DE102009055932B4 - Windkraftrad - Google Patents
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Abstract
Windkraftrad mit einem Turm und einem an diesem drehbar gelagerten, einen Rotor tragenden Gehäuse, wobei zwischen Gehäuse und Turm ein Ringspalt für einen Lufteintritt angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen Turm (10) und Gehäuse (11) ein Tropfenabscheider (12) angeordnet ist, der den Ringspalt zumindest teilweise abdeckt, im Gehäuse (11) zusammen mit diesem drehbar angeordnet ist und der als Ringabscheider ausgebildet ist und eine Vielzahl von radial angeordneten Tropfenabscheiderlamellen (4) aufweist, wobei sich die Lamellen (4) zwischen einer inneren Umfangswand (3) und einer äußeren Umfangswand (2) des Abscheiders erstrecken.Wind turbine with a tower and a rotatably mounted on this, a rotor-bearing housing, wherein between the housing and tower an annular gap for an air inlet is arranged, characterized in that between the tower (10) and the housing (11) a mist eliminator (12) is arranged which at least partially covers the annular gap, is arranged rotatably in the housing (11) together with the latter and which is designed as a ring separator and has a multiplicity of radially arranged droplet separator lamellae (4), the lamellae (4) being arranged between an inner peripheral wall (3 ) and an outer peripheral wall (2) of the separator.
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Windkraftrad mit den Merkmalen des Oberbegriffes von Patentanspruch 1.The present invention relates to a wind turbine having the features of the preamble of
Tropfenabscheider haben die Aufgabe, in einem Gasstrom mitgeführte Flüssigkeitstropfen aus dem Gasstrom abzuscheiden. Hierzu weist ein Tropfenabscheider eine Vielzahl von Lamellen auf, die beispielsweise wellenförmig gebogen sind, so dass zwischen den Lamellen wellenförmige Strömungswege gebildet werden. Durch die infolge der wellenförmigen Strömungswege erreichte Verringerung der Strömungsgeschwindigkeit sammeln sich hinter jeder Umbiegung eines Strömungsweges Tropfen an, die entlang den Lamellen nach unten abgeführt und beispielsweise in Rinnen aufgefangen werden.Droplet eliminators have the task of separating entrained liquid droplets from the gas stream in a gas stream. For this purpose, a mist eliminator on a plurality of fins, which are bent, for example, wave-shaped, so that wave-shaped flow paths are formed between the slats. As a result of the reduction in the flow velocity achieved as a result of the wave-shaped flow paths, drops accumulate downstream of each bend of a flow path and are discharged downwards along the lamellas and collected, for example, in channels.
Solche Tropfenabscheider gelangen insbesondere bei Gaswäschern zum Einsatz und erstrecken sich dabei in der Regel über die gesamte Fläche des zugehörigen Gasführungskanales, so dass die Tropfenabscheider kreisförmig oder rechteckig ausgebildet sind.Such mist eliminators are used in particular in gas scrubbers and thereby generally extend over the entire surface of the associated gas guide channel, so that the droplet separators are circular or rectangular.
Es ist aber auch bereits ein ringförmiger Tropfenabscheider bekannt (
Bei dem bekannten Tropfenabscheider sind die Lamellen radial ausgerichtet, so dass ihre äußeren Abstände größer sind als ihre inneren Abstände. Die Tropfenabscheiderlamellen bilden in Radialrichtung wellenförmige Strömungswege, entlang denen der eigentliche Abscheidevorgang stattfindet.In the known droplet separator, the lamellae are radially aligned, so that their outer distances are greater than their internal distances. The droplet separator fins form wave-shaped flow paths in the radial direction along which the actual deposition process takes place.
Der bekannte ringförmige Tropfenabscheider wird daher in Radialrichtung durchströmt.The known annular droplet is therefore flowed through in the radial direction.
Aus der
Aus der
Aus der
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Windkraftrad der eingangs beschriebenen Art zu schaffen, bei dem die über den Ringspalt in das Gehäuse eindringende Luft einen besonders geringen Feuchtigkeitsgehalt besitzt.The present invention has for its object to provide a wind turbine of the type described above, in which the penetrating through the annular gap in the housing air has a particularly low moisture content.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß bei einem Windkraftrad der angegebenen Art durch die kennzeichnenden Merkmale von Patentanspruch 1 gelöst.This object is achieved with a wind turbine of the type indicated by the characterizing features of
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Windkraftrad mit einem Turm und einem an diesem drehbar gelagerten, einen Rotor tragenden Gehäuse, wobei zwischen Gehäuse und Turm ein Ringspalt für einen Lufteintritt angeordnet ist. Bei derartigen Windkrafträdern muss das Innere des Rotorgehäuses belüftet werden, was über einen zwischen Gehäuse und Turm angeordneten Ringspalt geschieht. Die über diesen Ringspalt in das Gehäuse eindringende Luft kann jedoch mit Feuchtigkeit beaufschlagt sein. Ein Eindringen von Feuchtigkeit in das Gehäuse ist aber unerwünscht. Die vorliegende Erfindung schafft für dieses Problem Abhilfe, indem sie vorsieht, dass zwischen Turm und Gehäuse ein Tropfenabscheider angeordnet ist, der den Ringspalt zumindest teilweise abdeckt. Anstelle eines Ringspaltes kann es sich hierbei auch um einen ringförmigen Strömungskanal handeln, in oder auf dem der erfindungsgemäß ausgebildete Tropfenabscheider dann installiert ist.The present invention relates to a wind turbine with a tower and a rotatably mounted on this, a rotor-bearing housing, wherein between the housing and tower an annular gap for an air inlet is arranged. In such wind turbines, the interior of the rotor housing must be ventilated, which is done via an arranged between the housing and tower annular gap. However, the air which penetrates into the housing via this annular gap can be exposed to moisture. Ingress of moisture into the housing is undesirable. The present invention remedy this problem by providing that between the tower and the housing, a droplet is arranged, which covers the annular gap at least partially. Instead of an annular gap, this can also be an annular flow channel in or on which the droplet separator designed according to the invention is then installed.
Der Tropfenabscheider ist im Gehäuse zusammen mit diesem drehbar angeordnet. Der Tropfenabscheider dreht sich daher zusammen mit dem Gehäuse relativ zum fest angeordneten Turm.The mist eliminator is rotatably mounted in the housing together with this. The mist eliminator therefore rotates together with the housing relative to the fixed tower.
Um den Tropfenabscheider relativ zum Turm abzudichten, kann eine geeignete Dichtungsanordnung Verwendung finden, beispielsweise eine Bürstendichtung. Solche Dichtungsanordnungen sind dem Fachmann bekannt und werden daher an dieser Stelle nicht mehr im Einzelnen beschrieben.To seal the droplet separator relative to the tower, a suitable Seal arrangement find use, for example, a brush seal. Such sealing arrangements are known to the person skilled in the art and will therefore not be described in detail at this point.
Bei dem erfindungsgemäß ausgebildeten Tropfenabscheider erstrecken sich die Lamellen zwischen einer inneren Umfangswand bzw. inneren Begrenzungswand und einer äußeren Umfangswand bzw. äußeren Begrenzungswand des Tropfenabscheiders, die im Einbauzustand in Strömungsrichtung verlaufen. Der Abscheider weist hierbei keine Bodenwand und keine Deckwand auf, so dass er im eingebauten Zustand axial bzw. vertikal (bei vertikaler Strömung) durchströmt wird. Die Lamellen des Tropfenabscheiders sind daher so angeordnet bzw. ausgebildet, dass sich in Axialrichtung bzw. Vertikalrichtung wellenförmige Strömungswege ergeben. Im Betrieb sammeln sich Tropfen hinter jeder Umbiegung eines Strömungsweges und laufen entlang den einzelnen Lamellen nach unten und können dort über geeignete Auffangeinrichtungen aufgefangen und abgeleitet werden.In the case of the mist eliminator designed according to the invention, the lamellae extend between an inner peripheral wall or inner boundary wall and an outer circumferential wall or outer boundary wall of the droplet separator, which run in the installed state in the flow direction. The separator here has no bottom wall and no top wall, so that it flows through in the installed state axially or vertically (with vertical flow). The lamellae of the droplet separator are therefore arranged or formed such that wave-shaped flow paths result in the axial direction or vertical direction. In operation, drops accumulate behind each bend of a flow path and run down the individual fins down and can be collected and discharged there via suitable collecting devices.
Bei dem erfindungsgemäß ausgebildeten Tropfenabscheider sind im Einbauzustand in der Regel die Tropfenabscheiderlamellen, die innere Umfangswand und die äußere Umfangswand vertikal angeordnet. Dies schließt jedoch nicht aus, dass der Tropfenabscheider auch so eingebaut bzw. angeordnet werden kann, dass sich zwischen den einzelnen Tropfenabscheiderlamellen schräg oder horizontal verlaufende Strömungskanäle ergeben. In jedem Falle wird der Tropfenabscheider axial durchströmt.In the case of the mist eliminator designed according to the invention, the droplet separator lamellae, the inner circumferential wall and the outer circumferential wall are usually arranged vertically in the installed state. However, this does not exclude that the mist eliminator can also be installed or arranged so that arise obliquely or horizontally extending flow channels between the individual Tropfenabscheiderlamellen. In any case, the droplet is flowed through axially.
Bei den Tropfenabscheiderlamellen handelt es sich um wellenförmige Profile, die mit Fangnasen versehen sein können, welche als Tropfenfänger dienen. Solche Lamellenprofile für Tropfenabscheider sind bekannt und müssen daher an dieser Stelle nicht mehr im Einzelnen beschrieben werden. Für die vorliegende Erfindung können solche bekannten Lamellenprofile eingesetzt werden.The droplet separator lamellae are wave-shaped profiles which can be provided with catch noses, which serve as drip catchers. Such lamellar profiles for mist eliminators are known and therefore need not be described in detail at this point. For the present invention, such known lamellar profiles can be used.
Bei einer ersten Ausführungsform der Erfindung erstrecken sich die Lamellenprofile so zwischen der inneren und der äußeren Umfangswand, dass die Mittellinie der Profile senkrecht zur inneren und äußeren Umfangswand verläuft. In diesem Falle sind die Lamellenprofile zwischen innerer und äußerer Umfangswand nicht geneigt. Bei einer weiteren Ausführungsform der Erfindung sind jedoch die Lamellenprofile in Radialrichtung schräg angeordnet, d. h. zwischen innerer und äußerer Umfangswand geneigt. Hierbei erstrecken sich die Lamellenprofile vorzugsweise von außen nach innen schräg abwärts, so dass die abgeschiedenen bzw. aufgefangenen Flüssigkeitstropfen radial einwärts und abwärts in Richtung auf die innere Umfangswand geführt und in diesem Bereich nach unten abgeführt werden. Eine andere Ausführungsform der Erfindung betrifft den umgekehrten Fall, bei dem sich die Lamellenprofile von außen nach innen schräg aufwärts erstrecken, so dass in diesem Fall die Flüssigkeitstropfen radial nach außen und unten abgeführt werden.In a first embodiment of the invention, the lamellar profiles extend between the inner and the outer peripheral wall so that the center line of the profiles is perpendicular to the inner and outer peripheral wall. In this case, the lamellar profiles between the inner and outer peripheral wall are not inclined. In a further embodiment of the invention, however, the lamellar profiles are arranged obliquely in the radial direction, d. H. inclined between the inner and outer peripheral wall. In this case, the lamellar profiles preferably extend obliquely downward from the outside inwards, so that the separated or collected liquid drops are guided radially inwards and downwards in the direction of the inner circumferential wall and are discharged downwards in this area. Another embodiment of the invention relates to the opposite case, in which the lamellar profiles extend obliquely upward from outside to inside, so that in this case the liquid drops are discharged radially outwards and downwards.
In Weiterbildung der Erfindung weist der Tropfenabscheider an seinem unteren Ende eine Rinne zur Abführung der von den Lamellenprofilen aufgefangenen Flüssigkeitstropfen auf. Diese Rinne befindet sich vorzugsweise im radial inneren Endbereich des Tropfenabscheiders. Diese Ausführungsform betrifft speziell die Anordnung, bei der sich die Lamellenprofile von außen nach innen schräg abwärts erstrecken und die abgeschiedenen Tropfen in diesen Bereich abführen. Natürlich kann auch eine Rinne im radial äußeren Endbereich des Tropfenabscheiders vorgesehen sein.In a further development of the invention, the droplet separator has at its lower end a channel for removing the liquid droplets collected by the lamella profiles. This channel is preferably located in the radially inner end region of the droplet separator. This embodiment particularly relates to the arrangement in which the lamellar profiles extend obliquely downward from the outside inwards and discharge the deposited drops into this area. Of course, a groove may be provided in the radially outer end portion of the Tropfenabscheiders.
Anstelle oder zusätzlich zu einer Rinne kann der erfindungsgemäße Tropfenabscheider an seinem unteren Ende auch eine Tropfkante aufweisen. Eine solche Tropfenkante ist vorzugsweise am unteren Ende der inneren Umfangswand ausgebildet. Die angesammelte Flüssigkeit kann von dieser Tropfkante nach unten abtropfen oder von einer entsprechenden Rinne aufgefangen werden.Instead of or in addition to a channel, the droplet separator according to the invention may also have a drip edge at its lower end. Such a drop edge is preferably formed at the lower end of the inner peripheral wall. The accumulated liquid can drip down from this dripping edge or be collected by a corresponding channel.
Der erfindungsgemäß ausgebildete Tropfenabscheider ist vorzugsweise in mehrere lösbar aneinander befestigte Ringsegmente aufgeteilt. Dies hat den Vorteil, dass der Tropfenabscheider am Einbauort zusammengebaut werden kann, indem die einzelnen Ringsegmente aneinander befestigt werden, beispielsweise miteinander verschraubt werden. Auf diese Weise lässt sich der Tropfenabscheider zu Wartungszwecken, Erneuerungszwecken etc. wieder leicht demontieren.The mist eliminator designed according to the invention is preferably divided into a plurality of ring segments detachably fastened to one another. This has the advantage that the droplet can be assembled at the installation by the individual ring segments are fastened together, for example, be screwed together. In this way, the mist eliminator for maintenance purposes, renewal purposes, etc. easily disassemble again.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels in Verbindung mit der Zeichnung im Einzelnen erläutert. Es zeigen:The invention will be explained below with reference to an embodiment in conjunction with the drawings in detail. Show it:
Der in
Des Weiteren sind die Lamellen
Der ringförmige Tropfenabscheider setzt sich aus insgesamt 6 Ringsegmenten
Der Abscheider, d. h. die innere und äußere Umfangswand
In
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