[发明专利]风力涡轮机叶片

说明书

技术领域

本发明涉及一种风力涡轮机叶片，比如风力涡轮机的自除冰式风力涡轮机叶片。

背景技术

在风力涡轮机在寒冷天气下操作的过程中，很可能由于水在寒冷表面上结冰而在风力涡轮机叶片的表面上形成冰。冰在表面上的积聚可导致不良后果。例如，由于冰的积聚而引起的风力涡轮机叶片轮廓上的变化可降低翼剖面的升阻比，从而可导致风力涡轮机的旋转速度下降。当这种情况发生时，风力涡轮机不能获得最佳速度，且风力涡轮机效率降低。另外，积聚在风力涡轮机叶片上的冰的重量将给叶片增加重量，并在叶片上引起应力。这会导致叶片的应力失效。

为了移除积聚在表面上的冰，已经做出很多尝试。一种尝试是在涂有底漆的叶片表面上涂覆一种能够防止冰在叶片上附着的涂层(例如涂层)，从而使冰能够从涂层滑落并不能积聚在表面上。然而，涂层的涂覆是昂贵的，且为替换废旧涂层而重复地涂覆涂层会增加机器的成本和停机时间。在另一种尝试中，除冰液被用于将冰从表面去除。然而，除冰液的应用需要叶片处于静止状态，并且不仅需要风力涡轮机停机，而且看起来在防止冰在叶片上积聚方面也不有效。而为风力涡轮机叶片除冰的另一尝试是，在叶片上安装加热板来将冰熔化。然而，该方法影响叶片的空气动力学特性，因此影响叶片的效率，并且昂贵且难以维护。

本发明旨在提供一种风力涡轮机叶片，其能够消除积聚在其上的冰且没有上述缺点。

发明内容

本发明提供一种风力涡轮机叶片，其具有：长条形叶片主体，其沿着纵向轴线延伸并具有在叶片主体的一纵向端部处的叶片基部和在叶片主体的另一纵向端部处的叶片末端；前缘和后缘，所述前缘和后缘都从叶片基部延伸至叶片末端，所述后缘与前缘沿叶片主体的翼展方向间隔开；上外壳和下外壳，所述上外壳和下外壳从前缘延伸至后缘并从叶片基部延伸至叶片末端，所述下外壳与所述上外壳沿叶片主体的厚度方向间隔开，在所述上外壳和所述下外壳之间限定出空间，所述上外壳和/或所述下外壳包括：叠层，所述叠层从叶片基部朝向叶片末端延伸并至少从前缘附近或从前缘朝向后缘延伸，所述叠层具有：外部层，其分别形成上和/或下外壳的一部分；内部层，其与外部层沿厚度方向间隔开；以及中间层，其夹在外部层和内部层之间，所述中间层具有：多个热传送路径，其在所述中间层内从叶片基部朝向叶片末端延伸以便将热量从叶片基部朝向叶片末端传送。

根据本发明的一个方面，所述中间层中存在两个、三个或四个以上的热传送路径。

根据另一方面，所述叠层从叶片基部延伸至叶片末端，且可选地，所述多个热传送路径从叶片基部延伸至叶片末端。

根据另一方面，所述多个热传送路径沿着叶片主体的具有实际意义的一段长度在外部层附近延伸，从而能够将热量有效地且高效地传送至外部层。

根据另一方面，所述热传送路径中的一个或多个或每个具有横向于纵向轴线并从内部层延伸至外部层的横截面区域。

根据另一方面，所述多个热传送路径的一部分互联起来以形成热传送路径的网络，使得在热量从叶片基部朝向叶片末端传送时能够使热量从一个路径传送至另一路径。

根据另一方面，所述中间层包括泡沫层或由泡沫层形成，其中，所述热传送路径形成在所述泡沫层中。

根据另一方面，与沿着远离前缘的叶片主体的热传送路径的密集度或每单位面积的热传送路径数量相比，在前缘附近延伸的热传送路径的密集度或每单位面积的热传送路径数量较高。

根据另一方面，所述热传送路径中的一个或多个或每个由复数个通道形成，所述通道适于沿其引导流体，以此能够经由所述流体传送热量。

根据另一方面，所述中间层形成为波纹状层，且外通道和内通道被构造到所述波纹状层中，其中，所述外通道朝向所述外部层，所述内通道朝向所述内部层。

根据另一方面，所述风力涡轮机叶片具有回流导管，所述回流导管位于中间层内并与所述通道流体连通，以便引导流体朝向叶片基部返回，使得流体能够重新循环到所述通道中。

根据另一方面，所述流体是空气。

根据另一方面，所述风力涡轮机叶片在所述叠层的内部层中具有空气口，所述空气口与所述通道流体连通，以便将空气释放到叶片主体内的所述空间中。

根据另一方面，所述风力涡轮机叶片在所述叠层的外部层上具有排气口，所述排气口与所述通道流体连通，以便将空气释放到周围环境中。

附图说明

在附图中，在所有不同的示图中，相同的附图标记一般指代相同的部件。附图不一定按比例绘制，而是通常着重于描述发明的原理。在下文的说明中，参照附图描述发明的各种实施例，在附图中：