專利名稱：風力設備組件的釩基硬質(zhì)材料覆層的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及風力設備、風場和一種用于改善風力設備組件表面特性的方法。
背景技術：
為了保證所期待的風力設備使用壽命，有效地減少安裝在內(nèi)部的機械組件的磨 損。同時在經(jīng)濟性方面有效地改善設備效率。目前在風力設備中使用熱的硬化工藝和改性的潤滑劑，用于尤其使機械組件的磨 損最小化或用于改善效率。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的第一目的是，提供有利的風力設備供使用。本發(fā)明的第二目的是，提供有 利的風場供使用。此外本發(fā)明的第三目的是，提供一種有利的用于改善風力設備組件表面 特性的方法。第一目的通過如權利要求1所述的風力設備得以實現(xiàn)。第二目的通過如權利要求 8所述的風場得以實現(xiàn)。第三目的通過如權利要求9所述的用于改善風力設備組件表面特 性的方法得以實現(xiàn)。從屬權利要求包括本發(fā)明的其它有利擴展結(jié)構。按照本發(fā)明的風力設備包括至少一個具有表面的組件。該表面至少部分地以硬質(zhì) 材料層覆層。所述組件尤其可以是機械組件。硬質(zhì)材料層同時提供高能力，不僅減小磨損 而且提高相互間相對運動部件的效率。在本發(fā)明的意義上，機械組件尤其指的是這樣的組 件，它具有機械功能或者處于機械負荷下。有利地可以使所述表面至少部分地以釩基硬質(zhì)材料層覆層。釩基硬質(zhì)材料層除了 硬質(zhì)材料層的一般優(yōu)點還具有自潤滑的特性。通過形成magneli (馬格涅利)相、尤其是氧 化釩實現(xiàn)自潤滑特性。通過釩基硬質(zhì)材料層的自潤滑特性顯著地改善各組件的應急工作特 性。此外也改善各組件的失效特性。所述釩基硬質(zhì)材料層尤其可以包括亞硝酸鋁釩(VAIN)和/或氧化釩。如上所述， 通過形成氧化釩的magneli相使覆層具有自潤滑特性。此外所述組件的表面可以包括鋼或由鋼制成。鋼表面至少部分地以硬質(zhì)材料層、 優(yōu)選以釩基硬質(zhì)材料層覆層。鋼可以是硬化的或非硬化的鋼。所述風力設備組件例如可以是塔架、機艙、轉(zhuǎn)子、轉(zhuǎn)子輪轂、轉(zhuǎn)子葉片、傳動機構、 傳動機構元件、制動器、旋轉(zhuǎn)軸或發(fā)電機元件、尤其是發(fā)電機的機械元件。所述硬質(zhì)材料層的層厚為IOnm至1000 μ m之間，有利地為IOnm至10 μ m之間。按 照本發(fā)明組件的表面可以僅僅部分地、但是也可完全地以硬質(zhì)材料覆層。所述硬質(zhì)材料層、尤其是釩基硬質(zhì)材料層原則上也可以起到各組件的防腐蝕作 用。按照本發(fā)明的風場包括至少一個按照本發(fā)明的風力設備。該風場具有與上述按照 本發(fā)明的風力設備相同的特性和優(yōu)點。因此請參閱按照本發(fā)明的風力設備的實施例。
按照本發(fā)明的用于改善風力設備組件特性的方法的特征在于，所述組件表面至少 部分地以硬質(zhì)材料覆層。所述組件優(yōu)選是機械組件。有利地可以使表面至少部分地以釩基 硬質(zhì)材料覆層。對于硬質(zhì)材料層尤其是釩基硬質(zhì)材料層的優(yōu)點請參閱上述的按照本發(fā)明組 件的實施例。所述表面優(yōu)選可以以亞硝酸鋁釩和/或氧化釩覆層。借助于按照本發(fā)明的方法例如可以提高效率和/或耐磨性、尤其是沖擊面或軸承 面。所實現(xiàn)的覆層除了減小磨損和提高效率也可以作為防腐蝕。在按照本發(fā)明方法的范圍內(nèi)所述組件的表面僅僅部分地、但是也可以完全地以硬 質(zhì)材料覆層。所述表面例如可以通過物理氣相沉積(physical vapor d印0siti0n，PVD)覆 層。此外所述表面可以包括鋼。鋼可以是硬化或非硬化的鋼。硬質(zhì)材料可以至少部分地涂 覆到鋼上。優(yōu)選可以使所述表面至少部分地以硬質(zhì)材料覆層，尤其以釩基硬質(zhì)材料覆層，其 層厚為IOnm至100 μ m之間，有利地層厚為IOnm至10 μ m之間。


下面借助于附圖中的實施例詳細解釋本發(fā)明的其它特征、特性和優(yōu)點。附圖中 圖1簡示出風力設備，
圖2簡示出風力設備組件的部分截面圖。
具體實施例方式下面借助于圖1和2詳細解釋本發(fā)明的實施例。圖1簡示出風力設備1。該風力 設備1包括塔架2、機艙3和轉(zhuǎn)子輪轂4。該機艙3設置在塔架2上。在機艙3上設置可旋 轉(zhuǎn)支承的轉(zhuǎn)子輪轂4。在轉(zhuǎn)子輪轂4上固定至少一個轉(zhuǎn)子葉片5。所述風力設備1還包括至少一個旋轉(zhuǎn)軸6、傳動機構7、制動器8和發(fā)電機9。該旋 轉(zhuǎn)軸6、傳動機構7、制動器8和發(fā)電機9設置在機艙3內(nèi)部。原則上在傳動機構7里面實 現(xiàn)軸間距。不同的組件因此也可以具有不同的旋轉(zhuǎn)軸。圖2簡示出風力設備1的機械組件10部分截面圖。所述機械組件10例如是塔架 2、機艙、轉(zhuǎn)子輪轂4、轉(zhuǎn)子葉片5、傳動機構7、制動器8、旋轉(zhuǎn)軸6或發(fā)電機9。該機械組件 10同樣也可以是上述組件的元件
所述機械組件10在本實施例中包括硬化或非硬化的鋼11。鋼11包括表面12，它以硬 質(zhì)材料層13覆層。所述硬質(zhì)材料層優(yōu)選是釩基硬質(zhì)材料層。所述硬質(zhì)材料層例如例如借助于物理氣相沉積涂覆在鋼11的表面12上。該硬質(zhì) 材料層13的層厚14為IOnm至100 μ m之間。硬質(zhì)材料層的厚度優(yōu)選最多幾μ m。
權利要求
1.風力設備(1)，它包括至少一個具有表面(12)的組件(10)，其特征在于，該表面 (12)至少部分地以硬質(zhì)材料層(13)覆層。
2.如權利要求1所述的風力設備(1)，其特征在于，所述表面(12)至少部分地以釩基 硬質(zhì)材料層覆層。
3.如權利要求2所述的風力設備(1)，其特征在于，所述釩基硬質(zhì)材料層包括亞硝酸鋁釩和/或氧化釩。
4.如權利要求1至3中任一項所述的風力設備(1)，其特征在于，所述組件的表面(12)包括鋼，其中鋼表面(12)至少部分地以硬質(zhì)材料層(13)覆層。
5.如權利要求1至4中任一項所述的風力設備(1)，其特征在于，所述組件(10)是塔 架(2)、機艙(3)、轉(zhuǎn)子、轉(zhuǎn)子輪轂(4)、轉(zhuǎn)子葉片(5)、傳動機構(7)、傳動機構元件、制動器 (8)、旋轉(zhuǎn)軸(6)或發(fā)電機(9)的元件。
6.如權利要求1至5中任一項所述的風力設備(1)，其特征在于，所述硬質(zhì)材料層(13)的層厚(14)為IOnm至IOOym之間。
7.如權利要求6所述的風力設備(1)，其特征在于，所述硬質(zhì)材料層(13)的層厚(14) 為IOnm至10 μ m之間。
8.風場，包括至少一個如權利要求1至7中任一項所述的風力設備(1)。
9.一種用于改善風力設備(1)的組件(10)的表面(12)的特性的方法，其特征在于，所 述表面(12)至少部分地以硬質(zhì)材料(13)覆層。
10.如權利要求9所述的方法，其特征在于，所述表面(12)至少部分地以釩基硬質(zhì)材 料覆層。
11.如權利要求9或10所述的方法，其特征在于，所述表面(12)以亞硝酸鋁釩和/或氧化釩覆層。
12.如權利要求9至11中任一項所述的方法，其特征在于，所述表面(12)通過物理氣相沉積覆層。
13.如權利要求9至12中任一項所述的方法，其特征在于，所述表面(12)包括鋼并且 所述硬質(zhì)材料至少部分地涂覆到鋼上。
14.如權利要求9至13中任一項所述的方法，其特征在于，所述表面(12)至少部分地 以硬質(zhì)材料覆層，其層厚(14)為IOnm至100 μ m之間。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種風力設備組件的釩基硬質(zhì)材料覆層。風力設備(1)，它包括至少一個具有表面(12)的組件(10)。該表面(12)至少部分地以硬質(zhì)材料層(13)、優(yōu)選以釩基硬質(zhì)材料層覆層。
文檔編號B32B15/01GK102128143SQ20111000
公開日2011年7月20日 申請日期2011年1月14日 優(yōu)先權日2010年1月14日
發(fā)明者C. 霍勒 A., 切姆特喬亞 B., 庫默 C., 霍曼 C., 克爾平 H., 李瑩 申請人:西門子公司