CN115038864A - 用于风力涡轮机的机舱 - Google Patents

Abstract

一种风力涡轮机机舱，该风力涡轮机机舱被配置成用于安装在风力涡轮机塔架上并且用于支撑转子支撑组件，该机舱包括主单元和至少两个辅单元。为了增加灵活性并且改进风力涡轮机的组装和维护程序，辅单元包括至少两个辅单元，每个辅单元容纳至少一个风力涡轮机部件，例如，逆变器或变压器。这些辅单元被单独地附接到主单元的同一壁，例如，侧壁或后壁。

Description

用于风力涡轮机的机舱

技术领域

本公开涉及一种用于风力涡轮机的机舱。机舱包括主单元和安装在主单元的壁上的至少两个辅单元。本公开的机舱特别适用于大型风力涡轮机。本公开进一步涉及一种具有该机舱的风力涡轮机以及一种用于架设包括这种机舱的风力涡轮机的方法。

背景技术

就额定功率输出而言以及就风力涡轮机的各个部件的物理尺寸而言，风力涡轮机的尺寸正在不断增加。因此，机舱的尺寸也必须增大，以容纳所需的风力涡轮机部件。风力涡轮机通常从各个部件的制造位置或多个制造位置运输到架设风力涡轮机的工作地点。

发明内容

本公开的实施方式的目的是促进进一步的模块化、易于设计和制造并且允许改进风力涡轮机的维护。本公开的实施方式的另一目的是提供一种能使用普通运输装置运输的机舱并且在不限制机舱的可能尺寸的情况下降低运输和搬运成本。

根据这些和其它目的，本公开提供了一种风力涡轮机机舱，该风力涡轮机机舱被配置成用于安装在风力涡轮机塔架上并且容纳限定旋转轴线的转子支撑组件。

机舱包括：

主单元，该主单元被布置成有待连接到风力涡轮机塔架并且容纳转子支撑组件，主单元包括处在旋转轴线的对置侧面的第一侧壁和第二侧壁以及在第一侧壁与第二侧壁之间横向于旋转轴线延伸的后壁；以及

至少两个单独的辅单元，

其中，

主单元和至少两个辅单元中的第一辅单元是在第一接口处组装的，

主单元和至少两个辅单元中的第二辅单元是在第二接口处组装的，并且

第一接口和第二接口都处在第一壁中。

第一壁可以是主单元的第一侧壁、第二侧壁或后壁。

由于两个接口都处于在第一侧壁、第二侧壁和后壁之间选择的同一壁中，所以主单元与辅单元之间的控制信号、功率、人员或备用部件等的交换可以通过同一壁进行通信，即，穿过第一侧壁或第二侧壁或穿过后壁，这由此有助于改进的布局等。

主单元可被认为是机舱的中心部分。主单元可被布置成经由偏航装置连接到风力涡轮机塔架。因此，其可包括偏航装置的至少一部分。此外，其可容纳转子支撑组件。特别地，主单元可包括主框架，以允许来自转子和传动系的力经由偏航装置被向下引导到塔架中。

在主单元容纳转子支撑组件的风力涡轮机中，辅单元或多个辅单元可典型地容纳多个不同的风力涡轮机部件。将辅单元分成至少两个辅单元允许不同的供应商供应不同的独立单元。这允许在至少一个部件的运输期间的包装和物流由单独的供应商执行，并且在风力涡轮机的构造现场，每个被供应有它的至少一个部件的辅单元可与主单元组装在一起以限定机舱。在整个装运和组装过程中，所述至少一个部件可保持被封装在辅单元中，并且因此可以在整个装运和组装过程中提供对所述至少一个部件的最佳保护。

特别地，在至少一个部件可能被污垢、雨水、水或沙子等弄脏的区域中，在形成最终机舱的一部分的辅单元中连续封装并使用至少一个部件潜在地提供了增加的寿命和减少的商场功能。还可以减少责任转移次数，因为供应商可以在例如整个装运和组装过程中保持对至少一个部件和辅单元负责，直到进入辅单元的密封被破坏并且至少一个部件被连接到容纳在其它辅单元中或主单元中的其它风力涡轮机部件。

具体地，不同的风力涡轮机部件可以在密封的辅单元中递送，并且密封可以保持完整，直到这些辅单元与主单元组装而形成该机舱的一部分。在例如其中所有风力涡轮机部件都被安装在机舱中并且机舱位于塔架上的适当位置的最终的组装状态下，可以打开密封的辅单元并且可以建立不同风力涡轮机部件之间的连接。直到此时，至少一个部件在辅单元中的封装都处于由供应商提供并且可选地由供应商控制的状态。

辅单元和/或主单元可以形成为具有与装运货物集装箱的大小和外形相当或相等的大小和/或外形。每个单元由此继承了装运货物集装箱关于搬运、运输和储存的优点。装运货物集装箱可例如通过船、火车和卡车等在世界上任何地方搬运，并且与批量运输相比成本较低。

通过构成这些单元的装运货物集装箱，成本节省甚至更显著。装运货物集装箱也被称为联运集装箱、标准货物集装箱、箱式集装箱、海运集装箱或ISO集装箱，并且通常是指在用于洲际交通的全球集装箱化的联运运输系统中用于存储和移动物料和产品的集装箱。装运货物集装箱可以遵循针对系列1货物集装箱的ISO 668：2013的ISO标准中的尺寸和结构规范。

在一个实施方式中，机舱包括两个辅单元，每个辅单元具有符合针对系列1货运集装箱的ISO 668：2013的ISO标准中的尺寸和结构规范的一个装运货运集装箱的一半大小，并且被布置成使得该集装箱的这两个半部分可以在运输过程中被组装成一个集装箱，并且被分割成两个辅单元。集装箱可以具体地在沿着该集装箱的纵向方向(即，集装箱的最长尺寸)延伸的接口中被分割。

机舱可以直接由塔架承载，或者也可以间接地经由中间塔架结构承载。如果风力涡轮机是传统的水平轴线类型，那么机舱通常由塔架顶部与机舱之间的偏航装置承载。然而，本公开还可以涉及以下类型的多转子风力涡轮机，在该类型的多转子风力涡轮机中，多于一个的机舱由横梁结构承载，该横梁结构再次由塔架承载。

本公开可以涉及上风风力涡轮机或者涉及下风风力涡轮机。

主单元是将机舱直接或经由所述中间塔架结构或多个中间塔架结构间接地连接到塔架的部件。主单元可以容纳传动系的部分，例如，转子轴的至少一部分。

风力涡轮机可以是发电机通常放置在机舱外的直接驱动风力涡轮机，或者风力涡轮机可以是发电机例如位于主单元中。主单元经由转子轴支撑转子。

取决于风力涡轮机的类型，主单元可包括另外的部件，例如，齿轮箱、轴承系统以及例如用于润滑、冷却和控制目的的不同种类的外围设备。主单元可以具体包括主框架，该主框架例如经由偏航装置连接传动系与塔架或中间塔架结构。主框架尤其可以是铸造部件。

主框架可经由偏航装置相对于塔架旋转。这可通过经由偏航装置将主框架连接到塔架或通过经由所述中间塔架结构将单独的机舱结构的至少两个主框架连接到塔架来促进，所述中间塔架结构再次经由偏航装置接合到塔架。

在另外的实施方式中，辅单元是沿着两个侧壁或沿着后壁和一个侧壁或两个侧壁布置的。

因此

主单元和至少两个辅单元中的第三辅单元可以是在第三接口处组装的，

主单元和至少两个辅单元中的第四辅单元可以是在第四接口处组装的，并且

第三接口和第四接口都处在第二壁中。

第一壁和第二壁是不同的壁，每个壁都是主单元的第一侧壁、第二侧壁或后壁中的一者。

另外：

主单元和至少两个辅单元中的第五辅单元可以是在第五接口处组装的，

主单元和至少两个辅单元中的第六辅单元可以是在第六接口处组装的，并且

第五接口和第六接口都可以处在主单元的第一侧壁、第二侧壁和后壁中的第三壁中。

第一壁可以是第一侧壁，壁可以是第二侧壁，并且第三壁可以是后壁。

第一接口和第二接口可例如位于右边侧面的侧壁处，第三接口和第四接口可位于左边侧面的侧壁处，并且第五接口和第六接口可位于后壁处。

沿着后壁延伸的辅单元可连接到主单元或连接到沿着侧壁延伸的辅单元，或者它们可连接到主单元和沿着侧壁延伸的辅单元这两者。

因此：

第一辅单元和至少两个辅单元中的第七辅单元可以是在第七接口处组装的，

第二辅单元和至少两个辅单元中的第八辅单元可以是在第八接口处组装的，

第三辅单元和第七辅单元可以是在第九接口处组装的，并且

第四辅单元和第八辅单元可以是在第十接口处组装的。

第一壁可以是第一侧壁，第二壁可以是第二侧壁，并且第七辅单元和第八辅单元这两者可以沿着后壁延伸。

除了第九接口和第十接口之外，主单元和第七辅单元可以是在第十一接口处组装的，并且主单元和第八辅单元可以是在第十二接口处组装的。

接口处在壁处或壁中，但辅单元的负载可由壁处或主单元内的更刚性的结构承载，例如，由机舱的主框架承载，该主框架被布置成承载转子组件并将转子组件的负载传递到塔架中。

在下文中简称为“接口中的一个接口”的第一接口、第二接口、第三接口、第四接口、第五接口、第六接口、第七接口、第八接口、第九接口、第十接口、第十一接口或第十二接口可以适合于在主单元被组装在塔架顶部上之后允许辅单元从主单元释放。为此目的，接口可包括位于主单元和辅单元上的相互互锁的结构特征。这种相互互锁的特征的示例可以是主单元和辅单元中的一者上的突起以及主单元和辅单元中的另一者上的凹口或孔，第一接口可以是允许主单元和辅单元可释放地接合的螺栓接口，或者辅单元可以通过线缆保持在主单元上的适当位置，通过该线缆，辅单元可以降低到地面以用于部件的维修、更换或者用于部件和人员在地面与机舱之间的运输。

在一个实施方式中，接口被配置成使得辅单元可以在该辅单元竖直地移动成靠近主单元时被主单元或被其它辅单元接收。这种接口可以由主单元和辅单元中的至少一者上的钩子或向上向外突出的导轨构成。

第一辅单元、第三辅单元、第五辅单元和第七辅单元中的至少一个辅单元形成上部单元，并且第二辅单元、第四辅单元、第六辅单元和第八辅单元中的至少一个辅单元形成下部单元，下部单元被布置在上部单元的下方并且与上部单元在竖直行中对齐。在这个实施方式中，下部单元可以特别考虑用于至少一个需要频繁维护或更换的部件，并且第二接口可包括多个线缆，通过该线缆，上部辅单元可以被降低到地面以用于部件的维修、更换或者用于部件和人员在地面与机舱之间的运输。

下部单元还可以被考虑用于强加较高安全风险的至少一个部件，并且通过该下部位置，该下部单元可以在发生火灾等的情况下被释放并且发送到地面。

上部单元可以形成下部单元的顶部，这意味着下部单元的上表面被上部单元的下表面覆盖。为此目的，当在水平截面中看时，下部单元和上部单元可以具有相同的形状和/或大小。下部单元和上部单元可以是类似的单元，并且它们可以具有类似或相同的内容。例如，它们可容纳变压器和逆变器。

在一个实施方式中，上部单元和下部单元被单独地附接到主单元。在该实施方式中，接口与每个辅单元单独交互。在另一个实施方式中，上部单元和下部单元是在另外的接口中组装的。另外的接口可以特别适合于允许上部辅单元和下部辅单元中的一者从上部单元或下部单元中的另一者释放。为此目的，另外的接口可包括处在辅单元上的相互互锁的结构特征。这种相互互锁的特征的示例可以是辅单元中的一个辅单元上的突起和辅单元中的另一个辅单元上的凹口或孔。另外的接口可以是允许辅单元彼此可释放地接合的螺栓接口，或者辅单元可以由线缆接合，通过该线缆，一个辅单元可以降低到地面以对部件进行维修、更换或者用于部件和人员在地面与机舱之间的运输。在一个实施方式中，另外的接口被配置成使得当一个辅单元被降低得靠近另一个辅单元时，所述一个辅单元可被所述另一个辅单元接收。这种接口可由通过另一接口相接合的辅单元中的一者或两者中的至少一者上的钩子或向上向外突出的导轨构成。

上部单元和下部单元可具有在主单元的高度的80％与120％之间的总高度。

主单元和辅单元两者都可以具有面向彼此以在主单元与辅单元之间的接口中提供双侧壁结构的壁部分。

辅单元与主单元之间和/或在两个辅单元之间可以限定有间隙。

在一个实施方式中，辅单元与主单元之间具有间隙，在一个实施方式中，仅一个辅单元与主单元之间具有间隙，在一个实施方式中，两个辅单元之间具有间隙，在一个实施方式中，辅单元之间以及辅单元与主单元之间具有间隙。间隙可以允许空气在主单元与辅单元之间或在辅单元之间通过，并且因此可以通过防止在其间存在间隙的单元之间的火扩散或热对流来增加安全性。间隙可进一步增加单元中的冷却。

入口可被限定为从主单元到辅单元中的至少一个辅单元，和/或从一个辅单元到另一个辅单元。机舱可包括密封地接合两个辅单元或辅单元和主单元以在接合部之间形成密封接合的垫圈。

围绕从主单元到辅单元的入口的垫圈可以特别地接合主单元和辅单元两者的壁，并且围绕从辅单元到辅单元的入口的垫圈可以特别地接合两个辅单元的壁。

每个辅单元均可形成内部空间，该内部空间可与主单元中的空间和/或与另一个辅单元中的空间完全分开。为此目的，这些辅单元可包括用于密封任何开口的适合的密封装置，所述任何开口例如是围绕从主单元延伸到辅单元中或者在两个辅单元之间延伸的线缆或管道的开口。

辅单元可容纳至少一个与主单元中的风力涡轮机部件相互作用的部件。该相互作用可包括信号或功率的电通信或通过冷却或润滑流体的通信。

机舱可以容纳功率转换组件，该功率转换组件被布置成将来自发电机的功率转换成期望的能量形式。功率转换组件可被配置成用于输送电力(例如，以AC或DC)或用于将来自发电机的电力转换成其它形式的能量，例如，转换成氢气、氨气或甲醇。

在电能的情况下，功率转换组件可被配置成用于将发电机连接到例如外部电网。在这种情况下，功率转换组件可由例如逆变器、变压器和开关齿轮构成。任何这样的部件可被包括在功率转换组件中。

作为示例，发电机可以是异步或同步发电机，例如，异步或同步发电机，并且逆变器电压可以在与发电机电压(有时称为定子电压)相同的范围内。

在另一示例中，发电机可以是双馈感应发电机(DFIG)。在这种情况下，逆变器上的电压可以不同于发电机定子电压。逆变器被连接到发电机转子并且通常是与定子电压相同的电压或更低的电压。

低电压例如可以被视为高达1000V的电压。可将中等电压视为1KV至约60kV的电压。发电机电压可以是低电压或中等电压。

在被配置成用于产生氢气、氨气或甲醇的风力涡轮机中，功率转换组件可包括电解池，该电解池被配置成用于基于来自发电机的电力产生物质。

在其它实施方式中，风力涡轮机可存储能量，并且功率转换组件可包括电池。

机舱以及尤其是辅单元中的一个或多个辅单元可以容纳工作部件，该工作部件例如选自由变压器、逆变器、电池和燃料电池组成的组。因此，辅单元可包括外表面，该外表面面向主单元并且包括用于电气或流体连通的促进此类工作部件的接口。

以相应的方式，这些辅单元中的一个或每个辅单元可以容纳与另一个辅单元中的风力涡轮机部件相互作用的工作部件。一个辅单元中的工作部件可以例如从由变压器、逆变器、电池和燃料电池组成的组中选择。因此，辅单元可包括外表面，该外表面面向另一个辅单元并且包括用于电气或流体连通并且促进这些特定部件的接口。

一个辅单元中的工作部件可具有与另一个辅部件中的工作部件的功能相同的功能。在不同的部件专用于相同功能的情况下，这提供了双功能。两个相同功能的部件中的一个可以被容纳在辅单元中的一个辅单元中，而另一个部件可被容纳在另一个辅单元中。

在出现故障的情况下，风力涡轮机可在例如通过更换整个辅单元来更换辅单元中的一个辅单元中的工作部件的同时继续以降低的功率工作。

至少一个辅单元可容纳直接悬挂在主单元上的工作部件。

机舱可包括用于自动释放辅单元中的至少一个辅单元的系统。这一特征例如可以在火灾的情况下使用，其中，一个单元可被释放以防止火灾蔓延。释放的单元可以例如通过线缆结构以受控的方式降低到地面，该线缆结构包括防止高降低速度的自动制动机构。在一个实施方式中，辅单元中的一个或多个辅单元通过螺栓固定到主单元，所述螺栓包括基于爆炸的释放机构，并且通过线缆固定到绞车上，所述绞车具有防止卷绕速度超过特定极限的制动联轴器。在辅单元中着火的情况下，螺栓被破坏并且辅单元落入由线缆控制的地面。因此，自动释放装置可包括用于自动释放该单元的各种装置，包括动力驱动钩子、爆炸螺栓、用于降低该单元的减速线缆等。

在一个实施方式中，减振材料被布置在主单元与辅单元之间。可以使用橡胶或泡沫材料，或具有类似的弹性可变形和减振效果的材料。减振材料可以特别地被压缩在主单元与辅单元之间，并且它可以特别地被布置在主单元和辅单元通过钉子、铆钉、螺栓或任何类似的机械附接件来固定的地方。

在一个实施方式中，主单元比辅单元更宽。主单元“更宽”意味着其在水平平面中且垂直于旋转轴线的尺寸大于辅单元的相同尺寸。主单元可以具体地比遵循针对系列1货物集装箱的ISO 668：2013的ISO标准中的尺寸和结构规范的装运货物集装箱更宽，而辅单元可以具有针对那些ISO标准(ISO 668：2013)系列1货物集装箱所规定的尺寸或小于该尺寸。

在第二方面，提供了一种制造用于风力涡轮机的机舱的方法。该方法包括：接收各自位于辅单元中的至少两个风力涡轮机部件。在部件位于辅单元中的状态下，两个辅单元相接合。辅单元被附接到主单元，并且主单元被附接到风力涡轮机塔架。主单元可在辅单元附接到主单元之前或之后附接到风力涡轮机塔架，并且辅单元可一个接一个地接合到主单元，或者它们可与例如和成组的两个辅单元相接合的主单元组装在一起。

特别地，可以有利的是，将两个部件运送到单独的辅单元中，在架设风力涡轮机的位置处或附近组装辅单元以限定辅单元，以及将主单元和辅单元例如组装在塔架的顶部上。

辅单元可以是密封的，并且可以提供电子警报，即，基于非预期的侵入或不希望的温度、水或湿度来提供电子警报。

辅单元可以被布置成将这两个风力涡轮机部件中的一个风力涡轮机部件与这两个风力涡轮机部件中的另一个风力涡轮机部件气密地隔离开。在一个选择的辅单元中进行的这种气密隔离可具有几个优点。一个辅单元可以是气密的，而相邻的辅单元可以是开放的，从而例如在火灾的情况下允许进行快速的压力减小。

辅单元可布置成将两个风力涡轮机部件中的至少一个风力涡轮机部件与主单元中的风力涡轮机部件和/或其它辅单元中的风力涡轮机部件气密地隔离开。

一个辅单元可以响应于诸如火灾等的事故而从另一辅单元和从主单元释放。

附图说明

在下文中，将参考附图更详细地描述本公开的实施方式，其中：

图1a和图1b示出了风力涡轮机；

图2示出了风力涡轮机的机舱；

图3示出了图2的机舱2的透视图；

图4示出了图3的从上方看的机舱；

图5示出了左侧辅单元和右侧辅单元容纳相同部件的实施方式；

图6示出了其中两个辅单元61、62彼此上下定位的实施方式；

图7示意性示出了主单元与其中一个辅单元之间的接口的细节；

图8a和图8b示出了其中辅单元布置成竖直行的实施方式中的主单元和辅单元；

图9a和图9b示出了主单元和辅单元的细节；

图10至图11示出了单元之间具有间隙的不同布局的细节；

图12至图15示出了主单元与辅单元之间的接口的4个不同的实施方式；

图16至图18示出了其中主单元和辅单元通过铰接结构组装的实施方式；

图19a、图19b、图19c和图20示出了用于将辅单元附接到主单元的钩子的进一步细节；

图21示出了处于打开位置的钩子，在打开位置，辅单元能自由地降低到地面；

图22示出了具有用于将辅单元附接在主单元上的两个螺栓孔的横截面；

图23、图24、图25示出了其中钩子被滑动地悬挂的实施方式；以及

图26至图28示出了主单元上的用于吊装辅单元的起重机的实施方式。

具体实施方式

详细描述和特定示例虽然指示了某些实施方式，但是它们仅是通过说明的方式给出的，因为根据该详细描述，在本公开的精神和范围内的各种改变和修改对于本领域技术人员都将变得显而易见。

图1a和图1b示出了具有安装在塔架3上的机舱2的风力涡轮机1。承载三个转子叶片5的轮毂4形成转子并且由机舱2中的转子支撑组件承载。通常，转子支撑组件包括将齿轮装置和发电机连接到轮毂的转子轴。然而，齿轮并不总是需要的，因为发电机可以由轴直接驱动。图1b示出了具有位于机舱外的发电机6的直接驱动风力涡轮机。

图2示出了机舱包括主单元20和两个辅单元21、22。冷却区域23布置在机舱的顶部上。冷却区域由热交换器形成，该热交换器可形成主单元和/或任何辅单元的一部分。主单元20经由偏航装置(未示出)安装在塔架3上，从而允许机舱2旋转以便将由轮毂4承载的转子叶片引导到风中。两个分开的辅单元24、25都作为两个独立的辅单元接合到主单元。此外，各辅单元可以沿着附加接口26相接合以形成作为一个组装的实体的辅单元。

图3示出了图2的机舱2的透视图。在图3中，机舱2的外壁是透明的，从而显露出机舱2的内部部分和容纳在其中的风力涡轮机部件。主单元20容纳沿着由轮毂4的旋转轴线限定的方向顺序地布置在轮毂4的后面的主轴承单元31、齿轮装置32和发电机33。

辅单元21容纳位于后部辅单元36中的变压器单元34和位于前部辅单元37中的逆变器单元35。辅单元之间的分隔由横向隔板38示出。后部单元和前部单元是可以彼此分开并且可以与主单元单独地分开的独立单元。

每个辅单元21、22经由第一接口沿着主单元20的侧面安装。在所公开的实施方式中，这些辅单元被安装成使得一个辅单元21是沿着主单元20的右侧安装的并且另一个辅单元22是沿着主单元20的左侧安装的，如在沿着轮毂4的旋转轴线的方向上从轮毂4朝向主单元20的后壁所看到的。各辅单元沿着附加接口相接合。如隔板38所示，第二接口可垂直于第一接口延伸。

主单元和辅单元包括协作开口39，从页允许人员从主单元中的主空间进入辅单元中的辅空间。以类似的方式，辅单元可包括协作开口，从而允许人员从一个辅单元进入相邻的辅单元。

图4示出了图3的从上方看到的机舱。辅单元22的辅单元42、43均具有抵靠主单元的壁的壁部分。隔板44被放置在逆变器单元35与变压器单元34之间，并且表示第二接口，在两个辅单元之间进行分割。

图5示出了其中左侧辅单元和右侧辅单元容纳建立重量平衡和双功能的至少一个相同部件的实施方式。双功能意味着风力涡轮机包括两个相同功能的部件，每个辅单元中各容纳一个部件。在出现故障的情况下，风力涡轮机可在其中一个辅单元中的工作部件被更换的同时继续以一半的功率操作。在图5中，进一步示出了两个辅单元由隔板51分开。因此，每个双功能部件(即，变压器或逆变器)可在两个辅单元中的每个辅单元中被单独更换。

图6示出了其中两个辅单元61、62彼此上下定位的实施方式。辅单元61是由40英尺的集装箱构成的上部辅单元，辅单元62是由20英尺的集装箱构成的下部辅单元。

图7示出了其中一个接口的实施方式。接口以可释放的方式将主单元20与辅单元71相接合并且允许例如在维护期间更换辅单元的一个辅单元。接口由其中一个子单元72中的向内的导轨或导轨73构成。导轨73用虚线示出并且限定进入外表面75中的凹口。导轨在水平截面中(即，当从上方看时)具有C形轮廓。导轨被配置成接收设置在辅单元上的突起74，并且特别地，导轨能够以非常简单的过程接收突起74，在该过程中，辅单元71沿着主单元20的外表面75下降。这由箭头76示出。这种非常简单的过程允许容易地更换辅单元，而无需将其它辅单元与主单元分离。

图8a和图8b示出了这样一个实施方式，在该实施方式中，机舱包括主单元20和三组，每组由两个辅单元61、62构成。在所示出的实施方式中，每个辅单元都被直接附接到主单元，但是它们还可以被附接到其它辅单元。上部辅单元61和下部辅单元62是在同一竖直行中排列的单元。因为在水平截面中看时，上部单元和下部单元具有相同的形状和大小，所以上部单元形成下部单元上方的顶部。

在该实施方式中，辅单元(即，堆叠的两个辅单元)具有几乎主单元的高度，并且两个辅单元被悬挂在主单元的同一个侧壁处。辅单元设置在主单元的后壁上，并且设置在主单元20的对置侧壁上。

图8b示出了相同的机舱，但是去除了辅单元的侧面，以示出上部单元61与下部单元62相同，即，它们容纳相同的部件，在这种情况下是变压器和逆变器。上部单元中的变压器或逆变器可以与下部单元中的变压器或逆变器相同，或者它们例如关于额定功率可以是不同的。

图9a和图9b示出了主单元和辅单元的两个不同的细节。在图9a中，上部辅单元61和下部辅单元62彼此直接抵靠。在该实施方式中，来自上部单元61的负载可被传递到下部单元62，并且辅单元可通过另外的接口彼此接合。

在图9b中，上部辅单元61和下部辅单元62被布置成彼此相距一距离。在该实施方式中，来自上部单元61的负载被排他地传递到主单元20，并且辅单元仅接合到主单元20。

图10至图11示出了分别由第一接口和第二接口提供的不同布局。

在图10中，第一接口提供主单元与辅单元之间的间隙。该间隙允许空气在主单元与辅单元之间通过，从而支持通过对流进行有效的冷却。此外，间隙例如通过防止火灾蔓延而增加了安全性。

在图11中，在辅单元之间限定了间隙。此外，间隙允许空气在辅单元之间通过，从而支持通过对流进行有效的冷却并增加了安全性。

图12至图15示出了形成辅单元与主单元之间或两个辅单元之间的接口中的一个接口的一部分的单元固定结构的四个不同的实施方式。在这四个图示中的每一个中，辅单元121和主单元122通过下面描述的协作结构来连接。相同的结构可用来接合两个辅单元。

在图12中，协作结构由支架123构成，各单元借助于该支架通过螺栓相接合。

在图13中，协作结构由与图12中使用的支架类似的下支架123构成。在上边缘处，各单元通过在铰接点132处枢转地接合到第一辅单元的钩子131组装。该钩子可以如箭头133所指示地旋转并且当处于所示出的位置时接合单元的边缘支架134。当下支架123被移除并且钩子131旋转到单元中时，第二辅单元可以降低到地面。

图14中的实施方式与图13中的实施方式是可比较的，但是其中下支架用上支架141代替，并且钩子被放置在下边缘处。

在图15中，下支架和上支架用于将辅单元螺栓连接到主单元，并且可滑动的支撑件151在螺栓已被附接的状态下支撑第二辅单元的下表面。如果需要将第二单元降低到地面，例如，用于更换或维护工作部件，则可滑动的支撑件可滑动到左侧，并且辅单元可例如通过使用构建到第一辅单元中的起重机而被降低。在图12至图15所示的任何实施方式中，支架或钩子将负载从辅单元引导到主单元的刚性部分中，例如，引导到负载承载柱例如主单元的角柱中。各种结构特征可以将承载辅单元的支架或钩子直接连接到主单元中的主框架，从而建立进入塔架的负载路径。

图16至图18示出了其中辅单元和主单元通过包括铰接元件163、164、165的铰接结构组装的实施方式，铰接元件163、164、165具有用于接收延伸穿过铰接元件的铰接销166的孔。图16还示出了接口形成间隙167，从而允许空气例如从机舱下方穿过该间隙到达机舱上方。间隙通过距离元件168在底部保持打开，该距离元件可由允许空气在单元之间通过的多个销或开放结构构成。

这样的间隙可增加热对流，并因此增加各单元内的空间的冷却。该间隙不限于具有铰接结构的实施方式，而是可以与任何其它组装方法组合。

图17和图18示出了铰接元件163、164、165和铰接销166。在图17中，这些铰接元件相对于彼此被正确地定位，使得铰接销可以滑动到铰接元件中。在图18中，铰接销被插入穿过铰接元件的孔。

图19a、图19b和图19c示出了用于将一个单元191附接到另一单元192的钩子的进一步细节，例如，将辅单元附接到主单元或将辅单元附接到另一个辅单元，在此仅称为第一单元和第二单元。钩子193旋转地悬挂在第一单元中的铰链194处并抓住第二单元中的凹口或边缘195。

钩子还可以被附接在第二单元中并且抓住第一单元中的凹口或边缘，在这种情况下，钩子可以被相反地附接，即，如图20所示。钩子可通过使用致动器来进行定位。

图21示出了处于打开位置的钩子，在打开位置，第二单元能自由地降低到地面。

图22示出了能看到两个螺栓孔221的截面。螺栓孔有助于通过使用螺栓将第二单元附接在第一单元上以用于牢固固定。在本实施方式中，钩子主要用于将第二单元相对于第一单元定位在正确的高度上，并且螺栓用于将各单元相接合。

在图19、图21和图22中，钩子优选地由刚性框架结构支撑，例如，经由沿着保持钩子的单元的内表面布置的柱或支撑杆支撑。在图19中，柱197沿着单元的内表面延伸并且在单元的底部部分中支撑主框架上的钩子。

钩子可通过动力驱动装置(例如，包括液压驱动致动器)在打开位置(图21)与关闭位置(图19、图20、图22)之间移动。

图23、图24、图25示出了其中钩子不是旋转地悬挂而是滑动地悬挂的实施方式。该功能与图19至图22的实施方式相似。在图23和图24中，截面图示出了螺栓孔231，该螺栓孔可用于各单元的牢固的螺栓接合。

在图25a中，钩子251向左滑动，从而脱离单元的边缘并允许单元降低到地面。在图25b中，钩子251向右滑动，从而接合辅单元的边缘并且保持两个单元彼此固定。钩子可通过动力驱动装置(例如，通过液压致动器)滑动。

在以上描述中，图19至图25被解释为用于将各单元相接合的单元固定结构的部件。

图26示出了在维护或更换期间向上或向下吊装单元。通过使用形成主单元的一部分或形成其中一个辅单元的一部分的起重机261来吊装单元。运动基本上仅在由箭头263示出的竖直平面中进行，并且辅单元或其中一个辅单元的附接可以通过如前所述的单元固定结构来辅助，该单元固定结构包括可移动的固定特征，例如铰接的或可滑动的钩子等。

图27以放大视图示出了内部起重机261。起重机附接到主单元或其中一个辅单元的顶部部分，并且通过其位置，起重机可在竖直方向上将其它单元吊装到所述单元固定结构可在各单元之间形成接合的位置。该过程可以不需要沿除竖直方向之外的其它方向的运动，并且因此有助于简单的组装过程，减少了对外部起重机辅助的需要。为了在水平平面中进行调节，起重机261可以具有水平运动的选项，例如，如箭头262所示。

图28示意性地示出了在主单元282的顶部上或在其中一个辅单元的顶部上具有双悬臂梁281的另一起重机结构。悬臂梁281可以在伸缩节283中侧向延伸。悬臂梁有助于另一单元284的提升和连接。即使本文公开的单元固定结构(包括可枢转或可滑动的钩子)通常能促进通过仅在竖直方向上进行吊装来附接辅单元或辅单元，进出移动也能促进主单元与辅单元之间的水平距离的精细调节。

定义

在此，术语“机舱”是指描述用于风力涡轮机的机器室的普遍接受的术语，即，承载该转子和传动系并且由风力涡轮机塔架承载的那一部分。

本文中的术语“主单元”和“辅单元”是指可以单独运输并且可以与一个或多个其它单元进行组装以形成机舱的单元。

在此，术语“转子支撑组件”是指机舱的承载转子典型地是承载传动系、主轴承和主框架的那些部分。取决于风力涡轮机的类型，传动系可包括不同的部件，例如，转子轴、发电机以及可选地处在转子轴与发电机之间的齿轮箱。

Claims (23)

1.一种风力涡轮机机舱，该风力涡轮机机舱被配置成用于安装在风力涡轮机塔架上并且容纳限定旋转轴线的转子支撑组件，所述机舱包括：

主单元，该主单元被布置成有待连接到风力涡轮机塔架并且容纳所述转子支撑组件，所述主单元包括处在所述旋转轴线的对置侧面的第一侧壁和第二侧壁以及在所述第一侧壁与所述第二侧壁之间横向于所述旋转轴线延伸的后壁；以及

至少两个单独的辅单元，

其中，

所述主单元和所述至少两个辅单元中的第一辅单元是在第一接口处组装的，

所述主单元和所述至少两个辅单元中的第二辅单元是在第二接口处组装的，并且

所述第一接口和所述第二接口都处在第一壁中，所述第一壁是所述第一侧壁、所述第二侧壁或所述后壁中的一者。

2.根据权利要求1所述的机舱，其中：

所述主单元和所述至少两个辅单元中的第三辅单元是在第三接口处组装的，

所述主单元和所述至少两个辅单元中的第四辅单元是在第四接口处组装的，并且

所述第三接口和所述第四接口都处在第二壁中，所述第二壁是所述第一侧壁、所述第二侧壁或所述后壁中的一者。

3.根据权利要求2所述的机舱，其中：

所述主单元和所述至少两个辅单元中的第五辅单元是在第五接口处组装的，

所述主单元和所述至少两个辅单元中的第六辅单元是在第六接口处组装的，并且

所述第五接口和所述第六接口都处在第三壁中，所述第三壁是所述第一侧壁、所述第二侧壁或所述后壁中的一者。

4.根据权利要求1、2和3所述的机舱，其中，所述第一壁是所述第一侧壁，所述第二壁是所述第二侧壁，并且所述第三壁是所述后壁。

5.根据权利要求2所述的机舱，其中：

所述第一辅单元和所述至少两个辅单元中的第七辅单元是在第七接口处组装的，

所述第二辅单元和所述至少两个辅单元中的第八辅单元是在第八接口处组装的，

所述第三辅单元和所述第七辅单元是在第九接口处组装的，并且

所述第四辅单元和所述第八辅单元是在第十接口处组装的，

所述第一壁是所述第一侧壁，所述第二壁是所述第二侧壁，并且所述第七辅单元和所述第八辅单元都沿着所述后壁延伸。

6.根据权利要求5所述的机舱，其中，

所述主单元和所述第七辅单元是在第十一接口处组装的，并且

所述主单元和所述第八辅单元是在第十二接口处组装的。

7.根据前述权利要求中任一项所述的机舱，其中，所述第一辅单元、所述第三辅单元、所述第五辅单元和所述第七辅单元中的至少一者形成上部单元，并且所述第二辅单元、所述第四辅单元、所述第六辅单元和所述第八辅单元中的至少一者形成下部单元，所述下部单元布置在所述上部单元的下方并与所述上部单元在竖直行中对齐。

8.根据权利要求7所述的机舱，其中，当在水平截面中看时，所述下部单元和所述上部单元具有基本上相同的形状和/或大小。

9.根据权利要求7至8中任一项所述的机舱，其中，所述上部单元和所述下部单元具有总高度，所述总高度在所述主单元的高度的80％与120％之间。

10.根据前述权利要求中任一项所述的机舱，其中，在所述主单元与所述辅单元中的至少一个辅单元之间或在所述至少两个辅单元之间限定有间隙，所述间隙允许空气在所述主单元与所述辅单元之间或在所述辅单元之间通过。

11.根据权利要求10所述的机舱，其中，所述间隙被限定在所述主单元与所述辅单元之间以及所述辅单元之间。

12.根据权利要求11所述的机舱，其中，所述辅单元之间以及所述辅单元与所述主单元之间的间隙是互连的。

13.根据前述权利要求中任一项所述的机舱，该机舱包括从所述主单元到所述辅单元中的至少一个辅单元的入口。

14.根据前述权利要求中任一项所述的机舱，该机舱包括从一个辅单元到另一个辅单元的入口。

15.根据权利要求13至14中任一项所述的机舱，该机舱包括密封地接合两个辅单元或密封地接合辅单元与主单元以在接合部之间形成密封接合的垫圈。

16.根据前述权利要求中任一项所述的机舱，其中，每个辅单元都形成能与所述主单元中的空间气密地隔开并且可选地与另一辅单元中的空间气密地隔开的空间。

17.根据前述权利要求中任一项所述的机舱，其中，所述辅单元中的至少一个辅单元具有10、20、40或45英尺大小的装运集装箱的大小或形状。

18.一种风力涡轮机，该风力涡轮机包括根据前述权利要求中任一项所述的机舱。

19.一种制造用于风力涡轮机的机舱的方法，该方法包括：接收各自被封装在辅单元中的至少两个风力涡轮机部件；以及将带有封装的部件的两个辅单元附接到所述机舱的主单元。

20.根据权利要求19所述的方法，其中，所述主单元附接到风力涡轮机塔架，并且其中，所述两个风力涡轮机部件保持被封装在所述辅单元中，直到所述主单元附接到所述塔架。

21.根据权利要求19或20所述的方法，其中，所述辅单元被布置成将所述两个风力涡轮机部件中的一个风力涡轮机部件与所述两个风力涡轮机部件中的另一个风力涡轮机部件气密地隔离开。

22.根据权利要求19至21中任一项所述的方法，其中，所述辅单元被布置成将所述两个风力涡轮机部件中的至少一个风力涡轮机部件与所述主单元中的风力涡轮机部件气密地隔离开。

23.根据权利要求19至22所述的方法，其中，响应于事件，一个辅单元被从另一个辅单元并且被从所述主单元释放。

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