[發明專利]用于將風力渦輪的轂聯接到主軸的系統和方法

在審

• 申請號: 202110023617.5
• 申請日: 2021-01-08
• 公開（公告）號: CN113107756A
• 公開（公告）日: 2021-07-13
• 發明（設計）人: B·G·摩爾;R·薩馬爾;H·B·帕瓦;J·E·伯肯斯托克
• 申請（專利權）人: 通用電氣公司
• 主分類號: F03D1/06
• 分類號: F03D1/06
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 石宏宇;陳浩然

提供一種用于將風力渦輪的轂聯接到主軸的系統和方法。因此，多個緊固件布置在風力渦輪的轂的對應的通孔內。至少一個周向脊部節段布置成沿徑向鄰近于多個緊固件的頭部區段，以便抵抗施加到多個緊固件中的各個的扭矩。利用連接機構來將多個緊固件固定在多個通孔內，以便在轂聯接到主軸之前限制多個緊固件的軸向平移。

技術領域

本公開大體上涉及風力渦輪，并且更特別地涉及用于將風力渦輪的轂聯接到主軸的安裝系統和方法。

背景技術

風力被認為是目前可用的最清潔、對環境最友好的能源之一，并且在這方面，風力渦輪已得到越來越多的關注?，F代風力渦輪典型地包括塔架、發電機、齒輪箱、機艙以及具有可旋轉轂的轉子，其中一個或多個轉子葉片固定到可旋轉轂。轉子還可機械地聯接到驅動齒輪箱的主軸。齒輪箱然后驅動發電機。主軸、齒輪箱以及發電機安裝在底板支承框架上，該底板支承框架定位在機艙內。一個或多個轉子葉片使用已知的翼型件原理來捕獲風的動能。轉子葉片傳遞呈旋轉能的形式的動能，以便轉動軸，該軸將轉子葉片聯接到齒輪箱，或者如果不使用齒輪箱，則該軸將轉子葉片直接地聯接到發電機。發電機然后將機械能轉換為電能，電能可傳遞至容納在塔架內的轉換器和/或變壓器，并且隨后部署到公用電網。

對于常規的風力渦輪而言，為了將轂緊固到主軸，帶螺紋緊固件大體上固定在形成在轂的主體中的帶螺紋緊固件孔和形成在主軸中的對應的孔中。然而，與帶螺紋緊固件的材料相比，轂主體通常為由相對軟的鑄造材料形成的鑄造構件。照此，由于轂螺紋的松弛，損失帶螺紋緊固件的大量預負荷為常見的。因此，一些風力渦輪已采用貫通緊固件，以避免由于轂螺紋的松弛而導致的預負荷的損失。

雖然采用貫通緊固件可消除由于轂螺紋的松弛而導致的預負荷的損失，但是貫通緊固件的利用可產生額外的挑戰。具體地，轂典型地在機艙已安裝在塔架的頂上之后安裝至主軸。照此，轂至機艙的連結在地面上方相當大的高度(例如，大約150米)處完成。因為轂典型地在安裝期間懸掛在地面上方相當大的高度，所以安全限制妨礙人員在轂聯接到主軸之前進入轂。照此，在轂聯接到主軸之前，人員無法插入并對準緊固件。另外，不容許進入懸掛的轂還可妨礙人員在聯接操作期間將反扭矩提供至緊固件的能力。

因此，本領域不斷尋求解決前面提到的問題的新的且改進的系統和方法。因此，本公開涉及一種用于將風力渦輪的轂聯接到主軸的改進的安裝系統和方法。

發明內容

本發明的方面和優點將在以下描述中得到部分闡述，或可根據描述而為顯然的，或可通過實踐本發明而了解。

在一個方面，本公開涉及一種用于將風力渦輪的轂聯接到主軸的方法。方法可包括將多個緊固件插入到形成在轂中的對應的多個通孔中。多個通孔可圍繞轂的旋轉軸線以圓形陣列布置。多個緊固件中的各個可包括頭部區段和柄部區段。方法還可包括將至少一個周向脊部節段定位成沿徑向鄰近于多個緊固件的頭部區段。方法可包括將多個緊固件中的各個的縱向軸線與對應的通孔的縱向軸線對準。方法可包括經由多個緊固件與轂之間的連接機構來限制多個緊固件在多個通孔中的軸向平移。方法還可包括將轂定位成鄰近于風力渦輪的主軸。另外，方法可包括將多個緊固件中的各個插入通孔和風力渦輪的主軸的對應的多個接收孔內。此外，方法可包括經由頭部區段與(多個)周向脊部節段之間的接觸來抵抗施加到軸區段的扭矩，以便將多個緊固件中的各個固定在通孔和主軸的對應的多個接收孔內。

在實施例中，定位(多個)脊部節段還可包括在轂上機加工U形通道。U形通道可包括至少一個徑向內部周向脊部節段，其設置成鄰近于多個緊固件的頭部區段的徑向內部面。U形通道還可包括至少一個徑向外部周向脊部節段，其設置成鄰近于多個緊固件的頭部區段的徑向外部面。徑向內部周向脊部節段和徑向外部周向脊部節段可限定與多個緊固件的頭部區段的軸向面共面的軸向平面。

在實施例中，經由連接機構限制多個緊固件的軸向平移還可包括將至少一個保持環節段聯接到轂。(多個)保持環節段可定位成與柄部區段相反地鄰近于多個緊固件的頭部區段的軸向面。