CN110300849B - 用于风力涡轮机的塔架和风力涡轮机 - Google Patents

Abstract

一种用于风力涡轮机（1）的塔架（4），包括：外壁（8），其包围内部空间（9）且包括具有中心轴线（12）的通孔（11）；以及被构造成通过通孔（11）将光（14）发射到塔架（4）周围的环境（15）中的光源（13），其中，光源（13）位于通孔的中心轴线（12）上并被布置在外壁（8）的内部空间（9）内。光源（13）的可检修性和维护性得到了改进，因为在塔架（4）内操作的维护人员可以容易地接近光源（13）。

Description

用于风力涡轮机的塔架和风力涡轮机

技术领域

本发明涉及一种用于风力涡轮机的塔架和风力涡轮机。

背景技术

现代风力涡轮机通常包括支撑位于塔架上端部处的机舱的塔架。此外，风力涡轮机包括连接到布置在机舱内部的发电机的转子。转子通常包括三个转子叶片，转子叶片进一步增加了风力涡轮机的尺寸。由于风力涡轮机的尺寸，飞行物体（例如飞机或直升机）会受到干扰。因此，风力涡轮机通常需要用于警告接近物体的装置。这种要求可由当地法规规定。这种警告装置包括航空灯和/或障碍灯。当为塔架配备灯时，它应该从外部清楚可见，同时可以容易地从内部接近以用于维护和检修。

EP 1842004 B1示出了一种风力涡轮机的塔架，该塔架设置有插入塔架外壁的通孔中的闪光灯。包括光源的闪光灯的一部分伸出通孔。光源布置在塔架的外壁外部，并面向塔架周围的环境。

DE 10358962 Al示出了一种风力涡轮机的塔架。该塔架包括包围内部空间的外壁。光源被支撑在塔架的单独的平台处。此外，在光源上方的外壁中设置有通孔。光源为若干根光纤光缆供应光，其中，光纤光缆连接到位于塔架外壁的外表面处的障碍灯。

发明内容

本发明的目的是提供一种用于风力涡轮机的改进的塔架和改进的风力涡轮机。

因此，提供了一种用于风力涡轮机的塔架。该塔架包括外壁和光源，外壁包围内部空间并包括具有中心轴线的通孔，光源被构造成通过通孔将光发射到塔架周围的环境中。光源位于通孔的中心轴线上，并被布置在外壁的内部空间内。

与已知的塔架相比，光源的可检修性和维护性得到了改进，因为在塔架内部操作的维护人员可以容易地接近光源。此外，借助于将光源布置在通孔的中心轴线上，提供了具有降低的故障敏感性的紧凑照明装置。

特别地，风力涡轮机的外壁构成支撑风力涡轮机的机舱和转子的主结构。优选地，外壁的截面具有圆环形状。优选地，塔架的内部空间由外壁的内壳表面限定。通孔优选地具有圆形形状。替代地，通孔可具有矩形或椭圆形轮廓。特别地，中心轴线相对于通孔轮廓穿过中心。

“光源位于中心轴线上”意指中心轴线与光源相交。因此，光源被布置成与通孔成一直线并位于通孔的前面。优选地，由光源发射的光在其从光源朝向塔架周围的环境的路径上至少部分地被引导通过一定体积的空气或真空。因此，不需要使用例如光纤光缆。优选地，光源包括发光二极管、灯泡、卤素灯和/或荧光灯。

根据实施例，该塔架还包括至少部分地布置在通孔内部的壳体，其中，由光源发射的光穿过壳体。

壳体可以是可插入通孔中的。壳体优选包括管，特别是具有被构造成引导光的反射内表面。

根据另外的实施例，壳体在其内端部处支撑光源。

进一步地，光源可以可拆卸地安装到壳体，使得可检修性得到简化。此外，光源可仅借助于壳体或壳体和支柱（即，不存在保持或支撑光源的其他部件）支撑在内部空间内。

根据另外的实施例，塔架还包括光学元件。壳体在其外端部处支撑光学元件。光学元件被构造成改变在其通向环境中的路径上的光。

因此，可以提供合适的障碍灯。优选地，光源仅与单个通孔相关联，即不通过其他通孔向外部提供光。优选地，光学元件是透镜或棱镜。优选地，光学元件穿过外壁伸出到环境中。因此，光学元件应当是坚固的、高度透明的、散热的、抗风化和老化效应的。优选地，光学元件包括玻璃、晶体和/或高密度聚合物，例如聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）。光学元件也可完全布置在通孔内部（不伸出到环境中）。

根据实施例，光学元件被构造成散射光。

根据另外的实施例，塔架还包括在从光源朝向光学元件的光路中布置在壳体内部的透镜。

因此，调整由光源发射的光的特性变得更为方便。优选地，透镜具有从塔架周围的环境观察的凹形形状。

根据另外实施例，塔架还包括布置在透镜和光源之间的反射装置，该反射装置朝向透镜会聚。

优选地，反射装置是反射管。应当理解，管的内表面是反射性的。因此，由光源发射的光可以聚焦，并且效率增加了，因为光的吸收减少了。

根据另外的实施例，壳体包括至少部分地布置在通孔内部的圆柱形部分和连接到圆柱形部分并沿外壁的内表面径向延伸的凸缘部分。

因此，通孔借助于壳体被可靠地覆盖，并且可以实现壳体和塔架外壁之间的可靠连接。优选地，凸缘部分借助于螺柱或螺钉固定到外壁的内表面。

根据另外的实施例，塔架包括支撑光源的至少一个支柱，所述支柱附接到凸缘部分和/或外壁的内表面并且附接到光源。

因此，壳体和光源可以从塔架的内部安装，从而增加安装或检修这种照明装置的人员的安全。优选地，提供若干个支柱，例如2个、3个或4个。优选地，支柱借助于螺柱或螺钉固定到凸缘部分和/或外壁的内表面。

根据另外的实施例，塔架还包括密封件，密封件被构造成抵靠壳体密封外壁的通孔。

优选地，密封件包括：布置在通孔的内表面和壳体的外表面之间的第一部分；以及布置在外壁的内表面和壳体的凸缘部分的外表面之间的第二部分。因此，可以提供可靠的密封。

此外，提供了一种用于风力涡轮机的塔架。该塔架包括：外壁，外壁包围内部空间并具有通孔；反射镜；和光源，光源被构造成朝向反射镜发射光并被布置在内部空间内。反射镜被构造成将光通过通孔反射到环境中。

这具有这样的优点，即光源和/或反射镜可以布置在具有良好的可接近性的位置。此外，通孔可以布置在外壁的任何位置处。反射镜的使用确保了简单的光路。此外，光纤不允许锐角。借助于反射镜以锐角反射光产生更紧凑的设计。“反射镜”意指被构造成将足够的光反射到环境中的反射元件。

此外，提供了包括这种塔架的风力涡轮机。

“风力涡轮机”当前指的是将风的动能转换成旋转能的设备，旋转能可再次由该设备转换成电能。

参考本发明的塔架（包括位于通孔中心轴线上的光源）描述的实施例和特征经必要修改后适用于本发明的包括反射镜的塔架。

本发明的另外可能的实施方式或替代解决方案也涵盖上文或下文参照实施例特征描述的特征的未在本文中明确提及的组合。本领域技术人员还可将单独或孤立的方面和特征添加到本发明的最基本的形式中。

附图说明

结合附图，本发明的另外的实施例、特征和优点将从随后的描述和从属权利要求变得显而易见，其中：

图1示出了根据实施例的风力涡轮机的透视图；

图2以来自图1的截面视图II-II示出了第一实施例；和

图3以来自图1的截面视图II-II示出了第二实施例。

在附图中，除非另有说明，相同的附图标记表示相同或功能等同的元件。

具体实施方式

图1示出了风力涡轮机1，其包括连接到布置在机舱3内部的发电机（未示出）的转子2。机舱3布置在风力涡轮机1的塔架4的上端部处。

转子2包括三个转子叶片5。替代地，可以设置仅两个或多于三个的转子叶片5。转子叶片5连接到风力涡轮机1的毂6。这种类型的转子2可具有范围是从例如30至200米或甚至更大的直径。

此外，塔架包括用于警告接近物体的障碍灯7。塔架4可包括布置成围绕塔架的周向部分的和/或布置在塔架4的不同高度处的若干个工作灯7。

图2示出了来自图1的截面视图II-II。

塔架4包括外壁8，外壁8借助于其内表面10包围内部空间9。外壁8包括具有中心轴线12的通孔11。通孔11具有圆形截面，其中，通孔11的直径d可从例如20至60 mm变化或者甚至更大。障碍灯7包括光源13，光源13被构造成通过通孔11将光14发射到塔架4周围的环境15中。光源13位于通孔11的中心轴线12上并且布置在塔架4的内部空间9内。

障碍灯7还包括至少部分地布置在通孔11内部的壳体16。壳体16包括至少部分地布置在通孔11内部的圆柱形部分17（例如管）以及连接到圆柱形部分17并沿外壁8的内表面10径向延伸的凸缘部分18。由光源7发射的光14穿过壳体16。壳体16在其内端部19处支撑光源13。

障碍灯7还包括光学元件20。壳体16在其外端部21处支撑光学元件20。包括光学元件20的壳体16的一部分可穿过外壁8伸出到环境15中。光学元件20（例如透镜或棱镜）被构造成改变在其通向环境15中的路径上的光14。此外，光学元件20被构造成散射光14。光14自由地行进穿过通孔11，并且然后在塔架4的外部上散射。

障碍灯7还包括透镜22，例如凹透镜，其沿从光源13朝向光学元件20的光路布置在壳体16内部。

障碍灯7还包括布置在透镜22和光源13之间的反射管23。反射管23朝向透镜22会聚。光学元件20、壳体16、透镜22和/或管23可设置为一个模块，该模块可插入到通孔11中并且可作为一个单元从通孔11拆卸。

障碍灯7还包括支撑光源13的支柱24。支柱24附接到凸缘部分18并且附接到光源13。此外，光源13例如借助于螺栓25可拆卸地安装到壳体16。光源13可以是可安装到壳体16的单独模块。替代地，光学元件20、壳体16、透镜22、管23和/或光源13可设置为一个模块，该模块可插入通孔11中并且可作为一个单元从通孔11拆卸。

替代地，支柱24可附接到外壁8的内表面10和光源13，使得光源13可拆卸地安装到外壁8。

障碍灯7还包括密封件26，密封件26被构造成抵靠壳体16密封外壁8的通孔11。密封件26包括：布置在通孔11的内表面28和壳体16的圆柱形部分17的外表面29之间的第一部分27；以及布置在外壁8的内表面10和壳体16的凸缘部分18之间的第二部分30。

图3示出了来自图1的截面视图II-II。

相比于图2，障碍灯7包括布置在内部空间9内的反射镜31。进一步地，反射镜31可布置在壳体16内部并连接到壳体16。替代地，反射镜31可布置在壳体16外部并连接到塔架4的外壁8。光源13被构造成朝向反射镜31发射光14。进一步地，反射镜31被构造成通过通孔11将光14反射到环境15中。此外，反射镜31相对于反射镜表面32以角度α反射入射光。角度α等于例如45°。角度α也可测量为在10°和80°之间、20°和70°之间、30°和60°之间或40°和50°之间。此外，反射镜表面32可具有凹形或凸形形状。光源13例如布置在通孔11下方。替代地，支柱24可连接到外壁8的内表面10。因此，光源13可以与壳体16分开安装。应当理解，出于安全目的，光源13包括外壳。

尽管已经根据优选实施例描述了本发明，但是对于本领域技术人员来说，显然在所有实施例中可以进行修改。

Claims (11)

1.一种用于风力涡轮机（1）的塔架（4），包括

外壁（8），其包围内部空间（9）并且包括具有中心轴线（12）的通孔（11）；

光源（13），其被构造成通过所述通孔（11）将光（14）发射到所述塔架（4）周围的环境（15）中，其中，所述光源（13）位于所述通孔（11）的中心轴线（12）上并且布置在所述外壁（8）的内部空间（9）内；

壳体（16），其至少部分地布置在所述通孔（11）内部，其中，由所述光源（13）发射的光（14）穿过所述壳体（16）；以及

光学元件（20），其中，所述壳体（16）在其外端部（21）处支撑所述光学元件（20），并且其中，所述光学元件（20）被构造成改变在其通向环境（15）中的路径上的光（14）。

2.根据权利要求1所述的塔架，其中，所述壳体（16）在其内端部（19）处支撑所述光源（13）。

3.根据权利要求1或2所述的塔架，其中，所述光学元件被构造成散射所述光（14）。

4.根据权利要求1或2所述的塔架，还包括透镜（22），所述透镜布置在所述壳体（16）内部并且处于从所述光源（13）朝向所述光学元件（20）的光路中。

5.根据权利要求4所述的塔架，还包括布置在所述透镜（22）和所述光源（13）之间的反射装置（23），所述反射装置（23）朝向所述透镜（22）会聚。

6.根据权利要求1或2所述的塔架，其中，所述壳体（16）包括：圆柱形部分（17），其至少部分地布置在通孔（11）内部；以及凸缘部分（18），其连接到所述圆柱形部分（17）并沿所述外壁（8）的内表面（10）径向延伸。

7.根据权利要求6所述的塔架，还包括支撑所述光源（13）的至少一个支柱（24），所述支柱（24）附接到所述凸缘部分（18）和/或外壁（8）的内表面（10）并且附接到所述光源（13）。

8.根据权利要求1或2所述的塔架，其中，所述光源（13）可拆卸地安装到所述壳体（16）。

9.根据权利要求1或2所述的塔架，还包括密封件（26），所述密封件被构造成抵靠所述壳体（16）密封所述外壁（8）的所述通孔（11）。

10.一种用于风力涡轮机（1）的塔架（4），包括

包围内部空间（9）并具有通孔（11）的外壁（8）；

反射镜（31）；

光源（13），其被构造成朝向所述反射镜（31）发射光（14）并被布置在所述内部空间（9）内，其中，所述反射镜（31）被构造成通过所述通孔（11）将光（14）反射到环境（15）中；

壳体（16），其至少部分地布置在所述通孔（11）内部，其中，由所述光源（13）发射的光（14）穿过所述壳体（16）；以及

光学元件（20），其中，所述壳体（16）在其外端部（21）处支撑所述光学元件（20），并且其中，所述光学元件（20）被构造成改变在其通向环境（15）中的路径上的光（14）。

11.一种风力涡轮机（1），包括根据权利要求1 至10中任一项所述的塔架（4）。

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