用于风力涡轮机的闪电排放系统技术方案

本发明专利技术涉及用于风力涡轮机的闪电排放系统。本发明专利技术涉及一种用于风力涡轮机的闪电排放系统，该风力涡轮机包括：轮毂（1）；限定保护空间的毂罩（2），该轮毂（1）被布置在该保护空间中；固定到该轮毂（1）的叶片（3）；以及机舱（4）。该排放系统包括附接到叶片（3）的叶片带（101）、面向机舱（4）并且附接到带（101）和所述机舱（4）的环（102）、将带（101）连接到环（102）以及将环（102）连接到机舱（4）的相应的接触装置（103、104）。带（101）和环（102）被布置在所述空间中，并且所述环（102）还被附接到轮毂（1），使得它通过毂罩（2）的后部开口面向机舱（4）。

【技术实现步骤摘要】
用于风力涡轮机的闪电排放系统
本专利技术涉及用于风力涡轮机、特别是用于大型风力涡轮机的闪电排放系统。
技术介绍
由于其尺寸，风力涡轮机易于受到闪电影响，一般是风力涡轮机的叶片。如果闪电击中风力涡轮机的叶片的末梢，则电流在被排放到地面之前会流过风力涡轮机的不同部件。闪电会引起高电压和高电流，并且风力涡轮机的这些部件中的一些无法承受这样的值，并可能受到损伤。因此，在风力涡轮机中通常使用闪电排放系统来防止这些损伤，并将这些电流和电压以受控和安全的方式排放到地面。风力涡轮机包括：轮毂；限定内部保护空间的毂罩（spinner），该轮毂以受保护的方式布置在该内部保护空间中；附接到该轮毂的多个叶片（通常为三个）；面向该毂罩的机舱；布置在该机舱中的发电机；以及将该发电机连接到该轮毂的发电机轴。当叶片和轮毂由于风的作用而转动时，该转动通过该发电机轴传递到该发电机，并且该发电机将该转动（机械能）转换成电能。已知的排放系统通常以某种方式将叶片连接到机舱，并且将机舱连接到地面。因此，当闪电击中叶片时，后者通过机舱放电到地面。对于这种类型的解决方案，通常在相对应的叶片周围布置导体材料的叶片带，所述叶片带被连接到机舱。当闪电击中所述叶片时，其通过该叶片带和机舱排放到地面。随着时间的推移，所使用的风力涡轮机的尺寸已逐渐增大。这意味着所使用的轮毂也更大，使得通常靠近叶片的根部（与轮毂的连接点）布置的叶片带当相对应的叶片转动时在机舱的周界外旋转。这意味着某些称为排放系统的解决方案不适用，并且需要针对大型风力涡轮机、尤其是针对那些叶片带在机舱的周界外转动的大型风力涡轮机的特定解决方案。US2016/0252078A1公开了一种用于大型风力涡轮机的闪电排放系统。该风力涡轮机包括：轮毂；限定内部保护空间的毂罩，该轮毂以受保护的方式布置在该内部保护空间中；附接到该轮毂的叶片；以及连接到参考点（地面）的机舱。该排放系统包括：电导体材料的叶片带，并且该叶片带被附接到叶片；电导体材料的环，并且该环被附接到毂罩，从而面向机舱并且电附接到该叶片带；将该叶片带电连接到该环的第一接触装置；以及将该环电连接到机舱的第二接触装置。因此，当闪电击中叶片时，闪电通过该排放系统排放到参考点（地面），从而通过该叶片带、该环和机舱，而它不会被引导到（derivedto）风力涡轮机的其他部件，如果它们被暴露于闪电，则这些部件可能会受到负面影响。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种如权利要求中所限定的用于大型风力涡轮机的闪电排放系统。该闪电排放系统被构造成用于大型风力涡轮机，使得可能击中所述风力涡轮机的闪电通过所述系统被排放，从而防止它影响所述风力涡轮机的敏感部分。该风力涡轮机包括：轮毂；限定内部保护空间的毂罩，该轮毂被布置在该内部保护空间中；固定到该轮毂的至少一个叶片；以及机舱，其连接到例如地面的参考点。该排放系统包括：电导体材料的叶片带，该叶片带被附接到叶片，并且优选地围绕所述叶片的周界布置；以及电导体材料的环，该环面向机舱，并且被电附接到所述机舱和叶片带。该排放系统还包括：第一接触装置，其将该叶片带电连接到该环；以及第二接触装置，其将该环电连接到机舱。因此，该排放系统适于通过该叶片带、该环、机舱和相对应的连接来将可能击中叶片的闪电排放到参考点。该毂罩包括面向机舱的后部开口，所述保护空间通过该后部开口面向所述机舱。该叶片带和该环被布置在由毂罩限定的保护空间中，使得该叶片带和该环两者均受毂罩保护，从而该排放系统得到更多保护。该环还被附接到轮毂，使得它通过该后部开口面向机舱，从而与所述轮毂一体地转动。该机舱被附接到用于闪电排放的参考点，例如地面。如已经描述的将该环布置成面向机舱的事实有助于所述环和所述机舱之间的电连接，并且因此，有助于组装该排放系统，以及当叶片被闪电击中时排放电流必须沿循的路径。另外，该毂罩通常由诸如玻璃纤维之类的柔性材料制成，并且在所提出的排放系统中，由于该环被附接到轮毂而不是如现有技术中发生的那样附接到毂罩，因此提供了该环的更加安全和刚性的附接，并且避免了以下风险，即：毂罩的固有柔性可能会在其质量和其位置（例如，这是因为在附接到毂罩的情况下，附接点或区域可能是可移动的）两者上影响与该环的附接。鉴于本专利技术的附图和详细描述，本专利技术的这些和其他优点和特征将变得显而易见。附图说明图1示出了风力涡轮机。图2示出了图1的风力涡轮机，其没有毂罩并且具有根据本专利技术的闪电排放系统的实施例。图3示出了图2的细节A-A。图4示出了用于将环附接到根据图2的排放系统的轮毂的附接装置。图5示出了用于确保环和根据图2的排放系统的叶片带之间的电接触的接触元件。具体实施方式大型风力涡轮机1000包括：轮毂1；限定内部保护空间的毂罩2，轮毂1被布置在该内部保护空间中；附接到轮毂1的多个叶片3；以及机舱4，如图1和图2中所示。风力涡轮机1000还包括布置在机舱4中的发电机（未在图中描绘）以及将该发电机附接到轮毂1的发电机轴（未在图中描绘）。当叶片3和轮毂1由于风的作用而一体地转动时，该转动通过该发电机轴传递到该发电机，并且该发电机将该转动（机械能）转换成电能。本专利技术的排放系统被构造成供其在大型风力涡轮机1000中使用，并且更具体而言，用于将击中风力涡轮机1000的叶片3的闪电排放到参考点G（通常为地面）。机舱4借助于未在图中描绘的连接而连接到参考点G，使得闪电通过机舱4来排放到所述参考点G。对于该排放系统将被应用于的每个叶片3，该排放系统包括叶片带101，相对应的叶片3被附接到该叶片带101。该叶片带101具有电导体材料，并且优选地围绕相对应的叶片3。该排放系统还包括电导体材料的环102，该环102面向机舱4，并且该环102借助于第一接触装置103来电附接到叶片带101，并借助于第二接触装置104来电附接到所述机舱4，如图3中以简化的方式描绘的。环102包括中心轴102.0，其优选地对应于发电机轴。在该排放系统保护多个叶片3的情况下，每个叶片3将包括相关联的叶片带101，并且环102将被附接到所有叶片带101（将不需要每个叶片带101一个环102），该排放系统包括相应的接触装置103用于环102与每个叶片带101之间的附接。在下文中，为了简单起见并且没有限制的性质，描述了针对单个叶片3的排放系统，但是如已描述的，它可针对更多的叶片3，在这种情况下，它将包括与每个叶片3相关联的叶片带101及其与环102的相对应附接。毂罩2包括面向机舱4的后部开口（未在图中描绘），所述保护空间通过所述后部开口面向机舱4。毂罩2通常包括供发电机轴通过的开口，但是该后部开口是大于用于发电机轴的开口的开口或者除了用于发电机轴的开口之外的开口。该后部开口的功能在下面更详细地描述。叶片带101和环102被布置在界定毂罩2的保护空间中，从而受所述毂罩2保护。环102被附接到轮毂1并且被附接成使得它通过毂罩2的后部开口面向机舱4。这有助于借助于第二本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.用于风力涡轮机叶片的闪电排放系统，所述风力涡轮机（1000）包括：轮毂（1）；限定内部保护空间的毂罩（2），所述轮毂（1）被布置在所述内部保护空间中；固定到所述轮毂（1）的叶片（3）；以及连接到参考点（G）的机舱（4），并且所述排放系统包括：电导体材料的叶片带（101），所述叶片带（101）被附接到所述叶片（3）；电导体材料的环（102），所述环（102）面向所述机舱（4），所述环（102）被电附接到所述叶片带（101）和所述机舱（4），并且所述环（102）包括中心轴（102.0）；将所述叶片带（101）电连接到所述环（102）的第一接触装置（103）；以及将所述环（102）电连接到所述机舱（4）的第二接触装置（104），其特征在于，所述毂罩（2）包括面向所述机舱（4）的后部开口，并且所述保护空间通过所述后部开口面向所述机舱（4），所述叶片带（101）和所述环（102）被布置在由所述毂罩（2）限定的所述保护空间中，并且所述环（102）还被附接到所述轮毂（1），使得它通过所述毂罩（2）的所述后部开口面向所述机舱（4）。/n

【技术特征摘要】
20190705 ES P2019001011.用于风力涡轮机叶片的闪电排放系统，所述风力涡轮机（1000）包括：轮毂（1）；限定内部保护空间的毂罩（2），所述轮毂（1）被布置在所述内部保护空间中；固定到所述轮毂（1）的叶片（3）；以及连接到参考点（G）的机舱（4），并且所述排放系统包括：电导体材料的叶片带（101），所述叶片带（101）被附接到所述叶片（3）；电导体材料的环（102），所述环（102）面向所述机舱（4），所述环（102）被电附接到所述叶片带（101）和所述机舱（4），并且所述环（102）包括中心轴（102.0）；将所述叶片带（101）电连接到所述环（102）的第一接触装置（103）；以及将所述环（102）电连接到所述机舱（4）的第二接触装置（104），其特征在于，所述毂罩（2）包括面向所述机舱（4）的后部开口，并且所述保护空间通过所述后部开口面向所述机舱（4），所述叶片带（101）和所述环（102）被布置在由所述毂罩（2）限定的所述保护空间中，并且所述环（102）还被附接到所述轮毂（1），使得它通过所述毂罩（2）的所述后部开口面向所述机舱（4）。


2.根据权利要求1所述的闪电排放系统，包括用于将所述环（102）附接到所述轮毂（1）的附接装置，所述附接装置被构造成在所述环（102）和所述轮毂（1）之间提供电绝缘。


3.根据权利要求2所述的闪电排放系统，其特征在于，用于将所述环（102）附接到所述轮毂（1）的所述附接装置包括围绕所述环（102）的所述中心轴（102.0）均匀分布的多个附接元件（105），每个附接元件（105）在最靠近所述环（102）的端部处包括电绝缘材料。


4.根据权利要求3所述的闪电排放系统，其特征在于，用于将所述环（102）附接到所述轮毂（1）的所述附接装置包括一数量的附接元件（105），所述数量是所述风力涡轮机（1000）的叶片（3）的数量的正整数倍。...

【专利技术属性】
技术研发人员：O加西亚伊尼格斯，I阿兹科纳佩雷斯，C比尼斯阿切尔，M圣马丁萨拉格塔，X乌维托阿兰古伦，
申请(专利权)人：西门子歌美飒可再生能源创新与技术有限公司，
类型：发明
国别省市：西班牙;ES