[發明專利]風輪機、風輪機用的輪轂及其使用

有效

• 申請號: 200580051007.5
• 申請日: 2005-07-08
• 公開（公告）號: CN101238287A
• 公開（公告）日: 2008-08-06
• 發明（設計）人: A·貝奇
• 申請（專利權）人: 維斯塔斯風力系統有限公司
• 主分類號: F03D3/06
• 分類號: F03D3/06;F16C35/063;B60B27/02
• 代理公司: 北京市中咨律師事務所
• 代理人: 馬江立;吳鵬

技術領域

本發明涉及一種根據權利要求1的前序的風輪機、根據權利要求15的前序的風輪機用的輪轂及其使用。

背景技術

現有技術已知的風輪機包括風輪機塔架和安置在該塔架頂部的風輪機引擎艙。如圖1所示，具有三個風輪機葉片的風輪機轉子通過低速軸連接到引擎艙。

現代風輪機通過使葉片俯仰進入或離開來風來控制轉子上的載荷。使葉片俯仰以優化輸出或者保護風輪機不會因超載荷而損壞。

為了執行俯仰，每個葉片都具有俯仰裝置-該俯仰裝置包含位于輪轂和葉片之間的俯仰軸承，和一些提供用于俯仰葉片并且將其保持在給定位置的力的機構-最經常是液壓缸。此俯仰裝置使每個葉片能夠圍繞它們的縱向軸線轉動約90°。

隨著現代風輪機的尺寸增加，構成風輪機的大部分不同部件上的載荷也增加。特別地，俯仰裝置上的載荷因風輪機的葉片尺寸以及總功率輸出的增加而大大增加。另外，俯仰裝置內的材料的使用以及該裝置的重量也隨著現代風輪機尺寸的增加而大大增加。

PCT申請WO-A?01/69081公開了一種風輪機用的俯仰軸承，其中風輪機葉片的末端為叉狀凸緣。葉片凸緣的表面連接到一三圈軸承的內圈和外圈。葉片設計日益復雜，因為葉片必須分成兩個均包含連接凸緣的子外殼，而這大大增加了風輪機葉片的成本和總重量。

本發明的目的是提供一種具有改進的俯仰接頭的風輪機技術，該俯仰接頭牢固且重量有效。

發明內容

本發明提供了一種風輪機，該風輪機包括至少兩個葉片單元和一輪轂，每個葉片單元包括一俯仰控制式風輪機葉片和至少一個俯仰軸承，該俯仰軸承包含至少一個外圈、至少一個中心圈和至少一個內圈，該輪轂包含用于每個葉片單元的安裝區，其特征在于，所述安裝區包含至少兩個同心載荷傳遞表面，以用于經由所述至少一個俯仰軸承連接該葉片部件。

因此，可確保在葉片上僅具有一個連接凸緣的簡單葉片連接設計，并且通過使輪轂上的安裝面具有至少兩個同心的載荷傳遞表面，可提供輪轂的剛性設計，該剛性設計可在三圈俯仰軸承的外圈和內圈之間實現牢固且剛性的連接。這也是有利地，因為制造這種牢固且剛性的連接所需材料的重量被移動到更接近旋轉中心，從而減少了輪轂上的載荷。

此外，該至少兩個同心載荷傳遞表面使得葉片和俯仰軸承上或者來自它們的載荷可遍布在更大的面積上，使輪轂能具有更好的載荷傳遞品質。

應當強調，術語“輪轂”應被理解為葉片連接在其上的風輪機的部分。因此，術語“輪轂”也包含搖擺風輪機上的葉片連接在其上的搖擺設備。

在本發明的一個方面，所述至少一個俯仰軸承的所述至少一個外圈連接到所述至少兩個載荷傳遞表面之一上，所述至少一個俯仰軸承的所述至少一個內圈連接到所述至少兩個載荷傳遞表面中的另一個上。

通過使一個軸承圈連接到一個載荷傳遞表面并使另一圈連接到另一載荷傳遞表面，來自葉片單元的載荷在輪轂上的安裝區的更大面積上傳遞。這是有利的，因為輪轂內的載荷和張力可更好地分布并且傳遞給引擎艙。

在本發明的一個方面，所述至少一個中心圈通過葉片連接裝置例如螺釘、螺栓或柱頭螺栓連接到所述葉片的凸緣例如根部凸緣上。

使葉片連接到軸承的中心圈是有利的，因為這提供了葉片的簡單并因而成本和重量有效的設計。

在本發明的一個方面，所述至少兩個同心載荷傳遞表面被至少一個凹槽分隔開。

利用凹槽分隔載荷傳遞表面是有利地，因為這提供了這樣的空間，該空間可使中心圈少量地移動，而不會接觸在俯仰軸承是其中底面和/或頂面對齊的類型的情況下的連接兩個同心載荷傳遞表面的表面。

在本發明的一個方面，所述葉片連接裝置延伸到所述至少一個凹槽內。

連接到葉片的軸承圈通常使用葉片連接裝置例如柱頭螺栓連接。如果軸承圈對齊或者基本對齊并且在中心圈下沒有凹槽，則中心圈必須相對于內軸承圈和外軸承圈發生很大偏移以便為延伸的柱頭螺栓提供空間。這會增加軸承的重量和成本，因為內軸承圈和外軸承圈的部分將僅用作隔離件。因此，葉片連接裝置延伸到凹槽內是有利的。

在本發明的一個方面，所述凹槽填充或部分填充潤滑劑，例如軸承潤滑脂。

為凹槽提供潤滑劑例如軸承潤滑脂是有利的，因為這樣可潤滑軸承，并且防止灰塵、水或其它可能有害的材料接觸軸承。

在本發明的一個方面，所述至少兩個安裝區均具有至少用于檢查所述葉片連接裝置的檢查通孔。

為安裝區設置檢查通孔是有利的，因為這樣使得能夠在轉子被組裝好之后檢查和上緊葉片連接裝置。