風力渦輪機和構造風力渦輪機的方法技術

本發明專利技術涉及具有機艙（5）和轉子（8）的風力渦輪機（1'，1''），所述轉子（8）包括多個葉片（10）和輪轂（7），所述機艙（5）和所述輪轂（7）在接口區（17）中彼此連接，所述風力渦輪機進一步包括輸送系統（20），以用于將液壓和/或氣動流體從所述機艙（5）輸送到所述輪轂（7）中。所述輸送系統（20）包括旋轉單元（13）作為讓流體通過的連接，而且所述旋轉單元的一部分在操作中與所述輪轂（7）一起旋轉，所述旋轉單元（13）被定位在所述輪轂（7）中背離所述機艙（5）與所述接口區（17）有間距的位置處，所述輸送系統（20）進一步包括管道系統（11），所述管道系統從所述接口區（17）引入所述輪轂中從而到達所述旋轉單元（13）而且被固定在其位置中。本發明專利技術還涉及構造這種風力渦輪機（1'，1''）的方法。

【技術實現步驟摘要】
【國外來華專利技術】風力渦輪機和構造風力渦輪機的方法
本專利技術涉及具有機艙和轉子的風力渦輪機，轉子包括輪轂和多個葉片，機艙和輪轂在接口區中彼此連接，風力渦輪機進一步包括輸送系統，用于將液壓和/或氣動流體從機艙輸送到輪轂中。本專利技術還涉及構造這種風力渦輪機的方法。
技術介紹
當今的風力渦輪機，特別是功率輸出超過1MW規模的大型風力渦輪機是非常復雜的系統。盡管它們的尺寸巨大，但它們的操作狀態仍需要適應當前的天氣條件，特別是風力條件。出于該目的，這類風力渦輪機轉子的轉子葉片的位置可被調節。所謂的“槳距控制系統”允許通過繞其縱向軸線旋轉葉片來相對于風定位轉子葉片。因此，轉子的旋轉速度可被控制，而且可獲得最大功率輸出。轉子葉片槳距控制的通常方式是通過使用電動槳距控制系統，其中電動引擎控制葉片的槳距。然而，一直希望使用液壓槳距系統（或氣動槳距系統——在本申請的上下文中，氣動槳距系統也被概括在“液壓槳距系統”這一表述下），而不是電動槳距系統。此類液壓系統通常更容易控制，并且它們在風力渦輪機發電機的功率輸出中斷的情況下仍能起作用，因為它們不直接依賴風力渦輪機本身提供的電力供應。為了驅動這樣的液壓槳距系統，必須具有輸送系統，該輸送系統在輪轂中在一定的壓力下將液壓和/或氣動流體（如液壓油、水或任何其它液體或氣體）輸送到槳距控制系統中。換言之，液壓和/或氣動流體通過泵被置于一定的壓力下，并引導到都位于輪轂內部緊鄰轉子葉片的分配區、葉片區和收集器區。然而，已經證明此加壓的液壓和/或氣動流體的輸送是相當復雜的。這是由于在風力渦輪機的操作中，輪轂旋轉，從而使得必須尋找如何使輸送系統的管子不與輪轂一起以會因扭轉而受損壞的方式旋轉的方案。
技術實現思路
因此，本專利技術的一個目的是要提供一種供應和/或操作具有改進的輸送系統的風力渦輪機的可能性，輸送系統將液壓或氣動流體從風力渦輪機的機艙輸送到輪轂中。本專利技術的一個具體目的還要提供對出于維修和/或組裝風力渦輪機目的而想從機艙進入輪轂中的人員造成最小障礙的輸送系統。本專利技術的目的通過權利要求1所述的風力渦輪機和權利要求10所述的方法來實現。因此，上面提到的那類直驅型風力渦輪機被實現為使得輸送系統包括旋轉單元作為讓流體通過的連接，該旋轉單元的一部分在操作中與輪轂一起旋轉，該旋轉單元被定位在輪轂中背離機艙與接口（或稱交界）區有間距的位置處，所述輸送系統還包括從接口區引入輪轂中從而到達旋轉單元的管道系統，該管道系統被固定在其位置中。旋轉單元可被表征為輸送系統的構造元件，其具有靜止（或非旋轉）部分和旋轉（或非靜止）部分，這兩部分以旋轉部分可繞預定旋轉軸線旋轉的方式彼此連接。靜止部分和旋轉部分之間的連接使得基本上沒有液壓和/或氣動流體從旋轉單元的內部傳送到其外部，即旋轉單元的內側是隔離的，從而使得防止了泄漏。當流體被引入到靜止部分的內部時，它會傳送到旋轉部分的內部，由此進入輸送系統的其它（靜止或非靜止）部分。流體還可被引入到旋轉部分中，并傳送到靜止部分中。流體從機艙傳送到輪轂中，但是，如果需要，也可以相反方向返回。例如，位于機艙中的泵可將流體通過旋轉單元泵送到輪轂中的液壓槳距系統中。流體還可被引導返回機艙中，例如返回到機艙中的儲器中。本專利技術利用了這樣一種旋轉單元，其被特別地定位在輪轂中背離機艙與接口區有間距的位置處。這種接口區位于風力渦輪機的內部作為過渡區域，機艙和輪轂都終結于其中，該過渡區域因此可分配（或劃分）給機艙或輪轂，而不需要清楚無疑地分配給兩者中的任一個。機艙形成第一空腔，由直驅型風力渦輪機環繞的空間形成第二空腔，而輪轂形成第三空腔。接口區位于第二空腔連接到第三空腔之處。接口區通常被用來從機艙進入到輪轂中，這意味著平均身材的成年人可通過這些空腔行進。風力渦輪機的主要功能元件都不位于接口區的空腔中。這樣的功能部分具體是轉子、槳距系統或發電機。在直驅型風力渦輪機（后文將對其詳細描述）的情況下，能在接口區的周圍組裝發電機，即并非在接口區中組裝，而是在接口區的周圍組裝。通常，接口區可從機艙的外部邊界朝面向輪轂的方向引出。機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力渦輪機內部的平面。由此平面朝任一側進入機艙中，進入輪轂中，接口區延伸不超過0.3米。換言之，旋轉單元被定位在輪轂內部，即在接口區的另一側上遠離機艙。由于這一定位，使得旋轉單元并不防礙人員想要通過的機艙內或接口區中的操作，不受任何物體（例如旋轉單元）的阻礙。這樣的定位還具有如下優點：旋轉單元的靜止部分連接到機艙，而旋轉單元的旋轉部分可連接到輪轂，具體是輪轂內的槳距系統。因此，風力渦輪機的靜止部分（即機艙）連接到旋轉單元的靜止部分，而風力渦輪機的旋轉部分（即輪轂）連接到旋轉單元的旋轉部分。旋轉單元各部分的功能分別與機艙和輪轂的功能相配合。將旋轉單元定位在輪轂中意味著它被設置在正好需要液壓流體的那個位置，即盡可能靠近槳距系統。就是由于該原因，在風力渦輪機內部工作的人員可自由通過進入輪轂中，而不受旋轉單元的阻礙。在直驅型風力渦輪機中尤為如此：一些部件從旋轉的輪轂突出到機艙中。這些部件支撐著發電機的轉子，轉子由此發電機的定子線圈圍繞，或者轉子圍繞著定子線圈。此定子由機艙支撐。因此，輪轂和機艙之間的接口區基本上是空的，使得人們可從機艙容易地進入輪轂中。在該例中，傳動系包括從輪轂突出到機艙中并基本形成為管狀的那些部件。因此，與間接驅動型風力渦輪機（其中的傳動系包括多個軸）相比，直驅型風力渦輪機中的這種傳動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構形成的空腔中，如果旋轉單元被定位在接口區中或進一步地在機艙中，旋轉單元可能會阻礙人員安全地進入輪轂或從輪轂返回機艙。旋轉單元在輪轂中的定位有效地防止了這樣的問題。構造根據本專利技術的直驅型風力渦輪機的方法包括如下步驟：為輸送系統裝備旋轉單元作為讓流體通過的連接，該旋轉單元的一部分在操作中與輪轂一起旋轉，該旋轉單元被定位在輪轂中背離機艙與接口區有間距的位置處，而且安裝了輸送系統，所述輸送系統進一步包括從接口區引入輪轂中從而到達旋轉單元的管道系統，該管道系統被固定在它的位置中，從而使其在旋轉單元操作期間不旋轉。從屬權利要求給出了本專利技術特別有利的實施例和特征，這將在下面的描述中揭示。因此，在風力渦輪機背景下揭示的特征也可以在根據本專利技術的任一方法的背景下實現，反之亦然。本專利技術通常可用在任何類型的風力渦輪機，不管是直驅型風力渦輪機或者是間接驅動型風力渦輪機：在所謂的間接驅動型風力渦輪機中，傳動系（即旋轉軸）沿輪轂的旋轉軸線被引入機艙內部。傳動系然后被引入變速箱中，并進一步由此進入發電機中。相反，在所謂的直驅型風力渦輪機中，不需要變速箱，一些部件從旋轉的輪轂突出到機艙中。這些部件支撐著發電機轉子，轉子由該發電機的定子線圈圍繞（或者，轉子圍繞發電機的定子線圈）。這一定子由機艙支撐。在這種情況下，輪轂和機艙之間的接口區基本上是空的，使得人員可輕易從機艙通過進入輪轂中。傳動系則包括從輪轂突出到機艙中且基本成形為管狀的那些部件。由于在非直接傳動系的情況下，機艙和輪轂之間的通道被軸占據，本專利技術在如下風力渦輪機中特別有用，在這些風力渦輪機中，接口區中的通道是完全空的。因此，優選的是，根據本專利技術的風力渦輪機被實現為具本文檔來自技高網...

【技術保護點】

【技術特征摘要】
【國外來華專利技術】2010.03.26 EP 10157892.01.具有機艙（5）和轉子（8）的風力渦輪機（1'，1''），所述轉子（8）包括輪轂（7）和多個葉片（10），所述機艙（5）和所述輪轂（7）在接口區（17）中彼此連接，所述風力渦輪機進一步包括輸送系統（20），用于將液壓和/或氣動流體從所述機艙（5）輸送到所述輪轂（7）中，其中，所述輸送系統（20）包括旋轉單元（13）作為讓流體通過的連接，而且該旋轉單元的第一部分在操作中與所述輪轂（7）一起旋轉并且該旋轉單元的第二部分是在輪轂（7）中靜止的，該旋轉單元（13）被定位在所述輪轂（7）中背離所述機艙（5）與所述接口區（17）有間距的位置處，所述輸送系統（20）進一步包括管道系統（11），所述管道系統從所述接口區（17）引入所述輪轂中從而到達所述旋轉單元（13）而且被固定在其位置中。2.根據權利要求1所述的風力渦輪機，其被實現為具有直接連接所述轉子（8）與發電機（22）的傳動系的直驅型風力渦輪機。3.根據權利要求1所述的風力渦輪機，其中所述管道系統（11）通過從所述機艙（5）突出到所述輪轂（7）中的導軌（6）來固定在所述輪轂（7）內。4.根據權利要求2所述的風力渦輪機，其中所述管道系統（11）通過從所述機艙（5）突出到所述輪轂（7）中的導軌（6）來固定在所述輪轂（7）內。5.根據權利要求3或4所述的風力渦輪機，其中所述導軌（6）從所述機艙（5）延伸到所述旋轉單元（13）。6.根據權利要求3或4所述的風力渦輪機，其中所述導軌（6）配置有空腔，所述管道系統（11）...

【專利技術屬性】
技術研發人員：F克杰爾加爾德，J蒙希，
申請(專利權)人：西門子公司，
類型：發明
國別省市：