CN104373300A - 用于风力涡轮机的轮毂的出入系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及风力涡轮机的轮毂的出入系统，其中轮毂包括安装第一转子叶片的第一凸缘、安装第二转子叶片的第二凸缘和安装第三转子叶片的第三凸缘。轮毂包括第一开口、第二开口和至少第三开口，每个开口均适于从轮毂的外部进入轮毂的内部。出入系统包括：具有多个第一梯级的第一梯子，其从第一开口向内延伸；具有多个第二梯级的第二梯子，其从第二开口向内延伸；和具有多个第三梯级的第三梯子，其从第三开口向内延伸。此外，至少第一梯子包括第一导轨和基本上平行于第一导轨第二导轨，且每个第一梯级从第一导轨延伸至第二导轨，包括第一梯级与第一导轨之间的第一角度以及第二梯级与第二导轨之间的第二角度。重要地，第一角度和第二角度各自大于100度。

Description

用于风力涡轮机的轮毂的出入系统

技术领域

本发明涉及用于风力涡轮机的轮毂的出入系统。特别地，本发明涉及人如何可以有利地进入齿轮传动型风力涡轮机的轮毂。

背景技术

风力涡轮机通常包括塔、机舱、轮毂和多个转子叶片。转子叶片附接至轮毂。具有转子叶片的轮毂在风力涡轮机的操作期间围绕转子旋转轴线旋转。在多种情况下，人例如维修人员需要进入轮毂。可以有可能的是：从机舱直接进入轮毂中是可能的。这可以例如在无齿轮的直接驱动型风力涡轮机时是可能的。然而，这种直接进入可以受阻。在齿轮传动型风力涡轮机中，通常齿轮箱会阻碍从机舱直接进入轮毂中。然而，应该指出的是：在无齿轮风力涡轮机中，这种直接进入也可能由于其它原因而受阻。

因此，可以存在位于轮毂中的开口，其允许人从轮毂外部进入轮毂。于是，轮毂通常配备有梯子构造，包括用于每个开口的一个梯子。因此，如果例如在轮毂中存在三个开口，则在轮毂内存在三个梯子。如果开口被假定为定位成相反于转子叶片，则只有在转子叶片指向下方时才可能实现安全且容易的出入轮毂，因为只有在该位置，梯子的梯级才是水平的，从而只有在该位置，使用该梯子的舒适且安全的出入才是可能的。然而，如果转子叶片处于不同位置，则与转子叶片相反的梯子的梯级不再是水平的，从而对于人通过开口进入轮毂来说是不安全的。

因此，存在急迫的需求来提供一种用于风力涡轮机的轮毂的出入系统，其与常规出入系统相比，允许更容易且更安全地出入轮毂。

发明内容

该目的通过独立技术方案来实现。从属技术方案描述本发明的有利改进和变型。

依据本发明提供了一种用于风力涡轮机的轮毂的出入系统，其中所述轮毂包括用于安装第一转子叶片的第一凸缘、用于安装第二转子叶片的第二凸缘和用于安装第三转子叶片的第三凸缘。所述轮毂还包括第一开口、第二开口和至少第三开口，所述开口中的每个均适于从轮毂的外部进入轮毂的内部。所述出入系统包括具有多个第一梯级的第一梯子，所述第一梯子从第一开口向内延伸。所述出入系统还包括：具有多个第二梯级的第二梯子，所述第二梯子从第二开口向内延伸；和具有多个第三梯级的第三梯子，所述第三梯子从第三开口向内延伸。至少所述第一梯子包括第一导轨和第二导轨，所述第二导轨基本上平行于所述第一导轨。所述第一梯级中的每个从所述第一导轨延伸至所述第二导轨，包括介于所述第一梯级与所述第一导轨之间的第一角度，以及介于所述第二梯级与所述第二导轨之间的第二角度。最后，所述第一角度和所述第二角度各自大于110度。

风力涡轮机是这样一种装置，其可将风能例如来自风的动能转换成机械能。有利地，机械能随后用于生成电力。风力涡轮机也被称为风力发电站或风力充电器。此外，风力涡轮机还可以被称为风力涡轮发动机。

凸缘，例如第一凸缘和/或第二凸缘和/或第三凸缘，可以具有环的形状，其适于附接转子叶片的根部。凸缘与转子叶片之间的附接或连接可以由螺丝或螺栓或钳夹(clam)执行。

有利地，与每个凸缘相对的是开口。再次有利地，开口包括直径，其大到足以使得人能从外部进入轮毂。例如，开口的直径大于1米。

在一有利实施例中，三个梯子中的至少一个包括钢和/或铝。选择钢和/或铝的优点是钢和/或铝的相对较高的稳定性和坚固性。

替代地，三个梯子中的至少一个包括纤维玻璃。选择纤维玻璃的优点是纤维玻璃的相对较轻的重量。

在一有利实施例中，风力涡轮机包括三个转子叶片和三个开口，其中每个开口定位成相反于转子叶片。在垂直于转子旋转轴线的平面中，轮毂可以包括基本上圆形的形状。于是，转子叶片即用于安装转子叶片的凸缘以及开口有利地在轮毂之上相等地分布。换言之，两个相邻凸缘之间的角度有利地接近120度。同样地，两个相邻凸缘之间的角度有利地为120度。

梯子例如第一梯子和/或第二梯子和/或第三梯子包括导轨和梯级。梯级可以包括多个部件或单元。

本发明的一个优点在于：与当前技术的出入系统相比，人能够从外部穿过开口进入轮毂并且能够踏在梯子的水平梯级上的轮毂位置的数量增多。

作为一个示例，假定有三个转子叶片、三个开口和三个梯子。于是，对于常规梯子而言，其中梯级垂直于导轨，人只能在三个轮毂位置通过开口之一进入轮毂并且能够踏在水平梯级上。然而，如果梯级不垂直于导轨，并且梯级与导轨之间的角度大于110度，则具有水平梯级的更多轮毂位置可以是有可能的。

在一有利实施例中，梯子中的每个包括：外端，其指向开口之一；和内端，其相反于外端。此外，内端彼此机械地接合。

有利地，各个梯子在轮毂的中部由网型连接部连接。这增加了出入系统的机械稳定性。

必须指出的是：必须在第一梯级与第一导轨之间沿朝向内端的方向测量第一角度，同样，必须在第一梯级与第二导轨之间沿朝向内端的方向测量第二角度。换言之，第一角度和第二角度，其均大于110度，旨在位于梯子的相同侧，例如均指向梯子的内端。

在另一有利实施例中，第一梯级中的每个包括第一单元、第二单元和第三单元。第一单元附接至第一导轨，第一角度在第一导轨与第一单元之间建立，第三单元附接至第二导轨，第二角度在第二导轨与第三单元之间建立，并且第二单元连接第一单元与第三单元。

有利地，第一单元、第二单元和第三单元各自包括大致相同的长度。

在一有利实施例中，第二单元基本上垂直于第一导轨。

因此，第二单元相对于导轨配置为类似于梯级相对于常规梯子的导轨那样配置，而第一单元和第三单元相对于第一导轨和第二导轨倾斜。

在另一有利实施例中，第一梯级中的每个是弯曲的。特别地，第一梯级中的每个包括弧形形状。

借助于弯曲的梯级，每个梯级有可能只具有一个单元，而仍然实现各自大于110度的第一角度和第二角度。此外，借助于弯曲的梯级，原则上有可能在轮毂的任何位置具有基本上水平的梯级来供踩踏。

在另一有利实施例中，第一角度基本上等于第二角度。

这具有容易制造以上描述的出入系统的优点。

另一有利实施例的特征在于：第一角度处于115度～125度的范围中，并且/或者第二角度处于115度～125度的范围中。

有利地，第一角度和第二角度大致为120度。于是，再次假定三个转子叶片和三个开口和三个梯子，在九个轮毂位置，有水平的梯级即梯级的单元可供人通过开口之一进入轮毂。

在另一实施例中，所述轮毂包括第一位置，在这里所述第一转子叶片指向第一方向，其由作用于所述第一转子叶片的重力的方向限定出。此外，所述轮毂包括第二位置，在这里所述第一转子叶片指向第二方向，其相对于所述第一位置沿逆时针旋转方向旋转大约90度。此外，所述轮毂包括第三位置，在这里所述第一转子叶片指向第三方向，其相对于所述第一位置沿顺时针旋转方向旋转大约90度。最后，对于所述位置中的每个而言，多个梯级垂直于第一转子叶片所指向的方向。

第一转子叶片指向重力方向即指向下方的第一位置也被称为正常维修位置。第一转子叶片指向沿逆时针旋转方向旋转大约90度的第二方向的第二位置也被称为叶片检查位置。第一转子叶片指向与第二位置相反的方向的第三位置也被称为单个叶片安装位置。

在又一有利实施例中，风力涡轮机包括齿轮箱。

换言之，风力涡轮机是齿轮传动型风力涡轮机。齿轮箱可能阻碍机舱与轮毂之间的直接出入，程度达到使人不能直接从机舱出入轮毂。因此，对人有利的是通过开口之一进入并使用出入系统。

附图说明

现在将参考附图只通过示例方式来描述本发明的实施例，附图中：

图1示出了齿轮传动型风力涡轮机；

图2示出了具有出入系统的风力涡轮机的轮毂；

图3示出了包括第一梯子、第二梯子和第三梯子的出入系统；

图4示出了梯子具有弯曲梯级的出入系统；

图5示出了这样的出入系统，其中绘出了余角；

图6示出了第一转子叶片处于第一位置的风力涡轮机；

图7示出了第一转子叶片处于第二位置的风力涡轮机；并且

图8示出了第一转子叶片处于第三位置的风力涡轮机。

图中的图示是示意性的。

具体实施方式

在图1中，示出了风力涡轮机10，其具有塔11、机舱12、轮毂20和转子叶片16，所述转子叶片16附接至轮毂20。机舱12容纳齿轮箱14和发电机13。因此，风力涡轮机10是齿轮传动型风力涡轮机10。轮毂20可旋转地安装至机舱12。轮毂20围绕转子旋转轴线15可旋转。

图2示出了风力涡轮机10的轮毂20。图2还示出了出入系统(access system)60，其包括第一梯子34、第二梯子44和第三梯子54。第一梯子34包括三个第一梯级35，第二梯子44包括三个第二梯级45，并且第三梯子54包括三个第三梯级55。

轮毂20还包括第一凸缘31，其用于安装第一转子叶片32(未示出)。同样地，轮毂还包括：第二凸缘41，其用于安装第二转子叶片(未示出)；和第三凸缘51，其用于安装第三转子叶片(未示出)。相反于第一凸缘31，轮毂20包括第一开口33，第一梯子34由此指向轮毂20的内部21。同样地，轮毂包括：第二开口43，其相反于第二凸缘41；和第三开口53，其相反于第三凸缘51。开口33、43、53的尺寸特别是直径更特别是内径为使得人可从外部22朝向轮毂20的内部21进入轮毂20。

图3示出了用于风力涡轮机10的轮毂20的出入系统60，所述出入系统60包括第一梯子34、第二梯子44和第三梯子54，它们彼此连接。梯子34、44、54中的每个包括内端61和外端62。梯子34、44、54在它们的内端61处彼此连接。第一梯子34包括彼此距离相等的三个第一梯级35，第二梯子44包括彼此距离相等的三个第二梯级45，并且第三梯子54包括彼此距离相等的三个第三梯级55。

第一梯子34将在以下被更详细地说明。第二梯子44和第三梯子54类似于第一梯子34。因此，以下说明的规格和详情也适用于第二梯子44和第三梯子54。第一梯子34包括第一导轨71和第二导轨72，它们平行于彼此。三个第一梯级35中的每个包括第一单元75、第二单元76和第三单元77。第二单元76垂直于第一导轨71和第二导轨72。第一单元75和第三单元77均倾斜向第一梯子34的外端62。第一角度73在第一导轨71与第一单元75之间建立，特别是在面向外端62的一侧。同样地，第二角度74在第二导轨72与第三单元77之间建立，再次在面向外端62的一侧。在图3中示出的具体示例中，第一角度73为120度，并且第二角度74也为120度。

图4示出了出入系统60，其类似于图3的出入系统60，然而特征在于弯曲梯级，而不是包括数个分离单元的梯级。

更具体地，图4中示出的出入系统60包括第一梯子34、第二梯子44和第三梯子54。三个梯子34、44、54中的每个包括内端61和外端62。此外，第一梯子34包括三个弯曲的第一梯级35，第二梯子44包括三个弯曲的第二梯级45，并且第三梯子54包括三个弯曲的第三梯级55。三个梯子34、44、54彼此相同。因此，在以下对第一梯子34说明的详情和规格也可适用于且有效于第二梯子44和第三梯子54。

第一梯子34包括第一导轨71和第二导轨72，它们平行于彼此。第一角度73在第一导轨71与第一梯级35之间的连接处建立。由于第一梯级35是屈曲或弯曲的，所以必须明白的是：第一梯级35在第一梯级35与第一导轨71之间的连接处的切线被用于确定第一角度73。同样地，第二角度74在第一梯级35与第二导轨72之间限定出。应该进一步指出的是：第一角度73和第二角度74均在面向外端62的一侧取得。最后，在图4的具体示例中，第一角度73为120度，并且第二角度74也为120度。

图5示出了出入系统60，其具有余角(complementary angles)78，特别是第一余角和第二余角。第一余角78被定义为这样的角度，其通过从180度减去第一角度73而获得。第二余角78被定义为这样的角度，其通过从180度减去第一角度73而获得。

再次，示出了具有第一凸缘31、第二凸缘41和第三凸缘51的轮毂20。相反于第一凸缘31的是第一开口33，相反于第二凸缘41的是第二开口43，并且相反于第三凸缘51的是第三开口53。轮毂20围绕转子旋转轴线15可旋转地安装。下面，将描述的是存在九个旋转轮毂位置，在这里人可进入三个开口33、43、53之一，并且能够踏在第一梯级35、45、55之一上，其中第一梯级35、45、55之一是水平的。

出入系统60包括第一梯子34、第二梯子44和第三梯子54。第一梯子34包括第一梯级35、第一导轨和第二导轨(两个导轨均未示出以为简单起见)。第一梯级35包括三个单元：第一单元75、第二单元76和第三单元77。第二单元76，其处于第一单元75与第三单元77之间，平行于第一开口33，并且垂直于第一导轨和第二导轨。第一单元75和第一导轨建立第一角度(未示出)和第一余角78。在图5的具体示例中，第一余角78为60度，因此第一角度为120度。同样地，第三单元77和第二导轨建立第二角度74(未示出)和第二余角79。第二余角79为60度，因此，第二角度为120度。

在图5的具体示例中，第一梯子34包括一个第一梯级35。替代地，第一梯子35也可以包括数个第一梯级35。

第二梯子44和第三梯子54相同于第一梯子34。因此，已经相对于第一梯子34提及的前述特征同样适用于第二梯子44和第三梯子54。

特别地，用于每个梯子44、54的每个余角78、79包括60度。

此外，可限定出四个方向。第一方向37指向下方，而第四方向67指向上方。第二方向47指向右侧，而第三方向57指向左侧。第二方向47和第三方向57所在的平面也被称为水平面。

第一转子叶片(未示出)被配置和制备成安装和附接至第一凸缘31。同样地，第二转子叶片(未示出)被配置和制备成安装和附接至第二凸缘41；第三转子叶片(未示出)被配置和制备成安装和附接至第三凸缘51。

下面，将详细描述九个旋转轮毂位置：如果第一转子叶片处于第一位置36，即第一转子叶片指向第一方向37，则意图从外部22向轮毂20的内部21中进入轮毂20的人可有利地通过开口33进入，并踏到第一梯子34的第一梯级35的第二单元76上。换言之，他可以踏到第一梯子34的在图5中由附图标记311表示的部分上。

有利地，部分311水平地定位，因此人可安全且舒适地进入轮毂20。

如果第一转子叶片处于第二位置，即第一转子叶片指向第二方向47，则人可有利地通过开口53进入，并踏到第三梯子54的由附图标记312表示的部分上。再次，第三梯子54的部分312是水平的，使得容易且安全的进入是可能的。

如果第一转子叶片处于第三位置，即第一转子叶片指向第三方向57，则人可有利地通过开口43进入，并踏到第二梯子44的部分313上。再次，部分313是水平的。

如果第二转子叶片指向第一方向37，则人可有利地通过开口43进入轮毂20，并踏到第二梯子44的部分411上。部分411是水平的，因此人有可能容易且安全地进入。如果第二转子叶片指向第二方向47，则人可有利地通过开口43进入，并踏到第一梯子34的部分412上。部分412是水平的。如果第二转子叶片指向第三方向57，则人可有利地通过开口53进入，并踏到第三梯子54的部分413上。有利地，部分413是水平的。

最后，如果第三转子叶片指向第一方向37，则人可有利地通过开口53进入，并踏到第三梯子54的部分511上。由于第一部分511是水平的，所以进入是安全且舒适的。如果第三转子叶片指向第二方向47，则人可有利地通过开口43进入，并踏到第二梯子44的部分512上。部分512是水平的。如果第三转子叶片指向第三方向57，则人可有利地通过开口33进入，并踏到第一梯子34的部分513上。部分513有益地是水平的。

概括地说，对于九个旋转轮毂位置中的每个，从外部22进入轮毂20的人都会发现三个梯子34、44、54之一的一个部分，其是水平的。这对于现有技术来说即对于用于轮毂20的常规出入系统来说是显著且高度有利的差异。

在图6中，示出了风力涡轮机的塔11、机舱12和轮毂20。第一转子叶片32安装即连接至轮毂20。具有第一转子叶片32的轮毂20相对于机舱12可旋转地安装。可围绕转子旋转轴线15执行旋转。

第一转子叶片32处于第一位置36，其也被称为正常维修位置。第一位置36的特征在于以下事实：第一转子叶片32沿第一方向37指向下方。换言之，第一转子叶片32指向一个方向，该方向是第一转子叶片32的重力81的方向。

图7示出了处于另一位置即第二位置46的图6的第一转子叶片32。

第二位置46的特征在于以下事实：第一转子叶片32指向第二方向47，其相对于第一位置36沿逆时针旋转方向旋转大约90度。第二位置46也被称为叶片检查位置。

最后，图8示出了第一转子叶片32的第三位置56。第三位置56也被称为单个叶片安装位置。在第三位置56，第一转子叶片32指向第三方向57，其相对于第一位置36沿顺时针旋转方向旋转大约90度。

Claims (10)

1. 用于风力涡轮机(10)的轮毂(20)的出入系统(60)，

其中

- 所述轮毂(20)包括用于安装第一转子叶片(32)的第一凸缘(32)、用于安装第二转子叶片(42)的第二凸缘(41)和用于安装第三转子叶片(52)的第三凸缘(51)；

- 所述轮毂(20)包括第一开口(33)、第二开口(43)和至少第三开口(53)，所述开口(33、43、53)中的每个均适于从所述轮毂(20)的外部(22)进入所述轮毂(20)的内部(21)；

- 所述出入系统(60)包括：具有多个第一梯级(35)的第一梯子(34)，所述第一梯子(34)从所述第一开口(33)向内延伸；具有多个第二梯级(45)的第二梯子(44)，所述第二梯子(44)从所述第二开口(43)向内延伸；和具有多个第三梯级(55)的第三梯子(54)，所述第三梯子(54)从所述第三开口(53)向内延伸；

- 至少所述第一梯子(34)包括第一导轨(71)和第二导轨(72)，所述第二导轨(72)基本上平行于所述第一导轨(71)；

- 所述第一梯级(35)中的每个从所述第一导轨(71)延伸至所述第二导轨(72)，包括介于所述第一梯级(35)与所述第一导轨(71)之间的第一角度(73)，以及介于所述第二梯级(45)与所述第二导轨之间的第二角度(74)；

其特征在于，

所述第一角度(73)和所述第二角度(74)各自大于100度。

2. 根据权利要求1所述的出入系统(60)，

其特征在于，

- 所述梯子(34、44、54)中的每个包括：外端(62)，其指向所述开口(33、43、53)之一；和内端(61)，其相反于所述外端(62)，并且

- 所述内端(61)彼此机械地接合。

3. 根据前述权利要求中任一项所述的出入系统(60)，

其特征在于，

所述第一梯级(35)中的每个包括第一单元(75)、第二单元(76)和第三单元(77)，其中

- 所述第一单元(75)附接至所述第一导轨(71)，

- 所述第一角度(73)建立在所述第一导轨(71)与所述第一单元(75)之间，

- 所述第三单元(77)附接至所述第二导轨(72)，

- 所述第二角度(74)建立在所述第二导轨(72)与所述第三单元(77)之间，并且

- 所述第二单元(76)连接所述第一单元(75)与所述第三单元(77)。

4. 根据权利要求3所述的出入系统(60)，

其特征在于，所述第二单元(76)基本上垂直于所述第一导轨(71)。

5. 根据前述权利要求中任一项所述的出入系统(60)，

其特征在于，所述第一梯级(71)中的每个是弯曲的。

6. 根据前述权利要求中任一项所述的出入系统(60)，

其特征在于，所述第一梯级(71)中的每个包括弧形形状。

7. 根据前述权利要求中任一项所述的出入系统(60)，

其特征在于，所述第一角度(73)基本上等于所述第二角度(74)。

8. 根据前述权利要求中任一项所述的出入系统(60)，

其特征在于，

- 所述第一角度(73)处于115度～125度的范围中，并且/或者

- 所述第二角度(74)处于115度～125度的范围中。

9. 根据前述权利要求中任一项所述的出入系统(60)，

其特征在于，

- 所述轮毂(20)包括第一位置(36)，在这里所述第一转子叶片(32)指向第一方向(36)，其由作用于所述第一转子叶片(32)的重力(81)的方向限定出，

- 所述轮毂(20)包括第二位置(46)，在这里所述第一转子叶片(32)指向第二方向(47)，其相对于所述第一位置(37)沿逆时针旋转方向旋转大约90度，

- 所述轮毂(20)包括第三位置(56)，在这里所述第一转子叶片(32)指向第三方向(57)，其相对于所述第一位置(36)沿顺时针旋转方向旋转大约90度，并且

- 对于所述位置(36、46、56)中的每个而言，多个梯级(35、45、55)垂直于第一转子叶片(32)所指向的方向。

10. 根据前述权利要求中任一项所述的出入系统(60)，

其特征在于，所述风力涡轮机(10)包括齿轮箱(14)。