1.本发明涉及一种风力涡轮机叶片组件，其包括：
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风力涡轮机叶片，其具有用于连接到风力涡轮机的轮毂的叶片根部，
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组件末梢，其由风力涡轮机叶片的叶片末梢或附接到风力涡轮机叶片的叶片末梢的风力涡轮机叶片附加件的附加件末梢形成，其中，该风力涡轮机叶片组件跨越从叶片根部到组件末梢的长度，以及
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防雷系统，其包括处于风力涡轮机叶片内部的内部引下线（down conductor）和具有至少一个接收器的多个接闪器（air termination）装置，该接收器导电地耦接到该引下线。
2.本发明还涉及一种用于制造具有风力涡轮机叶片附加件的这种风力涡轮机叶片组件的方法。
背景技术：3.现代风力涡轮机通常包括塔架，机舱和轮毂被安装在该塔架的顶部上。风力涡轮机叶片在其叶片根部处安装到该轮毂。由于风力涡轮机趋向于变得更高和/或风力涡轮机叶片趋向于变得更长，因此在风力涡轮机叶片末梢的区域中雷击的可能性增加。雷击冲击的可能性在叶片末梢端部处最高，并且通常朝向叶片根部降低。
4.在本领域中还提出了用所谓的末梢附加件（风力涡轮机叶片附加件）、例如延伸件和/或小翼来改装风力涡轮机叶片。在本发明的上下文中，风力涡轮机叶片组件可以是没有风力涡轮机叶片附加件的风力涡轮机叶片，或者安装有风力涡轮机叶片附加件（末梢附加件）的风力涡轮机叶片。在改装的风力涡轮机叶片中，风力涡轮机叶片附加件的端部可成为风力涡轮机叶片组件的新末梢端部，使得在下文中，术语“组件末梢”是指没有末梢附加件的风力涡轮机叶片的叶片末梢，或者带有末梢附加件的风力涡轮机叶片的附加件末梢。使用风力涡轮机叶片附加件增加了有效叶片长度。因此，在这种情况下，风力涡轮机叶片附加件是具有受雷击影响的最高风险的部件。风力涡轮机叶片附加件以及风力涡轮机叶片的叶片末梢可由高度易受闪电影响的非导电材料制成。
5.为了保护风力涡轮机叶片组件的部件免受雷击，使用了防雷系统（lps）。这样的防雷系统通常包括闪电接收器，其也称为接闪点（air termination point），并且通常是接闪器装置的一部分，该接闪器装置另外包括接闪器基部。lps还包括闪电引下线和处于风力涡轮机的土壤中的接地。虽然闪电接收器通常放置在风力涡轮机叶片组件的表面上，但对于引下线，它们可被安装在风力涡轮机叶片的内侧或外侧上。通常，已选择将引下线安装在风力涡轮机叶片的内侧上，以保持叶片表面的空气动力学特性。然而，还已提出了用于风力涡轮机叶片的外部引下线的概念和产品。
6.例如，在a.s. ayub等人在日本名古屋举行的2015年亚太国际雷电会议（2015 asia-pacific international conference on lightning （apl），nagoya，japan）上的一篇文章“external lightning protection system for wind turbines blades
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further considerations”中解决了一个问题：单个外部引下线是否可部署在对空气动力学性能影响最小的最佳位置。结果显示，在叶片的后缘或前缘处空气动力学特性下降最少，这表明在该区域中安装外部引下线可能是可行的。
7.此外，jomitek还提出了一种名为“fluorogrip ls-1000 lightning tape”的产品，以支持对已安装叶片的改造保护。以这种方式，内部部分和表面的电位应相等。
8.然而，这些解决方案也有缺点。具有内部引下线会增加闪电穿透到层压件中的风险，这是因为其会附着到从它们发出的拖缆（streamer），从而导致结构损伤和可能的水的爆发性膨胀。绝缘材料在使用时会增加风力涡轮机叶片的重量。如果使用金属网作为外部引下线，则使用寿命有限，并且需要经常维护。这样的网通常基于铜和铝，使得它们也可能经历腐蚀。与碳基材料结合时的电偶腐蚀（galvanic corrosion）是另一个问题。
9.外部防雷系统也可能具有空气动力学和噪声约束。为了最大限度地减少这些，外部引下线被制造为具有非常薄的厚度。诸如带条（tape）的外部引下线可能具有有限的使用寿命。例如，上面引用的jomitek的防雷带条通常只能承受200 ka的一次雷击。因此，带条表现为易损部分，并且需要昂贵的现场维护。然而，一个关键约束是机械应变，特别是挥舞向（flap-wise）和摆振向（edge-wise）的弯曲。这特别适用于当沿风力涡轮机叶片的全长采用该带条时，因为其必须通过高应变位置。此外，基于粘合剂的外部引下线的安装受到源自风的剥离力的挑战。
10.关于风力涡轮机叶片附加件，特别是延伸件和/或小翼，在现有技术中也已提出了用于防雷的方法。例如，在尚未公开的欧洲专利申请ep 18 196 894.2中，内部引下线可连接到或连接到转子叶片的相应内部导体，特别是经由相应接口。这样的防雷系统也可以是电绝缘的。此外，在可从“https://wxguardwind.com/”获得的shine wire products inc.的“design guide for glass fiber reinforced plastic (gfrp) wind turbine blades”中，提出了使用连续或分段的金属分流条带，该金属分流条带扩展了现有风力涡轮机叶片上的末梢接收器的拦截范围。
11.第一种提到的方法需要在风力涡轮机叶片附加件中的防雷系统与现有风力涡轮机叶片之间设计接口。该接口难以实现，并且通常是系统中的薄弱环节，特别是因为其也与结构接口的位置相重合。制造和集成可能很麻烦。另一个问题在于，这样的防雷系统通常“末梢过重（tip-heavy）”。另外，具有内部引下线同样增加了闪电穿透到风力涡轮机叶片和/或附加件的结构中的风险。另一方面，分流条带可被视为将需要定期更换的易损部分。此外，分段式分流条带在其拦截范围方面是有限的。另一常见的缺点在于，风力涡轮机叶片附加件中的相应防雷系统与现有风力涡轮机叶片之间的接口需要现场安装，即在可变的环境条件下在已安装的叶片上安装，这是非常复杂且昂贵的。
12.wo 2013/097855 a2公开了一种风力涡轮机叶片和一种用于制造风力涡轮机叶片的方法。该风力涡轮机叶片的防雷系统包括沿风力涡轮机叶片的纵向部分定位的内部避雷导体，其中，闪电接收器模块被布置在风力涡轮机叶片的外表面上并且电耦接到该避雷导体。细长的接收器带被安装在风力涡轮机叶片的外表面上的闪电接收器模块上方，并且被接收器带被布置成接收雷击并将来自雷击的电流通过闪电接收器模块传输到避雷导体。该细长的接收器带在该细长的接收器带的纵向剖面轮廓中包括折痕（crease）。
13.wo 01/77527 a1公开了一种用于风力涡轮机的防雷系统和一种具有这样的防雷
系统的风力涡轮机叶片。该系统包括一个或多个内部传导装置，并且还具有安装在所述涡轮机的表面上或紧邻所述涡轮机的表面的一个或多个外部闪电传导装置以及连接装置，所述内部和外部闪电传导装置借助于该连接装置来连接。
14.这两种解决方案都在风力涡轮机叶片的外表面上使用传导带。然而，该方法依赖于放置在现有的内部引下线上方、即平行于现有的内部引下线的带，从而提供了雷击进入层压件的可能性，这可能导致结构损伤。
技术实现要素：15.因此，本发明的一个目的在于提供一种防雷系统，其具有降低的叶片部件的结构损伤的风险，并且特别是在风力涡轮机叶片附加件的情况下，其安装容易并且具有成本效益。
16.该目的通过提供根据独立权利要求的风力涡轮机叶片组件和用于制造风力涡轮机叶片组件的方法来实现。有利的实施例在从属权利要求中描述。
17.根据本发明，在如最初描述的风力涡轮机叶片组件中，风力涡轮机叶片组件的长度被分成第一部分和第二部分，该第一部分从叶片根部跨越到至少一个第一接闪器装置，其中，内部引下线在该第一部分中延伸，该第二部分从第一接闪器装置跨越到组件末梢，其中，该防雷系统还包括：
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处于第二部分中的至少一个第二接闪器装置，以及
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至少一个外部导电条带，其至少在第二部分中的一对第一和第二接闪器装置之间延伸，并且被导电地耦接到它们的接收器。
[0018]“导电地耦接”意味着存在直接导电连接，或者在闪电的情况下，也就是说，一旦超过某个电势阈值，至少一个火花隙提供导电性。“外部”意指在风力涡轮机叶片组件的外表面上延伸。
[0019]
因此，本发明提出将风力涡轮机叶片组件的长度分成两部分，其中，在一个部分中，内部闪电引下线在风力涡轮机叶片内延伸，并且在第二部分中，外部引下线由导电条带实现，该导电条带将两个接闪器装置的闪电接收器导电地耦接。也就是说，该至少一个第二接闪器装置，或相应的其闪电接收器，不直接连接到内部引下线，而是间接地使用该导电条带和该至少一个第一接闪器装置的接收器。本发明的主要构思是组件末梢是风力涡轮机叶片组件的最暴露区域并且必须被充分保护以免受闪电损伤。因此，在风力涡轮机叶片组件表面外部的风力涡轮机叶片的最外部区域中采用组合的接收器-引下线设备，并且将内部引下线用于风力涡轮机叶片组件的其余长度。在第二部分中没有内部引下线的情况下，闪电很少或没有理由进入层压件，使得可防止结构损伤。这对于风力涡轮机叶片附加件具有特殊优势，因为它们可由纯结构部件制成。
[0020]
此外，导电条带可被简单地添加在风力涡轮机叶片组件的表面上，从而跨越附加件的一部分和风力涡轮机叶片的一部分，而不必在风力涡轮机叶片组件的两个部件之间的结构接口处提供特殊的电气接口。该条带可由环境稳定的材料制成，并且可具有大约几毫米到许多毫米的厚度，例如2至50 mm。
[0021]
所提出的防雷系统和方法具有如下优点：集成简单且快速、廉价、易于检查和维护，但最重要的是通过预防性控制为风力涡轮机叶片末梢/风力涡轮机叶片附加件的结构
提供了增强的保护。特别是，在位于叶片的组件末梢区域外部上的防雷系统中，在该区域（长度的第二部分）中不存在内部引下线的情况下，预期闪电不会穿透叶片末梢和/或风力涡轮机叶片附加件的结构。因此，该第二部分中所谓的穿刺损伤模式将接近废弃。这又允许降低某些质量要求，例如在生产期间滞留空气的大小和分布，或者导致所谓的“裂尖（split tips）”的现场水分增加的程度。因此，制造和维修的成本和时间也减少了。
[0022]
注意，由于条带仅设置在长度的第二部分中，因此它不经受风力涡轮机叶片应变的影响，这是因为组件末梢是低应变区域。另外，在组件末梢区域中使用共同的接收器-导体系统，该系统可用作巨型接收器，该巨型接收器具有更大的拦截范围，并且适于在整个叶片寿命期间处理闪电侵蚀。换言之，接闪器装置的作为易损部分的闪电接收器压力较小，这是因为由于该至少一个条带，更宽的区域可用于闪电接收。
[0023]
使用导电连接成对的第一和第二接闪器装置的条带，提供了易于监测制造和生命周期缺陷的外部可见结构。这甚至在移动的叶片上也是可能的。如果需要，还可通过将接闪器装置的接闪器基础放置在泡沫芯的机翼形块中，来实现到叶片结构/叶片几何形状中的更强集成。
[0024]
根据本发明的概念的简单性允许以最小的交货时间和成本容易地适应任何风力涡轮机叶片/风力涡轮机叶片附加件类型。此外，还将节省可能的绝缘材料的重量。当应用于具有风力涡轮机叶片附加件的风力涡轮机叶片组件时，该条带优选地充当原风力涡轮机叶片和末梢附加件之间的桥梁。例如，风力涡轮机叶片附加件可以是延伸件和/或小翼。
[0025]
一般而言，导电带可由金属、金属基复合材料、碳和/或类似材料制成，包括它们的可包含不同形状和尺寸的金属颗粒的复合材料。导电条带还可包括混合结构，例如涉及金属、碳、etc和/或它们的复合材料的多层结构。导电条带可以是实心的、中空的、开槽的、有槽口的、内部多孔的、网状的、编织的或采用其他这样的形式。优选地，导电条带可采用网状或有槽口的形式，以减轻重量。它可设置有凹窝或网格标记，以促进粘合。导电条带的边缘也不一定需要直边缘，并且厚度分布也不需要一定是平坦的，如将在下面进一步论述的。导电条带通常可以是直的，但也可以是曲形的或弯曲的。
[0026]
该条带可由连续材料制成，或者可以是分段的。例如，导电条带可采用连续金属条带或分段分流条带的形式。在应强制执行不同电导率的某些情况下，使用分段条带可能是有利的。例如，可在不同的条带和/或条带的不同部段中提供不同的区段距离，特别是为了有利于某个接收器接收雷击。以这种方式，可将闪电引导到某些闪电接收器，特别是增加某个接收器成为目标的可能性。
[0027]
在优选实施例中，条带可通过火花隙导电地耦接到相应的第一和第二接闪器装置的接收器。以这种方式，可在不必接近或操纵接闪器装置的情况下安装条带。条带可简单地终止于与接闪器装置的接收器相距预定距离，使得形成火花隙，一旦存在一定的电势降，从而导致至少在雷击的情况下，闪电接收器和条带之间的空气电离，该火花隙就变得导电。
[0028]
然而，由于当使用火花隙时，条带的端部可能会经受侵蚀和/或其他磨损影响，根据本发明可采取不同的有利措施来确保导电条带的高寿命和高循环次数。当然，这些措施/实施例可被组合。
[0029]
优选地，该条带可特别是呈环状以预定距离至少部分地围绕接收器中的至少一个。例如，导电条带可终止为围绕接闪点的扁平环，从而为火花隙提供更大的边缘。
[0030]
附加地或替代地，可能有利的是，相对于更远离接收器的非耦接区域，在相应接收器周围的耦接区域中增加条带的导电材料的宽度和/或厚度。以这种方式，可在可预期更多侵蚀的导电条带的端部处添加更多的导电材料。这种材料的添加在厚度方向上是优选的，而尺寸上的面积增加也是可能的。例如，在朝向接收器的方向上，导电条带可具有连续增加的厚度分布。一般而言，条带的端部可采用各种形状，例如矩形或圆形。注意，类似地，分段条带的端部的导电条带区段也可加厚和/或扩大。在这些实施例中，可补偿由于火花隙引起的熔化和/或侵蚀。
[0031]
在替代的、不那么优选的实施例中，导电条带可通过接收器机械地紧固到接闪器装置，特别是被夹持在接收器和接闪器装置的接闪器基部之间。以这种方式，导电条带与闪电接收器、即接闪点物理、导电地接触。优选地，导电条带可被压在接闪器装置的接收器和接闪器基部之间。在实施例中，条带和接闪器装置之间的连接可理想地利用标准螺栓接闪器、特别是螺纹接收器来实现，然而，可修改设计以保留螺钉功能，同时将接闪器功能降低到无轮廓或更低轮廓。例如，可将不具有接收器头部的剪断螺栓、具有埋头接收器头部的螺栓或具有圆形接收器头部的螺栓用作螺栓。这些几何形状可用于将接收功能的一部分重新定位到条带。然而，其他方法，例如铆接、焊接等，也可用于将条带紧固到接闪器装置。注意，特别是通过螺纹接收器来机械地紧固条带也是有利的，因为这可能是用于紧固的主要方法，使得可省略或至少减少通过粘合剂等的固定。因此，ehs和天气约束将最小。
[0032]
如所解释的，接收器可以是特别是带螺纹的螺栓，该螺栓具有从条带突出或与条带表面齐平的头部。
[0033]
一般而言，优选通过粘合剂和/或机械地，特别是通过螺钉或螺栓连接，将条带紧固到风力涡轮机叶片组件的表面。也就是说，即使导电条带通过火花隙电耦接到接收器，也可实现机械紧固，从而减少对粘合剂的需求，并最小化由于条带的主要机械紧固而导致的ehs和天气约束。这还提供了易于在地面上和从平台的实施和服务。
[0034]
在优选实施例中，条带可被放置在风力涡轮机叶片组件的表面中的凹部中，和/或可包括横向密封层，特别是如果放置在该表面的平坦部分上，则该横向密封层渐缩。虽然条带可直接放置在风力涡轮机叶片组件的表面上，但可能优选将其放置在该表面的沟道/槽中。由于灰尘/水的进入和/或由于空气动力学的原因，条带的边缘可被密封。这样的密封可与导电条带略微重叠。
[0035]
注意，由于导电条带被限于组件末梢区域，即长度的第二部分，并且能够以凹进方式安装，例如安装在槽/沟道中，它不会相关地影响空气动力学和/或噪声特性。
[0036]
如已经解释的，长度的第二部分，即特别是该至少一个导电条带，仅跨越组件末梢区域。特别地，该第二部分可跨越风力涡轮机叶片的远侧部分的至少1至3米。然而，优选地，该第二部分包括小于风力涡轮机叶片组件的长度的50%，特别是小于风力涡轮机叶片组件的长度的25%。
[0037]
优选地，至少一个条带可在风力涡轮机叶片组件的迎风侧和背风侧两者上延伸。注意，该迎风侧也可称为压力侧，并且该背风侧也可称为吸力侧。在典型场景中，在风力涡轮机叶片组件的迎风侧和背风侧中的每一个上采用两个特别是金属的条带，其中它们在两个接闪器装置之间导电地耦接，特别是在第一接闪器装置和第二接闪器装置之间。以这种方式，在两侧上提供了用于闪电的接收区域/结构。
[0038]
然而，在替代实施例中，还可提供的是，该至少一个条带仅设置在风力涡轮机叶片组件的迎风侧上或背风侧上，其中，第二接闪器装置设置在两侧上，并且它们的接收器被导电地耦接。也就是说，导电条带可仅用在风力涡轮机叶片组件的一侧上。在这种情况下，仅在相对侧上设置局部的接闪器，即，具有闪电接收器的至少一个第二接闪器装置。在此场景中，相对的接收器被导电地耦接，例如，通过使用导电接闪器基部。然而，也可使用专用的其他导电结构和/或火花隙。
[0039]
但同样通常，迎风侧和背风侧的第二接闪器装置可包括共同的接闪器基部，可以分离，但是导电地耦接（经由固体金属连接或经由火花隙），或者可以分离并且导电地断开。如果该至少一个条带仅设置在风力涡轮机叶片组件的一侧上，则不应使用后一实施例。如从现有技术中已知的，导电的、特别是金属的接闪器基部也可在需要时被绝缘。
[0040]
在实施例中，在风力涡轮机叶片组件的迎风侧和背风侧中的至少一个处，多个条带可按照并联和/或串联布置结构来设置。以这种方式，可实现关于闪电的某些有利的场分布，特别是关于拖缆和引出线（leader）的形成。
[0041]
在实施例中，在迎风侧和背风侧的至少一侧处，设置至少两个第二接闪器装置，其中，该至少一个条带中的至少一个导电地耦接到多于一个第二接闪器装置的接收器。也就是说，在适用情况下包括末梢附加件的风力涡轮机叶片组件的至少一侧上，条带可连接在多于两个接闪器装置之间。例如，如果使用风力涡轮机叶片附加件，则风力涡轮机叶片本身可具有一对第二接闪器装置，而附加件可包括两个附加的第二接闪器装置。条带现在可从最近的第一接闪器装置越过叶片末梢区域中（或者替代地，已经在风力涡轮机叶片附加件上）的第二中间接闪器装置延伸到风力涡轮机叶片附加件上的外部第二接闪器装置，从而导电地耦接所有它们的接收器。然而，特别是在使用火花隙将条带导电地耦接到接收器的情况下，也可以设置两个条带，第一条带连接风力涡轮机叶片或附加件上的第一接闪器装置和中间第二接闪器装置，第二条带导电地耦接中间第二接闪器装置和风力涡轮机叶片附加件的外部第二接闪器装置。在实施例中，如果使用一个条带，则该一个条带也可围绕中间第二接闪器装置呈环状延伸，以提供火花隙。
[0042]
该至少一个条带中的至少一个也可沿末梢向方向延伸超过第二接闪器装置，条带导电地耦接到该第二接闪器装置的接收器。以这种方式，该条带的不受约束的端部可没有任何连接，或者形成或连接为导电地耦接到例如在风力涡轮机叶片组件的相对侧上的第二接闪器装置的接收器。
[0043]
例如，在具体实施例中，条带可在末梢上延伸到风力涡轮机叶片组件的另一侧，特别是导电地连接到另一个条带和/或第二接闪器装置的另一个接收器，和/或该条带可导电地连接到至少部分地围绕风力涡轮机叶片组件的至少一个附加条带。例如，为了增强结构约束和/或闪电拦截的两个目的，可形成锥形或环形结构。
[0044]
在另外的优选实施例中，该至少一个条带的表面包括至少一个空气动力学结构，特别是涡流发生器。这样的空气动力学结构也可称为空气动力学活性结构或空气引导元件，并且可优选地包括涡流发生器。换言之，连续或分段的导电条带实际上可采用涡流发生器的形式，例如为具有突出翅片的平坦条带，以同时执行防雷和空气动力学功能两者。条带的导电材料本身可构造成提供这种空气动力学功能，然而，条带也可以覆盖有单独的元件，例如或形成涡流发生器。这些单独的元件可导电或者可不导电。
[0045]
本发明还涉及一种用于制造根据本发明的风力涡轮机叶片组件的方法，其中，该风力涡轮机叶片组件包括具有至少一个第二接闪器装置的风力涡轮机叶片附加件。该方法包括以下步骤：
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将风力涡轮机叶片附加件添加到风力涡轮机叶片，以及
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将该至少一个条带附接在表面上，从而将风力涡轮机叶片附加件的该至少一个第二接闪器装置的接收器导电地耦接到风力涡轮机叶片的至少一个第一接闪器装置中的至少一个的接收器。
[0046]
关于风力涡轮机叶片组件的所有特征和评述也适用于根据本发明的方法，使得可实现相同的优点。特别地，不需要用于将风力涡轮机叶片附加件的内部引下线导电地耦接到风力涡轮机叶片的内部引下线的复杂接口结构，而是简单且经济高效地添加该至少一个条带是将风力涡轮机叶片附加件包括到风力涡轮机叶片的防雷系统中所需的唯一措施。
附图说明
[0047]
通过结合附图考虑的以下详细描述，本发明的其他目的和特征将变得显而易见。然而，附图仅是仅出于说明的目的而设计的原理图，并且不限制本发明。附图示出了：图1：根据本发明的风力涡轮机叶片组件的第一实施例的示意图，图2：第一实施例的组件末梢区域的第一示意图，图3：第一实施例的组件末梢区域的第二示意图，图4：根据本发明的风力涡轮机叶片组件的第二实施例的示意图，图5：第二实施例的组件末梢区域的第一示意图，图6：第二实施例的组件末梢区域的第二示意图，图7：根据本发明的风力涡轮机叶片组件的第三实施例的组件末梢区域的示意图，图8：根据本发明的风力涡轮机叶片组件的第四实施例的组件末梢区域的第一示意图，图9：第四实施例的组件末梢区域的第二示意图，图10：可用于第四实施例中的条带的侧视图，图11：可用于第四实施例中的条带的第二变体的顶视图，图12：可用于第四实施例中的条带的第三变体的顶视图，图13：分段条带，图14：使用两个串列定位的条带的本发明的变体，图15：两个平行条带的示意图，图16：第一实施例的组件末梢区域中的变体的视图，图17：第二实施例的组件末梢区域中的变体的视图，图18：第三实施例的组件末梢区域中的变体的视图，图19：条带接触第二接闪器装置的两个接收器的示意图，图20：使用环状条带的本发明的变体，图21：使用末梢覆盖条带的本发明的变体，图22
–
24：第二接闪器装置的变体，图25
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28：接闪器装置中的闪电接收器的变体，
图29：示出了在槽中引导的条带的示意图，图30：具有渐缩密封层的平坦表面上的条带，以及图31：条带上的空气动力学活性结构。
具体实施方式
[0048]
图1示意性地图示了根据本发明的风力涡轮机叶片组件1a的第一实施例。在该实施例中，风力涡轮机叶片组件1a仅包括风力涡轮机叶片2，而没有任何末梢附加件（风力涡轮机叶片附加件）。风力涡轮机叶片组件1a的防雷系统包括内部引下线3，该内部引下线3导电地耦接到至少一个第一接闪器装置4。第一接闪器装置的接收器又导电地耦接到外部导电条带5，在这种情况下，该外部导电条带5终止于第二接闪器装置6的闪电接收器处，条带5导电地耦接到该闪电接收器。在叶片根部7处，设置根部端子8。在叶片末梢9的区域中，在这种情况下，该叶片末梢9也形成组件末梢10，第二接闪器装置6不直接导电地耦接到内部引下线3，该内部引下线3终止于第一接闪器装置4处。
[0049]
换言之，风力涡轮机叶片组件1a的从叶片根部7到组件末梢10的总长度11被分成第一部分12和第二部分13，引下线3沿该第一部分12延伸到第一接闪器装置4，该第二部分13仍然具有至少一个第二接闪器装置6，但没有内部引下线3。替代的是，外部导电条带5被用于连接成对的第一接闪器装置4和第二接闪器装置6，如图所示。
[0050]
注意，如现有技术中已知的，可在长度11的第一部分12中使用另外的接闪器装置14，但是这里将不再进一步论述。
[0051]
在该实施例中，条带5直接电接触接闪器装置4、6的接收器，然而，也可以使用火花隙将条带5导电地耦接到第一和第二接闪器装置4、6的接收器，如将在后面进一步论述的。
[0052]
导电条带5可由金属、金属基复合材料、碳或类似材料制成，包括可包含不同形状和尺寸的金属颗粒的复合材料。导电带还可包括混合结构，例如涉及金属、碳、etc和/或它们的复合材料的多层结构。此外，条带5可以是实心的、中空的、开槽的、有槽口的、内部多孔的、网状的、编织的或采用其他这样的形式。特别地，条带5也可以是带（band）。尽管在所示实施例中，条带5将大部分示出为直的，但它也可以是曲形的或弯曲的。
[0053]
图2和图3示出了第一实施例的组件末梢区域的更详细的示意图。如可以看到的，每个接闪器装置4、6包括接收器15和接闪器基部16。如从图3可以看到的，第一和第二接闪器装置4、6被设置在迎风侧17处以及背风侧18上。在所示实施例中，接闪器装置4、6两者都使用共同的接闪器基部16。条带5被设置在两侧17、18上。
[0054]
图4至图6示意性地示出了根据本发明的风力涡轮机叶片组件1b的第二实施例。在这种情况下，风力涡轮机叶片组件1b包括叶片2和附加的风力涡轮机叶片附加件19（末梢附加件），在这种情况下为末梢延伸件20。也就是说，组件末梢10不再由叶片末梢9形成，而是由附加件末梢21形成。在该示例性情况下，长度11的第一部分12跨越风力涡轮机叶片2的大部分，而第二部分13主要由风力涡轮机叶片附加件19组成。然而，可设想另外的实施例，其中风力涡轮机叶片2被构造得如根据图1至图3的第一实施例中一样，其自身具有第一接闪器装置4和第二接闪器装置6。
[0055]
如图5和图6的更详细的示意图中所示，风力涡轮机叶片组件1b同样包括处于迎风侧17和背风侧18两者上的一对第一和第二接闪器装置4、6，每对的接收器15通过条带5导电
地耦接。
[0056]
图7以与图3和图6的视图相对应的视图示出了风力涡轮机叶片组件1c的第三实施例的组件末梢区域的视图。如可以看到的，在这种情况下，叶片2的叶片末梢9通过作为风力涡轮机叶片附加件19的小翼22来延伸。除此之外，其构造如图6中所示。
[0057]
图8和图9示出了根据本发明的风力涡轮机叶片组件1d的第四实施例的组件末梢区域的视图，该第四实施例是第二实施例的修改，具有作为风力涡轮机叶片延伸件19的末梢延伸件20。与第二实施例对比，在这种情况下，条带5不直接导电地接触接闪器装置4、6的闪电接收器15，而是经由火花隙导电地耦接到它们。以这种方式，在安装风力涡轮机叶片附加件19之后扩展防雷系统时，不需要关于接闪器装置4、6的工作。替代的是，将风力涡轮机叶片附加件19包括到防雷系统中所需的全部工作是将条带5附接到第一接闪器装置4和第二接闪器装置6之间的风力涡轮机叶片组件1d的表面。优选地，条带5被机械地紧固，例如通过螺栓，然而，也可以替代地和/或附加地使用粘合剂来固定条带5。
[0058]
注意，对于没有附加件19（第一实施例）或小翼型的附加件19（第三实施例），火花隙构造当然也适用。
[0059]
由于在第四实施例中使用了火花隙，条带5的端部可能会经受熔化和/或侵蚀。因此，条带5优选地被构造成在其端部处承受侵蚀和/或熔化，其中，在图10至图12中示出了也可累积地使用的这样的条带5的变体。
[0060]
图10示出了条带5的一种变体，其中，导电材料23的厚度朝向条带5的端部24增加。
[0061]
在图11的变型中，条带5的导电材料23的面积，特别是宽度，在端部24处增加。
[0062]
在图4中，示出了条带5的一种变体，其中，条带5的端部24像环一样以火花隙距离围绕闪电接收器15。
[0063]
虽然在图1至图12中，条带5被示出为具有连续的导电材料23，但也可以使用分段条带，如图13中所示，其中，在该变体中，条带5是具有点状导电材料23的区段25的分段分流条带，这些区段25可被设置在基板26上。区段25之间的距离可沿单个条带5或对于不同的条带5不同，以在雷击的情况下促进闪电流的某些路径或分布。
[0064]
图14和图15示出了如下实施例，即：其中，可在风力涡轮机叶片组件的侧面17上使用多个条带5，该实施例在这种情况下为第二实施例1b的变体。在图14中，使用了条带5的串列构造，其中，第一条带5在第一接闪器装置4和中间的第二接闪器装置6之间延伸，而第二条带6在中间的第二接闪器装置6和外部的另一第二接闪器装置6之间延伸。
[0065]
在图15的变体中，使用两个平行定位的条带5以各自将所示的第一接闪器装置4的闪电接收器15导电地耦接到所示的第二接闪器装置6的闪电接收器15。
[0066]
图16至图18示出了第一至第三实施例1a、1b和1c的变体。在这些情况中的每一种情况下，条带5仅用于侧面17、18中的一者处，而另一侧面18、17上的第一和第二接闪器装置4、6的接收器15不通过条带5导电地耦接。在这种情况下，第二接闪器装置6各自包括导电的共同接闪器基部16，使得接收器15也可接收闪电流，该闪电流可经由相对侧面传输到引下线3。
[0067]
图19至图21示出了风力涡轮机组件1b的第二实施例的另外的变体。在图19中，多个第二接闪器装置6的多个接收器15通过一个相同的条带5导电地耦接。在图20中，示出了作为围绕附加件末梢21的环27的条带5的可能的延伸件。在图21中，使用了箭头型延伸件
28。
[0068]
在图22至图24中，示出了相对的第二接闪器装置6的多种构造。在图22中，第二接闪器装置6中的每一个共享共同的接闪器基部16，该接闪器基部16可以是导电的，以在接收器15之间创建导电连接。在图23的情况下，使用导电连接器29来电气和机械地连接接闪器基部16。图24示出了分离和断开的接闪器基部16的情况。
[0069]
图25至图28示出了用于将条带5机械地固定在接闪器装置4、6处的螺纹接收器15的多种变体。在图25的情况下，螺纹接收器15包括通常的螺栓头30，在图26的情况下，使用剪断螺栓（shear-off bolt）31，在图27的情况下，采用埋头螺栓32，并且在图28的情况下，使用圆形螺栓头33来代替图25的矩形剖面。
[0070]
最后，图29至图31示出了风力涡轮机叶片组件的表面34上的固定条带5的变体。在图29的情况下，凹部35，在这种情况下为槽，被设置在表面34中，以用于接收条带5。横向上，条带5包括密封层36。
[0071]
在图30的情况下，条带5部署在平坦表面34上，其中，密封层36是渐缩的，以提供改善的空气动力学特性，特别是减少条带5对于风力涡轮机叶片组件的空气动力学的影响。
[0072]
注意，作为附加元件或整体形成在导电材料23中，条带5还可包括空气动力学结构，特别是涡流发生器。例如，如图31中所示，可使用处于另外平坦的条带5上的突出翅片37。
[0073]
尽管参考优选实施例详细地描述了本发明，但本发明并不受所公开的示例限制，在不脱离本发明的范围的情况下，技术人员能够从所公开的示例得到其他变型。
技术特征：1.风力涡轮机叶片组件（1a、1b、1c、1d），包括：
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风力涡轮机叶片（2），其具有用于连接到风力涡轮机的轮毂的叶片根部（7），
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组件末梢（10），其由所述风力涡轮机叶片（2）的叶片末梢（9）或者附接到所述风力涡轮机叶片（2）的所述叶片末梢（9）的风力涡轮机叶片附加件（19）的附加件末梢（21）形成，其中，所述风力涡轮机叶片组件（1a、1b、1c、1d）跨越从所述叶片根部（7）到所述组件末梢（10）的长度（11），以及
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防雷系统，其包括所述风力涡轮机叶片（2）内的内部引下线（3）和具有至少一个接收器（15）的多个接闪器装置（4、6、14），所述接收器（15）被导电地耦接到所述引下线（3），其特征在于，所述风力涡轮机叶片组件（1a、1b、1c、1d）的所述长度（11）被分成第一部分（12）和第二部分（13），所述第一部分（12）从所述叶片根部（7）跨越到至少一个第一接闪器装置（4），所述内部引下线（3）在所述第一部分（12）中延伸，所述第二部分（13）从所述第一接闪器装置（4）跨越到所述组件末梢（10），其中，所述防雷系统还包括：
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处于所述第二部分（13）中的至少一个第二接闪器装置（6），以及
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至少一个外部导电条带（5），其至少在所述第二部分（13）中的一对第一和第二接闪器装置（4、6）之间延伸，并且被导电地耦接到它们的接收器（15）。2.根据权利要求1所述的风力涡轮机叶片组件（1a、1b、1c、1d），其特征在于，所述条带（5）由连续材料制成或者是分段的。3.根据权利要求1或2所述的风力涡轮机叶片组件（1a、1b、1c、1d），其特征在于，所述条带（5）通过火花隙导电地耦接到相应的第一和第二接闪器装置（4、6）的所述接收器（15）。4.根据权利要求3所述的风力涡轮机叶片组件（1a、1b、1c、1d），其特征在于，所述条带（5）特别是呈环状以预定距离至少部分地围绕所述接收器（15）中的至少一个。5.根据权利要求3或4所述的风力涡轮机叶片组件（1a、1b、1c、1d），其特征在于，相对于更远离所述接收器（15）的非耦接区域，所述条带（5）的导电材料（23）的宽度和/或厚度在相应接收器（15）周围的耦接区域中增加。6.根据权利要求1或2所述的风力涡轮机叶片组件（1a、1b、1c、1d），其特征在于，所述条带（5）通过所述接收器（15）机械地紧固到所述接闪器装置（4、6），特别是被夹持在所述接闪器装置（4、6）的所述接收器（15）和接闪器基部（16）之间。7.根据权利要求6所述的风力涡轮机叶片组件（1a、1b、1c、1d），其特征在于，所述接收器（15）为特别是带螺纹的螺栓（31、32），所述螺栓（31、32）具有从所述条带（5）突出或与条带表面齐平的头部。8.根据前述权利要求中任一项所述的风力涡轮机叶片组件（1a、1b、1c、1d），其特征在于，所述条带（5）通过粘合剂和/或机械地，特别是通过螺钉或螺栓连接，来紧固到所述风力涡轮机叶片组件（1a、1b、1c、1d）的表面（34）。9.根据前述权利要求中任一项所述的风力涡轮机叶片组件（1a、1b、1c、1d），其特征在于，所述条带（5）被放置在所述风力涡轮机叶片组件（1a、1b、1c、1d）的表面（34）中的凹部（35）中和/或包括横向密封层（36），特别是如果放置在所述表面（34）的平坦部分上，则所述密封层（36）是渐缩的。10.根据前述权利要求中任一项所述的风力涡轮机叶片组件（1a、1b、1c、1d），其特征在
于，至少一个条带（5）在所述风力涡轮机叶片组件（1a、1b、1c、1d）的迎风侧和背风侧（17、18）两者上延伸。11.根据权利要求1至9中任一项所述的风力涡轮机叶片组件（1a、1b、1c、1d），其特征在于，至少一个条带（5）仅设置在所述风力涡轮机叶片组件（1a、1b、1c、1d）的迎风侧（17）或背风侧（18）上，其中，第二接闪器装置（6）被设置在两侧（17、18）上并且它们的接收器（15）被导电地耦接。12.根据前述权利要求中任一项所述的风力涡轮机叶片组件（1a、1b、1c、1d），其特征在于，至少一个条带（5）中的至少一个沿末梢向方向延伸超过所述第二接闪器装置（6），所述条带（5）被导电地耦接到所述第二接闪器装置（6）的接收器（15）。13.根据权利要求12所述的风力涡轮机叶片组件（1a、1b、1c、1d），其特征在于，所述条带（5）在所述组件末梢（10）上延伸到所述风力涡轮机叶片组件（1a、1b、1c、1d）的另一侧，特别是导电地连接到另一个条带（5）和/或第二接闪器装置的另一个接收器（15），和/或被导电地连接到至少部分地围绕所述风力涡轮机叶片组件（1a、1b、1c、1d）的至少一个附加条带（27、28）。14.根据前述权利要求中任一项所述的风力涡轮机叶片组件（1a、1b、1c、1d），其特征在于，至少一个条带（5）的表面包括至少一个空气动力学结构，特别是涡流发生器。15.用于制造根据前述权利要求中任一项所述的风力涡轮机叶片组件（1a、1b、1c、1d）的方法，所述风力涡轮机叶片组件（1a、1b、1c、1d）包括具有至少一个第二接闪器装置（6）的风力涡轮机叶片附加件（19），所述方法包括以下步骤：
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将所述风力涡轮机叶片附加件（19）添加到风力涡轮机叶片（2），
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将至少一个条带（5）附接在表面（34）上，从而将所述至少一个第二接闪器装置（6）的接收器（15）导电地耦接到至少一个第一接闪器装置（4）中的至少一个的接收器（15）。
技术总结风力涡轮机叶片组件（1a、1b、1c、1d），包括：-风力涡轮机叶片（2），其具有用于连接到风力涡轮机的轮毂的叶片根部（7），-组件末梢（10），其中，所述风力涡轮机叶片组件跨越从所述叶片根部到所述组件末梢的长度（11），以及-防雷系统，其包括风力涡轮机叶片内的内部引下线（3）和具有接收器（15）的多个接闪器装置（4、6、14），所述接收器（15）被导电地耦接到所述引下线，其中，所述风力涡轮机叶片组件的长度被分成第一部分（12）和第二部分（13），所述第一部分（12）具有所述内部引下线并且从叶片根部跨越到至少一个第一接闪器装置（4），所述第二部分（13）从所述第一接闪器装置跨越到所述组件末梢，其中，所述防雷系统还包括：-处于所述第二部分中的第二接闪器装置（6），以及-外部导电条带（5），其在所述第二部分中的一对第一和第二接闪器装置（4、6）之间延伸，并且被导电地耦接到它们的接收器。接到它们的接收器。接到它们的接收器。
技术研发人员：S
受保护的技术使用者：西门子歌美飒可再生能源公司
技术研发日：2021.01.21
技术公布日：2022/12/16
