ВЕТРОЭНЕРГЕТИЧЕСКАЯ УСТАНОВКА И БЛОК МОЛНИЕЗАЩИТЫ ДЛЯ ВЕТРОЭНЕРГЕТИЧЕСКОЙ УСТАНОВКИ Российский патент 2017 года по МПК F03D1/06 F03D80/30 

Настоящее изобретение касается ветроэнергетической установки и блока молниезащиты для ветроэнергетической установки.

Расположение ветроэнергетических установок на открытой местности, а также при большой конструктивной высоте неизбежно приводит к наличию риска удара молнии.

В DE 44 36 197 C2 показана ветроэнергетическая установка, имеющая устройство молниезащиты. Чтобы обеспечить возможность надежного отвода молнии, в области лопасти ротора, близкой к комлевой части, предусмотрено алюминиевое кольцо из проводящего материала. На неподвижной части гондолы предусмотрена молниеотводная мачта, которая расположена на предопределенном расстоянии от металлических колец. Тогда при ударе молнии молния может преодолевать искровой промежуток между кольцом и молниеотводной мачтой и таким образом отводиться.

В EP 1 561 030 B1 тоже показано устройство молниезащиты для ветроэнергетической установки. При этом тоже предусмотрено проводящее кольцо в области лопасти ротора, близкой к комлевой части. Параллельно к искровому промежутку предусматривается соединение со скользящим контактом.

В DE 10 2009 017 824 A1 показано передаточное устройство для передачи электростатической энергии и тока молнии между валом ротора и невращающимся устройством заземления. Передаточное устройство имеет устройство с передвижным контактом, электрод для передачи тока молнии и два ролика.

Задачей настоящего изобретения является предусмотреть ветроэнергетическую установку, имеющую усовершенствованное устройство молниезащиты.

Эта задача решается с помощью ветроэнергетической установки по п.1 формулы изобретения и с помощью блока молниезащиты по п.4 формулы изобретения.

Таким образом, предусматривается ветроэнергетическая установка, имеющая гондолу и ротор, который имеет по меньшей мере две лопасти ротора. Лопасти ротора имеют каждая по меньшей мере один металлический проводник, служащий проводником для ударившей молнии, и соединенное с ним проводящее кольцо в области комлевой части лопасти ротора. Кроме того, на невращающейся части гондолы закреплен блок молниезащиты таким образом, что блок молниезащиты опирается на кольцо у лопасти ротора. Блок молниезащиты имеет два непроводящих ролика и молниеотводную мачту, при этом свободный конец молниеотводной мачты находится от наружного конца роликов на расстоянии, которое задает искровой промежуток. Таким образом, только ролики блока молниезащиты прилегают к кольцу.

По одному аспекту настоящего изобретения блок молниезащиты имеет балансирный блок, который через пружинящую пластину закреплен на невращающейся части гондолы.

Изобретение касается также блока молниезащиты для ветроэнергетической установки. Блок молниезащиты имеет пружинящую пластину, которая может крепиться на одном конце на невращающейся части гондолы ветроэнергетической установки. Блок молниезащиты имеет также балансирный блок, который закреплен на втором конце пружинящей пластины. Кроме того, блок молниезащиты имеет два непроводящих ролика, которые связаны с балансирным блоком. Также блок молниезащиты имеет молниеотводную мачту, которая связана с балансирным блоком. Свободный конец молниеотводной мачты находится от наружного конца роликов на таком расстоянии, задающем искровой промежуток, так что только ролики находятся в контакте с кольцом у лопасти ротора.

Настоящее изобретение касается идеи о том, чтобы вместо молниеотводной мачты предусмотреть устройство молниезащиты, которое в каждый момент времени обеспечивает заданное расстояние между проводящим кольцом в области лопасти ротора, близкой к комлевой части, и молниеотводом. В соответствии с изобретением это достигается таким образом, что устройство молниезащиты имеет балансир, включающий в себя два ролика из непроводящего материала, причем эти ролики находятся в контакте с проводящим кольцом в области лопасти ротора, близкой к комлевой части. Таким образом, за счет расстояния от молниеотвода до роликов может устанавливаться заданное расстояние между молниеотводом и непроводящим кольцом на лопасти ротора. При этом также для некруглых лопастей ротора может предусматриваться некоторое заданное расстояние между проводящим кольцом и молниеотводной мачтой (т.е. ширина искрового промежутка). Благодаря этому заданному расстоянию может выбираться меньшее искровое расстояние.

По одному из аспектов настоящего изобретения возможно дооснащение предлагаемым изобретением устройством молниезащиты.

Другие варианты осуществления изобретения являются предметом зависимых пунктов формулы изобретения.

Преимущества и примеры осуществления изобретения поясняются подробнее ниже со ссылкой на чертеж.

фиг.1: показано схематичное изображение ветроэнергетической установки, предлагаемой изобретением;

фиг.2: показано схематичное изображение части ветроэнергетической установки по первому примеру осуществления, и

фиг.3: показано схематичное изображение устройства молниезащиты по первому примеру осуществления.

На фиг.1 показано схематичное изображение ветроэнергетической установки, предлагаемой изобретением. Ветроэнергетическая установка 100 имеет башню 102 и гондолу 104. На гондоле 104 предусмотрен ротор 106, имеющий три лопасти 108 ротора и кок 110. Ротор 106 при эксплуатации приводится ветром во вращение и при этом вращает также ротор или рабочее колесо генератора в гондоле 104. Угол установки лопастей 108 ротора может изменяться с помощью двигателей для установки лопастей у комлевых частей соответствующих лопастей 108 ротора.

На фиг.2 показано схематичное изображение части ветроэнергетической установки по первому примеру осуществления. Лопасть 108 ротора опционально имеет металлическую концевую часть 210, а также по меньшей мере один металлический проводник 220, который соединяет концевую часть 210 лопасти ротора с металлическим кольцом 230. Металлическое кольцо 230 предусмотрено в области 108a комлевой части лопасти ротора. Кольцо 230 может по меньшей мере частично охватывать лопасть 108 ротора, так что даже при изменении угла установки лопасти 108 ротора может обеспечиваться нахождение проводящего кольца 230 в контакте с блоком 240 молниезащиты. Блок 240 молниезащиты закреплен на неподвижной части гондолы 104 и находится в контакте с металлическим (проводящим) кольцом 230, чтобы отводить молнию, ударившую в лопасть (108) ротора.

На фиг.3 показано схематичное изображение устройства молниезащиты по первому примеру осуществления. Блок 240 молниезащиты может через пружинящую пластину 244 непосредственно или опосредствованно крепиться к неподвижной части 245 гондолы 104. На (свободном) конце пружинящей пластины 244 опционально предусмотрен балансирный блок 243, который, в свою очередь, соединен с двумя подвижными роликами 241. Между роликами 241 предусмотрена молниеотводная мачта 242. Между свободным концом молниеотводной мачты 242 и концами роликов 241 имеется заранее определяемое или регулируемое расстояние. Ролики 241 приводятся в контакт с кольцом 230, так что задается искровой промежуток между кольцом 230 и свободным концом мачты 242 молниеотвода. Так как ролики 241, благодаря пружинящей пластине 244, прижимаются к проводящему кольцу 230, имеется заданное расстояние (искровой промежуток) между кольцом 230 и молниеотводной мачтой 242.

Ролики 241 предпочтительно выполнены из непроводящего материала, такого как, например, полимерный материал или тефлон. Ширина роликов 241 может, например, составлять 20 см.

Благодаря предусмотренному балансирному блоку, который может поворачиваться относительно второго конца пластины 244, может обеспечиваться опора обоих роликов 241 на кольцо 230 в каждый момент времени.

С помощью предлагаемого изобретением блока молниезащиты, в частности с помощью поворотного балансирного блока, заданное расстояние между молниеотводной мачтой 242 и проводящим кольцом 230 может обеспечиваться даже тогда, когда кольцо 230 или лопасть 108 ротора является некруглой.

Изобретение относится к ветроэнергетической установке и блоку молниезащиты для ветроэнергетической установки. Ветроэнергетическая установка включает гондолу (104) и ротор, который имеет по меньшей мере две лопасти (108) ротора. Лопасти (108) ротора имеют каждая комлевую часть (108a) лопасти ротора, по меньшей мере один металлический проводник (220), служащий проводником для ударившей молнии, и соединенное с ним проводящее кольцо (230), которое предусмотрено в области комлевой части лопасти ротора. На невращающейся части гондолы (104) закреплен блок (240) молниезащиты таким образом, что блок (240) молниезащиты опирается на кольцо (230). Блок (240) молниезащиты имеет два ролика (241) и молниеотводную мачту (242), при этом свободный конец молниеотводной мачты (242) находится от наружного конца роликов (241) на расстоянии, задающем искровой промежуток. Изобретение направлено на повышение надежности отвода молнии в области лопасти. 2 н. и 3 з.п. ф-лы, 3 ил.

1. Ветроэнергетическая установка, имеющая

гондолу (104),

ротор, имеющий по меньшей мере две лопасти (108) ротора, причем лопасти (108) ротора имеют каждая комлевую часть (108a) лопасти ротора, по меньшей мере один металлический проводник (220), служащий проводником для ударившей молнии, и соединенное с ним проводящее кольцо (230), причем указанное кольцо (230) расположено в области комлевой части (108a) лопасти ротора,

при этом на невращающейся части гондолы (104) закреплен по меньшей мере один блок (240) молниезащиты таким образом, что указанный по меньшей мере один блок (240) молниезащиты опирается на кольцо (230) на лопасти (108) ротора, чтобы отводить молнию, ударившую в лопасть (108) ротора,

при этом блок (240) молниезащиты имеет два ролика (241) и молниеотводную мачту (242), при этом свободный конец молниеотводной мачты (242) находится от наружного конца роликов (241) на расстоянии, задающем искровой промежуток.

2. Ветроэнергетическая установка по п. 1, в которой

блок (240) молниезащиты имеет балансирный блок (243), который через пружинящую пластину (244) закреплен на невращающейся части (245) гондолы.

3. Ветроэнергетическая установка по п. 1 или 2, в которой

расстояние между свободным концом молниеотводной мачты (242) и наружным концом роликов (241) является регулируемым.

4. Ветроэнергетическая установка по п. 1 или 2, в котором ролики (241) выполнены электрически не проводящими.

5. Блок молниезащиты для ветроэнергетической установки, имеющий

пружинящую пластину (244), выполненную с возможностью крепления на первом конце на невращающейся части гондолы (104) ветроэнергетической установки,

балансирный блок (243), расположенный на втором конце пружинящей пластины (244),

два непроводящих ролика (241), которые связаны с балансирным блоком (243), и

молниеотводную мачту (242), связанную с балансирным блоком (243),

при этом свободный конец молниеотводной мачты (242) находится от наружного конца роликов (241) на расстоянии, задающем искровой промежуток.