末梢空气接收器的制作方法

1.本发明涉及一种用于风力涡轮机叶片的雷电接收器（receptor）。


背景技术：

2.由于对用于风力涡轮机的叶片的要求趋向于增加长度的叶片，同时提出的需求是：制造具有增加的刚度和比较低的重量的叶片。实现这些特性的一种方法是在叶片的层压结构（laminate）中组合各种类型的纤维，例如，组合玻璃纤维部件和碳纤维部件。因此，与其他类型的纤维组合也是可能的。在所谓的混合层压结构中的例如玻璃纤维与碳纤维的组合具有以下问题：碳纤维吸引雷电，并且直接到层压结构中的雷击可引起对叶片的显著损坏，叶片包括电气地导电的纤维，因为纤维传导电流并因此被加热，这可削弱材料。在由不同的层（包括碳层）制成的复合部件中，碳纤维层中的加热可导致分层（delamination），这削弱了部件。诸如抗剪腹板的其他叶片部件也可包括碳纤维，并因此吸引雷电。
3.由于碳纤维是非常有吸引力的（attractive），故存在以下需求：降低雷电击中到这些部件中并造成损坏甚至可能是灾难性失效的风险。然而，问题不限于含有碳纤维的叶片。
4.带有金属末梢（tip）的风力涡轮机叶片可帮助减少对叶片末梢的损坏。在现存的解决方案中，雷电电流由导体传导，导体从叶片内部的金属末梢延伸到下导体（downconductor）。


技术实现要素：

5.本发明的一个目的是提供一种风力涡轮机叶片，其更不易受到由在末梢端（tip end）附近击中叶片的雷电造成的损坏。
6.发明人已经发现了与预期相反的备选解决方案，该解决方案可降低以下风险：当雷电击中末梢附近时，对风力涡轮机叶片末梢造成损坏。
7.本发明的第一方面提供一种用于风力涡轮机叶片的末梢段（tip section）。末梢段包括：
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中间叶片段，其包括第一壳体部件和第二壳体部件，第一壳体部件形成中间叶片段的第一侧，第二壳体部件形成中间叶片段的第二侧，中间叶片段具有前缘和后缘，并从中间叶片段第一端延伸到中间叶片段第二端，
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末梢部件，其形成末梢段的端，并且已经刚性地附接到中间叶片段第一端，末梢部件具有外表面，外表面包括金属区域，
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多件（a number of）一个或多个表面（superficial）金属条，它们沿中间叶片段的外表面延伸。
8.风力涡轮机叶片上的已知的金属末梢在损坏时非常难以更换，因为它们并不是在考虑更换的情况下附接的。它们被牢固地附接在叶片壳体内部，并且因此难以接近（access），更不用说以可靠的方式更换。
9.本发明通过以下来缓解这个问题：将金属部件提供为单独的末梢模块——末梢段——的部件，其相对容易更换。更换简单地通过以下来执行：移除已被雷电损坏的末梢段，并且附接新的末梢段。
10.壳体部件基本上是不导电的，例如由包括玻璃纤维增强复合材料的材料制成。壳体部件可完全由复合材料制成，诸如由玻璃纤维增强复合材料制成。可包括碳纤维，但由于碳纤维在一定程度上增加了导电性，因此增加了雷电击中基本上不导电的壳体部件的风险。
11.在一些实施例中，表面金属条中的至少一个（诸如所有）的长度是在20-210 cm的范围内，诸如在20-160 cm的范围内，诸如在30-110 cm的范围内，诸如在30-60 cm的范围内。与经常超过50 m的典型叶片长度相比，这是相对短的。因此，与典型叶片相比，金属条是相对短的。然而，它提供了足够的附加表面，以显著降低以下风险：雷电击中基本上不导电的壳体部件。
12.在一些实施例中，表面金属条中的至少一个（诸如所有）的宽度是在30-100 mm的范围内。这在不增加非必要重量的情况下提供了良好的面积（areal）覆盖率和导电性。
13.例如，宽度是垂直于末梢段的纵向轴线测量的，所述纵向轴线典型地与叶片的纵向轴线重合，末梢段被制造为用于叶片。备选地，可沿末梢段的局部弦来测量。备选地，测量是关于在末梢段的前缘与后缘之间的半途（halfway）延伸的（在某些情况下是弯曲的）线来进行的。对于矩形金属条而言，宽度简单地是金属条的较短侧，并且长度是较长侧。本领域技术人员将领会的是，取决于金属条的形状，评估长度和宽度需要的是更不刻板的定义。例如，长形锥形金属条具有沿着金属条的纵向轴线变化的宽度。
14.在一些实施例中，表面金属条中的至少一个（诸如所有）的厚度为在2-30 mm的范围内，诸如在2-20 mm的范围内，诸如在2-10 mm的范围内，诸如在2-5 mm的范围内。厚度典型地确定为金属条在与壳体部件相垂直的方向上的延展程度（extent），金属条布置在壳体部件上。在带有用于容纳金属条的凹部的壳体部件中，凹部的深度基本上对应于金属条的厚度，以使金属条与周围的壳体部件平齐。
15.厚度可沿金属条变化，但恒定的横截面面积是有利的。带有恒定厚度的金属条容易制造，例如，通过将其从金属的板上切割出。
16.在一些实施例中，末梢部件的长度是最大500 mm，诸如在5-500 mm的范围内，诸如在30-500 mm的范围内，诸如在30-200 mm的范围内，诸如在30-100 mm的范围内。在一些实施例中，末梢部件的暴露部分的长度是在10-500 mm的范围内，诸如在10-300 mm的范围内，诸如在10-200 mm的范围内，诸如在30-100 mm的范围内。末梢部件的长度例如可根据以上与金属条的长度相关的示例来确定。
17.在一些实施例中，末梢段的至少一个表面金属条布置在距前缘和后缘一定距离处，即，并不与前缘或后缘接触。在一些实施例中，末梢段的每个表面金属条均布置在距前缘和后缘一定距离处，即，并不与前缘或后缘接触。在一些实施例中，距前缘和后缘的距离是至少5 cm，诸如至少10 cm，诸如至少20 cm。优选地，将末梢段的至少一个（优选地全部）表面金属条放置在中间叶片段的最厚部分附近。
18.在一些实施例中，至少一个表面金属条的中心线的弦向位置落在范围x=0.2至x=0.7中，诸如在范围x=0.3至x=0.6中，其中x是弦向翼型坐标，并且x=0与翼型前缘重合，并且
x=1与翼型后缘重合。此类位置有利于保护叶片，并且同时保护金属条免受显著的磨损。此外，在此范围内的表面曲率通常足够低，使得具有足够电导（conductance）的完全平的金属条可容纳在壳体的表面上的凹部中，使末梢段的制造更容易。
19.在一些实施例中，一个或多个表面金属条基本上平行于中间叶片段的纵向轴线。至少金属条在由纵向轴线和局部弦限定的平面上的投影可为平行于纵向轴线，或者至少在0-20度的角度内，诸如在0-15度内，诸如在5-15度内。应当注意的是，金属条在垂直于局部弦的平面上的投影典型地与中间叶片段的纵向轴线形成角度，因为金属条跟随壳体部件的表面，壳体部件的表面在朝向中间叶片段的第二端的方向上从纵向轴线偏离，因为壳体朝向根部端加厚。
20.在一些实施例中，一个或多个表面金属条布置在壳体部件中的对应凹部中，以实现齐平表面。与如果将金属条布置在已有的空气动力学轮廓上相比，这可导致更好的噪声性能。
21.在一些实施例中，一个或多个表面金属条布置在末梢部件中的对应凹部中，以实现齐平表面。
22.在一些实施例中，表面金属条的数量正好是一个。一个金属条布置在第一壳体部件上或在第二壳体部件上。
23.在一些实施例中，末梢段进一步包括：
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下导体耦合器，其布置在中间叶片段内部，末梢部件仅经由一个或多个表面金属条来电气地连接到下导体耦合器。
24.以上“仅”一词的使用表示：末梢部件并不经由从末梢部件直接地延伸到下导体耦合器的导体来电气地连接到下导体耦合器，或经由中间叶片段的内部而非外部来电气地连接到其他下导体元件。已经由发明人发现的是，通过排除此类导体，实际上可降低末梢损坏的风险，这与预期相反。壳体部件在末梢附近是相对薄的，并且事实上存在以下显著风险：雷电从外部闪络（flash over）到位于壳体内部靠近末梢端的导体。本发明的实施例缓解了这个问题。
25.在一些实施例中，下导体耦合器包括金属件，诸如实心金属件，金属件延伸到第一壳体部件的外表面，金属件在此处电气地连接到正好一个金属条。
26.在一些实施例中，表面金属条的数量正好是两个，并且两个表面金属条中的第一金属条布置在中间叶片段的第一侧上，并且两个表面金属条中的第二金属条布置在中间叶片段的第二侧上。这比仅具有一个条提供了更好的性能。虽然单个金属条吸引雷电，但试验已经示出的是，存在以下显著的风险：雷电并不附着到一个金属条，而是附着到相对侧，引起对壳体部件的损坏。两个金属条被布置在相应侧上，并不覆盖中间叶片段的前缘或后缘。
27.在一些实施例中，下导体耦合器包括金属件，诸如实心金属件，其延伸到第一壳体部件的外表面，金属件在此处电气地连接到第一金属条，并且金属件进一步延伸到第二壳体部件的外表面，金属件在此处电气地连接到第二金属条。此类金属件延伸到外表面，也作为雷电接收器。金属件可通过接合一个或多个单独的金属件制成，每个金属件可由相同或不同的金属或金属合金制成。
28.备选地，下导体耦合器可包括一个或多个线缆，如通常使用的那样，所述线缆附接到布置在第一和/或第二壳体部件中的相应的单独的雷电接收器，而不是下导体耦合器是
也用作雷电接收器的金属件。布置在壳体部件中的单独的雷电接收器是众所周知的。在壳体部件中，它们典型地布置在壳体部件中的对应凹部中，或布置在壳体部件中的对应通孔中，并且典型地暴露在壳体部件的外表面处。
29.在一些实施例中，中间叶片段的长度是在15-200 cm的范围内，诸如在15-100 cm的范围内，诸如在20-70 cm的范围外，诸如在30-60 cm的范围内。例如，段的长度可根据以上给出的与金属条的长度相关的示例来测量。
30.在一些实施例中，末梢部件完全是金属的。这提供了特别稳健的解决方案。由若干部件制成的末梢部件更容易被损坏和断裂开。
31.在一些实施例中，例如使用环氧树脂或聚氨酯或等效材料，将末梢部件粘合到中间叶片段。
32.在一些实施例中，末梢部件是中空的。与使用实心末梢部件相比，这减轻了重量，并允许粘合材料附着到更大的表面面积。
33.在一些实施例中，金属条中的一个或多个随后附接到末梢部件，诸如通过螺钉器件或螺栓器件或者通过焊接或它们的组合。在一些实施例中，末梢部件以及金属条中的一个或多个（诸如所有金属条）是一体地形成的。这消除了对必须随后将金属条附接到末梢部件的需求。
34.在一些实施例中，末梢部件由铜或铜合金制成，诸如铜-碲（cw118c/c109）。可使用其他金属或合金。
35.在一些实施例中，一个或多个金属条由铜或铜合金制成，诸如铜-碲（cw118c/c109）。可使用其他金属或合金。
36.在一些实施例中，表面金属条中的至少一个（诸如所有）的长度是在20-210 cm范围内，表面金属条中的至少一个（诸如所有）的宽度是在30-100 mm范围内，表面金属条中的至少一个（诸如所有）的厚度是在2-30 mm范围内，并且末梢部件的长度是在30-200 mm范围内。此组合是非常有利的，因为它在例如性能与重量之间取得了良好的平衡。特别地，性能指的是：降低雷电击中末梢段的基本上不导电的壳体部件的风险。
37.在一些实施例中，一个或多个金属条的总表面积最多是末梢段的总暴露金属面积的8倍，诸如在2-8倍范围内，诸如在末梢部件的总暴露金属面积的3-6倍范围内。末梢部件可延伸到中间叶片段中，但此区域对吸引雷电的贡献不大。在某些情况下，一个或多个金属条相对的总表面积与末梢部件的总暴露金属面积之间的比的限制是重要的，因为它在性能与重量之间提供了特别良好的平衡。
38.在一些实施例中，末梢段进一步包括不导电的屏障，诸如实心屏障，诸如由聚氨酯或环氧树脂制成的实心屏障，所述屏障适于将末梢部件与下导体耦合器电气地隔离。这可显著降低在末梢部件与叶片内部的导电部件（诸如下导体耦合器、碳基梁帽或其他导电元件）之间发生闪络（flashover）的风险。
39.在第二方面中，本发明提供一种具有根部端和末梢端的风力涡轮机叶片。风力涡轮机叶片的特征至少在于其包括根据第一方面的末梢段的实施例。
40.在一些实施例中，风力涡轮机叶片包括第一叶片部件，其具有翼型区域、可连接到风力涡轮机毂部的根部端以及与根部端相对的第一端，第一叶片部件的第一端在末梢段的中间叶片段的第二端处刚性地接合到末梢段。第一叶片部件和中间叶片段以这样的方式进
行调整，以便在接合在一起时形成平滑的空气动力学轮廓。优选的是，该组合导致本领域技术人员将认为有利的叶片形状。因此，有利的是中间叶片段的第二端以及第一叶片部件的第一端具有基本上相同的横截面。否则，组合的表面将跨过两个部件之间的界面剧烈地变化，并且空气动力学特性将受损。在一些实施例中，第一叶片部件在第一端处的壁的厚度包括台阶，所述台阶与中间叶片段的壁重叠，以形成齐平叶片表面。这在第一叶片部件与末梢段之间提供了特别牢固的连接。
41.例如，第一叶片部件和末梢段可使用粘合剂和/或通过机械紧固器件来接合。
42.在一些实施例中，一个或多个表面金属条基本上平行于第一叶片部件的纵向轴线。
43.在第三方面中，本发明提供一种制造风力涡轮机叶片的方法，风力涡轮机叶片具有根部端和末梢端。所述方法包括：
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提供第一叶片部件，其具有翼型区域、可连接到风力涡轮机毂部的根部端以及与根部端相对的第一端，
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提供根据本发明的第一方面的实施例的末梢段，并且
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将第一叶片部件的第一端刚性地接合到末梢段的中间叶片段的第二端。
44.在第三方面的一些实施例中，第一叶片部件包括（一个或多个）雷电接收器和下导体耦合器，或者作为单独的元件，或者使用下导体兼作（doubling）雷电接收器，如以上讨论的那样。在接合第一叶片部件和末梢段时，一个或多个金属条接合到（一个或多个）雷电接收器，例如，通过螺钉器件或螺栓器件或者通过焊接或它们的组合。在其中金属件兼作（一个或多个）雷电接收器的情况下，金属条可附接到金属件，例如通过螺钉器件或螺栓器件或者通过焊接或它们的组合。
45.在第三方面的一些实施例中，下导体耦合器是末梢段的部件。
46.如可见的那样，本发明提供一种相对容易地制造风力涡轮机叶片的方法，风力涡轮机叶片具有金属末梢，金属末梢在遭受雷电损坏之后相对易于更换。
47.在一些实施例中，所述方法进一步包括：将第一下导体附接到下导体耦合器，第一下导体可布置成将雷电电流从下导体耦合器朝向叶片的根部端传导，诸如从下导体耦合器传导到根部端。第一下导体可由沿叶片的若干段组成，或者其可为单个的一体的导体，诸如单个线缆段。第一下导体可包括单个电流路径或者两个或更多个并联的电流路径。
48.在一些实施例中，所述方法进一步包括：在将第一下导体附接到下导体耦合器之后，用诸如聚氨酯或环氧树脂的不导电材料来包围下导体耦合器。
49.在一些实施例中，所述方法进一步包括：在末梢段内部添加不导电的屏障，诸如实心屏障，诸如由聚氨酯或环氧树脂制成的实心屏障，所述屏障适于将末梢部件与下导体耦合器电气地隔离。这降低了从末梢部件到下导体耦合器的闪络的风险。可使用其他介电材料。
50.本发明的第四方面提供一种用于风力涡轮机叶片的末梢段。末梢段包括：
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中间叶片段，其包括第一壳体部件和第二壳体部件，第一壳体部件形成中间叶片段的第一侧，第二壳体部件形成中间叶片段的第二侧，中间叶片段具有前缘和后缘，并从中间叶片段第一端延伸到中间叶片段第二端，
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下导体耦合器，其布置在中间叶片段内部，以及
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末梢部件，其形成末梢段的端，并且已经刚性地附接到中间叶片段第一端，末梢部件具有外表面，外表面包括金属区域，末梢部件仅经由沿中间叶片段的外表面延伸的多件一个或多个表面金属条来电气地连接到下导体耦合器，每个表面金属条经由布置在中间叶片段的第一侧上或在中间叶片段的第二侧上的对应的雷电接收器来连接到下导体耦合器。
附图说明
51.下面将参考附图中所示的实施例详细解释本发明。
52.图1图示了风力涡轮机。
53.图2示出了风力涡轮机叶片的示意性视图。
54.图3示出了根据本发明的实施例的风力涡轮机叶片的示意性视图。
55.图4示意性地图示了根据本发明的实施例的末梢段。
56.图5示意性地图示了根据本发明的实施例的末梢段的横截面视图。
57.图6示意性地图示了根据本发明的实施例的末梢段的横截面视图。
58.图7示意性地图示了根据本发明的实施例的末梢段。
59.图8示意性地图示了根据本发明的实施例的末梢段。
60.图9示意性地图示了根据本发明的实施例的末梢段的横截面视图。
61.图10至图11示意性地图示了用于末梢段的金属条。
62.图12图示了末梢段的部件的示例性长度定义。
63.图13至图16图示了接合到第一叶片部件的末梢段。
具体实施方式
64.在下文中将参考附图更详细地描述本发明的实施例。在全文中，相同的参考标记可表示相同的元件。附图示出了实施本发明的选定方法，并且将不会被解释为是限制性的。
65.图1图示了根据所谓“丹麦概念”的常规现代迎风式风力涡轮机2，其具有塔架4、机舱6和转子，转子具有大致水平的转子轴。转子包括毂部8和从毂部8径向地延伸的三个叶片10，每个叶片具有最靠近毂部的叶片根部16和最远离毂部8的叶片末梢14。
66.图2示出了风力涡轮机叶片10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，并且包括：最靠近毂部的根部区域30、最远离毂部的成型或翼型区域34、以及在根部区域30与翼型区域34之间的过渡区域32。叶片10包括前缘18和后缘20，当叶片安装在毂部上时，前缘18面朝叶片10的旋转的方向，后缘20面朝前缘18的相反方向。叶片10的最外点是末梢端15，末梢端15与附接到风力涡轮机毂部8的根部端31相对。
67.风力涡轮机的翼型区域34（也称为成型区域）具有关于产生升力方面的理想的或近乎理想的叶片形状，而由于结构考虑，根部区域30具有基本上圆形或椭圆形的横截面，这例如使得将叶片10安装到毂部更容易且更安全。根部区域30的直径（或弦）可沿整个根部区域30是恒定的。过渡区域32具有从根部区域30的圆形或椭圆形形状向翼型区域34的翼型轮廓逐渐变化的过渡轮廓。过渡区域32的弦长典型地随着距毂部的距离r的增加而增加。翼型区域34具有翼型轮廓，所述翼型轮廓带有在叶片10的前缘18与后缘20之间延伸的弦。弦的宽度随着距毂部的距离的增加而减小。
68.叶片10的肩部40被限定为其中叶片10具有其最大弦长的位置。肩部40典型地设置在过渡区域32与翼型区域34之间的边界处。图2还图示了叶片的纵向延展程度lb，长度或纵向轴线。
69.应注意到的是，叶片的不同段的弦通常并不位于同一平面上，因为叶片可扭转和/或弯曲（即，预弯），因此提供具有相应地扭转和/或弯曲的线路的弦平面，这最常见于以下情况：为了补偿叶片的局部速度，局部速度取决于距毂部的半径。
70.叶片典型地由压力侧壳体部件36和吸力侧壳体部件38制成，压力侧壳体部件36和吸力侧壳体部件38沿在叶片10的前缘18和后缘20处的粘合线胶接到彼此。
71.图3示出了根据本发明的实施例的风力涡轮机叶片300。一般地，它类似于图2中所示的已知的风力涡轮机叶片10。然而，末梢区域不同于已知的风力涡轮机叶片末梢。叶片300具有第一叶片部件330，第一叶片部件330从根部端31延伸到第一端323，根部端31最终附接到风力涡轮机毂部。第一端323附接到末梢段，末梢段具有中间叶片段310和末梢部件312，末梢部件312附接到中间叶片段310的第一端321。末梢部件312由诸如铜的金属制成。在中间叶片段310的外表面上的金属条314将金属末梢连接到布置在中间叶片段中的雷电接收器（在此图中不可见，因为其被金属条314覆盖）。雷电接收器连接到中间叶片段内部的下导体耦合器，并且下导体耦合器进一步耦合到在叶片300内部的可将雷电电流传导到地面的下导体。
72.图4图示了根据本发明的实施例的末梢段301，诸如用于用作图3中所示的风力涡轮机叶片的末梢段。其从图3中的风力涡轮机叶片的吸力侧可见。末梢段具有中间叶片段310，包括壳体部件310a和310b，从第一端321延伸到第二端322。中间叶片段的吸力侧壳体部件310a是可见的。壳体部件310b在图5中示出。末梢段301进一步包括金属末梢312，金属末梢312附接在中间叶片段310的第一端321处。在此示例中，末梢段301包括：在中间叶片段内部的下导体耦合器316、以及在吸力侧310a上的金属条314a。出于图示的目的，标识了叶片300的第一叶片部件330，示出了末梢段如何在第二端322处连接到第一叶片部件330的第一端323。第一叶片部件330从根部端31（见图3）延伸到第一叶片部件330的第一端323。第一叶片部件330和末梢段301共同构成风力涡轮机叶片300。代替地，下导体可以是第一叶片部件330的部件。
73.金属末梢312吸引雷电，雷电通常很可能击中在风力涡轮机叶片的末梢端15处。金属条314a提供从金属末梢312到下导体耦合器316的导电路径，在最终风力涡轮机叶片中，这将会把金属末梢电气地耦合到叶片下导体。末梢段的外表面上的金属条提供从金属末梢312到下导体耦合器316的仅有的导电路径。已经发现的是，通过不在壳体内部提供从末梢到下导体的导体，实际上降低了内部损坏的风险。靠近末梢的壳体是非常薄的，这意味着存在以下显著风险：从末梢的外部到位于末梢内部的导体的雷电闪络。金属条还增加了雷电可被吸引到的金属区域。
74.在本示例中，末梢段还包括在末梢段内部的绝缘体318，绝缘体318包围下导体耦合器316。例如，绝缘体可由聚氨酯或环氧树脂制成。
75.图4还图示了下导体线缆（351/352）可如何在最终叶片中附接的示例。在这种情况下，这是通过以下来实现：使用与下导体耦合器316连结的螺钉341，将下导体线缆靴342附接到下导体耦合器316。这在下文更详细地示出。绝缘体318、线缆靴342、螺钉341和下导体
线缆351/352用虚线示出，因为它们位于壳体部件310a的后面。
76.所注意到的是：绝缘体318、线缆靴342、螺钉341和下导体线缆351/352并非末梢段301的必要部件，而是被图示来示出如在风力涡轮机叶片（诸如图3中图示的叶片300）中使用的末梢段301。
77.还指示了前缘18和后缘20。
78.在图4中的实施例中，金属条314a长500 mm，宽50 mm，并且厚1 mm，并且金属末梢312长100 mm。长度沿中间叶片段的纵向轴线测量，中间叶片段的纵向轴线与线a-a重合。这些尺寸提供了足够的导电性，以在对金属条314a造成有限损坏的情况下传导非常强烈的雷击。
79.在此示例中，金属条314a在由纵向轴线和弦限定的平面上的投影平行于纵向轴线。然而，备选地，所述投影可与纵向轴线形成角度。注意的是，金属条到垂直于弦的平面上的投影典型地与纵向轴线形成角度，因为金属条跟随壳体部件310a的表面，壳体部件310a的表面在朝向第二端322的方向上从纵向轴线偏离，因为壳体的厚度在该方向上增加。
80.在图4中所示的实施例中，金属条314a的中心线大致定位在第二端322处在x=0.32处，并且在第一端321处在x=0.45处。在本实施例中，翼型轮廓使得金属条314a进一步靠近中间叶片段的最大厚度的点。这导致金属条314a上的来自灰尘和类似物的低的磨损。
81.图5图示了图4中所示的末梢段301沿线a-a的横截面。壳体侧310a（吸力侧）和310b（压力侧）两者都是可见的，并且每一侧具有金属条314a、314b，金属条314a、314b将金属末梢312连接到下导体耦合器316。下导体耦合器316由绝缘材料318包围。下导体耦合器316延伸到壳体侧310a和310b的外表面，并且因此也作为在中间叶片段310的任一侧上的雷电接收器。
82.稍后描述末梢部件312可如何附接到中间叶片段310的示例。
83.图5进一步指示了在下导体线缆351、353上的两个线缆靴，下导体线缆351、353附接到下导体耦合器316。在此视图中，下导体线缆351、353、线缆靴342和螺钉341用虚线示出，因为它们位于下导体耦合器316和绝缘材料318的后面。
84.还图示了第一叶片部件330，末梢段最终连接到第一叶片部件330，类似于图4。
85.金属条314a、314b在一个端处连接到金属末梢312，并且在另一个端处连接到下导体耦合器316，由此在金属末梢313与下导体耦合器316之间提供电气连接。如所见的那样，由于以上描述的原因，在末梢段的内部上并不存在将金属末梢312连接到下导体耦合器316的导体。
86.在图5中，金属条314a、314b示出为在相应壳体部件310a、310b之上升起，以易于辨别部件。然而，为了消除噪音，金属条优选地与壳体部件310a、310b齐平，如图6中图示的和下文描述的那样。例如，这可通过以下来实现：使侧面310a、310b形成为带有凹部，凹部具有容纳相应金属条314a、314b的形状。这同样应用在末梢部件312处，末梢部件312优选地具有类似地容纳金属条314a、314b的凹部。
87.图6图示了图4中所示的末梢段301沿线b-b（见图4）的横截面。在此视图中，壳体侧310a（吸力侧）和310b（压力侧）两者都是可见的。每一侧具有金属条314a、314b，金属条314a、314b将金属末梢312连接到下导体耦合器316。在此视图中，金属条314a、314b示出为布置在对应的壳体部件310a、310b中的凹部中，这允许末梢段的表面具有更空气动力学的
形状。这防止由金属条314a、314b产生噪音和湍流。
88.在图6中所示的横截面b-b处，金属条314a的中心线大约位于x=0.33处。如关于图4所讨论的那样，这靠近中间叶片段310的最大厚度的点，如在图6中可见的那样。这导致来自灰尘和类似物的低磨损。同样的考虑应用于金属条314b，如也在图6中示出的那样。
89.作为示例，图6进一步示出了四个导体线缆靴342，四个导体线缆靴342用相应的螺钉341连接到下导体耦合器，对应于四个下导体线缆，包括图4和图5的线缆351、352、353。线缆并未在图6中指示。
90.如图4至图5中图示的那样，下导体耦合器316、线缆靴342和螺钉341被绝缘材料318包围。
91.在图6中还指示了前缘18和后缘20。
92.图7图示了与图4至图6的末梢段301相类似的末梢段302。图7示出了：在一些实施例中，金属条314a可如何用紧固器件361（诸如多件螺栓或螺钉，在此示例中，在任一端中的四个螺栓）紧固到下导体耦合器316和金属末梢312。
93.金属末梢312也可与金属条314a、314b中的一个或多个一体地形成。螺栓或螺钉可用来将金属条紧固到下导体耦合器316。
94.图8图示了末梢段303，在其中金属末梢312使用例如环氧树脂附接到中间叶片段310，以产生粘合的环氧树脂件370（下文在图9中进一步图示）。环氧树脂件370从中间叶片段310内部延伸并且到金属末梢312中，由此将二者粘合在一起。环氧树脂件370位于中间叶片段310和金属末梢312内部，并因此已经由示意性虚线371、372指示，示意性虚线371、372指示环氧树脂件370的两个端371、372。图9图示了图8中所示的末梢段303沿线c-c的横截面，示出了环氧树脂件370在中间叶片段310与金属末梢312之间延伸，并将它们粘合在一起。环氧树脂件370的另一个优点是：它提供了介电屏障，介电屏障降低从金属末梢312到叶片内部的电气地导电的构件（诸如碳纤维增强翼梁部件）的闪络的风险。端371、372并不一定如由图8和图9中环氧树脂件370的平面端所指示的那样是规则的。
95.图10独立地图示了来自图4的金属条314a。此示例中，金属条是矩形的，具有长度l
strip
和宽度w
strip
。如关于图4描述的那样，金属条314a长500 mm，宽50 mm，并且厚 1mm。然而，可根据需求选择其他参数。
96.图11图示了锥形的金属条1114，其在一个端处具有一个宽度w1，并且在另一个端处具有不同的宽度w2，以及长度l
strip
。根据情况，可使用与图10至图11中所示的那些形状不同的形状。
97.图12图示了中间叶片段（壳体部件310a）的长度l
int
、末梢部件312的长度l
tip
和金属条314a的长度l
strip
的示例性定义。图12中的末梢段是图4中所示的末梢段301。在此示例中，长度通常是关于叶片的纵向轴线测量的。
98.图13至图16图示了末梢段1301可如何附接到第一叶片部件330的示例。
99.参见图13，此实施例中的第一叶片部件330已经制造为带有第一段1331，第一段1331从第二段1332在第一叶片部件的端1305附近成向下台阶（step down）。根据本发明的第一方面，将要附接到第一叶片部件330上的末梢段1301包括：第一中间叶片段310、末梢部件312以及在中间叶片段310的表面上的金属条314a。在图14中示出了图13中所指示的横截面d-d，其更详细地图示了第一叶片部件中从段1332到段1331的台阶。例如，所述台阶可在
具有对应的台阶的模具中制成。
100.第一叶片部件330还包括金属件316，金属件316将第一侧310a延伸到第二侧310b。金属件在任一侧上兼作雷电接收器。
101.从第二段1332到第一段1331的台阶构造为与中间叶片段310的内表面连结。图15示出了：第一叶片部件330已经与末梢段1301的中间叶片段310接合。在此实施例中，中间叶片段310的壁的厚度是诸如与第一叶片部件330的第一段1331一起形成壁，所述壁的厚度等于在第一段1331附近的第一叶片部件330的第二段1332的厚度。通过此设计，在第一叶片部件330和末梢段1301接合之后，需要很少的精加工来实现齐平表面。
102.中间叶片段310具有切口1340，切口1340可容纳金属件316，由此末梢段可容易地滑到第一叶片部件上。
103.可使用粘合剂将中间叶片段310的内表面粘附到第一叶片部件330的第一段1331的表面，由此获得完整的壳体。为了简单起见，并且根据图13中的横截面d-d的标识，横截面d-d并不包括末梢部件312，因此末梢部件312并不是图14和图15的部件。
104.图16图示了组合的第一叶片部件330和末梢段1301，其中金属条314a被螺栓连接到金属件316。如上文描述的那样，第一叶片部件的端1305位于中间叶片段310内部。
105.如果末梢段1301变得损坏到临界程度，其可由新的末梢段更换。为了做到这样，在第一叶片部件330的第一段1331的端处，即在端1305处，切割穿透叶片。然后，将与段1331重叠的来自损坏的末梢段的损坏的中间叶片段的材料研磨掉，以恢复从第一叶片部件330的第一段1331到第二段1332的台阶。然后，新的末梢段可接合到第一叶片部件330。
106.参考符号列表2
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风力涡轮机4
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塔架6
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机舱8
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毂部10
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叶片14
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叶片末梢15
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末梢端16
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叶片根部18
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前缘20
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后缘30
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根部区域31
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根部端32
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过渡区域34
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翼型区域36:
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压力侧壳体部件38:
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吸力侧壳体部件40
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肩部300
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风力涡轮机叶片301-303
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末梢段
310
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中间叶片段310a、310b
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中间叶片段侧312
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末梢部件314
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金属条314a、314b
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金属条316
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雷电接收器/实心金属件.下导体耦合器318
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用于实心金属件的绝缘体321
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中间叶片段第一端322
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中间叶片段第二端323
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第一叶片部件第一端330
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第一叶片部件341
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螺钉342
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线缆靴351-353
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下导体线缆361、362
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紧固器件、螺栓、螺钉370-372
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环氧树脂件1114
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金属条1301
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末梢段1305
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第一叶片部件边缘1331
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第一叶片部件的第一段1332
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第一叶片部件的第二段1340
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切口lbꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
叶片的长度/ 纵向轴线l
tip
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末梢部件的长度l
int
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中间叶片段的长度l
strip
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金属条的长度w
strip
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金属条的宽度w1、w2ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
金属条的宽度