包括碳纳米管的接闪器的利记博彩app

专利名称：包括碳纳米管的接闪器的利记博彩app
技术领域：
本发明涉及包括雷电保护系统的风力涡轮机转子叶片。特别是，本发明涉及包括 用于捕获雷击的接闪器的雷电保护系统。接闪器布置在转子叶片中。此外，本发明涉及具 有雷电保护系统的风力涡轮机发电机、接闪器和一种用于制造具有雷电保护系统的风力涡 轮机转子叶片的方法。
背景技术：
风力涡轮机发电机是在野外高耸的建筑并且因此通常暴露于雷击之下。为了保护 风力涡轮机发电机免受雷击，风力涡轮机转子叶片通常设置有雷电保护系统。这种系统通 常是已知的并且包括导电材料的接闪器。接闪器通常安装在转子叶片中，其中它们布置在 尖端或其它外表面附近。接闪器可以捕获雷击并且通过沿叶片的纵向方向延伸并且经由风 力涡轮机毂接地的雷电下引导体引导电流。已知的问题是雷击中的电荷非常大，这样生成的热会导致接闪器的材料汽化并且 被移除。这导致对接闪器的增加的检查和增加的维修从而修理或替换磨损的接闪器以及对 转子叶片的损坏的可能的修理。这导致不希望的风力涡轮机发电机的停机时间。本发明的发明者理解，风力涡轮机转子叶片的改进的雷电保护系统是有益的，并 且因此设计出本发明。

发明内容
本发明试图提供相对于接闪器的雷击的抗磨损性的改进的风力涡轮机转子叶片。 本发明的一个目的可以看成是提供一种对于雷击具有低的停机时间甚至没有停机时间的 风力涡轮机发电机。优选地，本发明减轻、缓和或消除了现有技术中的一个或多个问题。依照本发明的第一方面，提供了一种包括雷电保护系统的风力涡轮机转子叶片， 其中，雷电保护系统包括布置在转子叶片中的接闪器，并且其中，接闪器包括碳纳米管。本发明的发明者已经意识到关于雷击多个因素可以是很重要的，一个因素涉及提 供一种具有足够高汽化点(汽化的潜能)、熔点(熔化的潜热)和/或化学和热稳定性的材 料以承受源于闪电放电的热，第二因素涉及提供一种具有高导电性的材料以有效地引导冲 击区域中的电流并且进入接闪器的体积，并且第三因素涉及一种具有高导热性和/或热容 量的材料以有效地将生成的热排出远离冲击区域和/或能够承受雷击生成的热。本发明的 优点即接闪器包括碳纳米管支持这些因素，因为碳纳米管具有优于大多数金属的汽化点、 化学和热稳定性、传导率和热性能。在本发明的上下文中，接闪器被解释为用于捕获雷击的专用或指定区域并且将感 应电流移除远离冲击区域。该区域是转子叶片的专用和/或单独的部分，通常单独地制造 并且用于安装在转子叶片中。碳纳米管可以以碳纳米管层的形式设置在外表面上和/或封装在接闪器中，这样 至少一部分接闪器为碳纳米管金属复合材料。设置在表面上或者表面区域中的碳纳米管可以具有场增强效果，而与没有碳纳米管的金属复合材料的接闪器相比，碳纳米管在金属复 合材料中的存在还可以提高材料对于雷击的提高的抗磨损性的性能，例如抗腐蚀性如抗电 弧腐蚀性。碳纳米管可以是单壁碳纳米管(SWNT)、多壁碳纳米管(MWNT)或两者的组合。单壁碳纳米管相对于导电率和导热率优于多壁碳纳米管，而MWNT相对于周围环 境的耐化学影响性优于SWNT。因此使用SWNT和MWNT的组合是一个优势。碳纳米管可以显示出基于纳米管结构的半导体传导率或金属传导率。因此单独从 电的方面考虑，使用具有金属传导率的碳纳米管是有利的。然而，所有类型的碳纳米管在热 导率以及化学和热稳定性方面优于大多数金属。因此通过使用显示金属或半导体传导率或 是两者的混合/组合的碳纳米管可以提供改进的接闪器。在实施例中，接闪器可以包括碳纳米管，碳纳米管作为由接闪器支撑的表面层，封 装在金属基体复合材料中，即形成碳纳米管金属基体复合材料，或是作为由碳纳米管金属 基体复合材料支撑的表面层。接闪器材料可以包括金属部分，然而也可以提供附加的非金 属组分。在实施例中，接闪器包括从下组中选择的材料Cu、Co、Cr、W、V、Ag、Ni、Au、Al、Pb、 Mg、Sn、Zn、Ti、Mo、Zr、Mn、Fe、In、Ir、Nb、Ta、Re、Pd、Os、Rh、Ir、Pt、Ru、C、Cuff> CuWAg、CuSn> CuNi、CuBe> CuZn> CuAg> CuCd> CuCr > CuZr > CuCrZr > CuTe> CuC> AgCdO> AgSnO2> AgSnO2In2O3^ AgZnO、AgCdOSnO2、AgMgONi0、Agff, AgWC、AgWO2、AgWO3、AgMo、AgC、AgNi、AgPd、AgCuNi、Reff, 具有氧化物、铬镍铁合金、康铜、蒙耐合金、殷钢、哈司特镍合金、Cu-Al2O3(例如GlidCop)、 不锈钢、钢的添加剂的Cu、Ag、W、Mo、Ni、Cr、Ti、V、Zr、Mn、Ta、Fe、或Nb的金属基体复合物 或其任意合金或复合物。接闪器可以向接闪器的外表面设置一个或多个电场增强突起以进一步改进接闪 器，因为电场强度可以在从接闪器的外表面向外延伸的突起的附近提高。一旦雷击，接闪器 的边缘就倾向于比接闪器的中心部分失去更多材料。当材料在接闪器的边缘处除去时，这 可以具有电场增强效果，这进一步增大了雷击在边缘区域中的可能性。然而由于存在雷击 损坏转子叶片自身的风险，所以希望移除冲击区域远离边缘，并且因此进一步提高维修要 求。因此向外表面提供场增强突起以移除冲击区域远离边缘区域是有利的。作为另一个优 点，即使材料在雷击中移除，材料会在远离边缘的区域中除去，因此减小了雷击影响转子叶 片自身的可能性。从属权利要求界定了特定电场增强几何形状的有利实施例。在实施例中，碳纳米管是以表面层的形式设置在接闪器的外表面上。这种表面层 的碳纳米管自身可以充当电场增强突起。为了进一步提高场增强效果，碳纳米管层可以依 照图案掩模形成图案。在实施例中，形成图案的碳纳米管层可以设置在外表面上且表面形 貌包括场增强突起。在实施例中，碳纳米管可以沿着垂直于外表面的表面的方向基本上垂直地对准或 者沿着基准面的垂直方向基本上垂直地对准。基准面可以是例如邻接接闪器的叶片的表 面。碳纳米管沿着纳米管管轴线具有较好的热和电性能。因此有利的是对准纳米管，这样 雷击的冲击区域就基本上在管的端部上，而且管轴线沿着从冲击区域向接闪器的外表面延 伸的方向延伸。可以使用基本上垂直地对准的碳纳米管获得这种对准。在实施例中，碳纳米管以其中它们封装入接闪器的体积材料中的形式提供，这样 5至少部分接闪器就是碳纳米管金属复合材料。有利的是碳纳米管在金属基体材料的整个厚 度的相当大的部分中基本上均勻地分布在金属基体材料中，因此提供了一种至少基本上没 有薄弱区域的接闪器。通过在金属基体中均勻地分布碳纳米管，提供了一种可以进行标准 金属加工技术例如挤压、锻造、轧制、机械加工等等的金属基体材料，尽管适于硬质材料的 特殊工具也是需要的。在一个实施例中，碳纳米管在金属基体材料中基本上随机地定向。在制造过程中， 以相当随机定向的方式提供纳米管更加简单。在一个实施例中，至少碳纳米管的集合沿着接闪器的厚度延伸的方向定向。碳纳 米管沿着纳米管管轴线具有较好的热和电性能。因此有利的是对准纳米管这样热和电流就 被指引远离接闪器，并且因此避免了热和电流在接闪器的体积中的分散。定向方向可以通 过结合碳纳米管金属复合物的制造应用电或磁场进行控制。在一个实施例中，碳纳米管分散在连续的金属基体中，因此提供了一种具有提高 强度的接闪器。在连续的金属基体中存在通过基体到材料中的任意点的金属路径。此外， 在连续的金属基体中，会避免或是至少仅仅以很低的程度出现杂质和空腔例如气泡。在一个实施例中，至少一部分碳纳米管彼此物理接触，因此提高了指引热和电流 远离接闪器而代替将热和电流分散在接闪器的体积内的可能性。在一个实施例中，碳纳米管的体积百分率在5 %至75 %的范围内，例如10 %至 60%，例如15%至50%，例如20%至40%，例如30%。如碳纳米管的对准程度、或碳纳米管的不对准(随机)、碳纳米管之间物理接触的 程度、或者碳纳米管之间没有物理接触和碳纳米管的特定体积百分率的这些因素可以改变 从而适合接闪器的特定性能。依照本发明的第二个方面，提供了一种包括一个或多个转子叶片的风力涡轮机发 电机，其中，一个或多个转子叶片包括雷电保护系统，其中，雷电保护系统包括布置在转子 叶片中的接闪器，并且其中，接闪器包括碳纳米管。因此可以提供具有提高的雷电保护的风 力涡轮机发电机。依照本发明的第三方面，提供了一种用于风力涡轮机转子叶片的接闪器，其中接 闪器包括碳纳米管。依照第二和第三方面的接闪器可以依照与本发明的第一方面结合描述的接闪器 提供。依照本发明的第四方面，提供了一种制造具有雷电保护系统的风力涡轮机转子叶 片的方法，该方法包括-提供具有用于接收接闪器的接闪器位置的风力涡轮机转子叶片；-提供依照本发明的第一方面的实施例的接闪器；-将接闪器安装在转子叶片上的接闪器位置中；-建立从接闪器到电下引导体的电接触。接闪器可以在将接闪器安装在转子叶片上的接闪器位置之前制造。因此风力涡轮 机发电机的拥有者可以使用依照本发明的保护系统升级现有的雷电保护系统。在实施例中，通过向外表面提供催化材料例如M或Mo或其它催化剂颗粒的岛或 颗粒并且从催化材料生长碳纳米管例如通过使用技术如化学汽相沉积(CVD)、等离子增强
6CVD(PE-CVD)、物理汽相沉积(PVD)和电弧放电，碳纳米管可以生长到接闪器的外表面上。 碳纳米管在衬底的表面上的催化生长是生长碳纳米管的通用和众所周知的方法。碳纳米管可以沿着定向方向垂直对准地生长。如本领域中已知的那样，定向方向 可以通过使用掩模或结合生长应用电场或磁场进行控制。用于垂直对准地生长碳纳米管的 技术在本领域中是已知的。在实施例中，碳纳米管层可以被图案化。碳纳米管层的图案形成可以通过对催化 剂材料形成图案来实现。催化剂材料图案形成可以通过平版印刷技术、液体分散技术、蚀刻 等等获得。图案形成方法是本领域中已知的。在实施例中，碳纳米管金属复合物是由液态制造方法、蒸汽态制造方法或粉末冶 金方法制造的。存在许多液态制造方法。这种方法包括但是并不限于其中包含加载有碳纳米管的 金属离子的溶液共沉积形成复合材料的电镀或电铸方法和其中碳纳米管搅拌到熔融金属 中的搅拌铸造方法，其中搅拌铸造方法允许固化。蒸汽态制造的实例包括但是并不限于物理汽相沉积法，其中碳纳米管穿过汽化金 属的厚云，对它进行涂敷。在粉末冶金制造中，粉末形式的材料组分供给到模中，粉剂在模中受到高压和高 温。为了提供具有足够强度的材料，需要施加材料重新排列到某种程度的这种高温和压力。一般而言，本发明的各个方面均可以与其它方面中的任一个组合。通过参照所描 述实施例的下列说明，本发明的这些和其它方面将会更加显而易见。


本发明的实施例参照仅仅作为实例的附图进行描述，其中图1示意性地显示了具有装备有接闪器的三个转子叶片的风力涡轮机发电机；图2以剖视图示意性地显示了其中外表面设置有一个或多个场增强突起的接闪 器的多个实施例；图3以俯视图示意性地显示了分布的场增强突起的实施例；图4示意性地显示了在外表面上设置有碳纳米管层的接闪器；图5示意性地显示了以碳纳米管金属复合材料提供的接闪器；图6示意性地显示了图4和图5的组合系统；图7A和7B以剖视图示意性地显示了设置有碳纳米管层的场增强突起；图8A和8B以剖视图示意性地显示了其中碳纳米管层依照图案掩模形成图案的接 闪器；并且图9显示了一种制造具有雷电保护系统的风力涡轮机转子叶片的方法的实施例 的流程图。
具体实施例方式图1示意性地显示了具有装备有接闪器3的三个转子叶片2的风力涡轮机发电机 (WTG) 1。此外，WTG 1包括塔4和吊舱5。接闪器3电连接至下引导体(未显示)。接闪器 3安装在叶片2的表面上从而捕获在这些特定位置上的雷电。在所示的WTG 1上，五个接闪
7器安装在每个转子叶片上，然而可以理解本发明的范围并不限制接闪器的特定数目或是接 闪器的特定位置或配置。接闪器可以安装在转子叶片的两侧上。可以理解，本发明并不限 制所示WTG或转子叶片的类型。WTG仅仅显示用于示意性目的。图2以剖视图示意性地显示了布置在转子叶片21中的接闪器20的多个实施例， 其中接闪器的外表面设置有一个或多个场增强突起。本发明的范围并不限于图中所示的实 施例，在本发明的范围内的任意类型的场增强突起都是可能的。此外，示意图对于工程师或 技术设计图而言并非精确的视图。图解仅仅提供用于显示本发明的实施例的各个特征。所 示实施例提供了特定场增强突起的实例。在如图2A中所示的实施例中，显示了单个中心地布置的尖头形场增强突起，尖头 形突起总体上从外表面向外指向并且延伸整个外表面。在如图2B中所示的实施例中，显示了单个中心地布置的尖头形场增强突起，尖头 形突起总体上从外表面向外指向并且延伸外表面的中心部分。在图2A和2B中，突起的上升表面22显示为直的或平的表面。其它实施例包括但 是并不限于凹或凸的上升表面。在如图2C中所示的实施例中，显示了单个中心地布置的弧形场增强突起，弧形突 起总体上从外表面向外伸出并且延伸整个外表面。在如图2D中所示的实施例中，显示了单个在中心布置的弧形场增强突起，弧形突 起总体上从外表面向外伸出并且该突起在外表面的中心部分延伸。在图2C和2D中，场增强突起的外表面的曲率显示为相当低。其它实施例包括但 是并不限于半球形场增强突起。在如图2E中所示的实施例中，显示了三个分布的圆柱形场增强突起。例如可以沿 着图3中的参考数字35指示的部分获得剖视图。在图2E中，上升表面23也可以设置有角度从而提供具有截锥体形状的突起。此 外，上升表面，尤其是在截锥体实施例中，可以是凹或凸的上升形状。在图2F和2G中所示的实施例中，一个或多个场增强突起构成总体上波形的外表 面。波形可以例如围绕中心点圆对称，即场增强突起可以建有中心顶部和两个同心的顶部。在图2F中，中心波形突起包括比远离中心的波形突起位置更大的幅度。在图2G 中，所有波形成突起包括相同的幅度。在图2A至2G中显示了不同数目的突起，然而可以理解，在所示实施例中的任一个 中可以提供任意数目的突起。在实施例中，接闪器的尺寸可以在厘米(cm)范围内，例如具有在0.5至5厘米范 围内例如1. 5厘米的直径或其它相关宽度。在实施例中，场增强突起的高度可以在几毫米(mm)到几厘米之间的范围内例如 在Imm至IOmm之间或更大。图3以俯视图示意性地显示了分布的场增强突起的实施例。在所示实施例中，接 闪器20具有圆形横截面，然而，接闪器的形状可以为任意适当的形状。外表面32设置有五 个场增强突起33，每个均具有圆形横截面并且具有标记的中心34。在所示实施例中，单个 中心地布置的突起提供为由四个另外的突起围绕。然而可以理解，外表面一般而言可以设 置有或没有中心地布置的突起，以及具有任意数目的单独的突起。在本发明的范围内，突起可以为任意形状。图4和图5以剖视图示意性地显示了依照本发明的实施例的雷电保护系统的元 件。图4示意性地显示了布置在转子叶片21中的接闪器20，其中接闪器处在设置有碳 纳米管层40的外表面上。插图41示意性地显示了层40的放大图，其中放大图示意性地显 示了从接闪器的外表面32伸出的各个碳纳米管42。接闪器示意性地显示为连接至下引导体43用于引来来自雷击的所有感应电流。 接闪器可以以任意适当的方式连接至下引导体。此外，接闪器可以以任意固定方法固定至 转子叶片。在实施例中，接闪器固定在支架单元44中。图5示意性地显示了布置在转子叶片21中的接闪器20，其中接闪器的材料为碳纳 米管金属复合材料，如多个碳纳米管50示意性地指示的那样。然而，一般而言，仅仅一部分 接闪器为碳纳米管金属复合材料。例如，上部可以为碳纳米管金属复合材料，而下部可以为 标准的轻型接闪器材料例如金属或金属合金。一般而言，包括碳纳米管金属复合材料的部 分可以是面向风力涡轮机转子叶片的外部的部分。碳纳米管可以基本上均勻地分布在接闪器中，并且碳纳米管可以在接闪器的整个 厚度51中基本上随机地定向。在所示实施例中，至少一部分碳纳米管彼此物理接触52。本发明的范围并不限于图5中所示的实施例。通常均勻地分布的碳纳米管优于非 均一地分布的碳纳米管。均勻性通常是跨过接闪器的整个尺寸，因此与接闪器的尺寸相比 小的在小尺寸比例上，碳纳米管的分布可以有些不均一。一般而言，碳纳米管不需要随机地 定向并且不需要彼此物理接触。然而定向纳米管例如沿着接闪器的厚度51的方向可以进 一步提高接闪器的材料性能。作为对于图5的实施例的可选实施例，接闪器的材料可以是设置有其中嵌入了石 墨烯(graphene)的薄层的金属材料。可以提供石墨烯薄层以延伸全部或仅仅部分的接闪 器。石墨烯薄层通常沿着接闪器的厚度51的方向定向。石墨烯薄层可以与分布的碳纳米 管具有相似的性能。图6示意性地显示了图4和5的组合系统，其中接闪器20在设置有碳纳米管层40 的外表面上且接闪器的材料为碳纳米管金属复合材料。图7A和7B以剖视图示意性地显示了图2B的场增强突起，然而设置有一层碳纳米 管 70,71o在图7Α和图7Β中，碳纳米管基本上垂直地对准。然而，在图7Α中，碳纳米管沿着 垂直于外表面的表面的方向基本上垂直地对准。即，碳纳米管沿着垂直于局部衬底的方向 垂直地对准，如72和73所示。在向外指向的位置74处，碳纳米管可以很容易地适应衬底 的改变的局部几何形状，然而在向内指向的位置75处，碳纳米管可以弯曲或由其它方式适 应衬底的改变的局部几何形状。在图7Β中，碳纳米管沿着基准面的垂直方向基本上垂直地对准。例如，碳纳米管 可以沿着在接闪器附近垂直于叶片的表面的方向76垂直地对准。图8Α和8Β以剖视图示意性地显示了其中碳纳米管层依照图案掩模形成图案的接 闪器。图案形成可以通过对纳米管由其生长的催化材料形成图案来提供。在图8Α中，层已 经被掩模，这样碳纳米管就仅仅设置在中心区域80处。在图8Β中，层已经被掩模，这样碳纳
9米管就会覆盖整个外表面，然而，在边缘或边沿81处，碳纳米管的密度低于中心82处的密 度。在两个实施例中，碳纳米管的掩模具有场增强效果，会朝接闪器的中心区域吸引雷击。 可以理解，许多掩模图案是可能的，并且本发明并不限于图8A和8B中的掩模图案。碳纳米管可以设置有多种长度。在不同实施例中，碳纳米管可以具有不同的长度， 并且碳纳米管层和/或碳纳米管金属复合物可以设置有显示长度分布的碳纳米管。图9显示了一种制造具有雷电保护系统的风力涡轮机转子叶片的方法的实施例 的流程图。该方法包括提供具有用于接收接闪器的接闪器位置的风力涡轮机转子叶片的步 骤90。接闪器位置可以与制造转子叶片结合提供；或者它们可以在在后制造过程中提供。接闪器可以在单独的制造过程91中提供。在接闪器的制造过程的实施例中，首先 提供了接闪器，例如在模制、铸造或粉剂冶金过程91中。在实施例中的过程包括处理步骤 92以保证至少部分的接闪器为碳纳米管金属复合材料和/或实施例中的过程包括向接闪 器的外表面上提供一层碳纳米管的处理步骤93。接闪器安装在转子叶片上的接闪器位置中 (步骤94)并且确定了从接闪器到电下引导体的电接触(步骤95)。虽然已经结合指定实施例描述了本发明，但是不应该解释为以任意方式限制为 提供的实例。本发明的范围是由所附的权利要求组设定的。在权利要求中，术语“包括 (comprising)”或“包括(comprises) ”并不排除其它可能的元件或步骤。而且，提及的参 考例如“一个(a)”或“一个(an)”等等不应解释为不包括多个。另外，在不同的权利要求 中提到的各自的特征可以有利地进行组合，并且在不同的权利要求中提到的这些特征不会 排除特征的组合是不可能的并且有利的。
权利要求
一种风力涡轮机转子叶片，包括雷电保护系统，其中，雷电保护系统包括布置在转子叶片中的接闪器，并且其中，接闪器包括碳纳米管。
2.如权利要求1所述的风力涡轮机转子叶片，其特征在于，碳纳米管以碳纳米管层的 形式和/或以其中至少部分接闪器为碳纳米管金属复合材料的形式设置在外表面上。
3.如上述权利要求中任一项所述的风力涡轮机转子叶片，其特征在于，碳纳米管是单 壁碳纳米管、多壁碳纳米管或两者的组合。
4.如上述权利要求中任一项所述的风力涡轮机转子叶片，其特征在于，碳纳米管具有 半导体传导率、金属传导率或两者的组合。
5.如上述权利要求中任一项所述的风力涡轮机转子叶片，其特征在于，接闪器包括从 下面的组中选取的材料CU、Co、Cr、W、V、Ag、Ni、Au、Al、Pb、Mg、Sn、Zn、Ti、Mo、Zr、Mn、Fe、 In、Ir、Nb、Ta、Re、Pd、Os、Rh、Ir、Pt、Ru、C、CuW、CuWAg、CuSn、CuNi、CuBe、CuZn、CuAg、CuCcU CuCr, CuZr, CuCrZr, CuTe, CuC、AgCdO, AgSnO2, AgSnO2In2O3^ AgZnO, AgCdOSnO2, AgMgONiO, Agff, AgffC, AgffO2, AgW03、AgMo, AgC、AgNi, AgPcU AgCuNi, ReW、具有氧化物、铬镍铁合金、康 铜、蒙耐合金、殷钢、哈司特镍合金、Cu-Al2O3、不锈钢、钢的添加剂的Cu、Ag、W、Mo、Ni、Cr、 Ti、V、Zr、Mn、Ta、Fe、或Nb的金属基体复合物或其任意合金或复合物。
6.如上述权利要求中任一项所述的风力涡轮机转子叶片，其特征在于，接闪器的外表 面设置有一个或多个电场增强突起。
7.如权利要求6所述的风力涡轮机转子叶片，其特征在于，一个或多个场增强突起包 括一个或多个总体上从外表面向外指向的尖头突起。
8.如权利要求6所述的风力涡轮机转子叶片，其特征在于，一个或多个场增强突起包 括弧形突起。
9.如权利要求6所述的风力涡轮机转子叶片，其特征在于，一个或多个场增强突起构 成基本上波浪形的外表面。
10.如权利要求6所述的风力涡轮机转子叶片，其特征在于，一个或多个场增强突起包 括圆柱形突起。
11.如权利要求2-10中任一项所述的风力涡轮机转子叶片，其特征在于，碳纳米管层 包括沿着垂直于外表面的表面的方向基本上垂直地对准的碳纳米管。
12.如权利要求2-10中任一项所述的风力涡轮机转子叶片，其特征在于，碳纳米管层 包括沿着基准面的垂直方向基本上垂直地对准的碳纳米管。
13.如权利要求2-12中任一项所述的风力涡轮机转子叶片，其特征在于，碳纳米管层 依照图案掩模形成图案。
14.如上述权利要求中任一项所述的风力涡轮机转子叶片，其特征在于，碳纳米管基本 上均勻地分布在金属基体材料中。
15.如上述权利要求中任一项所述的风力涡轮机转子叶片，其特征在于，碳纳米管在金 属基体材料中基本上随机地定向。
16.如上述权利要求中任一项所述的风力涡轮机转子叶片，其特征在于，至少碳纳米管 的集合沿着接闪器的厚度延伸的方向定向。
17.如上述权利要求中任一项所述的风力涡轮机转子叶片，其特征在于，碳纳米管分散 在连续的金属基体中。
18.如上述权利要求中任一项所述的风力涡轮机转子叶片，其特征在于，至少部分碳纳 米管彼此物理接触。
19.如上述权利要求中任一项所述的风力涡轮机转子叶片，其特征在于，碳纳米管在接 闪器中的体积百分率在5%到75%的范围内。
20.包括一个或多个转子叶片的风力涡轮机发电机，其中，一个或多个转子叶片包括雷 电保护系统，其中，雷电保护系统包括布置在转子叶片中的接闪器，并且其中，接闪器包括 碳纳米管。
21.一种用于风力涡轮机转子叶片的接闪器，其特征在于，接闪器包括碳纳米管。
22.一种用于制造具有雷电保护系统的风力涡轮机转子叶片的方法，该方法包括-提供具有用于接收接闪器的接闪器位置的风力涡轮机转子叶片；-提供如权利要求1至19中任一项所述的接闪器；-将接闪器安装在转子叶片上的接闪器位置中；-建立从接闪器到电下引导体的电接触。
23.如权利要求22所述的方法，其特征在于，通过向外表面上提供催化材料的岛或颗 粒并且从催化材料中生长碳纳米管，碳纳米管就生长到接闪器的外表面上。
24.如权利要求22-23中任一项所述的方法，其特征在于，碳纳米管生长成沿着定向方 向垂直地对准。
25.如权利要求22所述的方法，其特征在于，接闪器的材料为碳纳米管金属复合物的 形式并且其中碳纳米管金属复合物由液态制造法、蒸汽态制造方法或粉末冶金方法制造。
全文摘要
本发明涉及包括雷电保护系统的风力涡轮机转子叶片。雷电保护系统包括用于捕获雷击的接闪器。接闪器布置在转子叶片中。接闪器包括碳纳米管。在实施例中，在外表面上的碳纳米管设置有碳纳米管层，和/或至少部分接闪器为碳纳米管金属复合材料例如碳纳米管金属基体复合材料。此外，接闪器的外表面在实施例中可以设置有一个或多个电场增强突起。
文档编号F03D11/00GK101903649SQ200880121123
公开日2010年12月1日 申请日期2008年12月19日 优先权日2007年12月20日
发明者H·V·埃里克森, M·V·R·S·延森 申请人:维斯塔斯风力系统集团公司