由不同尺寸的涡轮、尤其用于风力设备的涡轮组成的、涡轮部件广泛标准化的系统技术方案

本发明专利技术涉及一种涡轮系统，具有多个涡轮、尤其用于风力设备的涡轮，其中多个涡轮具有第一涡轮，其中第一涡轮为多个涡轮中的具有最大负荷能力的涡轮，其中多个涡轮具有第二涡轮，其中第二涡轮为多个涡轮中具有最低负荷能力的涡轮，其中第一涡轮具有第一涡轮主部件，其中第一涡轮主部件匹配于第一涡轮的负荷能力，其中第二涡轮具有第二涡轮主部件，其特征在于，第二涡轮主部件匹配于第一涡轮的负荷能力。此外涉及一种由多个轴承布置构成的轴承系统以及一种用于设计第一轴承布置和第二轴承布置的方法。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】由不同尺寸的涡轮、尤其用于风力设备的涡轮组成的、涡轮部件广泛标准化的系统
本专利技术涉及涡轮系统，尤其用于风力设备的涡轮系统。
技术介绍
针对不同的任务领域，需要不同尺寸的涡轮，其具有不同程度的负荷能力。因此，安装有用于弱风的叶片的涡轮相比于安装有用于强风的叶片的涡轮承受低得多的负载。由不同尺寸的涡轮组成的系统作为涡轮家族被技术人员已知。不同的尺寸通常通过移装不同尺寸的涡轮主部件、例如涡轮轴和涡轮轮毂并借助不同尺寸的轴承支承而实现。例如，文献DE102013015489A1公开了一种轴，其在一个或多个位置处受到无接触支承。这导致在根据现有技术制造涡轮系统时，使用许多不同的部件，这引起高花费和生产、仓储及物流中的巨大投入。
技术实现思路
本专利技术基于以下技术目的，即设计涡轮系统的结构，从而实现涡轮部件尽可能广泛的标准化。在此，该方案应能够用于具有不同尺寸的涡轮、例如设计用于弱风或强风的涡轮的整个涡轮系统上。此外，由此引起的相同部件策略应降低成本和耗费并用于将生产涡轮系统部件所需的工具、例如铸模的数量保持得少。该目的通过一种涡轮系统实现，其具有多个涡轮、尤其用于风力设备的涡轮，其中，多个涡轮具有第一涡轮，其中第一涡轮为多个涡轮中设计用于最大负载的涡轮，其中多个涡轮具有第二涡轮，其中第二涡轮为多个涡轮中设计用于最低负载的涡轮，其中第一涡轮具有第一涡轮主部件，其中第一涡轮主部件匹配于第一涡轮的负载，其中第二涡轮具有第二涡轮主部件，其特征在于，第二涡轮主部件匹配第一涡轮的负载，其中第一涡轮主部件借助至少一个第一独立轴承支承，其中第二涡轮主部件借助至少一个第二独立轴承支承，其中至少一个第一独立轴承匹配于第二涡轮的负载，并且至少一个第二独立轴承匹配于第二涡轮的负载。根据本专利技术的涡轮系统提供了多个不同尺寸的、具有标准化的涡轮主部件的涡轮。涡轮主部件在此包括大部件，例如涡轮的轴或轮毂。通过使涡轮主部件设计用于在涡轮系统内的最大预期负载，涡轮主部件能够移装在涡轮系统的每个涡轮内。因此，由此实现了成本最优的保存，通过数量效应实现了成本优化，并通过保留主要的大部件实现了涡轮系统更快速、更低风险的进一步研发。此外，尺寸相同的独立轴承的移装实现了进一步的标准化。至少一个第一独立轴承和至少一个第二独立轴承能够为相同的零件。至少一个第一独立轴承和至少一个第二独立轴承的尺寸设计得使第二涡轮的第二涡轮主部件能够仅借助至少一个第二独立轴承支承。可考虑使涡轮系统具有第三涡轮，其设计用于大于第二涡轮设计所针对的负载、小于第一涡轮设计所针对的负载的负载。那么，第三涡轮则具有第三涡轮主部件，其设计用于第一涡轮的负载，并且第三涡轮具有至少一个第三独立轴承，其设计用于第二涡轮的负载。此外可考虑第三涡轮主部件为与第一涡轮主部件相同的零件。此外可考虑至少一个第三独立轴承为与至少一个第一独立轴承相同的零件。本专利技术有利的设计方案和扩展方案由从属权利要求以及参照附图的说明中得出。根据本专利技术的一种优选的实施形式规定，第一涡轮主部件借助至少一个第一关联轴承支承，其中第二涡轮主部件优选借助至少一个第二关联轴承支承，其中至少一个第二独立轴承匹配于第二涡轮的负荷能力。这实现了涡轮系统的涡轮的部件的标准化延伸至轴承，并且实现了进一步降低成本。至少一个第一独立轴承和至少一个第二独立轴承的尺寸在此没有区别。至少一个第一独立轴承和至少一个第二独立轴承设计得使其经受涡轮系统的具有最低负载的涡轮的负载。因此，避免了至少一个第一独立轴承和至少一个第二独立轴承的尺寸过大。根据本专利技术的另一优选实施形式规定，至少一个第一关联轴承匹配于第一涡轮的负荷能力，其中至少一个第二关联轴承匹配于第二涡轮的负荷能力。由此考虑了涡轮系统内部的不同负载。至少一个第一关联轴承匹配于第一涡轮的预期负载，并且至少一个第二关联轴承匹配于第二涡轮的预期负载。根据本专利技术的另一优选实施形式规定，至少一个第一独立轴承和至少一个第二独立轴承在结构上为相同的。因此，至少一个第一独立轴承和至少一个第二独立轴承为相同的部件。这实现了涡轮系统的涡轮的部件的广泛标准化并因此降低了制造时的投入和成本。根据本专利技术的另一优选实施形式规定，第一涡轮主部件和第二涡轮主部件在结构上为相同的。因此，第一涡轮主部件和第二涡轮主部件由相同的构件组成，这节约了制造中的成本和投入并同时考虑了整个涡轮系统的能够简单地继续研发的性能。根据本专利技术的另一优选实施形式规定，至少一个第一独立轴承和至少一个第二独立轴承为滚动轴承。可考虑至少一个第一独立轴承和/或至少一个第二独立轴承为圆锥滚子轴承。但也可考虑至少一个第一独立轴承和/或至少一个第二独立轴承为具有非圆锥形滚子的滚子轴承，尤其向心滚子轴承或球轴承。根据本专利技术的另一优选实施形式规定，第一涡轮具有至少一个另外的第一独立轴承和/或第二涡轮具有另外的第二独立轴承，其中至少一个另外的第一独立轴承和/或至少一个另外的第二独立轴承匹配于第二涡轮的负荷能力。使用多个独立轴承实现了巧妙地布置涡轮主部件的支承。可考虑至少一个第一独立轴承和至少一个另外的第一独立轴承在结构上为相同的。但也可考虑至少一个第一独立轴承和至少一个另外的第一独立轴承在结构上为不同的。此外可考虑至少一个第二独立轴承和至少一个另外的第二独立轴承在结构上为相同的。但此外也可考虑至少一个第二独立轴承和至少一个另外的第二独立轴承在结构上为不同的。根据本专利技术的另一优选实施形式规定，至少一个第一关联轴承和/或至少一个第二关联轴承为滑动轴承。滑动轴承在结构上特别有利地适合于用作根据本专利技术的关联轴承。根据本专利技术的另一优选实施形式规定，至少一个第一关联轴承和/或至少一个第二关联轴承为流体动力滑动轴承或静压滑动轴承，或者具有流体静力学支撑的流体动力滑动轴承。静压、流体动力滑动轴承以及具有流体静力学支撑的流体动力滑动轴承能够出色地匹配于涡轮内的要求。因此确保了通过压力调节的匹配促使在不同负载情况下足够好地导出负载。根据本专利技术的另一优选实施形式规定，至少一个第一关联轴承构造用于将出现的负载分配给至少一个第一关联轴承和至少一个第一独立轴承，和/或至少一个第二关联轴承构造用于将出现的负载分配给至少一个第二关联轴承和至少一个第二独立轴承。这实现了避免轴承的过载并总是最优地实现涡轮主部件的支承。根据本专利技术的另一优选实施形式规定，至少一个第一关联轴承构造用于自动地补偿第一涡轮主部件的错误定向，和/或至少一个第二关联轴承构造用于自动地补偿第二涡轮主部件的错误定向。可考虑为此利用对静压的、流体动力的滑动轴承和/或具有流体静力学支撑的流体动力滑动轴承的压力调节的调整。此外可考虑匹配自动地发生。可考虑至少一个传感器识别出错误定向，向控制单元发送关于错误定向的信息并且控制单元调整压力调节。根据本专利技术的另一优选实施形式规定，涡轮为用于风力设备的涡轮。本专利技术的用于实现开头所述目的的另一主体为一种用于制造根据权利要求1至12中任一项所述的涡轮系统的方法，其中为了制造第一涡轮和第二涡轮分别使用第本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.涡轮系统，该涡轮系统具有多个涡轮、尤其用于风力设备的涡轮，/n其中多个涡轮具有第一涡轮(10)，其中第一涡轮(10)为多个涡轮中的设计用于最大负载的涡轮，/n其中多个涡轮具有第二涡轮(20)，其中第二涡轮(20)为多个涡轮中设计用于最低负载的涡轮，/n其中第一涡轮(10)具有多个第一涡轮主部件(100)，其中这些第一涡轮主部件(100)匹配于第一涡轮(10)的负荷能力，/n其中第二涡轮(20)具有多个第二涡轮主部件，/n其特征在于，/n这些第二涡轮主部件匹配于第一涡轮(10)的负荷能力，/n其中这些第一涡轮主部件(100)借助至少一个第一独立轴承(1)支承，其中这些第二涡轮主部件借助至少一个第二独立轴承支承，/n其中该至少一个第一独立轴承(1)匹配于第二涡轮(20)的负荷能力，并且该至少一个第二独立轴承匹配于第二涡轮(20)的负荷能力。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20180406 DE 102018205219.01.涡轮系统，该涡轮系统具有多个涡轮、尤其用于风力设备的涡轮，
其中多个涡轮具有第一涡轮(10)，其中第一涡轮(10)为多个涡轮中的设计用于最大负载的涡轮，
其中多个涡轮具有第二涡轮(20)，其中第二涡轮(20)为多个涡轮中设计用于最低负载的涡轮，
其中第一涡轮(10)具有多个第一涡轮主部件(100)，其中这些第一涡轮主部件(100)匹配于第一涡轮(10)的负荷能力，
其中第二涡轮(20)具有多个第二涡轮主部件，
其特征在于，
这些第二涡轮主部件匹配于第一涡轮(10)的负荷能力，
其中这些第一涡轮主部件(100)借助至少一个第一独立轴承(1)支承，其中这些第二涡轮主部件借助至少一个第二独立轴承支承，
其中该至少一个第一独立轴承(1)匹配于第二涡轮(20)的负荷能力，并且该至少一个第二独立轴承匹配于第二涡轮(20)的负荷能力。


2.根据权利要求1所述的涡轮系统，其中这些第一涡轮主部件(100)借助至少一个第一关联轴承(3)支承，
其中这些第二涡轮主部件优选借助至少一个第二关联轴承(32)支承。


3.根据权利要求2所述的涡轮系统，其中该至少一个第一关联轴承(3)匹配于第一涡轮(10)的负荷能力，其中该至少一个第二关联轴承(32)匹配于第二涡轮(20)的负荷能力。


4.根据权利要求2或3所述的涡轮系统，其中该至少一个第一独立轴承(1)和该至少一个第二独立轴承在结构上为相同的。


5.根据权利要求1至4中任一项所述的涡轮系统，其中这些第一涡轮主部件(100)和这些第二涡轮主部件在结构上为相同的。


6.根据权利要求2至5中任一项所述的涡轮系统，其中该至少一个第一独立轴承(1)和该至少一个第二独立轴承为滚动轴承。


7.根据权利要求2至6中任一项所述的涡轮系统，其中该第一涡轮(10)具有至少一个另外的第一独立轴承(2)，和/或该第二涡轮(20)具有另外的第二独立轴承，其中该至少一个另外的第一独立轴承(2)和/或至少一个另外的第二独立轴承匹配于第二涡轮(20)的负荷能力。


8.根据权利要求2至7中任一项所述的涡轮系统，其中该至少一个第一关联轴承(3)和/或该至少一个第二关联轴承(32)为滑动轴承。


9.根据权利要求2至8中任一项所述的涡轮系统，其中该至少一个第一关联轴承(3)和/或该至少一个第二关联轴承(32)为流体动力滑动轴承或静压滑动轴承或者具有流体静力学支撑的流体动力滑动轴承。


10.根据权利要求2至9中任一项所述的涡轮系统，其中该至少一个第一关联轴承(3)构造用于将出现的负载分配给该至少一个第一关联轴承(3)和该至少一个第一独立轴承(1)，和/或该至少一个第二关联轴承(32)构造用于将出现的负载分配给...

【专利技术属性】
技术研发人员：贝恩德·吕内堡，约尔格·罗尔曼，
申请(专利权)人：蒂森克虏伯罗特艾德德国有限公司，蒂森克虏伯股份公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE