專利名稱：具有電加熱元件的風(fēng)能裝置轉(zhuǎn)子葉片的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種風(fēng)能裝置轉(zhuǎn)子葉片，它具有纖維增強(qiáng)的塑料材料和電加熱裝置，所述電加熱裝置包括在葉片根部側(cè)的端部上的各電接頭。
背景技術(shù)：
將風(fēng)能裝置優(yōu)選建立在具有高的和盡可能不變的風(fēng)速的地點(diǎn)。在那里通常存在低溫，從而在確定的氣候條件下在轉(zhuǎn)子葉片上可能形成冰。冰在轉(zhuǎn)子葉片上的沉積妨礙風(fēng)能裝置的運(yùn)行。因此在寒冷的地帶中使用冰報(bào)警系統(tǒng)或除冰系統(tǒng)。冰報(bào)警系統(tǒng)確保，在相應(yīng)的氣候條件下預(yù)防性關(guān)閉風(fēng)能裝置。這造成收益損失的后果。除冰系統(tǒng)防止在轉(zhuǎn)子葉片上形成冰晶。因此除冰系統(tǒng)能夠允許風(fēng)能裝置繼續(xù)運(yùn)行并減少或甚至避免收益損失。由現(xiàn)有技術(shù)已知，將加熱元件安裝在風(fēng)能裝置的轉(zhuǎn)子葉片的外表面上。優(yōu)選在接近葉片中心直到葉片尖端的區(qū)域內(nèi)安裝加熱元件，在那里冰晶的形成對(duì)風(fēng)能裝置轉(zhuǎn)子葉片的空氣動(dòng)力的效率產(chǎn)生不利影響并由此是干擾性的。這些加熱元件借助于各導(dǎo)電線連接在風(fēng)能裝置的電源上，其中這些導(dǎo)電線從加熱元件的葉片尖端側(cè)的端部和從加熱元件的葉片根部側(cè)的端部開(kāi)始通向轉(zhuǎn)子葉片根部并由常見(jiàn)的電纜構(gòu)成。由文件WO 2011/127997A1已知，在風(fēng)能裝置轉(zhuǎn)子葉片的外側(cè)上設(shè)置圈環(huán)形延伸的加熱墊。加熱墊的各電接頭位于圈環(huán)形的加熱墊的接近葉片根部的兩個(gè)自由端上。從那里加熱墊的第一部分和第二部分分別導(dǎo)向葉片尖端。加熱墊在葉片尖端上轉(zhuǎn)向，從而兩個(gè)部分在過(guò)渡區(qū)域內(nèi)相互過(guò)渡。在一個(gè)實(shí)施例中加熱墊的兩個(gè)部分沿轉(zhuǎn)子葉片的凸起邊緣(Nasenkanten)重疊。在另一個(gè)實(shí)施例中加熱墊具有第三部分，它可以具有另一個(gè)接近葉片根部的電接頭。在該已知的方案中，不需要將電連接線導(dǎo)向加熱墊的葉片尖端側(cè)的端部。由此應(yīng)降低雷擊的危險(xiǎn)。

發(fā)明內(nèi)容
由此出發(fā)，本發(fā)明的目的在于，提供一種具有電加熱裝置的風(fēng)能裝置轉(zhuǎn)子葉片，所述電加熱裝置具有在葉片根部側(cè)的端部上的各電接頭，所述轉(zhuǎn)子葉片可以較簡(jiǎn)單地制造和發(fā)揮符合需要的加熱功率，本發(fā)明還提供一種用于制造風(fēng)能裝置轉(zhuǎn)子葉片的方法。通過(guò)具有權(quán)利要求1的特征的風(fēng)能裝置轉(zhuǎn)子葉片來(lái)實(shí)現(xiàn)所述目的。后面的各從屬權(quán)利要求中給出優(yōu)選的實(shí)施形式。風(fēng)能裝置轉(zhuǎn)子葉片由纖維增強(qiáng)的塑料材料構(gòu)成并具有電加熱裝置，所述電加熱裝置包括在葉片根部側(cè)的端部上的各電接頭。所述風(fēng)能裝置轉(zhuǎn)子葉片由纖維增強(qiáng)的塑料材料構(gòu)成的第一轉(zhuǎn)子葉片半殼和第二轉(zhuǎn)子葉片半殼組成。電加熱裝置具有下列部分:第一加熱元件，它具有葉片根部側(cè)的端部和葉片尖端側(cè)的端部并且在制造第一轉(zhuǎn)子葉片半殼時(shí)與第一轉(zhuǎn)子葉片半殼的增強(qiáng)纖維同時(shí)通過(guò)液態(tài)的塑料材料的硬化埋入塑料基體中，
第二加熱元件，它具有葉片根部側(cè)的端部和葉片尖端側(cè)的端部并且在制造第一轉(zhuǎn)子葉片半殼時(shí)與第一轉(zhuǎn)子葉片半殼的增強(qiáng)纖維同時(shí)通過(guò)液態(tài)的塑料材料的硬化埋入塑料基體中，第三加熱元件，它與第一轉(zhuǎn)子葉片半殼和第二轉(zhuǎn)子葉片半殼連接并具有葉片根部側(cè)的端部和葉片尖端側(cè)的端部，其中第一、第二和第三加熱元件的葉片尖端側(cè)的各端部導(dǎo)電地相互連接，以及第一、第二、第三加熱元件的葉片根部側(cè)的各端部分別與一個(gè)電連接線連接。風(fēng)能裝置轉(zhuǎn)子葉片可以例如設(shè)置為用于具有基本上水平的軸線的轉(zhuǎn)子的風(fēng)能裝置，轉(zhuǎn)子可以具有轉(zhuǎn)子轂，在轉(zhuǎn)子轂上例如固定兩個(gè)、三個(gè)或更多個(gè)風(fēng)能裝置轉(zhuǎn)子葉片。為此每個(gè)風(fēng)能裝置轉(zhuǎn)子葉片在葉片根部的區(qū)域內(nèi)可以都具有固定凸緣。三個(gè)加熱元件的每一個(gè)都可以基本上沿轉(zhuǎn)子葉片的縱向方向設(shè)置并且在其葉片根部的與葉片尖端的端部之間具有一長(zhǎng)度，該長(zhǎng)度例如為風(fēng)能裝置轉(zhuǎn)子葉片的總長(zhǎng)的至少30%、至少50%或至少70%。各加熱元件的葉片尖端側(cè)的端部可以與葉片尖端隔開(kāi)間距設(shè)置，各加熱元件的葉片根部的端部可以與葉片根部隔開(kāi)間距設(shè)置。這樣設(shè)置三加熱元件，使得它們?cè)谶\(yùn)行中可以加熱元件風(fēng)能裝置轉(zhuǎn)子葉片的一個(gè)區(qū)域，以便由此防止冰晶的形成和沉積較大的冰量。該區(qū)域特別位于和接近轉(zhuǎn)子葉片的凸起邊緣上，在那里最可能出現(xiàn)冰晶體的形成。各加熱元件可以例如具有電阻絲，特別是由銅或其他適合的金屬或金屬合金如康銅、錳鎳銅合金或依若坦(Isotan)制成的電阻絲。第一加熱元件和第二加熱元件與第一或第二轉(zhuǎn)子葉片半殼的增強(qiáng)纖維一起通過(guò)液態(tài)的塑料材料的硬化埋入塑料基體中。埋入可以意味著，各加熱元件在各個(gè)側(cè)面由塑料材料包圍。同樣考慮采用這樣的實(shí)施形式，其中各加熱元件構(gòu)成各轉(zhuǎn)子葉片半殼的表面并通過(guò)塑料材料與增強(qiáng)纖維粘結(jié)。通過(guò)埋入，不同于事后與預(yù)制的轉(zhuǎn)子葉片半殼連接的加熱元件，各加熱元件無(wú)縫地嵌入轉(zhuǎn)子葉片的表面輪廓中，從而不會(huì)由于第一和第二加熱元件影響轉(zhuǎn)子葉片的空氣動(dòng)力學(xué)的特性。各加熱元件可以例如具有碳纖維材料。碳纖維材料可以埋進(jìn)塑料基體中，從而由碳纖維增強(qiáng)的塑料(CFK)構(gòu)成相應(yīng)的加熱元件。所述金屬的加熱元件也可以埋進(jìn)塑料基體中。碳纖維材料可以是面式的，特別是為具有小于Imm或小于0.5_厚度的薄的材料條的形式。第三加熱元件可以層壓或粘結(jié)到兩個(gè)轉(zhuǎn)子葉片半殼的外側(cè)上，層壓是指，相關(guān)的加熱元件在干燥的、仍未用液態(tài)的塑料材料浸透的狀態(tài)下鋪設(shè)到風(fēng)能裝置轉(zhuǎn)子葉片的外側(cè)上或鋪設(shè)到相關(guān)半殼的外側(cè)上，然后用塑料材料浸透，例如通過(guò)用輥?zhàn)油扛惨簯B(tài)的塑料材料。兩個(gè)轉(zhuǎn)子葉片半殼具有纖維增加的塑料材料，增強(qiáng)纖維例如可以是玻璃纖維和/或碳纖維。液態(tài)的塑料材料例如可以是聚酯樹(shù)脂或環(huán)氧樹(shù)脂。兩個(gè)轉(zhuǎn)子葉片半殼也可以稱作壓力側(cè)的和吸入側(cè)的轉(zhuǎn)子葉片半殼或稱作下殼和上殼。這兩個(gè)轉(zhuǎn)子葉片半殼特別是通過(guò)沿兩個(gè)半殼的前邊緣和后邊緣粘結(jié)和/或利用支承結(jié)構(gòu)的沿轉(zhuǎn)子葉片的縱向方向延伸的板條或其他的元件組裝成轉(zhuǎn)子葉片。第三加熱元件與轉(zhuǎn)子葉片半殼連接是指，在這兩者之間存在直接的連接，特別是通過(guò)加熱元件與該轉(zhuǎn)子葉片半殼的粘結(jié)，或加熱元件直接與其他配設(shè)于轉(zhuǎn)子葉片半殼的構(gòu)件連接。由于這樣的考慮，特別是將第一加熱元件配設(shè)于第一轉(zhuǎn)子葉片半殼，而將第二加熱元件配設(shè)于第二轉(zhuǎn)子葉片半殼。據(jù)此特別是當(dāng)?shù)谌訜嵩苯优c第一轉(zhuǎn)子葉片半殼和/或第一加熱元件連接是，它與第一轉(zhuǎn)子葉片半殼連接。相應(yīng)地特別是當(dāng)?shù)谌訜嵩苯优c第二轉(zhuǎn)子葉片半殼和/或第二加熱元件連接時(shí)，則它與第二轉(zhuǎn)子葉片半殼連接。在第三加熱元件與一確定的轉(zhuǎn)子葉片半殼之間經(jīng)由相應(yīng)另一半殼的只是間接的連接相反按照要求不被看作為是連接。例如只與第一轉(zhuǎn)子葉片半殼粘結(jié)的第三加熱元件沒(méi)有與第二轉(zhuǎn)子葉片半殼相連接。第三加熱元件特別是設(shè)置在轉(zhuǎn)子葉片的一個(gè)凸起邊緣的區(qū)域內(nèi)。第三加熱元件例如可以覆蓋在第一轉(zhuǎn)子葉片半殼的前邊緣與第二轉(zhuǎn)子葉片半殼的前邊緣之間的粘接縫。本發(fā)明基于這樣的認(rèn)知，即由現(xiàn)有技術(shù)已知的要圈環(huán)形設(shè)置的各加熱墊只有在兩個(gè)轉(zhuǎn)子葉片半殼的組裝之后才能安裝，因?yàn)樗鼈冊(cè)谙Ｍ牟贾眯问街型ǔＴ谳喞咕壍膮^(qū)域內(nèi)與兩個(gè)轉(zhuǎn)子葉片半殼連接。但在兩個(gè)轉(zhuǎn)子葉片半殼組裝之后進(jìn)行安裝是復(fù)雜的，因?yàn)榻M裝的轉(zhuǎn)子葉片半殼難以操作，并且還必須能接近轉(zhuǎn)子葉片的較大的表面區(qū)域。相反在本發(fā)明中在兩個(gè)轉(zhuǎn)子葉片半殼組裝之前、即在制造各轉(zhuǎn)子葉片半殼時(shí)已安裝第一加熱元件和第二加熱元件。由此也看到可以將各由半殼的制造得出的優(yōu)點(diǎn)充分用到加熱裝置的安裝上。只有要與兩個(gè)轉(zhuǎn)子葉片半殼連接的第三加熱元件在兩個(gè)轉(zhuǎn)子葉片半殼組裝之后才安裝。但特別是在第三加熱元件設(shè)置在凸起邊緣的區(qū)域內(nèi)時(shí)為此只須使轉(zhuǎn)子葉片的較小的表面區(qū)域是可接近的。此外，通過(guò)三個(gè)加熱元件在其葉片尖端側(cè)的端部上的電連接不再存在使加熱墊在過(guò)渡區(qū)域內(nèi)轉(zhuǎn)向的必要性。由此也簡(jiǎn)化了制造。但仍保持由現(xiàn)有技術(shù)已知圈環(huán)形的加熱墊的特殊優(yōu)點(diǎn)，因?yàn)樵诒景l(fā)明中也只有三個(gè)加熱元件的葉片根部側(cè)的端部設(shè)有電連接線。在本發(fā)明中設(shè)定，一個(gè)加熱元件的葉片根部側(cè)的端部與電源的一極連接，而其他兩個(gè)加熱元件的葉片根部側(cè)的端部與電源的另一極連接。這樣的設(shè)置同樣適用于交流電或直流電的能量供應(yīng)。在兩種情況下，所述一個(gè)加熱元件引導(dǎo)由其他兩個(gè)加熱元件引導(dǎo)的電流的總和。由此可以將加熱功率集中在所述一個(gè)加熱元件上。所述一個(gè)加熱元件特別可以是優(yōu)選在輪廓凸起邊緣的區(qū)域內(nèi)設(shè)置的第三加熱元件，從而加熱功率集中在該區(qū)域上?？梢酝ㄟ^(guò)選擇各個(gè)加熱元件的導(dǎo)電性來(lái)附加地影響由各個(gè)加熱元件發(fā)揮的加熱功率。例如可以將第三加熱元件的導(dǎo)電性選擇得大于第一和第二加熱元件的導(dǎo)電性，例如大于或等于2倍。在4倍的情況下所述一個(gè)加熱元件具有大致和兩個(gè)并聯(lián)的加熱元件中的每一個(gè)相同的加熱功率。在一個(gè)實(shí)施形式中，第三加熱元件的與第一轉(zhuǎn)子葉片半殼連接的部分和第一加熱元件部分搭接地設(shè)置和/或第三加熱元件的與第二轉(zhuǎn)子葉片半殼連接的部分和第二加熱元件部分搭接地設(shè)置。各搭接區(qū)域可以沿轉(zhuǎn)子葉片的縱向方向和沿相應(yīng)的加熱元件的縱向方向延伸。它們可以在相應(yīng)加熱元件的整個(gè)長(zhǎng)度上或在其一部分上延伸。各搭接區(qū)域可以具有例如Icm至20cm的均勻的寬度或最高為第三加熱元件的寬度的50%。在各搭接區(qū)域內(nèi)加熱作用得到加強(qiáng)。因此可以特別有目的地使用加熱功率。在一個(gè)實(shí)施形式中，第一加熱元件和/或第二加熱元件和/或第三加熱元件的葉片尖端側(cè)的端部直接相互接觸。通過(guò)這種接觸建立直接的電接觸。為此，將由碳纖維材料構(gòu)成的各加熱元件直接重疊地層壓在相應(yīng)的轉(zhuǎn)子葉片半殼上就足夠了。
在一個(gè)實(shí)施形式中，第一、第二和第三加熱元件的葉片尖端側(cè)的部經(jīng)由不同于各加熱元件的連接件導(dǎo)電地相互連接。連接件和各加熱元件可以直接相互接觸，從而存在電接觸。通過(guò)連接件也可以將各彼此間隔開(kāi)的加熱元件簡(jiǎn)單地導(dǎo)電相互連接。連接件同樣可以層壓。在一個(gè)實(shí)施形式中，第三加熱元件的葉片尖端側(cè)的端部與第一和/或第二加熱元件的葉片尖端側(cè)的端部之間，和/或在一個(gè)加熱元件的葉片尖端側(cè)的端部與連接件之間設(shè)置用于改善電接觸的裝置。所述裝置可以由金屬或由其他導(dǎo)電的材料構(gòu)成。所述材料可以例如是金屬屑、金屬絲或由金屬構(gòu)成的織物(Gewebe )或非織造織物(Ge I ege )。在一個(gè)實(shí)施形式中，連接件在風(fēng)能裝置轉(zhuǎn)子葉片的橫截面中觀察設(shè)置在第一加熱元件之外、第二加熱元件之外和第三加熱元件之內(nèi)。例如可以在第一加熱元件與第一轉(zhuǎn)子葉片半殼連接以及第二加熱元件與第二轉(zhuǎn)子葉片半殼連接之后和在兩個(gè)轉(zhuǎn)子葉片半殼組裝之后例如通過(guò)層壓設(shè)置連接件。接著特別是通過(guò)層壓將第三加熱元件設(shè)置到連接件上。以這種方式在各加熱元件的葉片尖端側(cè)的三個(gè)端部之間簡(jiǎn)單而可靠地建立電連接。在一個(gè)實(shí)施形式中，連接件具有碳纖維材料。連接件的碳纖維材料可以埋進(jìn)塑料基體中。碳纖維材料可以是由碳纖維構(gòu)成的非織造織物或織物，如也用作為風(fēng)能裝置轉(zhuǎn)子葉片的纖維增強(qiáng)材料的碳纖維。在一個(gè)實(shí)施形式中，在第一和/或第二加熱元件與第三加熱元件之間設(shè)置電絕緣層。該絕緣層可以例如是纖維增強(qiáng)的塑料材料層、特別是具有玻璃纖維作為增強(qiáng)纖維。絕緣層保護(hù)第一和第二加熱元件免受損壞和外部的影響。此外防止在這兩個(gè)加熱元件與第三加熱元件之間不希望的電接觸。這是重要的，因?yàn)楦骷訜嵩钠淙~片根部側(cè)的端部直到其葉片尖端側(cè)的端部由電流流過(guò)。電絕緣層防止特別是在兩個(gè)加熱元件搭接或相互鄰接的區(qū)域內(nèi)出現(xiàn)短路。在一個(gè)實(shí)施形式中，電絕緣層在第一加熱元件和/或第二加熱元件和/或第三加熱元件的葉片尖端的端部上具有凹槽。該凹槽用于在各加熱元件的葉片尖端側(cè)的端部之間建立電連接，必要時(shí)經(jīng)由單獨(dú)的連接件實(shí)現(xiàn)。上述目的還通過(guò)具有權(quán)利要求10的特征的方法來(lái)實(shí)現(xiàn)。后面的各從屬權(quán)利要求中給出該方法的有利的實(shí)施形式。該方法用于制造風(fēng)能裝置轉(zhuǎn)子葉片，所述轉(zhuǎn)子葉片具有纖維增強(qiáng)的塑料材料和電加熱裝置，所述電加熱裝置具有在葉片根部側(cè)的端部上的各電接頭。該方法具有下列步驟:由纖維增強(qiáng)的塑料材料制造第一轉(zhuǎn)子葉片半殼，它具有包括葉片根部側(cè)的端部和葉片尖端側(cè)的端部的第一加熱元件，將第一加熱元件和纖維增強(qiáng)的塑料材料的增強(qiáng)纖維同時(shí)通過(guò)液態(tài)的塑料材料的硬化埋進(jìn)塑料基體中，由纖維增強(qiáng)的塑料材料制造第二轉(zhuǎn)子葉片半殼，它具有包括葉片根部側(cè)的端部和葉片尖端側(cè)的端部的第二加熱元件，將第二加熱元件和纖維增強(qiáng)的塑料材料的增強(qiáng)纖維同時(shí)通過(guò)液態(tài)的塑料材料的硬化埋進(jìn)塑料基體中，組裝第一轉(zhuǎn)子葉片半殼和第二轉(zhuǎn)子葉片半殼，在組裝第一轉(zhuǎn)子葉片半殼和第二轉(zhuǎn)子葉片半殼之后，將具有葉片根部側(cè)的端部和葉片尖端側(cè)的端部的第三加熱元件與第一轉(zhuǎn)子葉片半殼和第二轉(zhuǎn)子葉片半殼連接，
在第一、第二和第三加熱元件的葉片尖端側(cè)的端部之間建立電連接，將第一、第二和第三加熱元件的葉片根部側(cè)的端部與各電連接線連接。當(dāng)然，這些步驟的順序可以部分不同地實(shí)施。為了說(shuō)明該方法的特征可參考上面對(duì)風(fēng)能裝置轉(zhuǎn)子葉片的特征的說(shuō)明，這些說(shuō)明相應(yīng)地適用。這也適用于在說(shuō)明風(fēng)能裝置轉(zhuǎn)子葉片時(shí)提及的其他特征和實(shí)施形式，它們也可以與按本發(fā)明的方法相結(jié)合使用，所列舉的各優(yōu)點(diǎn)也是這樣。所述方法特別是可以用于制造根據(jù)本發(fā)明的風(fēng)能裝置轉(zhuǎn)子葉片。例如可以用真空注射法實(shí)現(xiàn)兩個(gè)轉(zhuǎn)子葉片半殼的制造。這里將纖維材料置入半殼模具中。例如利用真空薄膜空氣密封地封閉模具。接著對(duì)模具抽真空并通過(guò)抽吸通道將液態(tài)的塑料材料導(dǎo)入模具中，直到用液態(tài)的塑料材料填滿模具內(nèi)的所有空腔。在塑料材料硬化之后，將各纖維埋入塑料基體。在本發(fā)明中，第一加熱元件和第二加熱元件與第一或第二轉(zhuǎn)子葉片半殼的連接集成到在該制造步驟中，從而可以省去專門(mén)的制造步驟。這樣來(lái)實(shí)現(xiàn)進(jìn)一步的簡(jiǎn)化，即各加熱元件在置入相關(guān)模具時(shí)已可以簡(jiǎn)單地以希望的方式設(shè)置。此外這也意味著節(jié)省時(shí)間，因?yàn)椴煌谑潞蟮恼辰Y(jié)不需要用于粘接劑硬化的附加的時(shí)間。其他優(yōu)點(diǎn)是按這種方式得到的特別牢固的和持久的連接和光滑的表面。在下一個(gè)方法步驟中組裝兩個(gè)轉(zhuǎn)子葉片半殼，如已結(jié)合轉(zhuǎn)子葉片說(shuō)明的那樣。將三個(gè)加熱元件與兩個(gè)半殼連接，如已結(jié)合轉(zhuǎn)子葉片詳細(xì)說(shuō)明的那樣。如上所述，可以同樣實(shí)現(xiàn)在第一、第二和第三加熱元件的葉片尖端側(cè)的端部之間建立電連接，即例如通過(guò)直接接觸或通過(guò)使用專門(mén)的連接件。在另一個(gè)方法步驟中將第一、第二和第三加熱元件的葉片根部側(cè)的端部與各電連接線連接。通過(guò)這些電連接線可以供給電能。特別可靠地實(shí)施所述方法，因?yàn)楦鱾€(gè)步驟，特別是各個(gè)加熱元件的安裝是簡(jiǎn)單的。不會(huì)出現(xiàn)特別的在由現(xiàn)有技術(shù)中已知的方法中由于加熱墊的圈環(huán)形的分布可能出現(xiàn)的困難。在一個(gè)實(shí)施形式中，在制造第一轉(zhuǎn)子葉片半殼和第二轉(zhuǎn)子葉片半殼之后安裝不同于各加熱元件的連接件，該連接件使第一、第二和第三加熱元件的葉片尖端側(cè)的端部導(dǎo)電地相互連接。參閱風(fēng)能裝置轉(zhuǎn)子葉片的連接件的以上說(shuō)明。連接件可以在組裝兩個(gè)轉(zhuǎn)子葉片半殼之后安裝。在第三加熱元件與兩個(gè)半殼連接之前，可以安裝連接件。在安裝第三加熱元件之后，各加熱元件的葉片尖端側(cè)的所有三個(gè)端部導(dǎo)電地相互連接。在一個(gè)實(shí)施形式中，在第三加熱元件與各轉(zhuǎn)子葉片半殼連接之前施加電絕緣層，該絕緣層至少部分地覆蓋第一加熱元件和/或第二加熱元件。第一和/或第二加熱元件的葉片尖端側(cè)的端部特別是可以開(kāi)凹槽。在一個(gè)實(shí)施形式中，在制造第一轉(zhuǎn)子葉片半殼和第二轉(zhuǎn)子葉片半殼時(shí)設(shè)置電絕緣層。因此也可以將絕緣層的施加集成到各個(gè)轉(zhuǎn)子葉片半殼的制造過(guò)程中。在一個(gè)實(shí)施形式中，電絕緣層具有增強(qiáng)纖維層，所述增強(qiáng)纖維與第一轉(zhuǎn)子葉片半殼或第二轉(zhuǎn)子葉片半殼的增強(qiáng)纖維同時(shí)埋進(jìn)塑料基體中。增強(qiáng)纖維可以例如是玻璃纖維或其他電絕緣的纖維材料。因此將電絕緣層的制造集成到相應(yīng)轉(zhuǎn)子葉片半殼的制造步驟中，類似如以上針對(duì)第一和/或第二加熱元件與相應(yīng)的轉(zhuǎn)子葉片半殼的連接說(shuō)明的那樣。


以下借助在五個(gè)附圖中所示的實(shí)施例詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明。其中:圖1用俯視圖示出兩個(gè)并排設(shè)置的分別具有一個(gè)加熱元件的轉(zhuǎn)子葉片半殼，圖2示出圖1的布置結(jié)構(gòu)，包括將兩個(gè)加熱元件的葉片尖端側(cè)的端部相互連接的連接件，圖3示出圖2的布置結(jié)構(gòu)，包括電絕緣層，圖4示出圖3的布置結(jié)構(gòu)，包括第三加熱元件和示意性示出的電源，圖5示出按照本發(fā)明的風(fēng)能裝置轉(zhuǎn)子葉片的橫剖面。
具體實(shí)施例方式所有附圖都是示意性和簡(jiǎn)化的。在所有附圖中采用相同的標(biāo)記。在圖1中第一轉(zhuǎn)子葉片半殼12和第二轉(zhuǎn)子葉片半殼14并排設(shè)置。兩個(gè)轉(zhuǎn)子葉片半殼12、14分別具有前邊緣16和后邊緣18，以及葉片根部20和葉片尖端22。在第一轉(zhuǎn)子葉片半殼12中集成第一加熱元件24，它具有葉片根部側(cè)的端部26和葉片尖端側(cè)的端部28。在第二轉(zhuǎn)子葉片半殼14中集成第二加熱元件30，它也具有葉片根部側(cè)的端部32和葉片尖端側(cè)的端部34。兩個(gè)加熱元件24、30沿相應(yīng)的轉(zhuǎn)子葉片半殼12、14的縱向方向延伸并且分別距轉(zhuǎn)子葉片半殼的前邊緣16具有一定間距。第一加熱元件24和第二加熱元件30分別由碳纖維材料構(gòu)成，所述碳纖維材料埋入一塑料基體中。它們與兩個(gè)轉(zhuǎn)子葉片半殼12、14 一起按真空注射法制造。圖2中示出按和在圖1所示的相同的布置形式的兩個(gè)轉(zhuǎn)子葉片半殼12、14，雖然它們?cè)谒镜姆椒ú襟E的時(shí)刻已可以組裝。附加于結(jié)合圖1已經(jīng)說(shuō)明的各構(gòu)件，圖2示出連接件36，它在第一加熱元件24的葉片尖端側(cè)的端部28與第二加熱元件30的葉片尖端側(cè)的端部34之間建立導(dǎo)電的連接。連接件36由層壓到第一和第二轉(zhuǎn)子葉片半殼12、14上的碳纖維材料構(gòu)成。附加于圖2的各元件，圖3示出電絕緣層38，它完全覆蓋第一加熱元件24和第二加熱元件30。在連接件36的區(qū)域內(nèi)，在第一加熱元件24的葉片尖端側(cè)的端部28與第二加熱元件30的葉片尖端側(cè)的端部34之間，導(dǎo)電層38具有凹槽40。圖4中附加地示出第三加熱元件42，它沿風(fēng)能裝置轉(zhuǎn)子葉片10的縱向方向設(shè)置在凸起邊緣的區(qū)域內(nèi)。第三加熱元件覆蓋在第一轉(zhuǎn)子葉片半殼12和第二轉(zhuǎn)子葉片半殼14的各前邊緣16之間的粘接縫。第三加熱元件42具有葉片根部側(cè)的端部44和葉片尖端側(cè)的端部46。第三加熱元件42的葉片尖端側(cè)的端部46設(shè)置在電絕緣層38的凹槽40的區(qū)域內(nèi)，從而該端部在這里直接接觸連接件36。由此在第三加熱元件的葉片尖端側(cè)的端部46與連接件36之間并因此與第一和第二加熱元件24、30的葉片尖端側(cè)的端部28、34建立電連接。第一加熱元件24的葉片根部側(cè)的端部26與電連接線48連接，第二加熱元件30的葉片根部側(cè)的端部32與電連接線50連接，第三加熱元件42的葉片根部側(cè)的端部44與電連接線52連接。電連接線48、50與電源54的一極連接。電連接線52與電源54的另一極連接。圖4作為電源54示出直流電壓源。同樣也可以采用交流電壓源。圖5示出圖1至4的風(fēng)能裝置轉(zhuǎn)子葉片10在三個(gè)加熱元件24、30、42的中心的縱向位置處的橫剖面圖?？梢钥吹降谝晦D(zhuǎn)子葉片半殼12和第二轉(zhuǎn)子葉片半殼14，它們分別具有前邊緣16和后邊緣18。用粘接劑56在各前邊緣16和各后邊緣18的區(qū)域內(nèi)組裝第一轉(zhuǎn)子葉片半殼12和第二轉(zhuǎn)子葉片半殼14。第一加熱元件24位于第一轉(zhuǎn)子葉片半殼12的外側(cè)上。第二加熱元件30位于第二轉(zhuǎn)子葉片半殼14的外側(cè)上。第一加熱元件24和第二加熱元件30分別具有與相應(yīng)的轉(zhuǎn)子葉片半殼12、14的前邊緣16具有一定的間距。在橫剖面內(nèi)由用玻璃纖維增強(qiáng)的塑料材料構(gòu)成的電絕緣層48位于第一加熱元件24和第二加熱元件30之外。電絕緣層48用真空注射法與相應(yīng)轉(zhuǎn)子葉片半殼12、14的其余的增強(qiáng)纖維和相關(guān)加熱元件24、30 —起埋入塑料基體中。為此將各所述材料置入真空模具中。該制造過(guò)程表現(xiàn)為，對(duì)應(yīng)于所使用的真空模具的表面，由電絕緣層48和轉(zhuǎn)子葉片半殼12,14的各側(cè)面鄰接的部分形成的表面是光滑的。在橫剖面內(nèi)第三加熱元件42也設(shè)置在電絕緣層48之外，第三加熱元件不僅與第一轉(zhuǎn)子葉片半殼12而且與第二轉(zhuǎn)子葉片半殼14相連接。第三加熱元件層壓到兩相互連接的轉(zhuǎn)子葉片半殼12、14上。第三加熱元件42的部分58搭接第一加熱元件24，而第三加熱元件42的部分60搭接第二加熱元件30。附圖標(biāo)記列表10風(fēng)能裝置轉(zhuǎn)子葉片12第一轉(zhuǎn)子葉片半殼14第二轉(zhuǎn)子葉片半殼16前邊緣18后邊緣20各轉(zhuǎn)子葉片半殼的葉片根部側(cè)的端部22各轉(zhuǎn)子葉片半殼的葉片尖端側(cè)的端部24第一加熱元件26第一加熱元件的葉片根部側(cè)的端部28第一加熱元件的葉片尖端側(cè)的端部30第二加熱元件32第二加熱元件的葉片根部側(cè)的端部34第二加熱元件的葉片尖端側(cè)的端部36連接件38 電絕緣層40 凹槽42第三加熱元件44第三加熱元件的葉片根部側(cè)的端部46第三加熱元件的葉片尖端側(cè)的端部48第一加熱元件的葉片根部側(cè)的端部的電連接線50第二加熱元件的葉片根部側(cè)的端部的電連接線52第三加熱元件的葉片根部側(cè)的端部的電連接線54 電源56粘接劑
58第三加熱元件的搭接第一加熱元件的部分60第三加熱元件的搭接第二加熱元件的部分
權(quán)利要求
1.一種風(fēng)能裝置轉(zhuǎn)子葉片(10)，它具有纖維增強(qiáng)的塑料材料和電加熱裝置，所述電加熱裝置具有在葉片根部側(cè)的端部上的各電接頭；其特征在于，風(fēng)能裝置轉(zhuǎn)子葉片由第一轉(zhuǎn)子葉片半殼(12)和第二轉(zhuǎn)子葉片半殼(14)組裝而成，所述第一轉(zhuǎn)子葉片半殼和第二轉(zhuǎn)子葉片半殼由纖維增強(qiáng)的塑料材料構(gòu)成，并且電加熱裝置具有下列部分: 第一加熱元件(24)，所述第一加熱元件具有葉片根部側(cè)的端部(26)和葉片尖端側(cè)的端部(28)并在制造第一轉(zhuǎn)子葉片半殼(12)時(shí)與第一轉(zhuǎn)子葉片半殼(12)的增強(qiáng)纖維同時(shí)通過(guò)液態(tài)的塑料材料的硬化而埋入塑料基體中， 第二加熱元件(30)，所述第二加熱元件具有葉片根部側(cè)的端部(32)和葉片尖端側(cè)的端部(34)并在制造第二轉(zhuǎn)子葉片半殼(14)時(shí)與第二轉(zhuǎn)子葉片半殼(14)的增強(qiáng)纖維同時(shí)通過(guò)液態(tài)的塑料材料的硬化而埋入塑料基體中， 第三加熱元件(42)，所述第三加熱元件與第一轉(zhuǎn)子葉片半殼(12)和第二轉(zhuǎn)子葉片半殼(14)連接并具有葉片根部側(cè)的端部(44)和葉片尖端側(cè)的端部(46)， 其中，第一、第二和第三加熱元件(24、30、42)的葉片尖端側(cè)的端部(28、34、36)導(dǎo)電地相互連接，以及 第一、第二和第三加熱元件(24、30、42)的葉片根部側(cè)的端部(26、32、44)分別與一個(gè)電連接線(48、50、52)連接。
2.按照權(quán)利要求1所述的風(fēng)能裝置轉(zhuǎn)子葉片(10)，其特征在于，第三加熱元件(42)的與第一轉(zhuǎn)子葉片半殼(12)連接的部分(58)和第一加熱元件(24)搭接地設(shè)置，和/或第三加熱元件(42)的與第二轉(zhuǎn)子葉片半殼(14)連接的部分(60)和第二加熱元件(30)搭接地設(shè)置。
3.按照權(quán)利要求1或2所述的風(fēng)能裝置轉(zhuǎn)子葉片(10)，其特征在于，第一加熱元件(24)和/或第二加熱元件(30)和/或第三加熱元件(42)的葉片尖端側(cè)的端部(28、34、46)相互直接接觸。
4.按照權(quán)利要求1或2所述的風(fēng)能裝置轉(zhuǎn)子葉片(10)，其特征在于，第一、第二和第三加熱元件(24、30、42)的葉片尖端側(cè)的端部(28、34、46)經(jīng)由不同于各加熱元件(24、30、42)的連接件(36)導(dǎo)電地相互連接。
5.按照權(quán)利要求3或4所述的風(fēng)能裝置轉(zhuǎn)子葉片(10)，其特征在于，在第三加熱元件(42)的葉片尖端側(cè)的端部(46)與第一和/或第二加熱元件(24、30)的葉片尖端側(cè)的端部(28、34 )之間和/或在其中一個(gè)加熱元件(24、30、42 )的葉片尖端側(cè)的端部(28、34、46 )與連接件(36)之間設(shè)置用于改善電接觸的裝置。
6.按照權(quán)利要求4或5所述的風(fēng)能裝置轉(zhuǎn)子葉片，其特征在于，連接件(36)在風(fēng)能裝置轉(zhuǎn)子葉片(10)的橫截面中觀察設(shè)置在第一加熱元件(24)之外、第二加熱元件(30)之外和第三加熱元件(42 )之內(nèi)。
7.按照權(quán)利要求4至6之一項(xiàng)所述的風(fēng)能裝置轉(zhuǎn)子葉片(10)，其特征在于，連接件(36)具有碳纖維材料。
8.按照權(quán)利要求1至7之一項(xiàng)所述的風(fēng)能裝置轉(zhuǎn)子葉片(10)，其特征在于，在第一和/或第二加熱元件(24、30 ) 與第三加熱元件(42 )之間設(shè)置電絕緣層(38 )。
9.按照權(quán)利要求8所述的風(fēng)能裝置轉(zhuǎn)子葉片，其特征在于，電絕緣層(38)在第一加熱元件(24)和/或第二加熱元件(30)和/或第三加熱元件(42)的葉片尖端側(cè)的端部(28、.34、46)上具有凹槽(40)。
10.一種用于制造風(fēng)能裝置轉(zhuǎn)子葉片(10)的方法，所述風(fēng)能裝置轉(zhuǎn)子葉片具有纖維增強(qiáng)的塑料材料和電加熱裝置，所述電加熱裝置具有在葉片根部側(cè)的端部上的各電接頭，其特征在于下列步驟: 由纖維增強(qiáng)的塑料材料制造第一轉(zhuǎn)子葉片半殼(12)，所述第一轉(zhuǎn)子葉片半殼具有第一加熱元件(24)，所述第一加熱元件具有葉片根部側(cè)的端部(26)和葉片尖端側(cè)的端部(28)，第一加熱元件(24)和纖維增強(qiáng)的塑料材料的增強(qiáng)纖維同時(shí)通過(guò)液態(tài)的塑料材料的硬化而埋入塑料基體中， 由纖維增強(qiáng)的塑料材料制造第二轉(zhuǎn)子葉片半殼(14)，所述第二轉(zhuǎn)子葉片半殼具有第二加熱元件(30)，所述第二加熱元件具有葉片根部側(cè)的端部(32)和葉片尖端側(cè)的端部(34)，第二加熱元件(30)和纖維增強(qiáng)的塑料材料的增強(qiáng)纖維同時(shí)通過(guò)液態(tài)的塑料材料的硬化而埋入塑料基體中， 組裝第一轉(zhuǎn)子葉片半殼(12)和第二轉(zhuǎn)子葉片半殼(14)， 在組裝第一轉(zhuǎn)子葉片半殼(12)和第二轉(zhuǎn)子葉片半殼(14)之后，將具有葉片根部側(cè)的端部(44)和葉片尖端側(cè)的端部(46)的第三加熱元件(42)與第一轉(zhuǎn)子葉片半殼(12)和第二轉(zhuǎn)子葉片半殼(14)連接， 在第一、第二和第三加熱元件(24、30、42)的葉片尖端側(cè)的端部(28、34、46)之間建立電連接， 將第一、第二和第三加熱元件(24、30、42)的葉片根部側(cè)的端部(26、32、44)連接于各電連接線(48、50、52)。
11.按照權(quán)利要求10所述的方法，其特征在于，在制造第一轉(zhuǎn)子葉片半殼(12)和第二轉(zhuǎn)子葉片半殼(14)之后設(shè)置不同于各加熱元件(24、30、42)的連接件(36)，所述連接件將第一、第二和第三加熱元件(24、30、42)的葉片尖端側(cè)的端部(28、34、46)導(dǎo)電地相互連接。
12.按照權(quán)利要求10或11所述的方法，其特征在于，在第三加熱元件(42)與各轉(zhuǎn)子葉片半殼(12、14)連接之前設(shè)置電絕緣層(38)，所述電絕緣層至少部分地覆蓋第一加熱元件(24)和/或第二加熱元件(30)。
13.按照權(quán)利要求12所述的方法，其特征在于，在制造第一轉(zhuǎn)子葉片半殼(12)和第二轉(zhuǎn)子葉片半殼(14)時(shí)設(shè)置電絕緣層(38)。
14.按照權(quán)利要求13所述的方法，其特征在于，電絕緣層(38)具有增強(qiáng)纖維層，該增強(qiáng)纖維層與第一轉(zhuǎn)子葉片半殼(12)或第二轉(zhuǎn)子半殼(14)的增強(qiáng)纖維同時(shí)埋入塑料基體中。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種風(fēng)能裝置轉(zhuǎn)子葉片，它具有纖維增強(qiáng)的塑料材料和具有在葉片根部的端部上的電接頭的電加熱裝置；其特征在于，風(fēng)能裝置轉(zhuǎn)子葉片由纖維的塑料材料構(gòu)成的第一轉(zhuǎn)子葉片半殼和第二轉(zhuǎn)子葉片半殼組裝成，電加熱裝置具有下列部分與第一轉(zhuǎn)子葉片半殼連接的第一加熱元件，它具有葉片根部側(cè)的端部和葉片尖端側(cè)的端部，與第二轉(zhuǎn)子葉片半殼連接的第二加熱元件，它具有葉片根部側(cè)的端部和葉片尖端側(cè)的端部，與第一轉(zhuǎn)子葉片半殼和第二轉(zhuǎn)子葉片半殼連接的第三加熱元件，它具有葉片根部側(cè)的端部和葉片尖端側(cè)的端部，第一、第二和第三加熱元件的葉片尖端側(cè)的端部導(dǎo)電地連接，第一、第二和第三加熱元件的葉片根部側(cè)的端部分別與一電連接線連接。
文檔編號(hào)F03D11/00GK103147931SQ20121043077
公開(kāi)日2013年6月12日 申請(qǐng)日期2012年11月1日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月7日
發(fā)明者A·勒韋, O·倫施勒, P·林特 申請(qǐng)人:德國(guó)恩德能源有限公司