CN102364096B - 用于运输的风力涡轮机机舱的构造 - Google Patents

Abstract

本发明涉及用于运输的风力涡轮机机舱的构造。具体而言，一种用于风力涡轮机(10)的机舱(14)包括限定了内部容积的外壳(100)。该外壳具有纵向侧(102)和相对的端壁(104)。底座(28)位于外壳内，其中发电构件和风力涡轮机控制构件(15，20，22，24，26，30，32)安装在该底座上。外壳在端壁的中间沿纵向侧具有最宽的宽度尺寸(106)，该最宽的宽度尺寸(106)超过用于机舱的铁路运输的预定最大宽度。可移除的盖(108)在最宽的尺寸处设置在外壳的纵向侧上，其中该盖具有这样的构造，从而使得在将盖移除之后，最宽的宽度尺寸小于用于铁路运输的预定最大宽度。

Description

用于运输的风力涡轮机机舱的构造

技术领域

本发明大体上涉及风力涡轮机领域，并且更具体地说，涉及用于运输的风力发电机机舱(nacelle)的构造。

背景技术

风能被认为是目前可用的最清洁和对环境最友好的能源之一，并且风力涡轮机在这方面已获得日益增加的关注。现在的风力涡轮机典型地包括塔架、发电机、齿轮箱、机舱以及多于一个转子叶片。转子叶片利用已知的翼型原理(foil principle)从风中获取动能，并且通过旋转能传递该动能，以使联接至齿轮箱的轴转动，或者如果不使用齿轮箱，则直接传递至发电机。发电机然后将机械能转换为可供应至公共电网的电能。

现在的风力涡轮机可相当大，其中很多设计具有超过100米的转子中心体高度。在这方面，与将风力涡轮机构件运输至架设场地相关联的物流成本可相当大，并且必须被列入风能的总成本效率的因素。在这方面，已估算过风力涡轮机构件的铁路运输与其它方法相比可提供大约50％的费用节省。然而，对可通过铁路运输的构件具有尺寸限制。例如，通常而言4米的宽度限制被施加在通过铁路运输的构件上，并且在这方面机舱的宽度变成对于构件的铁路运输而言的限制因素，尤其是随着风力涡轮机设计发展得越来越大。

西班牙巴塞罗那的Alstom Wind公司提供带有模块化的中心体和机舱结构的3.0MW风力涡轮机(ECO 100型和ECO 110型)。机舱模块由三个壳体(housing)单元组成：中间壳体以及两个侧壳体，这两个侧壳体附接在中间壳体的纵向侧上并且提供用于安装电力变压器、逆变器和控制室的额外空间。在组装状态下，机舱具有规定的4.5米×4.3米×9.7米(W×H×D)的尺寸。这种模块化结构被认为提供了更大的运输便利。然而，由于侧壳体单元的极限长度，即使将侧壳体移除，该机舱构件也不能通过单个火车车厢运输。侧壳体可能需要额外的火车车厢或其它运输手段，这大大增加运输风力涡轮机的总费用。

因此，工业界将受益于机舱结构上的改进，其允许被置于铁路运输上的超过最大宽度限制的机舱的高效和有成本效率的铁路运输。

发明内容

本发明的方面和优点将在下面的描述中部分地阐述，或者可从该描述显而易见，或者可通过实施本发明而被教导。

根据本发明的方面，一种用于风力涡轮机的机舱包括限定了内部容积的外壳(cover)。该外壳具有纵向侧和相对的端壁。多个发电构件与风力涡轮机控制构件被安装在该外壳的内部容积内，例如在底座上。该外壳在端壁的中间沿纵向侧具有最宽的宽度尺寸，该尺寸超过用于机舱的铁路运输的预定最大宽度。该最大宽度例如可为4米。在最宽尺寸处在外壳的纵向侧上设置了至少一个可移除的盖(cap)。该盖或多个盖具有这样的构造，从而使得将盖移除之后，机舱外壳的最宽的宽度尺寸小于用于铁路运输的预定最大宽度。

在一个特定实施例中，可移除的盖的其中至少一个设置在纵向侧的其中每个上。例如，盖可在容纳偏航驱动的位置处沿纵向侧布置，该偏航驱动被安装在机舱外壳内。

盖可具有仅仅基本上对应于外壳侧超过最大宽度尺寸的部分的纵向长度，并且可比外壳的纵向侧的总长度的大约50％更小或者比其大约25％更小。这样，盖可具有使得在机舱的运输期间被储存在外壳内的尺寸和构造。

在一个特殊的实施例中，机舱被组装得使盖仅仅遮盖附接至外壳内的底座的构件。在盖的附接或移除之前或之后，盖的附接或移除不需要另外组装或拆卸盖内的任何发电构件和风力涡轮机控制构件。

本发明还包括一种用于将风力发电机机舱的宽度减小至小于用于铁路运输的预定最大宽度的特殊的方法，机舱具有限定了内部容积的外壳，其由纵向侧和相对的端壁限定，其中多个发电构件与风力涡轮机控制构件被安装在该外壳的内部容积内。该方法包括，在外壳的最宽的宽度尺寸(其超过用于铁路运输的预定最大宽度)处，在沿外壳的纵向侧壁的一部分的位置处设置至少一个可移除的盖，从而使得在移除盖之后，最宽的宽度尺寸小于用于铁路运输的预定最大宽度。临时遮盖物被放置在机舱外壳中通过盖的移除而形成的开口上。

参考下面的描述和所附的权利要求，本发明的这些和其它特征、方面和优点将变得更好理解。被包括到该说明书并组成其一部分的附图展示了本发明的实施例，并且与描述一起用来说明本发明的原理。

附图说明

在说明书中阐述了针对本领域普通技术人员的本发明完全和充分的公开(包括其最佳方式)，其对附图进行了参考，其中：

图1是常规风力涡轮机的透视图，并且特别地显示了安装在塔架顶上的外罩机舱；

图2是根据本发明的方面的机舱的一个实施例的透视图；以及，

图3是显示了本发明的特征的机舱外壳的一个实施例的图示性顶视图。

项目清单

参考符号	项目
		10	风力涡轮机
12	塔架
		14	机舱
15	发电机
		16	涡轮叶片

18	转子中心体
		20	主凸缘
22	转子轴
		24	轴承
26	偏航驱动
		28	底座
30	齿轮箱
		32	缩紧联接(shrink coupling)
100	机舱外壳
		102	纵向侧
104	端壁
		106	最宽的宽度尺寸
108	可移除的盖
		110	开口
112	附接装置
		114	遮盖物
116	轴线

具体实施方式

现在将对本发明的实施例进行详细参考，在附图中显示了其中一个或多个示例。各示例通过对本发明进行说明而不是对本发明进行限制的方式而提供。实际上，对本领域技术人员而言，显而易见的是，在不脱离本发明的范围或精神的情况下，可在本发明中作出许多修改与变型。例如，作为一个实施例的部分而显示或描述的特征可与另一实施例一起使用，以产生更进一步的实施例。因此，本发明意图包括这样落入所附权利要求及其等同物的范围内的修改与变型。

图1显示了常规构造的风力涡轮机10。风力涡轮机10包括塔架12，其带有安装在其上的机舱14。多个涡轮叶片16被安装在转子中心体18上，转子中心体18又被连接到主凸缘20上，主凸缘20使主转子轴22转动。机舱14包括外壳(“蒙皮”)100，并且发电构件与控制构件被支撑在外壳100内，例如在容纳于外壳100的内部容积内的底座28上。简而言之，主转子轴22相对于底座28被轴承24支撑。主凸缘20在轴22的前端处附接至轴22，并且与转子中心体18相连。主转子轴22的相反端经由缩紧联接32(shrink coupling)联接至齿轮箱30。齿轮箱30经由高速轴(未示出)连接至发电机15。叶片16经由轴22和齿轮箱30将风的动力转换为旋转机械能，用以利用发电机15发电。

涉及涡轮发电机传动系统或风力涡轮机的操作的任何数量的其它构件都可设置在底座28上，例如偏航驱动26、控制设备、冷却器等等。图1的视图仅仅用于图示的目的而提供，并且本发明不限于在机舱14或其它结构之内的任何特定类型的传动系统或其它装置构造。

参见图2和图3，显示了机舱外壳100。外壳100包括纵向侧102和端壁104。机舱外壳100在图中被显示为大体上矩形或盒形的结构。应当理解，机舱外壳100的整体构造和形状并非本发明的限制因素。如上文关于图1所论述的那样，机舱外壳100限定了内部容积，底座28被容纳在该内部容积中。上面关于图1所论述的发电构件与控制构件被安装在底座28上，并且因此被包括在机舱外壳100的内部容积内。

机舱外壳100具有外部形状以便容纳位于其内部容积内的构件。然而，此构造可导致纵向侧102的部分或段超过用于经由铁路运输机舱的预定最大宽度。在很多案例中，该宽度例如可为4米。如果机舱14的任何部分超过这个4米的宽度，那么机舱14不能通过铁路运输，这对增加了显著的费用到用于架设风力涡轮机的整体构造和物流考虑上。

参见图2和图3，至少一个可移除的盖108可在机舱的最宽尺寸106处设置在外壳100的纵向侧102的其中一侧或两侧上。这些盖108实质上是机舱外壳100的覆盖材料的一部分，在将其移除之后，限定通入机舱外壳100的内部容积的开口110。盖108具有这样的形状和构造，从而使得在将其移除后，机舱外壳100的最宽的宽度尺寸106小于用于铁路运输的预定最大宽度。

参见图2，可移除的盖108位于用以容纳前偏航驱动26(图1)的位置处。这些偏航驱动26限定了底座28上的构件的最宽尺寸，并且，为了在机舱外壳100的内部容积中容纳偏航驱动26，外壳在偏航驱动26的区域中“突出”。盖108在该位置处可移除，在将盖108移除之后，机舱14的最宽的宽度尺寸106小于上面所论述的预定最大宽度。

参见图3，显示了用于各纵向侧102的第二可移除盖108。应当理解，沿着纵向侧102的任何数量的盖108以及任何位置的盖108均处于本发明的范围和精神内。图3描绘了，在将两个盖108均移除之后，机舱外壳100具有在轴116之间测量的小于预定最大宽度的纵向宽度。因此应当理解，本发明包括任何构造的盖108，在将其移除之后，导致具有用于运输所需的尺寸的机舱外壳100。

盖108可通过任何合适的附接机制112而附连到纵向侧102上。例如，盖108可被螺栓连接至纵向侧102，经由粘接、插销(latch)、钩状物(hook)和环状材料，或任何其它合适机制附接至纵向侧102。

参见图2，在将盖108移除之后，在纵向侧102中限定了开口110。可能需要在运输期间放置临时遮盖物114在该开口上。例如，该遮盖物114可简单地是临时防风雨材料，其在开口110上临时粘接或另外地附接至外壳100的侧。

从图1和图2应当理解，盖108不构成限定完整的封闭机舱14的模块构件。换言之，尤其如在图2中看到的那样，机舱外壳100限定封闭的内部容积，底座28(以及安装在其上的构件)被容纳在该内部容积中。可移除的盖108简单地是纵向壁102的部分或段，其可移除以便减小该特定位置处的机舱外壳100的宽度尺寸。盖108并不限定随后在其中安装发电构件或控制构件的内部容积。换言之，没有构件完全被包含在盖108的内部容积内。盖108仅仅容纳安装在机舱14内的底座28上的构件的外部横向尺寸。虽然不是所需的，但是，盖108的移除不会影响机舱14内的发电构件与控制构件的可操作性。类似地，对于盖108的移除或附接而言不需要任何其它发电构件和风力涡轮机控制构件的额外的组装或拆卸。

从图2和图3还应当容易理解，盖108具有大大小于外壳100的纵向侧102的总长度的纵向长度。盖108可具有比侧102的长度的大约50％更小或比侧102的长度的大约25％更小的长度。此外，如在图2中特别地显示的那样，盖不在机舱外壳100的顶侧和底侧之间完全延伸。

本文所述的机舱外壳100的构造允许外壳在完全组装好时可超过用于铁路运输的构件的预定最大宽度。然而，通过在其最宽的宽度(导致外壳超过预定最大宽度)处将外壳的限定好的段移除，外壳100可容易被改进以处于预定的最大宽度之内。与组装的机舱外壳100的整体尺寸相比，这些可移除的盖或部分108是相对小的，并且在运输期间容易被容纳在机舱外壳100的内部容积内。不一定要利用另一火车车厢或其它专用运输手段以用于盖108的独立运输。

虽然已关于特定的示例性实施例和其方法而详细描述了本发明，但是应当理解，本领域技术人员在得到对上文的理解之后可容易产生对这样的实施例的修改、变型和等同物。因此，本公开的范围是通过示例的方式而不是通过限制的方式，并且本公开不排除如对本领域普通技术人员会是显而易见那样的对本主题的修改、变型和/或补充。

Claims (8)

1.一种用于风力涡轮机(10)的机舱(14)，包括：

限定了内部容积的外壳(100)，所述外壳具有纵向侧(102)和相对的端壁(104)；

位于所述外壳内的底座(28)；

安装在所述底座上的多个发电构件与风力涡轮机控制构件(15,20,22,24,26,30,32)；

所述外壳在所述端壁的中间沿所述纵向侧具有最宽的宽度尺寸(106)，所述最宽的宽度尺寸(106)超过用于所述机舱的铁路运输的预定最大宽度；以及，

至少一个可移除的盖(108)，所述盖是所述外壳的一部分，所述盖(108)在所述最宽的尺寸处设置在所述外壳的所述纵向侧上，所述盖具有这样的构造，从而使得在将所述盖移除之后，所述最宽的宽度尺寸小于用于铁路运输的预定最大宽度。

2.根据权利要求1所述的机舱，其特征在于，还包括至少一个沿所述外壳的各所述纵向侧在某一位置处布置的所述盖，在所述位置处容纳了位于所述外壳内的所述底座上的偏航驱动。

3.根据权利要求1所述的机舱(14)，其特征在于，其中移除了所述盖(108)的所述外壳(100)的所述最宽的宽度尺寸(106)小于4米。

4.根据权利要求1所述的机舱(14)，其特征在于，还包括临时遮盖物(114)，所述遮盖物(114)在所述盖(108)被移除之后附接在所述外壳(100)中的开口(110)上。

5.根据权利要求1所述的机舱(14)，其特征在于，所述盖(108)具有比所述纵向侧(102)的长度的大约50％更小的纵向长度。

6.根据权利要求1所述的机舱(14)，其特征在于，所述盖(108)具有比所述纵向侧(102)的长度的大约25％更小的纵向长度。

7.根据权利要求1所述的机舱(14)，其特征在于，所述盖(108)具有这样的尺寸和结构，以便在所述机舱的运输期间被储存在所述外壳(100)内。

8.根据权利要求1所述的机舱(14)，其特征在于，所述机舱被组装得使所述盖(108)仅仅遮盖被附接至所述底座(28)的构件，并且所述盖的附接或移除不需要所述盖内的任何所述发电构件和风力涡轮机控制构件的额外的组装或拆卸。