信标照明装置以及包括该装置的风力涡轮机的制作方法

本发明涉及一种用于向飞行器发出存在风力涡轮机的信号的类型的信标照明装置。其用于空中安全和建筑领域以及风力涡轮机和其他建筑物的维护。

本发明还涉及一种包括所述照明装置的风力涡轮机。

背景技术：

出于安全原因，高于一定高度的所有建筑都必须包括向接近的飞行器发出其位置的信号的信标照明件。在风力涡轮机的情况下，需要这些灯相对于其余地形明亮地突出，并且这些灯必须经常位于丘陵或山脉的山顶上。另外，风力涡轮机和其他非常高的建筑的信标照明件通常暴露至电射线的影响，这可能导致信标照明件的电气部分的损坏，从而导致需要对其进行修复或更换。

因此，风力涡轮机叶片（其中风力涡轮机的最高点随叶片转动而变化）必须携带信标照明件（例如，根据德国法规，在尖端和第二高度处四个5w或更多的灯），这意味着需要在所有叶片上安装电源和照明件，并且信标照明件通常定位成非常靠近于叶片的避雷器定位的事实加剧了这种情况。德国公司enertragwindfeldsystemtechnikgmbh设计了一种如下的系统：在该系统中，布置在风力涡轮机的叶片的端部部分中的信标照明件借助于电导体电缆连接到位于风力涡轮机的叶片的根部中的电源，该信标照明件包括丙烯酸材料块，在该丙烯酸材料块中嵌入了布置在铝支撑件中并且每个连接到驱动器的高功率led。然而，在雷击的情况下，除信标照明件中存在的电子部件（尽管其嵌入丙烯酸材料块中）可以吸引闪电的事实以外，来自闪电的电能还泄漏到电导体电缆。

在缓解这些问题的尝试中，来自西班牙公司gamesainnovation&technology,s.l.的专利申请es2353320a1描述了一种如下的信标装置：该信标装置包括：基于布置在风力涡轮机的叶片的尖端的区域中的led的发光信标；将发光能量转换成电能、也与发光信标相邻地布置的转换器；以及连接到转换器并且连接到布置在叶片的根部的区带中的激光发射器的光纤电缆。虽然此系统并不产生电导体电缆的上述问题，但是所发生的发光能量到电能的转换实际上并不能实现针对正确信标照明的所需功率，并且，另外，转换器和led驱动器由如下电子电路形成：所述电子电路不但吸引闪电而且还布置在叶片的避雷器附近并且在雷击的情况下可能被损坏。

申请wo03050412a1描述了一种信标照明装置，其用于向飞行器发出存在风力涡轮机的叶片的信号，所述信标照明装置包括：照明器装置，所述照明器装置包括布置在风力涡轮机的转子的叶片或轮毂内部的至少一个发光二极管或激光光源；以及布置在叶片的尖端中的至少一个信标灯。由照明器装置产生的光借助于用作光导体的光纤电缆传输到信标灯。照明器装置面向光纤电缆的光入口端，而信标灯连接到光纤电缆的光出口端。没有关于如何可以达到其中信标灯具有足够强度以便能够履行其警告附近飞行器存在风力涡轮机的叶片的照明功能的情况的描述，因为其仅提及离开光纤的出口端的光可以连接到光接收二极管。

因此，期望开发一种安全、简易的装置，所述装置也容易维护并且保证了信标照明件的正确运行。

技术实现要素：

本发明的目的是借助于一种用于向飞行器发出存在风力涡轮机的信号的装置以及一种包括信标照明装置的风力涡轮机来解决上述现有技术缺点。

所述信标照明装置包括：照明器装置，所述照明器装置包括能够布置在所述风力涡轮机的内部部分中的至少一个发光二极管；至少一个信标灯，所述信标灯能够在距照明器装置一距离处的位置中安装在所述风力涡轮机的端部部分处；至少一个光导体，所述光导体包括用于将光从照明器装置传输到信标灯的光纤，所述照明器装置面向光纤的光入口端，并且每一光纤包括光出口端，其中，

光纤被分组成光纤的至少一个捆束，

照明器装置还包括光学准直器，所述光学准直器包括至少一个准直器透镜，所述准直器透镜布置在光纤的光入口与发光二极管之间，以用于将由发光二极管发射的散射光转换成平行光束并且朝向光纤的光入口传输该平行光束。

信标灯可以包括布置在光纤的捆束中的光纤的光出口端处的光学漫射器，并且优选地包括漫射器光学透镜。

光学准直器可以包括凹面反射器，该凹面反射器朝向准直器光学透镜导引由发光二极管发射的散射光。

在本发明的一个实施例中，光纤的捆束包括主干以及从所述主干得到的至少一个分支。每一分支包括源自所述主干的至少一根光纤，所述主干和每一分支的光纤的光出口端连接到相应的信标灯。

照明器装置可以包括多个发光二极管。在此情况下，照明器装置可以包括凹面反射器，该凹面反射器朝向光学准直器的准直器透镜导引由所述多个发光二极管发射的散射光。

根据本发明的风力涡轮机包括塔架、安装在塔架的上部部分上的机舱、其上安装有至少一个叶片的轮毂、以及连接到轮毂并且容纳在机舱中的电机、以及一个信标照明装置，所述信标照明装置包括：照明器装置，所述照明器装置包括能够布置在所述风力涡轮机的内部部分中的至少一个发光二极管；至少一个信标灯，所述信标灯能够在距照明器装置一距离处的位置中安装在风力涡轮机的端部部分上；以及至少一个光导体，所述光导体包括用于将光从照明器装置传输到信标灯的光纤，所述照明器装置面向光纤的光入口端，并且每一光纤包括光出口端，其中光纤被分组成光纤的至少一个捆束，

照明器装置还包括光学准直器，所述光学准直器包括至少一个准直器透镜，所述准直器透镜布置在光纤的光入口与发光二极管之间，以用于将由发光二极管发射的散射光转换成平行光束并且朝向光纤的光入口传输所述平行光束。

光学准直器可以包括凹面反射器，该凹面反射器朝向准直器光学透镜导引由发光二极管发射的所述散射光。

在风力涡轮机的一个实施例中，风力涡轮机的叶片中的每一者包括连接到轮毂的根部、尖端、前缘、后缘以及构成叶片的外部覆盖物的壳，并且风力涡轮机在每一叶片的靠近于每一叶片的尖端的端部部分中包括至少一个信标灯。所述信标灯借助于光纤的相应捆束连接到布置在轮毂内部的至少一个照明器装置，使得其与轮毂一起转动，并且光纤的每一捆束在内部延伸穿过叶片，使得光纤的光出口端与信标灯的一部分接触。

每一信标灯经由光纤的捆束连接到单个照明器装置。

每一叶片可以包括主梁，主梁又包括面向叶片的前缘的前壁并且在叶片的根部和尖端之间延伸。朝向信标灯引导光纤的捆束的引导型材布置在主梁的所述前壁上。

在一个实施例中，信标灯可以包括安装在配件上的漫射器透镜，所述配件安装在叶片的壳中。此配件包括横穿所述壳的后部管状延伸部。光纤固定在后部管状延伸部内部，使得光纤的光出口端与漫射器透镜接触。

在另一实施例中，信标灯包括光漫射器盖板，该光漫射器盖板在叶片的尖端的区带中、在外部布置在壳上。光纤朝向外部横穿叶片的壳并且嵌入施加在壳和光漫射器盖板之间的树脂层中，使得光纤的光出口端与光漫射器盖板接触，从而形成由光漫射器盖板漫射的光点。

在后续实施例中，叶片的壳在叶片的尖端的一部分中包括透明部分，并且光纤的捆束中的光纤的出口端连接到定位在叶片内部的光学漫射器，使得离开光学漫射器的光经由所述透明部分投射到所述叶片（5）的外部。

替代地，或者为补充风力涡轮机的叶片上信标灯的存在，还可以存在多个信标灯，所述多个信标灯在风力涡轮机的塔架的周边上彼此远离并且借助于光纤的相应捆束连接到所述至少一个照明器装置。每一信标灯可以经由光纤的捆束连接到单个照明器装置。

根据风力涡轮机的第一实施例，每一信标灯包括安装在配件上的漫射器透镜，所述配件安装在塔架的壁上。此配件包括横穿所述壁的后部管状延伸部，并且光纤固定在后部管状延伸部内部，使得光纤的光出口端与漫射器透镜接触。

附图说明

下文将参考形成本说明书的组成部分的示意图描述本发明的实施例，在附图中：

图1是包含根据本发明的照明装置的风力涡轮机的正视图；

图2是根据本发明的照明器装置的实施例的视图；

图3是包含根据本发明的信标灯的风力涡轮机叶片的截面平面图；

图4是线a-a上的截面视图，所述线a-a出现在图3中；

图5是图3中示出的叶片的外部端部部分的上部平面图；

图6是线b-b上的截面视图，所述线b-b出现在图3中；

图7是根据本发明的一个或多个实施例的带有信标灯的风力涡轮机叶片的外部端部部分的上部平面图；

图8是线c-c上的截面视图，所述线c-c出现在图7中；

图9是根据本发明的后续实施例的带有信标灯的风力涡轮机叶片的外部端部部分的上部平面图；

图10是根据本发明的另一实施例的容纳照明器装置的风力涡轮机的转子的后视图；

图11是根据本发明的后续实施例的其中布置有照明装置的风力涡轮机塔架的水平截面视图；

图12是线d-d上的截面视图，所述线d-d出现在图11中；

图13是图11中所示的信标灯中的一者的正视图；

图14是用于图11中所示的照明装置的实施例的照明器装置的正视图。

附图标记出现在这些图中，从而标识以下元件：

1风力涡轮机

2塔架

2a壁

3机舱

4轮毂

5叶片

5a叶片的根部

5b叶片的尖端

5c前缘

5d后缘

5e主梁

5f壳

6信标灯

6′信标照明

6a漫射器透镜

6b配件

6c后部管状延伸部

6d光漫射器盖板

6e粘合剂树脂层

6f光尖端

6g透明部分

6h光学漫射器

7照明器装置

7a发光二极管

7b光学准直器

7c准直器透镜

7d凹面反射器

7e电源装置

7f电气连接线

7g散热器

7h外壳

8光纤的捆束

8a光纤

9固定元件

10分组元件

11引导型材

12避雷器

12a保护型材。

具体实施方式

下文给出本发明的实施例的简要描述作为其说明性、非限制性示例。

图1示出了风力涡轮机-1-，其本身是常规的，其包含根据本发明的信标照明装置的实施例。

风力涡轮机-1-包括塔架-2-、安装在塔架-2-的上部部分上的机舱-3-、其中安装有三个叶片-5-的轮毂-4-以及连接到轮毂-4-并且容纳在机舱-3-中的电机。在每一叶片的尖端的区带中，存在信标灯-6-，其发射信标照明-6′-以向飞行器发出存在风力涡轮机-1-的信号。

图2示出了根据本发明的照明器装置-7-的实施例，所述照明器装置能够布置在风力涡轮机的内部部分中，并且可以借助于光导体连接到信标灯（图2中未示出），所述光导体包括用于将光从照明器装置-7-传输到信标灯的光纤-8a-。

照明器装置-7-面向光纤-8a-的光入口端并且包括发光二极管-7a-、光学准直器-7b-，所述光学准直器-7b-包括凹面反射器-7d-以及布置在光纤-8a-的光入口与发光二极管-7a-之间的准直器透镜-7c-。

发光二极管-7a-借助于电线-7f-连接到电源装置-7e-（“驱动器”），该电源装置本身是常规的，其又连接到电能源（图2中未示出）。为避免过热并稳定发光装置-7a-的温度，将其安装在散热器-7g-上。

发光二极管-7a-、凹面反射器-7d-和准直器透镜-7c-安装在外壳-7h-中，外壳-7h-的内表面至少在准直器透镜-7c-与光纤-8a-的光入口之间反射光。

凹面反射器-7d-朝向准直器透镜-7c-导引由发光二极管-7a-发射的散射光，准直器透镜-7c-又将源自发光二极管-7a-的散射光转换成朝向光纤-8a-的光入口传输的平行光束。

光纤-8a-的其光入口所位于的端部被固定到固定元件-9-，固定元件-9-封闭外壳-7h-的与准直器透镜-7c-相对的端部，使得所述光入口被布置成与由准直器透镜-7c-产生的平行光束对齐。

离开固定元件-9-的光纤-8a-进入分组元件-10-，在分组元件-10-中，使光纤-8a-集合在一起以便被分组成光纤的捆束-8-。多根光纤-8a-又可以被分组为相应的光纤电缆（图中未示出），所述光纤电缆又被分组为光纤的捆束（8）。

图3和图4示出了根据本发明的实施例的风力涡轮机叶片-5-，其上布置有连接到诸如图1中所示的信标灯-6-的光纤的捆束。

叶片-5-按本身常规的方式包括连接到轮毂的根部-5a-、叶片的尖端-5b-、前缘-5c-、后缘-5d-、在叶片-5-的根部-5a-和尖端-5b-之间延伸的主梁-5e-以及构成叶片-5-的外部覆盖物的壳-5f-。

引导型材-11-和保护型材-12a-布置在主梁-5e-的面向叶片-5-的前缘-5c-的壁上。避雷导体-12-经由保护型材12a-延伸，避雷导体-12-连接位于叶片的尖端-5b-上的避雷器（图中未示出）和布置在风力涡轮机的塔架上的接地连接（图中未示出）。

信标灯-6-位于叶片的尖端-5b-的区带中，并且连接到光纤的捆束-8-，所述捆束经由引导型材-11-朝向如图10中可见的布置在轮毂-4-内部的照明器装置-7-延伸穿过叶片的根部-5a-的内部。

图5和图6更详细地示出了图6中所示的信标灯-6-在叶片的尖端-5b-的区带中的布置。信标灯-6-包括安装在配件-6b-上的漫射器透镜-6a-，配件-6b-安装在叶片的壳-5f-上。配件-6b-包括横穿壳-5f-的后部管状延伸部-6c-。光纤-8a-固定在后部管状延伸部-6c-内部，使得光纤的光出口端与漫射器透镜-6a-接触。

图7和图8示出了信标灯-6-的另一实施例，其中信标灯包括光漫射器盖板-6d-，光漫射器盖板-6d-在叶片的尖端-5b-的区带中借助于粘合剂树脂层-6e-粘合地结合到壳-5f-的外部。光纤-8a-朝向外部横穿叶片的壳-5f-并且嵌入树脂层-6e-中，使得光纤的光出口端与光漫射器盖板-6d-接触，从而形成由光漫射器盖板-6d-漫射的光点-6f-。

图9示出了信标灯-6-的另一实施例，其中叶片的壳在叶片的尖端-5b-的部分中包括透明部分-6g-，例如由甲基丙烯酸酯制成的部分。光纤的捆束-8-中的光纤的出口端连接到位于叶片内部的光学漫射器-6h-，使得离开光学漫射器-6h-的光经由透明部分-6g-投射到外部。

图10示出了根据图1、图3-4、图5-6、图7-8和图9中所示的实施例的照明器装置-7-的布置，照明器装置-7-产生经由光纤的捆束-8-传输到位于叶片-5-的尖端-5b-的区带中的信标灯-6-的光。

可以看到的是，照明器装置-7-布置在轮毂-4内部的支撑元件-13-中，使得它们与轮毂-4-一起转动。叶片的根部-5a-借助于相应调节机构-14-按本身是常规的方式连接到轮毂-4-，调节机构-14-允许每一叶片的位置相对于入射风单独转动。分别离开照明器装置-7-的光纤的捆束-8-进入上文参考图2所描述的相应引导型材-11-。

图11-13示出了其中根据本发明的信标照明装置应用于布置在如图1中所示类型的风力涡轮机的塔架-2-上的信标灯-6-的实施例。在这些图中示出的实施例中，照明装置包括四个信标灯-6-，其按等距方式位于塔架-2-的周边上，并且借助于光纤的相应捆束-8-连接到控制柜-15-，所述控制柜-15-容纳诸如先前参考图2所描述的照明器装置的相应照明器装置-7-以及本身是常规的控制板-17-。控制柜-15-布置在安装在塔架-2-内部的阶梯-16-旁边。

每一信标灯-6-包括安装在配件-6b-上的漫射器透镜-6a-，配件-6b-安装在塔架-2-的壁-2a-上。配件-6b-包括横穿壁-2a-的后部管状延伸部-6c-。光纤-8a-固定在后部管状延伸部-6c-内部，使得其光出口端与漫射器透镜-6a-接触。