，螺栓可充當保持元件。
此連接亦可為不利的，因為在任何情況下，有必要穿過轉子葉片之表面以便致動該保持螺栓。此藉此在轉子葉片中之彼位置處產生了缺陷。上油漆以覆蓋此將導致在變得有必要替換葉片尖端的情況下難以再次找到此螺栓。此外或在其他方面，此種類之缺陷可導致濕氣滲透至轉子葉片之材料中。轉子葉片與連接器件之受影響元件兩者皆可藉此受到永久性地損害。
因此，本發明之目標係解決上述問題中之至少一者。詳言之，將提議用於將轉子葉片尖端連接至轉子葉片之主組件的解決方案，其簡化了移除且儘可能地避免對轉子葉片之損害。詳言之，將提議具有低成本之尤為持久之解決方案。詳言之，將分別提議改良之邊緣弧或改良之轉子葉片尖端，詳言之，可更具成本有效性地來製造該改良之邊緣弧或該改良之轉子葉片尖端。將提議至少一個替代性解決方案。
根據本發明，提議依照實施例1之邊緣弧。子請求項及實施例2至14描述有利之實施例。
為了消除上述缺點，本發明之一實施例規定轉子葉片尖端之邊緣用與轉子葉片相同之材料製造，且僅尖端(即，第一部分)用導電材料製造。
本發明之基本洞見係基於以下事實： - 完全用鋁製造之邊緣弧比至少部分地用玻璃纖維複合材料製造之邊緣弧重。
至少根據一個實施例，本發明具有以下優點：至少在位於轉子葉片與邊緣弧之間的連接區域中，邊緣弧係用與轉子葉片相同之材料製造，且因此可憑藉黏接劑結合而直接連接至轉子葉片。
本發明之進一步細節及優點亦揭示於根據圖式之例示性實施例中。
根據本發明，提議依照請求項1之風力發電設備之轉子葉片。
因此，轉子葉片具有主組件及葉片尖端，藉此葉片尖端憑藉連接器件而可釋放地附接至主組件。該連接器件具有尖端區段及基座區段。尖端區段附接至葉片尖端，且基座區段附接至主組件且預備接收尖端區段，因此適應尖端區段。尖端區段具有至少一個扣件，該至少一個扣件延伸至基座區段以用於將尖端區段緊固至基座區段。經由葉片尖端之表面中的開口而致動扣件以便實施附接。此開口應較佳保持為儘可能地小，詳言之，足夠小使得扣件可被致動但未插入穿過開口。以此方式，可將向外定向之孔保持為儘可能地小。
可因此將轉子葉片尖端應用於主組件且經由葉片尖端之表面中的開口而將轉子葉片尖端鎖定至適當位置。
此允許避免轉子葉片之主組件中的開口。此具有相對容易地將轉子葉片尖端製造為小型之個別組件(與轉子葉片之主組件相比)的特定優點。可憑藉製造技術來精確地產生用於致動扣件之任何開口，藉此可避免對葉片尖端之任何損害。
此亦防止葉片尖端受到天氣條件的損害。不過，萬一葉片尖端在此區域中受損，那麼此僅表示小問題，此係因為可相對便宜地替換葉片尖端。
經由葉片尖端之表面中的開口進行之致動係以將適當之扳手或螺絲起子經由該開口插入至扣件的方式完成。
較佳地，葉片之主區段及(額外或替代地)葉片尖端主要由纖維增強塑膠(詳言之，玻璃纖維增強塑膠)構成。詳言之，轉子葉片之主組件具有諸多支撐結構，該等支撐結構可用不同材料製造。然而，詳言之，轉子葉片之外罩殼的主要部分較佳由纖維增強塑膠(諸如，玻璃纖維增強塑膠)構成。亦可包括其他材料(諸如，漆塗層或箔塗層)。亦可考慮使用碳纖維增強塑膠。
提議對於此纖維增強塑膠而言，基座區段或尖端區段分別經層壓。基座區段或尖端區段分別藉此具有對應區域，詳言之，預備為一型態之區域，其可在製造轉子葉片期間業已以適當形式提供。因此經由供應適當之多層編織物及接著引入對應之樹脂以便產生纖維增強塑膠，轉子葉片之主組件或葉片尖端分別可業已存在於適當位置，且因此可正好同時地加以製造。在這個意義上而言，應按以下方式理解層壓：用以分別併有基座區段或尖端區段之對應方法係立即將此應用於多層編織物，或將多層編織立即安置於此區上並用樹脂予以浸漬。
尖端區段及/或基座區段較佳分別具有用於抗傾斜插入至基座區段或尖端區段處之對應開口中的至少一個連接銷。因此，舉例而言，可將兩個平行銷設在尖端區段處，該等銷係出於緊固目的而被引入基座區段中之對應孔(且詳言之，被插入至基座區段中之對應孔中)。同樣地，可將此等銷設在基座區段中，使得葉片尖端之尖端區段被置放於此等銷上。然而，此等銷較佳被引入於尖端區段上，如上文所描述，以便避免運輸轉子葉片之主組件的任何難題。
一較佳之轉子葉片的特徵在於至少一個扣件： - 藉由第一端而嚙合於基座區段中之對應之固持夾具中，且 - 藉由背向第一端之第二端而安置於葉片尖端中，以便執行附接 及解開該附接，藉此第二端在葉片尖端之表面的開口下方被設定至葉片尖端中使得可經由此表面中之開口而致動該第二端，且使得保留第二端與表面之間的空間以便配置密封構件從而使得可使開口與表面齊平地閉合。
扣件因此自葉片尖端區段延伸至基座區段且因此自葉片尖端延伸至轉子葉片之主組件。因此，可將扣件之第一端(其亦可稱作第一區段)錨定於基座區段中。第二端(其亦可稱作第二區段)安置於尖端區段中且因此在葉片尖端之開口下方而安置於葉片尖端中。此處，在開口下方之配置指安置有開口之對應表面，且位於表面下方因此意謂位於葉片尖端內部。然而，此第二端藉此並未直接地位於表面下方，而是改為在葉片尖端內部足夠遠使得為位於開口中或開口下方之密封構件保留了足夠空間。此處，提供足夠空間使得可以以下方式將密封構件插入至開口中：此插入可產生齊平密封(即，與表面齊平之密封)。因此避免了已安裝之密封構件(諸如，已安裝之插塞)，從而使空氣動力學上有利之組態變成可能。應注意，最高相對空氣速度出現在轉子葉片尖端處。
扣件較佳經設計為螺栓且可藉由其螺栓頭(其因此形成扣件之第二端)穿過開口而被擰緊至基座區段中，其中該螺栓基座區段之螺紋(其形成此扣件之第一端)被擰緊至基座區段中。
一個實施例使用葉片尖端中之彎曲部且利用經對應地偏轉之區域來提供用於致動扣件之開口(即，分別為在外曲線意義上的彎曲部之凸區域或彎曲部之外區域)。當葉片尖端因此朝轉子葉片之壓力側偏轉時，向外偏轉係位於轉子葉片之吸力側處或被定向成朝轉子葉片之吸力側。提議應將開口正好設在此區域中。
根據一個實施例，提議使用密封構件，在將葉片尖端附接至轉子葉片之主組件之後，該密封構件形成因此所組裝之轉子葉片的元 件。提供該密封構件以可釋放地附接於開口中，且該密封構件具有一用於其之附接機構。就此而言，並非僅僅存在單片式彈性材料(諸如，插塞)而是存在一附接機構，詳言之，其被設計為僅在被致動時才在對應之開口中建立固定緊固之附接機構。
較佳預備密封構件使得可憑藉縱向上之壓縮來修改(且詳言之，放大)其形式、圓周及/或寬度以便被保持於開口中。較佳僅在密封構件之一區段中提供此壓縮及對形式、圓周或寬度的所得修改。詳言之，壓縮一彈性組件(詳言之，彈性元件)，且藉此增大圓周，從而使其穩固地緊固於開口中。
較佳藉由旋轉壓縮構件(詳言之，螺栓)來實施壓縮，藉此達成緊固於開口中。相反方向上之旋轉導致在縱向上之對應擴展及寬度之減小，且藉此釋放緊固。
為了避免在旋轉壓縮構件時整個密封構件旋轉，一實施例規定密封構件具有適應扣件之保持區段或反之亦然。此保持區段因此防止在相應地致動壓縮構件時整個密封構件旋轉，藉此壓縮構件及密封構件作為一個整體而未附接至扣件，然而而是改為扣件僅防止密封構件之上述旋轉。此既適用於密封構件之附接亦適用於密封構件之釋放。
進一步之實施例提議轉子葉片之特徵在於：連接器件連接至雷電傳導構件且預備將來自擊中葉片尖端之雷電的電流傳輸至葉片之主區段，且特徵在於較佳設計密封構件使得該等密封構件為電絕緣型或設計密封構件使得該等密封構件為導電型從而使得該等密封構件可將來自擊中密封構件之雷電的電流傳輸至連接器件。藉此提供雷電傳導構件，該等雷電傳導構件使得有可能憑藉連接構件來將擊中葉片尖端之雷電自葉片尖端傳導至轉子葉片之主組件。為此，尖端區段可(例如)連接至葉片尖端中之對應雷電導體使得可傳導電，且在嚙合狀態下或憑藉連接銷，可建立用以將電傳導至基座區段之能力，藉此基座 區段又連接至葉片之主組件中的雷電傳導構件。此等銷及對應之固持夾具藉此具有使得可至少臨時地傳導來自雷電之對應電流的尺寸。
為此，可設計密封構件使得其為絕緣型，從而使得可預期雷電將擊中另一部分(具體言之，設在葉片尖端中之雷電傳導構件)。或者，可具體地設計密封構件使得其為導電型且因此可延伸至葉片尖端之表面。因此，必須設計密封構件且將密封構件電連接至尖端區段，使得可經由密封構件、尖斷區及基座區段而使來自雷擊之電流放電。
另外，提議一種用於分別使葉片之主組件與轉子葉片之葉片尖端或轉子葉片之邊緣弧彼此連接的連接器件。此連接器件具有上文業已結合轉子葉片之所描述實施例中之至少一者所描述的元件、特徵及/或特性。同樣地，提議轉子葉片之葉片尖端，其具有上文業已結合轉子葉片之實施例中之至少一者所描述的元件、特徵及/或特性。
較佳地，分別提議邊緣弧或葉片尖端，其特徵在於第一區段分別被設計為邊緣弧之邊緣或葉片尖端之邊緣，且其完全或部分地涵蓋第二區段。導電材料因此封閉非導電材料。此處，在完全或部分環繞邊緣或框架之意義內實施封閉。詳言之，葉片尖端之尖端部分及葉片尖端之兩個邊緣或鑲邊或邊緣弧之兩個邊緣或鑲邊分別為導電型(詳言之，用金屬製造)。在分別的此等兩個邊緣或鑲邊中，一個邊緣或鑲邊習知地基本上指向轉子葉片之移動方向(當風力發電設備如預期地那樣操作時)，且另一邊緣或鑲邊分別基本上指向相反方向。
已認識到，雷電無需擊中葉片尖端之尖端，或無需僅擊中葉片尖端之尖端，而是亦可被預期擊中邊緣或鑲邊，或可存在並非受限於尖端之局部擴展。在葉片尖端之適當設計的情況下，可較佳使用協同效應，藉此在邊緣處供應導電材料(詳言之，金屬)亦達成將電流自尖端電傳導離開，至用於連接至轉子葉片之主組件的一連接器。此外，亦存在協同效應，藉此可利用金屬之機械抗性(除其之傳導雷電的能 力之外)(詳言之，藉由將金屬至少設在轉子之預期旋轉移動的前向上的邊緣或鑲邊處)。在現代風力發電設備(其具有高達126公尺之轉子直徑)中，轉子葉片尖端可以相當大的速度移動。在此等高速下，與污染物或昆蟲之任何接觸均可容易引起損害。
用導電材料(詳言之，金屬)製造之此邊緣的使用可因此提供免於此損害的保護，增加防雷特性且同時產生分別具有比較低之重量的轉子葉片尖端或邊緣弧。
第一區段(即，導電型，詳言之，金屬區)較佳經設計為框架以接收或封閉第二區段。此框架可因此接收第二區段且藉此達成兩個區段之優良連接，且因此分別產生穩定之葉片尖端或穩定之邊緣弧。
進一步之組態提議第一區段(即，詳言之，框架)具有用以接收第二區段之一固持框架以及用於附接至固持框架且藉此用於將第二區段附接至固持框架之一附接框架。因此，可將第二區段插入或佈設於固持框架中，藉此兩個元件較佳業已製造為定製配合的。最後，可應用、插入或嚙合附接框架，即，使得(例如)第二區段之一部分(例如，第二區段之圓周安裝或固持邊緣)至少部分地位於固持框架與附接框架之間。可據此將第二區段封閉或夾持於此區域中。憑藉扣件(例如，螺栓或鉚釘)來完成附接框架至固持框架之附接。
較佳預備根據上文所描述或稍後所描述之實施例中之至少一者的邊緣弧以用於附接至轉子葉片之主組件。詳言之，如結合轉子葉片、連接器件或用於形成連接之方法的至少一個實施例所描述來完成附接。據此有可能以有利之方式來製造轉子葉片，且詳言之，製造僅在安裝位置處被組裝於葉片尖端之區域中的轉子葉片。此促進轉子葉片之運輸，且使得有可能在發生雷擊的情況下在必要時分別替換邊緣弧或葉片尖端。
另外，提議一種用於將葉片尖端安裝於轉子葉片之葉片之主組 件上的方法。該方法使用如上文結合轉子葉片之至少一個實施例所描述的葉片尖端。另外，必須將葉片尖端安裝於對應之轉子葉片之主組件上。
該方法提議首先將葉片尖端之尖端區段置放於基座區段上，該基座區段附接至葉片之主組件。葉片尖端藉此首先被置放於轉子葉片之主組件上且在下一步驟中經由扣件之致動而被鎖定於適當位置，上文結合轉子葉片之至少一個實施例而描述了該扣件。
1‧‧‧邊緣弧
3‧‧‧雷電接收器之尖端
4‧‧‧至轉子葉片之連接件
5‧‧‧雷電防護導體
6‧‧‧雷電接收器的內部分
10‧‧‧用於增強邊緣弧之蜂窩支撐性結構
11‧‧‧螺釘連接件
20‧‧‧防水材料
30‧‧‧風力發電設備之轉子葉片
100‧‧‧風力發電設備
102‧‧‧塔架
104‧‧‧吊艙
106‧‧‧轉子
108‧‧‧轉子葉片
110‧‧‧旋轉器
202‧‧‧連接器件
204‧‧‧基座區段
206‧‧‧尖端區段
208‧‧‧雷電接收器
210‧‧‧葉片連接區域
212‧‧‧黏接表面
214‧‧‧黏接表面
216‧‧‧終端基座板
218‧‧‧安裝螺栓
220‧‧‧螺紋圓柱體
222‧‧‧圓柱體插口
224‧‧‧終端尖端板
226‧‧‧黏接表面
228‧‧‧黏接表面
230‧‧‧插入銷/螺栓
232‧‧‧用於基座孔銷之孔
234‧‧‧插入開口
236‧‧‧插入插口
240‧‧‧接頭
242‧‧‧螺栓/扣件
244‧‧‧夾持套筒
246‧‧‧固定孔
248‧‧‧中心孔
250‧‧‧第一末端區域
252‧‧‧第二末端區域/螺栓頭
254‧‧‧電導體
256‧‧‧板連接件
258‧‧‧接收器連接件
260‧‧‧葉片尖端
262‧‧‧壓力側
264‧‧‧吸力側
266‧‧‧凸表面/曲線/向外偏轉件
280‧‧‧密封構件
282‧‧‧表面區域
284‧‧‧開放邊緣
286‧‧‧開口
288‧‧‧終端區段
290‧‧‧壓縮主體
292‧‧‧壓縮構件/螺栓
294‧‧‧對立主體
296‧‧‧壓力板
298‧‧‧保持區段
300‧‧‧螺栓頭
302‧‧‧致動開口
901‧‧‧邊緣弧或葉片尖端
902‧‧‧第二區段
903‧‧‧第一區段
904‧‧‧基座區段
905‧‧‧附接區域
906‧‧‧尖端區段
913‧‧‧固持框架
923‧‧‧附接框架
930‧‧‧扣件
933‧‧‧扣件
943‧‧‧邊緣區段
966‧‧‧向外偏轉件
現在下文參看隨附諸圖將實施例用作實例來更詳細地描述本發明。
圖1展示根據一個實施例之邊緣弧之透視圖。
圖2展示邊緣弧之平面圖，其類似於圖2中之示意圖。
圖3展示用於類似於圖1及圖2之邊緣弧的轉子葉片連接(即，至轉子葉片之主組件的連接)之側面平面圖。
圖4展示具有邊緣弧之風力發電設備之轉子葉片的示意圖。
圖5展示風力發電設備之透視圖。
圖6以分解圖展示根據本發明之一實施例之連接器件，其包括一無密封構件之雷電接收器。
圖7展示根據圖6之連接器件之部分的分解圖，該連接器件具有轉子葉片尖端且具有所建議之密封構件。
圖8展示一包括已連接之雷電接收器之連接器件之尖端區段的透視圖。
圖9展示密封構件及固定器件之部分的透視、部分剖視圖。
圖10至圖13分別展示根據一個實施例之葉片尖端或邊緣弧的不同視圖。
圖1展示根據本發明之邊緣弧之透視圖。在此視圖中，將雷電接收器之內部分6及雷電防護導體5展示為未被覆蓋。雷電防護導體5位於邊緣弧1內部。雷電接收器之尖端3係用導電材料製造。此處，鋁或不鏽鋼尤為合適，此係因為此等材料具有低於鋼或鐵之重量。雷電防護接收器3連接至電導體5，該電導體5亦可稱作雷電防護導體且被引導至轉子葉片之連接點4。電導體5可為一段經成型的鋼抑或纜線。
其在轉子葉片連接件4處連接至轉子葉片之雷電防護導體。在所提議之實施例中，憑藉螺釘連接來產生該連接。
由於邊緣弧1(雷電接收器除外)係完全用玻璃纖維材料製造，所以雷電接收器及雷電防護導體5在製造期間被引入至玻璃纖維織物中且加以結合。邊緣弧係用兩個半邊殼體製造，一個半邊殼體用於吸力側，且一個半邊殼體用於壓力側。該等半邊殼體係藉由使用真空浸漬法用玻璃纖維氈製造。在製造結束時，將兩個半邊殼體與雷電接收器結合。
在製造之後，僅雷電接收器之尖端3在外部可見。雷電接收器之內部部分6被邊緣弧1隱蔽。
圖2展示邊緣弧之平面圖。在此圖中，僅可看見雷電接收器之尖端3。雷電接收器之內部分6被併入於邊緣弧中。雷電接收器之外部分3與內部分6的比率(A/B)係在2.0與2.7之間，藉此2.5之比率尤為較佳。邊緣弧之高度與至轉子葉片之連接件4的長度的比率(C/D)係在3與3.5之間。
邊緣弧之雷電防護導體5憑藉螺釘連接件11而連接至轉子葉片之雷電防護系統。
圖3展示邊緣弧1之側面平面圖。至轉子葉片之連接件填充有防水材料20，使得用於雷電防護5之連接件在風力發電設備之操作期間不移動，且使得來自轉子葉片之冷凝水不能滲透至邊緣弧中。邊緣弧 中所積聚之冷凝水經由邊緣弧中之孔(儘可能地接近於雷電接收器(此處未展示))而被排出。此孔理想上係以45°角度鑽孔使得無雨水可滲透至邊緣弧中，且可迫使所積聚之水經由孔出來。藉由填充劑來增強轉子葉片連接件4之側面，使得該連接件不會由於出現之負載而受損。
圖4展示根據本發明之具有邊緣弧1之風力發電設備之轉子葉片30。
亦可將雷電接收器或雷電防護接收器稱作邊緣弧之第一區段。亦可將邊緣弧之至轉子葉片的連接件稱作邊緣弧之連接區域。雷電接收器或雷電防護接收器分別具有外部分及內部分。外部分分別形成邊緣弧之尖端或具有邊緣弧之尖端，且分別提供雷電接收器或雷電防護接收器之內部分以用於連接至邊緣弧之第二部分且亦可將該內部分稱作接收器邊緣。
詳言之，圖1至圖3展示邊緣弧之結構(即，詳言之，不同材料在邊緣弧中之使用，詳言之，將導電材料用於雷電接收器之尖端3及基本上將纖維增強塑膠用於邊緣弧之剩餘區域)。
圖6至圖9分別涉及將邊緣弧或葉片尖端分別應用於轉子葉片或轉子葉片之主組件。亦可將此種類之連接用於圖1至圖3中所描述之邊緣弧，藉此將在必要時對圖1至圖3中之邊緣弧做出小的調整，詳言之以便根據圖1至圖3將尖端區段安置於葉片尖端或邊緣弧上及使得有可能致動扣件。在任何狀況下，可將已結合圖1至圖3藉由實例所描述之態樣與已在圖6至圖9中藉由實例所描述之態樣組合，且亦根據本發明之實施例而提議此等組合。
轉子葉片(其藉由實例而展示且在圖3中被極度簡化)可具有根據圖1至圖3之邊緣弧以及根據圖7之邊緣弧兩者，且較佳憑藉緊固器件(如所描述或如其數個部分被描述於圖6至圖9中)而附接邊緣弧1。圖4 中之概述並未描繪將邊緣弧1附接至轉子葉片30之具體方式。
同樣地，轉子葉片(其展示於根據圖5之風力發電設備上)可各自具有根據圖1至圖3之邊緣弧及/或憑藉連接器件而附接，藉由實例而在圖6至圖9中解釋了該連接器件之細節。
圖5展示具有塔架102及吊艙104之風力發電設備100。具有三個轉子葉片108及旋轉器110之轉子106位於吊艙104上。轉子106藉由風而以旋轉運動運行且藉此驅動吊艙104中之發電機。在這個意義上，圖5展示根據本發明之具有轉子葉片及轉子葉片尖端或邊緣弧的風力發電設備100。
圖6展示具有基座區段204及尖端區段206之連接器件202。另外，展示了雷電接收器208且該雷電接收器208以導電方式連接至尖端區段206。
基座區段具有葉片連接區域210，該葉片連接區域210必須安置及附接於轉子葉片之一區域中(即，在其一末端處)。為此，詳言之，此基座區段具有大型黏接表面212及214，該等黏接表面212及214可在彼處與轉子葉片之玻璃纖維增強材料結合。終端基座板216憑藉兩個安裝螺栓218而被作為閉合件附接至葉片連接區域210。在此狀況下，終端基座板216在此區域中具有轉子葉片之型態，且藉此達成轉子葉片的一直到正應用之葉片尖端的整齊閉合。
螺紋圓柱體220自內部(即，在面對葉片連接區域210之區域中)插入於終端基座板216處，該螺紋圓柱體具有內螺紋且可在基座區段204處於已組裝狀態時自外部接近。
在圖7中之透視圖中，亦顯而易見，葉片連接區域210具有用於固持螺紋圓柱體220之一圓柱體插口222。
圖6參考尖端區段206而展示此區段具有終端尖端板224，該終端尖端板224形成用於待應用之葉片尖端的一閉合件且同樣地在此區域 中近似地具有轉子葉片或葉片尖端之型態。終端尖端板224在黏接表面226及228處之結合接頭中附接至葉片尖端。
為了在葉片末端(即，基座區段204)上或葉片末端中應用或插入葉片尖端，終端尖端板224具有兩個插入銷或插入螺栓230，該等插入銷或插入螺栓230被固定地插入於用於基座孔銷232之基座孔中。為了將葉片尖端應用於轉子葉片，接著使此等插入銷230穿過終端基座板216中之對應之插入開口234且插入至葉片連接區域210中之插入插口236中，該等插入插口236僅可見於圖7中所示之透視圖中。接頭240設在終端基座板216與終端尖端板224之間，其具有所謂之O形環密封件之性質及尺寸。接頭240允許終端基座板216及終端尖端板224在彼此相距一距離處附接而具有小間隙。接頭240可據此在必要時提供補償。
當螺栓242(其在此處充當扣件)藉由夾持套筒244、固定孔246及進一步之中心孔248而被擰緊至螺紋圓柱體220中時發生鎖定至適當位置。可憑藉夾持套筒244來維持預應力，且藉此避免或至少顯著地延遲連接件之疲勞。
在此方面，圖8展示已組裝之尖端區段206，該已組裝之尖端區段206已被預備以連接至基座區段204。圖8亦說明：第一末端區域250，憑藉該第一末端區域250，扣件或螺栓242將分別地嚙合於螺紋圓柱體220中；及第二末端區域252，該第二末端區域252在此處被設計為螺栓頭且配合至夾持套筒244上。
在圖6及圖8中，雷電接收器208之電連接件亦憑藉電導體254而在板連接件256之區域中連接至終端尖端板224。接收器連接件258被設在接收器208處。
圖7亦展示葉片尖端260，此處僅示意性地展示該葉片尖端260，且詳言之，在此說明中未表現出雷電接收器208。此葉片尖端朝轉子 葉片之壓力側262偏轉，且因此亦偏轉至葉片尖端260。藉此分別在吸力側264上產生凸曲線或(由於該曲線)凸表面266，可經由該凸曲線或凸表面266來致動扣件242。另外，亦可經由此開口而將間隔物套筒244及扣件242引入至葉片尖端260中，該開口在圖7中所示之透視圖中不可見。圖7亦建議一密封構件280。圖9中詳細地展示了此密封構件280。圖9中之部分剖視圖指示葉片尖端260之表面區域282。另外，表示了形成有開口286之開放邊緣284，密封構件280被插入至該開口286中。
此處，密封構件280具有終端區段288，該終端區段288延伸至表面282或在所示之區域中形成表面282。壓縮主體290鄰近於終端區段288，藉此在剖視圖中展示壓縮主體290及終端區段288。
為了提供壓縮，壓縮構件292基本上經形成為螺栓且嚙合於對立主體294中。該對立主體294具有壓力板296及保持區段298。保持區段298經設計為外六邊形且基本上像對應之六角鍵一樣安設於扣件242之螺栓頭252中。螺栓頭252在置放有保持區段298之區域中具有內六邊形插口(像對應之扳手)。保持區段298基本上僅鬆散地擱置於此螺栓頭252中且螺栓頭252僅在旋轉壓縮構件292時防止對立主體294旋轉。在其他方面，根據此實施例不存在至螺栓頭252之連接。螺栓頭252因此形成此保持區段298之固持夾具。
若壓縮構件292現(例如)憑藉其螺栓頭300而被擰緊至對立主體294中，則終端區段288與對立主體294之壓力板296之間的距離藉此減小。壓縮主體290藉此被壓縮且向外加寬。因此在所示之實例中，密封構件280基本上憑藉摩擦連接而被緊固於開口286中。
密封構件280亦具有小的致動開口302使得可致動壓縮構件292，然而，當與開口286比較時，該開口係小的，且既未在空氣動力學方面造成問題，亦不容易允許水或受污染之空氣的滲透。
圖10展示一具有尖端區段906及基座區段904之邊緣弧或葉片尖端901的側視圖。邊緣弧901具有附接區域905，該附接區域905具有示意性地說明之扣件930。邊緣弧901藉此具有一曲線，該曲線具有位於尖端區段906與附接區域905之間的向外偏轉件966。另外，邊緣弧901具有基本上兩個區段，即由金屬製成之第一區段903及由非導電材料製成之第二區段902。
圖11展示基本上自向外偏轉件966之視角所見的邊緣弧901之透視圖。圖12展示自向外偏轉件966之視角所見的邊緣弧901之視圖。圖11及圖12清楚地展示第一區段903涵蓋第二區段902。
圖13展示在穿過基座區段904之截面中的邊緣弧901之剖視圖，其中為了清楚起見該等剖視區域不具有交叉影線。此處，圖13中所示之視圖係來自邊緣弧901之凹側，因此來自背向向外偏轉件966之側。
在圖13中之此視圖中，可見，第一區段903被提供作為框架且具有固持框架913及附接框架923。附接框架923被用扣件933附接至固持框架913。第二區段902之邊緣區段943固定地安裝於固持框架913與附接框架923之間。因此簡而言之，可組裝邊緣弧901以使得可將第二區段902之邊緣區段943插入至固持框架913中。如此，邊緣區段943位於固持框架913之對應區域上且業已經調適使得其定製地配合至固持框架913。附接框架923接著基本上被置放於接收邊緣943上且藉此亦插入至固持框架913中。藉由提供扣件933，邊緣弧901接著被連接至固定單元中。可替代地或支援性地藉由(例如)結合接頭來提供此組裝。
提議根據本發明之以下實施例且該等實施例將根據本發明而被主張：
實施例1：一種一風力發電設備之一轉子葉片之邊緣弧，其中該邊緣弧具有一由至少一第一導電材料構成之第一區段及一由一第二非導電材料構成之第二區段。
實施例2.根據實施例1之邊緣弧，其中該第一材料為或包含一金屬(詳言之，鋁)，及/或該第二材料為或包含一玻璃纖維增強塑膠(GFK)或碳纖維增強塑膠(CFK)。
實施例3.根據實施例1或2之邊緣弧，其中在該邊緣弧之該第二區段中，存在用於連接至該轉子葉片(詳言之，用於插入至該轉子葉片中)之一連接區域，且在彼邊緣弧之一第一區段中，存在該邊緣弧之一背向該連接區域的尖端，藉此該邊緣弧之該尖端包含該第一材料且該連接區域包含該第二材料。
實施例4.根據實施例1至3中之一者的邊緣弧，其中該邊緣弧之該尖端之該第一區段或該第一材料分別延伸5%至30%(詳言之，10%至20%)之一距離而至該連接區域，及/或該第二區段或該第二材料分別自該連接區域延伸70%至95%(詳言之，80%至90%)之一距離而至該邊緣弧之該尖端。
實施例5.根據實施例1至4中之一者的邊緣弧，其中該第一區段經提供為一雷電接收器且具備用於雷電傳導之一導電連接件(詳言之，雷電防護導體)以用於連接至在該轉子葉片中的傳導雷電之一電導體，藉此該導電連接件較佳被引導穿過該第二區段而至用於雷電傳導之該電導體及/或該導電連接件具備一連接構件以便建立一至該轉子葉片中之該電導體的電連接。
實施例6.根據實施例1至5中之一者的邊緣弧，其中該第二區段具有一填充有一絕緣材料之內空間，使得一導電連 接件或該導電連接件可以一絕緣方式延伸。
實施例7.根據實施例1至6中之一者的邊緣弧，其中一內空間或該內空間係用依一蜂窩支撐性結構製造之殼一體形成，該蜂窩支撐性結構由塑膠製成，及/或一密封化合物設在其上(詳言之，作為一絕緣材料)，及/或一增強件設在該第二區段中，該增強件較佳面向該邊緣弧之一前邊緣及/或安置成鄰近於該蜂窩支撐性結構。
實施例8.根據實施例1至7中之一者的邊緣弧，其中該第一區段具有用於連接至該第二區段(詳言之，用於插入至該第二區段中)之一接收器邊緣。
實施例9.根據實施例1至8中之一者的邊緣弧，其中該邊緣弧自該第一區段至該第二區段地呈曲線、彎曲或偏轉(詳言之以在70°至110°之範圍中、詳言之在80°至100°之範圍中、較佳近似90°的角)。
實施例10.一種一風力發電設備之轉子葉片，其包含根據實施例1至9中之任一者的邊緣弧。
實施例11.根據實施例10之轉子葉片，其中，該轉子葉片具有用於應用該邊緣弧之一末端區域且該邊緣弧之該第二區段具有與該轉子葉片之該末端區域相同的材料。
實施例12.一種風力發電設備，其具有根據實施例10或11之至少一個轉子葉片。
實施例13.一種用於製造一轉子葉片之一邊緣弧(詳言之，根據實施例1至9中之任一者)的方法，其中一第一區段由一第一導電材料製 成，且一第二區段由一第二非導電材料製成(詳言之，由玻璃纖維增強塑膠或碳纖維增強塑膠製成)，且第一部分在製造期間至少部分地被引入及結合於分別的玻璃纖維織物或碳纖維織物中(詳言之，與雷電防護導體一起)。
實施例14.根據實施例13之方法，其中第二部分係用兩個半邊殼體製造，其中一個半邊殼體被製造用於該吸力側，且一個半邊殼體被製造用於該轉子葉片之該壓力側。

Claims (20)

  1. 一種一風力發電設備(100)之轉子葉片(30)，具有一壓力側及一吸力側，其具有：該葉片之一主組件，及一葉片尖端(260)，其中該葉片尖端(260)包含一連接器件(202)且藉由該連接器件(202)可釋放地附接至該主組件，其中該連接器件(202)具有一尖端區段(206)，其附接至該葉片尖端(260)，及一基座區段(204)，其附接至該葉片之該主組件以接收該尖端區段(206)，其中該尖端區段(206)具有至少一個扣件(242)，其延伸至該基座區段(204)以用於將該尖端區段(206)緊固至該基座區段(204)，且該葉片尖端(260)包含該葉片尖端(260)之一表面(282)中的一開口(286)，使得用於執行該附接之該扣件(242)可通過該開口(286)被致動，其中該葉片尖端(260)被偏轉朝向該轉子葉片之該壓力側，且該開口(286)設置在一所得向外偏轉件(266)中以致動該扣件(242)，其中該所得向外偏轉件(266)被定向成朝該轉子葉片之該吸力側。
  2. 如請求項1之轉子葉片(30)，其中該葉片之主區段及該葉片尖端(260)中至少一者主要由纖維增強塑膠構成，且該基座區段(204)被層壓至該葉片之該主區段及該葉片尖端(260)中至少一者中。
  3. 如請求項1或2之轉子葉片(30)， 其中該尖端區段(206)及該基座區段(204)中至少一者具有至少一個連接銷(230)，該連接銷(230)分別用於抗傾斜插入至該基座區段(204)或該尖端區段(206)處之對應開口(236)。
  4. 如請求項1之轉子葉片(30)，其中該至少一個扣件(242)包含一第一末端區域(250)，其用於嚙合在該基座區段(204)中之一對應之固持夾具(220)，及一第二末端區域(252)，其背向該第一末端區域(250)，用於將該至少一個扣件(242)安置於該葉片尖端(260)中，以便執行該附接及解開該附接。
  5. 如請求項1或2之轉子葉片(30)，其中該第二末端區域(252)在該葉片尖端(260)之該表面(282)的該開口(286)下方被設定至該葉片尖端(260)中使得可經由此表面(282)中之該開口(286)而致動該第二末端區域(252)，且使得保留該第二末端區域(252)與該表面(282)之間的空間以便配置一密封構件(280)從而使得可使該開口(286)與該表面(282)齊平地閉合。
  6. 如請求項1或4之轉子葉片(30)，其中該扣件(242)為一螺栓(242)，該螺栓(242)具有作為用於擰緊至一對應之固持夾具或該基座區段(204)中之該對應之固持夾具(220)中的一螺紋的一第一末端區域或該第一末端區域(250)，且具有作為用於致動該螺栓(242)之一螺栓頭(252)的一第二末端區域或該第二末端區域(252)。
  7. 如請求項5之轉子葉片(30)， 其中該密封構件(280)具有在該開口(286)中的用於可釋放附接之一附接機構，且該密封構件(280)包含一部分區段(290)，其中藉由該部分區段(290)在一縱向上之一壓縮，該部分區段(290)之形式、圓周及寬度中至少一者可被修改，以便被保持於該開口(286)中。
  8. 如請求項7之轉子葉片(30)，其中該密封構件(280)包含一壓縮構件(242)，用以實施或釋放該壓縮，且其中該密封構件(280)具有用於與該扣件(242)一起使用之一保持區段(252)，或該扣件(242)具有用於與該密封構件(280)一起使用之一保持插口(252)，使得該密封構件(280)被固持於該扣件(242)上或該扣件(242)中，且在旋轉該壓縮構件(290)時該密封構件(280)不旋轉。
  9. 如請求項7之轉子葉片(30)，其中該連接器件(202)連接至一雷電傳導構件(208、254)且將來自擊中該葉片尖端之雷電的電流傳輸至該葉片之該主區段。
  10. 如請求項9之轉子葉片(30)，其中該密封構件(280)為絕緣型或導電型，使得其可將來自擊中該密封構件(280)之雷電的該電流傳輸至該連接器件(202)。
  11. 一種用於使葉片之一主組件與一轉子葉片(1)之一葉片尖端(260)彼此連接的連接器件(202)，其中該連接器件(202)具有待附接至該葉片尖端(260)之一尖端區段(206)，及待附接至該葉片之該主組件以接收該尖端區段(206)的一基座 區段(204)，其中該尖端區段(206)具有至少一個扣件(242)，其延伸至該基座區段(204)以用於將該尖端區段(206)緊固至該基座區段(204)，及該葉片尖端(260)包含該葉片尖端(260)之一表面(282)中的一開口(286)，使得用於執行該附接之該扣件(242)可通過該開口(286)被致動，其中該葉片尖端(260)被偏轉朝向該轉子葉片之該壓力側，且該開口(286)設置在一所得向外偏轉件(266)中以致動該扣件(242)，其中該所得向外偏轉件(266)被定向成朝該轉子葉片之該吸力側，且該連接器件(202)用於如請求項1至10中任一項之一轉子葉片(30)中。
  12. 一種一風力發電設備(100)之一轉子葉片(1)的葉片尖端(260)，包含：一尖端區段(206)，被一連接器件(202)之一基座區段(204)接收，該基座區段(204)被附接至該轉子葉片之一主組件，其中該尖端區段(206)附接至該葉片尖端(260)並包含至少一個扣件(242)，當該尖端區段(206)被該基座區段(204)接收時該至少一個扣件(242)延伸至該基座區段(204)以用於將該尖端區段(206)緊固至該基座區段(204)，該葉片尖端(260)包含該葉片尖端(260)之一表面(282)中的一開口(286)，使得用於執行該附接之該扣件(242)可通過該開口(286)被致動，該葉片尖端(260)被偏轉朝向該轉子葉片之該壓力側，且該開口(286)設置在一所得向外偏轉件(266)中以致動該扣件(242)，其中該所得向外偏轉件(266)被定向成朝該轉子葉片之 該吸力側，且具有該尖端區段(206)之該葉片尖端(260)用於如請求項1至10中任一項之該轉子葉片(30)中。
  13. 一種用於將如請求項12之一葉片尖端(260)安裝至如請求項1至10中任一項之一轉子葉片(1)之葉片之一主組件的方法，其中該葉片尖端(260)被偏轉朝向該轉子葉片之該壓力側，其包含以下步驟：設置該開口(286)在該葉片尖端(260)之該所得向外偏轉件(266)中以致動該扣件(242)，其中該所得向外偏轉件(266)被定向成朝該轉子葉片之該吸力側，安裝該葉片尖端(260)，其中該葉片尖端(260)之尖端區段(206)位於附接至該葉片之該主組件的基座區段(204)上，及通過該開口(286)藉由致動該扣件(242)緊固該葉片尖端(260)。
  14. 如請求項13之方法，其中在緊固之後，將一密封構件(280)插入至該轉子葉片(1)之開口(286)中並緊固於該開口(286)中。
  15. 一種一風力發電設備(100)之一轉子葉片(30)的葉片尖端(901)，包含：一尖端區段(906)，被一連接器件之一基座區段(904)接收，該連接器件被附接至該轉子葉片之一主組件，其中該葉片尖端(901)具有由至少一第一導電材料構成之一第一區段(3)及由一第二非導電材料構成之一第二區段(2)，該尖端區段(906)附接至該葉片尖端(901)並包含至少一個扣件，當該尖端區段(906)被該基座區段(904)接收時該至少一個扣件延伸至該基座區段(904)以用於將該尖端區段(906)緊固至 該基座區段(904)，該葉片尖端(901)包含該葉片尖端(901)之一表面中的一開口，使得用於執行該附接之該扣件可通過該開口被致動，該葉片尖端(901)被偏轉朝向該轉子葉片之該壓力側，且該開口設置在一所得向外偏轉件(966)中以致動該扣件，其中該所得向外偏轉件(966)被定向成朝該轉子葉片之該吸力側，且該葉片尖端(901)用於如請求項1至10中任一項之該轉子葉片(30)中，且藉由該連接器件被附接至該轉子葉片之該主組件。
  16. 如請求項15之葉片尖端(901)，其中，該第一區段(3)為該葉片尖端之一邊緣且封閉該第二區段之至少一部分。
  17. 如請求項15或16之葉片尖端(901)，其中，該第一區段(903)為用於接收或封閉該第二區段(902)之一框架。
  18. 如請求項17之葉片尖端(901)，其中該第一區段(903)具有用以接收該第二區段(902)之一固持框架(913)，及一附接框架(923)，其用於附接至該固持框架(913)且將該第二區段(902)緊固至該固持框架(913)。
  19. 一種一風力發電設備(100)之轉子葉片(30)，其包含如請求項15至18中任一項之一葉片尖端(1)。
  20. 一種風力發電設備(100)，其具有如請求項1至10或19中任一項之一轉子葉片。
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