專利名稱：風(fēng)輪機(jī),雷電連接裝置,連接方法及其應(yīng)用的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種根據(jù)權(quán)利要求1的前序部分的風(fēng)輪機(jī)，涉及根據(jù)權(quán)利要求12的前序部分的雷電連接裝置、連接方法及其應(yīng)用。
背景技術(shù)：
通常，風(fēng)輪機(jī)豎立在在具有很強(qiáng)的風(fēng)力條件的區(qū)域，例如僅包括少量高障礙物例如樹木或建筑物的郊區(qū)。但是，所述豎立的風(fēng)輪機(jī)的塔架和轉(zhuǎn)子葉片越來越高以便最高效地利用風(fēng)力，而由于風(fēng)輪機(jī)是該區(qū)域內(nèi)的最高物體，因此需要保護(hù)風(fēng)輪機(jī)免受雷擊。
公知的用于風(fēng)輪機(jī)的雷電保護(hù)系統(tǒng)在每個(gè)轉(zhuǎn)子葉片的頂端包含接閃器以便捕獲雷擊。雷電被經(jīng)由葉片內(nèi)的引下線以及塔架和引擎艙內(nèi)的引下線放電成地電位。為了將雷電從轉(zhuǎn)動(dòng)的葉片的引下線傳送到固定的引擎艙的引下線，通過轉(zhuǎn)子葉片軸將雷電電流引導(dǎo)到引擎艙。引擎艙包括連接到該軸并從而允許從該軸除去電流并將電流傳送到引擎艙的引下線的裝置，例如滑環(huán)。
上述系統(tǒng)的一個(gè)問題是雷電電流在其通路內(nèi)從轉(zhuǎn)子葉片到引擎艙經(jīng)過了風(fēng)輪機(jī)的不同部件，例如葉片俯仰裝置以及齒輪裝置。雷電內(nèi)的巨大能量會(huì)例如通過形成電弧對(duì)這些部件造成很大損害，并從而減小部件的使用壽命。
此外，這種連接在軸上的裝置已被證實(shí)在除去軸中的雷電電流方面效率較低。這意味著，大部分雷電電流將通過可選擇的且通常不希望的破壞性的路線變成地電勢(shì)。
已提出以不同方式將雷電電流從風(fēng)輪機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)裝置傳遞到風(fēng)輪機(jī)的固定裝置的雷電系統(tǒng)。
EP專利申請(qǐng)No.1154537中公開了一種示例，其中在轉(zhuǎn)子葉片的雷電保護(hù)系統(tǒng)和引擎艙之間的雷電電流的傳遞是通過滑動(dòng)觸點(diǎn)實(shí)現(xiàn)的。該觸點(diǎn)的固定部分連接到引擎艙，并具有彈簧接合裝置以便建立與連接到該轉(zhuǎn)子葉片的鋼環(huán)的滑動(dòng)接觸。在該發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例內(nèi)，每個(gè)轉(zhuǎn)子葉片的鋼環(huán)和雷電保護(hù)系統(tǒng)連接到相對(duì)的接觸板上。因此，可使轉(zhuǎn)子葉片俯仰并仍保持對(duì)葉片的雷電保護(hù)。
該EP專利申請(qǐng)的雷電保護(hù)系統(tǒng)的一個(gè)問題是由于觸點(diǎn)適應(yīng)改變的機(jī)會(huì)非常小，所以觸點(diǎn)的表面會(huì)很快地磨損并且接觸不良。此后，雷電電流會(huì)作為接觸表面之間的電弧被最大量地傳遞，從而損害并最終破壞觸點(diǎn)。
另一個(gè)問題是該雷電保護(hù)系統(tǒng)的機(jī)械構(gòu)造復(fù)雜且易損壞，該系統(tǒng)包括大量通過電纜連接的分離的部分。這使得該系統(tǒng)由于系統(tǒng)發(fā)生機(jī)械故障的高風(fēng)險(xiǎn)而幾乎不可與風(fēng)輪機(jī)一起使用。
本發(fā)明的一個(gè)目標(biāo)是建立一種沒有上述缺陷的用于風(fēng)輪機(jī)的雷電保護(hù)系統(tǒng)。本發(fā)明的目的特別是創(chuàng)建一種構(gòu)造簡單且運(yùn)行可靠的系統(tǒng)。
另外，本發(fā)明的一個(gè)目標(biāo)是建立一種用于風(fēng)輪機(jī)的易于集成和安裝為風(fēng)輪機(jī)的一部分的雷電保護(hù)系統(tǒng)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明涉及一種包括雷電連接裝置的風(fēng)輪機(jī)，該裝置包括至少兩個(gè)適于連接所述轉(zhuǎn)動(dòng)的雷電保護(hù)裝置和固定的雷電保護(hù)裝置的接觸裝置，在所述至少兩個(gè)接觸裝置之間建立專用連接的至少一個(gè)電導(dǎo)體，以及用于所述至少兩個(gè)接觸裝置的力傳遞裝置，該力傳遞裝置用于在所述至少兩個(gè)接觸裝置與所述固定的和轉(zhuǎn)動(dòng)的雷電保護(hù)裝置的接觸面之間建立連續(xù)地連接。
因此，實(shí)現(xiàn)了轉(zhuǎn)動(dòng)的雷電保護(hù)裝置和固定的雷電保護(hù)裝置之間的連接，該連接的機(jī)械結(jié)構(gòu)簡單并且運(yùn)行可靠。特別地，不利用電纜在雷電連接裝置與轉(zhuǎn)動(dòng)的和固定的雷電保護(hù)裝置之間建立連接對(duì)于建立可靠系統(tǒng)是有利的。
力傳遞裝置還確保接觸裝置連續(xù)地適應(yīng)變化的接觸面位置。
此外，實(shí)現(xiàn)了轉(zhuǎn)動(dòng)的雷電保護(hù)裝置和固定的雷電保護(hù)裝置之間的連接，該連接易于集成并安裝成風(fēng)輪機(jī)的一部分。
在本發(fā)明的一個(gè)方面中，所述雷電連接裝置的基底支承部分安裝在轉(zhuǎn)動(dòng)的裝置上。因此，由于在風(fēng)輪機(jī)的固定裝置上建立必要的圓形接觸面比在轉(zhuǎn)動(dòng)裝置上更容易，所以可使結(jié)構(gòu)更簡單。
在本發(fā)明的另一個(gè)方面中，所述雷電連接裝置的所述基底支承部分安裝在所述風(fēng)輪機(jī)葉片的凸緣上。因此，可確保該雷電連接裝置牢固地安裝在葉片和引擎艙之間的有利位置。
在本發(fā)明的另一個(gè)方面內(nèi)，所述基底支承部分利用葉片安裝螺栓安裝在所述風(fēng)輪機(jī)葉片的凸緣上。通過利用風(fēng)輪機(jī)內(nèi)存在的和必要的結(jié)構(gòu)，可減小雷電連接的成本和復(fù)雜性。
使用葉片螺栓還使得可將雷電連接裝置應(yīng)用于現(xiàn)有的風(fēng)輪機(jī)，并且除了建立接觸面之外不需要對(duì)風(fēng)輪機(jī)進(jìn)行其它設(shè)置。
在本發(fā)明的另一個(gè)方面內(nèi)，每個(gè)雷電連接裝置均連接到一個(gè)風(fēng)輪機(jī)葉片。通過使每個(gè)風(fēng)輪機(jī)葉片都具有一個(gè)雷電連接裝置，可確保所有葉片總是連接到地電位。這特別是因?yàn)槔讚魰?huì)出現(xiàn)在任何位置而不僅是出現(xiàn)在葉片的指向上的位置。
在本發(fā)明的一個(gè)方面內(nèi)，在兩葉片風(fēng)輪機(jī)中所述雷電連接裝置的數(shù)量為兩個(gè)，而在三葉片風(fēng)輪機(jī)中所述雷電連接裝置的數(shù)量為三個(gè)。因此，可實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的有利的實(shí)施例。
在本發(fā)明的一個(gè)方面內(nèi)，所述固定的雷電保護(hù)裝置的接觸面連接到地電位。
在本發(fā)明的一個(gè)方面內(nèi)，所述固定的雷電保護(hù)裝置的接觸面是在引擎艙正面的連貫的圓形金屬板環(huán)。通過使用連貫金屬環(huán)，可確保所有風(fēng)輪機(jī)葉片總是連接到地電位。不管葉片是否轉(zhuǎn)動(dòng)，該葉片均連接到地電位。
但是，應(yīng)當(dāng)指出，金屬環(huán)可以為一體件而不是成段地形成連貫環(huán)。此外，金屬板環(huán)可以是整個(gè)圓周的一部分，其中地電位觸點(diǎn)僅存在于該部分內(nèi)。
在本發(fā)明的一個(gè)方面內(nèi)，連貫的圓形金屬板環(huán)安置在引擎艙的排水裝置的前部上。通過使用排水裝置，可確保接觸面處于有利的位置而不會(huì)嚴(yán)重妨礙風(fēng)輪機(jī)的已有部分。由于排水裝置通常由金屬制成，所以金屬板環(huán)易于牢固地安裝，并且易于建立與引下線的連接。
在本發(fā)明的一個(gè)方面內(nèi)，所述轉(zhuǎn)動(dòng)的雷電保護(hù)裝置的接觸面通過雷電引下線裝置連接到雷電接閃器裝置。因此，可實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的有利的實(shí)施例。
在本發(fā)明的一個(gè)方面內(nèi)，所述轉(zhuǎn)動(dòng)的雷電保護(hù)裝置的接觸面包括在俯仰(傾斜)機(jī)構(gòu)上方圍繞一個(gè)風(fēng)輪機(jī)葉片安置的金屬環(huán)。因此，確保風(fēng)輪機(jī)葉片能自由俯仰，而雷電連接裝置仍保持與接觸面接觸。此外，可通過環(huán)繞葉片來增強(qiáng)金屬環(huán)與葉片的固定。
本發(fā)明還涉及一種用于風(fēng)輪機(jī)的雷電連接裝置，該雷電連接裝置包括至少兩個(gè)適于連接所述風(fēng)輪機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)的雷電保護(hù)裝置和固定的雷電保護(hù)裝置的接觸裝置，至少一個(gè)在所述至少兩個(gè)接觸裝置之間建立專用連接的電導(dǎo)體，以及用于所述至少兩個(gè)接觸裝置的力傳遞裝置。
因此，實(shí)現(xiàn)了該轉(zhuǎn)動(dòng)的和固定的雷電保護(hù)裝置之間的連接，該連接易于集成并安裝成風(fēng)輪機(jī)的一部分。
在本發(fā)明的一個(gè)方面內(nèi)，所述至少兩個(gè)接觸裝置形成朝向所述轉(zhuǎn)動(dòng)的雷電保護(hù)裝置的接觸面和固定的雷電保護(hù)裝置的接觸面的接觸區(qū)域。
在本發(fā)明的一個(gè)方面內(nèi)，接觸裝置包括被襯墊環(huán)繞的至少一個(gè)桿，其中該襯墊和至少一個(gè)桿的表面共同形成接觸區(qū)域。將環(huán)繞的襯墊與至少一個(gè)桿相結(jié)合，可實(shí)現(xiàn)這兩者的特性例如桿和襯墊的不同材料特性。此外，襯墊穩(wěn)定了桿在接觸面上的滑動(dòng)，從而確保桿大致垂直于接觸面。
在本發(fā)明的一個(gè)方面內(nèi)，所述至少一個(gè)桿由具有高導(dǎo)電性的材料例如銅、鋁、銅和鋁的合金、金屬石墨、電鍍石墨(electro graphite)或類似材料制成。因此，由于上述材料耐用并且具有高導(dǎo)電性，所以可確保接觸裝置和導(dǎo)體之間存在很好的接觸。
在本發(fā)明的一個(gè)方面內(nèi)，所述襯墊由具有低摩擦表面的材料例如聚合物材料例如Teflon或尼龍制成。因此，接觸裝置可容易地在接觸面上滑動(dòng)，從而確保該接觸裝置的壽命更長并且更可靠。
在本發(fā)明的一個(gè)方面內(nèi)，一個(gè)接觸裝置包括位于同一軸上的至少一個(gè)輪狀件和至少一個(gè)圓形接觸裝置。因此，可建立與該接觸面的轉(zhuǎn)動(dòng)接觸，從而確保不會(huì)從圓形接觸裝置上的相同位置連續(xù)引導(dǎo)雷電。因此，可減小對(duì)圓形接觸裝置造成嚴(yán)重?fù)p壞的危險(xiǎn)。
在本發(fā)明的一個(gè)方面內(nèi)，所述至少一個(gè)輪狀件由柔性材料例如橡膠制成，并且其直徑優(yōu)選地稍大于所述至少一個(gè)圓形接觸裝置的直徑。因此，確保該輪狀件建立與該接觸面的接觸，但是該表面和該圓形接觸裝置之間具有有限的距離。該有限距離可確保雷電電流將沿圓形接觸裝置和接觸面之間的最優(yōu)路線通過。
在本發(fā)明的一個(gè)方面內(nèi)，所述接觸裝置在每一側(cè)都包括一個(gè)被一個(gè)圓形接觸裝置包圍的輪狀件。因此，可建立與接觸面的穩(wěn)定且可靠的接觸。
在本發(fā)明的一個(gè)方面內(nèi)，所述接觸裝置包括接觸區(qū)域，該接觸區(qū)域包括至少一個(gè)凹部和諸如多個(gè)軸承滾珠的轉(zhuǎn)動(dòng)裝置。因此，由于可以以任何實(shí)際可用的方式安置該凹部和軸承滾珠，所以可建立與接觸面的連續(xù)且穩(wěn)定的接觸。
在本發(fā)明的一個(gè)方面內(nèi)，所述力傳遞裝置是所述接觸裝置和基底支承板之間的至少一個(gè)柔性聯(lián)接件。通過使用向該接觸裝置提供恒定力的柔性聯(lián)接件，可將該接觸裝置持續(xù)地壓在該接觸面上。
在本發(fā)明的一個(gè)方面內(nèi)，所述力傳遞裝置可相對(duì)于穩(wěn)定位置沿一個(gè)方面彎曲。通過可沿一個(gè)方向彎曲，可確保每個(gè)接觸裝置連續(xù)地/持續(xù)地適應(yīng)接觸面的位置。另外，由于力傳遞裝置不能沿另一個(gè)方面彎曲，所以可確保該接觸裝置不會(huì)在接觸面上滑動(dòng)例如側(cè)向滑動(dòng)。
在本發(fā)明的一個(gè)方面內(nèi)，該接觸裝置可因所述力傳遞裝置的彎曲而沿至少一個(gè)方向移動(dòng)，所述基底支承部分限定了所述力傳遞裝置的固定位置。由于僅為力傳遞裝置限定了一個(gè)固定位置而不是多個(gè)不同的位置所以提高了可靠性，在所述多個(gè)不同位置中(所述雷電連接裝置的)力傳遞裝置之一會(huì)被損壞。
在本發(fā)明的一個(gè)方面內(nèi)，所述力傳遞裝置的至少一個(gè)部分包括圓形部或者當(dāng)例如在該接觸裝置處受到力時(shí)建立圓形部。因此，可使用力傳遞裝置的材料應(yīng)力建立必要的力。
在本發(fā)明的一個(gè)方面內(nèi)，所述力傳遞裝置由柔性材料制成。
在本發(fā)明的另一方面內(nèi)，所述力傳遞裝置由電絕緣材料例如復(fù)合材料例如玻璃纖維制成。
柔性材料例如玻璃纖維的使用可確保高柔性以及高耐用性。使用電絕緣材料或不導(dǎo)電材料可確保雷電電流不會(huì)將力傳遞裝置作為可通向地電位的可選路線。
在本發(fā)明的另一個(gè)方面內(nèi)，所述力傳遞裝置為一個(gè)或多個(gè)板狀件，該板狀件的長度在200毫米至500毫米之間例如為300毫米、寬度在50毫米至300毫米之間例如為80毫米、厚度在3毫米至10毫米之間例如5毫米。通過形成板狀件，實(shí)現(xiàn)了該力傳遞裝置的優(yōu)選運(yùn)動(dòng)。另外，通過上述數(shù)據(jù)，可在一個(gè)方向上實(shí)現(xiàn)較大的柔性而在另一個(gè)方向上實(shí)現(xiàn)較小的柔性。
在本發(fā)明的一個(gè)方面內(nèi)，所述基底支承板包括用于保持至少第一和第二力傳遞裝置的至少第一和第二托架，其中所述托架沿至少兩個(gè)方向指引所述力傳遞裝置。
在本發(fā)明的一個(gè)方面內(nèi)，所述力傳遞裝置包括至少一個(gè)充氣閥。
在本發(fā)明的一個(gè)方面，所述力傳遞裝置包括至少一個(gè)彈簧致動(dòng)的裝置。
使用充氣閥或彈簧致動(dòng)裝置使得可在安裝之后(較大程度地)調(diào)節(jié)雷電連接裝置，例如調(diào)節(jié)傳遞給接觸裝置的力。
在本發(fā)明的一個(gè)方面內(nèi)，至少一個(gè)充氣閥或所述至少一個(gè)彈簧致動(dòng)的裝置包括活塞裝置，該活塞裝置包括接觸裝置。因此，可向接觸裝置更線性地傳遞力。
在本發(fā)明的一個(gè)方面內(nèi)，所述力傳遞裝置在該托架處彼此形成至少40度的角，例如60度至120度的角，優(yōu)選為80度的角。因此，可實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的有利的實(shí)施例，這尤其是由于傳遞給該接觸裝置的力使得可連續(xù)地接觸該接觸面。
在本發(fā)明的一個(gè)方面內(nèi)，所述第一和第二力傳遞裝置在該基底支承部分處相互附裝在一起，并沿大致平行的方向移動(dòng)。因此，可確保接觸裝置之間的距離盡可能地短，而不會(huì)出現(xiàn)該接觸裝置相互觸及的危險(xiǎn)。
在本發(fā)明的一個(gè)方面內(nèi)，所述第一和第二力傳遞裝置從該基底支承部分沿平行的方向延伸。
在本發(fā)明的一個(gè)方面內(nèi)，所述第一和第二力傳遞裝置從該基底支承部分相互成角度地延伸，例如成零度至90度的角。該力傳遞裝置相互形成角度可確保該接觸裝置之間距離較長。因此，可實(shí)現(xiàn)抵抗該接觸裝置之間的電火花或電弧的高度安全性。


下面將參照

本發(fā)明，在附圖中圖1示出大型的現(xiàn)代風(fēng)輪機(jī)；圖2a和2b示出具有公知的雷電保護(hù)系統(tǒng)的風(fēng)輪機(jī)葉片；圖3a和3b示出包含根據(jù)本發(fā)明的雷電連接裝置的雷電保護(hù)系統(tǒng)；圖4示出根據(jù)本發(fā)明的雷電連接裝置的優(yōu)選實(shí)施例；圖5示出風(fēng)輪機(jī)的固定的裝置的接觸面；圖6示出風(fēng)輪機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)裝置的接觸面；圖7a到7c示出根據(jù)本發(fā)明的雷電連接裝置的不同部分；圖8示出雷電連接裝置的接觸裝置的優(yōu)選實(shí)施例；圖9示出雷電連接裝置的接觸裝置之間的專用連接；圖10示意性地示出雷電連接裝置的功能；圖11到13示意性地示出雷電連接裝置的又一實(shí)施例；圖14和15示意性地示出雷電連接裝置的再一實(shí)施例；
圖16和17示意性地示出雷電連接裝置的接觸裝置的又一實(shí)施例；圖18示出包括圖16和17的接觸裝置的雷電連接裝置的實(shí)施例，以及圖19a和19b示出雷電連接裝置中的力傳遞裝置的另外的實(shí)施例。
具體實(shí)施例方式
圖1示出現(xiàn)代風(fēng)輪機(jī)1，該風(fēng)輪機(jī)具有塔架2和安置在該塔架頂部的風(fēng)輪機(jī)引擎艙3。包括三個(gè)風(fēng)輪機(jī)葉片的風(fēng)輪機(jī)轉(zhuǎn)子5通過延伸出引擎艙的前端的主軸連接到引擎艙。
如圖所示，超過一定程度的風(fēng)會(huì)由于在葉片上形成提升力而致動(dòng)轉(zhuǎn)子，并使轉(zhuǎn)子沿垂直于風(fēng)的方向轉(zhuǎn)動(dòng)。該轉(zhuǎn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)被轉(zhuǎn)換成供應(yīng)給電網(wǎng)的電力。
圖2a和2b示出具有公知的雷電保護(hù)系統(tǒng)的普通風(fēng)輪機(jī)葉片。圖2a示出風(fēng)輪機(jī)葉片的正視圖，圖2b是側(cè)視圖。
圖2a示出具有金屬接閃器8的風(fēng)輪機(jī)葉片5的尖端6如何截取雷擊7。接閃器連接到風(fēng)輪機(jī)葉片5內(nèi)的雷電引下線9。引下線9沿縱向通過葉片并在風(fēng)輪機(jī)輪轂4處終止。風(fēng)輪機(jī)葉片的雷電接閃器和雷電引下線是風(fēng)輪機(jī)內(nèi)的雷電保護(hù)系統(tǒng)的轉(zhuǎn)動(dòng)部分的部件。
圖2b示意性地示出雷電電流如何從雷電引下線傳遞到雷電保護(hù)系統(tǒng)的剩余部分。雷電電流從引下線9通過俯仰機(jī)構(gòu)13或葉片和主軸10之間的任何其它機(jī)構(gòu)傳遞到主軸10。引擎艙3內(nèi)存在與該軸接觸的滑動(dòng)觸點(diǎn)，以便在電流進(jìn)入齒輪裝置之前從該軸除去電流。在風(fēng)輪機(jī)內(nèi)，雷電保護(hù)系統(tǒng)的固定的部分連接有滑環(huán)。固定的部分包括引擎艙的雷電引下線以及風(fēng)輪機(jī)塔架，其中引線相互連接并連接到地電位11。
圖3a和3b示出包括本發(fā)明的雷電連接裝置的雷電保護(hù)系統(tǒng)。雷電連接裝置使雷電保護(hù)系統(tǒng)的轉(zhuǎn)動(dòng)部分和固定的部分相連，尤其是在風(fēng)輪機(jī)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)。
圖3a示出雷電連接裝置14相對(duì)于雷電保護(hù)系統(tǒng)的轉(zhuǎn)動(dòng)部分和固定部分的位置。雷電連接裝置安裝在風(fēng)輪機(jī)葉片的凸緣21的一部分上。該凸緣朝向風(fēng)輪機(jī)輪轂的對(duì)應(yīng)凸緣，并且這兩個(gè)凸緣通過多個(gè)螺栓相互連接。雷電連接裝置15所覆蓋部分中的螺栓還穿過該雷電連接裝置并將該雷電連接裝置連接到凸緣。由于風(fēng)輪機(jī)輪轂連接在主軸上，葉片和主軸通過輪轂相連接。
雷電連接裝置從風(fēng)輪機(jī)葉片避雷針的安裝位置向上擴(kuò)展到風(fēng)輪機(jī)葉片和引擎艙前端之間的空間內(nèi)。由于雷電連接裝置安裝在風(fēng)輪機(jī)葉片上，所以雷電連接裝置將進(jìn)行與葉片相同的轉(zhuǎn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)，即以軸為中心的圓周運(yùn)動(dòng)。
在本實(shí)施例中，引擎艙3示出為具有排水裝置16，該排水裝置是圍繞引擎艙的主軸開口安置的圓形和U形排水裝置。排水裝置有助于將主軸和主軸開口的水排出。該排水裝置圍繞主軸開口形成完整的圓圈，以便還能防止將水從轉(zhuǎn)動(dòng)的風(fēng)輪機(jī)葉片中拋出(如圖5具體所示)。
面向風(fēng)輪機(jī)葉片的排水裝置16的側(cè)壁包括一個(gè)或多個(gè)金屬板。所述金屬板在該排水裝置上形成連貫的圓形金屬板環(huán)。
該連貫的環(huán)在風(fēng)輪機(jī)的固定的部分上建立了接觸表面17，該接觸表面的圓心和直徑與排水裝置相同。此外，該環(huán)的寬度與排水裝置的側(cè)壁相同，該寬度對(duì)應(yīng)于接觸面的寬度。
該連貫的環(huán)連接在雷電保護(hù)系統(tǒng)的固定部分例如引擎艙的雷電引下線上。該連接可被建立成金屬板環(huán)與引下線之間的直接連接，例如直接連接在外部或穿透排水裝置以便連接到該環(huán)的一個(gè)或多個(gè)導(dǎo)線。在另一個(gè)實(shí)施例中，排水裝置由具有良好導(dǎo)電性的金屬制成，從而可用作環(huán)和引下線之間的連接。
在另一個(gè)實(shí)施例中，連貫環(huán)是排水裝置的側(cè)壁，或者例如在風(fēng)輪機(jī)不包括排水裝置的情況下是直接安置在引擎艙正面上的金屬環(huán)。也可將金屬環(huán)在排水裝置的周邊內(nèi)安置在引擎艙上。
在另一個(gè)實(shí)施例內(nèi)，將連貫環(huán)安置在排水裝置的內(nèi)表面或外表面上。因此，移動(dòng)接觸裝置以從上方或下方而非沿水平方向接觸(侵蝕)連貫環(huán)。
應(yīng)當(dāng)指出，可將排水裝置替換為另一個(gè)邊緣或從引擎艙的正面凸出的類似的輪廓部，例如僅用于建立雷電保護(hù)系統(tǒng)的固定部分和轉(zhuǎn)動(dòng)部分之間的接觸的輪廓部。
此外，所示風(fēng)輪機(jī)葉片包括環(huán)繞葉片的根部并形成接觸面18的環(huán)。該環(huán)例如利用穿過風(fēng)輪機(jī)葉片的一個(gè)或多個(gè)金屬桿連接到風(fēng)輪機(jī)葉片內(nèi)的雷電引下線9。該環(huán)優(yōu)選地由具有良好導(dǎo)電性的金屬制成，并優(yōu)選完整地環(huán)繞風(fēng)輪機(jī)葉片。當(dāng)然，也可采用未完全環(huán)繞葉片例如環(huán)繞葉片一半的環(huán)。
此外，優(yōu)選在葉片制成之后將該環(huán)安裝在風(fēng)輪機(jī)葉片的表面上，但也可將該環(huán)部分地或完全地集成在風(fēng)輪機(jī)葉片的表面上。該集成可在葉片制成之后通過在表面內(nèi)研磨出凹槽來進(jìn)行，或者作為制造過程的一部分在制造時(shí)通過建立該凹槽來進(jìn)行。
金屬環(huán)在風(fēng)輪機(jī)的根部建立接觸面，該接觸面在風(fēng)輪機(jī)葉片的俯仰機(jī)構(gòu)上方并垂直于葉片的縱向。
圖3a僅示出一個(gè)雷電連接裝置和一個(gè)葉片的位置。應(yīng)當(dāng)指出，在正常情況下，風(fēng)輪機(jī)的每個(gè)風(fēng)輪機(jī)葉片都會(huì)具有自己的雷電連接裝置15。例如，帶有三個(gè)葉片的風(fēng)輪機(jī)將包括三個(gè)雷電連接裝置以保護(hù)所有葉片。每個(gè)雷電連接裝置均使雷電保護(hù)系統(tǒng)的轉(zhuǎn)動(dòng)雷電部分與公共的固定的雷電部分相連接。
圖3b較詳細(xì)地示出了雷電連接裝置15相對(duì)于風(fēng)輪機(jī)葉片上的接觸面18和排水裝置的側(cè)壁上的接觸面17的位置。
該圖還示出包括基底支承部分22、兩個(gè)接觸裝置19和位于該基底支承部分和兩個(gè)接觸裝置之間的柔性聯(lián)接件的雷電連接裝置15的部分。所述柔性聯(lián)接件確保將所述兩個(gè)接觸裝置分別能動(dòng)地壓在風(fēng)輪機(jī)葉片的接觸面18上和側(cè)壁的接觸面17上。所述兩個(gè)接觸裝置19和兩個(gè)接觸表面17、18形成兩個(gè)接觸區(qū)域20。第一個(gè)接觸區(qū)域20確保與雷電保護(hù)系統(tǒng)的轉(zhuǎn)動(dòng)部分的持久接觸，而另一個(gè)接觸區(qū)域確保與雷電保護(hù)系統(tǒng)的固定部分的持久接觸。這兩個(gè)接觸裝置通過專用電連接件30相連接，從而確保雷電保護(hù)系統(tǒng)的轉(zhuǎn)動(dòng)部分和固定部分耦合在一起。
圖4示出根據(jù)本發(fā)明的雷電連接裝置15的優(yōu)選實(shí)施例。雷電連接裝置的不同部分詳細(xì)示出為包括基底支承部分22、接觸裝置19a、19b和柔性聯(lián)接件26、27。
基底支承部分22包括支承板31，該支承板通過兩個(gè)螺栓23安裝在風(fēng)輪機(jī)葉片和風(fēng)輪機(jī)輪轂的凸緣上(如圖3a和3b所示)。支承板還承載第一和第二連接托架24、25，其中第一托架在此實(shí)施例內(nèi)包括側(cè)向錯(cuò)位部分。托架向上分別朝向風(fēng)輪機(jī)葉片和引擎艙，從而形成V形的固定基部。每個(gè)托架均通過多個(gè)螺栓連接到形成V形的剩余部分(尤其是柔性部分)的柔性聯(lián)接件。
第一和第二柔性聯(lián)接件26、27優(yōu)選為由合成材料例如玻璃纖維制成的板狀件。所述板狀件的長度、寬度和厚度使得該板狀件能夠在一端受力時(shí)明顯彎曲但不會(huì)斷裂。此外，所述板狀件的特征為當(dāng)除去該力時(shí)，該板狀件將以端部的很大的反壓力為響應(yīng)并返回最初的靜止位置。
在優(yōu)選實(shí)施例中，板狀件為四邊形，其長度在200至500毫米之間例如為300毫米，寬度在50至300毫米之間例如為80毫米，而厚度在3至10毫米之間例如為5毫米。板狀件的長度通常取決于風(fēng)輪機(jī)的尺寸。板狀件的寬度和厚度通常由長度決定，例如較長的板狀件其厚度也較大以便建立恰當(dāng)且必需的柔性。
接觸裝置19a、19b分別在所述第一和第二柔性聯(lián)接件26、27的自由端安裝在所述聯(lián)接件上。接觸裝置安裝在該柔性聯(lián)接件的對(duì)邊上，以便確保接觸裝置朝向相反方向。通過使用調(diào)節(jié)長孔內(nèi)的螺栓將接觸裝置安置在U形托架內(nèi)來將該接觸裝置樞轉(zhuǎn)地安裝在板狀件上。通過樞轉(zhuǎn)接觸裝置，可改變接觸區(qū)域20a、20b在上下方向上的位置，從而使接觸裝置適應(yīng)于風(fēng)輪機(jī)葉片上的接觸表面18或側(cè)壁上的接觸表面17。
接觸裝置19a、19b中的每一個(gè)都還包括用于專用電連接件30的保持螺栓，以便能在這兩個(gè)接觸裝置之間建立并保持電連接。電連接件30由柔性材料制成，其長度對(duì)應(yīng)于處于靜止位置的兩個(gè)接觸裝置之間的距離。如果雷電連接裝置15受到力，則柔性聯(lián)接件將彎曲，從而使專用電連接件30更松弛。
圖5更示意性地示出在風(fēng)輪機(jī)的固定的裝置的連貫環(huán)上滑動(dòng)的雷電連接裝置的接觸區(qū)域。
該圖示出具有三個(gè)包括接觸裝置20b的雷電連接裝置的三葉片風(fēng)輪機(jī)轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動(dòng)狀態(tài)。由于每個(gè)雷電連接裝置都安裝在輪轂和主軸14上，所以它們將以主軸為轉(zhuǎn)動(dòng)中心與該主軸一起轉(zhuǎn)動(dòng)。此外，接觸裝置距該中心的距離對(duì)應(yīng)于該環(huán)的直徑。從而，接觸裝置將朝向連貫環(huán)進(jìn)行圓周轉(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)被連續(xù)地壓在該連貫環(huán)的表面上。
圖6示出作為金屬環(huán)的風(fēng)輪機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)裝置的接觸面(如結(jié)合圖3a所述)。該接觸面在俯仰機(jī)構(gòu)之上環(huán)繞葉片的根部，并將因此因葉片的俯仰而轉(zhuǎn)動(dòng)。
該圖示出風(fēng)輪機(jī)葉片的與面向葉片的雷電連接裝置的接觸裝置20a相連接的俯仰受控制的接觸結(jié)構(gòu)。當(dāng)葉片俯仰到一側(cè)或另一側(cè)時(shí)，接觸裝置20a被連續(xù)壓在接觸面上并在該接觸面上滑動(dòng)。
由于雷電連接裝置與葉片一起安裝在輪轂的凸緣上，所以在轉(zhuǎn)動(dòng)期間雷電連接裝置不會(huì)相對(duì)于所匹配的葉片轉(zhuǎn)動(dòng)。
圖7a到7c示出根據(jù)本發(fā)明的雷電連接裝置的不同部分。
圖7a示出面向風(fēng)輪機(jī)葉片的接觸面的接觸裝置19a。
接觸裝置19a包括通過U形托架37與柔性聯(lián)接件26的連接。托架和柔性聯(lián)接件通過四個(gè)螺栓36拴接在一起，所述螺栓在穿過托架的中部和聯(lián)接件的頂部最后終止于螺母。兩個(gè)相對(duì)的托架側(cè)壁部分地包圍框架部件40，并利用通過每個(gè)托架側(cè)面內(nèi)的孔的螺栓39固定在該部件上。托架側(cè)壁還包括在所述孔下方的基本為水平的長孔38。此外，螺栓穿過長孔并旋擰在框架部件內(nèi)。托架連接部允許接觸裝置19a尤其是接觸區(qū)域20a在長孔的限制內(nèi)樞轉(zhuǎn)地移動(dòng)。
框架部件還是用于接觸區(qū)域20b的滑動(dòng)襯墊41的基底，以及是保持電連接件30的裝置一包括保持螺栓28(將參照?qǐng)D8進(jìn)一步說明)。
托架如柔性聯(lián)接件一樣由耐用材料例如玻璃纖維制成，或者由金屬例如鋼制成。所述材料必須針對(duì)很大的應(yīng)變例如高機(jī)械力和溫度來制備。
圖7b示出面向風(fēng)輪機(jī)中固定的裝置的連貫環(huán)上的接觸面的接觸裝置19b。接觸裝置19b的結(jié)構(gòu)優(yōu)選對(duì)應(yīng)于接觸裝置19a的結(jié)構(gòu)。
該圖還示出集成在接觸區(qū)域20b的襯墊44中心的桿43。
圖7c更詳細(xì)的示出基底支承部分22，該部分包括形成雷電連接裝置的剩余部分所用的固定基底的托架。
托架通過四邊形板33、35連接到相應(yīng)柔性聯(lián)接件，所述四邊形板位于柔性聯(lián)接件或錯(cuò)位部分34的每個(gè)底端的兩側(cè)。所述柔性聯(lián)接件和板中穿有四個(gè)孔以連接螺栓和螺母。
托架32、33、35和支承板31優(yōu)選地由耐用材料例如鋼制成。因此，托架可與支承板成優(yōu)選角度地焊接在支承板31上。所述一個(gè)托架上的錯(cuò)位部分同樣可由金屬例如鋼制成，但是也可由柔性材料例如玻璃纖維制成(從而形成柔性聯(lián)接件的一部分)。
圖8示出具有優(yōu)選的接觸區(qū)域20b的雷電連接裝置的接觸裝置。
接觸裝置包括作為連接裝置不同特征部之間的共用基座的框架部件42?？蚣懿考B接到柔性聯(lián)接件(如圖7b所示)并連接到接觸裝置的前部。該前部包括接觸桿43，該接觸桿建立了用于保持電連接件30的基底。該保持是通過將螺栓29旋擰在接觸桿43的底端處的孔內(nèi)來建立的。該螺栓將電連接件30壓在接觸桿43的底部上。
當(dāng)桿延伸通過框架部件和襯墊44時(shí)，專用電連接件30與接觸區(qū)域20b直接接觸。桿43的表面和襯墊44接合地建立接觸區(qū)域20b，其中該接觸區(qū)域優(yōu)選地是平的，并且在該桿的表面和襯墊之間具有光滑的過渡部。桿優(yōu)選地與雷電保護(hù)系統(tǒng)的轉(zhuǎn)動(dòng)部分或固定的部分的接觸面形成電接觸，襯墊44確保在接觸面上低摩擦地滑動(dòng)。襯墊的面積通常遠(yuǎn)大于桿的面積，從而確保在表面上進(jìn)行常見的低摩擦滑動(dòng)。
桿優(yōu)選由導(dǎo)電材料制成，例如銅、鋁或基于這兩者之一的諸如青銅的金屬合金。合適的桿材料的其它示例是金屬石墨，其中所述合金的材料含量為15-95％的銅、銅合金或銀。此外，也可將電鍍石墨用作桿材料。
襯墊優(yōu)選地由低摩擦材料例如尼龍、乙縮醛或Vesconite例如玻璃填充的尼龍制成，以便提高耐用性和機(jī)械特性。
固定的裝置和轉(zhuǎn)動(dòng)裝置的接觸面優(yōu)選地由不銹鋼例如圍繞風(fēng)輪機(jī)葉片的根部不銹鋼帶或成段的不銹鋼連貫環(huán)制成。
圖9示出雷電連接裝置的接觸裝置之間的專用連接件。
專用連接件在面向風(fēng)輪機(jī)的雷電保護(hù)裝置中固定的部分和轉(zhuǎn)動(dòng)部分上的接觸面的兩個(gè)接觸裝置19a、19b尤其是在連接區(qū)域20a、20b之間建立接觸。由于接觸裝置連續(xù)地適應(yīng)接觸面的位置，所以專用連接件必須為柔性材料。在該附圖內(nèi)，連接件的柔性示出為第一種情況，其中連接裝置分開而連接件(實(shí)線)被一定程度地拉伸。在第二種情況下，接觸裝置被強(qiáng)制相互靠近而連接件(虛線)松垂。
優(yōu)選將該連接件制成直徑在50至120mm之間的柔性金屬導(dǎo)體，例如編織的銅或鋁繩或者諸如鍍錫銅纜的電纜。
圖10示意性地示出雷電連接裝置的連續(xù)功能。
雷電連接裝置在第一種情況(實(shí)線)下被壓在接觸面17、18上，同時(shí)柔性聯(lián)接件26、27的應(yīng)變很小并且該連接件被拉伸。此情況可被認(rèn)為是接觸面位置的外部界限的一個(gè)示例。
接觸面18在第二種情況(虛線)下移近另一個(gè)表面，并且因此接觸裝置19a被推回以便連續(xù)接觸該表面。柔性聯(lián)接件由于施加在接觸裝置19a和基底支承部分22的固定位置上的力而彎曲。接觸裝置19a在被推回時(shí)還進(jìn)行樞轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)(在可調(diào)節(jié)的托架內(nèi))。通過該調(diào)節(jié)，接觸裝置可與接觸面18保持良好的電接觸。當(dāng)從接觸面或柔性聯(lián)接件施加到接觸裝置上的力總是朝接觸面擠壓接觸裝置時(shí)，該調(diào)整自動(dòng)進(jìn)行。接觸裝置的最大的表面區(qū)域?qū)⒈粔涸诮佑|面上，并且優(yōu)選地，這兩個(gè)平面在被相互壓在一起時(shí)是平行的。
圖11到13示意性地示出雷電連接裝置的另一實(shí)施例。
圖11示出雷電連接裝置15的實(shí)施例，其類似于圖10的實(shí)施例。但是，本實(shí)施例的力傳遞裝置(柔性聯(lián)接件)26、27以更接近圓形的方式向后彎曲，而不是如前面的附圖中那樣直線向后彎曲。該實(shí)施例示出長度和形狀不同的兩個(gè)力傳遞裝置26、27。因此，這兩個(gè)力傳遞裝置可不同地彎曲(如虛線所示)。
圖12示出雷電連接裝置15的又一實(shí)施例，其中兩個(gè)力傳遞裝置26、27示出為一個(gè)比另一個(gè)長得多。較長的一個(gè)力傳遞裝置柔性更大，從而接觸裝置可能具有更長的行進(jìn)距離(如虛線所示)。
圖13示出雷電連接裝置15的另一實(shí)施例，其中兩個(gè)力傳遞裝置26、27示出為分別從基部22延伸出的直線部分。在距離該基底一定距離處，每個(gè)直線部分都改變?yōu)檠叵喾捶较蜓由觳⒁越佑|裝置19結(jié)束的圓形部分。當(dāng)向接觸裝置施加力時(shí)，該圓形部分的形式和大小例如直徑可改變(如虛線所示)。此外，直線部分可向前或向后彎曲，從而改變?cè)搱A形部分和接觸裝置的位置(也如虛線所示)。
圖14和15示意性地示出雷電連接裝置的另一實(shí)施例。
圖14示出雷電連接裝置的一個(gè)實(shí)施例，其中將具有彈簧50、51的兩個(gè)活塞裝置49a、49b用作力傳遞裝置。所述彈簧壓靠公用壁和兩個(gè)活塞的保持接觸裝置19的桿。所述桿在連接到基底支承板22的導(dǎo)向裝置48之間行進(jìn)。彈簧優(yōu)選為環(huán)繞桿的螺旋彈簧。
圖15示出雷電連接裝置的另一實(shí)施例，其中兩個(gè)充氣氣缸背對(duì)背地安置。該氣缸用作將具有接觸裝置的活塞壓在接觸面17、18上的力傳遞裝置。充氣氣缸優(yōu)選地是封閉系統(tǒng)，其中活塞49a、49b通過行進(jìn)的距離壓縮氣體或使氣體膨脹。氣體可以是建立氣動(dòng)系統(tǒng)的空氣?；钊谶B接到基底支承板22的導(dǎo)向裝置48之間行進(jìn)。
圖14和15的彈簧致動(dòng)活塞和充氣氣缸可看作柔性的力傳遞裝置的一部分。由于活塞或氣缸建立了必要的柔性，所以基部22和接觸裝置19a、19b之間的通常柔性連接件可由例如彎曲較少的板狀件代替。
圖16和17示意性地示出雷電保護(hù)裝置的接觸裝置的另外的實(shí)施例。
圖16示出接觸裝置56的一個(gè)實(shí)施例，該接觸裝置包括環(huán)繞有兩個(gè)圓形接觸裝置53a、53b的輪狀件55。該輪狀件優(yōu)選地由柔性的高摩擦材料例如橡膠制成，其可為實(shí)心的或類似充氣輪胎。圓形接觸裝置由具有低電阻的金屬制成，并通過專用電連接件30連接到另一個(gè)接觸裝置(圖中未示出)?？芍苯咏⑴c電連接件30的連接或者通過圓形接觸裝置和輪狀件的軸54建立。
接觸裝置56還可僅包括一個(gè)輪狀件和一個(gè)圓形接觸裝置，或者包括多個(gè)輪狀件以及一個(gè)或多個(gè)圓形接觸裝置。使用多個(gè)輪狀件和圓形接觸裝置可建立冗余。
圖17示出接觸裝置的一個(gè)實(shí)施例，其在接觸環(huán)裝置57的凹部內(nèi)具有金屬軸承滾珠。該凹部示出為形成連續(xù)的圓。該凹部可在建立接觸環(huán)裝置57時(shí)利用兩個(gè)部分建立，其中一個(gè)部分建立該凹部的外部部分57a，而另一個(gè)建立內(nèi)部部分57b。凹部的底部可填充柔性材料例如橡膠層，以允許軸承滾珠適應(yīng)來自力傳遞裝置的壓力。此外，軸承滾珠可集成在軸承環(huán)內(nèi)，以使?jié)L珠可轉(zhuǎn)動(dòng)但不會(huì)在該凹部內(nèi)移動(dòng)。
還可將所述凹部替換為多個(gè)位于接觸環(huán)裝置57的表面上不同位置處的受限的凹部，例如對(duì)稱布置的凹部以便與接觸面形成連續(xù)且穩(wěn)定的接觸。
軸承滾珠提高了在接觸面上的滑動(dòng)，并且接觸環(huán)裝置57優(yōu)選地與接觸面建立電接觸?？墒褂锰沾奢S承滾珠例如由氮化硅或類似陶瓷材料制成的軸承滾珠來代替?zhèn)鹘y(tǒng)的金屬軸承滾珠。陶瓷軸承滾珠非常耐侵蝕和磨損，并且即使被邊緣潤滑也不會(huì)受影響。這可確保即使在很容易磨損的情況下也能準(zhǔn)確地操作。軸承滾珠材料的其它示例是氧化鋁或氧化鋯。
圖18示出包括圖16和17的接觸裝置的雷電連接裝置的實(shí)施例。
該圖示出在凹部內(nèi)包含金屬軸承滾珠的接觸裝置59如何直接安裝在力傳遞裝置26上。此外，還示出包括軸承滾珠的接觸裝置59如何被壓在接觸面18上，以便在該表面和電連接件30之間建立電接觸。
該圖示出圓形接觸裝置56如何安裝在形成與聯(lián)接接觸裝置的聯(lián)接件61的柔性較大或較小的連接的帶子上，該聯(lián)接件61使該接觸裝置和帶子聯(lián)接到基部22。柔性連接件60可用作唯一的用于圓形接觸裝置56的力傳遞裝置，在此情況下聯(lián)接件61是聯(lián)接到基底部件的基本無柔性的聯(lián)接件。此外，柔性連接件60和聯(lián)接件61可一起建立力傳遞裝置，在此情況下它們是與基部22聯(lián)接的柔性聯(lián)接件的一部分。此外，帶子可基本無柔性，并且聯(lián)接件61是唯一的確保將圓形接觸裝置56壓在接觸面17上的力傳遞裝置。
圓形接觸裝置56和帶子60示出為沿雷電連接裝置的移動(dòng)方向安裝，以使圓形接觸裝置56能沿接觸面17前進(jìn)(如箭頭所示)。
應(yīng)當(dāng)指出，在雷電連接裝置內(nèi)可使用接觸裝置的任何組合。
圖19a和19b示出雷電連接裝置內(nèi)的力傳遞裝置的另外的實(shí)施例。
圖19a示出其中力傳遞裝置基本處于同一幾何平面的雷電連接裝置。接觸裝置在處于基本相同的幾何平面內(nèi)的力傳遞裝置的力的作用下或者相互靠近或者相互遠(yuǎn)離，并且可相互通過。
雷電連接裝置的基部22可看作力傳遞裝置27相對(duì)于其轉(zhuǎn)動(dòng)的固定位置。其中力傳遞裝置26、27均從該基部垂直或直立地延伸的圖19a的情況可被看作標(biāo)準(zhǔn)伸展。
力傳遞裝置26、27之一或全部可轉(zhuǎn)動(dòng)成與標(biāo)準(zhǔn)伸展成所希望的任何角度，例如第一力傳遞裝置26朝一側(cè)轉(zhuǎn)動(dòng)80度，而第二力傳遞裝置27朝另一側(cè)轉(zhuǎn)動(dòng)80度。從而第一和第二力傳遞裝置26、27之間形成160度的角。
圖19b示出其中具有力傳遞裝置的雷電連接裝置大致處于垂直幾何平面內(nèi)的實(shí)施例。第二力傳遞裝置27相對(duì)于圖19a內(nèi)所示的以前的位置轉(zhuǎn)動(dòng)90度。
上文已參照特定實(shí)施例說明了本發(fā)明。但是，應(yīng)理解本發(fā)明并不局限于上述特定實(shí)施例，而是可例如與其中轉(zhuǎn)子葉片是包括失速和主動(dòng)失速的被更被動(dòng)控制的類型的葉片的大量不同類型的風(fēng)輪機(jī)一起使用。
此外，應(yīng)理解，在權(quán)利要求指定的本發(fā)明的范圍內(nèi)，支承件和連接裝置之間的柔性聯(lián)接件可設(shè)計(jì)成許多變型。
此外，應(yīng)注意，固定的裝置和轉(zhuǎn)動(dòng)裝置的金屬環(huán)可不太連貫，例如缺少一部分。固定的裝置的金屬環(huán)可例如不具有下部第三部分。每個(gè)雷電連接裝置將在轉(zhuǎn)動(dòng)的下部第三部分不與地電位連接。轉(zhuǎn)動(dòng)的下部第三部分是其中雷擊集中所關(guān)心的葉片(而不是在雷擊時(shí)處于較高位置并連接到地電位的其它葉片)的可能性較小的部分。
轉(zhuǎn)動(dòng)裝置的金屬環(huán)可減小為正常尺寸的一半。轉(zhuǎn)動(dòng)裝置的葉片可僅前后俯仰最大90度，以便保持與雷電連接裝置接觸。
最后，應(yīng)注意，雷電連接裝置并不必為V形。V形內(nèi)的一個(gè)“腿”可大致垂直，其中垂直角度限定了接觸裝置被壓在接觸面上的強(qiáng)度，更垂直的腿將導(dǎo)致更小的力。但是，該腿應(yīng)互相形成角度以便維持接觸面的位置內(nèi)的變化。
列表1風(fēng)輪機(jī)2風(fēng)輪機(jī)塔架3風(fēng)輪機(jī)引擎艙4風(fēng)輪機(jī)輪轂5風(fēng)輪機(jī)轉(zhuǎn)子葉片6風(fēng)輪機(jī)尖端7雷擊8雷電接閃器9雷電引下線10 電流路徑11 接地電位12 風(fēng)輪機(jī)葉片的俯仰區(qū)域13 葉片俯仰機(jī)構(gòu)14 主軸15 雷電連接裝置16 排水裝置17 固定裝置的接觸面18 轉(zhuǎn)動(dòng)裝置的接觸面19，19a，19b 緊靠轉(zhuǎn)動(dòng)和/或固定裝置的接觸裝置20，20a，20b 在轉(zhuǎn)動(dòng)和固定裝置的表面處的接觸區(qū)域21 風(fēng)輪機(jī)葉片的安裝區(qū)域/凸緣
22雷電連接裝置的基底支承部分23連接風(fēng)輪機(jī)葉片、風(fēng)輪機(jī)輪轂和主軸的安裝螺栓24包括錯(cuò)位部分的第一連接托架25第二連接托架26在基部和接觸裝置之間的第一力傳遞裝置27在安裝部分和接觸裝置之間的第二力傳遞裝置28用于專用電連接件的第一保持螺栓29用于專用電連接件的第二保持螺栓30接觸裝置之間的專用電連接件31支承板32緊靠支承板的托架部分33第二連接托架(＝25)34托架的錯(cuò)位部分35緊靠安裝部分和接觸裝置之間的柔性聯(lián)接件的托架部分36保持螺栓37第一可調(diào)節(jié)托架38允許角度調(diào)節(jié)的具有螺栓的狹槽39允許樞轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)的螺栓40第一框架部件41由低摩擦材料制成的第一襯墊42第二框架部件43由導(dǎo)電材料制成的第二桿44由低摩擦材料制成的第二襯墊45第二可調(diào)節(jié)托架46固定的雷電保護(hù)裝置47轉(zhuǎn)動(dòng)的雷電保護(hù)裝置48具有支承板的第一和第二導(dǎo)向裝置49a，49b 活塞裝置
50用于致動(dòng)活塞裝置的第一螺旋彈簧51用于致動(dòng)活塞裝置的第二螺旋彈簧52具有活塞的線性充氣氣缸53a，53b 圓形接觸設(shè)備54軸55具有柔性和高摩擦表面的輪狀件56圓形接觸裝置57，57a，57b 接觸凹槽裝置58軸承滾珠59包括軸承滾珠的接觸裝置60處在與安裝部件的聯(lián)接件和接觸裝置之間的力傳遞裝置61聯(lián)接到基部的聯(lián)接件例如由柔性或非柔性材料制成的板
權(quán)利要求
1.風(fēng)輪機(jī)(1)，該風(fēng)輪機(jī)包括諸如引擎艙(3)和塔架(2)的固定的裝置，其包括固定的雷電保護(hù)裝置(46)，諸如轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動(dòng)裝置，其包括至少一個(gè)風(fēng)輪機(jī)葉片(5)和軸裝置(4)，所述至少一個(gè)風(fēng)輪機(jī)葉片(5)中的每一個(gè)均包括轉(zhuǎn)動(dòng)的雷電保護(hù)裝置(47)，所述固定的雷電保護(hù)裝置(46)和轉(zhuǎn)動(dòng)的雷電保護(hù)裝置(47)包括通過雷電連接裝置(15)相連接的接觸面(17，18)，其特征在于，所述雷電連接裝置(15)包括至少兩個(gè)用于連接所述轉(zhuǎn)動(dòng)的雷電保護(hù)裝置(47)和固定的雷電保護(hù)裝置(46)的接觸裝置(19，19a，19b)，在所述至少兩個(gè)接觸裝置(19，19a，19b)之間建立專用連接的至少一個(gè)電導(dǎo)體(30)，以及用于所述至少兩個(gè)接觸裝置(19，19a，19b)的力傳遞裝置(26，27)，該力傳遞裝置用于在所述至少兩個(gè)接觸裝置(19，19a，19b)與所述固定的和轉(zhuǎn)動(dòng)的雷電保護(hù)裝置(46，47)的接觸面(17，18)之間建立連續(xù)的連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的風(fēng)輪機(jī)，其特征在于，所述雷電連接裝置(15)的基底支承部分(22)安裝在轉(zhuǎn)動(dòng)的裝置上。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2的風(fēng)輪機(jī)，其特征在于，所述雷電連接裝置(15)的所述基底支承部分(22)安裝在所述風(fēng)輪機(jī)葉片(5)的凸緣(21)上。
4.根據(jù)權(quán)利要求1到3中任何一項(xiàng)的風(fēng)輪機(jī)，其特征在于，所述基底支承部分(22)利用葉片安裝螺栓(23)安裝在所述風(fēng)輪機(jī)葉片(5)的凸緣(21)上。
5.根據(jù)權(quán)利要求1到4中任何一項(xiàng)的風(fēng)輪機(jī)，其特征在于，每個(gè)雷電連接裝置(15)均連接到一個(gè)風(fēng)輪機(jī)葉片(5)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1到5中任何一項(xiàng)的風(fēng)輪機(jī)，其特征在于，在兩葉片風(fēng)輪機(jī)中所述雷電連接裝置(15)的數(shù)量為兩個(gè)，而在三葉片風(fēng)輪機(jī)中所述雷電連接裝置(15)的數(shù)量為三個(gè)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1到6中任何一項(xiàng)的風(fēng)輪機(jī)，其特征在于，所述固定的雷電保護(hù)裝置(46)的接觸面(17)連接到地電位。
8.根據(jù)權(quán)利要求1到7中任何一項(xiàng)的風(fēng)輪機(jī)，其特征在于，所述固定的雷電保護(hù)裝置(46)的接觸面(17)是在引擎艙(3)正面的連貫的圓形金屬板環(huán)。
9.根據(jù)權(quán)利要求8的風(fēng)輪機(jī)，其特征在于，該連貫的圓形金屬板環(huán)安置在引擎艙的排水裝置(16)的前側(cè)、下側(cè)和/或上側(cè)。
10.根據(jù)權(quán)利要求1到9中任何一項(xiàng)的風(fēng)輪機(jī)，其特征在于，所述轉(zhuǎn)動(dòng)的雷電保護(hù)裝置(47)的接觸面(18)通過雷電引下線裝置連接到雷電接閃器裝置。
11.根據(jù)權(quán)利要求10的風(fēng)輪機(jī)，其特征在于，所述轉(zhuǎn)動(dòng)的雷電保護(hù)裝置(47)的接觸面(18)包括在俯仰機(jī)構(gòu)上方部分地或完全地環(huán)繞一個(gè)風(fēng)輪機(jī)葉片安置的金屬環(huán)。
12.用于風(fēng)輪機(jī)(1)的雷電連接裝置(15)，其特征在于，包括至少兩個(gè)用于連接所述風(fēng)輪機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)的雷電保護(hù)裝置(47)和固定的雷電保護(hù)裝置(46)的接觸裝置(19，19a，19b)，至少一個(gè)在所述至少兩個(gè)接觸裝置(19，19a，19b)之間建立專用連接的電導(dǎo)體(30)，以及用于所述至少兩個(gè)接觸裝置(19，19a，19b)的力傳遞裝置(26，27)。
13.根據(jù)權(quán)利要求12的雷電連接裝置，其特征在于，所述至少兩個(gè)接觸裝置(19，19a，19b)形成朝向所述轉(zhuǎn)動(dòng)的雷電保護(hù)裝置(47)的接觸面(18)和固定的雷電保護(hù)裝置(46)的接觸面(17)的接觸區(qū)域(20，20a，20b)。
14.根據(jù)權(quán)利要求12或13的雷電連接裝置，其特征在于，接觸裝置(19，19a，19b)包括被襯墊(41，44)環(huán)繞的至少一個(gè)桿(43)，其中該襯墊(41，44)和該至少一個(gè)桿(43)的表面共同形成接觸區(qū)域(20，20a，20b)。
15.根據(jù)權(quán)利要求14的雷電連接裝置，其特征在于，所述至少一個(gè)桿(43)由具有高導(dǎo)電性的材料例如銅、鋁、銅和鋁的合金、金屬石墨、電鍍石墨或類似材料制成。
16.根據(jù)權(quán)利要求14的雷電連接裝置，其特征在于，所述襯墊(41，44)由具有低摩擦表面的材料例如聚合物材料例如Teflon或尼龍制成。
17.根據(jù)權(quán)利要求12到16中任何一項(xiàng)的雷電連接裝置，其特征在于，接觸裝置(19，19a，19b)包括位于同一軸(54)上的至少一個(gè)輪狀件(55)和至少一個(gè)圓形接觸裝置(56)。
18.根據(jù)權(quán)利要求17的雷電連接裝置，其特征在于，所述至少一個(gè)輪狀件(55)由柔性材料例如橡膠制成，并且其直徑優(yōu)選地稍大于所述至少一個(gè)圓形接觸裝置(56)的直徑。
19.根據(jù)權(quán)利要求17或18的雷電連接裝置，其特征在于，所述至少一個(gè)圓形接觸裝置(56)由高導(dǎo)電性材料例如銅、鋁或它們的合金制成。
20.根據(jù)權(quán)利要求17到19中任何一項(xiàng)的雷電連接裝置，其特征在于，所述接觸裝置(19，19a，19b)在每側(cè)都包括一個(gè)被一個(gè)圓形接觸裝置(53a，53b)包圍的輪狀件(55)。
21.根據(jù)權(quán)利要求12到20中任何一項(xiàng)的雷電連接裝置，其特征在于，所述接觸裝置(19，19a，19b)包括接觸區(qū)域(57)，該接觸區(qū)域包括至少一個(gè)凹部和諸如多個(gè)軸承滾珠(58)的轉(zhuǎn)動(dòng)裝置。
22.根據(jù)權(quán)利要求12到21中任何一項(xiàng)的雷電連接裝置，其特征在于，所述力傳遞裝置(26，27)是所述接觸裝置(19，19a，19b)和基底支承部分(22)之間的至少一個(gè)柔性聯(lián)接件。
23.根據(jù)權(quán)利要求12到22中任何一項(xiàng)的雷電連接裝置，其特征在于，所述力傳遞裝置(26，27)可相對(duì)于穩(wěn)定的位置沿一個(gè)方面彎曲。
24.根據(jù)權(quán)利要求12到23中任何一項(xiàng)的雷電連接裝置，其特征在于，該接觸裝置(19，19a，19b)可因所述力傳遞裝置(26，27)的彎曲而沿至少一個(gè)方向移動(dòng)，所述基底支承部分(22)限定了用于所述力傳遞裝置(26，27)的固定位置。
25.根據(jù)權(quán)利要求12到24中任何一項(xiàng)的雷電連接裝置，其特征在于，所述力傳遞裝置(26，27)的至少一部分包括圓形部或者該至少一部分當(dāng)例如在該接觸裝置(19，19a，19b)處受到力時(shí)建立圓形部。
26.根據(jù)權(quán)利要求12到25中任何一項(xiàng)的雷電連接裝置，其特征在于，所述力傳遞裝置(26，27)由柔性材料制成。
27.根據(jù)權(quán)利要求12到26中任何一項(xiàng)的雷電連接裝置，其特征在于，所述力傳遞裝置(26，27)由電絕緣材料例如復(fù)合材料例如玻璃纖維制成。
28.根據(jù)權(quán)利要求12到27中任何一項(xiàng)的雷電連接裝置，其特征在于，所述力傳遞裝置(26，27)為一個(gè)或多個(gè)板狀件，該板狀件的長度在200毫米至500毫米之間例如為300毫米、寬度在50毫米至300毫米之間例如為80毫米、厚度在3毫米至10毫米之間例如5毫米。
29.根據(jù)權(quán)利要求12到28中任何一項(xiàng)的雷電連接裝置，其特征在于，所述力傳遞裝置(26，27)包括至少一個(gè)充氣閥(52)。
30.根據(jù)權(quán)利要求12到29中任何一項(xiàng)的雷電連接裝置，其特征在于，所述力傳遞裝置(26，27)包括至少一個(gè)彈簧致動(dòng)的裝置(48-51)。
31.根據(jù)權(quán)利要求29或30的雷電連接裝置，其特征在于，所述至少一個(gè)充氣閥(52)或所述至少一個(gè)彈簧致動(dòng)的裝置(48-51)包括活塞裝置(49a，49b)，該活塞裝置包括接觸裝置(19，19a，19b)。
32.根據(jù)權(quán)利要求12到31中任何一項(xiàng)的雷電連接裝置，其特征在于，所述基底支承部分(22)包括用于保持至少第一和第二力傳遞裝置(26，27)的至少第一和第二托架(24，25，32-35)，其中所述托架沿至少兩個(gè)方向指引所述力傳遞裝置。
33.根據(jù)權(quán)利要求12到32中任何一項(xiàng)的雷電連接裝置，其特征在于，所述第一和第二力傳遞裝置(26，27)與作為中心的所述基底支承部分(22)彼此形成V形，朝向相反方向的接觸裝置(19，19a，19b)位于所述第一和第二力傳遞裝置(26，27)的端部。
34.根據(jù)權(quán)利要求33的雷電連接裝置，其特征在于，所述力傳遞裝置(26，27)在該托架(24，25，32-35)處彼此形成至少40度的角，例如60度至120度的角，優(yōu)選為80度的角。
35.根據(jù)權(quán)利要求12到34中任何一項(xiàng)的雷電連接裝置，其特征在于，所述第一和第二力傳遞裝置(26，27)在該基底支承部分(22)處相互附裝在一起，并沿大致平行的方向移動(dòng)。
36.根據(jù)權(quán)利要求12到35中任何一項(xiàng)的雷電連接裝置，其特征在于，所述第一和第二力傳遞裝置(26，27)從該基底支承部分(22)沿平行的方向延伸。
37.根據(jù)權(quán)利要求12到35中任何一項(xiàng)的雷電連接裝置，其特征在于，所述第一和第二力傳遞裝置(26，27)從該基底支承部分(22)相互成角度地延伸，例如成零度至90度的角。
38.用于在風(fēng)輪機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)的雷電保護(hù)裝置和固定的雷電保護(hù)裝置之間建立連續(xù)接觸的方法，所述方法包括以下步驟使用力傳遞裝置在所述轉(zhuǎn)動(dòng)的雷電保護(hù)裝置的接觸面和至少一個(gè)接觸裝置之間建立第一接觸，使用力傳遞裝置在所述固定的雷電保護(hù)裝置的接觸面和至少一個(gè)接觸裝置之間建立第二接觸，通過在所述至少兩個(gè)接觸裝置之間建立專用連接而使所述至少兩個(gè)接觸裝置與該轉(zhuǎn)動(dòng)的雷定保護(hù)裝置和固定的雷電保護(hù)裝置相接觸。
39.根據(jù)權(quán)利要求38的方法，其特征在于，利用公共基底支承部分來支承所述力傳遞裝置。
40.根據(jù)權(quán)利要求12到37中任何一項(xiàng)的雷電連接裝置在風(fēng)輪機(jī)例如根據(jù)權(quán)利要求1到11的風(fēng)輪機(jī)內(nèi)的使用，其中風(fēng)輪機(jī)葉片是俯仰控制的。
41.根據(jù)權(quán)利要求38或39的用于在風(fēng)輪機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)的雷電保護(hù)裝置和固定的雷電保護(hù)裝置之間建立連續(xù)接觸的方法的使用，其中風(fēng)輪機(jī)葉片是俯仰控制的。
全文摘要
本發(fā)明涉及風(fēng)輪機(jī)，其包括諸如引擎艙和塔架的固定裝置、諸如含有至少一個(gè)風(fēng)輪機(jī)葉片和軸裝置的轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動(dòng)裝置，所述至少一個(gè)風(fēng)輪機(jī)葉片均包括轉(zhuǎn)動(dòng)的雷電保護(hù)裝置。固定的雷電保護(hù)裝置和轉(zhuǎn)動(dòng)的雷電保護(hù)裝置包括通過雷電連接裝置相連的接觸面。該雷電連接裝置包括適于使所述轉(zhuǎn)動(dòng)的和固定的雷電保護(hù)裝置相連的至少兩個(gè)接觸裝置。此外，該雷電連接裝置還包括用于在所述至少兩個(gè)接觸裝置之間建立專用連接的至少一個(gè)電導(dǎo)體，以及用于所述至少兩個(gè)接觸裝置的力傳遞裝置，該力傳遞裝置用于在所述至少兩個(gè)接觸裝置與所述固定的雷電保護(hù)裝置的接觸面和轉(zhuǎn)動(dòng)的雷電保護(hù)裝置的接觸面之間建立連續(xù)連接。本發(fā)明還涉及用于風(fēng)輪機(jī)的雷電連接裝置、連接方法和使用。
文檔編號(hào)H02G13/00GK1878953SQ200380110721
公開日2006年12月13日 申請(qǐng)日期2003年11月20日 優(yōu)先權(quán)日2003年11月20日
發(fā)明者A·L·莫爾貝克 申請(qǐng)人:維斯塔斯風(fēng)力系統(tǒng)有限公司