[發(fā)明專利]空間構(gòu)架風力渦輪機的能量轉(zhuǎn)換器結(jié)構(gòu)

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200910152116.6
• 申請日: 2009-07-09
• 公開（公告）號: CN101624965A
• 公開（公告）日: 2010-01-13
• 發(fā)明（設(shè)計）人: L·D·維利
• 申請（專利權(quán)）人: 通用電氣公司
• 主分類號: F03D1/00
• 分類號: F03D1/00;F03D11/04
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司
• 代理人: 朱鐵宏;曹 若

技術(shù)領(lǐng)域

[0001]本公開內(nèi)容大體上涉及風力渦輪機結(jié)構(gòu)，并且更具體地涉及一種在風力渦輪發(fā)電機中使用的緊湊式傳動系和包括空間構(gòu)架的機艙。

背景技術(shù)

[0002]近年來，風力渦輪機作為一種對環(huán)境安全且相對便宜的替代能源，受到了日益增加的關(guān)注。隨著對其關(guān)注的增長，人們已做出相當大的努力來研制可靠且高效的風力渦輪機。

[0003]通常，風力渦輪機包括具有多個葉片的轉(zhuǎn)子。葉片附接到轉(zhuǎn)子上的可旋轉(zhuǎn)的漿轂上。葉片將風的機械能轉(zhuǎn)換成驅(qū)動一個或多個發(fā)電機的機械性轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)矩。發(fā)電機通常但并非總是通過齒輪箱旋轉(zhuǎn)地聯(lián)接到轉(zhuǎn)子上。齒輪箱逐漸地提升用于發(fā)電機的渦輪轉(zhuǎn)子的低轉(zhuǎn)速，以有效地將轉(zhuǎn)動機械能轉(zhuǎn)換成輸入公用電力網(wǎng)中的電能。轉(zhuǎn)子、發(fā)電機、齒輪箱及其它構(gòu)件通常安裝在具有外殼的重型基架(bedframe)或機艙上，該基架或機艙位于可為桁架或管狀塔架的塔架頂部。

[0004]機艙結(jié)構(gòu)通常由鑄件或其它固體制作的金屬外殼基架或底板形成，基架或底板將較大的重量引至風力渦輪機塔架的頂部。此外，重型底板式機艙結(jié)構(gòu)包括用以支承機艙內(nèi)的內(nèi)部傳動系構(gòu)件的負載支承裝置。負載支承裝置將附加重量加至機艙結(jié)構(gòu)和傳動系構(gòu)件外殼上。此外，負載支承裝置不能有效地傳遞在底板式機艙外殼內(nèi)的待傳遞到塔架上的負載和應(yīng)力，并且還可將不需要的負載和應(yīng)力引至傳動系構(gòu)件自身上。增大的重量會增加風力渦輪機的投資成本、物流成本和營運成本?，F(xiàn)有技術(shù)水平的風力渦輪機使用重型基架設(shè)計和機艙。機艙為非承重機殼，其主要用于阻止風雨直接沖擊傳動系的單獨構(gòu)件。

[0005]所需的是一種替換底板式機艙結(jié)構(gòu)的高度一體化的空間構(gòu)架和緊湊的傳動系，其減輕了重量并且有效地將轉(zhuǎn)子工作負載、傳動系轉(zhuǎn)矩和重量傳遞到塔架上。

發(fā)明內(nèi)容

[0006]本公開內(nèi)容的一個方面包括一種風力渦輪機，其包括轉(zhuǎn)子、聯(lián)接到轉(zhuǎn)子上的傳動系，以及安置在塔架頂上的空間構(gòu)架。傳動系收容在空間構(gòu)架內(nèi)，并且空間構(gòu)架構(gòu)造成用以將主要的轉(zhuǎn)子負載和傳動系轉(zhuǎn)矩傳送到塔架上，從而消除對重型基架的需求。

[0007]本公開內(nèi)容的另一個方面在于一種用于安置風力渦輪機傳動系的空間構(gòu)架。空間構(gòu)架包括構(gòu)造成用以將傳動系轉(zhuǎn)矩和主要的轉(zhuǎn)子負載傳遞到支承結(jié)構(gòu)上的結(jié)構(gòu)。

[0008]本公開內(nèi)容的另一個方面包括一種用于將風力渦輪機傳動系安置在塔架頂上的新型機艙、空間構(gòu)架?？臻g構(gòu)架構(gòu)造成用以將傳動系轉(zhuǎn)矩和主要的轉(zhuǎn)子負載傳遞到塔架上?？臻g構(gòu)架可由模壓和/或沖壓的金屬片或金屬板或復合鑲板(panel)形成。

[0009]本公開內(nèi)容的另一個方面包括一種用于將風力渦輪機傳動系安置在塔架頂上的機艙，該機艙包括構(gòu)造成用以將傳動系轉(zhuǎn)矩和主要的轉(zhuǎn)子負載傳遞到塔架上的空間構(gòu)架，該空間構(gòu)架由連結(jié)的橫桿(rail)形成。

[0010]本公開內(nèi)容的優(yōu)點在于，一體式的空間構(gòu)架和傳動系使得迄今有可能在相同或較小的機艙空間中實現(xiàn)顯著更大的MW(兆瓦)級額定功率。

[0011]本公開內(nèi)容的另一個優(yōu)點在于，一體式的空間構(gòu)架和傳動系設(shè)計除直接從空間構(gòu)架上減輕重量之外，還大體上減輕了傳動系構(gòu)件外殼的總重量。

[0012]本公開內(nèi)容的另一個優(yōu)點在于，一體式的空間構(gòu)架和傳動系設(shè)計大體上減輕了一體式空間構(gòu)架和傳動系組件的總組合重量，以便能夠以與額定功率相對較小的機器相同或相似的重量和尺寸載貨量來運輸較大的MW級額定功率構(gòu)件。例如，當前的公開內(nèi)容使得以常規(guī)的1.5MW至2.5MW的尺寸包裝來運輸4MW的風力渦輪機成為現(xiàn)實。

[0013]本公開內(nèi)容的另一個優(yōu)點在于，一體式的空間構(gòu)架和傳動系設(shè)計消除了現(xiàn)有技術(shù)的重型鑄件底板和非承重機艙構(gòu)件的需要，從而增加了風力渦輪機的供給源、選擇以及供給量。

[0014]本公開內(nèi)容的另一個優(yōu)點在于，一體式的空間構(gòu)架和傳動系設(shè)計由重復圖案的模壓和/或沖壓的片狀或板狀金屬鑲板形成，該金屬鑲板是使用類似于中型至重型卡車車架和機動車“整體式車身”構(gòu)建技術(shù)和工藝的成熟制造方法而制作的，具有設(shè)計、制造和自動組裝線的優(yōu)點。

[0015]本公開內(nèi)容的另一個優(yōu)點在于，一體式的空間構(gòu)架和傳動系設(shè)計由重復圖案的模壓和/或沖壓的片狀或板狀鑲板形成，該設(shè)計容許鑲板層布置成使得內(nèi)部鑲板邊緣接合部和外部鑲板邊緣接合部除一點外其它均不重合，從而產(chǎn)生構(gòu)造成用于改善負載、剛度、最低重量的鑲板，并且最大限度地減少鑲板數(shù)目以便降低加工成本。