專利名稱：風(fēng)力渦輪機(jī)和構(gòu)造風(fēng)力渦輪機(jī)的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及具有機(jī)艙和轉(zhuǎn)子的風(fēng)力渦輪機(jī)，轉(zhuǎn)子包括輪轂和多個(gè)葉片，機(jī)艙和輪轂在接口區(qū)中彼此連接，風(fēng)力渦輪機(jī)進(jìn)一步包括輸送系統(tǒng)，用于將液壓和/或氣動(dòng)流體從機(jī)艙輸送到輪轂中。本發(fā)明還涉及構(gòu)造這種風(fēng)力渦輪機(jī)的方法。
背景技術(shù)：
當(dāng)今的風(fēng)力渦輪機(jī)，特別是功率輸出超過IMW規(guī)模的大型風(fēng)力渦輪機(jī)是非常復(fù)雜的系統(tǒng)。盡管它們的尺寸巨大，但它們的操作狀態(tài)仍需要適應(yīng)當(dāng)前的天氣條件，特別是風(fēng)力條件。出于該目的，這類風(fēng)力渦輪機(jī)轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)子葉片的位置可被調(diào)節(jié)。所謂的“漿距控制系統(tǒng)”允許通過繞其縱向軸線旋轉(zhuǎn)葉片來相對于風(fēng)定位轉(zhuǎn)子葉片。因此，轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)速度可被 控制，而且可獲得最大功率輸出。轉(zhuǎn)子葉片漿距控制的通常方式是通過使用電動(dòng)漿距控制系統(tǒng)，其中電動(dòng)引擎控制葉片的漿距。然而，一直希望使用液壓漿距系統(tǒng)(或氣動(dòng)漿距系統(tǒng)——在本申請的上下文中，氣動(dòng)漿距系統(tǒng)也被概括在“液壓漿距系統(tǒng)”這一表述下)，而不是電動(dòng)漿距系統(tǒng)。此類液壓系統(tǒng)通常更容易控制，并且它們在風(fēng)力渦輪機(jī)發(fā)電機(jī)的功率輸出中斷的情況下仍能起作用，因?yàn)樗鼈儾恢苯右蕾囷L(fēng)力渦輪機(jī)本身提供的電力供應(yīng)。為了驅(qū)動(dòng)這樣的液壓漿距系統(tǒng)，必須具有輸送系統(tǒng)，該輸送系統(tǒng)在輪轂中在一定的壓力下將液壓和/或氣動(dòng)流體(如液壓油、水或任何其它液體或氣體)輸送到漿距控制系統(tǒng)中。換言之，液壓和/或氣動(dòng)流體通過泵被置于一定的壓力下，并引導(dǎo)到都位于輪轂內(nèi)部緊鄰轉(zhuǎn)子葉片的分配區(qū)、葉片區(qū)和收集器區(qū)。然而，已經(jīng)證明此加壓的液壓和/或氣動(dòng)流體的輸送是相當(dāng)復(fù)雜的。這是由于在風(fēng)力渦輪機(jī)的操作中，輪轂旋轉(zhuǎn)，從而使得必須尋找如何使輸送系統(tǒng)的管子不與輪轂一起以會(huì)因扭轉(zhuǎn)而受損壞的方式旋轉(zhuǎn)的方案。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的一個(gè)目的是要提供一種供應(yīng)和/或操作具有改進(jìn)的輸送系統(tǒng)的風(fēng)力渦輪機(jī)的可能性，輸送系統(tǒng)將液壓或氣動(dòng)流體從風(fēng)力渦輪機(jī)的機(jī)艙輸送到輪轂中。本發(fā)明的一個(gè)具體目的還要提供對出于維修和/或組裝風(fēng)力渦輪機(jī)目的而想從機(jī)艙進(jìn)入輪轂中的人員造成最小障礙的輸送系統(tǒng)。本發(fā)明的目的通過權(quán)利要求I所述的風(fēng)力渦輪機(jī)和權(quán)利要求10所述的方法來實(shí)現(xiàn)。因此，上面提到的那類直驅(qū)型風(fēng)力渦輪機(jī)被實(shí)現(xiàn)為使得輸送系統(tǒng)包括旋轉(zhuǎn)單元作為讓流體通過的連接，該旋轉(zhuǎn)單元的一部分在操作中與輪轂一起旋轉(zhuǎn)，該旋轉(zhuǎn)單元被定位在輪轂中背離機(jī)艙與接口(或稱交界)區(qū)有間距的位置處，所述輸送系統(tǒng)還包括從接口區(qū)引入輪轂中從而到達(dá)旋轉(zhuǎn)單元的管道系統(tǒng)，該管道系統(tǒng)被固定在其位置中。旋轉(zhuǎn)單元可被表征為輸送系統(tǒng)的構(gòu)造元件，其具有靜止(或非旋轉(zhuǎn))部分和旋轉(zhuǎn)(或非靜止)部分，這兩部分以旋轉(zhuǎn)部分可繞預(yù)定旋轉(zhuǎn)軸線旋轉(zhuǎn)的方式彼此連接。靜止部分和旋轉(zhuǎn)部分之間的連接使得基本上沒有液壓和/或氣動(dòng)流體從旋轉(zhuǎn)單元的內(nèi)部傳送到其外部，即旋轉(zhuǎn)單元的內(nèi)側(cè)是隔離的，從而使得防止了泄漏。當(dāng)流體被引入到靜止部分的內(nèi)部時(shí)，它會(huì)傳送到旋轉(zhuǎn)部分的內(nèi)部，由此進(jìn)入輸送系統(tǒng)的其它(靜止或非靜止)部分。流體還可被引入到旋轉(zhuǎn)部分中，并傳送到靜止部分中。流體從機(jī)艙傳送到輪轂中，但是，如果需要，也可以相反方向返回。例如，位于機(jī)艙中的泵可將流體通過旋轉(zhuǎn)單元泵送到輪轂中的液壓漿距系統(tǒng)中。流體還可被引導(dǎo)返回機(jī)艙中，例如返回到機(jī)艙中的儲(chǔ)器中。本發(fā)明利用了這樣一種旋轉(zhuǎn)單元，其被特別地定位在輪轂中背離機(jī)艙與接口區(qū)有間距的位置處。這種接口區(qū)位于風(fēng)力渦輪機(jī)的內(nèi)部作為過渡區(qū)域，機(jī)艙和輪轂都終結(jié)于其中，該過渡區(qū)域因此可分配(或劃分)給機(jī)艙或輪轂，而不需要清楚無疑地分配給兩者中的任一個(gè)。機(jī)艙形成第一空腔，由直驅(qū)型風(fēng)力渦輪機(jī)環(huán)繞的空間形成第二空腔，而輪轂形成第三空腔。接口區(qū)位于第二空腔連接到第三空腔之處。接口區(qū)通常被用來從機(jī)艙進(jìn)入到輪轂中，這意味著平均身材的成年人可通過這些空腔行進(jìn)。風(fēng)力渦輪機(jī)的主要功能元件都不位 于接口區(qū)的空腔中。這樣的功能部分具體是轉(zhuǎn)子、漿距系統(tǒng)或發(fā)電機(jī)。在直驅(qū)型風(fēng)力渦輪機(jī)(后文將對其詳細(xì)描述)的情況下，能在接口區(qū)的周圍組裝發(fā)電機(jī)，即并非在接口區(qū)中組裝，而是在接口區(qū)的周圍組裝。通常，接口區(qū)可從機(jī)艙的外部邊界朝面向輪轂的方向引出。機(jī)艙的外邊界由其外殼(即所謂蓋罩)的邊界清楚限定。這些邊界限定了延伸通過風(fēng)力渦輪機(jī)內(nèi)部的平面。由此平面朝任一側(cè)進(jìn)入機(jī)艙中，進(jìn)入輪轂中，接口區(qū)延伸不超過0. 3米。換言之，旋轉(zhuǎn)單元被定位在輪轂內(nèi)部，即在接口區(qū)的另一側(cè)上遠(yuǎn)離機(jī)艙。由于這一定位，使得旋轉(zhuǎn)單元并不防礙人員想要通過的機(jī)艙內(nèi)或接口區(qū)中的操作，不受任何物體(例如旋轉(zhuǎn)單元)的阻礙。這樣的定位還具有如下優(yōu)點(diǎn)旋轉(zhuǎn)單元的靜止部分連接到機(jī)艙,而旋轉(zhuǎn)單元的旋轉(zhuǎn)部分可連接到輪轂，具體是輪轂內(nèi)的漿距系統(tǒng)。因此，風(fēng)力渦輪機(jī)的靜止部分(即機(jī)艙)連接到旋轉(zhuǎn)單元的靜止部分，而風(fēng)力渦輪機(jī)的旋轉(zhuǎn)部分(即輪轂)連接到旋轉(zhuǎn)單元的旋轉(zhuǎn)部分。旋轉(zhuǎn)單元各部分的功能分別與機(jī)艙和輪轂的功能相配合。將旋轉(zhuǎn)單元定位在輪轂中意味著它被設(shè)置在正好需要液壓流體的那個(gè)位置，即盡可能靠近漿距系統(tǒng)。就是由于該原因，在風(fēng)力渦輪機(jī)內(nèi)部工作的人員可自由通過進(jìn)入輪轂中，而不受旋轉(zhuǎn)單元的阻礙。在直驅(qū)型風(fēng)力渦輪機(jī)中尤為如此一些部件從旋轉(zhuǎn)的輪轂突出到機(jī)艙中。這些部件支撐著發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)子，轉(zhuǎn)子由此發(fā)電機(jī)的定子線圈圍繞，或者轉(zhuǎn)子圍繞著定子線圈。此定子由機(jī)艙支撐。因此，輪轂和機(jī)艙之間的接口區(qū)基本上是空的，使得人們可從機(jī)艙容易地進(jìn)入輪轂中。在該例中，傳動(dòng)系包括從輪轂突出到機(jī)艙中并基本形成為管狀的那些部件。因此，與間接驅(qū)動(dòng)型風(fēng)力渦輪機(jī)(其中的傳動(dòng)系包括多個(gè)軸)相比，直驅(qū)型風(fēng)力渦輪機(jī)中的這種傳動(dòng)系也能被表征成通信鏈路或通信組件。在由這一管狀布置結(jié)構(gòu)形成的空腔中，如果旋轉(zhuǎn)單元被定位在接口區(qū)中或進(jìn)一步地在機(jī)艙中，旋轉(zhuǎn)單元可能會(huì)阻礙人員安全地進(jìn)入輪轂或從輪轂返回機(jī)艙。旋轉(zhuǎn)單元在輪轂中的定位有效地防止了這樣的問題。構(gòu)造根據(jù)本發(fā)明的直驅(qū)型風(fēng)力渦輪機(jī)的方法包括如下步驟為輸送系統(tǒng)裝備旋轉(zhuǎn)單元作為讓流體通過的連接，該旋轉(zhuǎn)單元的一部分在操作中與輪轂一起旋轉(zhuǎn)，該旋轉(zhuǎn)單元被定位在輪轂中背離機(jī)艙與接口區(qū)有間距的位置處，而且安裝了輸送系統(tǒng)，所述輸送系統(tǒng)進(jìn)一步包括從接口區(qū)引入輪轂中從而到達(dá)旋轉(zhuǎn)單元的管道系統(tǒng)，該管道系統(tǒng)被固定在它的位置中，從而使其在旋轉(zhuǎn)單元操作期間不旋轉(zhuǎn)。從屬權(quán)利要求給出了本發(fā)明特別有利的實(shí)施例和特征，這將在下面的描述中揭示。因此，在風(fēng)力渦輪機(jī)背景下揭示的特征也可以在根據(jù)本發(fā)明的任一方法的背景下實(shí)現(xiàn)，反之亦然。本發(fā)明通?？捎迷谌魏晤愋偷娘L(fēng)力渦輪機(jī)，不管是直驅(qū)型風(fēng)力渦輪機(jī)或者是間接驅(qū)動(dòng)型風(fēng)力渦輪機(jī)在所謂的間接驅(qū)動(dòng)型風(fēng)力渦輪機(jī)中，傳動(dòng)系(即旋轉(zhuǎn)軸)沿輪轂的旋轉(zhuǎn)軸線被引入機(jī)艙內(nèi)部。傳動(dòng)系然后被引入變速箱中，并進(jìn)一步由此進(jìn)入發(fā)電機(jī)中。相反，在所謂的直驅(qū)型風(fēng)力渦輪機(jī)中，不需要變速箱，一些部件從旋轉(zhuǎn)的輪轂突出到機(jī)艙中。這些部件支撐著發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子，轉(zhuǎn)子由該發(fā)電機(jī)的定子線圈圍繞(或者，轉(zhuǎn)子圍繞發(fā)電機(jī)的定子線圈)。這一定子由機(jī)艙支撐。在這種情況下，輪轂和機(jī)艙之間的接口區(qū)基本上是空的，使得 人員可輕易從機(jī)艙通過進(jìn)入輪轂中。傳動(dòng)系則包括從輪轂突出到機(jī)艙中且基本成形為管狀 的那些部件。由于在非直接傳動(dòng)系的情況下，機(jī)艙和輪轂之間的通道被軸占據(jù)，本發(fā)明在如下風(fēng)力渦輪機(jī)中特別有用，在這些風(fēng)力渦輪機(jī)中，接口區(qū)中的通道是完全空的。因此，優(yōu)選的是，根據(jù)本發(fā)明的風(fēng)力渦輪機(jī)被實(shí)現(xiàn)為具有傳動(dòng)系的直驅(qū)型風(fēng)力渦輪機(jī)，傳動(dòng)系直接將轉(zhuǎn)子與發(fā)電機(jī)相連，即沒有變速箱，在接口區(qū)中間沒有連接軸通過。在直驅(qū)型風(fēng)力渦輪機(jī)中，所有在上文提到的本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)都可被完全利用，這就是這一實(shí)施例特別優(yōu)選的原因。管道系統(tǒng)在輪轂內(nèi)其位置中的這種固定例如可由附連到內(nèi)表面或設(shè)置在機(jī)艙內(nèi)部的另一固定元件的固體的、剛性的、非柔性管實(shí)現(xiàn)。管然后從機(jī)艙突出到輪轂中，并優(yōu)選足夠穩(wěn)定以在無任何穩(wěn)定元件情況下，保持其在輪轂內(nèi)的位置。然而，優(yōu)選的是，管道系統(tǒng)通過從機(jī)艙突出到輪轂中的導(dǎo)軌來固定在輪轂內(nèi)。此導(dǎo)軌由具有足夠穩(wěn)定性的固體材料制成，以在旋轉(zhuǎn)輪轂的過程中將管道系統(tǒng)的管保持在其位置。管道系統(tǒng)的(一個(gè)或多個(gè))管連接到這一導(dǎo)軌，因此由導(dǎo)軌引導(dǎo)到輪轂中。導(dǎo)軌可突出得很遠(yuǎn)進(jìn)入輪轂中，以縮短機(jī)艙端部之間的距離，即接口區(qū)和輪轂中例如在輪轂中間的液壓漿距系統(tǒng)之間的距離。管首先沿導(dǎo)軌被引導(dǎo)，然后可被引導(dǎo)通過自由空間到與其相連的旋轉(zhuǎn)單元。在這種情況下，輸送系統(tǒng)可包括由任何材料制成的管。諸如金屬管的非柔性管或由固體塑料制成的管可特別地用在輸送系統(tǒng)的所有那些需要被保護(hù)以防止人員踩到其上和/或防止在風(fēng)力渦輪機(jī)的運(yùn)行或維修中可能造成損壞的區(qū)域中。不過，如果使用導(dǎo)軌，則輸送系統(tǒng)還可包括柔性管(或軟管)。在一個(gè)特別優(yōu)選的實(shí)施例中，導(dǎo)軌從機(jī)艙延伸到旋轉(zhuǎn)單元。這意味著導(dǎo)軌直接從機(jī)艙向上到旋轉(zhuǎn)單元，使得管沿導(dǎo)軌從接口區(qū)到旋轉(zhuǎn)單元的整個(gè)路徑上由導(dǎo)軌支撐。導(dǎo)軌可實(shí)現(xiàn)為沒有彎曲的筆直導(dǎo)軌，但它也可具有表現(xiàn)方向轉(zhuǎn)彎的形狀。例如，導(dǎo)軌從機(jī)艙到輪轂可能是筆直的，然后在輪轂內(nèi)以不同方向延伸，即朝漿距系統(tǒng)延伸。導(dǎo)軌可由允許具有足夠穩(wěn)定性以在風(fēng)力渦輪機(jī)操作期間(即輪轂旋轉(zhuǎn)期間)保持其位置和形狀的任何固體材料制成。例如，可以使用金屬導(dǎo)軌或由固體塑料制成的導(dǎo)軌。優(yōu)選地，導(dǎo)軌配置有空腔，管道系統(tǒng)的管可定位在該空腔中。通過使用管狀或部分管狀(即圓筒形或部分圓筒形)的導(dǎo)軌來實(shí)現(xiàn)。不過，也可由例如具有開口的橫截面形狀(沿其縱向延長上至少有幾部分)如U形或V形來實(shí)現(xiàn)空腔。換言之，導(dǎo)軌具有管道系統(tǒng)的管可容納于其內(nèi)部中的橫截面形狀，顯然不需要另外將管固定到導(dǎo)軌。如何沿導(dǎo)軌引導(dǎo)管的另一方式是至少局部地沿其縱向延長將管固定到導(dǎo)軌，例如通過支架和/或通過粘合劑。為了在風(fēng)力渦輪機(jī)內(nèi)提供特別穩(wěn)定和無障礙的輸送系統(tǒng)布置結(jié)構(gòu)，導(dǎo)軌可以在接口區(qū)位置靠近風(fēng)力渦輪機(jī)的內(nèi)表面的方式固定到機(jī)艙。例如，導(dǎo)軌可固定到接口區(qū)的區(qū)域中的頂板表面，或固定到底板表面，或固定到機(jī)艙的側(cè)壁，使得想從機(jī)艙通過進(jìn)入到輪轂中的人員不會(huì)被導(dǎo)軌本身造成的障礙阻礙。如上文概述的，特別有利的是，旋轉(zhuǎn)單元直接連接到輪轂中的液壓和/或氣動(dòng)漿距系統(tǒng)。這意味著，為漿距系統(tǒng)供應(yīng)的流體是直接用旋轉(zhuǎn)單元的流體供應(yīng)的，無任何中間管或輸送系統(tǒng)的其它元件。因此，實(shí)現(xiàn)了從旋轉(zhuǎn)單元將流動(dòng)輸送到漿距系統(tǒng)中可行的最短和最安全方式。優(yōu)選地，直驅(qū)型風(fēng)力渦輪機(jī)還包括位于機(jī)艙中的泵，其在操作中提供輸送系統(tǒng)中的流體壓力。這意味著，提供輸送系統(tǒng)中足夠壓力的泵位置遠(yuǎn)離輪轂，即遠(yuǎn)離風(fēng)力渦輪機(jī)的第一空腔中的漿距系統(tǒng)。泵因此位于風(fēng)力渦輪機(jī)的與泵本身類似的若干功能部件也以任意方式位于其中的那一部分中，即機(jī)艙中。這樣的功能部件包括風(fēng)力渦輪機(jī)的控制系統(tǒng)或被 并入殼體中且位于風(fēng)力渦輪機(jī)內(nèi)如下空間中的其它部件，在這些空間中，人員不需要進(jìn)入輪轂即可容易地維修這些部件。相反，將泵定位在輪轂本身中意味著泵會(huì)阻擋輪轂中的操作，或者意味著，泵以與輪轂一起旋轉(zhuǎn)的方式連接到輪轂的一部分。這意味著，泵的電力供應(yīng)變得困難。如果將泵定位在接口區(qū)，則意味著它會(huì)對進(jìn)入輪轂或從輪轂返回機(jī)艙的人員構(gòu)成障礙?？傊?，在旋轉(zhuǎn)單元被設(shè)置在輪轂中的給定情況下，將泵以及可能的用于流體的儲(chǔ)器定位在機(jī)艙內(nèi)部是解決如何容易地操作泵且同時(shí)不阻礙人員的非常好的方案。至于旋轉(zhuǎn)單元，特別有利的是，將旋轉(zhuǎn)單元的旋轉(zhuǎn)軸線定位在連接轉(zhuǎn)子與發(fā)電機(jī)的傳動(dòng)系的旋轉(zhuǎn)軸線處——或者換言之，是輪轂的旋轉(zhuǎn)軸線，即轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)軸線。兩個(gè)旋轉(zhuǎn)軸線因此是相同的，使得旋轉(zhuǎn)單元不需要在和轉(zhuǎn)子本身的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)不同的方向上旋轉(zhuǎn)。這樣，可實(shí)現(xiàn)旋轉(zhuǎn)單元的旋轉(zhuǎn)部分沿與傳動(dòng)系相同的旋轉(zhuǎn)軸線旋轉(zhuǎn)，而靜止部分可在風(fēng)力渦輪機(jī)的運(yùn)行全過程中保持在其位置中。實(shí)現(xiàn)此目的的一種特別有利的方式是直接將旋轉(zhuǎn)單元連接到漿距系統(tǒng)，漿距系統(tǒng)然后優(yōu)選被定位在旋轉(zhuǎn)中心，即轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)軸線。通過結(jié)合附圖考慮下文的詳細(xì)描述，本發(fā)明的其它目標(biāo)和特征將變得明顯。然而，要理解的是，附圖只是出于圖示目的設(shè)計(jì)的，并不作為限制本發(fā)明的定義。


圖I示出了根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的風(fēng)力渦輪機(jī)的局部側(cè)剖視 圖2示出了根據(jù)本發(fā)明的風(fēng)力渦輪機(jī)的第一實(shí)施例的細(xì)節(jié)；
圖3示出了沿圖2中的線III-III進(jìn)入同一風(fēng)力渦輪機(jī)的輪轂中的視 圖4示出了根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的可用作輸送系統(tǒng)的元件的旋轉(zhuǎn)單元的側(cè)視 圖5示出了根據(jù)本發(fā)明的風(fēng)力渦輪機(jī)的第二實(shí)施例。附圖中，相同的附圖標(biāo)記始終表示相同的物體。圖中的物體不一定是按比例繪制的。
具體實(shí)施方式
圖I示出了具有機(jī)艙5和轉(zhuǎn)子8的風(fēng)力渦輪機(jī)I。轉(zhuǎn)子8包括輪轂7和轉(zhuǎn)子葉片(未示出)，轉(zhuǎn)子葉片可被插入到輪轂7中的開口 9中。機(jī)艙5被定位在塔架3的頂上。在機(jī)艙內(nèi)部，它包括內(nèi)表面12、14，即底板12和頂板14。風(fēng)力渦輪機(jī)I被實(shí)現(xiàn)為具有發(fā)電機(jī)22的直驅(qū)型風(fēng)力渦輪機(jī)1，發(fā)電機(jī)22直接將輪轂7旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)能量轉(zhuǎn)換成電能。發(fā)電機(jī)22包括定子21和發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子19，發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子19沿軸承25相對于定子21繞轉(zhuǎn)子8的旋轉(zhuǎn)軸線7運(yùn)動(dòng)。此旋轉(zhuǎn)軸線A因此還構(gòu)成傳動(dòng)系的旋轉(zhuǎn)軸線A，傳動(dòng)系包括風(fēng)力渦輪機(jī)I的從轉(zhuǎn)子8突出到發(fā)電機(jī)22中的那些部分。由于直接連接到輪轂7的發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子19的運(yùn)動(dòng)，在定子21的繞組中感應(yīng)電流，該電流然后被傳送到用戶。在機(jī)艙5和輪轂7之間存在接口區(qū)17。此接口區(qū)17從分界線D1延伸到機(jī)艙5和輪轂7中大約0. 5米，在一些情況下更少，例如0. 2米(這取決于討論的風(fēng)力渦輪機(jī)I的大小XD1由機(jī)艙5的外邊界限定。接口區(qū)的嚴(yán)格定義只包括在風(fēng)力渦輪機(jī)I內(nèi)部的分割線D1本身作為接口區(qū)。在根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的風(fēng)力渦輪機(jī)中，轉(zhuǎn)子葉片的定位即它們的漿距通常是由電動(dòng)漿 距系統(tǒng)控制的。如果希望用液壓漿距系統(tǒng)代替，則會(huì)出現(xiàn)與液壓或氣動(dòng)流體傳送到漿距系統(tǒng)中有關(guān)的問題。液壓漿距系統(tǒng)被定位在輪轂7內(nèi)部背對機(jī)艙5的那一端。液壓流體的輸送需要通過由泵支撐的輸送系統(tǒng)來進(jìn)行，泵提供輸送系統(tǒng)內(nèi)的壓力以供應(yīng)輪轂7中的漿距系統(tǒng)。由于轉(zhuǎn)子8的運(yùn)動(dòng)，這種輸送特別困難，原因是由于轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，輸送系統(tǒng)的常規(guī)管會(huì)快速扭曲。圖2和圖3示出了根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的直驅(qū)型風(fēng)力渦輪機(jī)I’的詳細(xì)視圖。同樣，風(fēng)力渦輪機(jī)I’包括轉(zhuǎn)子8和機(jī)艙5，轉(zhuǎn)子8可旋轉(zhuǎn)地固定到機(jī)艙5，使得轉(zhuǎn)子8可沿旋轉(zhuǎn)軸線A旋轉(zhuǎn)。在風(fēng)力渦輪機(jī)I’中，安裝有液壓漿距系統(tǒng)30，其控制轉(zhuǎn)子葉片10的漿距。在圖3中，可以看到液壓漿距系統(tǒng)30包括集聚器區(qū)2和三個(gè)葉片區(qū)4，其分別連接到轉(zhuǎn)子葉片10中的一個(gè)，以便控制它們的漿距。在集聚器區(qū)2中，液壓流體被收集，葉片區(qū)4調(diào)節(jié)由流體的壓力引起的轉(zhuǎn)子葉片10的位置。旋轉(zhuǎn)單元13與集聚器區(qū)2直接連接，旋轉(zhuǎn)單元13包括第一(靜止)部分13a和與轉(zhuǎn)子8的輪轂7 —起旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)(非靜止)部分13b。在圖4的背景下，將更詳細(xì)地描述旋轉(zhuǎn)單元13。為了給旋轉(zhuǎn)單元13供應(yīng)液壓流體(在該例中是油)，管道系統(tǒng)11從機(jī)艙5引向旋轉(zhuǎn)單元30的第一部分13a,泵15位于輪轂7中。管道系統(tǒng)11被牢固地固定到頂板14和頂板部分14a。該管道系統(tǒng)包括固體或剛性管，其進(jìn)一步由位于其下方的導(dǎo)軌6支撐。導(dǎo)軌6在內(nèi)表面12上即在底板12上被牢固地固定到機(jī)艙5。導(dǎo)軌6因此沿底板12鋪設(shè)，進(jìn)一步突出到轉(zhuǎn)子8的輪轂7內(nèi)部的空腔中。導(dǎo)軌6因此使管道系統(tǒng)11的位置穩(wěn)定，并將管道系統(tǒng)11保持在輪轂7中就位。從圖3可以看出，管道系統(tǒng)11包括鋪設(shè)在導(dǎo)軌6上，向上突出(參照圖2)到輪轂7的旋轉(zhuǎn)軸線A的中空形狀的管。輪轂7的旋轉(zhuǎn)軸線A也是旋轉(zhuǎn)單元13的旋轉(zhuǎn)軸線B。泵15、由導(dǎo)軌6支撐的管11和旋轉(zhuǎn)單元13構(gòu)成用于液壓流體的輸送系統(tǒng)。這樣，液壓流體可沿旋轉(zhuǎn)單元13的方向從泵15流動(dòng)，并返回，同時(shí)人員可容易地走過接口區(qū)17，基本不會(huì)被突出到通道中的輸送系統(tǒng)20的任何部分阻擋。圖4描繪了旋轉(zhuǎn)單元13和液壓漿距系統(tǒng)30的各部分以及輸送系統(tǒng)20各部分的更加詳細(xì)的側(cè)視圖。如先前概述的，旋轉(zhuǎn)單元13包括第一靜止部分13a和繞旋轉(zhuǎn)軸線B旋轉(zhuǎn)的第二旋轉(zhuǎn)部分13b。靜止部分13a被部分地插入到旋轉(zhuǎn)部分13b的空腔16中，并沿軸承24引導(dǎo)，其緊密地密封第一部分13a和第二部分13b之間的連接。管道系統(tǒng)11的管引入到旋轉(zhuǎn)單元13中，如在圖2和圖3的背景中所概述的，管由導(dǎo)軌6支撐。由此管道系統(tǒng)11的管連接到旋轉(zhuǎn)單元13的第一部分13a，在靜止部分13a內(nèi)部有通道14，其引向旋轉(zhuǎn)部分13b的方向。第一部分13a的此(第一)通道14通向旋轉(zhuǎn)部分13b中的第二通道18。此第二通道18b通向集聚器區(qū)20，在此液壓流體被收集，并進(jìn)一步通向葉片區(qū)的方向，以調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)子葉片10的漿距(參照圖2和圖3)。液壓流體因此可被來回地從泵15輸送(參照圖2和圖3)到液壓漿距系統(tǒng)30中，并返回。因此，輪轂7及旋轉(zhuǎn)單元13的旋轉(zhuǎn)部分13b的旋轉(zhuǎn)不會(huì)防止流體從泵15安全流入漿距系統(tǒng)30并返回。圖5示出了根據(jù)本發(fā)明的風(fēng)力渦輪機(jī)I’ ’的第二實(shí)施例，其同樣被實(shí)現(xiàn)為直驅(qū)型風(fēng)力渦輪機(jī)I’ ’。與圖2和圖3所示的實(shí)施例相比，不使用導(dǎo)軌6，而是主要將輸送系統(tǒng)20組裝在風(fēng)力渦輪機(jī)I’’的頂板區(qū)域中。泵15位于機(jī)艙5的頂板14附近，管道系統(tǒng)11沿由發(fā)電機(jī)22形成的空腔的頂板部分14a指向，該空腔端接于風(fēng)力渦輪機(jī)I’’的接口區(qū)17。管道系統(tǒng)11包括由金屬制成的剛性、固體管，其足夠穩(wěn)定以將其自身保持就位，并界定從泵15到輪轂7中的基本直線的路徑，在此稍微向下轉(zhuǎn)入位于對角線下方的旋轉(zhuǎn)單元13的方 向。此實(shí)施例的優(yōu)點(diǎn)從以下事實(shí)可見人員即便踩在輸送系統(tǒng)20的一部分上也不危險(xiǎn)，從而使得人員在接口區(qū)17的通道中受到阻礙很小?？梢岳斫獾氖?，輸送系統(tǒng)20可包括不同元件和/或不同的元件費(fèi)用，特別是與管和通道14、18以及旋轉(zhuǎn)部分和靜止部分之間的連接有關(guān)的。例如，管道系統(tǒng)11也可包括塑料管，以及(如果被充分支撐于關(guān)鍵區(qū)，特別是輪轂)也可包括柔性管，而不是非柔性的剛性管。盡管已經(jīng)以優(yōu)選實(shí)施例的形式公開了本發(fā)明及其變體，但要理解的是，在不脫離本發(fā)明范圍的情況下，可對其作出多種額外的修改和變體。為清楚起見，應(yīng)理解的是，本申請中表示英語不定冠詞的用語“一”并不排除多個(gè)，用語“包括”并不排除其它元件或步驟。附圖標(biāo)記列表 LlM" 風(fēng)力渦輪機(jī)
3塔架
4葉片區(qū)
5機(jī)艙
6導(dǎo)軌
7輪轂
8轉(zhuǎn)子
9開口
10轉(zhuǎn)子葉片
11管道系統(tǒng)
12內(nèi)表面——底板
13旋轉(zhuǎn)單元
13a 第一(靜止)部分
13b 第二 (旋轉(zhuǎn)，非靜止)部分14頂板部分
14第一通道
14內(nèi)表面——頂板
15泵
16空腔
17接口區(qū)
18第二通道
19發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子 2集聚器區(qū)
20輸送系統(tǒng)
21定子
22發(fā)電機(jī)
24軸承
25多個(gè)軸承
30液壓漿距系統(tǒng)
A旋轉(zhuǎn)軸線
B旋轉(zhuǎn)軸線
D1分界線。
權(quán)利要求
1.具有機(jī)艙(5)和轉(zhuǎn)子(8)的風(fēng)力渦輪機(jī)(I’，I’’)，所述轉(zhuǎn)子(8)包括輪轂(7)和多個(gè)葉片(10)，所述機(jī)艙(5)和所述輪轂(7)在接口區(qū)(17)中彼此連接，所述風(fēng)力渦輪機(jī)進(jìn)一步包括輸送系統(tǒng)(20 )，用于將液壓和/或氣動(dòng)流體從所述機(jī)艙(5 )輸送到所述輪轂(7 )中，其中，所述輸送系統(tǒng)(20)包括旋轉(zhuǎn)單元(13)作為讓流體通過的連接，而且該旋轉(zhuǎn)單元的一部分在操作中與所述輪轂(7) —起旋轉(zhuǎn)，該旋轉(zhuǎn)單元(13)被定位在所述輪轂(7)中背離所述機(jī)艙(5)與所述接口區(qū)(17)有間距的位置處，所述輸送系統(tǒng)(20)進(jìn)一步包括管道系統(tǒng)(11)，所述管道系統(tǒng)從所述接口區(qū)(17)引入所述輪轂中從而到達(dá)所述旋轉(zhuǎn)單元(13)而且被固定在其位置中。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的風(fēng)力渦輪機(jī)，其被實(shí)現(xiàn)為具有直接連接所述轉(zhuǎn)子(8)與發(fā)電機(jī)(22)的傳動(dòng)系的直驅(qū)型風(fēng)力渦輪機(jī)。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的風(fēng)力渦輪機(jī)，其中所述管道系統(tǒng)(11)通過從所述機(jī)艙(5)突出到所述輪轂(7)中的導(dǎo)軌(6)來固定在所述輪轂(7)內(nèi)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的風(fēng)力渦輪機(jī)，其中所述導(dǎo)軌(6)從所述機(jī)艙(5)延伸到所述旋轉(zhuǎn)單元(13)。
5.根據(jù)權(quán)利要求3或4所述的風(fēng)力渦輪機(jī)，其中所述導(dǎo)軌(11)配置有空腔，所述管道系統(tǒng)(11)的管被定位在所述空腔中。
6.根據(jù)權(quán)利要求3-5所述的風(fēng)力渦輪機(jī)， 其中所述導(dǎo)軌(6)以這樣的方式固定到所述機(jī)艙(5)，即在所述接口區(qū)(17)中，它被設(shè)置成靠近所述機(jī)艙(5)的內(nèi)表面(12，14)。
7.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的風(fēng)力渦輪機(jī)，其中所述旋轉(zhuǎn)單元(13)直接連接 到所述輪轂(7)中的液壓和/或氣動(dòng)漿距系統(tǒng)(30)。
8.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的風(fēng)力渦輪機(jī)，進(jìn)一步包括位于所述機(jī)艙(5)中的泵(15)，該泵(15)在操作中提供了輸送系統(tǒng)中增加的流體壓力。
9.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的風(fēng)力渦輪機(jī)，其中所述旋轉(zhuǎn)單元(13)的旋轉(zhuǎn)軸線(B)被定位在連接所述轉(zhuǎn)子(8)與發(fā)電機(jī)(22)的傳動(dòng)系的旋轉(zhuǎn)軸線(A)處。
10.構(gòu)造具有機(jī)艙(5)和轉(zhuǎn)子(8)的風(fēng)力渦輪機(jī)(I’，1’’)的方法，所述轉(zhuǎn)子(8)包括輪轂(7)和多個(gè)葉片(10)，所述機(jī)艙(5)和所述輪轂(7)在接口區(qū)(17)中彼此連接，所述風(fēng)力渦輪機(jī)(I’，I’ ’)進(jìn)一步包括輸送系統(tǒng)(20)，以將液壓和/或氣動(dòng)流體從所述機(jī)艙(5)輸送到所述輪轂(7)中，其中所述輸送系統(tǒng)配備有旋轉(zhuǎn)單元(13)作為讓流體通過的連接，該旋轉(zhuǎn)單元的一部分在操作中與所述輪轂(7 ) 一起旋轉(zhuǎn),所述旋轉(zhuǎn)單元(13 )被定位在所述輪轂(7)中背離所述機(jī)艙(5)與所述接口區(qū)(17)有間距的位置處，且其中安裝有輸送系統(tǒng)(20)，所述輸送系統(tǒng)進(jìn)一步包括管道系統(tǒng)(11 )，所述管道系統(tǒng)從所述接口區(qū)(17)引入所述輪轂(7)中從而到達(dá)旋轉(zhuǎn)單元(13)，而且所述管道系統(tǒng)被固定在其位置中。
全文摘要
本發(fā)明涉及具有機(jī)艙(5)和轉(zhuǎn)子(8)的風(fēng)力渦輪機(jī)(1'，1'')，所述轉(zhuǎn)子(8)包括多個(gè)葉片(10)和輪轂(7)，所述機(jī)艙(5)和所述輪轂(7)在接口區(qū)(17)中彼此連接，所述風(fēng)力渦輪機(jī)進(jìn)一步包括輸送系統(tǒng)(20)，以用于將液壓和/或氣動(dòng)流體從所述機(jī)艙(5)輸送到所述輪轂(7)中。所述輸送系統(tǒng)(20)包括旋轉(zhuǎn)單元(13)作為讓流體通過的連接，而且所述旋轉(zhuǎn)單元的一部分在操作中與所述輪轂(7)一起旋轉(zhuǎn)，所述旋轉(zhuǎn)單元(13)被定位在所述輪轂(7)中背離所述機(jī)艙(5)與所述接口區(qū)(17)有間距的位置處，所述輸送系統(tǒng)(20)進(jìn)一步包括管道系統(tǒng)(11)，所述管道系統(tǒng)從所述接口區(qū)(17)引入所述輪轂中從而到達(dá)所述旋轉(zhuǎn)單元(13)而且被固定在其位置中。本發(fā)明還涉及構(gòu)造這種風(fēng)力渦輪機(jī)(1'，1'')的方法。
文檔編號F03D1/06GK102812236SQ201180016280
公開日2012年12月5日 申請日期2011年3月11日 優(yōu)先權(quán)日2010年3月26日
發(fā)明者F.克杰爾加爾德, J.蒙希 申請人:西門子公司