CN1446289A - 转子叶片轮毂 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于风力发电厂的转子叶片轮毂。所述轮毂提供了(水平)转子轴(转子心轴)和转子叶片之间的机械连接。因此，施加在转子叶片上的总的力，只要它们不是转子叶片本身之内的力，也作用在叶片轮毂上，与这些(所需的)转动力一起，上述力还有离心力和各种由于风作用在转子叶片上而产生的力、载荷和力矩。从而，本发明的目的是制造一种转子叶片轮毂，该叶片轮毂满足对于风力发电厂可靠操作的所有需求，处于所需的尺寸内，并允许可靠且轻易运输到风力发电站的构建地点。该目的是借助于一种用于带有至少一个转子叶片的转子的转子叶片轮毂(10、12、14)予以实现的，该转子叶片轮毂由至少两个单件形成。

Description

转子叶片轮毂
技术领域
本发明涉及一种用于风力发电设备的转子叶片轮毂。
背景技术
这样一种叶片轮毂代表在(水平)转子轴(转子心轴)和各转子叶片之间的机械连接。这意味着，出现在各转子叶片处的所有的力，只要它们不是各转子叶片本身之内的力，也会出现在叶片轮毂上。除了这些(有意的)转动力之外，还有特别是一些离心力和各种由于风作用在转子叶片上而引起的力、载荷和力矩。
转子叶片轮毂因此是风力发电设备的承受载荷最大的部分之一，并且作为转子叶片与“设备其余部分”之间的连接装置，它构成了其强度必须保证以便没有任何转子叶片从设备上撕裂开来的部件。
因此，在现有技术状态中，在大多数情况下，转子叶片轮毂都是作为一个整体经浇铸制成的，优选地是用球墨铸铁制成的部件。
发明内容
因此，本发明的目的是提供一种转子叶片轮毂，其具有所需的尺寸，可满足于针对风力发电设备的可靠和安全操作的全部需求，并确保牢固并尽可能廉价地运输到风力发电设备的竖立地点。
要在不久的将来竖立的设备会达到这样的一些尺寸，即，为整体生产转子叶片轮毂所需的技术步骤几乎仍然不能适当地加以控制，而比如砂眼形式的薄弱部位的风险显著地不断加大。不过，这意味着无缺陷转子叶片轮毂的可靠生产不再是可能的了。
此外，至少具有相应尺寸的巨大转子叶片轮毂的陆上运输只能在高(不成比例的)成本下实施，并需要极为昂贵的后勤和组织准备。
本发明建议，转子叶片轮毂至少制成两(单)件，而各件永久地组装以构成一转子叶片轮毂。因此各件可以具有如此的尺寸，以致即使陆路运输也可以采用标准的运输装置予以实现。
在本发明一优选实施例中，转子叶片轮毂的单件的数量至少比风力发电设备的转子叶片的数量多一个。各单件具有已知的各种技术方法为之可靠地得到控制的尺寸。另一方面，这样就可能以如下方式把转子叶片轮毂分成各单件，即作用在各单件上的载荷性质比起铸件形式的转子叶片轮毂的早先已知形态可以更好地予以考虑。
尤其优选的是，转子叶片轮毂分为所谓的轮毂芯部和多个与转子叶片数量相一致的外轮毂部分。这样，每个转子叶片以根部固定于外轮毂部分，在此情况下，外轮毂部分本身又安装于轮毂芯部上，以便各连接处上的载荷可以明确地予以限定。
在本发明的一特别优选的研制成果中，既在轮毂芯部上也在外轮毂部分上设置固定装置，该固定装置使得在外轮毂部分与轮毂芯部之间可以形成耐久的连接。
这种耐久的连接可以由螺钉或铆钉连接予以实现。同样可能采取一种轮毂芯部向外轮毂部分上的主动锁定(positively locking)连接或形状决定的连接(比如通过焊接、粘接、组装相应地成型且相互匹配的零件(芯部和外部)(或者以上各种连接形式的组合))，在这方面，要注意确保永远为轮毂芯部与外部之间充分强固的连接提供措施。
本发明另外一些优选实施例由所附各权利要求中的特征予以描述。
附图说明
下面，将详细描述本发明一种可能的实施例。图中：
图1示出轮毂芯部和外轮毂部分的前视图，它们彼此分隔示出；
图2示出轮毂芯部的侧视图；
图3示出外轮毂部分的侧视图；以及
图4示出轮毂的侧视图。
具体实施方式
图1示出轮毂芯部10(自其前方看基本上具有三角形构型)，其带有一轴衬14，用于容放轴颈(trunnion)(未示出)。转子叶片轮毂连同该轴衬14配装到转子轴(比如轴颈)上去。在距轮毂芯部10一小段距离处示出的为三个外轮毂部分12，它们在图示方位上耐久地固定于轮毂芯部10上(并保持)，而转子叶片(未示出)又以已知方式固定于它们上(这方面请见：Erich HauWindkraftanlagen“[Wind Power Installations”])。
根据本发明一优选实施例，图1示出一用于承载三个转子叶片的转子叶片轮毂。因此，转子叶片轮毂具有三个外轮毂部分，各自用于每一转子叶片的连接；以及轮毂芯部10，其作为转子叶片轮毂的第四个单件。这意味着，转子叶片轮毂是由多个单件构成的(它们组装在一起)，其数量比转子叶片(未画出)的数量多一个。
为了在所涉及的材料方面获得足够的强度，各单件优选地是以铸造过程生产，并因而由具有适宜成份的铸铁制成。这方面，各单件具有与其生产过程可得以安全并正确控制相关的尺寸。以这种方式就有可能确保，由于各单件不出麻烦，则由它们生产出的转子叶片轮毂也安全和正确地满足所提出的高要求。
图2示出轮毂芯部10的侧视图。在此情况下，直接看到的是基本上椭圆形状的固定凸缘(安装座)，该凸缘带有用于把外轮毂部分12固定于轮毂芯部10上的螺纹孔16。螺纹孔16配置成分布在凸缘上，且数量为使得有可能在外轮毂部分12和轮毂芯部10之间实现牢固连接。图2还示出转子轴轴衬14，它可以通过轮毂芯部上的开口(用于支承在颈上)看到。固定凸缘并不必需一定具有椭圆形状，也可以是圆形的或具有多边形构型。
图3示出外轮毂部分12的侧视图，外轮毂部分12在组装转子叶片轮毂10、12、14之后抵靠轮毂芯部10的凸缘。同样设置在该外轮毂部分12上的是基本上为椭圆形并具有开口16的固定凸缘。在这方面，螺纹孔16的数量和位置对应于轮毂芯部10的螺纹孔的，以便它们在组装好的情况下处于精确相对的关系。
图3还示出外轮毂部分12的可能的基本上圆形的转子叶片连接装置。为了保持图形的清晰，固定装置没有在此示出。
为组装转子叶片轮毂，外轮毂部分12装于轮毂芯部10上，一旦外轮毂部分12相对于轮毂芯部10处于正确位置，各单件10、12就通过比如彼此螺纹连接而永久连接在一起。不过，在这方面，一切已知的用于连接这些单件的技术方法都可以采用，同时诸如比方焊接和粘接这样的一些不可拆卸的连接方法也是应当考虑的。
图4示出风力发电设备的正视图，此设备带有一承载三个转子叶片的转子叶片轮毂。转子叶片轮毂直接固定于发电机转子元件上，而发电机转子元件在发电机定子内旋转。叶片轮毂和发电机转子元件二者都可转动地装在轴颈上。
图示的风力发电设备优选地包括一种具有很高输出-优选是高于3MW-的风力发电设备。组装好的叶片轮毂直径大于2.50m(从图1所示的视图可见)。

Claims (7)

1.一种转子叶片轮毂(10、12、14)，用于具有至少一个转子叶片的转子，该轮毂由至少两个单件构成。
2.如权利要求1所述的转子叶片轮毂，其特征在于，转子叶片轮毂(10、12、14)单件的数量至少比叶片轮毂可以承载的转子叶片的数量多一个。
3.如权利要求1或2所述的转子叶片轮毂，其特征在于，转子叶片轮毂(10、12、14)由轮毂芯部(10)和一个或多个用于接收转子叶片的外轮毂部分(12)构成。
4.如上述权利要求中任一项所述的转子叶片轮毂，其特征在于，轮毂芯部(10)和外轮毂部分(12)耐久地和/或不可拆卸地连接在一起。
5.如权利要求1至4中任一项所述的转子叶片轮毂，其特征在于，轮毂芯部具有一基本上椭圆形的凸缘，用于接收外轮毂部分(12)。
6.一种用于由至少两个单件制造转子叶片轮毂的方法，所述各单件组装在一起以构成轮毂并优选地是耐久地组装在一起。
7.一种风力发电设备，其具有如权利要求1至5中任一项所述的转子叶片轮毂。
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