NL1021673C1

NL1021673C1 - Wind turbine hub, has arched pitch plate in each of blade flanges to reduce deformation

Info

Publication number: NL1021673C1
Application number: NL1021673A
Authority: NL
Inventors: Franciscus Johannes Brughuis; Theo Jan Douwe De Gruiter
Original assignee: Mecal Applied Mechanics B V
Priority date: 2002-10-17
Filing date: 2002-10-17
Publication date: 2004-04-20

Abstract

The hub has an arched pitch plate (5) in each of the blade flanges (1).

Description

H Korte aanduidingH Short indication

Verbeterde naaf voor een windturbine.Improved hub for a wind turbine.

I Beschrijving I 5 De uitvinding heeft betrekking op de naaf van een windturbine, waarin een gewelfde plaat, met daarin eventueel een of meerdere gaten, is I aangebracht in ieder van de bladflenzen van de naaf, welke dient als I bevestigingspunt voor een motor die de rotorbladhoek kan instellen en/of de stijfheid van de naaf gunstig beïnvloed.The invention relates to the hub of a wind turbine, in which a curved plate, possibly including one or more holes, is arranged in each of the blade flanges of the hub, which serves as a mounting point for a motor which rotor blade angle and / or the stiffness of the hub favorably influenced.

I 10 I Veel naven zijn niet voorzien van pitchplaten (figuur 1). Er zijn naven I bekend van windturbines, welke zijn voorzien van platte platen (figuur 2a/2b onderdeel 2) in de bladflenzen (figuur 2a/2b onderdeel 1) waaraan I een pitchmotor, ten behoeve van het verdraaien van het desbetreffende I 15 rotorblad, kan worden bevestigd. Deze zogenaamde pitchplaat wordt direct als deel van de naaf mee gegoten, of later aangebracht door middel van boutverbindingen. Een grote pitchplaat, welke de volledige rand van de I bladflens raakt, wordt gewoonlijk voorzien van een mangat, waardoor het I blad vanuit de naaf bereikt kan worden. Tevens is vaak een gat I 20 aangebracht dat dient voor de bevestiging van de pitchmotor.I 10 I Many hubs are not provided with pitch plates (Figure 1). Hubs I are known for wind turbines, which are provided with flat plates (figure 2a / 2b part 2) in the leaf flanges (figure 2a / 2b part 1) on which I have a pitch motor, for the purpose of turning the relevant rotor blade, can be confirmed. This so-called pitch plate is directly cast as part of the hub, or later applied by means of bolted connections. A large pitch plate, which touches the entire edge of the I blade flange, is usually provided with a manhole, through which the I blade can be reached from the hub. In addition, a hole I20 is often provided which serves for fixing the pitch motor.

Het nadeel van bekende naven, is dat de daarin toegepaste pitchplaten niet veel bijdragen aan de algemene stijfheid van de naaf. Bij naven welke zijn voorzien van een pitchplaat welke niet geheel rond de 25 binnenzijde van de bladflens is bevestigd (zie figuur 2a/2b onderdeel 2), treed aan de randen snel scheurvorming op.The disadvantage of known hubs is that the pitch plates used therein do not contribute much to the general stiffness of the hub. At hubs which are provided with a pitch plate which is not entirely attached around the inside of the leaf flange (see figure 2a / 2b part 2), cracking occurs quickly at the edges.

Door voorgenoemde redenen, dient de naaf grotere wanddiktes te krijgen, dan anders het geval was, wat nadelig is voor de massa. Vooral bij grote windturbines, zijn een hoge stijfheid en een zo laag mogelijke massa van 30 de naaf van belang voor de uitvoering en kosten van de gehele windturbine.For the aforementioned reasons, the hub must have larger wall thicknesses than would otherwise be the case, which is detrimental to the mass. Especially with large wind turbines, a high rigidity and the lowest possible mass of the hub are important for the construction and costs of the entire wind turbine.

Het is een doel van de onderhavige uitvinding de bovengenoemde nadelen te voorkomen en een naaf te verschaffen welke een hoge stijfheid heeft 35 ten opzichte van de benodigde massa. Hierbij krijgen de pitchplaten in de bladflens een gewelfde vorm.It is an object of the present invention to prevent the aforementioned disadvantages and to provide a hub which has a high rigidity relative to the required mass. The pitch plates in the leaf flange hereby have a curved shape.

I In een voorkeursuitvoering bestaat de pitchplaat uit een afgetopte conus I (figuur 3a/3b onderdeel 5, doorsnede bladflens), waardoor een eenvoudiger gietvorm ontstaat. Bij een meer specifieke I voorkeursuitvoering zijn deze conussen naar het centrum van de naaf I 5 gericht. Ten opzichte van de bladflens maakt deze een hoek van ca. 3 graden. Deze hoek kan ook meer of minder zijn. In een andere voorkeursuitvoering, heeft de plaat een dubbelgekromd oppervlak, bijvoorbeeld een bolvorm.In a preferred embodiment the pitch plate consists of a topped cone I (Fig. 3a / 3b part 5, cross-sectional leaf flange), whereby a simpler mold is created. In a more specific preferred embodiment, these cones are directed towards the center of the hub. Compared to the leaf flange it makes an angle of approximately 3 degrees. This angle can also be more or less. In another preferred embodiment, the plate has a double-curved surface, for example a spherical shape.

Afhankelijk van de grote van de naaf, kan een gat of meerdere gaten in 10 de plaat worden aangebracht, die in grootte kunnen variëren. Een uitvoering kan een gat hebben dat dusdanig groot is, dat slechts een H rand van de omliggende plaat over blijft.Depending on the size of the hub, a hole or several holes can be made in the plate, which can vary in size. An embodiment can have a hole so large that only one H edge of the surrounding plate remains.

H De welving van de pitchplaat hoeft niet noodzakelijk symmetrisch te zijn, ofschoon dit ten behoeve van de productie vaak de voorkeur zal H 15 genieten. Ook eventuele gaten zijn in veel gevallen niet symmetrisch aangebracht (figuur 3b en 4a/4b), dit in verband met het op de rand van H een plaat bevestigen van een pitchmotor. Gewoonlijk is het plaatgedeelte H aan de binnenzijde, ter plaatse van het gat voor de pitchmotor (figuur H 4a/4b onderdeel 3), vlak, dat wil zeggen parallel ten opzichte van de 20 bladflens (figuur 4b onderdeel 6).H The curvature of the pitch plate need not necessarily be symmetrical, although this will often be preferred for production purposes. Also possible holes are not arranged symmetrically in many cases (figures 3b and 4a / 4b), this in connection with the mounting of a pitch motor on the edge of H. Usually, the plate portion H on the inside, at the location of the hole for the pitch motor (figure H 4a / 4b part 3), is flat, i.e. parallel to the leaf flange (figure 4b part 6).

De beschreven pitchplaat wordt bij voorkeur, maar niet uitsluitend, met de naaf uit één stuk gegoten. Alternatief kunnen de platen naderhand aan de naaf worden bevestigd met bijvoorbeeld een las-, lijm- of boutverbinding.The described pitch plate is preferably, but not exclusively, molded with the hub in one piece. Alternatively, the plates can be attached to the hub afterwards with, for example, a weld, glue or bolt connection.

Figuur 1 toont een reguliere bolnaaf, welke niet is voorzien van een pitchplaat. Figuur 2a geeft een bekende bolnaaf met vlakke pitchplaat weer, waarvan in figuur 2b een doorsnede door de bladflens en pitchplaat wordt getoond. Figuur 3a geeft een doorsnede van een gewelfde (conische) 30 pitchplaat weer, welke geheel rond de binnenzijde van de bladflens bevestigd is. Het zijaanzicht hiervan wordt in figuur 3b getoond.Figure 1 shows a regular ball hub, which is not provided with a pitch plate. Figure 2a shows a known spherical hub with a flat pitch plate, a section of which is shown in Figure 2b through the leaf flange and pitch plate. Figure 3a shows a cross-section of a curved (conical) pitch plate, which is completely fixed around the inside of the leaf flange. The side view thereof is shown in Figure 3b.

Figuur 4a toont de bolnaaf met gewelfde pitchplaat, terwijl in figuur 4b een doorsnede door de bladflens en het gat voor de pitchmotor wordt getoond, waarbij het vlakke deel van de plaat wordt getoond.Figure 4a shows the spherical hub with a curved pitch plate, while Figure 4b shows a cross-section through the blade flange and the hole for the pitch motor, showing the flat part of the plate.

33

Verklaring der onderdelen: 1 - Bladflens 2 - (Reguliere) vlakke pitchplaat 3 - Gat voor de (as van de) pitchmotor 5 4 - Mangat 5 - Gewelfde pitchplaat 6 - Vlak plaatdeel rond (3)Explanation of parts: 1 - Blade flange 2 - (Regular) flat pitch plate 3 - Hole for the (axis of the) pitch motor 5 4 - Manhole 5 - Vaulted pitch plate 6 - Flat plate part round (3)

Claims

52. Hub according to claim 1, characterized in that the plates are curved towards the center of the hub.

3. Hub according to claim 1, characterized in that the plates are arched away from the center of the hub.

4. Hub according to one of the preceding claims, characterized in that the plates have a substantially conical shape.

Hub according to claims 1-3, characterized in that the plates are substantially double-curved. H 6) Hub according to one of the preceding claims, characterized in that the H plates are provided with a manhole. 7) Hub according to any one of the preceding claims, characterized in that the H plates are provided with a hole or holes for mounting a motor and / or allowing its shaft to pass.

8. Hub according to one of the preceding claims, characterized in that the hub and the plates are cast in one piece. H) 9. Hub according to claims 1-7, characterized in that the plates are fixed to the hub by means of bolt, weld or glue connections.

10. Hub according to any one of the preceding claims, characterized in that the inner side of the plate, around the hole for the pitch motor, is parallel to the blade flange.

7 O