DK9400343U4 - Lynsikring af vindmøllevinge - Google Patents

Description

LYNSIKRING AF VINDMØLLEVINGE Teknikkens standpunkt

Frembringelsen angår et lynsikringsarrangement til en vindmøllevinge som beskrevet i krav l's indledende del. Frembringelsen angår ligeledes en vindmøllevinge med et sådant indbygget lynsikringsarrangement, og en lynafleder til ind-byggelse i det nævnte lynsikringsarrangement. Endelig angår frembringelsen en anvendelse af det nævnte lynsikringsar-rangement til montage i en eksisterende vindmøllevinge.

Ved sædvanlig lynsikring af konstruktioner eksisterer og anvendes en række kendte teknikker. Den mest anvendte indbefatter et jordet netbur omkring den konstruktion, der måtte ønskes beskyttet. I en mere forenklet form kan lynsikringen reduceres til en jordet leder, som forløber over de højeste dele af konstruktionen, hvilken leder eventuelt kan være forsynet med et eller flere opadragende fremspring.

En sådan traditionel lynsikring er imidlertid vanskelig at etablere på f.eks. en vindmølle, hvor det højeste punkt er vingen, som man af sikkerhedsmæssige grunde ønsker at sikre mod et lynnedslag. Teknikken kompliceres i forhold til stationære konstruktioner, idet den konstruktionsdel, der ønskes beskyttet er bevægelig. Dette medfører, at et eventuelt nedslag ikke er så veldefineret eller forudsigeligt, og dermed er svært at forebygge eller bortlede. Yderligere er der i forbindelse med lynramte vindmøllevinger stor risiko for, at der opstår skader på vingen. Dette medfører tidsrøvende reparationer, idet en eventuel udskiftning eller reparation af en vindmøllevinge er kompliceret.

I forbindelse med kompositmaterialer, som vindmøllevinger typisk er lavet af, kendes lynafiedningsarrangementer i form af indlamineret eller påklæbet imetalfolie eller tråd.

Sådanne lynafledningsarrangementer er altid baseret på nedledere, der er placeret på eller i vingens overflade. Normalt er det således hensigten at; skabe et metallisk net omkring vingens indre struktur for at skabe en kombineret langsgående lynindfanger og nedleder langs vingens bagkant. Fælles for disse arrangementer er imidlertid, at det er svært at opnå det nødvendige tværsnitsareal uden derved at få utilsigtede aerodynamiske effekter, eksempelvis i form af støj og/eller nedsat virkningsgrad. Yderligere kan det være problematisk at få et metallisk materiale til at holde tøjningsniveauet i en vinge af kompojsitmateriale, idet tøjningsniveauet i en vinge af kompositmateriale normalt vil være højere end den tilladte udmattelsespåvirkning for et metallisk materiale, og det vil derfor kræve særlige foranstaltninger for at undgå udmattelsesrevner. Uden det nødvendige tværsnitsareal kan det være nødvendigt at reparere lynafledningsarrangementet efter lynpåvirkning.

Fordele ved frembringelsen

Ved, som angivet i krav 1, at lade lynsikringsarrangementet bestå af en eller flere lynafledere af et elektrisk ledende materiale i eller i nærheden af vingens tip på eller i vingens overflade, hvor lynaflederen eller lynaflederne er forbundet med en indre leder, der forløber inde i vingen, og forbinder lynaflederen eller lynaflederne til en jordforbindelse, opnås en effektiv lynafledning og dermed en god beskyttelse af en vindmøllevinge. Det har således vist sig, at det er tilstrækkeligt at lyribeskytte området i nærheden af vingens tip, idet lynnedslag oftest forekommer ved vingens tip. Ved at lade den indre leder forløbe inde i vingen undgås ubehagelige styrkemæssige, aerodynamiske og akustiske ulemper i vingen. Yderligere er arrangementet ideelt i forbindelse med eftermontering på en vinge uden lynafledning.

Ved, som angivet i krav 2, at forbinde lynsikringsarrangementets indre leder med en jordforbindelse via møllenavet, opnås den enkleste afledning fra vingens rod.

Ved, som angivet i krav 3, at anbringe den indre leder i eller i umiddelbar nærhed af vindmøllevingens neutralakse, opnås at tøjningsniveauet ved den indre leder er lavere end udmattelsesgrænsen for materialet. Dermed kan der opnås en styrkemæssig fordel i forbindelse med den indre leders placering i en vindmøllevinge.

Ved, som angivet i krav 4, at lynaflederen er strømlinet, fortrinsvis med torpedcp- eller dråbeform, opnås en kombination af den ønskede lynsikringsvirkning og en ligeledes ønsket dæmpning af akustisk støj hidrørende fra turbolente effekter ved vingens tip.

Ved, som angivet i krav 5, at lade den indre leder forløbe inde i en hul tipaksel, når denne måtte være tilstede i en vindmøllevinge, opnås en effektiv afledning gennem vingens indre, en forstærkning af tipakslen, samt en bedre fastgørelse af den drejelige tip til vindmøllevingen.

Ved, som angivet i krav 6, at lade den indre leder helt eller delvist bestå af en elektrisk ledende tipaksel, opnås at lynsikringsarrangementet kan anvendes til kendte systemer uden en større ombygning og tilpasning af teknikken.

Ved, som angivet i krav 7, at lade den indre leder helt eller delvist bestå af en metalwire med eller uden isolerende beklædning, opnås en enkel og billig udførelsesform.

Ved, som angivet i krav 8, at lade lynaflederen eller lyn- aflederne udforme aerodynamisk af et elektrisk ledende materiale, og anbringe denne i eller i nærheden af vindmøllevingens tip, opnås en lynafleder, der er iddel til anvendelse i et lynsikringsarrangement, idet denne vil være nem at eftermontere, og iøvrigt vil den bibringe en dæmpning af akustisk støj, der måtte opstå ved en vinges tip på grund af turbolente effekter.

Ved, som angivet i krav 9, at montere lynsikringsarrangementet på en vindmøllevinge, opnås en billig og effektiv lynsikring af vindmøllevinger, der kan monteres uden større bivirkninger i forbindelse med vingens aerodynamiske, akustiske og styrkemæssige forhold. Vindmøllevingen vil således være cjodt beskyttet mod havari som følge af lynnedslag, og den vil yderligere tilvejebringe en beskyttelse af det system, den måtte være en del af, idet både vindmøllehuset og den elektriske styring, som en følgevirkning, vil være bedre beskyttet, idet lynet bliver afledt på en hensigtsmæssig måde.

Således er det i forbindelse med vindmøllevinger, der har drejelig vingetip og en metallisk tipaksel, særlig fordelagtigt at eftermontere lynsikringsarrangementet, idet vin-getippen nemt kan afmonteres for indbygning af lynaflederen, hvorefter denne kan forbindes til den metalliske del af tipakslen.

Tegningen

Udførelseseksempler på frembringelsen bil blive nærmere beskrevet i det efterfølgende afsnit under henvisning til tegningen, hvor fig. 1 viser en kendt vindmølle, fig. 2 viser en udførelsesform ifølge frembringelsen, fig. 3 viser et tværsnit af udførelsesformen på fig. 2 set i retning III-III, fig. 4 viser en yderligere udførelsesform ifølge frembringelsen, og fig. 5 ligeledes viser en yderligere udførelsesform ifølge frembringelsen.

Beskrivelse af udførelseseksemplerne På fig. 1 ses en sædvanlig vindmølle, hvor vindmøllevinger 1 er ophængt i et møllenav 3, der igen er forankret på et tårn 2.

På fig. 2 ses en udførelse ifølge frembringelsen, hvor to lynafledere 4a, 4b, der består af et elektrisk ledende materiale, er forbundet til en indre leder 6 bestående af en stålwire. Den indre leder 6 er forankret til, og elektrisk forbundet med, møllenavet 3 (ikke vist). På den viste udførelsesform er der monteret to lynafledere 4a og 4b, der rager ud fra vindmøllevingens 1 vingetip 1'.

På fig. 3 ses et tværsnit af vindmøllevingen 1 på fig. 2 i snittet III-III, hvor den indre leder 6 ses at forløbe i nærheden af vingens neutralakse.

De to lynafledere 4a, 4b placeret i vingens 1 tip 1' vil være tilstrækkelige til beskyttelse af hele vindmøllevingen 1, idet erfaringen har vist, at lynet oftest slår ned i vindmøllevingens 1 tip 1’. Lynet vil ved nedslag i vingen således forløbe fra lynaflederne 4a, 4b via den indre leder 6 mod møllenavet 3 (ikke vist). Fra møllenavet 3 vil lynet blive ledt videre mod jord. Den indre leder 6 vil med sin placering bevirke, at vingen 1 opretholder sine oprindelige styrkemæssiges og dynamiske forhold, kombineret med en effektiv lynafledning.

På fig. 4 ses en yderligere udførseisform ifølge frembringelsen. En lynafleder 4' er fremstillet af en aluminiumsstang, der mod lynaflederens 4' bagkant går over i en spids. Lynaflederen 4' er via en udboring 8 og en terminal 9 forbundet til en vingetip 1' med en indre leder 6. Den indre leder 6 forløber mod møllens nav inde i en tipaksel 10, der er udført i et kompositmateriale. Tipakslen er ved en terminal 14 forbundet til et styr 11 ved hjælp af en spændeskive 13 og en møtrik 12.

Selve lynafledningen vil på den på fig. 4 viste udførelsesform foregå helt som systemet vist på fig. 2, idet lynet ved nedslag vil forløbe fra lynaflederen 4' via den indre leder 6 ind mod en jordforbindelse ved vingens rod.

Den strømlinede udformning af lynaflederen 4' er med til at give vingen en yderligere fordel, idet en vinge 1 udført med denne strømlinede lynafleder i pingens tip, både giver vingen en forbedret virkningsgrad og en mindre støj emission .

Den indre leder 6 tjener ligeledes til at fastholde den drejelige tip 1' til selve vingen.

I forbindelse med beskyttelse af en vindmøllevinge 1 med drejelig tip 1', er frembringelsen særlig fordelagtig, idet selve beskyttelsen er foretaget i vindmøllevingens tip lf, og idet afledningen foregår via en indre ledning. Den indre leder 6 afleder et eventuelt lynnedslag, hvadenten den drejelige tip 1' er drejet eller ej.

På fig. 5 ses en yderligere udførelsesform ifølge frembringelsen. En lynafleder 4'' er anbragt i spidsen af en dreje- lig vingetip 1', og er forbundet til en tipaksel 13, der er udført i rustfrit stål. Tipakslen 13 er fastholdt til en vinge 1, idet vingen 1 har et par indlaminerede knæ 16. En indre leder 6, bestående af en rustfri stålwire, er forbundet til tipakslen 13 ved hjælp af et spændebånd, og forløber ind mod vindmøllevingens 1 forankring.

Den viste udførelse er i særdeleshed fordelagtig i forbindelse med eftermontering af lynsikring på en vindmøllevinge 1, idet de eksisterende installationer nemt kan udnyttes eller udskiftes.

Således vil selve lynaflederen 4'' nemt kunne monteres, idet denne bare skal placeres i stedet for en lukkeprop, der sidder på samme sted i en eksisterende vinge.

Claims (9)

1. Lynsikringsarrangement til anbringelse i vindmøllevinge (1) af kompositmateriale, med eller uden drejelig tip (1'), som er nyt ved, at lynsikringsarrangementet består af en eller flere lynafledere (4a, 4b, 4', 4'') af et elektrisk ledende materiale i eller i nærheden af vingens tip (1') på eller i vingens (1) overflade, hvor lynaflederen eller lynaflederne (4a, 4b, 4', 4'') er forbundet med en indre leder (6), der forløber inde i vingen (1), og forbinder lynaflederen eller lynaflederne (4a, 4b, 4', 41') til en jordforbindelse .

2. Lynsikringsarrangement ifølge krav 1, som er nyt ved, at lynsikringsarrangementets indre leder (6) er forbundet til en jordforbindelse via møllenavet (3).

3. Lynsikringsarrangement ifølge krav 1 eller 2, som er nyt ved, at den indre leder (6) er anbragt i eller i nærheden af vindmøllevingens (1) neutralakse.

4. Lynsikringsarrangement ifølge ethvert af kravene 1 til 3, som er nyt ved, at lynaflederen eller lynaflederne (4a, 4b, 4', 4'') er strømlinet, fortrinsvis med torpedo- eller dråbeform.

5. Lynsikringsarrangement ifølge ebhvert af de foregående krav 1 til 4, som er nyt ved, at den indre leder (6) forløber inde i en hul tipaksel.

6. Lynsikringsarrangement ifølge ethvert af de foregående krav 1 til 5, som er nyt ved, at den indre leder (6) helt eller delvist består af en elektrisk ledende tipaksel (15).

7. Lynsikringsarrangement ifølge ethvert af de foregående krav 1 til 6, som er nyt ved, at den indre leder helt eller delvist består af en metalwire med eller uden isolerende beklædning.

8. Lynafleder til montering på vindmøllevinge, som er ny ved, at denne er aerodynamisk udformet af et elektrisk ledende materiale, og er anbragt anbragt i eller i nærheden af vindmøllevingens tip.

9. Anvendelse af lynsikringsarrangement ifølge krav 1 til 7, som er ny ved, at arrangementet anvendes på en vindmøllevinge (1).