CN107795439A - 用于风力涡轮机的风传感器支撑组件 - Google Patents

Abstract

描述了一种用于风力涡轮机的风传感器支撑组件。所述组件包括：（a）用于保持风传感器的保持构件；以及（b）用于支撑所述保持构件的支撑结构，所述支撑结构适于被紧固到风力涡轮机的上部，其中，所述支撑结构适于允许调整所述保持构件相对于所述风力涡轮机的所述上部的位置。此外，还描述了风力涡轮机、风力发电场和在风力涡轮机上支撑风传感器的方法。

Description

用于风力涡轮机的风传感器支撑组件

技术领域

本发明涉及电能产生装置的领域，特别是涉及风力涡轮机。更具体而言，本发明涉及一种用于风力涡轮机的风传感器支撑组件。此外，本发明还涉及包括这样的支撑组件的风力涡轮机以及包括多个风力涡轮机的风力发电场。另外，本发明还涉及一种在风力涡轮机上支撑风传感器（wind sensor）的方法。

背景技术

对操作风力涡轮机而言，风速和风向是重要的参数。例如，风速被用于在操作期间设定风力涡轮机的负载和/或叶片角度（桨距，pitch），并且风向被用于调整风力涡轮机相对于风的方向（偏摆角）。

传统上，风参数值借助于布置在风力涡轮机的机舱之上的风传感器单元来获得。然而，随着现代风力涡轮机的尺寸的增加，例如在风传感器的安装和/或维护期间，可能变得难以从风力涡轮机的顶部到达风传感器。当风传感器相对靠近转子定位时，尤其存在这个问题。

因此，可能需要一种有利于风传感器的安装和维护的在风力涡轮机上安装风传感器的方式。

发明内容

该需要可以通过根据独立权利要求所述的主题来满足。本发明的有利实施例通过从属权利要求来描述。

根据本发明的第一方面，提供了一种用于风力涡轮机的风传感器支撑组件。所描述的组件包括：（a）用于保持风传感器的保持构件；以及（b）用于支撑所述保持构件的支撑结构，所述支撑结构适于被紧固到风力涡轮机的上部，其中，所述支撑结构适于允许调整所述保持构件相对于所述风力涡轮机的所述上部的位置。

本发明的这个方面是基于如下思想，即：所述保持构件的位置是可调整的。由此，当安装风传感器时或在风传感器的维护期间，可以选择为执行安装或维护工作提供最佳可能条件的保持构件（并且由此，风传感器）的位置。另一方面，在风力涡轮机的正常操作（即，发电）期间，保持构件可以被不同地定位，特别是定位在提供风传感器的理想操作的位置。

根据本发明的一个实施例，所述支撑结构适于允许调整所述保持构件沿所述风力涡轮机的纵向轴线的位置。

换言之，所述支撑结构允许调整保持构件的位置导致与风力涡轮机的长度维度（length dimension）相对应的方向。

根据本发明的另一实施例，所述保持构件的位置能够在与所述风力涡轮机的转子具有最小距离的第一端部位置和与所述风力涡轮机的所述转子具有最大距离的第二端部位置之间调整。

这里，所述第一端部位置可以对应于测量位置，即，待在发电期间使用的位置，并且所述第二端部位置可以对应于服务位置，即，待在风传感器的安装或维护期间使用的位置，在该位置处，操作者必须能够到达保持构件。

根据本发明的另一实施例，在所述保持构件相对于所述风力涡轮机的所述上部的位置的调整期间，所述保持构件和所述风力涡轮机的所述上部、特别是机舱的顶部或上表面之间的角度被维持在预定值。

换言之，风力涡轮机顶部和保持构件之间的角度独立于保持构件（并且由此，风传感器）的具体位置保持相同。

在执行对保持构件（和布置在其上的风传感器）的测量位置的调整以便例如通过比较在不同位置处获得的风传感器数据来优化风传感器性能时，这是特别有用的。通过在任何位置处维持风力涡轮机和风传感器之间的恒定角度，可以确保相对于进入风的风传感器的对准或定向在每个位置处都基本上相同。

根据本发明的另一实施例，所述支撑结构包括第一梁和第二梁，所述第一梁具有连接到所述保持构件的一端，以及适于被枢转地紧固到所述风力涡轮机的所述上部的表面的另一端，所述第二梁具有连接到所述保持构件的一端，以及适于被连接到所述风力涡轮机的所述上部上的升高的结构的另一端。

换言之，第一梁被设计成在风力涡轮机的上部的表面（例如，风力涡轮机的顶部或机舱的上表面）和保持构件之间延伸。第一梁被枢转地紧固到该表面，使得当调整保持构件的位置时，第一梁和该表面之间的角度可以改变。

第二梁被设计成在保持构件和例如冷却单元之类的风力涡轮机的上部上的升高的结构之间延伸。由此，希望调整保持构件的位置的服务操作者可以到达第二梁。

根据本发明的另一实施例，所述第二梁的另一端适于被可滑动地连接到所述升高的结构，使得所述保持构件的位置能够通过滑动所述第二梁来调整。

换言之，可以通过使第二梁来回滑动来调整保持构件（并且由此，布置在其上的风传感器）的位置。同时，第一梁将相对于风力涡轮机的上表面枢转。

根据本发明的另一实施例，所述第二梁的另一端被可滑动地布置在滑动轴承中。

该滑动轴承优选地被紧固在所述升高的结构上，使得第二梁可以滑过它。

该滑动轴承可以是绕垂直于第二梁的轴线可枢转的，使得沿第二梁的（几乎）整个长度可以滑动。与第一梁和保持构件之间的可枢转接合相结合，可枢转的滑动轴承还可以确保在通过使第二梁滑过滑动轴承来改变保持构件的位置的同时，维持保持构件相对于风力涡轮机的对准。

根据本发明的另一实施例，所述第二梁包括折叠机构，特别是包括位于第二梁的相应端之间的折叠接合部的折叠机构。

在该实施例中，保持构件的位置可以通过将第二梁折起或展开（即，通过减小或增加沿第二梁的折叠角度）来调整，使得所述升高的结构和保持构件之间的有效距离相应地减小或增加。

根据本发明的另一实施例，所述组件还包括用于相对于所述升高的结构选择性地固定所述第二梁的锁定机构。

该锁定机构用于当保持构件处于期望位置时，相对于所述升高的结构来固定第二梁。为了调整保持构件的位置，该锁定机构被释放，使得第二梁可以被滑动或折叠。

根据本发明的另一实施例，所述支撑结构包括第一梁和线材，所述第一梁具有连接到所述保持构件的一端，以及适于被枢转地紧固到所述风力涡轮机的所述上部的表面的另一端，所述线材具有连接到所述保持构件的一端，以及适于被连接到所述风力涡轮机的所述上部上的升高的结构的另一端。

通过例如借助于杆在保持构件和所述升高的结构之间的线材的一点处向下推压，线材将会将保持构件拉向所述升高的结构，并且因此调整位置。

根据本发明的第二方面，提供了一种风力涡轮机，其包括：（a）转子；（b）发电机；（c）机舱；（d）根据第一方面或上述任一实施例的风传感器支撑组件；以及（e）风传感器，其中，所述风传感器支撑组件被紧固到所述机舱，并且其中，所述风传感器被安装在所述风传感器支撑组件的保持构件上。

根据该方面的风力涡轮机允许风传感器在安装/维护期间以及在操作（发电）期间的灵活定位。

根据本发明的一个实施例，所述风力涡轮机还包括在所述机舱的上部上布置为升高的结构的冷却单元。

根据本发明的第三方面，提供了一种风力发电场，其包括多个根据第二方面或任何上述实施例的风力涡轮机。

根据本发明的第四方面，提供了一种在风力涡轮机上支撑风传感器的方法。所述方法包括：（a）设置用于所述风传感器的保持构件；以及（b）设置用于支撑所述保持构件的支撑结构，所述支撑结构被紧固到所述风力涡轮机的上部，其中，所述支撑结构适于允许调整所述保持构件相对于所述风力涡轮机的所述上部的位置。

本发明的这个方面与上述第一方面基本上基于相同的思想。

要注意的是，已参考不同的主题描述了本发明的实施例。特别地，一些实施例已参考方法类型的权利要求来描述，而其他实施例已参考装置类型的权利要求来描述。然而，本领域技术人员将会从上文和下面的描述中获悉，除非另有指示，否则除了属于一种类型的主题的特征的任何组合之外，与不同主题相关的特征的任何组合、特别是方法类型权利要求的特征和装置类型权利要求的特征的组合也是本文档的公开的一部分。

本发明的上文所限定的方面以及另外的方面通过将在下文中描述的实施例的示例是显而易见的，并且参考这些实施例的示例来解释。以下将参考实施例的示例来更详细地描述本发明。然而，要明确地指出，本发明不限于所描述的示例性实施例。

附图说明

图1示出了根据本发明的一个示例性实施例的风传感器支撑组件。

图2示出了采用另一种构造的图1的风传感器支撑组件。

图3示出了采用另一种构造的图1的风传感器支撑组件。

图4示出了图3中所示的风传感器支撑组件的构造的详细后视图。

图5示出了根据本发明的一个示例性实施例的滑动轴承的详细视图。

图6示出了根据本发明的一个示例性实施例的保持构件的详细视图。

图7示出了根据本发明的另一示例性实施例的具有风传感器支撑组件的风力涡轮机。

具体实施方式

附图中的图例是示意性的。要注意的是，在不同的附图中，相似或相同的元件配有相同的附图标记或者配有仅在第一位数字内不同的附图标记。

图1示出了根据本发明的一个示例性实施例的风传感器支撑组件100。更具体而言，组件100包括保持构件110以及由梁121、122和124形成的支撑结构，这些梁全部被机械地连接到保持构件110。两个梁121和122向下并且朝向用于风力涡轮发电机（未示出）的冷却单元的框架140的相应侧延伸。梁121和122的下端适于被枢转地紧固在风力涡轮机之上的表面部分上，例如上部机舱表面等。梁124基本上水平地朝向轴承130延伸，该轴承130在框架140的上部上居中定位。当锁定机构（未示出）被释放时，轴承130允许梁滑动，使得可以调整布置在梁上的保持构件110和风传感器150的位置，即，使得具有风传感器150的保持构件110可以移动得更靠近或更远离框架140。当梁124在轴承130中滑动时，梁121和122的可枢转安装件（mounting）允许后者跟随。在图1中所示的构造中，梁121和122远离框架140倾斜，从而对应于第一端部位置，该第一端部位置与风力涡轮机转子（未示出）具有最小距离，并且因此，与框架140具有最大距离。该位置特别是可以在风力涡轮机的正常操作、即发电期间使用。

图2示出了采用另一种构造的图1的风传感器支撑组件100。更具体而言，在图2中所示的构造中，梁124的大约一半已被拉过轴承130，使得具有风传感器150的保持构件110位于梁121和122在基本上竖直的平面内延伸的中间位置。该中间位置可以是要测试的几个中间位置中的一个，以便找到用于发电的最佳位置。

图3示出了采用另一种构造的图1的风传感器支撑组件100。更具体而言，在图3中所示的构造中，整个梁124已被拉过轴承130，使得具有风传感器150的保持构件110位于与框架140的上部上的轴承130直接相邻的位置。在这种构造中，梁121和122朝向框架140倾斜，从而对应于第二端部位置，该第二端部位置与风力涡轮机转子（未示出）具有最大距离，并且因此，与框架140具有最小距离。该位置特别是可以被用于安装或更换风传感器150，或者当对风传感器150执行维护工作时使用。

图4示出了图3中所示的风传感器支撑组件100的构造的详细后视图。如上文所提及的，具有风传感器150的保持构件110被定位成非常靠近轴承130，并且因此，存在于冷却单元140上的安装或服务工人可以容易地到达该保持构件110。

图5示出了根据本发明的一个示例性实施例的滑动轴承130的详细视图。更具体而言，滑动轴承130形成为矩形柱状结构（rectangular cylindrical structure），例如通过拉手柄125，梁124可以滑动通过该矩形柱状结构。此外，滑动轴承还被枢转地布置，并且因此，当梁124滑动通过轴承130时，能够绕枢转轴线132枢转。此外，轴承130还可以包括用于将梁124固定在期望的位置的锁定机构（未示出）。该锁定机构例如可以包括可穿过轴承中的孔插入的插头和梁124中的相对应的孔。

图6示出了根据本发明的一个示例性实施例的保持构件110的详细视图。如图所示，保持构件110包括连接件111和112，其布置在保持构件110的相对端部处，用于相应地与梁121和122连接。所述连接件可绕基本上竖直的轴线枢转。此外，保持构件110还包括用于与梁124连接的中心连接件114。连接件114可绕基本上水平的轴线、即垂直于连接件111和112的枢转轴线的轴线枢转。可枢转的连接件111、112和114与可枢转的滑动轴承130（参见图5）一起工作，以确保当梁124滑动通过滑动轴承130以调整保持构件110的位置时，保持构件110相对于它下方的风力涡轮机的表面维持恒定的角度。换言之，布置在保持构件110上的风传感器150相对于进入风的定向在所有位置都将是相同的。

图7示出了根据本发明的另一示例性实施例的具有风传感器支撑组件的风力涡轮机。更具体而言，图7示出了支撑组件的两种构造。在第一构造中，下梁721a和上梁724a在机舱760上和冷却单元的框架140之上的相应安装点之间作为直线延伸。由此，位于梁721a和724a之间的接合处的保持构件和风传感器（图7中未详细示出）被定位在处于风力涡轮发电机762上方并且靠近转子叶片764的前端位置处。在第二构造中，折叠机构726已被激活，使得上梁724b被折叠，从而使下梁721b基本上直立。因此，在第二构造中，位于梁721b和724b之间的接合处的保持构件和风传感器（图7中未详细示出）被定位在框架140与第一构造的前端位置之间的中间位置处。为了进行维护工作，可以操作所述折叠机构，以使上梁由两个平行件组成，使得保持构件和风传感器将位于框架140的上部处，即，如结合前述实施例的图3和图4中所示的状况。折叠机构726可以包括锁定机构，其可由存在于平台上、框架140之后的操作者来操作。该锁定机构可以利用机械、液压和/或电气部件来锁定和释放折叠机构726。

作为上面结合图7描述的可折叠梁的一种替代方案，可以使用线材，特别是钢丝。线材可以被向下推动，或者它可以被简单地转入或转出（rolled in or out），以便调整保持构件的位置。

要注意的是，术语“包括”并不排除其他元件或步骤，并且措词“一”、“一个”或“一种”的使用并不排除多个。此外，联系不同实施例描述的元件也可以被组合。还要注意的是，权利要求中的附图标记不应被解释为限制权利要求的范围。

Claims (14)

1. 一种用于风力涡轮机的风传感器支撑组件，所述组件包括：

用于保持风传感器的保持构件，以及

用于支撑所述保持构件的支撑结构，所述支撑结构适于被紧固到风力涡轮机的上部，

其中，所述支撑结构适于允许调整所述保持构件相对于所述风力涡轮机的所述上部的位置。

2.根据前一权利要求所述的组件，其特征在于，所述支撑结构适于允许调整所述保持构件沿所述风力涡轮机的纵向轴线的位置。

3.根据前述权利要求中任一项所述的组件，其特征在于，所述保持构件的位置能够在与所述风力涡轮机的转子具有最小距离的第一端部位置和与所述风力涡轮机的所述转子具有最大距离的第二端部位置之间调整。

4.根据前述权利要求中任一项所述的组件，其特征在于，在所述保持构件相对于所述风力涡轮机的所述上部的位置的调整期间，所述保持构件和所述风力涡轮机的所述上部之间的角度被维持在预定值。

5.根据前述权利要求中任一项所述的组件，其特征在于，所述支撑结构包括第一梁和第二梁，所述第一梁具有连接到所述保持构件的一端，以及适于被枢转地紧固到所述风力涡轮机的所述上部的表面的另一端，所述第二梁具有连接到所述保持构件的一端，以及适于被连接到所述风力涡轮机的所述上部上的升高的结构的另一端。

6.根据前一权利要求所述的组件，其特征在于，所述第二梁的另一端适于被可滑动地连接到所述升高的结构，使得所述保持构件的位置能够通过滑动所述第二梁来调整。

7.根据前一权利要求所述的组件，其特征在于，所述第二梁的另一端被可滑动地布置在滑动轴承中。

8.根据权利要求5所述的组件，其特征在于，所述第二梁包括折叠机构。

9.根据权利要求6至8中任一项所述的组件，还包括用于相对于所述升高的结构选择性地固定所述第二梁的锁定机构。

10.根据权利要求1至4中任一项所述的组件，其特征在于，所述支撑结构包括第一梁和线材，所述第一梁具有连接到所述保持构件的一端，以及适于被枢转地紧固到所述风力涡轮机的所述上部的表面的另一端，所述线材具有连接到所述保持构件的一端，以及适于被连接到所述风力涡轮机的所述上部上的升高的结构的另一端。

11.一种风力涡轮机，包括转子、发电机、机舱、根据前述权利要求中任一项所述的风传感器支撑组件以及风传感器，

其中，所述风传感器支撑组件被紧固到所述机舱，并且其中，所述风传感器被安装在所述风传感器支撑组件的保持构件上。

12.根据前一权利要求所述的风力涡轮机，还包括在所述机舱的上部上布置为升高的结构的冷却单元。

13.一种风力发电场，包括多个根据权利要求11或12所述的风力涡轮机。

14. 一种在风力涡轮机上支撑风传感器的方法，所述方法包括：

设置用于所述风传感器的保持构件，以及

设置用于支撑所述保持构件的支撑结构，所述支撑结构被紧固到所述风力涡轮机的上部，

其中，所述支撑结构适于允许调整所述保持构件相对于所述风力涡轮机的所述上部的位置。