CN209855953U - 风力涡轮机的轮毂系统 - Google Patents

Abstract

描述了一种用于风力涡轮机的轮毂系统。该系统包括具有主结构的机舱、转子，所述转子包括至少两个转子叶片和设有第一连接装置的转子轮毂，所述第一连接装置用于将转子叶片连接到转子轮毂。转子轮毂是轮毂系统的一部分。该转子轮毂具有在使用时指向逆风方向的第一部件和指向机舱方向的第二部件，所述第二部件设有第二连接装置，用于与支撑转子的主轴承连接。该轮毂系统包括旋转器，其通过多个支架附接在轮毂上，用于覆盖轮毂的至少第一部件。所述旋转器关于转子的旋转轴对称地放置。所述旋转器在旋转器的顶部包括进风口，进风口中设置有水分离器。所述轮毂部件包括覆盖有舱口的检修孔，所述检修孔设置在第二部件中。

Description

风力涡轮机的轮毂系统

技术领域

本实用新型一般涉及风力涡轮机领域，更具体地，涉及一种用于风力涡轮机的轮毂系统，该风力涡轮机包括具有主结构的机舱、用于围绕旋转轴旋转的转子，该转子包括至少两个转子叶片和轮毂，该轮毂设有第一连接装置，用于将转子叶片连接至该轮毂，其中该轮毂为该轮毂系统的一部分，该轮毂具有在使用时指向逆风方向的第一部件和指向机舱方向的第二部件，第二部件设有第二连接装置，该第二连接装置设置为与支撑转子的主轴承相连接，其中旋转器通过多个支架附接在轮毂上，以至少覆盖轮毂的第一部件，且其中所述旋转器关于转子的旋转轴对称放置。

背景技术

US 2015/0023794公开了一种通过前言提到的类型的轮毂系统。该文献没有公开进入轮毂或旋转器的进风口。

US 2006/0120862A1公开了用于转子轮毂的曝气的设备，转子轮毂覆盖有旋转器。该曝气设备设有杯形盖，用于防止水进入轮毂。该盖设置在旋转器中的开口前面，并且经由穿过旋转器中的开口的连接件连接至轮毂。该文献没有公开水分离器可以安装在旋转器中。

需要提供一种轮毂系统，也称为旋转器系统，其形成轮毂视觉上平滑的形状并过渡到机舱。并且，它会防止水、雪和鸟类进入轮毂和机舱。

此外，由于需要削减成本，因此需要提供更简单的结构。通常，轮毂的安装和拆卸包括提升重物，因而需要减轻重量。对于运输，需要减小尺寸。

实用新型目的

本实用新型的目的在于得到一种轮毂系统，该轮毂系统满足了上述的需求且克服了上述的缺点。

实用新型内容

这个目的是通过一种轮毂系统获得的，其独特性在于：

所述旋转器，在该旋转器的顶部包括一个进风口，该进风口设有一个管状延伸部，水分离器与旋转器一体设置在管状延伸部中，以及

所述轮毂部件，其包括覆盖有舱口的检修孔，且该检修孔设置在第二部件中。

由于该旋转器和该水分离器是一体制造的，因此应当易于安装及拆卸该旋转器和关联的水分离器，以便对水分离器进行维护工作。

水分离器以这样的方式内置在管状延伸部中，使得水分离器紧密地安装在管状延伸部中。因此，水分离器不能通过孔来安装或拆卸以进行维护。由于使用支架，由旋转器和水分离器形成的单元易于安装和拆卸。支架可以用螺栓固定在轮毂上，或者用任何其他连接装置安装，以便于安装和拆卸。

旋转器将设置成与轮毂紧密相关，以免体积庞大，且将不允许人员进入旋转器和轮毂之间进行维护工作。

旋转器可具有抛物线或半球形的外部形状。该旋转器可以是该轮毂的鼻锥。使用鼻锥，也称为小型旋转器，减轻了重量和工作，降低了安装成本。无需工作车间装配。该旋转器可以与轮毂现场装配。该旋转器易于运输。

由于旋转器的顶部包括进风口，其允许冷却的空气进入轮毂。设置在进风口内的水分离器防止雨水进入轮毂。

顶部是指旋转器在远离机舱方向逆风的部分。

该进风口设置为空气导管的形式，该空气管道是旋转器顶部中的孔的管状延伸部。该空气管道以这样的方式成形，使得水分离器确保雨水由于重力将被收集起来并从鼻锥流出，而不会进入轮毂。

在进风口前部有格栅，确保鸟类不能进入轮毂。另一方面，格栅不能被聚集的叶子和柳絮堵塞住气流。

该旋转器应当具有吊点，以在轮毂处于竖直位置时能够安装旋转器。

由于进风口中的水分离器，因而不可能在轮毂的鼻处设置检修孔。因此，该检修孔设置在轮毂的第二部件中。由此，提供了靠近机舱的通道。因此，易于几乎直接从机舱的顶部进入。

通过指向上方(0°)的检修孔将使得检修孔舱口易于接近，以进行检修工作。在只设有一个检修孔的情况下，可以转动轮毂，使得检修孔指向下方。在此位置，其可以用作使用应急下降装置的紧急出口。此外，重型部件例如变桨齿轮，可以通过指向下方的检修孔来降落至地面以及再次提升。

该轮毂可设有一个以上检修孔。

应当可以从内侧和外侧用手柄开启舱口。

该舱口防止雨水进入，并且防止冷却的空气通过检修孔逸出。

该旋转器具有轮毂原始设计的平滑曲线。

该舱口与轮毂周围的表面一起将形成齐平的表面，从而建立起光滑的曲面。这有利于空气动力学特性，并且还降低了杂质聚集的风险。

舱口向内打开意味着安全性更好。因此，为了安全原因，舱口只能向内打开。这意味着人员可能无意地踩踏在上面而不会有任何掉出去的风险。尽管如此，舱口在内侧和外侧都必须有禁止踩踏的贴纸。

简而言之，对于根据本实用新型轮毂系统，我们具有更好的DFX比对。

DFX比对：运输/制造/维护/环境健康与安全(EHS)/生命周期管理团队(LMT) 风险

根据另一实施例，根据本实用新型的系统独特在于，所述旋转器上设置有延伸至第一连接装置之间的位置的内衬部件，从而设置为覆盖轮毂的第一部件和设在第一连接装置的至少一部分轮毂。这样的旋转器也称为小型旋转器。

内衬部件将覆盖轮毂的第一部件和设在转子叶片之间的轮毂区域。轮毂的第二部件没有被这种旋转器覆盖，并且内衬部件将不覆盖第一连接装置。

根据另一实施例，根据本实用新型的系统独特在于，轮毂系统还包括，当设有小型旋转器时，用于第一连接装置的独立覆盖部件。通常，第一连接装置可以是用于转子叶片的变桨轴承。

对于小型旋转器可以用独立内衬部件来覆盖变桨轴承。独立内衬部件可以分段提供例如四段。这使得其更加易于组装。变桨轴承盖将直接附接在变桨轴承上。

根据另一实施例，根据本实用新型的系统独特在于，轮毂系统还包括用于第二连接装置的独立覆盖部件。这样的覆盖部件将是轮毂-机舱过渡盘。

该盘将形成机舱前方朝向轮毂的旋转水密封。该盘与机舱盖应当有重叠。在所述部件之间必须有足够的间隙，以便在轮毂旋转时、甚至当考虑到主结构 (MSTR)、主轴承和轮毂的极限变形时，避免干扰。

小型旋转器的零件重量大约为传统全盖的1/3，最重的单个部件重量为120 千克。

此外，与传统的全旋转器相比，该系统具有相对较小的可承载雪的区域。这大大减小了支架和螺栓上的疲劳负载，并且支架和螺栓断裂的风险很小。

该旋转器系统具有足够的强度用于极限负载。

根据另一实施例，根据本实用新型的系统独特在于，轮毂所述旋转器设有内衬部件，该内衬部件在第一连接装置之间延伸并延伸至第二连接装置，由此内衬部件设置为覆盖轮毂的第一部件和设在第一连接装置之间的轮毂的一部分以及轮毂的第二部件。这种旋转器也称为全旋转器。

根据另一实施例，根据本实用新型的系统独特在于，全旋转器中的所述内衬部件包括覆盖第一连接装置的内衬部件。通常，第一连接装置可以是用于转子叶片的变桨轴承。

根据另一实施例，根据本实用新型的系统独特在于，所述进风口设置在从旋转器顶部凹陷的孔中。因此，对于该孔，可以设置为圆形边缘。这增加了旋转器的强度。

根据另一实施例，根据本实用新型的系统独特在于，该旋转器在顶部具有抛物线形或半球形的外形。优选这些形状，然而也可以使用其它形状。

根据另一实施例，根据本实用新型的系统独特在于，对于包括三个转子叶片的转子，在转子叶片之间的位置设有三个检修孔。

指向上方(0°)的检修孔将使得能够容易通过检修孔进入以进行维护工作，同时指向下方的两个检修孔可以用作紧急出口，以使用应紧下降设备。此外，可以通过位于离垂直位置120°和240°的两个检修孔，将变桨齿轮等重型部件降落到地面以及再次吊起。

根据另一实施例，根据本实用新型的系统独特在于，覆盖检修孔的所述舱口在内侧和外侧设有延伸穿过舱口的手柄。因此，从内侧和外侧都可以用手柄打开该舱口。

根据另一实施例，根据本实用新型的系统独特在于，所述舱口经由铰链与主轮毂连接，舱口通过连接的铰链向内打开。如上述所说，这是一种安全措施，因为人员可能无意地踩在舱口上而不会有掉出的风险。

根据另一实施例，根据本实用新型的系统独特在于，所述检修孔为椭圆形。椭圆形检修孔适于人体，且椭圆形检修孔具有更小的开口和更强的结构。

根据另一实施例，根据本实用新型的系统独特在于，所述舱口设有凸缘，该凸缘设置为抵靠环绕检修孔的内部圆形表面。这在人员无意地踩踏在舱口上的情况下产生了进一步的安全性。

根据另一实施例，根据本实用新型的系统独特在于，所述舱口具有平外表面，且设有延伸至舱口的所述外表面上方的手柄。因此，得到齐平的表面，且没有水在沉头孔区域聚集的风险。

根据另一实施例，根据本实用新型的系统独特在于，舱口的所述平外表面与周围的外表面齐平，形成从轮毂外部看到的封闭表面。由此，得到平滑的轮廓曲线。

附图说明

现在将仅通过实例并参考附图对本实用新型的实施例进行描述，其中：

图1示出风力涡轮机的透视图，

图2示出了包括全旋转器的轮毂系统的局部视图，

图3示出了对应于图2的局部视图；但具有包括小型旋转器的轮毂系统，

图4示出了图3中所示的小型旋转器的透视图，其在顶部包括进风口，

图5示出了覆盖有舱口的检修孔的局部视图，

图6示出了贯穿覆盖有部分开启舱口的检修孔的横截面，

图7示出了根据另一实施例的覆盖有舱口的检修孔的局部视图，

图8示出了贯穿图4中所示的小型旋转器的截面，以及，

图9示出了贯穿轮毂的横截面。

在下文中将逐一描述附图，在附图中所示的不同部件和位置在不同的附图中将用相同的数字进行编号。特定图中所示的所有部件和位置并非都会与该图一起论述。

位置编号列表

1 风力涡轮机

2 风力涡轮机塔架

3 地基

4 机舱

5 转子轮毂

6 风力涡轮机转子叶片

7 叶片的第一端(根端)

8 叶片的第二端(尖端)

9 全旋转器

10 小型旋转器

11 进风口

12 顶部

13 旋转轴

14 检修孔

15 舱口

16 第一部件

17 第二部件

18 第一连接装置

19 第二连接装置

20 开口

21、22 支架

23、24 连接装置

25 孔

26 最外部

27 管状延伸部

28 内衬部件

29 独立覆盖部件

30 全旋转器部分

31 独立覆盖部件

32 舱口表面

33 检修孔周围表面

34 凹槽

35 铰链

36 手柄

37 沉头孔

38 凸缘部件

39 内表面

40 水分离器

41 环形脊

具体实施方式

图1中可见一种典型的风力涡轮机1，其包括安装在地基3的塔架2。在塔架2的顶部，可见机舱4，机舱4包括例如齿轮箱、发电机和其他部件。在机舱 4处，还安装有用于搭载转子的轴，该转子包括轮毂5和三个风力涡轮机转子叶片6。转子叶片6设置在轮毂5上第一端7处，第一端7被称为转子叶片6的根端。转子叶片6的第二端8构成尖端。

图2示出了旋转器9，其在第一实施例中为全旋转器。

图3示出了根据第二实施例的旋转器10，该旋转器10为小型旋转器。

旋转器9、10在旋转器的顶部12设有进风口11。在进风口11中设有水分离器(未示出)。

旋转器9、10关于转子轮毂5的旋转轴13对称放置。

在图1和图2中，示出了覆盖有舱口15的检修孔14。该舱口的表面与旋转器的表面齐平，相应地，与围绕检修孔的轮毂表面齐平。

图9示出了轮毂5。该轮毂是根据本实用新型的轮毂系统的一部分。该轮毂具有使用时指向逆风方向的第一部件16和指向机舱方向的第二部件17。

轮毂5设有第一连接装置18，用于将转子叶片6连接至轮毂5。该第一连接装置通常为螺栓连接，转子叶片通过该第一连接装置安装至变桨轴承。

此外，该轮毂在轮毂的第二部件17中设有第二连接装置19。第二连接装置 19通常为凸缘，用于将轮毂连接至机舱中的主轴承。

图9示出了轮毂5在第一部件16中设有开口20，该孔对应于旋转器中的进风口11。支架21和22设置在轮毂上。这些支架用于将旋转器连接至轮毂。

图8中示出了小型旋转器9，其中示出了连接装置23和24，连接装置23和 24用于与支架21和22配合以便将旋转器连接至轮毂。

在图8中，显示进风口为从顶部12的最外部26凹陷的孔25。在此，能够围绕孔25使其变圆。此外，图8显示进风口11设有管状延伸部27，在管状延伸部 27上设置有水分离器40。

可以看到，水分离器40内置在管状延伸部27中。管状延伸部27位于由环形脊41限制的开口处，该环形脊41的直径小于管状延伸部27的直径。该水分离器具有与管状延伸部的直径相对应的外径。由此，水分离器40将紧密地安装在管状延伸部27中。因此，水分离器40不能通过孔25安装或拆卸。水分离器 40,或至少其外部部分可与旋转器9一体制造。

由于轮毂5中的进风口11设有水分离器，因此不可能通过进风口11进入轮毂。

因此，设有检修孔14。如图2、3和9所示，检修孔14设置在轮毂5的第二部件17中。由此，易于从机舱4的顶部进入轮毂。

图中仅示出了一个检修孔。然而检修孔14可设置在三个转子叶片6的每一个之间。因此，检修孔14可以指向上方以供人员进入轮毂中，而指向下方的检修孔，可用于从轮毂向下吊运元件以及向上吊运至轮毂中。

图4示出了图3和图8中所示的小型旋转器。

旋转器在顶部12处具有抛物线或半球形的外形，从旋转器顶部设有内衬部件28，内衬部件28用于延伸至转子叶片的第一连接装置18之间的位置。由此，轮毂的第一部件16以及设置在第一连接装置之间的轮毂部件都被小型旋转器覆盖。

图3显示独立覆盖部件29设置用于覆盖第一连接装置(图3中不可见)。这些独立覆盖部件29将覆盖变桨轴承。独立盖部件29将通常设置为三个或更多部分，其在安装转子叶片之后安装。

在图2中，可以看到全旋转器9包括覆盖第一连接装置18的部分30(见图 9)。

图2和图3中示出了用于覆盖第二连接装置19的独立覆盖部件31。独立覆盖部件优选地设置为三个或更多部分。

图2中所示的全旋转器9将覆盖轮毂的第一部件16和轮毂的第二部件17，并且还覆盖设置在第一连接装置之间的轮毂部件，如上文所述，还覆盖第一连接装置18。

因此，包括全旋转器的轮毂系统只需要使用独立覆盖部件31用于第二连接装置。

图5示出了检修孔14和覆盖所述检修孔的舱口15的实施例。该舱口15设有表面32，该表面32与围绕检修孔的表面33齐平。

从图6中也非常清楚，其中舱口15被部分地打开。在表面32和33之间设置有凹槽34，该凹槽34允许舱口围绕铰链35转动打开(见图6)。

如图6所示，舱口15用于向内转到轮毂中。由此得到一种安全措施，因为假使有人踩踏在舱口上，舱口不会意外打开。

舱口15设有手柄36，该手柄36设置在舱口15的表面32中的沉头孔37中。

在图6中，还可以看到，凸缘部件38围绕舱口设置，以便抵住检修孔14的内表面39。这增加了舱口的安全性。

如同从图5最清楚地显示的，看到检修孔14为椭圆形。因此，该检修孔适用于人，并且相比圆形的检修孔，该检修孔还具有更牢固的结构。

图7示出了舱口的另一实施例。要注意的是，该检修孔14图示为圆形。然而，检修孔优选为椭圆形。图7示出了舱口的另一实施例。

舱口将具有完全地平表面32，而没有用于手柄36的任何沉头孔开口。因此，手柄将在舱口15的外表面32上方延伸。手柄将延伸穿过舱口，并在内侧上具有相应的手柄(未示出)。因此，舱口可以从外部和内部打开。

该舱口的平外表面15与围绕检修孔14的表面33齐平。仅设有小的凹槽34。因此，该实施例提供了与周围外表面齐平的舱口。由此，从轮毂外侧看，提供了大致封闭的表面。本实施例消除了水在手柄周围区域聚拢的风险，这对于图6所示的手柄可能是一个问题。

需要注意的是，以上所示的实施例是示例，并且可能修改。还可以将不同实施例的特征组合起来。

Claims (15)

1.用于风力涡轮机的轮毂系统，包括具有主结构的机舱、围绕旋转轴旋转的转子，所述转子包括至少两个转子叶片和轮毂，所述轮毂设有用于将转子叶片连接至所述轮毂的第一连接装置，所述轮毂为轮毂系统的一部分，所述轮毂具有在使用时指向逆风方向的第一部件和指向机舱方向的第二部件，且第二部件设有第二连接装置，第二连接装置设置为与支撑转子的主轴承相连接，其中旋转器通过多个支架附接在轮毂上，以至少覆盖轮毂的第一部件，

且其中所述旋转器关于转子的旋转轴对称放置，其特征在于：

所述旋转器在所述旋转器的顶部包括进风口，所述进风口设有管状延伸部，水分离器与所述旋转器一体设置在管状延伸部中，并且

所述轮毂部件包括覆盖有舱口的检修孔，所述检修孔设置在所述第二部件中。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述旋转器上设置有延伸至第一连接装置之间的位置的内衬部件，由此内衬部件设置为覆盖所述轮毂的所述第一部件和设在第一连接装置之间的至少一部分轮毂。

3.根据权利要求1或2所述的系统，其特征在于，所述轮毂系统还包括用于所述第一连接装置的独立覆盖部件。

4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述轮毂系统还包括用于所述第二连接装置的独立覆盖部件。

5.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，轮毂所述旋转器设有内衬部件，所述内衬部件在第一连接装置之间延伸并延伸至第二连接装置，由此内衬部件设置为覆盖轮毂的第一部件和设在第一连接装置之间的轮毂的一部分以及轮毂的第二部件。

6.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，所述内衬部件包括覆盖第一连接装置的内衬部件。

7.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述进风口设置在从旋转器顶部凹陷的孔中。

8.根据权利要求7所述的系统，其特征在于，所述旋转器在顶部具有抛物线形或半球形的外形。

9.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，对于包括三个转子叶片的转子，在转子叶片之间的位置设有三个检修孔。

10.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，覆盖所述检修孔的所述舱口在内侧和外侧设有延伸穿过舱口的手柄。

11.根据权利要求10所述的系统，其特征在于，所述舱口经由铰链与主轮毂连接，舱口通过连接的铰链向内打开。

12.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述检修孔为椭圆形。

13.根据权利要求10-12之一所述的系统，其特征在于，所述舱口设有凸缘，该凸缘设置为抵靠环绕检修孔的内部圆形表面。

14.根据权利要求10所述的系统，其特征在于，所述舱口具有平外表面，且设有延伸在舱口的所述外表面上方的手柄。

15.根据权利要求14所述的系统，其特征在于，所述舱口的所述平外表面与周围的外表面齐平，以形成从轮毂外部看到的封闭表面。