Лопасть ротора ветряной турбины и система молниезащиты для лопасти ротора ветряной турбины
Владельцы патента RU 2753948:
ВОББЕН ПРОПЕРТИЗ ГМБХ (DE)
Настоящее изобретение относится к лопасти ротора ветряной турбины и к системе молниезащиты для лопасти ротора ветряной турбины. Предлагается лопасть (200) ротора ветряной турбины, содержащая систему (300) молниезащиты, которая имеет по меньшей мере один приемник (320), молниеотвод (310) и рассеивающее кольцо (240), при этом часть молниеотвода (310) находится в электрическом контакте с рассеивающим кольцом (240) посредством соединительного блока (400), при этом соединительный блок (400) имеет винт (420), имеющий первый конец с буртиком (421) и второй конец с удлиненной частью (422) и наружной резьбой в области удлиненной части (422), а также гайку (410), имеющую первый конец с буртиком (411) и второй конец, имеющий удлиненную часть (412) и внутреннюю резьбу на удлиненной части (412), при этом гайку (410) и винт (420) можно скрутить вместе посредством наружной резьбы на удлиненной части (422) винта (420) и внутренней резьбы на удлиненной части (412) гайки (410), причем винт (420) имеет сквозной канал (423), причем буртик (421) винта (420) и буртик (411) гайки (410) находятся на взаимно противоположных сторонах соединительного блока (400), когда винт (420) наружной резьбой вкручен во внутреннюю резьбу (413) гайки (410), причем соотношение между наружным диаметром буртиков (411, 421) и наружным диаметром удлиненной части (412) гайки (410) составляет больше 3. Техническим результатом изобретения является прочное соединение элементов системы молниезащиты, уменьшение износа, а также рассеивание больших токов молнии без искрения. 2 н.п. ф-лы, 9 ил.
Настоящее изобретение относится к лопасти ротора ветряной турбины и к системе молниезащиты для лопасти ротора ветряной турбины.
Любая ветряная турбина должна иметь систему молниезащиты для того, чтобы получить соответствующее эксплуатационное свидетельство. Система молниезащиты обычно имеет множество молниеприемников, которые электрически соединены с молниеотводом или молниезащитным кабелем. Молниеотвод проходит через лопасть ротора в основание лопасти ротора, а затем может контактировать с дополнительной системой молниезащиты ветряной турбины.
Надежный электрический контакт системы молниезащиты посредством разных компонентов является существенным для работы ветряной турбины.
Система молниезащиты лопасти ротора ветряной турбины обычно имеет множество сквозных средств контакта, посредством которых различные компоненты системы молниезащиты можно вводить в контакт друг с другом.
По заявке на получение патента Германии, приоритет которой испрашивается, Бюро по регистрации патентов и товарных знаков Германии провело поиск по следующим документам: DE 20 2010 013 535 U1, US 2010/0090472 A1 и US 2013/0195661 A1.
Цель настоящего изобретения состоит в представлении лопасти ротора ветряной турбины, которая имеет улучшенные сквозные средства контакта или которая имеет улучшенные опции сквозного контакта.
Эта цель достигнута с помощью лопасти ротора ветряной турбины по п. 1 формулы изобретения и с помощью системы молниезащиты по п. 5 формулы изобретения.
Таким образом, представлена лопасть ротора ветряной турбины, содержащая систему молниезащиты. Система молниезащиты имеет по меньшей мере один приемник и молниезащитный кабель и по меньшей мере один соединительный блок для соединения двух частей молниеотвода. Соединительный блок представляет сквозные средства контакта и имеет винт, имеющий большой буртик. Кроме того, соединительный блок имеет гайку, имеющую большой буртик и внутреннюю резьбу.
Каждое из винта и гайки содержит проводящий материал, например, металл, такой как алюминий, медь или латунь или их сплавы, для того, чтобы соединить вместе две части молниеотвода. В силу того, что каждое из винта и гайки имеет большой буртик, оба имеют большую зону контакта, две части системы молниезащиты, которые необходимо соединять, тем самым обеспечивая хороший электрический контакт.
Кроме того, внутренняя резьба гайки и внешняя резьба винта обеспечивают возможность прочного соединения вместе винта и гайки и, таким образом, также можно прочно соединять вместе элементы системы молниезащиты, которые необходимо соединить.
Благодаря простой конфигурации гайки и винта это обеспечивает эффективный и недорогой возможный способ соединения разных элементов системы молниезащиты. Эта конструкция имеет простую конфигурацию и предпочтительна для изготовления и, тем не менее, может без искрения рассеивать большие токи молнии. Кроме того, уменьшается износ.
Согласно аспекту настоящего изобретения винт имеет полый канал. Посредством винта и гайки с автоматической блокировкой можно, например, соединить разъем кабеля с контактным винтом. Винт с гайкой с автоматической блокировкой создает прочное соединение между разъемом кабеля и винтом сквозных средств контакта и, кроме того, гарантирует невозможность ослабления контактного разъема.
Кроме того, резьба обеспечивает возможность достижения требуемого контактного давления между разными компонентами системы молниезащиты.
Согласно аспекту настоящего изобретения гайка представляет собой гайку с автоматической блокировкой.
Далее со ссылкой на чертежи описаны преимущества и варианты осуществления в качестве примера изобретения.
На фиг. 1 представлен схематичный вид ветряной турбины согласно изобретению,
На фиг. 2A представлен схематичный вид лопасти ротора ветряной турбины,
На фиг. 2B представлен схематичный вид в разрезе лопасти ротора ветряной турбины, а
На каждой из фиг. 3A-3F представлены различные виды соединительного блока согласно изобретению.
На фиг. 1 представлен схематичный вид ветряной турбины согласно изобретению. На фиг. 1 представлена ветряная турбина 100, содержащая мачту 102 и гондолу 104. Ротор 106, имеющий три лопасти 200 ротора и обтекатель 110, расположен в гондоле 104. Во время работы ротор 106 приходит во вращение от ветра и, таким образом, приводит в действие генератор в гондоле 104.
На фиг. 2A представлен схематичный вид лопасти ротора ветряной турбины, а на фиг. 2B представлен схематичный вид в разрезе лопасти ротора ветряной турбины. Лопасть 200 ротора имеет конец 210 лопасти ротора, основание 220 лопасти ротора и корпус 230 лопасти ротора, который состоит, например, из двух взаимосвязанных разъемных частей. Лопасть 200 ротора имеет систему 300 молниезащиты, которая имеет по меньшей мере один приемник 320, молниеотвод 310 и рассеивающее кольцо 240 снаружи в области основания лопасти ротора. Между молниеотводом 310 и рассеивающим кольцом 240 представлен соединительный блок 400. Таким образом, соединительный блок 400 электрически и механически соединяет первую часть системы молниезащиты, такую как, например, молниеотвод 310, со второй частью системы молниезащиты 240.
На каждой из фиг. 3A-3F представлены различные виды соединительного блока согласно изобретению. Соединительный блок 400 имеет винт 420 и гайку 410, которую можно навинтить на винт 420. Посредством соединительного блока 400 разные компоненты системы молниезащиты можно электрически и механически соединить вместе. Посредством соединительного блока согласно изобретению также возможно, чтобы различные части и элементы системы молниезащиты электрически контактировали друг с другом в качестве непроводящих частей лопасти ротора.
Гайка 410 имеет буртик 411 с отверстиями 414 и удлиненную часть 412, имеющую канал и внутреннюю резьбу 413. Винт 420 имеет буртик 421, имеющий по меньшей мере два отверстия 424 и удлиненную часть 422 и необязательно канал 423 (полый канал). Кроме того, в области удлиненной части 422 представлена внешняя резьба. Таким образом, гайку 410 можно навинтить на винт 420, и, таким образом, различные элементы системы молниезащиты можно прочно соединенный вместе.
Наружный диаметр буртиков 411, 421 может быть между 20-60 мм, предпочтительно приблизительно 40 мм. Наружный диаметр части 412 может быть между 15 и 20 мм, предпочтительно приблизительно 18 мм. Часть 422 может иметь внешнюю резьбу M14-M18, предпочтительно резьбу M16. Часть 411 может иметь соответствующую внутреннюю резьбу.
Соотношение между наружным диаметром буртиков 411, 421 и наружным диаметром части 412 составляет предпочтительно по меньшей мере 2, а конкретно больше чем 3.
Таким образом представлена лопасть ротора ветряной турбины, имеющая улучшенную молниезащиту. Ток молнии может надежно и эффективно проходить между различными частями системы молниезащиты, не приводя в этом случае к искрению в кабеле. Возможность этого обусловлена в частности большим поперечным сечением и контактными зонами буртиков гайки и винта. Таким образом, соединительный блок 400 имеет винт и гайку с автоматической блокировкой.
С соединительным блоком согласно изобретению можно обеспечить образование соединения между разными элементами системы молниезащиты с помощью непроводящего материала.
1. Лопасть (200) ротора ветряной турбины, содержащая
систему (300) молниезащиты, которая имеет по меньшей мере один приемник (320), молниеотвод (310) и рассеивающее кольцо (240), при этом часть молниеотвода (310) находится в электрическом контакте с рассеивающим кольцом (240) посредством соединительного блока (400), при этом соединительный блок (400) имеет винт (420), имеющий первый конец с буртиком (421) и второй конец с удлиненной частью (422) и наружной резьбой в области удлиненной части (422), а также гайку (410), имеющую первый конец с буртиком (411) и второй конец, имеющий удлиненную часть (412) и внутреннюю резьбу на удлиненной части (412), при этом гайку (410) и винт (420) можно скрутить вместе посредством наружной резьбы на удлиненной части (422) винта (420) и внутренней резьбы на удлиненной части (412) гайки (410), причем винт (420) имеет сквозной канал (423), причем буртик (421) винта (420) и буртик (411) гайки (410) находятся на взаимно противоположных сторонах соединительного блока (400), когда винт (420) наружной резьбой вкручен во внутреннюю резьбу (413) гайки (410), причем соотношение между наружным диаметром буртиков (411, 421) и наружным диаметром удлиненной части (412) гайки (410) составляет больше 3.
2. Система (300) молниезащиты лопасти ротора ветряной турбины, содержащая по меньшей мере один приемник (320), молниеотвод (310) и рассеивающее кольцо (240), при этом часть молниеотвода (310) находится в электрическом контакте с рассеивающим кольцом (240) посредством соединительного блока (400), причем соединительный блок (400) имеет винт (420), имеющий первый конец с буртиком (421) и второй конец с удлиненной частью (422) и наружной резьбой в области удлиненной части (422), а также гайку (410), имеющую первый конец с буртиком (411) и второй конец, имеющий удлиненную часть (412) и внутреннюю резьбу, при этом гайку (410) и винт (420) можно скрутить вместе посредством наружной резьбы на удлиненной части (422) винта (420) и внутренней резьбы на удлиненной части (412) гайки (410), причем винт (420) имеет сквозной канал (423), причем буртик (421) винта (420) и буртик (411) гайки (410) находятся на взаимно противоположных сторонах соединительного блока (400), когда винт (420) вкручен во внутреннюю резьбу (413) гайки (410), причем соотношение между наружным диаметром буртиков (411, 421) и наружным диаметром удлиненной части (412) гайки (410) составляет больше 3.
