用于具有预定位紧固件的风轮机的转子轮毂和相关方法技术

技术编号:19246171 阅读:26 留言:0更新日期:2018-10-24 08:03
一种用于风轮机的转子轮毂包括:轮毂架,该轮毂架具有被构造为将风轮机叶片附接到轮毂架的叶片附接位置;和分发器,该分发器联接到轮毂架,并且包含一个或更多个紧固件,其中,所述一个或更多个紧固件可选择性地从分发器释放,以便于风轮机叶片到轮毂架的附接。可以设置多个分发器,各分发器内布置有多个紧固件。分发器可以联接到轮毂架,并且绕叶片附接位置的外围分布。一种将叶片附接到转子轮毂的方法包括以下步骤:将叶片定位为与轮毂架上的附接位置相邻;以及使用来自分发器的紧固件在附接位置处将叶片固定到轮毂架。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于具有预定位紧固件的风轮机的转子轮毂和相关方法
本专利技术总体涉及风轮机,更具体地涉及具有分发器的风轮机转子轮毂,该分发器包含便于将风轮机转子叶片联接到转子轮毂的多个紧固件,还涉及使用分发器中的紧固件将风轮机叶片联接到转子轮毂的改进方法。
技术介绍
风轮机用于使用可再生资源且在不消耗化石燃料的情况下产生电能。通常,风轮机将来自风的动能转换成电力。水平轴风轮机包括:塔架;机舱,该机舱位于塔架的顶点处;以及转子,该转子具有中心轮毂和多个叶片,该多个叶片联接到轮毂并从其向外延伸。转子支撑在从机舱延伸的主轴上,该主轴与被收容在机舱内部的发电机直接或间接操作地联接。因此,随着风迫使转子旋转,发电机产生电能。在风轮机的典型组装过程中,构造塔架,并且将机舱定位在离地平面或海平面显著高度的塔架的顶部上(根据情况而定)。转子轮毂可以在将机舱放置在塔架顶上之前联接到机舱的主轴。另选地,转子轮毂可以在将机舱放置在塔架顶上之后联接到主轴。在任一情况下,风轮机叶片中的至少一个(并且在许多情况下为风轮机叶片中的全部)通常在将转子轮毂定位在塔架顶的主轴上之后在单独组装步骤中联接到转子轮毂。在这种组装步骤中,风轮机叶片的根端将通常围绕其圆周嵌合有多个连接件,这些连接件可以采取双头螺栓的形式,从叶片的根端纵向延伸。然后通常用吊车系统等将叶片提升一直到塔架的顶部,以便附接到转子轮毂。在这一点上,在叶片根端处的双头螺栓通常将与转子轮毂中的对应通孔对齐并插过通孔。一旦借助孔定位双头螺栓,则定位在转子轮毂内部的技术人员把紧固件固定到双头螺栓的端部,从而将风轮机叶片附接到转子轮毂。许多现代风轮机变桨受控,因此提供风轮机叶片围绕叶片纵轴相对于转子轮毂的旋转。使叶片变桨的能力借助变桨系统来实现,该变桨系统在叶片与转子轮毂之间的界面处具有变桨轴承。在这一点上,变桨轴承包括内环和外环,多个轴承元件(例如,球轴承件)布置在之间,这允许环相对于彼此旋转。在许多传统风轮机设计中,风轮机叶片联接到变桨轴承的内环,并且变桨轴承的外环牢固固定到转子轮毂。变桨系统还包括在被致动时使叶片相对于转子轮毂围绕其纵轴旋转的一种或另一种致动器。在变桨轴承联接到转子轮毂时,内环通常可从轮毂的内部接近。然而,外环通常不可从轮毂的内部接近,而是相反可从轮毂的外部接近。在这种结构中,变桨轴承且更具体地为变桨轴承的外环可以在轮毂在地面、船的甲板等上的同时且在转子轮毂被定位在塔架顶上之前联接到转子轮毂。例如,变桨轴承可以在制造场所联接到转子轮毂,使得变桨轴承基本上形成转子轮毂的一部分。如可以理解的,对轮毂和变桨轴承的接近以及部件的联接在轮毂在地面、船的甲板等上的情况下显著简化。然而,仍然是风轮机叶片中的至少一个在轮毂如以上所说明的被定位在处于地平面或海平面以上显著高度的塔架顶上时联接到转子轮毂。在这一点上,从风轮机叶片的根端延伸的连接件(例如,双头螺栓)插过变桨轴承的内环中的孔。在当前设计中且如以上所注释的,变桨轴承的内环可从转子轮毂的内部接近。因此,位于转子轮毂内部的技术人员可以为了将叶片附接到轮毂而将紧固件固定到连接件。为此,紧固件可以是被构造为与双头螺栓的螺纹端协作的螺纹螺母。紧固件(例如,螺母)可以相当大且重量可以为在每个大约100g至500g之间的任意重量(对于诸如60m至80m叶片或更大叶片的大风轮机叶片通常在大约每个400g的范围内)。在典型工序中,螺母的容器(例如,盒、袋等)可以借助风轮机塔架向上运输到机舱并位于轮毂内或与轮毂相邻。技术人员可以一次抓住一个螺母或可能一些螺母,并以传统方式将螺母与双头螺栓螺纹啮合。因为技术人员和容器在轮毂内部紧密接近彼此,所以技术人员然后可以容易地接近容器得到另外的螺母,直到已经紧固所有双头螺栓为止。近年来,由于期望捕获更多可用风能而在风轮机的整体尺寸上存在显著的增大。因为转子轮毂(通常为铸造部件)尺寸增大,所以对应的材料成本的增加成为风轮机制造商明显关注的问题。为了解决该问题,最近的风轮机设计设置:变桨轴承的内环联接到转子轮毂,并且风轮机叶片联接到变桨轴承的外环(即,与以上所讨论的传统设计相反)。虽然这种设计对于降低制造转子轮毂时的材料成本有效,但该设计变化对制造商提出其他挑战。例如,在风轮机叶片现在联接到外环的情况下,外环将不可从转子轮毂的内部接近。因此,技术人员现在必须位于其可以接近双头螺母的螺纹端且将紧固件应用到螺纹端的外部位置处。现代转子轮毂通常由内轮毂架和外盖构成,该内轮毂架提供转子轮毂的结构方面,并且变桨轴承和转子叶片附接到内轮毂架,外盖通常被称为机头整流罩,大体封闭轮毂架。机头整流罩通常保护轮毂架和相关部件,并且在转子的中心区域处为转子提供更美观且流线型的构造。由此,为了接近变桨轴承的外环,技术人员将通常将他自己/她自己定位在轮毂架与机头整流罩之间的较狭窄的空间中。在这一点上,技术人员将抓住较重紧固件(诸如螺母)中的一个或一些(例如,满的一袋或一小袋),然后经由轮毂架中的接近孔在轮毂架与机头整流罩之间的空间中将他自己/她自己定位在轮毂架的外部,以便将螺母固定到螺纹双头螺栓。在技术人员用尽在他/她身上的螺母的有限供应时,技术人员将离开轮毂架与机头整流罩之间的空间,返回进入到轮毂的内部(即,轮毂架的内部),重新给他自己/她自己供应另一批螺母,然后爬出回到轮毂架与机头整流罩之间的空间中,以继续将螺母固定到双头螺栓。然后将重复该过程,直到已经用螺母固定对于当前叶片设计总数可能多达180至200个螺栓的所有双头螺栓为止。基于上述内容,清楚的是将风轮机叶片连接到变桨轴承的外环具有一些缺点。即,将紧固件固定到连接件以便将叶片联接到转子轮毂是困难、劳动密集且耗时的过程,增加了成本。另外,紧固件中的一些意外地与技术人员分离可能并不罕见。例如,技术人员可能随着他/她尝试将紧固件固定到连接件而掉落一些紧固件。另选地,紧固件可能从技术人员的口袋或小袋掉落并落入轮毂架与机头整流罩之间的空间中。这种错误的紧固件可能引起损坏,并且在任何情况下必须在运行之前去除,但不容易从该空间内取回。因此,需要用于将风轮机叶片联接到转子轮毂的改进装置和工序克服用于组装风轮机的当前工序中的缺点。
技术实现思路
根据本专利技术的方面,一种用于风轮机的转子轮毂包括:轮毂架,该轮毂架具有被构造为将风轮机叶片附接到轮毂架的至少一个叶片附接位置;和分发器,该分发器联接到轮毂架,并且包含一个或更多个紧固件,其中,所述一个或更多个紧固件可选择性地从分发器释放,以便于风轮机叶片到轮毂架的附接。紧固件可以采用螺纹螺母的形式。在一个示例性实施方式中,轮毂架包括在至少一个附接位置处的变桨轴承,其中,风轮机叶片被构造为附接到变桨轴承。变桨轴承可以包括可相对于彼此旋转的内环和外环,其中,内环联接到轮毂架,并且风轮机叶片被构造为联接到变桨轴承的外环。在一个实施方式中,转子轮毂还可以包括覆盖轮毂架的至少一部分的机头整流罩,其中,变桨轴承的外环布置在轮毂架的外部与机头整流罩之间的空间中。在一个示例性实施方式中,转子轮毂包括多个分发器,其中,各分发器包括多个紧固件。分发器联接到轮毂架,并且绕叶片附接位置的外围分布。例如,分发器可以联接到变桨轴承的外环。在一个实施方式中,分发器包括细长中空体,该细长中空本文档来自技高网
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【技术保护点】
1.一种用于风轮机的转子轮毂,该转子轮毂包括:轮毂架,该轮毂架具有被构造为将风轮机叶片附接到所述轮毂架的至少一个叶片附接位置;和分发器,该分发器联接到所述轮毂架,并且包含一个或更多个紧固件,其中,所述一个或更多个紧固件能选择性地从所述分发器释放,以便于所述风轮机叶片到所述轮毂架的附接。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.12.22 DK PA2015708611.一种用于风轮机的转子轮毂,该转子轮毂包括:轮毂架,该轮毂架具有被构造为将风轮机叶片附接到所述轮毂架的至少一个叶片附接位置;和分发器,该分发器联接到所述轮毂架,并且包含一个或更多个紧固件,其中,所述一个或更多个紧固件能选择性地从所述分发器释放,以便于所述风轮机叶片到所述轮毂架的附接。2.根据权利要求1所述的转子轮毂,其中,所述轮毂架包括在所述至少一个叶片附接位置处的变桨轴承,其中,所述变桨轴承被构造为附接到风轮机叶片。3.根据权利要求2所述的转子轮毂,其中,所述变桨轴承包括能相对于彼此旋转的内环和外环,其中,所述内环联接到所述轮毂架,并且所述外环被构造为联接到风轮机叶片。4.根据权利要求3所述的转子轮毂,其中,所述转子轮毂还包括机头整流罩,其中,所述外环布置在所述轮毂架的外部与所述机头整流罩之间的空间中。5.根据前述权利要求中任一项所述的转子轮毂,该转子轮毂还包括多个分发器,各分发器包括多个紧固件,其中,所述多个分发器联接到所述轮毂架,并且绕所述叶片附接位置的外围分布。6.根据从属于权利要求3或4时的权利要求5所述的转子轮毂,其中,所述多个分发器联接到所述变桨轴承的所述外环。7.根据权利要求5或6所述的转子轮毂,其中,分发器包括:细长中空体,该细长中空体具有第一端、第二端以及在所述第一端与所述第二端之间的内部通路,其中,所述多个紧固件被定位在所述内部通路内;在所述细长中空体的所述第一端和/或所述第二端处的至少一个耳片,该至少一个耳片防止紧固件通过所述第一端和/或所述第二端移出所述分发器;以及至少一个连接法兰,该至少一个连接法兰用于将所述分发器联接到所述轮毂架。8.根据权利要求7所述的转子轮毂,其中,所述分发器具有两部分构造,该两部分构造包括:底座构件,该底座构件具有细长体,该细长体具有第一端、第二端以及所述第一端与所述第二端之间的开放通道;以及嵌件,该嵌件具有细长中空体,该细长中空体具有第一端、第二端以及在所述第一端与所述第二端之间的内部通路,其中,所述多个紧固件被定位在所述内部通路内,其中,所述嵌件被定位在所述底座构件的所述开放通道中,以将所述嵌件与所述底座构件联接,从而形成所述分发器。9.根据权利要求8所述的转子轮毂,其中,所述底座构件包括所述至少一个耳片和所述至少一个连接法兰。10.根据权利要求8或9所述的转子轮毂,其中,所述底座构件和所述嵌件由不同材料形成。11.根据权利要求10所述的转子轮毂,其中,所述底座构件由硬度比形成所述嵌件的材料的硬度大的材料形成。12.根据权利要求10或11所述的转子轮毂,其中,所述底座构件由金属形成,并且所述嵌件由橡胶材料形成。13.根据权利要求7至12中任一项所述的转子轮毂,其中,所述细长中空体包括可去除部分,并且其中,在去除所述可去除部分时,能接近所述多个紧固件并且能将所述多个紧固件从所述分发器选择性地去除。14.根据权利要求13所述的转子轮毂,其中,所述细长中空体包括便于所述可去除部分与所述细长中空体分离的一对撕裂线。15...

【专利技术属性】
技术研发人员:H·乔恩森
申请(专利权)人:维斯塔斯风力系统有限公司
类型:发明
国别省市:丹麦,DK

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