專(zhuān)利名稱(chēng)：風(fēng)力發(fā)電站的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及風(fēng)力發(fā)電站，其包括 豎塔；轉(zhuǎn)子，其包括轂部件和葉片，其裝配到塔的頂端并且對(duì)準(zhǔn)到風(fēng)中且由風(fēng)旋轉(zhuǎn)；轉(zhuǎn)子軸，其將旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)傳遞到發(fā)電機(jī)，發(fā)電機(jī)在直接驅(qū)動(dòng)發(fā)電站的情況中連接到前述軸并且在齒輪傳動(dòng)發(fā)電站的情況中連接到齒輪箱；以及框架，其裝配到塔的頂端位于軸承上，從而繞豎直軸線(xiàn)旋轉(zhuǎn)，在該框架中，轉(zhuǎn)子軸也安裝在軸承上。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有技術(shù)已知的是，在風(fēng)力發(fā)電站中，轉(zhuǎn)子葉片和塔的頂部件中的其它裝置(例如轉(zhuǎn)子軸)的對(duì)準(zhǔn)通過(guò)以下方式中的任一個(gè)實(shí)現(xiàn)通過(guò)使整個(gè)塔在地面上的基座上旋轉(zhuǎn)，或者用配合到塔的頂部件的軸承，頂部件擱置在軸承上并且可借助于轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)根據(jù)風(fēng)力繞豎直軸線(xiàn)旋轉(zhuǎn)。如果風(fēng)力發(fā)電站的整個(gè)塔旋轉(zhuǎn)，使得塔能夠旋轉(zhuǎn)的軸承以及轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)必須被制造在基座中鄰近于地面。如果塔被固定且僅僅使塔的端部處的單元旋轉(zhuǎn)，適當(dāng)?shù)妮S承和轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)必須被裝配到塔的頂端。如今，借助于設(shè)置有滾珠/滾柱的轉(zhuǎn)環(huán)來(lái)實(shí)現(xiàn)這種類(lèi)型的軸承，在這種情況中，在轉(zhuǎn)子葉片之外，所有意圖旋轉(zhuǎn)的部件也均布置在該單元中，其被定位成擱置在轉(zhuǎn)環(huán)上。在向下的加載之外，由于風(fēng)和非對(duì)稱(chēng)布置的質(zhì)量的緣故，可觀(guān)的傾斜力也被施加到轉(zhuǎn)環(huán)上，該傾斜力試圖使整個(gè)單元從轉(zhuǎn)環(huán)傾翻。當(dāng)轉(zhuǎn)子停止時(shí)，風(fēng)力向后傾斜，而靜重向前傾斜。結(jié)果，轉(zhuǎn)環(huán)也必須設(shè)置成抵抗向上的加載。這種類(lèi)型的在兩個(gè)軸向方向上起作用的軸承不是好的解決方案，因?yàn)槠洳豢杀苊獾貙?dǎo)致使用兩個(gè)軸承，其中，一個(gè)軸承支承向下負(fù)載而另一個(gè)軸承支承向上負(fù)載。轉(zhuǎn)環(huán)系統(tǒng)必須被時(shí)常收緊，并且轉(zhuǎn)環(huán)系統(tǒng)或其一部分的更換是大型且困難的程序。前述兩個(gè)軸承必須上下放置并且相互非?？拷?，因?yàn)樗睫D(zhuǎn)子軸和發(fā)電機(jī)被布置成幾乎剛好在轉(zhuǎn)環(huán)系統(tǒng)上方。當(dāng)使用轉(zhuǎn)環(huán)方案時(shí)，只能通過(guò)將整個(gè)頂部件(機(jī)艙)抬下來(lái)而實(shí)現(xiàn)軸承的更換，這是成本非常高的操作，尤其在大型風(fēng)力發(fā)電站中，以及尤其在離岸條件中。

發(fā)明內(nèi)容
已經(jīng)開(kāi)發(fā)了一種新的風(fēng)力發(fā)電站來(lái)消除上述缺陷，通過(guò)該風(fēng)力發(fā)電站，令人吃驚的是，特別是較高輸出功率范圍的風(fēng)力發(fā)電站的結(jié)構(gòu)在更加易于安裝和易于維護(hù)方面得到了改善。根據(jù)本發(fā)明的風(fēng)力發(fā)電站的特征在于，為了將軸承上的旋轉(zhuǎn)框架安裝到塔的頂部件上，塔的頂部件包括第一軸承以及第二軸承，第一軸承主要支承來(lái)自旋轉(zhuǎn)框架的至少豎直負(fù)載，第二軸承布置在離前述軸承距離H的位置處，在這種情況中，軸承之一主要支承來(lái)自旋轉(zhuǎn)框架的徑向負(fù)載，并且在這種情況中，通過(guò)離開(kāi)塔并且裝配在旋轉(zhuǎn)框架內(nèi)的支撐件來(lái)布置前述軸承中的上面那個(gè)的支架。本發(fā)明的風(fēng)力發(fā)電站的一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是旋轉(zhuǎn)框架可以在安裝階段從上方直接下降就位而擱置在下部轉(zhuǎn)環(huán)上。如果上軸承是軸向軸承，即支承豎直負(fù)載的軸承，而同時(shí)徑向軸承連接到上軸承，則通過(guò)這種方法進(jìn)行的安裝最成功。第二下軸承僅僅是徑向軸承，其防止單元傾翻和傾斜。在根據(jù)本發(fā)明的方案的情況中，下軸承可以從上軸承向下離開(kāi)距離H，在這種情況中，這在結(jié)構(gòu)上是簡(jiǎn)單的，例如作為徑向滑動(dòng)軸承。具體地，如果轉(zhuǎn)子軸和發(fā)電機(jī)布置在關(guān)于旋轉(zhuǎn)框架的旋轉(zhuǎn)中心的同一側(cè)并且其離開(kāi)前述旋轉(zhuǎn)中心的距離使得旋轉(zhuǎn)框架的軸承所需的支撐件可以例如是關(guān)于前述旋轉(zhuǎn)中心的對(duì)稱(chēng)件，則可使用本發(fā)明的方案。
根據(jù)本發(fā)明的方案還使得可以在旋轉(zhuǎn)框架的內(nèi)側(cè)和外側(cè)上以及在支撐件的內(nèi)側(cè)上設(shè)置走道。另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是,當(dāng)使用滑動(dòng)軸承時(shí),可以在頂部件內(nèi)更換軸承殼,而無(wú)需使用吊車(chē)將任何重的結(jié)構(gòu)部件抬下來(lái)。


下面將參照附圖更詳細(xì)地描述本發(fā)明，附圖中
圖I表示軸承的支撐件的局部剖視圖，其連接到風(fēng)力發(fā)電站的塔的頂部件，
圖2表示風(fēng)力發(fā)電站的頂部件的旋轉(zhuǎn)框架方案，其裝配在圖I的支撐件的頂上，
圖3表示具有滑動(dòng)軸承的旋轉(zhuǎn)框架的局部剖視圖。
具體實(shí)施例方式圖I表示軸承的支撐件4，其通過(guò)法蘭2和3之間的接頭牢固地固定到風(fēng)力發(fā)電站的塔I的頂部件，該支撐件是圓錐形空心焊接件或鑄件并且包括下軸承5和上軸承9，下軸承5是轉(zhuǎn)環(huán)而上軸承9是徑向軸承。臺(tái)階6以及一個(gè)或多個(gè)門(mén)8布置在支撐件的內(nèi)側(cè)，可以經(jīng)由臺(tái)階6以及一個(gè)或多個(gè)門(mén)8從支撐件4的側(cè)腹離開(kāi)。維護(hù)平臺(tái)7也在支撐件的外側(cè)上。支撐件4關(guān)于中心線(xiàn)17對(duì)稱(chēng)。圖2表示了旋轉(zhuǎn)框架10，其是風(fēng)力發(fā)電站結(jié)構(gòu)的一部分，安裝在圖I的支撐結(jié)構(gòu)4 的頂上。由于支撐結(jié)構(gòu)4是圓錐形的，旋轉(zhuǎn)框架可從上方降低到支撐件上。最合適地，旋轉(zhuǎn)框架10是一體的焊接結(jié)構(gòu)或鑄件，包括三個(gè)圓形軸承殼體或殼體平臺(tái)，并且為了節(jié)約材料和產(chǎn)生走道也包括在沒(méi)有軸承殼體的方向(圖中的右側(cè))上的發(fā)光孔。由于支撐件4是圓錐形的且空心的，可以進(jìn)入支撐件4內(nèi)部并經(jīng)由支撐件4通向轂空間，通向旋轉(zhuǎn)框架10的內(nèi)側(cè)并進(jìn)一步通向空心軸11的內(nèi)側(cè)或其它地方。轉(zhuǎn)環(huán)軸承5 (在圖I和2中，滾柱軸承)位于支撐件4的底部件的法蘭3和旋轉(zhuǎn)框架10的底部件之間。 徑向軸承9 (在圖I和2中，滾柱軸承)位于支撐件4的頂部件和旋轉(zhuǎn)框架10之間。該上軸承9在直徑上小于下軸承5，并且防止發(fā)電站單元從下軸承5的頂部?jī)A翻。為了使軸承加載是合理的，軸承5和9之間的距離測(cè)量值H為下軸承5的軸承直徑D的長(zhǎng)度的至少70%。 然而，最合適地，距離測(cè)量值H超過(guò)前述軸承直徑D的100%。當(dāng)轉(zhuǎn)子軸11在支撐件4的側(cè)腹之前終止時(shí)，根據(jù)本發(fā)明的旋轉(zhuǎn)框架10的軸承是可能的。由于這一點(diǎn)的緣故，發(fā)電機(jī)也必須在軸11的區(qū)域中。發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)子13包含永磁體14，并且轉(zhuǎn)子被固定成直接隨著軸11旋轉(zhuǎn)。定子12被固定到來(lái)自旋轉(zhuǎn)框架10的襯套 15。襯套15同時(shí)充當(dāng)軸11的軸承的軸承殼體。定子12也可以是分段結(jié)構(gòu)。除了葉片16和轂18之外,上軸承9的或下軸承5上方的部分均設(shè)置有封罩21(例如塑料殼部件，其在圖2中被局部地描述)，使得頂部件的設(shè)備單元變得相對(duì)不透且可從例如塔框架的高處內(nèi)部空間分離到其自己的腔室中，所述單元包含發(fā)電機(jī)、可能的變壓器、變頻 器、旋轉(zhuǎn)框架10的旋轉(zhuǎn)器裝置、發(fā)電機(jī)的冷卻裝置以及液壓?jiǎn)卧鹊?。最合適地，塑料殼部件21也是單件結(jié)構(gòu)，其從上方被降低到頂部件上。圖3表示使用滑動(dòng)軸承的旋轉(zhuǎn)框架10的軸承，在這種情況中，下軸承19是徑向軸承并且上軸承20是軸向軸承。徑向軸承19也與上軸承20連接。旋轉(zhuǎn)框架10可容易地直接從上方被降低到擱置在軸承上?；瑒?dòng)軸承19、20被分成扇形部件(sector part)，使得它們可被替換而無(wú)需去除旋轉(zhuǎn)框架10。
權(quán)利要求
1.風(fēng)力發(fā)電站，其包括豎塔(I);轉(zhuǎn)子，其包括轂部件(18)和葉片(16)，其裝配到塔的頂端并且對(duì)準(zhǔn)到風(fēng)中且由風(fēng)旋轉(zhuǎn)；轉(zhuǎn)子軸(11)，其將旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)傳遞到發(fā)電機(jī)(12，13，14)，發(fā)電機(jī)(12，13，14)在直接驅(qū)動(dòng)發(fā)電站的情況中連接到前述軸并且在齒輪傳動(dòng)發(fā)電站的情況中連接到齒輪箱；以及旋轉(zhuǎn)框架(10)，其裝配到塔(I)的頂端位于軸承上，從而繞豎直軸線(xiàn)(17)旋轉(zhuǎn)，在該框架中，轉(zhuǎn)子軸(11)也安裝在軸承上，其特征在于，為了將軸承上的旋轉(zhuǎn)框架(10)安裝到塔的頂部件上，塔(I)的頂部件包括第一軸承(5)或(20)以及第二軸承(9)或(19)，第一軸承主要支承來(lái)自旋轉(zhuǎn)框架(10)的至少豎直負(fù)載，第二軸承布置在離前述軸承距離(H)的位置處，在這種情況中，軸承(9)，(19)之一主要支承來(lái)自旋轉(zhuǎn)框架的徑向負(fù)載，并且在這種情況中，通過(guò)離開(kāi)塔并且裝配在旋轉(zhuǎn)框架內(nèi)的支撐件來(lái)布置前述軸承(9)，(19，20)中的上面那個(gè)的支架。
2.如權(quán)利要求I所述的風(fēng)力發(fā)電站，其特征在于，上軸承(9)，(20)在直徑上小于下軸承(5)，(19)。
3.如權(quán)利要求I所述的風(fēng)力發(fā)電站，其特征在于，支撐件(4)是牢固地固定到塔(I)的頂端的圓錐形件。
4.如權(quán)利要求I所述的風(fēng)力發(fā)電站，其特征在于，旋轉(zhuǎn)框架(10)是一體件，其包括用于下軸承(5)，(19)的、用于上軸承(9)，(20)的以及用于轉(zhuǎn)子軸(11)的軸承的軸承殼體或軸承殼體的固定位置(15)。
5.如權(quán)利要求I所述的風(fēng)力發(fā)電站，其特征在于，下軸承和上軸承之間的距離(H)為下軸承(5)，(19)的軸承直徑(D)的至少70%。
6.如權(quán)利要求I所述的風(fēng)力發(fā)電站，其特征在于，軸承(5)，(9)，(19)，(20)是滑動(dòng)軸承并且能夠在發(fā)電站的頂部件中的它們的操作位置上被替換。
7.如權(quán)利要求I所述的風(fēng)力發(fā)電站，其特征在于，旋轉(zhuǎn)框架(10)和支撐件(4)之間布置了維護(hù)空間。
8.如權(quán)利要求I所述的風(fēng)力發(fā)電站，其特征在于，旋轉(zhuǎn)框架(10)能夠從上方被降低到其位置上而擱置在軸向軸承(5), (20)上。
9.如權(quán)利要求I所述的風(fēng)力發(fā)電站，其特征在于，旋轉(zhuǎn)框架(10)是鑄件。
10.如權(quán)利要求I所述的風(fēng)力發(fā)電站，其特征在于，頂部件的殼(21)是單件。
全文摘要
風(fēng)力發(fā)電站，其包括豎塔(1)；轉(zhuǎn)子，其包括轂部件(18)和葉片(16)，其裝配到塔的頂端并且對(duì)準(zhǔn)到風(fēng)中且由風(fēng)旋轉(zhuǎn)；轉(zhuǎn)子軸(11)，其將旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)傳遞到發(fā)電機(jī)(12，13，14)，發(fā)電機(jī)(12，13，14)在直接驅(qū)動(dòng)發(fā)電站的情況中連接到前述軸并且在齒輪傳動(dòng)發(fā)電站的情況中連接到齒輪箱；以及旋轉(zhuǎn)框架(10)，其裝配到塔(1)的頂端位于軸承上，從而繞豎直軸線(xiàn)(17)旋轉(zhuǎn)，在該框架中，轉(zhuǎn)子軸(11)也安裝在軸承上。為了將軸承上的旋轉(zhuǎn)框架(10)安裝到塔的頂部件上，塔(1)的頂部件包括第一軸承(5)或(20)以及第二軸承(9)或(19)，第一軸承主要支承來(lái)自旋轉(zhuǎn)框架(10)的至少豎直負(fù)載，第二軸承布置在離前述軸承距離(H)的位置處，在這種情況中，軸承(9)，(19)之一主要支承來(lái)自旋轉(zhuǎn)框架的徑向負(fù)載，并且在這種情況中，通過(guò)離開(kāi)塔并且裝配在旋轉(zhuǎn)框架內(nèi)的支撐件來(lái)布置前述軸承(9)，(19，20)中的上面那個(gè)的支架。
文檔編號(hào)F03D7/02GK102713268SQ200980162188
公開(kāi)日2012年10月3日 申請(qǐng)日期2009年10月29日 優(yōu)先權(quán)日2009年10月29日
發(fā)明者P.霍爾姆 申請(qǐng)人:默文圖公司