[發明專利]用于風力渦輪機的軸承裝置和風力渦輪機

有效

• 申請號: 202010067082.7
• 申請日: 2020-01-20
• 公開（公告）號: CN111502933B
• 公開（公告）日: 2023-02-03
• 發明（設計）人: C.J.薩爾瓦鐵拉馬庫瓦
• 申請（專利權）人: 西門子歌美颯可再生能源創新與技術有限公司
• 主分類號: F03D80/70
• 分類號: F03D80/70;F16C35/063;F03D9/25
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 鄒松青;劉茜

用于風力渦輪機(1)的軸承裝置(8)，包括：床架(9)；軸(10)，其被配置用于將轉子(2)與風力渦輪機(1)的發電機(3)連接；前軸承(14)和后軸承(15)，兩者均圍繞軸的軸線(A)可旋轉地支撐軸(10)；支撐前軸承的前軸承殼體(16)，前軸承殼體包括連接到床架的一個或多個腳；支撐后軸承的后軸承殼體(17)，該后軸承殼體包括連接到床架的一個或多個腳；以及加強元件(26，27)，其連接前軸承殼體的腳中的一個和后軸承殼體的腳中的一個。具有加強元件會允許加強前軸承殼體、后軸承殼體和床架之間的連接。加強元件減少了軸承殼體和床架的變形。更好地避免軸承殼體和床架的接觸表面的分離和/或滑動。

技術領域

本發明涉及一種用于風力渦輪機的軸承裝置以及一種風力渦輪機。

背景技術

在風力渦輪機中，軸承用于支撐將轉子連接到齒輪箱和/或發電機的主軸。主軸在風力渦輪機的操作期間經受來自轉子葉片的相當大的負載。為了更好地吸收來自轉子葉片的非扭矩負載，風力渦輪機的軸承裝置通常包括支撐主軸的兩個主軸承。然而，已經發現，包括例如緊固到床架的兩個單獨的軸承殼體的常規軸承裝置在強風條件下不能充分地吸收非扭矩負載。

發明內容

本發明的一個目的是提供一種用于風輪機的改進的軸承裝置和一種改進的風輪機。

因此，提供了一種用于風力渦輪機的軸承裝置。軸承裝置包括床架和軸，該軸被配置成用于將轉子與風力渦輪機的發電機連接。軸承裝置包括前軸承和后軸承，前軸承和后軸承都圍繞軸的軸線可旋轉地支撐軸。此外，軸承裝置包括支撐前軸承的前軸承殼體。前軸承殼體包括連接到床架的一個或多個腳。此外，軸承裝置包括支撐后軸承的后軸承殼體。后軸承殼體包括連接到床架的一個或多個腳。此外，軸承裝置包括加強元件，該加強元件連接前軸承殼體的腳中的一個和后軸承殼體的腳中的一個。

具有加強元件允許加固(加強)前軸承殼體、后軸承殼體和床架之間的連接。特別地，加強元件減少了軸承殼體和床架的變形。此外，由于加強元件，可以更好地避免軸承殼體和床架的接觸表面的分離和/或滑動。

因此，軸承裝置更好地將非扭矩負載(轉子彎曲負載)傳遞到床架。因此，較少的彎曲力矩從轉子傳遞到齒輪箱和/或發電機。隨著進入齒輪箱和/或發電機的非扭矩負載的減小，避免了齒輪箱、發電機和/或風力渦輪機的損壞。此外，通過應用加強元件，可以在10m/s(IA類)或更高的平均風速下使用設計用于中等平均風速(例如，IIA類條件的平均風速為8.5m/s)的常規床架和軸承殼體。

軸承裝置是風力渦輪機的一部分。風力渦輪機是一種將風的動能轉換成電能的設備。風力渦輪機包括具有一個或多個葉片的轉子以及機艙，機艙包括軸承裝置、齒輪箱和發電機。風力渦輪機還包括在其頂端保持機艙的塔架。風力渦輪機的塔架可經由過渡件連接到風力渦輪機的基座，例如海床中的單樁。

機艙的前軸承殼體、后軸承殼體和其它部件（例如齒輪箱和發電機）均安裝到床架上。床架是例如機艙的床板或機艙床板的一部分。床架連接到風力渦輪機的塔架以將例如從軸承殼體接收的負載傳遞到塔架。床架可以借助于偏航軸承連接到風力渦輪機的塔架以將轉子定向到風中。

軸例如配置成將轉子與發電機直接連接。替代性地，軸被配置成通過將轉子與齒輪箱的聯接器直接連接并且通過借助于另外的軸將齒輪箱與發電機連接來將轉子與發電機連接。

特別地，前軸承和后軸承是兩個主軸承，這兩個主軸承都在風輪機的齒輪箱/齒輪箱殼體外部支撐主軸。特別地，前軸承被配置成比后軸承更靠近轉子。前軸承例如僅承載徑向負載。后軸承例如承載軸向和徑向負載兩者。

齒輪箱和/或齒輪箱殼體可由連接到床架的兩個扭矩臂支撐。這種布置被稱為四點風力渦輪機傳動系配置，因為前軸承、后軸承和兩個扭矩臂形成了主軸的四個支撐點。四點風力渦輪機傳動系配置優于包括僅一個主軸承的三點風力渦輪機傳動系配置，因為來自轉子葉片的非扭矩負載可更好地傳遞到床架。