风力涡轮机和构造风力涡轮机的方法技术

本发明专利技术涉及具有机舱（5）和转子（8）的风力涡轮机（1'，1''），所述转子（8）包括多个叶片（10）和轮毂（7），所述机舱（5）和所述轮毂（7）在接口区（17）中彼此连接，所述风力涡轮机进一步包括输送系统（20），以用于将液压和/或气动流体从所述机舱（5）输送到所述轮毂（7）中。所述输送系统（20）包括旋转单元（13）作为让流体通过的连接，而且所述旋转单元的一部分在操作中与所述轮毂（7）一起旋转，所述旋转单元（13）被定位在所述轮毂（7）中背离所述机舱（5）与所述接口区（17）有间距的位置处，所述输送系统（20）进一步包括管道系统（11），所述管道系统从所述接口区（17）引入所述轮毂中从而到达所述旋转单元（13）而且被固定在其位置中。本发明专利技术还涉及构造这种风力涡轮机（1'，1''）的方法。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】风力涡轮机和构造风力涡轮机的方法
本专利技术涉及具有机舱和转子的风力涡轮机，转子包括轮毂和多个叶片，机舱和轮毂在接口区中彼此连接，风力涡轮机进一步包括输送系统，用于将液压和/或气动流体从机舱输送到轮毂中。本专利技术还涉及构造这种风力涡轮机的方法。
技术介绍
当今的风力涡轮机，特别是功率输出超过1MW规模的大型风力涡轮机是非常复杂的系统。尽管它们的尺寸巨大，但它们的操作状态仍需要适应当前的天气条件，特别是风力条件。出于该目的，这类风力涡轮机转子的转子叶片的位置可被调节。所谓的“桨距控制系统”允许通过绕其纵向轴线旋转叶片来相对于风定位转子叶片。因此，转子的旋转速度可被控制，而且可获得最大功率输出。转子叶片桨距控制的通常方式是通过使用电动桨距控制系统，其中电动引擎控制叶片的桨距。然而，一直希望使用液压桨距系统（或气动桨距系统——在本申请的上下文中，气动桨距系统也被概括在“液压桨距系统”这一表述下），而不是电动桨距系统。此类液压系统通常更容易控制，并且它们在风力涡轮机发电机的功率输出中断的情况下仍能起作用，因为它们不直接依赖风力涡轮机本身提供的电力供应。为了驱动这样的液压桨距系统，必须具有输送系统，该输送系统在轮毂中在一定的压力下将液压和/或气动流体（如液压油、水或任何其它液体或气体）输送到桨距控制系统中。换言之，液压和/或气动流体通过泵被置于一定的压力下，并引导到都位于轮毂内部紧邻转子叶片的分配区、叶片区和收集器区。然而，已经证明此加压的液压和/或气动流体的输送是相当复杂的。这是由于在风力涡轮机的操作中，轮毂旋转，从而使得必须寻找如何使输送系统的管子不与轮毂一起以会因扭转而受损坏的方式旋转的方案。
技术实现思路
因此，本专利技术的一个目的是要提供一种供应和/或操作具有改进的输送系统的风力涡轮机的可能性，输送系统将液压或气动流体从风力涡轮机的机舱输送到轮毂中。本专利技术的一个具体目的还要提供对出于维修和/或组装风力涡轮机目的而想从机舱进入轮毂中的人员造成最小障碍的输送系统。本专利技术的目的通过权利要求1所述的风力涡轮机和权利要求10所述的方法来实现。因此，上面提到的那类直驱型风力涡轮机被实现为使得输送系统包括旋转单元作为让流体通过的连接，该旋转单元的一部分在操作中与轮毂一起旋转，该旋转单元被定位在轮毂中背离机舱与接口（或称交界）区有间距的位置处，所述输送系统还包括从接口区引入轮毂中从而到达旋转单元的管道系统，该管道系统被固定在其位置中。旋转单元可被表征为输送系统的构造元件，其具有静止（或非旋转）部分和旋转（或非静止）部分，这两部分以旋转部分可绕预定旋转轴线旋转的方式彼此连接。静止部分和旋转部分之间的连接使得基本上没有液压和/或气动流体从旋转单元的内部传送到其外部，即旋转单元的内侧是隔离的，从而使得防止了泄漏。当流体被引入到静止部分的内部时，它会传送到旋转部分的内部，由此进入输送系统的其它（静止或非静止）部分。流体还可被引入到旋转部分中，并传送到静止部分中。流体从机舱传送到轮毂中，但是，如果需要，也可以相反方向返回。例如，位于机舱中的泵可将流体通过旋转单元泵送到轮毂中的液压桨距系统中。流体还可被引导返回机舱中，例如返回到机舱中的储器中。本专利技术利用了这样一种旋转单元，其被特别地定位在轮毂中背离机舱与接口区有间距的位置处。这种接口区位于风力涡轮机的内部作为过渡区域，机舱和轮毂都终结于其中，该过渡区域因此可分配（或划分）给机舱或轮毂，而不需要清楚无疑地分配给两者中的任一个。机舱形成第一空腔，由直驱型风力涡轮机环绕的空间形成第二空腔，而轮毂形成第三空腔。接口区位于第二空腔连接到第三空腔之处。接口区通常被用来从机舱进入到轮毂中，这意味着平均身材的成年人可通过这些空腔行进。风力涡轮机的主要功能元件都不位于接口区的空腔中。这样的功能部分具体是转子、桨距系统或发电机。在直驱型风力涡轮机（后文将对其详细描述）的情况下，能在接口区的周围组装发电机，即并非在接口区中组装，而是在接口区的周围组装。通常，接口区可从机舱的外部边界朝面向轮毂的方向引出。机舱的外边界由其外壳（即所谓盖罩）的边界清楚限定。这些边界限定了延伸通过风力涡轮机内部的平面。由此平面朝任一侧进入机舱中，进入轮毂中，接口区延伸不超过0.3米。换言之，旋转单元被定位在轮毂内部，即在接口区的另一侧上远离机舱。由于这一定位，使得旋转单元并不防碍人员想要通过的机舱内或接口区中的操作，不受任何物体（例如旋转单元）的阻碍。这样的定位还具有如下优点：旋转单元的静止部分连接到机舱，而旋转单元的旋转部分可连接到轮毂，具体是轮毂内的桨距系统。因此，风力涡轮机的静止部分（即机舱）连接到旋转单元的静止部分，而风力涡轮机的旋转部分（即轮毂）连接到旋转单元的旋转部分。旋转单元各部分的功能分别与机舱和轮毂的功能相配合。将旋转单元定位在轮毂中意味着它被设置在正好需要液压流体的那个位置，即尽可能靠近桨距系统。就是由于该原因，在风力涡轮机内部工作的人员可自由通过进入轮毂中，而不受旋转单元的阻碍。在直驱型风力涡轮机中尤为如此：一些部件从旋转的轮毂突出到机舱中。这些部件支撑着发电机的转子，转子由此发电机的定子线圈围绕，或者转子围绕着定子线圈。此定子由机舱支撑。因此，轮毂和机舱之间的接口区基本上是空的，使得人们可从机舱容易地进入轮毂中。在该例中，传动系包括从轮毂突出到机舱中并基本形成为管状的那些部件。因此，与间接驱动型风力涡轮机（其中的传动系包括多个轴）相比，直驱型风力涡轮机中的这种传动系也能被表征成通信链路或通信组件。在由这一管状布置结构形成的空腔中，如果旋转单元被定位在接口区中或进一步地在机舱中，旋转单元可能会阻碍人员安全地进入轮毂或从轮毂返回机舱。旋转单元在轮毂中的定位有效地防止了这样的问题。构造根据本专利技术的直驱型风力涡轮机的方法包括如下步骤：为输送系统装备旋转单元作为让流体通过的连接，该旋转单元的一部分在操作中与轮毂一起旋转，该旋转单元被定位在轮毂中背离机舱与接口区有间距的位置处，而且安装了输送系统，所述输送系统进一步包括从接口区引入轮毂中从而到达旋转单元的管道系统，该管道系统被固定在它的位置中，从而使其在旋转单元操作期间不旋转。从属权利要求给出了本专利技术特别有利的实施例和特征，这将在下面的描述中揭示。因此，在风力涡轮机背景下揭示的特征也可以在根据本专利技术的任一方法的背景下实现，反之亦然。本专利技术通常可用在任何类型的风力涡轮机，不管是直驱型风力涡轮机或者是间接驱动型风力涡轮机：在所谓的间接驱动型风力涡轮机中，传动系（即旋转轴）沿轮毂的旋转轴线被引入机舱内部。传动系然后被引入变速箱中，并进一步由此进入发电机中。相反，在所谓的直驱型风力涡轮机中，不需要变速箱，一些部件从旋转的轮毂突出到机舱中。这些部件支撑着发电机转子，转子由该发电机的定子线圈围绕（或者，转子围绕发电机的定子线圈）。这一定子由机舱支撑。在这种情况下，轮毂和机舱之间的接口区基本上是空的，使得人员可轻易从机舱通过进入轮毂中。传动系则包括从轮毂突出到机舱中且基本成形为管状的那些部件。由于在非直接传动系的情况下，机舱和轮毂之间的通道被轴占据，本专利技术在如下风力涡轮机中特别有用，在这些风力涡轮机中，接口区中的通道是完全空的。因此，优选的是，根据本专利技术的风力涡轮机被实现为具本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2010.03.26 EP 10157892.01.具有机舱（5）和转子（8）的风力涡轮机（1'，1''），所述转子（8）包括轮毂（7）和多个叶片（10），所述机舱（5）和所述轮毂（7）在接口区（17）中彼此连接，所述风力涡轮机进一步包括输送系统（20），用于将液压和/或气动流体从所述机舱（5）输送到所述轮毂（7）中，其中，所述输送系统（20）包括旋转单元（13）作为让流体通过的连接，而且该旋转单元的第一部分在操作中与所述轮毂（7）一起旋转并且该旋转单元的第二部分是在轮毂（7）中静止的，该旋转单元（13）被定位在所述轮毂（7）中背离所述机舱（5）与所述接口区（17）有间距的位置处，所述输送系统（20）进一步包括管道系统（11），所述管道系统从所述接口区（17）引入所述轮毂中从而到达所述旋转单元（13）而且被固定在其位置中。2.根据权利要求1所述的风力涡轮机，其被实现为具有直接连接所述转子（8）与发电机（22）的传动系的直驱型风力涡轮机。3.根据权利要求1所述的风力涡轮机，其中所述管道系统（11）通过从所述机舱（5）突出到所述轮毂（7）中的导轨（6）来固定在所述轮毂（7）内。4.根据权利要求2所述的风力涡轮机，其中所述管道系统（11）通过从所述机舱（5）突出到所述轮毂（7）中的导轨（6）来固定在所述轮毂（7）内。5.根据权利要求3或4所述的风力涡轮机，其中所述导轨（6）从所述机舱（5）延伸到所述旋转单元（13）。6.根据权利要求3或4所述的风力涡轮机，其中所述导轨（6）配置有空腔，所述管道系统（11）...

【专利技术属性】
技术研发人员：F克杰尔加尔德，J蒙希，
申请(专利权)人：西门子公司，
类型：发明
国别省市：