專利名稱：用于引導(dǎo)風(fēng)力渦輪機(jī)內(nèi)的雷電電流的設(shè)置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于引導(dǎo)風(fēng)力渦輪機(jī)內(nèi)的雷電電流的設(shè)置并且涉及包括這種設(shè)置的風(fēng)力渦輪機(jī)。
背景技術(shù)：
風(fēng)力渦輪機(jī)位于沒(méi)有針對(duì)氣象條件進(jìn)行保護(hù)的區(qū)域內(nèi)以便利用所有的風(fēng)力潛能。由于處于暴露區(qū)域并且由于風(fēng)力渦輪機(jī)的形狀，所以存在會(huì)導(dǎo)致嚴(yán)重?fù)p壞的雷擊的高的可能性。為此，風(fēng)力渦輪機(jī)裝備有防雷電系統(tǒng)以用于保護(hù)其部件抵抗雷電的影響。如簡(jiǎn)化示意圖3所示，風(fēng)力渦輪機(jī)通常包括塔23d、機(jī)艙和轉(zhuǎn)子系統(tǒng)83。機(jī)艙的基架103經(jīng)由偏航系統(tǒng)被連接到塔23d以便使得塔23d的頂部上的機(jī)艙能夠運(yùn)動(dòng)?；?03還支撐風(fēng)力渦輪機(jī)的傳動(dòng)系，其被安裝在機(jī)艙的內(nèi)部。包括轂和轉(zhuǎn)子葉片的轉(zhuǎn)子系統(tǒng)83被連接到傳動(dòng)系。傳動(dòng)系本身至少包括軸93、發(fā)電機(jī)113和制動(dòng)系統(tǒng)13c、23c，并且還可以包括齒輪箱123。制動(dòng)系統(tǒng)包括制動(dòng)鉗13c和制動(dòng)盤(pán)23c。在雷擊的情況下，雷電電流的主要部分可以穿過(guò)所有風(fēng)力渦輪機(jī)部件或者在所有風(fēng)力渦輪機(jī)部件附近經(jīng)過(guò)。因此，雷電電流必須以避免損壞部件的方式被引導(dǎo)經(jīng)過(guò)導(dǎo)電路徑到達(dá)地面。在這種導(dǎo)電路徑上的一些部件必須電聯(lián)接，但是它們可以相對(duì)彼此運(yùn)動(dòng)。除轂/機(jī)艙互聯(lián)之外，這些互聯(lián)還是塔的頂部上的偏航夾具/塔互聯(lián)13d、23d以及制動(dòng)鉗/制動(dòng)盤(pán)互聯(lián)13c、23c，其中制動(dòng)鉗/制動(dòng)盤(pán)互聯(lián)13c、23c可以位于發(fā)電機(jī)軸上或者風(fēng)力渦輪機(jī)內(nèi)的其它位置。在本文中，圖如和圖4b示出了偏航系統(tǒng)的現(xiàn)有技術(shù)實(shí)施方式，其包括用于將雷電電流從風(fēng)力渦輪機(jī)的機(jī)艙14傳輸?shù)剿﨧的防雷電電流單元。圖如示出了橫截面圖并且圖4b示出了這種實(shí)施方式的俯視圖。該實(shí)施方式包括基本塊狀導(dǎo)電刷44、用于將刷44壓在偏航環(huán)上的彈簧M、用于將刷44電連接到機(jī)艙14的電線144以及托架狀雷電刷外殼134，其中刷44和彈簧M位于該外殼134內(nèi)。預(yù)先組裝單元的零件，并且之后使用螺栓IM將整個(gè)組件安裝在偏航夾具14a、 14b之間。這種實(shí)施方式的缺點(diǎn)在于大量不同零件必須在有限空間內(nèi)被組裝。這種實(shí)施方式的另一缺點(diǎn)在于在部件附近需要自由空間來(lái)安裝組件。此外，還難以維護(hù)該單元，因?yàn)橥鈿け仨毐徊鹦痘虼蜷_(kāi)以便更換零件或執(zhí)行其他維護(hù)措施。此外，這種已知的設(shè)置不能以有效方式工作，因?yàn)槔纂婋娏鞑灰灾苯臃绞奖粋鲗?dǎo)。關(guān)于對(duì)風(fēng)力渦輪機(jī)的制動(dòng)系統(tǒng)的雷電防護(hù)，已知的是在靜止零件上安裝大量刷， 該靜止零件是一種刷保持器。刷與靜止零件電接觸并且與制動(dòng)盤(pán)形成電連接。
不利的是，這種已知的設(shè)置不能以有效方式工作，因?yàn)槔纂婋娏鞑灰灾苯臃绞絺鲗?dǎo)。此外，這種已知的設(shè)置是復(fù)雜的，因?yàn)楸仨毎惭b大量零件。此外，必須提供一定的空間來(lái)安裝這些零件。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的目標(biāo)在于提供用于引導(dǎo)風(fēng)力渦輪機(jī)內(nèi)的雷電電流的改進(jìn)設(shè)置，其是節(jié)省空間并且與現(xiàn)有技術(shù)中已知的防雷電設(shè)置相比是更有效率且更不復(fù)雜的。通過(guò)權(quán)利要求1和權(quán)利要求10的特征來(lái)實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的目標(biāo)。本發(fā)明的其他方面是從屬權(quán)利要求的主題。本發(fā)明涉及用于引導(dǎo)風(fēng)力渦輪機(jī)內(nèi)的雷電電流的設(shè)置。該設(shè)置包括第一部件、第二部件、接觸元件和導(dǎo)向體。所述兩個(gè)部件中的一個(gè)被設(shè)置成相對(duì)于另一個(gè)可運(yùn)動(dòng)。接觸元件被設(shè)置成使得第一部件電連接第二部件以便引導(dǎo)風(fēng)力渦輪機(jī)內(nèi)的雷電電流。此外，接觸元件由導(dǎo)向體可運(yùn)動(dòng)地引導(dǎo)。根據(jù)本發(fā)明，導(dǎo)向體被至少部分地整體形成在第一部件內(nèi)。本發(fā)明設(shè)置具有如下優(yōu)點(diǎn)，即相比于已知防雷電設(shè)置其由較少零件并且較不復(fù)雜的零件構(gòu)成。因此，減少了制造和存儲(chǔ)成本。此外，所述設(shè)置作為一個(gè)整體較不復(fù)雜且可以更容易地被安裝。因?yàn)榱慵梢砸院?jiǎn)單方式被裝配和更換，所以有助于本發(fā)明設(shè)置的維護(hù)。甚至，可以容易地調(diào)整彈性連接。因?yàn)槔纂婋娏鹘?jīng)過(guò)部件之間的最短路徑被傳導(dǎo)，所以本發(fā)明設(shè)置有效地工作并且減少了失效的風(fēng)險(xiǎn)。此外，不再需要將防雷電設(shè)置安裝在部件的外部。因此，節(jié)省了可以被用作其他用途的空間，例如該空間可以用于結(jié)構(gòu)性強(qiáng)化偏航夾具。下面將更具體地通過(guò)示例方式描述本發(fā)明。


圖1和圖2示出了優(yōu)選構(gòu)造并且不限制本發(fā)明的范圍。圖1示出了根據(jù)本發(fā)明一種實(shí)施例的設(shè)置的橫截面圖， 圖2示出了根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例的設(shè)置的橫截面圖，
圖3示出了如上所述的風(fēng)力渦輪機(jī)的基本部件的示意圖，以及圖4a和圖4b示出了如上所述的現(xiàn)有技術(shù)。
具體實(shí)施例方式圖1示出了包括偏航夾具11和塔21的風(fēng)力渦輪機(jī)一部分的橫截面圖。偏航夾具11形成偏航系統(tǒng)被安裝在機(jī)艙和塔21之間的部分。機(jī)艙和偏航夾具11 能夠在塔21的頂部運(yùn)動(dòng)。為了實(shí)現(xiàn)防雷電效果，接觸元件41被安裝在偏航夾具11和塔21之間。接觸元件41被安裝成沿徑向方向至少部分地整體形成在偏航夾具11內(nèi)。為此， 在偏航夾具11內(nèi)提供導(dǎo)向體31。這種導(dǎo)向體31被實(shí)現(xiàn)為凹口的形式，例如徑向孔的形式?？商娲兀瑢?dǎo)向體31可以被構(gòu)造成通道或溝槽。這種接觸元件41的第一端被壓到塔21上從而形成滑動(dòng)接觸。接觸元件41或者其自身是彈性的或者被彈性地安裝。接觸元件41的第一端可以被直接壓到塔21的表面上或者被壓到附連于塔21的滑動(dòng)元件上。接觸元件41的第二端連接偏航夾具11。根據(jù)本發(fā)明的一種實(shí)施例，接觸元件42包括導(dǎo)電棒。導(dǎo)電棒41由能夠傳導(dǎo)并支持風(fēng)力渦輪機(jī)內(nèi)的雷電電流的材料制成，該材料例如是碳、石墨、金屬或包括這些材料中的一種或更多種的復(fù)合材料。在本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例中，棒由石墨-銅復(fù)合材料制成。這種材料的優(yōu)點(diǎn)在于良好導(dǎo)電性和低磨損率?？梢源媸褂玫奶娲牧鲜倾y-石墨復(fù)合材料。這種材料具有比銅_石墨復(fù)合物更好的導(dǎo)電性。導(dǎo)電棒41包括第一端和第二端。根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施例，通過(guò)將導(dǎo)電彈簧51 張緊地安裝在棒41的第二端與偏航夾具11之間來(lái)實(shí)現(xiàn)導(dǎo)電棒41的所需壓力。因此，盡管棒41隨時(shí)間磨損也確保了棒41的恒定壓力，并且補(bǔ)償了塔21的滑動(dòng)表面的不平坦性。當(dāng)然，可以使用不同類型的彈簧。棒41經(jīng)由彈簧51以牢固但可拆卸的方式被連接到偏航夾具11。根據(jù)本發(fā)明的又一實(shí)施例，通過(guò)在導(dǎo)向體31的外端處的螺釘連接61來(lái)實(shí)現(xiàn)這種牢固但可拆卸的連接。在本發(fā)明的又一實(shí)施例中，這種連接是通過(guò)將平頭螺釘61安裝在導(dǎo)向體31內(nèi)來(lái)實(shí)現(xiàn)的，其中該平頭螺釘61接合于在導(dǎo)向體31的外端處設(shè)置的螺紋71。這允許容易地更換棒41或彈簧51，并且也允許通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)平頭螺釘61而以簡(jiǎn)單方式調(diào)整彈簧力。因此，有助于所述設(shè)置的維護(hù)。圖2示出了風(fēng)力渦輪機(jī)的制動(dòng)系統(tǒng)一部分的橫截面圖，其包括制動(dòng)盤(pán)22，該制動(dòng)盤(pán)22可旋轉(zhuǎn)地設(shè)置在雙動(dòng)式制動(dòng)鉗12內(nèi)。制動(dòng)鉗12包括第一半鉗12a和第二半鉗12b。為了實(shí)現(xiàn)防雷電效果，接觸元件42被設(shè)置在制動(dòng)鉗12和制動(dòng)盤(pán)22之間。接觸元件42被安裝成至少部分地整體形成在制動(dòng)鉗12內(nèi)。為此，導(dǎo)向體32被設(shè)置在制動(dòng)鉗12內(nèi)。這種導(dǎo)向體32被實(shí)現(xiàn)為凹口形式，例如徑向孔形式?？商娲兀瑢?dǎo)向體 32可以被構(gòu)造成通道或溝槽。在如圖2所示的本發(fā)明的實(shí)施例中，導(dǎo)向體32被設(shè)置在鉗組分界部12al2b附近。如上所述，制動(dòng)鉗12包括第一半鉗12a和第二半鉗12b。如圖2所示，導(dǎo)向體32 被設(shè)置在第一半鉗12a內(nèi)。接觸元件42的第一端被壓到制動(dòng)盤(pán)22上從而形成滑動(dòng)接觸。接觸元件42或者其自身是彈性的或者被彈性地安裝。接觸元件42可以被直接壓到制動(dòng)盤(pán)22的表面上或者被壓到附連于該制動(dòng)盤(pán)22的滑動(dòng)元件上。接觸元件42的第二端連接第一半鉗12a。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，接觸元件42包括導(dǎo)電棒。導(dǎo)電棒42由能夠傳導(dǎo)并支持風(fēng)力渦輪機(jī)內(nèi)的雷電電流的材料制成，該材料例如碳、石墨、金屬或包含這些材料中的一種或更多種的復(fù)合材料。在優(yōu)選實(shí)施例中，棒由石墨-銅復(fù)合材料制成。這種材料的優(yōu)點(diǎn)在于良好導(dǎo)電性和低磨損率?？梢源媸褂玫奶娲牧鲜倾y-石墨復(fù)合材料。這種材料具有比銅-石墨復(fù)合物更好的導(dǎo)電性。導(dǎo)電棒42包括第一端和第二端。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，通過(guò)將導(dǎo)電彈簧52張緊地安裝在棒42的第二端與第一半鉗1 之間來(lái)實(shí)現(xiàn)棒42的所需壓力。因此，盡管棒42隨時(shí)間磨損也確保了棒42的恒定壓力，并且補(bǔ)償了制動(dòng)盤(pán)22的滑動(dòng)表面的不均勻性。當(dāng)然， 可以使用不同類型的彈簧52。棒經(jīng)由彈簧52以牢固但可拆卸的方式被連接到第一半鉗12a。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，通過(guò)在導(dǎo)向體32的外端處的螺釘連接62來(lái)實(shí)現(xiàn)這種牢固但可拆卸的連接。在本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例中，這種連接是通過(guò)將平頭螺釘62安裝在導(dǎo)向體32內(nèi)來(lái)實(shí)現(xiàn)的，其中該平頭螺釘62接合于在導(dǎo)向體32的外端處設(shè)置的螺紋72。這允許容易地更換棒42或彈簧52。這也允許通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)平頭螺釘62而以簡(jiǎn)單方式調(diào)整彈簧力。因此，有助于所述設(shè)置的維護(hù)。在本發(fā)明的另一實(shí)施例中，附加導(dǎo)向體32和接觸元件42可以在制動(dòng)鉗12內(nèi)被設(shè)置在第一半鉗1 和/或第二半鉗12b中。在本發(fā)明的又一實(shí)施例中，上述制動(dòng)系統(tǒng)位于發(fā)電機(jī)附近的軸上并且用于固定軸，例如用于維護(hù)的目的。自然地，制動(dòng)系統(tǒng)也可以被安裝在風(fēng)力渦輪機(jī)內(nèi)的其他位置。風(fēng)力渦輪機(jī)可以包括在鉗制動(dòng)器中的或一個(gè)或更多個(gè)偏航夾具中的根據(jù)本發(fā)明的設(shè)置；并且當(dāng)然其能夠包括在一個(gè)或更多個(gè)鉗制動(dòng)器和在至少一個(gè)偏航夾具中的這種設(shè)置。對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言顯而易見(jiàn)的是，根據(jù)本發(fā)明的設(shè)置也可以被用于在風(fēng)力渦輪機(jī)內(nèi)的其他導(dǎo)電部件之間傳導(dǎo)雷電電流，具體地用于將雷電電流從轂弓丨導(dǎo)到機(jī)艙。
權(quán)利要求
1.一種用于引導(dǎo)風(fēng)力渦輪機(jī)內(nèi)的雷電電流的設(shè)置，-具有第一部件(11，12)、第二部件(21，22)、接觸元件(41，42)以及導(dǎo)向體(31，32)；-其中所述兩個(gè)部件中的一個(gè)被設(shè)置成相對(duì)于另一個(gè)可運(yùn)動(dòng)；-其中所述接觸元件(41，42)被設(shè)置成使得所述第一部件(11，12)電連接所述第二部件(21，22 )從而引導(dǎo)所述風(fēng)力渦輪機(jī)內(nèi)的雷電電流；以及-其中所述接觸元件(41，42)由所述導(dǎo)向體(31，32)可運(yùn)動(dòng)地引導(dǎo)；其特征在于-所述導(dǎo)向體(31，32 )至少部分地整體形成在所述第一部件(11，12 )內(nèi)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)置，-其中所述導(dǎo)向體(31，32 )被構(gòu)造成凹口或通道或溝槽。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或權(quán)利要求2所述的設(shè)置，-其中所述接觸元件(41，42)具有第一端和第二端；以及-其中所述第一端被壓到所述第二部件(21，22)上從而形成滑動(dòng)接觸并且所述第二端以彈性方式連接到所述第一部件(11，12)的緊固元件。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的設(shè)置，_其中所述第二端經(jīng)由導(dǎo)電彈簧元件(51，52)被連接到所述第一部件(11，12)的所述緊固元件(61，62)。
5.根據(jù)權(quán)利要求3或權(quán)利要求4所述的設(shè)置，-其中所述緊固元件(61，62)提供螺釘連接的手段從而將所述緊固元件(61，62)以牢固但可拆卸的方式連接到所述第一部件(11，12 )。
6.根據(jù)前述權(quán)利要求中任意一項(xiàng)權(quán)利要求所述的設(shè)置，-其中所述接觸元件(61，62)包括以可運(yùn)動(dòng)方式被至少部分地設(shè)置在所述導(dǎo)向體(31， 32)內(nèi)的棒(41，42)。
7.根據(jù)前述權(quán)利要求中任意一項(xiàng)權(quán)利要求所述的設(shè)置，-其中所述接觸元件(41，42)由包括碳和/或石墨和/或銅和/或銀的材料制成。
8.根據(jù)前述權(quán)利要求中任意一項(xiàng)權(quán)利要求所述的設(shè)置，-其中所述第一部件是被連接到風(fēng)力渦輪機(jī)的機(jī)艙的偏航夾具(11)并且所述第二部件是風(fēng)力渦輪機(jī)的塔(21)的一部分。
9.根據(jù)前述權(quán)利要求中任意一項(xiàng)權(quán)利要求所述的設(shè)置，_其中所述第一部件是制動(dòng)鉗(12)并且所述第二部件是一同形成風(fēng)力渦輪機(jī)的制動(dòng)系統(tǒng)的制動(dòng)盤(pán)(22)。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的設(shè)置，-其中所述制動(dòng)鉗(12)包括兩部分，而所述導(dǎo)向體(32)被設(shè)置在這些部分(12a, 12b) 中的至少一個(gè)內(nèi)。
11.一種包括根據(jù)前述權(quán)利要求中任意一項(xiàng)權(quán)利要求所述的設(shè)置的風(fēng)力渦輪機(jī)。
全文摘要
本發(fā)明涉及用于引導(dǎo)風(fēng)力渦輪機(jī)內(nèi)的雷電電流的設(shè)置。該設(shè)置包括第一部件(11，12)、第二部件(21，22)、接觸元件(41，42)以及導(dǎo)向體(31，32)。所述兩個(gè)部件中的一個(gè)被設(shè)置成相對(duì)于另一個(gè)可運(yùn)動(dòng)。所述接觸元件(41，42)被設(shè)置成使得所述第一部件(11，12)電連接到所述第二部件(21，22)以便引導(dǎo)所述風(fēng)力渦輪機(jī)內(nèi)的雷電電流。所述接觸元件(41，42)由所述導(dǎo)向體(31，32)可運(yùn)動(dòng)地引導(dǎo)。根據(jù)本發(fā)明，所述導(dǎo)向體(31，32)至少部分地整體形成在所述第一部件(11，12)內(nèi)。
文檔編號(hào)F03D11/00GK102200099SQ20111007373
公開(kāi)日2011年9月28日 申請(qǐng)日期2011年3月25日 優(yōu)先權(quán)日2010年3月26日
發(fā)明者R·尼爾森, T·芒克-漢森 申請(qǐng)人:西門(mén)子公司