CN110671281A - 风力涡轮机 - Google Patents

Abstract

一种风力涡轮机，该风力涡轮机具有包括安装结构（22）的机舱（3），至少一个覆面元件（7）附接到安装结构（22），和/或该风力涡轮机具有包括安装结构（22）的毂（4），至少一个覆面元件（7）附接到安装结构（22），该至少一个覆面元件（7）与若干固定装置（11）附接，其中每个固定装置（11）包括螺栓（12）和螺母（21），螺栓（12）具有一端处的螺栓头（13）、延伸穿过覆面元件（7）和安装结构（22）中的开口（23、24）的螺纹轴（14）及附接保持螺栓（12）的工具的工具安装部（15），螺母（21）旋拧在螺纹轴（14）上，其中螺栓头（13）位于机舱（3）或毂（4）的外侧，且工具安装部（15）和螺母（21）位于机舱（3）或毂（4）的内侧。

Description

风力涡轮机

技术领域

本发明涉及一种风力涡轮机，该风力涡轮机具有包括安装结构的机舱，至少一个覆面元件（facing element）附接到该安装结构，和/或该风力涡轮机具有包括安装结构的毂，至少一个覆面元件附接到该安装结构，所述至少一个覆面元件与若干个固定装置附接。

背景技术

现代风力涡轮机通常包括至少一个、通常为若干个覆面或包覆元件，该覆面或包覆元件例如是包括用于产生能量的相关部件的机舱的一部分。这样的机舱覆面元件例如是罩盖或侧壁区段等。通常包括这样的覆面元件的另一个部件是毂，呈毂罩覆盖件形式的覆面元件附接到该毂。所述机舱和/或毂包括相应的安装结构，该至少一个覆面元件借助于若干个固定装置附接到该安装结构。这些固定装置通常包括具有六角头和螺旋轴的螺栓，该螺栓被插入到覆面元件和安装结构中的两个对应的孔中，其中覆面元件与安装结构重叠。螺母被旋拧并紧固在该螺栓的螺纹轴上。通常，螺栓头处于机舱或毂的外侧上，而螺母处于内侧上。

当需要执行维修或维护工作时，还需要通过重新紧固螺栓连接来维护这些固定件。对于该操作，需要两名工人将相应的工具附接到螺栓头和螺母。一名工人需要在机舱或毂的外侧上被升起以将工具附接到螺栓头，同时第二名工人在机舱或毂内侧工作并使用他的工具来重新紧固螺母。这对于维护操作而言是非常精细且昂贵的方式。在现有技术的一个替代实施例中，包括带螺纹的封闭螺栓（blind bolt）的厚金属块被布置在机舱或毂的外侧上。螺栓从内侧被插入到安装结构和覆面元件的对应的孔中，并且随后，被旋拧到盲孔中。虽然该固定装置允许仅由一名工人从机舱或毂的内侧执行维护操作，但是它需要使用许多重且昂贵的金属块，这些金属块需要由不锈钢制成，并且这些金属块在安装时也要全力以赴来处理。

发明内容

因此，本发明的一个目的在于提供一种改进的风力涡轮机。

为了解决该问题，如上所述的风力涡轮机的特征在于，每个固定装置包括螺栓和螺母，该螺栓具有处于一端处的螺栓头、延伸穿过覆面元件和安装结构中的开口的螺纹轴以及用于附接用于保持该螺栓的工具的工具安装部，该螺母旋拧在该螺纹轴上，其中该螺栓头定位在机舱或毂的外侧处，并且该工具安装部和该螺母定位在机舱或毂的内侧处。

根据本发明，所使用的固定装置也是螺栓和螺母连接，其中螺栓具有特定的布局结构。该螺栓包括螺栓头，其可以是六角头或圆顶头。至少部分地带有螺纹的轴从该螺栓头延伸（extent）。此外，该轴还包括处于另一端处的工具安装部，该工具安装部用于附接工具，该工具用于在必要时固定或抵抗（或顶住，counter）螺栓。

在安装位置，该轴从机舱或毂的外侧插入到覆面元件和安装结构的重叠的孔中，使得螺栓头处于机舱或毂的外侧处，并且该轴的包括螺纹部分的另一端和具有该工具安装部的端部被布置在机舱或毂的内侧处。在风力涡轮机建立时，螺母被旋拧并紧固在该轴的螺纹部分上，用于将覆面元件紧密地固定到安装结构。

在需要包括重新紧固这些螺栓连接的维护操作的情况下，可由单人从机舱或毂的内侧执行这种维护或重新紧固。由于螺栓在内部轴端处包括工具安装部，因此维护工人可以将工具附接到该工具安装部，并将第二工具附接到螺母。利用附接到工具安装部的第一工具，他可以保持或抵抗螺栓，使得当他用第二工具旋转并紧固螺母时，螺栓被固定并且不能旋转。因此，单个工人可以从机舱或毂的内侧完成所有维护工作，不需要从机舱或毂的外侧工作的第二名工人。

如已经提到的，螺栓头可以是六角头，在替代方案中，它可以是圆顶头，该圆顶头具有相应的工具安装部，用于在风力涡轮机建立时保持或固定螺栓。

处于该轴的自由端处的工具安装部优选地包括围绕该轴的周界布置的至少两个各自平坦的表面。利用这些平坦的表面，可以附接和固定如扳手之类的工具，以便从内侧固定螺栓。优选地，该工具安装部是方头或六角头。

风力涡轮机经受恶劣的环境条件，尤其是下雨。必须防止水进入机舱或毂。因此，同样为了保护相应的固定装置和固定点，有利的是相应地在覆面元件的机舱或毂的外侧处布置至少一个密封垫圈。该密封垫圈紧密地邻接覆面元件的外侧，该覆面元件通常与布置在该覆面元件的内侧处的安装结构重叠。借助于该密封垫圈可以实现紧密的连接，该密封垫圈防止任何水或湿气进入螺栓连接或者通过该连接进入。当通过紧固密封轴与覆面元件的孔之间的间隙的螺丝来紧固螺栓连接时，该密封垫圈紧密地压靠覆面元件。

在螺栓包括六角头的情况下，与该六角头相比具有更大的直径的垫圈被设置在该六角头和密封垫圈之间。该垫圈用于在紧固螺母之后使六角头的压力分布在密封垫圈上的更大区域上，以便使密封垫圈均匀地压靠覆面元件。

在螺栓包括圆顶头的情况下，不需要这样的附加垫圈，这是因为该螺栓头由于其圆形形状通常具有更大的直径，即相应地具有压靠密封垫圈的更大的表面，使得密封垫圈可被布置在该圆顶头与覆面元件之间。

根据本发明的另一个实施例，可以设置偏置螺母的弹簧垫圈。利用该弹簧垫圈，螺母一直偏置抵靠轴的螺纹，使得它被固定并且在振动等作用在螺栓连接上时将不会松动。该弹簧垫圈优选地抵靠螺母和安装结构或抵靠该安装结构的垫圈。

覆面元件自身优选地是玻璃纤维部件，但它也可以是碳纤维部件。

最后，机舱的覆面元件可以是罩盖或罩盖的一部分或机舱壳体的侧壁元件，或者附接到毂的毂罩。

附图说明

在附图和下面的描述中示出了详细示出本发明的本发明的实施例。附图示出：

图1是具有机舱和毂以及相应的覆面元件的风力涡轮机的原理图，

图2是根据本发明的第一实施例的固定装置的分解图，

图3是使用图2中所示的固定装置的覆面元件到安装结构的固定区域的剖视图，

图4是本发明的第二实施例的固定装置的分解图，以及

图5是使用图4中所示的固定装置的覆面元件到安装结构的固定区域的剖视图。

具体实施方式

图1示出了风力涡轮机1，其包括塔架2和安置在该塔架上的机舱3。此外，它还包括毂4，相应的转子叶片5附接到该毂4。

在该原理图中，机舱3包括壳体6，该壳体6包括呈罩盖8或各种壁元件9的形式的若干个覆面元件7，该覆面元件7附接到机舱3的未示出的安装结构，该机舱3用于在机舱3的内部中收容部件。

毂4也设置有呈覆盖毂4的毂罩10的形式的覆面元件7。该毂罩10也被附接到毂4的相应安装结构。

为了将各覆面元件7附接到相应的安装结构，使用呈螺栓-螺母连接的形式的特定固定装置，其中在图2和图4中示出了这些固定装置的两个具体实施例。

图2示出了固定装置11的第一实施例，其包括具有螺栓头13的螺栓12。该螺栓头13是六角头。螺栓12还包括螺纹轴14。在轴14的与螺栓头13相对的端部处，设置有也呈六角头形式的工具安装部15。

固定装置11还包括垫圈16和密封垫圈17，与垫圈16相比，该密封垫圈17具有更大的直径。密封垫圈17包括金属盘构件18和布置在内周界处的密封器件18a。

此外，该固定装置还包括另一个垫圈19，继之以弹簧垫圈20，与垫圈19相比，该弹簧垫圈20具有更小的直径，并且最后是螺母21，该螺母21将被旋拧在轴14上。

图3示出了覆面元件7到机舱3或毂4的安装结构22的安装情况。安装结构22例如是钢支架或另一种类型的框架构件等。

如图3所示，例如为玻璃纤维增强塑料罩盖8或壁构件9或毂罩10的覆面元件包括第一孔23并且在外侧处与安装结构22重叠。安装结构22包括与第一孔23对准的第二孔24。

垫圈16和密封垫圈17被推到轴14上。然后，轴14从覆面元件7的外侧被推动穿过孔23、24，使得密封垫圈17邻接覆面元件的外表面25，同时螺栓头13邻接垫圈16。

现在垫圈19和弹簧垫圈20被推到轴14上，最后螺母21被旋拧在螺纹轴14上用于紧固连接。弹簧垫圈20被压缩并偏置螺母14。当最终紧固时，覆面元件7被紧密地固定到安装结构22，其中密封器件18a紧密地密封轴14与覆面元件7之间的间隙，使得水或任何湿气无法进入连接的内部。

如图3所示，工具安装部15和螺母21被布置在机舱3或毂4的内侧处。当需要维护操作并且需要重新紧固固定装置12时，单个工人就可以执行该操作。仅需要将如扳手或螺母扳手之类的相应工具附接到工具安装部15并且将如扳手之类的第二工具附接到螺母21。附接到工具安装部15的第一工具被用于抵抗螺栓12，而第二工具21被用于重新紧固螺母21，使得固定装置12再次显示出必要和要求的机械特性。

图4示出了固定装置11的另一个实施例，其中相同的附图标记用于相同的物件。固定装置11包括具有螺栓头13的螺栓12，该螺栓头13在此呈圆顶头（dome head）的形式，该圆顶头例如包括凹部，用于例如在风力涡轮机建立时附接所需的螺丝刀。

还包括密封垫圈17，其具有金属盘18和处于内周界处的密封器件18a。此外，它还包括垫圈19和与垫圈19相比具有更小的直径的弹簧垫圈20，并且最后是螺母21。

图5示出了使用图4中所示的固定装置11的覆面元件7到安装结构22的安装情况。覆面元件7和也可以是钢支架等的安装结构22包括对准的相应的孔23、24，其中覆面元件7在安装结构22的外侧处与安装结构22重叠。

在将密封垫圈17推到轴14上之后，轴14插入到孔23、24中，其中螺栓头13被定位在覆面元件7的外侧处。

现在垫圈19和弹簧垫圈20被推到螺纹轴14上，然后螺母21被旋拧在轴14上并被紧固，使得弹簧垫圈21被压缩并偏置螺母21。

当螺母21被紧固时，螺栓头13推挤密封垫圈17抵靠覆面元件7的外侧25，这借助于密封器件19收紧轴14与孔23之间的间隙。

显然，同样在该实施例中，工具安装部15在这种情况下也是六角头，并且螺母21被布置在机舱3或毂4的内侧处。当使用该固定装置11时，也可由单个工人执行必要的维护操作，这是因为他可以将如扳手或螺母扳手之类的第一工具附接到工具安装部15并且将如扳手之类的第二工具附接到螺母21，以便用第一工具抵抗螺栓12并用第二工具重新紧固螺母21。

因为在该实施例中使用圆顶头螺栓12，其具有圆形形状并且因此具有压靠密封垫圈17的相对大的平坦连接区域，所以不需要根据图2的固定装置11的如垫圈16那样的单独垫圈。

最后，图2至图4示出了呈六角头形式的工具安装部15。要注意的是，方头或仅两个平行的平坦表面也可以被设置为工具安装部15，其例如适于附接扳手。在替代方案中，具有六角形结构的盲孔，即艾伦孔（Allen-bore），也可以被用作工具安装部15，或者可以在轴14的前表面处布置简单的凹部用于插入螺丝刀。所有这些各种工具安装部15都可被用于附接用于抵抗螺栓12的保持工具。

尽管参考优选实施例详细地描述了本发明，但本发明并不受所公开的示例限制，在不脱离本发明的范围的情况下，本领域技术人员能够从所公开的示例得到其他变型。

Claims (10)

1.一种风力涡轮机，所述风力涡轮机具有包括安装结构（22）的机舱（3），至少一个覆面元件（7）附接到所述安装结构（22），和/或所述风力涡轮机具有包括安装结构（22）的毂（4），至少一个覆面元件（7）附接到所述安装结构（22），所述至少一个覆面元件（7）与若干个固定装置（11）附接，其特征在于，每个固定装置（11）包括螺栓（12）和螺母（21），所述螺栓（12）具有处于一端处的螺栓头（13）、延伸穿过所述覆面元件（7）和所述安装结构（22）中的开口（23、24）的螺纹轴（14）以及用于附接用于保持所述螺栓（12）的工具的工具安装部（15），所述螺母（21）旋拧在所述螺纹轴（14）上，其中所述螺栓头（13）定位在所述机舱（3）或所述毂（4）的外侧处，并且所述工具安装部（15）和所述螺母（21）定位在所述机舱（3）或所述毂（4）的内侧处。

2.根据权利要求1所述的风力涡轮机，其特征在于，所述螺栓头（13）是六角头或圆顶头。

3.根据权利要求1或2所述的风力涡轮机，其特征在于，所述工具安装部（15）包括围绕所述轴（14）的周界布置的至少两个各自平坦的表面，或者所述工具安装部（15）是方形或六角形的槽或凹部。

4.根据权利要求3所述的风力涡轮机，其特征在于，所述工具安装部（15）是方头或六角头。

5.根据前述权利要求中任一项所述的风力涡轮机，其特征在于，至少一个密封垫圈（17）被布置在所述覆面元件（7）的外侧处。

6.根据权利要求5所述的风力涡轮机，其特征在于，在所述螺栓（12）包括六角头的情况下，与所述六角头相比具有更大直径的垫圈（16）被布置在所述六角头与所述密封垫圈（17）之间，并且在所述螺栓（12）包括圆顶头的情况下，所述密封垫圈（17）被布置在所述圆顶头与所述覆面元件（7）之间。

7.根据前述权利要求中任一项所述的风力涡轮机，其特征在于，设置有偏压所述螺母（21）的弹簧垫圈（20）。

8.根据权利要求7所述的风力涡轮机，其特征在于，所述弹簧垫圈（20）抵靠所述螺母（21）和所述安装结构（22）或抵靠所述安装结构（22）的垫圈（19）。

9.根据前述权利要求中任一项所述的风力涡轮机，其特征在于，所述覆面元件（7）是玻璃纤维部件或碳纤维部件。

10.根据前述权利要求中任一项所述的风力涡轮机，其特征在于，所述机舱（3）的所述覆面元件（7）是罩盖（8）或罩盖（8）的一部分或侧壁元件（9）和/或附接到所述毂（4）的毂罩（10）。

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