DK1508692T4 - Vindenergikonverter med et med et indre rum forsynet rotornav - Google Patents

Description

Beskrivelse

Opfindelsen angår en vindenergikonverter ifølge indledningen til krav 1.

Et rotornav er en del af rotoren og bærer en eller flere rotorvinger. For at forhindre, at der dannes is på rotorvingerne, er det særligt i forbindelse med store vindenergikonvertere kendt, at forsyne sidstnævnte med opvarmning af rotorvingerne. DE offentliggørelsesskrift nr. 196 44 355 omhandler en vindenergikonverter, hvori den i nacellehovedet forekommende generatorvarme eller varme ved drevet kan udnyttes. Med henblik herpå findes der en strømningskanal med et ringkammer, der er anbragt omkring en drivstang, via hvilket kammer rotornavets indre fra nacellehovedet kan forsynes med opvarmet luft. Her består der imidlertid et problem med hensyn til at tilvejebringe en tætning, som kun slides lidt, og som kun udviser ringe lækage, hvilken tætning befinder sig mellem en ved statoren anbragt kammerhalvdel og en ved rotoren anbragt kammerhalvdel.

Især ved store energikonvertere er det kendt, at fastgørelsesorganer og indstillingsmekanismer i forbindelse med rotorvingerne er tilgængelige fra et indre rum i rotornavet; det nævnte indre rum i rotornavet kan ikke forsynes eller nås fra nacellehovedet, fordi drivstangen som en aksel med fuldt tværsnit rager ud gennem nacellehovedet. I de kendte vindenergikonvertere har rotornavet derfor mindst en indgangsåbning, som kan nås udefra, f.eks. ved hjælp af kranudliggere eller ved hjælp af lejderindretninger. På grund af de store tårnhøjder medfører sådanne dristige udformninger forøgede ulykkesrisici.

Det er formålet med opfindelsen at anvise en vindenergikonverter af den indledningsvis angivne art, og hvor man på særlig simpel måde fra det indre af nacellehovedet kan få adgang til det indre rum i rotornavet.

Dette formål opnås ifølge opfindelsen ved, at vindenergikonverteren er ejendommelig ved de i krav 1 angivne træk.

Vindenergikonverteren ifølge opfindelsen udmærker sig ved, at forbindelseskanalen er ført igennem rotorlejets inderring. Herved kan man på særlig effektiv måde fra det indre af nacellehovedet nå frem til det indre rum i rotornavet. Omstændelige måder, hvor man fra det indre af nacellehovedet og ud efter går uden om rotorlejet eller udvendigt fra forsyner rotornavet med indgangsåbninger, kan herved på fordelagtig måde bortfalde.

Ifølge opfindelsen har forbindelseskanalen mindst en udgangsåbning, som indmunder i rotornavets indre rum, hvilken udgangsåbning er dannet ved hjælp af rotorlejets inderring. Det er imidlertid også tænkeligt, at forbindelseskanalen kan have flere udgangsåbninger, som er rotationssymmetrisk fordelt i inderringen. På den over for udgangsåbningen liggende ende kan forbindelseskanalen have mindst én indgangsåbning, som indmunder i det indre af nacellehovedet. Dene er anbragt i et koblingshjul, som på drivstangen er anbragt i det område, hvor den indre ring befinder sig. Fortrinsvis kan det i hovedsagen skiveagtigt udformede koblingshjul imidlertid have flere, især tre, indgangsåbninger, som er rotationssymmetrisk fordelt i koblingshjulets legeme. Ved at have flere indgangsåbninger kan hjullegemet med fordel reduceres til smalle steg eller eger, som begrænser indgangsåbningerne.

Ifølge en videreudvikling af opfindelsen foreslås det, at koblingshjulet udvides fra en skiveagtigt udformet konstruktionsdel til en tallerken-, gryde- eller fadagtigt udformet konstruktionsdel, således at indgangsåbningen for så vidt angår dennes placering rykker væk fra den af rotorlejets inderring dannede udgangsåbning eller rykker ind i det indre af nacellehovedet.

Koblingshjulet kan ifølge opfindelsen via rotorlejets inderring være forbundet med rotornavet, således at inderringen kommer til at danne et bindeled mellem koblingshjulet og rotornavet. Alternativt hertil foreslås det, at koblingshjulet udgøres af en vis del af rotornavet. Ved en sådan udformning opnås, at rotorlejet med sin inderring vil kunne sidde på rotornavets periferi, hvortil kommer, at den særlige del, som udgør koblingshjulet, ved hjælp af rotorlejets inderring vil rage gennem det indre af nacellehovedet eller i det mindste rager ind i dette.

Ifølge en anden videreudvikling af opfindelsen kan koblingshjulet i det mindste have et stopleje til mekanisk standsning af hele drivstangen. Da diameteren af koblingshjulet nogenlunde har samme størrelse som diameteren af inderringen, er de blokeringskræfter, som må optages af stoplejet for at standse drivstangen, på fordelagtig måde små. Stoplejet er fortrinsvis udformet som en i hjullegemet tildannet gennembrydning eller udragende del, hvori man kan indskyde et låseorgan, som støtter mod en maskinstrø.

Ifølge en yderligere udformning af opfindelsen kan der foran koblingshjulet i det mindste være indkoblet en elastisk kobling. Ved hjælp af koblingshjulet kan der opnås en særlig effektiv svingningsudkobling mellem rotoren og drevet, således at støj under driften fra vindenergikonverteren ifølge opfindelsen tydeligt bliver reduceret.

Desuden er forbindelseskanalen fremstillet med sådanne dimensioner, at i det mindste én person kan passere gennem denne kanal. Ved hjælp af en sådan udformning tilvejebringes der en vindenergikonverter, hvor rotornavets indre rum via koblingshjulet og via det indre af nacellehovedet kan nås eller bliver tilgængeligt for mindst en person. Det er således ikke nødvendigt at tilvejebringe en vanskelig tilgængelig, på ydersiden af rotornavet tildannet indstigningsåbning.

Den elastiske kobling er udformet som en elastomerkobling med mindst ét elastisk overføringselement. Elastomerkoblinger har en drejningsvinkel under 5° og er særlig egnet i det her nævnte tilfælde. Det gælder særligt, at den elastiske kobling kan være en bolt-kobling, hvor der til boltene er tilforordnet elastomerhyl-ser. Anvendelse af andre elastomerkoblinger kan dog i dette tilfælde også tænkes.

Det er særlig fordelagtigt, hvis drivstangen på det sted, hvor svingningsudkoblingen foregår, har størst mulig diameter. I den forbindelse kan koblingshjulet via boltekoblingens bolte være forbundet med mindst ét reduktionsemne, ved hjælp af hvilket koblingshjulets navdiameter kan reduceres til drev-indgangsakselens diameter. Reduktionsemnet og drev-indgangsakselen er fortrinsvis forbundet med hinanden ved hjælp af en pasningsfeder-, en pasningsstift eller en krympe-forbindelse; hertil kommer, at pasningsfeder-forbindelsen kan omfatte et antal langs med drivstangens omdrejningsakse anbragte stiftfedere. Med en sådan udformning af reduktionsstykket bliver byggelængden af drivstangen ifølge opfindelsen særlig kort, således at de konstruktive foranstaltninger til fremskaffelse af den fornødne plads i det indre af gondolhovedet - der ellers er nødvendig til tilfø-ring af varm luft til indgangsåbningen - bliver betydelig forenklet.

Et udførelseseksempel gældende for opfindelsen, og hvor man kan se yderligere konstruktive træk, fremgår af tegningen. På denne viser: figur 1 perspektivisk en del af nacellehovedet i en vindenergikonverter ifølge opfindelsen, idet en maskin-bæredel er vist snittet; man ser et første udførelseseksempel, figur 2 - set fra siden - nacellehovedet i en vindenergikonverter ifølge opfindelsen, idet man ser en snittet maskin-bæredel ifølge et andet udførelseseksempel, figur 3 i strakt perspektiv det i figur 2 viste nacellehoved, og figur 4 i større målforhold en del af det i figur 3 viste nacellehoved. I figur 1 ses i perspektiv en del af nacellehovedet hørende til en vindenergikonverter ifølge opfindelsen, og hvor en maskinbæredel 1 i et første udførelseseksempel er vist i snit. Foran nacellens hoved er der lejret et rotornav 2 med et indre rum 3. Rotornavets 2 drivstang 4 støtter ved indgangen til nacellehovedet - via et rotorleje 5 - maskinbæredelen 1; hertil kommer, at det indre 6 af nacellehovedet og et indre rum 3 i rotornavet 2 er forbundet med hinanden via mindst én forbindelseskanal. Forbindelseskanalen fungerer som strømningskanal; nogle pile viser den fremherskende strømningsretning i forbindelseskanalen. I det indre 6 af nacellehovedet er drivstangen 4 forbundet med et drevs 8 indgangsaksel 7.

Ifølge opfindelsen er forbindelseskanalen ført gennem rotorlejets 5 indre ring. Forbindelseskanalen har en i det indre rum 3 i rotornavet 2 indmundende udgangsåbning, som fastlægges af rotorlejets 5 inderring 14. Ved den over for udgangsåbningen liggende ende har gennemgangskanalen 3 ind i det indre 6 af nacellehovedet indmundende indgangsåbninger 10. Disse indgangsåbninger er tildannet i et koblingshjul 9, som er sat ind i drivstangen 4 i et område, hvor in-derringen 14 befinder sig. Koblingshjulet 9, som omfatter et i hovedsagen skive-agtigt udformet legeme, er via rotorlejets 5 inderring forbundet med rotornavet 2.

Figur 2 viser - set fra siden - et andet udførelseseksempel vedrørende nacellehovedet i en vindenergikonverter ifølge opfindelsen, idet maskinbæreorganet 1 er snittet. Nacellehovedet er også her lejret foran rotornavet 2, som har et indre rum 3. Rotornavets 2 drivstang 4 støttes på det sted, hvor den træder ind i nacellehovedet, og understøtningen er tilvejebragt via maskinbæreorganets 1 rotorleje 5; også her er det indre 6 af nacellehovedet og det indre rum 3 i rotornavet 2 forbundet med hinanden via mindst én forbindelseskanal. I det indre 6 af nacellehovedet er drivstangen 4 forbundet med indgangsakselen 7 hørende til drevet 8. Koblingshjulet, som har et nærmest nøgleagtigt udvidet hjullegeme, er via rotorlejets 5 inderring forbundet med rotornavet 2 og har et stopleje 11 til mekanisk standsning af hele drivstangen 4. Mellem koblingshjulet 9 og drevets indgangsaksel 7 er der anbragt en elastisk kobling 12 med en reduktionsdel 13, ved hjælp af hvilken koblingshjulets 9 navdiameter reduceres til den diameter, som drevets indgangsaksel 7 har. I figur 3 ses det i figur 2 viste nacellehoved i strakt perspektiv. Rotorlejet 5 har en inderring 14, en yderring 15 og et rullelegeme 16. I figur 3 ses, at koblingshjulet 9 via en udgangsåbning 14' i inderringen 14 er forbundet med rotornavet 2. Yderringen 15 i rotorlejet 5 støtter sig til maskinbæreorganet 1 (som er vist snittet).

Ens konstruktionsdele har ens henvisningstal. I figur 4 ses i større målforhold en del af det i figur 3 viste nacellehoved; af denne figur kan man se, at den elastiske kobling 12 er en boltekobling, til hvis bolte 17 der hører elastomerhylser 18. I monteret tilstand er det som en nøgleagtig hul del udformede koblingshjul 9 - via de bolte 17, som danner boltekoblingen - forbundet med reduktionsdelen 13. Reduktionsdelen 13 og drevets indgangsaksel 7 er forbundet med hinanden ved hjælp af en pasfeder-forbindelse 19, som har et antal langs drivstangens 4 rotationsakse placerede federstifter 20. Ens konstruktionsdele er forsynet med ens henvisningstal.

Claims (1)

1. Vindenergikonverter med et nacellehoved, som har en maskinbæredel (1) og foran har lejret et rotornav (2), der har mindst et indre rum, og hvis drivstreng (4) bæres på maskinbæredelene (1) ved indgangen til nacellehovedet ved hjælp af mindst ét rotorleje (5) med en inderring (14) og en yderring (15) og i det indre (6) af nacellehovedet er forbundet med en drevindgangsaksel (7), og hvor det indre af nacellehovedet og det indre rum i rotornavet er forbundet med hinanden ved hjælp af mindst én forbindelseskanal (10), kendetegnet ved, at forbindelseskanalen (10) er ført gennem rotorlejets (5) inderring (14), og at rotornavets (2) indre rum derved kan nås fra det indre (6) af nacellehovedet, at forbindelseskanalen har mindst én udgangsåbning (14'), som indmunder i rotornavets (2) indre rum (3), hvilken udgangsåbning dannes ved hjælp af inderringen (14) i rotorlejet (5) , at forbindelseskanelen har mindst én indgangsåbning (10), som indmunder i det indre (6) af nacellehovedet, og som er anbragt i et koblingshjul (9), som er indsat i drivstrengen (4) i området af inderringens (14), at forbindelseskanalen har sådanne dimensioner, at den kan passeres af mindst en person.