[發明專利]包括軸承密封的風力渦輪機

有效

• 申請號: 200980113947.0
• 申請日: 2009-02-27
• 公開（公告）號: CN102016302A
• 公開（公告）日: 2011-04-13
• 發明（設計）人: G·P·克爾滕;C·J·A·費斯特格;H·盧伊梅斯
• 申請（專利權）人: 湘電達爾文有限責任公司
• 主分類號: F03D11/00
• 分類號: F03D11/00
• 代理公司: 中國國際貿易促進委員會專利商標事務所 11038
• 代理人: 白皎

技術領域

本發明涉及一種包括軸承密封的風力渦輪機，特別涉及具有直接驅動發電機的風力渦輪機，例如1MW或更大的直接驅動風力渦輪機。在包括直接驅動發電機的風力渦輪機中，轉子直接由轉子驅動。主軸承位于外殼環和轉子之間并且設計成吸收轉子上的重力和空氣動力載荷。特別地，在沒有傳動的直接驅動系統中，直徑是大的且周向速度是高的。由于替換主軸承導致高成本，主軸承的使用壽命在很大程度上決定風力渦輪機的使用壽命。在風力渦輪機放置在難以接近的地方，例如放置在海中的情況下，必須避免在使用壽命期間替換主軸承。主軸承的使用壽命在很大程度上取決于主軸承的旋轉部分和靜止部分之間的油封的使用壽命。這些油封需要保證足夠的諸如油的潤滑裝置留在主軸承中。油封的組裝和拆卸需要拆開該設備。

背景技術

例如，在WO2004/015288中公開了具有軸承密封的風力渦輪機。這個軸承密封在內和外軸承座圈之間的間隙的任一側上包括單個兩件式密封。密封部分的復雜的迷宮結構會大大降低密封的使用期限。

發明內容

本發明的目標是避免為了替換油封而拆開風力渦輪機的需要。

本發明的目標通過一種風力渦輪機而實現，該風力渦輪機設置有支撐承載轉子葉片的轂的軸承，該軸承包括連接到轂的旋轉的軸承座圈、靜止的軸承座圈和旋轉的軸承座圈和靜止的軸承座圈之間的潤滑區域，該區域在兩個端部由第一密封環限制，該第一密封環密封旋轉軸承座圈和靜止部分之間的間隙以形成潤滑屏障，其特征在于，在潤滑區域的一個或兩個端部，備用的密封環布置在要被密封的間隙中或附近、距離第一密封環一段距離處。

備用的環已經存在于旋轉軸線周圍和轉子葉片和風力渦輪機的外殼之間的部分，因此當第一密封環需要被備用的密封環替換時轉子不需要拆開。

備用的密封環可用于替換第一密封環。替代地，它可用于支撐第一密封環。為了該目的，第一密封環和備用的密封環可以恰好從開始就結合使用。

優選地，旋轉的軸承座圈和靜止的部分之間的間隙的兩個端部包含第一密封環和備用的密封環。

在使用中，例如潤滑油的潤滑介質的薄膜分離起作用的密封環，形成由該密封環接合的密封表面。

可任選地，第三密封環或者甚至另外的密封環可用作支撐密封且/或用作替換密封。

在另外的實施例中，靜止的軸承座圈不包含脫離部分。這意味著，如果備用的密封環安裝在間隔兩個軸承座圈的支撐環中，則內軸承座圈不包括脫離備用的密封環的具有減小的或加大的直徑的凹槽或部分。換句話說，內軸承座圈不包含第二密封區域，該第二密封區域僅在支撐環位移到第二密封位置中之后與備用的密封環協作。

該潤滑區域可以包含間隔內和外軸承座圈的軸承滾珠。

典型地，在由轉子直接驅動而沒有傳動裝置的情況下，在外軸承座圈旋轉時內座圈是靜止的。

為了盡可能延長油封的使用壽命，密封表面優選地由回火鋼制成并且具有研磨表面。這樣，密封環上的磨損可以顯著減少。

該密封和外密封例如由諸如橡膠的柔性材料制成或者優選地包含或類似材料以便獲得提高的使用壽命。

在特定實施例中，使用支撐構件，該支撐構件包括兩個同心凹槽，該兩個同心凹槽分別用來保持兩個密封環與內和外軸承座圈的側部密封接合。這樣，為替換密封環中的一個，僅僅需要拿掉支撐構件。

在另外的可能實施例中，第一密封環和備用的密封環安裝在面向包括同心凹坑的支撐構件的靜止的屏障座圈中，該支撐構件可從第一密封位置位移到第二位置，在第一密封位置中，備用的密封環面向該凹坑而第一密封環密封地接合支撐環，在第二位置中，替換環密封地接合支撐環。這樣，通過僅僅將支撐構件移動到其第二位置，第一密封環可以以簡單且節省成本的方式被備用的密封環替換。

在另外的替換實施例中，環構件可用于間隔軸承座圈，而對于每一個軸承座圈，密封環借助環構件密封該間隙，環構件包括適于將環構件鎖定到靜止的軸承座圈的第一固定裝置和適于將環構件鎖定到轉動的軸承座圈的第二固定裝置。當第一固定裝置將環構件鎖定到靜止的軸承座圈時，橋接環構件和旋轉的軸承座圈的密封環形成動態密封。在由于磨損的失效之后，第一固定裝置可以停用且第二固定裝置可用于將環構件鎖定到旋轉的軸承座圈。在這種情況下，環構件與旋轉的軸承座圈一起旋轉，并且環構件和靜止的軸承座圈之間的密封變成動態密封。

附圖說明

此后，借助附圖通過描述本發明的各種實施例而說明本發明。在該附圖中：

圖1示出風力渦輪機的側視圖；

圖2示出圖1的風力渦輪機的軸承的詳細截面；

圖3示出根據本發明的第二實施例的細節；