CN111033033A - 风能设备转子叶片和用于风能设备转子叶片的避雷系统 - Google Patents

风能设备转子叶片和用于风能设备转子叶片的避雷系统 Download PDF

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Abstract

本发明提出一种风能设备转子叶片(200)，其具有避雷系统(300)。避雷系统(300)具有至少一个接收器(320)、避雷导体(310)以及另外的元件(250)。避雷导体(310)的部段与所述另外的元件(250)通过连接单元(400)电接触。连接单元(400)具有带有凸缘(421)的螺栓(420)以及带有内螺纹(413)和凸缘(411)的螺母(410)。螺母(410)和螺栓(420)能够彼此旋拧。

Description

风能设备转子叶片和用于风能设备转子叶片的避雷系统
技术领域
本发明涉及一种风能设备转子叶片以及一种用于风能设备转子叶片的避雷系统。
背景技术
每个风能设备必须具有避雷系统，以便得到相应的运行许可。避雷系统典型地具有多个雷电接收器，所述雷电接收器与避雷导体或避雷线缆电连接。避雷导体穿过转子叶片引导至转子叶片根部并且随后可以与风能设备的另外的避雷系统接触。
避雷系统越过不同部件的可靠的电接触是对于风能设备的运行是重要的。
风能设备转子叶片的避雷系统典型地具有多个穿通接触机构，借助于所述穿通接触机构能够将避雷系统的不同部件彼此接触。
德国专利商标局在基于优先权的德国专利申请中检索到如下文件：DE 20 2010013 535 U1、US 2010/0090472 A1和US 2013/0195661 A1。
发明内容
本发明的目的是，提出一种风能设备转子叶片，其具有改进的穿通接触机构(Durchkontaktierung)或其具有改进的穿通接触可能性。
所述目的通过根据权利要求1的风能设备转子叶片以及通过根据权利要求5的避雷系统实现。
由此，提出具有避雷系统的风能设备转子叶片。避雷系统具有至少一个雷电接收器和避雷线缆以及至少一个用于连接避雷导体的两个部段的连接单元。连接单元是穿通接触机构并且具有带有大的凸缘的螺栓。此外，连接单元具有带有大的凸缘以及内螺纹的螺母。
螺栓以及螺母分别具有导电材料，例如金属如铝、紫铜或黄铜或合金，以便将避雷导体的两个部段彼此连接。由于螺栓以及螺母分别具有大的凸缘，所以所述螺栓和螺母都具有大的支承面，避雷系统的两个要连接的部段，由此能够实现良好的电接触。
此外，螺母的内螺纹以及螺栓的外螺纹能够实现，螺栓和螺母可以牢固地彼此连接从而避雷系统的要连接的元件同样可以牢固地彼此连接。
由于螺母以及螺栓的简单的设计方案能够实现连接避雷系统的不同元件的有效的且低成本的可能性。所述结构简单地构成并且能低成本地制造并且仍可以得出高的雷电流而不产生火花。此外，减少损耗。
根据本发明的一个方面，螺栓具有空心钻孔。借助于螺栓和自锁螺母例如可以将线缆接线套管固定在接触螺栓上。螺栓与自锁螺母建立线缆接线套管和穿通接触机构的螺栓之间的可靠的连接并且附加地确保，接触连接件不会松开。
通过螺纹还可以实现避雷系统的不同部件之间的所需的压紧力。
根据本发明的一个方面，螺母是自锁螺母。
下面，参照附图阐述本发明的优点和实施例。
附图说明
图1示出根据本发明的风能设备的示意图；
图2A示出风能设备转子叶片的示意图；
图2B示出风能设备转子叶片的示意剖视图；以及
图3A-3F分别示出根据本发明的连接单元的不同视图。
具体实施方式
图1示出根据本发明的风能设备的示意图。图1示出风能设备100，其具有塔102和吊舱104。在吊舱104上设置有转子106，所述转子具有三个转子叶片200和导流罩110。转子106在运行中由风置于转动运动中从而驱动在吊舱104中的发电机。
图2A示出风能设备转子叶片的示意图而图2B示出风能设备转子叶片的示意剖视图。转子叶片200具有转子叶片尖部210、转子叶片根部220以及转子叶片壳230，所述转子叶片壳例如由两个彼此连接的半壳组成。转子叶片200具有避雷系统300，其具有至少一个接收器320、避雷导体310和在转子叶片根部的区域中在外部具有导出环240。在避雷导体310和导出环240之间设有连接单元400。由此，连接单元400将避雷系统的第一部段例如避雷导体310与避雷系统的第二部分240电地且机械地连接。
图3A至3F分别示出根据本发明的连接单元的不同视图。连接单元400具有螺栓420以及螺母410，所述螺母可以旋拧到螺栓420上。借助于连接单元400可以将避雷系统的不同部件电地且机械地彼此连接。借助于根据本发明的连接单元也可行的是，避雷系统的不同部段和元件经由转子叶片的不导电的部段彼此电接触。
螺母410具有带有孔414的凸缘411以及长形部段412，所述长形部段具有钻孔和内螺纹413。螺栓420具有带有至少两个孔424的凸缘421以及长形部段422并且可选地具有钻孔423(空心钻孔)。此外，在长形部分422的区域中设有外螺纹。由此，螺母410可以旋拧到螺栓420上从而可以将避雷系统的不同元件可靠地彼此连接。
凸缘411、421的外直径可以为20mm至60mm之间，优选大约为40mm。部段412的外直径可以为15mm和20mm之间，优选大约为18mm。部段422可以具有M14至M18的外螺纹，优选具有M16螺纹。部段411可以具有相应的内螺纹。
在凸缘411、421的外直径和部段412的外直径之间的比例优选至少为2并且尤其大于3。
由此提出风能设备转子叶片，其具有改进的避雷。通过接触单元可以可靠地且有效地将雷电流在避雷系统的不同部段之间导出，而在此不造成在线缆处形成火花。这尤其可以基于螺母的和螺栓的凸缘的大的横截面以及支承面实现。由此，连接单元400具有螺栓和自锁螺母。
借助于根据本发明的连接单元可以通过不导电的材料实现避雷系统的不同元件之间的连接。

Claims (5)

1.一种风能设备转子叶片(200)，其具有
-避雷系统(300)，其具有至少一个接收器(320)、避雷导体(310)以及另外的元件(250)，其中所述避雷导体(310)的部段与所述另外的元件(250)通过连接单元(400)电接触；
其中所述连接单元(400)具有带有凸缘(421)的螺栓(420)以及带有内螺纹(413)和凸缘(411)的螺母(410)，其中所述螺母(410)和所述螺栓(420)能够彼此旋拧。
2.根据权利要求1所述的风能设备转子叶片(200)，其中
所述螺栓(420)具有穿通孔(423)。
3.根据权利要求1或2所述的风能设备转子叶片(200)，其中
在所述螺栓(420)旋拧到所述螺母(410)的内螺纹(413)中时，所述螺栓(420)的凸缘(421)和所述螺母(410)的凸缘(411)位于所述连接单元(400)的相对置的侧上。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的风能设备转子叶片(200)，
其中在所述凸缘(411，421)的外直径和所述螺母(410)的部段(412)的外直径之间的比例至少为2并且尤其大于3。
5.一种风能设备转子叶片避雷系统(300)，其具有
至少一个接收器(320)，
避雷导体(310)以及另外的元件(250)，
其中所述避雷导体(310)的部段与所述另外的元件(250)通过连接单元(400)电接触；
其中所述连接单元(400)具有带有凸缘(421)的螺栓(420)以及带有内螺纹(413)和凸缘(411)的螺母(410)，其中所述螺母(410)和所述螺栓(420)能够彼此旋拧。
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