SE532101C2 - Vertikalaxlat vindkraftaggregat - Google Patents

Description

532 'lÛ'l 2 För att uppnå att ett vindkraftaggregat ska kunna generera elenergi till konkurrenskraftiga priser är det angeläget att optimera varje komponent vid ett sådant ur teknisk och ekonomisk synpunkt.

Föreliggande uppfinning har som ändamål att åstadkomma en sådan optimering vad gäller det fundament vindkraftaggregatet vilar på och fundamentets samverkan med intilliggande komponenter.

Redogörelse för uppfinningen Det uppställda ändamålet ernås ur uppfinningens första aspekt genom att ett vindkraftaggregat av det inledningsvis angivna slaget uppvisar det speciella särdraget att generatorns stator är sammanbyggd med fundamentet, och har en Iindningsuppbärande del förbunden med en stomme av betong, vilken stomme även utgör en del av fundamentet, varvid nämnda del av fundamentet omsluter generatorn radiellt.

Tack vare denna sammanbyggnad åstadkommes en stabil och robust förankring av generatorns stator samtidigt som det medför en kostnadseffektiv uppbyggnad av vindkraftaggregatet.

Genom att en och samma komponent uppfyller den dubbla funktionen att dels utgöra stommen för statorn och dels utgör en del av fundamentet uppnås stora kostnadsbesparingar. Speciellt totalkostnaden för generatorn nedbringas avsevärt jämfört med användande av en konventionell generator.

Enligt en föredragen utföringsform är statorns lindningsuppbärande del förbunden med stommen med åtminstone tre förband fördelade i omkretsled.

Med en förbindning på tre olika ställen fördelade på detta sätt blir statorns Iindningsuppbärande del helt fixerad och stabilt förankrad.

Enligt ytterligare en föredragen utföringsforrn innefattar åtminstone ett av förbanden ett vid statorns lindningsupptagande del anordnat kopplingsorgan och ett vid stommen anordnat kopplingsorgan, varvid det ena kopplingsorganet upp- visar ett spår och det andra kopplingsorganet innefattar en bygel inskjutande i i spåret och varvid förbandet vidare innefattar ett kilelement fixerande bygeln i spåret.

Så utformat blir förbandet mycket enkelt och säkerställer dessutom en trygg och lägesbeständig förankring av statorns lindningsupptagande del. Ett sådant förband har vidare fördelen att det kan utföras löstagbart och justerbart. 532 101 3 Enligt en alternativ föredragen utföringsform är åtminstone ett av förbanden ett bultförband.

Detta alternativ uppvisar liknande fördelar som anges för den närmast tidigare angivna utföringsformen.

Enligt ytterligare en föredragen utföringsform är åtminstone två av förbanden justerbara i radiell riktning Därigenom möjliggörs på ett enkelt sätt en exakt centrering mellan generatorns rotor och stator och enkel efterjustering av centreringen om så skulle erfordras.

Ovan angivna föredragna utföringsformer av det uppfunna vindkraftaggre- gatet anges i de av kravet 1 beroende patentkraven.

Enligt uppfinningens tredje aspekt ernås det uppställda ändamålet genom att ett förfarande vid tillverkning av ett fundament för ett vertikalaxlat vindkraft- aggregat enligt patentkravets 12 ingress innefattar den speciella åtgärden att statorn till en generator sammanbyggs med fundamentet, vilket fundament gjuts i betong och förbinds med en lindningsuppbärande del hos statorn så att funda- mentet bildar statorns stomme, och så att fundamentet omsluter generatorn mmam Enligt ytterligare en föredragen utföringsform förbinds fundamentet med den ledningsuppbärande delen av statorn med åtminstone tre förband fördelade i omkretsled.

Enligt ytterligare föredragna utföringsformer är nämnda förband av ett slag som anges i de föredragna utföringsformerna av det uppfunna vindkraftaggregatet.

Ovan angivna föredragna utföringsformer av det uppfunna förfarandet anges i de av krav 12 beroende patentkraven.

Genom det uppfunna förfarandet och de föredragna utföringsformerna av detsamma vinnes fördelar av motsvarande slag som angivits ovan för det upp- funna vindkraftaggregatet och de föredragna utföringsformerna av detsamma.

Enligt den uppfunna användningen används ett vindkraftaggregat enligt uppfinningen för att generera elenergi.

Uppfmningen förklaras närmare genom efterföljande detaljerade beskriv- ning av fördelaktiga utföringsexempel av uppfinningen. 532 'lCVl Kort beskrivning av figurerna Fig. 1 F ig. 2 F ig. 3 Fig. 4 Fig. 5 är en sidovy av ett vindkraftaggregat enligt uppfinningen. är ett vertikalsnitt genom nedre delen av vindkrafiaggregatet i fig. 1. är ett vertikalsnitt genom en detalj av fig. 2. är ett snitt längs linjen IV-IV i fig.3. är ett snitt motsvarande det i fig. 3 illustrerande ett alternativt utföringsexempel. lfig. 1 illustreras ett vertikalaxlat vindkraftaggregat enligt uppfinningen i en sidovy. Vindkraftaggregatet är försett med en s.k. H-rotor med vertikala blad 12 fästade via bärannar 13 vid en vertikal axel 3. Vindturbinen 4 bärs upp av en stödpelare 2, som i det visade exemplet har en konisk form. Stödpelaren 2 vilar på och ärförankrad på etti marken G delvis nedgrävt fundament _1 av armerad betong.

Fundamentet 1 och nedre delen av stödpelaren 2 visas i genomskäming i fig. 2. Fundamentet består av en cirkulär bottenplatta 14, en cylindrisk del 15 som sträcker sig uppåt från bottenplattan 14 och en iden cylindriska delen 15 anord- nad golvplatta 16. En övre sektion 8 av den cylindriska delen 15 bildar tillsammans med golvplattan 16 ett generatorrum 17 i vilket aggregatets generator 8, 9, 10 är anordnad. Fundamentets bottenplatta 14 och nedre sektionen av dess cylindriska del 15 är nedgrävda i marken G.

Stödpelaren 2 är förankrad vid fundamentets 1 övre ände medelst ett antal förankringselement 5.

Aggregatets rotoraxel 3 sträcker sig ner i generatorrummet 17 och är vridfast förbunden med generatorns rotor 10. Rotoraxeln är lagrad i radiallager 6a, 6b såväl ovanför som under rotorn 10 och i axiallager 7 på rotorns undersida.

Generatorns stator är uppdelad i en lindningsuppbärande del 9 och en stomme 8. Stommen 8 utgörs av den över sektionen av fundamentet 1. Statorns lindningsuppbärande del 9 och dess stomme 8 är förbundna med varandra med ett antal, lämpligtvis tre förband 11 som är jämt fördelade i omkretsriktningen.

Ett sådant förband 11 illustreras närmare i fig. 3 och 4 i ett vertikalt respek- tive horisontellt snitt. Förbandet innefattar ett i stommen 8 ingjutet kopplingsele- ment 18 och en vid statorns lindningsuppbärande del 9 fastsvetsad stålklack 19 med en slits 23. Kopplingselementet 18 sträcker sig in i klackens 19 slits 23.

Kopplingselementet 18 uppvisar ett vertikalt genomgående hål 21, bildande en 532 'l0'l bygel. Klacken 19 har likaledes ett vertikalt genomgående hål 22 vid sitt slitsförsedda parti och som sträcker sig genom såväl de över som under slitsen belägna delarna. Bygelns och klackens 19 respektive hål 21, 22 är belägna mitt för varandra. Ett kilelement 20 är indrivet genom hålen 21, 22 så att den lindnings- uppbärande delen 9 och stommen är fast förbundna med varandra.

Genom att driva in kilen 20 olika långt kan avståndet mellan den lindnings- uppbärande delen 9 och stommen 8 regleras så att justermöjlighet för centrering av den lindningsuppbärande delen 9 kring generatorns rotor föreligger. lfigur 5 illustreras ett alternativt utförande där de förband som förbinder den lindningsuppbärande delen 9 och stommen 8 med varandra utgörs av en bult 31 som sträcker sig frigående genom ett hål 33 i stommen 8 och in i en gängad borrning 32 i den lindningsuppbärande delen 9.

Claims (15)

532 101 PATENTKRAV

1. Vertikalaxlat Vindkraftaggregat innefattande en vindturbin (3, 4), en vertikal- axlad generator (8, 9, 10) förbunden med vindturbinen (3,4), en stödpelare (2) upp- bärande vindturbinen (3, 4) och ett fundament (1) för stödpelaren, kännetecknat av att generatorns stator (8, 9) är sammanbyggd med fundamentet (1) genom att statorn (8, 9) har en lindningsuppbärande del (9) förbunden med en stomme (8) av betong, vilken stomme (8) även utgör en del av fundamentet (1), och av att nämnda del av fundamentet omsluter generatorn radiellt.

2. Vindkraftaggregat enligt patentkrav 1, kännetecknat av att statorns Iindningsuppbärande del (9) är förbunden med stommen (8) med åtminstone tre förband (11) fördelade i omkretsled.

3. Vindkraftaggregat enligt patentkrav 2, kännetecknat av att åtminstone ett av förbanden (11) innefattar ett vid statorns lindningsuppbärande del (9) anordnat kopplingsorgan (19) och ett vid stommen (8) anordnat kopplingsorgan (18), varvid det ena kopplingsorganet (19) uppvisar en slits (23) och det andra kopplingsorganet (18) innefattar en bygel (21) inskjutande i slitsen (23) och varvid förbandet vidare inne- fattar ett kilelement (20) fixerande bygeln (21) i slitsen (23).

4. Vindkraftaggregat enligt patentkrav 2, kännetecknat av att av förbanden (11) är ett bultförband (31, 32, 33).

5. Vindkraftaggregat enligt något av patentkraven 2-4, kännetecknat av att åtminstone två av förbanden (11) ärjusterbara i radiell riktning.

6. Vindkraftaggregat enligt något av patentkrav 1-5, kännetecknat av att fundamentet (1) innefattar en betongkonstruktion med en nedre del uppvisande en hålighet (37), vilken hålighet (37) är fylld med en fyllmassa såsom sten, grus, jord eller en blandning av betong och annerande komponenter.

7. Vindkraftaggregat enligt patentkrav 6, kännetecknat av att fundamentet (1) är anordnat för placering på havsbotten, varvid fundamentets höjd är så anpassat att 532 'lÛ1 Y den ovanför håligheten (37) belägna delen av fundamentet (1) befinner sig ovanför havsytan.

8. , Vindkraftaggregat enligt något av patentkrav 1-7, kännetecknat av att generatorn (8, 9, 10) är en synkrongenerator.

9. Vindkraftaggregat enligt något av patentkrav 1-8, kännetecknat av att generatorn (8, 9, 10) är permanentmagnetiserad.

10. Vindkraftaggregat enligt något av patentkrav 1-9, kännetecknat av att generatorn (8, 9, 10) är ansluten till ett AC- eller DC-nät.

11. Vindkraftaggregat enligt patentkrav 10, kännetecknad av att generatorn (8, 9, 10) är ansluten till ett 50 eller 60 Hz nät via ett DC-mellanled.

12. Förfarande vid tillverkning av ett fundament för ett vertlkalaxlat vindkraft- aggregat, vid vilket fundamentet anordnas för en vindkraftsaggregatets vindturbin uppbärande stödpelare kännetecknat av att statorn till en generator sammanbyggs med fundamentet genom att fundamentet gjuts i betong och förbinds med en lind- ningsuppbärande del hos statorn så att fundamentet bildar statorns stomme, och så att nämnda del av fundamentet omsluter generatorn radiellt.

13. Förfarande enligt patentkrav 12, kännetecknat av att fundamentet förbinds med den lindningsuppbärande delen av statorn med åtminstone tre förband fördelade i omkretsled.

14. Förfarande enligt patentkrav 13, kännetecknat av att nämnda förband är av ett slag som anges för förbandet enligt något av patentkraven 3-5.

15. Användning av ett vindkraftaggregat enligt något av patentkraven 1-11 för generering av elenergi.