[發明專利]風力設備以及在風力設備中使用機架的方法

有效

• 申請號: 201080055814.5
• 申請日: 2010-10-28
• 公開（公告）號: CN102648347A
• 公開（公告）日: 2012-08-22
• 發明（設計）人: A·H·利恩加德;E·馬庫森
• 申請（專利權）人: 維斯塔斯風力系統集團公司
• 主分類號: F03D11/00
• 分類號: F03D11/00;F03D11/04
• 代理公司: 永新專利商標代理有限公司 72002
• 代理人: 蔡洪貴

技術領域

本發明涉及一種包括機架和轉子軸的風力設備，該轉子軸能夠圍繞著旋轉軸線旋轉并且在機架前端部的轉子軸承與機架后端部的傳動裝置之間延伸。該轉子軸由機架的基部支承。本發明還涉及一種使用機架的方法。

背景技術

風力設備通常包括將轉子連接到傳動裝置的轉子軸。轉子和傳動裝置通常由機架支承，該機架形成機艙的一部分。機架將轉子負載傳遞到風力設備并且由此構成了風力設備的核心部件。

在已知的風力設備中，轉子軸通常在三個點或者在四個點懸掛，參考Erich?Hau，Springer，ISBN?978-3-540-72150-5的“風力設備”。

四點懸掛式轉子軸包括在傳動裝置外部的兩個軸承并且通常兩個懸掛點用于傳動裝置自身。三點懸掛式轉子軸通過傳動裝置外部的單個軸承以及通過傳動裝置自身被支承。

在四點懸掛式轉子軸中，兩個外部軸承有時被結合到一個大的軸承箱中。這種軸承箱會使得裝配、維護及拆卸過程變得復雜，原因是軸承箱掩蓋了一部分轉子軸。三點懸掛式轉子軸在另一方面通常沒有被掩蓋，原因是這些轉子軸通常被機架基部所支承，基部的尺寸被設置成足夠堅固從而使得它能夠承載而沒有在轉子軸上方延伸的任意剛性結構。這種機架通常是笨重的并且制造和裝配過程中的操控是昂貴的。

發明內容

本發明的目的是提供一種具有改進機架的風力設備，以及多種使用機架的方式，用于除了支承轉子軸和傳動裝置之外的其它目的。

根據第一方面，本發明提供一種包括機架的風力設備，該機架具有在機架與基部連接的兩個連接點之間在轉子軸上方延伸的加強元件，而不會妨礙轉子軸的旋轉，由此加強元件能夠在轉子軸的旋轉期間加強基部。

由于加強元件不會阻礙旋轉，因此它在操作期間以及維護期間可以保持連接到風力渦輪機。

在操作期間，它可用于加強基部并且它可用于防護轉子軸以及由此增加操作的安全性，例如在除了驅動軸之外的其它部件的維護期間。在驅動軸的維護期間或者傳動系統部件（例如傳動裝置）的更換期間，加強元件可以作為驅動軸或者其它部件的初步支承件。

由此，與傳統的風力設備機架相比，該機架重量更小，并且由于更簡單或者更輕質的基部結構，因此制造成本能夠降低。

具體地，加強元件可以是分開的部件，分開的部件指的是加強元件是不構成基部、主軸承箱、轉子軸、或者傳動裝置的一部分的單獨部件。這便于更容易的裝配過程或者分離過程，例如通過將加強元件從基部拆卸下來就使得轉子軸完全露出。

為了在加強元件安裝到基部上的情況下允許風力渦輪機的運行以及由此允許軸的旋轉，加強元件與轉子軸之間的接觸應當避免。由此，加強元件可以相距轉子軸相當小的距離，例如從加強元件的內表面到轉子軸的外表面的距離在1-25或者1-15或者1-10厘米的范圍內。

在一個實施例中，轉子軸與加強元件之間的距離可以是恒定的，或者至少在狹窄公差之內，即使得從具有最大距離的位置到具有最小距離位置的距離差值不超過5厘米或者甚至小于1厘米。在這一點上，術語“距離”應當理解為從轉子軸的外表面到加強元件在徑向方向上的尺寸。

所涉及的風力設備可以是各種尺寸商業可供的通常公知類型的水平軸線風力渦輪機。轉子軸可以是所謂的三點懸掛式類型，其中轉子軸僅僅由主軸承和傳動裝置所支承。這種風力設備進一步在Erich?Hau，Springer，ISBN?978-3-540-72150-5的“風力設備”中詳細公開。

加強元件能夠形成為完全掩蓋轉子軸上部部分的蓋，或者加強元件能夠形成為條或者型材的網格，所述網格橫跨轉子軸的上部部分延伸以及由此部分地覆蓋該上部部分。

加強元件可以在不同方向上加強機架，特別是使得機架的剛度增大。

通過加強元件有助于增大剛度，該加強元件連接到基部并且具有使得作用力能夠在基部與加強元件之間傳遞的剛度。

作為示例，加強元件和基部可形成晶格結構。

加強元件自身可形成開口主梁，其具有焊接的或者螺栓連接的板梁或者形成網格的條。

加強元件可在轉子軸周圍至多環繞180度，這使得它能夠徑向移離轉子軸。

在一個實施例中，加強元件可拆卸地連接到基部從而允許轉子軸被覆蓋部分露出。可拆卸連接能夠被設置成螺栓連接、鉚釘連接或者膠粘但仍然是可拆卸連接。

在另一個實施例中，加強元件被鉸接到基部。鉸接連接可允許加強元件圍繞著鉸接點或者圍繞著鉸接軸轉動從而露出轉子軸。在這種情況下，加強元件將會在至少在一個鉸接位置上保持連接到機架，而加強元件的其余部分與機架脫離。