CN103590984B - 风力涡轮机 - Google Patents

Abstract

一种风力涡轮机，其包括：空心定子轴（7）、转子（8）和转子毂（5），所述风力涡轮机具有便于进入所述转子毂（5）内部的至少一个支撑平台装置（18），所述至少一个平台装置（18）包括第一平台（19），所述第一平台可拆卸地安装到直接面对所述转子毂（5）内部的静止安装表面（20）。

Description

风力涡轮机

技术领域

本发明涉及包括空心定子轴、转子和转子毂的风力涡轮机，该风力涡轮机具有便于进入转子毂内部的至少一个支撑平台装置。

背景技术

风力涡轮机通常包括几个主要部件，如叶片、毂、发电机/传动系、机舱、基架塔和地基。毂用作风力涡轮机的叶片与发电机/传动系之间的适配件或接口。为了允许安全的和可控制的操作，现代的风力涡轮机包括俯仰系统，俯仰系统允许调节叶片的攻角，以优化空气动力学性能，降低风力涡轮机上的负荷，或者避免引起停转以及产生断裂。液压俯仰系统包括几个部件，如俯仰轴承、液压缸、泵、阀、电源、液压流体箱、蓄能器和软管。这些物体中大部分安装于毂内。毂还包含雷电下引导体、电缆和各种各样的传感器。

出于维护目的，维修人员需要经常进入风力涡轮机。由于一些部件安装于毂内，因此必需提供进入毂的通路。为了允许进入，US 8061999 B2公开了一种具有安装到毂外部的梯结构的布置结构。该梯允许维护人员获得使用梯和毂中的人孔从逆风侧进入毂的通路。还公开了用于直接驱动型风力涡轮机的进入毂的通路的一种替代方式。直接驱动型风力涡轮机例如从US 7431567已知。该文献公开了发电机围绕内部的空心主轴的直接驱动型风力涡轮机，内部的空心轴主允许从塔进入毂。

已知的解决方案中没有一个提供了供维护人员进入毂内部的确实安全和便捷的通路。

发明内容

本发明的目的是进一步提高风力涡轮机的安全性，特别是关于维修人员的安全性，以及允许容易地进入毂内部。

根据本发明，所述目的是通过风力涡轮机，特别是包括空心定子轴、转子和转子毂的直接驱动型风力涡轮机来实现的，其特征在于，至少一个平台装置包括第一平台，所述第一平台可拆卸地安装到直接面向转子毂内部的静止安装表面。

根据本发明，通过风力涡轮机中所用的空心定子轴进入毂是可行的，本发明特别涉及直接驱动型风力涡轮机。本发明进一步考虑了制造具有增大的毂尺寸的风力涡轮机。由于空心定子轴的直径变得更大，因此允许直接通过空心定子轴轻易地进入转子毂，其中空心定子轴具有可以让人们易于直立行走通过该轴的直径。根据本发明，使用至少一个支撑平台装置，所述支撑平台装置可拆卸但牢固地安装到直接面向转子毂内部的静止安装表面。空心定子轴正好紧接着静止安装表面而终止，所述静止安装表面刚好轴向地面向转子毂内。通过将平台装置安装到该静止安装表面，维修人员可以容易地在平台装置上行走，进入直径比空心定子轴的直径更大的转子毂的内部。因此，为维修目的，进入到转子毂内部的人员踩在、站在、坐在支撑平台装置上或者另外利用支撑平台装置。支撑平台降低了穿戴或携带昂贵的安全装置（例如，安全带）、齿轮或线束的需要，而不损害安全性。这又使得对风力涡轮机的检查更快速和容易，使得维修费用降低。

静止安装表面可以由不同的静止装置提供。它可以由静止的轴本身的前端提供。静止的轴正好延伸到毂的入口。由于定子轴本来就是静止的，所以该轴的前端可以被容易地用作平台装置的安装表面。对于定子轴前端的一种替代方式是转子轴承的静止环。具有比定子轴的直径甚至更大直径的转子轴承支撑着转子，转子相应地耦连到毂和叶片，并且围绕静止的定子延伸。转子轴承包括静止环，所述静止环提供了静止安装表面。由于该转子轴承(或者用于支撑转子所需的几个转子轴承中的至少一个)正好被定位在空心定子轴和毂之间的接口处，所以转子轴承的静止环还能提供用于平台装置的相应的静止安装表面。最后，用于提供静止安装表面的第三替代装置是椭圆环，如果安装了椭圆环，则该椭圆环被安装到定子轴和/或转子轴承的静止环。该椭圆环也具有足够大的内径，以便轻易地允许通过空心定子轴进入毂的内部。它也具有足够大的外径，以为固定平台装置提供充分的安装环表面。因此，存在提供了静止安装表面的几种替代方式的装置，使得存在牢固地固定平台的充足可能性。

根据本发明，平台装置包括第一平台以及一个或二个单独安装的或可安装的栅栏。第一平台被安装在相应的静止安装表面的下端，因此提供了维修人员从空心定子轴走出来时可容易地踩在其上面的基础平台。出于安全原因，提供了一个或两个单独固定安装的或可安装的栅栏，这些栅栏也可安装到或已被安装到静止安装表面，或者这些栅栏可被固定到或者已被固定到与所述安装表面紧接的其它静止部件，比如安装在安装表面的内径内的门框部件，例如椭圆环，等等。这些一个或者二个栅栏避免了维修人员从平台掉到毂中的风险。

正如已经解释的，毂的直径随更大的风力涡轮机而增大。为了还允许接近在毂内以升高的位置安装的装置，提供了可单独安装的与第一平台平行但竖直且周向地移位的第二平台。该第二平台安装到静止安装表面，它还可以部分地固定到例如上述的栅栏。它提供了第二升高的平台，维护人员可踩在、坐在第二平台上，等等。显然，提供可单独安装的与第二平台相邻并与其处于同样高度的第三平台是有利的，这使得有两个升高的且相对于彼此在周向上有位移的平台，以允许进入毂的两侧。

为了允许容易地进入第二和/或第三平台，用于安全目的使用的保护第一平台的栅栏充当了端接于第二或第三平台的梯。维修人员可以踩在第一平台上，爬上充当梯的一个栅栏，以容易地进入第二或第三平台。

出于安全原因，风力涡轮机包括在第二或第三平台的前端可安装到第二或第三平台的另外的栅栏，以避免维修人员可能从这些平台中的一个平台掉下去的风险。

当安装了第二和第三平台后，有利的是提供将第二平台桥接到第三平台的可单独安装的舱口盖，该舱口盖可移除或可在打开位置和桥接位置之间移动。舱口盖封闭了安装在相同高度上的第二和第三平台之间的间隙，以提供从静止安装装置的一侧延伸到另一侧的完整平台。如果需要的话，舱口盖可以全部去掉，或者可从其桥接位置旋转到打开位置。

此外，本发明的风力涡轮机包括可安装在门框或门结构的另外的栅栏，封闭包括了安装表面的那部分的开口。该栅栏在安装了舱口盖时是特别有利的，因为避免了维修人员从舱口盖掉回到空心定子轴中的风险。在另一侧，安装到第二和第三平台的栅栏可以被设计成也分别沿着舱口盖延伸，以封闭平台装置前面的相应间隙。

在维修程序中，有时需要将损坏的装置拆下或安装新的装置。在任一种情况下，需要将通常很大很重的相应装置从毂中通过轴进行传送，或者将相应装置通过轴传送到毂。为了可以进行这种传送，本发明的涡轮机还包括可安装的传送轨道，所述传送轨道延伸通过包括安装表面的部件，其中栅栏可安装到彼此间隔开的第二和第三平台，和/或具有带开口的另一栅栏，所述开口允许将物体悬挂在轨道上的保持装置的完全通过。模块化的平台装置设计成允许安装从空心轴到毂内部延伸的传送轨道，该传送轨道优选地可绕竖直轴线旋转。如果安装了舱口盖，则舱口盖会被移去，以便允许通过像链条或类似物的保持装置悬挂在轨道上的物体的传送。为了允许这种保持装置穿过栅栏的完全通过，栅栏被设计成具有开口，或提供允许该完全通过的开口。当移去舱口盖时，有足够的竖直方向和横向的空间，以便将悬挂的物体引导通过仍在安装中的平台装置。

最后，本发明的风力涡轮机包括具有至少一个门的门结构，提供了到转子毂内部的入口，门只在转子处于锁定位置时可打开，必需避免在转子毂仍在旋转时进入转子毂的可能性。

附图说明

在下文将参照附图详细描述本发明的具体实施例，图中：

图1示出了本发明的风力涡轮机的原理图，

图2示出了根据图1风力涡轮机的原理性截面图，

图3只示出了从空心定子轴一侧观察的形式为椭圆环的提供了静止安装表面的风力涡轮机的几个相关部件，

图4示出了从另一侧看到的椭圆环，

图5示出了具有第一平台的椭圆环，

图6示出了具有安装的第二平台的椭圆环，

图7示出了具有安装的第三平台的椭圆环，

图8示出了具有安装的舱口盖的椭圆环，

图9示出了第二和第三平台安装了栅栏的椭圆环，以及

图10示出了具有安装到门结构的另一栅栏和安装的传送轨道的椭圆环。

具体实施方式

图1示出了本发明的风力涡轮机1，它包括：塔2，基架3，发电机4和具有几个叶片6的转子毂5。所述毂用作叶片6和发电机4之间的接口，将转矩传递到发电机的转子。

图2描述了在塔2的顶部区域中贯穿根据图1的直接驱动型风力涡轮机1的截面。基架3安置于塔2上，将空心管状轴7保持为发电机4的一部分。发电机4还包括转子8，转子8通过转子轴承9相对于定子7可旋转，转子轴承9包括安装到空心定子轴的静止轴承环10，而轴承9的第二连续环11被固定到转子8。此外，示出了椭圆环12，它也安装到定子轴的前端。如众所周知的，定子轴本身配置有包括线圈的一捆定子区段13。

转子8耦连到毂5，毂5又耦连到叶片6。因此，当系统旋转时，毂5通过三个涡轮机叶片旋转，叶片通过各自的浆距轴承安装到毂5。如众所周知的，转子8也与毂5一起旋转，转子8包括与定子区段13的线圈相互作用的一捆永磁铁。

毂5包括液压缸、泵、阀、电源、液压箱、蓄电池、软管和诸如雷电下引导体、电缆和各种传感器之类的其它装置，它们或者是用于叶片的俯仰控制所必需的，或者是用于涡轮机本身的安全所必需的。如所示的，静止的轴7是空心的，因此提供了从塔2到毂5的直接通路。

图3描述了从定子轴7这一侧朝毂5观察的视角看到的椭圆环12。所述椭圆环安装到不靠近转子轴承9的示出的静止环10和/或定子轴7的前端的地方。门结构14安装在椭圆环的内部中，包括铰接到门框结构的门15和用于封闭椭圆环12的侧部的两个侧面封闭物16。

可以看出，当门15打开时，铰接到门框结构14的两个栅栏17关闭。为了通过椭圆环12进入毂5的内部，维护人员现在安装模块化的平台装置，包括几个由铝、玻璃纤维或其它合成物制成的部件。单个部件被装到承载体18中，使得它们可以在空心定子轴7内传送。

在此后，联系附图来描述平台装置安装的几个步骤。这些透视图是从毂侧朝向定子轴看到的椭圆环12上的情况的视图。

图4示出了从另一侧观察的根据图3的情况。维护人员已经打开了栅栏17中的一个，另一栅栏17仍有待被打开。这仅仅在转子已经被牢固地锁定后才是可能的，这是由于门15只在转子处于安全位置（即锁定时）才能被打开。

使两个栅栏17变成打开和锁定位置后，维护人员现在可以将第一平台19安装到椭圆环的安装表面20。可以看出，平台19在两侧由锁定的栅栏17保护，从而允许人员安全进入到第一平台19上。

根据图6，第二平台21以相对于第一平台19升高但在周向上移位的设定位置安装到椭圆环12的安装表面20。根据图7，第三平台22在另一侧上以与第二平台21相同的高度安装到椭圆环的安装表面20。如图7所示，两个平台21、22端接于锁定的栅栏17。这些被锁定的栅栏17充当梯，允许维修人员从第一平台19爬到第二或第三平台21，22中的一个。

为了桥接第二和第三平台21、22，舱口盖23被固定到平台21、22中的一个平台，舱口盖23可优选地旋转以使它从关闭位置（参见图8）到如后面所示的打开位置。

之后，另外的栅栏24安装到第二和第三平台21、22。可以看出，这些栅栏24也沿舱口盖23延伸，但它们各自的端部之间具有小的间隙25。

如从图9可以看出，此安装的模块化平台装置现在提供了到几个平台并因此到几个高度的容易通路，每个平台由相应的栅栏保护。

为了提供在已经爬到第二或第三平台21、22中一个平台时防止通过椭圆环掉回到定子轴中的进一步的安全性，另一栅栏26被固定到门框结构14。同样，该门框具有与栅栏24的间隙25轴向对齐的间隙27。这些间隙是必需的，以便允许将重的物体从定子轴传送到毂，或从毂传送到定子轴。为此传送目的，可以安装传送轨道28（起重机轨道），以将部件通过定子轴从风力涡轮机的尾部的储存设施移动到毂以及移动回去。利用风力涡轮机的静止结构来铰接传送轨道28，以允许部件移动到毂中的右边位置或者左边位置。传送轨道28只能在门15打开时安装。在安装了传送轨道28时，门15不能关闭（机械阻止）。这是为了避免在传送轨道28突出到毂中时风力涡轮机运行，即毂旋转，原因是门只能在转子锁被接合时才能打开。

要通过传送轨道28传送的任何物体都通过像链条或绳子之类的保持装置悬挂于传送轨道28。该保持装置现在可以容易地通过相应的间隙27和25，使物体进入到毂中。之后，传送轨道28转动到物体要被传送的方向。如图10可以看出，舱口盖23旋转到打开位置，使得有足够的空间来将物体传送通过静止的椭圆环12和完整的支撑平台装置。

尽管参照优选实施例详细描述了本发明，但本发明并不由公开的实例限制，在不偏离本发明的范围下，本领域技术人员通过公开的实例能够获得其它变形。

Claims (7)

1.一种风力涡轮机，其包括：空心定子轴（7）、转子（8）和转子毂（5），所述风力涡轮机具有便于进入所述转子毂（5）的内部的至少一个支撑平台装置（18），所述至少一个平台装置（18）包括第一平台（19），所述第一平台（19）可拆卸地安装到直接面向所述转子毂（5）的内部的静止安装表面（20）；

其中，所述风力涡轮机包括一个或两个可单独安装的栅栏或已安装的栅栏（17）；

其中，所述风力涡轮机包括第二平台（21），所述第二平台与所述第一平台（19）平行但竖直且周向移位地单独安装到所述安装表面（20），以及包括第三平台（22），所述第三平台与所述第二平台（21）相邻并且处在相同高度上单独地安装到所述安装表面（20）；

其中，所述风力涡轮机包括可单独安装的将所述第二平台（21）桥接到所述第三平台（22）的舱口盖（23），所述舱口盖（23）可被移除，或可在打开位置和桥接位置之间移动。

2.根据权利要求1所述的风力涡轮机，其中，所述静止安装表面（20）由所述定子轴（7）的前端提供，或者由椭圆环（12）提供，或者由转子轴承（9）的静止环（10）提供。

3.根据权利要求1所述的风力涡轮机，其中，充当梯的所述栅栏（17）端接于所述第二平台（21）或所述第三平台（22）。

4.根据权利要求1所述的风力涡轮机，包括安装到所述第二平台（21）或所述第三平台（22）的另外的栅栏（24）。

5.根据权利要求1所述的风力涡轮机，包括另一栅栏（26），所述另一栅栏（26）安装在门框（14）或门结构处，封闭包括了所述安装表面（20）的那部分的开口。

6.根据权利要求5所述的风力涡轮机，包括可安装的传送轨道（28），所述传送轨道穿过具有所述安装表面（20）的部件延伸，安装到彼此间隔开的所述第二平台（21）和所述第三平台（22）的另外的栅栏（24），和/或所述另一栅栏（26）具有开口（27），所述开口（27）允许用于将物体悬挂于所述传送轨道（28）上的保持装置的完全通过。

7.根据权利要求1所述的风力涡轮机，包括具有至少一个门（15）的门结构（14），提供了进入所述转子毂（5）内部的入口，所述门（15）只在所述转子（8）处于锁定位置时才可打开。