技术领域
[0001] 本
发明涉及用于引导
风力涡轮机内的雷电电流的设置并且涉及包括这种设置的风力涡轮机。
背景技术
[0002] 风力涡轮机位于没有针对气象条件进行保护的区域内以便利用所有的风力潜能。
[0003] 由于处于暴露区域并且由于风力涡轮机的形状，所以存在会导致严重损坏的
雷击的高的可能性。为此，风力涡轮机装备有防雷电系统以用于保护其部件抵抗雷电的影响。
[0004] 如简化示意图3所示，风力涡轮机通常包括塔23d、
机舱和
转子系统83。
[0005] 机舱的基架103经由
偏航系统被连接到塔23d以便使得塔23d的顶部上的机舱能够运动。基架103还
支撑风力涡轮机的传动系，其被安装在机舱的内部。
[0006] 包括毂和
转子叶片的转子系统83被连接到传动系。传动系本身至少包括轴93、发
电机113和
制动系统13c、23c，并且还可以包括
齿轮箱123。制动系统包括
制动钳13c和
制动盘23c。
[0007] 在雷击的情况下，雷电电流的主要部分可以穿过所有风力涡轮机部件或者在所有风力涡轮机部件附近经过。因此，雷电电流必须以避免损坏部件的方式被引导经过导
电路径到达地面。
[0008] 在这种导电路径上的一些部件必须电联接，但是它们可以相对彼此运动。
[0009] 除毂/机舱互联之外，这些互联还是塔的顶部上的偏航夹具/塔互联13d、23d以及制动钳/制动盘互联13c、23c，其中制动钳/制动盘互联13c、23c可以位于发电机轴上或者风力涡轮机内的其它
位置。
[0010] 在本文中，图4a和图4b示出了偏航系统的
现有技术实施方式，其包括用于将雷电电流从风力涡轮机的机舱14传输到塔24的防雷电电流单元。
[0011] 图4a示出了横截面图并且图4b示出了这种实施方式的俯视图。
[0012] 该实施方式包括基本
块状导电刷44、用于将刷44压在偏航环上的
弹簧54、用于将刷44电连接到机舱14的电线144以及托架状雷电刷
外壳134，其中刷44和弹簧54位于该外壳134内。
[0013] 预先组装单元的零件，并且之后使用
螺栓154将整个组件安装在偏航夹具14a、14b之间。
[0014] 这种实施方式的缺点在于大量不同零件必须在有限空间内被组装。
[0015] 这种实施方式的另一缺点在于在部件附近需要自由空间来安装组件。
[0016] 此外，还难以维护该单元，因为外壳必须被拆卸或打开以便更换零件或执行其他维护措施。
[0017] 此外，这种已知的设置不能以有效方式工作，因为雷电电流不以直接方式被传导。
[0018] 关于对风力涡轮机的制动系统的雷电防护，已知的是在静止零件上安装大量刷，该静止零件是一种刷保持器。刷与静止零件电
接触并且与制动盘形成电连接。
[0019] 不利的是，这种已知的设置不能以有效方式工作，因为雷电电流不以直接方式传导。
[0020] 此外，这种已知的设置是复杂的，因为必须安装大量零件。
[0021] 此外，必须提供一定的空间来安装这些零件。
发明内容
[0022] 因此，本发明的目标在于提供用于引导风力涡轮机内的雷电电流的改进设置，其是节省空间并且与现有技术中已知的防雷电设置相比是更有效率且更不复杂的。
[0023] 通过
权利要求1和权利要求10的特征来实现本发明的目标。
[0024] 本发明的其他方面是
从属权利要求的主题。
[0025] 本发明涉及用于引导风力涡轮机内的雷电电流的设置。该设置包括第一部件、第二部件、接触元件和导向体。所述两个部件中的一个被设置成相对于另一个可运动。接触元件被设置成使得第一部件电连接第二部件以便引导风力涡轮机内的雷电电流。此外，接触元件由导向体可运动地引导。根据本发明，导向体被至少部分地整体形成在第一部件内。
[0026] 本发明设置具有如下优点，即相比于已知防雷电设置其由较少零件并且较不复杂的零件构成。因此，减少了制造和存储成本。
[0027] 此外，所述设置作为一个整体较不复杂且可以更容易地被安装。
[0028] 因为零件可以以简单方式被装配和更换，所以有助于本发明设置的维护。
[0029] 甚至，可以容易地调整弹性连接。
[0030] 因为雷电电流经过部件之间的最
短路径被传导，所以本发明设置有效地工作并且减少了失效的风险。
[0031] 此外，不再需要将防雷电设置安装在部件的外部。因此，节省了可以被用作其他用途的空间，例如该空间可以用于结构性强化偏航夹具。
[0032] 下面将更具体地通过示例方式描述本发明。
附图说明
[0033] 图1和图2示出了优选构造并且不限制本发明的范围。
[0034] 图1示出了根据本发明一种
实施例的设置的横截面图，图2示出了根据本发明另一实施例的设置的横截面图，
图3示出了如上所述的风力涡轮机的基本部件的示意图，以及
图4a和图4b示出了如上所述的现有技术。
具体实施方式
[0035] 图1示出了包括偏航夹具11和塔21的风力涡轮机一部分的横截面图。
[0036] 偏航夹具11形成偏航系统被安装在机舱和塔21之间的部分。机舱和偏航夹具11能够在塔21的顶部运动。
[0037] 为了实现防雷电效果，接触元件41被安装在偏航夹具11和塔21之间。
[0038] 接触元件41被安装成沿径向方向至少部分地整体形成在偏航夹具11内。为此，在偏航夹具11内提供导向体31。这种导向体31被实现为凹口的形式，例如径向孔的形式。可替代地，导向体31可以被构造成通道或沟槽。
[0039] 这种接触元件41的第一端被压到塔21上从而形成滑动接触。接触元件41或者其自身是弹性的或者被弹性地安装。接触元件41的第一端可以被直接压到塔21的表面上或者被压到附连于塔21的滑动元件上。接触元件41的第二端连接偏航夹具11。
[0040] 根据本发明的一种实施例，接触元件42包括导电棒。导电棒41由能够传导并支持风力涡轮机内的雷电电流的材料制成，该材料例如是
碳、
石墨、金属或包括这些材料中的一种或更多种的
复合材料。
[0041] 在本发明的优选实施例中，棒由石墨-
铜复合材料制成。这种材料的优点在于良好
导电性和低磨损率。可以代替使用的替代材料是
银-石墨复合材料。这种材料具有比铜-石墨复合物更好的导电性。
[0042] 导电棒41包括第一端和第二端。根据本发明的另一实施例，通过将导电弹簧51张紧地安装在棒41的第二端与偏航夹具11之间来实现导电棒41的所需压力。因此，尽管棒41随时间磨损也确保了棒41的恒定压力，并且补偿了塔21的滑动表面的不平坦性。当然，可以使用不同类型的弹簧。
[0043] 棒41经由弹簧51以牢固但可拆卸的方式被连接到偏航夹具11。
[0044] 根据本发明的又一实施例，通过在导向体31的外端处的螺钉连接61来实现这种牢固但可拆卸的连接。
[0045] 在本发明的又一实施例中，这种连接是通过将平头螺钉61安装在导向体31内来实现的，其中该平头螺钉61接合于在导向体31的外端处设置的
螺纹71。这允许容易地更换棒41或弹簧51，并且也允许通过转动平头螺钉61而以简单方式调整弹簧力。因此，有助于所述设置的维护。
[0046] 图2示出了风力涡轮机的制动系统一部分的横截面图，其包括制动盘22，该制动盘22可旋转地设置在双动式制动钳12内。制动钳12包括第一半钳12a和第二半钳12b。
[0047] 为了实现防雷电效果，接触元件42被设置在制动钳12和制动盘22之间。
[0048] 接触元件42被安装成至少部分地整体形成在制动钳12内。为此，导向体32被设置在制动钳12内。这种导向体32被实现为凹口形式，例如径向孔形式。可替代地，导向体32可以被构造成通道或沟槽。
[0049] 在如图2所示的本发明的实施例中，导向体32被设置在钳组分界部12a12b附近。
[0050] 如上所述，制动钳12包括第一半钳12a和第二半钳12b。如图2所示，导向体32被设置在第一半钳12a内。
[0051] 接触元件42的第一端被压到制动盘22上从而形成滑动接触。接触元件42或者其自身是弹性的或者被弹性地安装。接触元件42可以被直接压到制动盘22的表面上或者被压到附连于该制动盘22的滑动元件上。
[0052] 接触元件42的第二端连接第一半钳12a。
[0053] 根据本发明的实施例，接触元件42包括导电棒。导电棒42由能够传导并支持风力涡轮机内的雷电电流的材料制成，该材料例如碳、石墨、金属或包含这些材料中的一种或更多种的复合材料。
[0054] 在优选实施例中，棒由石墨-铜复合材料制成。这种材料的优点在于良好导电性和低磨损率。可以代替使用的替代材料是银-石墨复合材料。这种材料具有比铜-石墨复合物更好的导电性。
[0055] 导电棒42包括第一端和第二端。根据本发明的实施例，通过将导电弹簧52张紧地安装在棒42的第二端与第一半钳12a之间来实现棒42的所需压力。因此，尽管棒42随时间磨损也确保了棒42的恒定压力，并且补偿了制动盘22的滑动表面的不均匀性。当然，可以使用不同类型的弹簧52。
[0056] 棒经由弹簧52以牢固但可拆卸的方式被连接到第一半钳12a。根据本发明的实施例，通过在导向体32的外端处的螺钉连接62来实现这种牢固但可拆卸的连接。
[0057] 在本发明的优选实施例中，这种连接是通过将平头螺钉62安装在导向体32内来实现的，其中该平头螺钉62接合于在导向体32的外端处设置的螺纹72。这允许容易地更换棒42或弹簧52。这也允许通过转动平头螺钉62而以简单方式调整弹簧力。因此，有助于所述设置的维护。
[0058] 在本发明的另一实施例中，附加导向体32和接触元件42可以在制动钳12内被设置在第一半钳12a和/或第二半钳12b中。
[0059] 在本发明的又一实施例中，上述制动系统位于发电机附近的轴上并且用于固定轴，例如用于维护的目的。自然地，制动系统也可以被安装在风力涡轮机内的其他位置。
[0060] 风力涡轮机可以包括在钳制动器中的或一个或更多个偏航夹具中的根据本发明的设置；并且当然其能够包括在一个或更多个钳制动器和在至少一个偏航夹具中的这种设置。
[0061] 对于本领域技术人员而言显而易见的是，根据本发明的设置也可以被用于在风力涡轮机内的其他导电部件之间传导雷电电流，具体地用于将雷电电流从毂引导到机舱。
