DE60021492T2 - Maschinengondel einer Windturbine, bestehend aus dem Gehäuse eines elektrischen Generators, und entsprechende Windturbine - Google Patents

Maschinengondel einer Windturbine, bestehend aus dem Gehäuse eines elektrischen Generators, und entsprechende Windturbine Download PDF

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Description

  • Die Erfindung betrifft eine Gondel einer Windturbine, welche aus einer starren Hülle gebildet ist, in der wenigstens ein elektrischer Generator angeordnet ist, der dazu bestimmt ist, mit wenigstens einem Flügelrad einer Windturbine verbunden zu werden. In US-A-4370095 wird eine solche Windturbine beschrieben.
  • Die Hülle dieser Art Gondel ist für gewöhnlich aus Verbundmaterial oder aus Metall hergestellt und erfordert bestimmte Anpassungen, damit ihre Innenelemente wie der elektrische Generator gekühlt werden können. Insbesondere werden für gewöhnlich Ventilationssysteme im Innern der Gondel vorgesehen, was ihre Struktur kompliziert macht und ihr Gewicht erhöht.
  • Aufgabe der Erfindung ist es, diesen Nachteil zu beseitigen.
  • Gemäß der Erfindung ist die starre Hülle der Gondel aus dem Gehäuse des Generators gebildet, in welchem ein Ständer und ein Rotor ist. Das Gehäuse des Generators kann vorteilhafterweise die Zahnräder des Multiplikatorgetriebes und den Ausrichtungsmechanismus der Gondel enthalten, was bewirkt, dass die Gondel der Windturbine kompakt wird. Dies hat eine Vereinfachung der Montage der Windturbine zur Folge. Des weiteren ermöglicht diese Anordnung, die Hülle der Gondel als Fläche für den Wärmeaustausch zum Abkühlen des Generators und des Multiplikators zu verwenden. Da das Flügelrad an der Rückseite der Gondel befestigt ist, strömt der Wind, der das Flügelrad der Windturbine antreibt, entlang des Generatorgehäuses, was dazu beiträgt, den Wärmeaustausch zu verstärken, wenn die Windturbine in Betrieb ist.
  • Um ein laminares Strömen des Windes, der das Flügelrad antreibt, auf der gesamten Länge der Gondel zu erhalten, kann vorteilhafterweise vorgesehen werden, dass die starre Hülle der Gondel von einem röhrenförmigen Stutzen umgeben ist, der einen im wesentlichen ringförmigen Luftdurchlass entlang der Gondel bildet.
  • Um den Wärmeaustausch Ständer-Hülle der Gondel weiter zu verstärken, kann vorgesehen werden, die Hülle der Gondel auf den Ständer des Generators aufzuschrumpfen. Diese Anordnung verstärkt des weiteren den mechanischen Zusammenhalt der im Innern der Gondel befestigten Elemente und vermindert Vibration.
  • Der warme Luftstrom, der durch das Drehen des Rotors erzeugt wird, wird vorteilhafterweise zu der Innenfläche der Hülle der Gondel gerichtet über Seitenöffnungen, die sich vollständig durch den Ständer erstrecken.
  • Gemäß einer bestimmten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Gondel ist der Generator mit dem Flügelrad der Windturbine mittels einem epizykloidischen Multiplikator mit koaxialer Eingangs- und Ausgangswelle verbunden, was bewirkt, dass das Flügelrad direkt mit der Ausgangswelle des Generators verbunden werden kann. Diese Anordnung trägt des weiteren dazu bei, die Anzahl der Zahnräder des Multiplikatorgetriebes zu reduzieren.
  • Die Gondel für eine Windturbine gemäß der Erfindung wird nachfolgend genauer beschrieben in Verbindung mit der einzigen Zeichnungsfigur, welche diese sehr schematisch an dem Ende eines Masten befestigt darstellt.
  • Die Zeichnungsfigur stellt teilweise und sehr schematisch eine Windturbine dar, welche eine Gondel 1 aufweist, die drehbar an dem Ende des senkrechten Mastes 2 befestigt ist.
  • Wie in der Zeichnungsfigur ersichtlich, weist die Gondel 1 eine im wesentlichen zylindrische Form auf und erstreckt sich entlang einer Drehachse A senkrecht zu dem Mast 2.
  • Ein elektrischer Generator, der aus einem Ständer 3 und einem Rotor 4 gebildet ist (teilweise in der Zeichnungsfigur oberhalb der Achse A dargestellt), wird in der Gondel befestigt und mit wenigstens einem Flügelrad wie 5 mittels einen epizykloidischen Multiplikator 6 (Minderer) verbunden.
  • Die starre äußere Hülle 7 der Gondel wird durch das Metallgehäuse des Generators gebildet. Sie ist koaxial von einem röhrenförmigen Stutzen 8 umgeben, der einen ringförmigen Durchlass für den Wind V bildet, der das Flügelrad 5 antreibt. Das Ende des dem Wind V zugewendeten Stutzens 8 hat hier eine aufgeweitete Form, und das Flügelrad 5 ist in Bezug auf den Wind V an der Rückseite der Gondel befestigt, um eine gewisse Stabilität des Strömens von Luft in dem durch den Stutzen 8 gebildeten Durchlass aufrecht zu erhalten. Der Multiplikator 6 ist in der Hülle 7 angebracht und das Flügelrad 5 ist direkt an der Ausgangswelle befestigt, was die mechanische Montage und insbesondere die Kupplung zwischen dem Generator und dem Multiplikator vereinfacht.
  • Der Stutzen 8 kann mit Abstand an der Hülle 7 mittels Tragstreben wie 9 befestigt werden.
  • Das Ausrichtungssystem 10 der Gondel ist hier integriert mit dem Ende des Mastes 2 dargestellt, kann aber ebenso gut im Innern der Gondel 1 angeordnet sein, was dazu beiträgt, die Montage der Windturbine zu vereinfachen.
  • Die Hülle 7 ist vorteilhafterweise auf dem Ständer 3 aufgeschrumpft, und seitliche Öffnungen 11 erstrecken sich vollständig durch den Ständer, um die warme Luft, die durch das Drehen des Rotors erzeugt wird, zu der Hülle 7 zu leiten, so dass diese warme Luft durch das Strömen entlang der Hülle 7 abgekühlt wird, welche für die Gondel die Rolle eines Wärmeaustauschers mit der Außenluft übernimmt.

Claims (7)

  1. Gondel für eine Windturbine, welche aus einer starren Hülle (7) gebildet ist, in der wenigstens ein elektrischer Generator angeordnet ist, der dazu bestimmt ist, mit wenigstens einem Flügelrad (5) der Windturbine verbunden zu werden, dadurch gekennzeichnet, dass die starre Hülle der Gondel durch das Gehäuse des Generators, in dem ein Ständer (3) und ein Rotor (4) angebracht ist, gebildet wird.
  2. Gondel gemäss Anspruch 1, in welcher die starre Hülle der Gondel von einem röhrenförmigen Stutzen (8) umgeben ist, der einen im wesentlichen ringförmigen Luftdurchlass entlang der Gondel bildet.
  3. Gondel gemäss Anspruch 1 oder 2, in welcher die Hülle der Gondel auf dem Ständer des Generators aufgeschrumpft ist.
  4. Gondel gemäss einem der Ansprüche 1 bis 3, in welcher sich seitliche Öffnungen (11) vollständig entlang dem Ständer erstrecken.
  5. Gondel gemäss einem der Ansprüche 1 bis 4, in welcher der Generator mit dem Flügelrad der Windturbine mittels einem epizykloidischen Multiplikator (6) verbunden ist.
  6. Gondel gemäss Anspruch 5, in welcher der Multiplikator (6) in der starren Hülle (7) angebracht ist.
  7. Windturbine, welche eine Gondel (1) gemäss einem der Ansprüche 1 bis 6 aufweist, die drehbar an dem Ende eines Mastes (2) angebracht ist.
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