TWI589774B - 風力發電設施艙體 - Google Patents

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Description

風力發電設施艙體
本發明係關於一種一風力發電設施之艙體。
風力發電設施係眾所周知的。在如圖1中所示之一典型風力發電設施中，一空氣動力轉子(106)藉由風旋轉且藉此藉助一發電機產生電能。風力發電設施之操作所需之此一發電機及進一步組件安置於一艙體中。給出僅某些實例，該等進一步組件可包含(舉例而言)一設施控制系統，諸如方位驅動器及其致動系統，可能一整流器或頻率轉換器及其致動系統，及加熱或冷卻構件及其致動系統。在彼情形中，電器件主要安置於配置於艙體中之適合開關櫃中。另外，步道及站立區經提供以使得檢修人員可進入艙體且實施維護、調查或修復操作。所有彼等器件配置於艙體中且藉由一艙體殼體保護免受(特定而言)風雨影響。在彼情形中，艙體殼體基本上完全封圍所有單元且在彼配置中承載於一艙體結構上，該艙體結構亦承載步道及站立區及其他器件。
在一無齒輪風力發電設施之情形中，發電機亦佔據某一空間。舉例而言，一Enercon E126之氣隙直徑係約10m。然而，稍微較小類型至少常常具有約5m之一氣隙直徑。在彼情形中，發電機可與其定子一起承載於一機械載體上。一軸頸亦固定至機械載體，該軸頸藉助於軸承承載發電機轉子(其亦可稱為轉子部件)。
由於其大小，取決於風力發電設施之各別種類及大小，此一機械載體可在艙體中佔據相當大空間，在此情形中，在機械載體周圍剩餘相當小空間。
另外，機械載體常常固定至方位軸承在其整個周邊處以使得可僅自塔柱透過機械載體且因此透過方位軸承到達艙體。
德國專利及商標局搜索以下目前最佳技術：DE 10 2006 035 721 A1、DE 10 2009 056 245 A1及EP 1 356 204 B1。
因此本發明之目標係解決以上所提及問題中之至少一者。特定而言，本發明力圖改良一風力發電設施之艙體結構。至少本發明力圖提出一種替代解決方案。
根據本發明，因此提出一種如技術方案1之一風力發電設施之艙體。此一艙體具有更具體而言實質上表示艙體之外罩之一艙體殼體。提出彼艙體殼體具有一自立式性質。上述情況首先避免一方面支撐艙體內之結構。在彼方面，艙體之結構亦經簡化至彼程度且在艙體內避免用於支撐艙體殼體之支撐橫向或對角支柱且因此額外空間可提供於艙體中或可用於另一用途。
較佳地，艙體具有此一設計組態以使得艙體殼體直接固定風力發電設施之方位軸承或若需要則藉助於固定構件而固定至風力發電設施之方位軸承。特定而言，以彼方式，作用於艙體殼體上之力由艙體殼體直接施加至方位軸承且自彼處進一步施加至風力發電設施之塔柱或塔。此等力至少包含：由於艙體殼體之重量且特定而言亦由於風力所致的力，及/或由於固定至艙體殼體之器件之作用於艙體殼體上之重量及可能動力所致的力，及/或由於藉以自風產生電能之風力發電設施之發電機之重量及動力所致之力。亦較佳地，空氣動力轉子之力(即，由於作用於其上之重量所致之力、由於其運動所致之力及所得風力)由艙體殼體承載且藉助於方位軸承消散。
在一組態中，提出艙體殼體承載發電機。因此，組件機械載體及艙體殼體(如先前已知)組合在一起以提供稱為艙體載體之一新組件。因此，艙體載體實質上呈現一艙體殼體之形式，即其形成艙體之 外罩，但在彼方面具有此一穩定性質以使得其具有原本欲提供之一機械載體之負載承載能力。特定而言，該艙體載體由一材料形成且具有確保彼負載承載能力之一材料強度。因此，可能省去用於發電機之一特定載體或一特定支撐結構且替代地將發電機固定至艙體殼體。艙體殼體因此承載發電機且較佳地實質上承擔用於發電機之一機械載體之功能。因此，除艙體殼體以外，艙體亦不具有承載風力發電設施之發電機之任何機械載體。現在，替代實質上內部配置於艙體中且發電機先前固定至其且圍繞其固定其他器件之一機械載體，艙體現在具有一外罩殼，該外罩殼具有此一堅固且穩定且堅硬之構造且承擔一機械載體之功能且封圍欲承載之零件。
因此，與內部配置於一艙體中之一先前機械載體相比，此一載荷艙體殼體具有實質上較大外部尺寸。以彼方式，與一先前向內安置之機械載體相比，藉助於此一載荷艙體殼體可能實施相等穩定性及勁度且具有顯著較小材料厚度。另外，在相同外部尺寸之情況下，與非自立式且必須在其內部容納至少一機械載體之一艙體殼體之內部相比，所提出自立式艙體殼體之內部中存在實質上較多可用空間。
在一較佳實施例中，提出風力發電設施以使得發電機轉子部件在無由空氣動力轉子進行之機械傳動之情況下旋轉之一方式係無齒輪的。在此一無齒輪風力發電設施之情形中，通常存在一對應較大緩慢旋轉發電機。標稱旋轉速度可在5至25每分鐘旋轉數之範圍中，特定而言在10至20每分鐘旋轉數之範圍中，進一步較佳地在12至14每分鐘旋轉數之範圍中。特定而言，發電機呈一環式發電機之形式，其中定子及轉子部件之磁操作組件沿著氣隙分別實質上配置成一環。通常此一發電機具有大量極，其中即對之數目為至少24、特定而言至少48、至少72或至少192。
特定而言，此一發電機相當重且可重達超過10 t，特定而言超過 50 t、特定而言超過70 t。根據本發明，此一高重量可由所提出自立式艙體殼體承載，只要力藉助於一對應強外部結構轉移。在彼方面，艙體殼體係一載荷零件且亦可稱為一艙體殼。
在一較佳實施例中，艙體殼體具有一旋轉部分及一靜止部分。旋轉部分承載空氣動力轉子之至少一個(特定而言三個)轉子葉片。在彼情形中，艙體殼體之旋轉部分形成空氣動力轉子之所謂旋轉體且在彼情形中形成空氣動力轉子之一部分。另外，至少但作為其另一選擇，艙體殼體之旋轉部分在發電機之轉子部件固定地連接至艙體殼體之旋轉部分之意義上承載該轉子部件且至少承載由於轉子部件之重量所致之力及在操作中發生且機械源自轉子部件之其他力。較佳地，轉子部件形成轉子部件之至少一載體部分，艙體殼體之旋轉部分之一部分。
靜止部分承載發電機之定子。在彼情形中，提供至少一個轉子軸承，藉助該至少一個轉子軸承，艙體殼體之旋轉部分亦及發電機之轉子部件與其一起相對於艙體殼體之靜止部分且因此相對於定子旋轉。較佳地，轉子部件及定子配置於彼轉子軸承之附近或轉子軸承中之一者之附近以便能夠彼此僅分離一小氣隙地相對於彼此旋轉。在彼情形中，艙體殼體之旋轉部分藉助於轉子軸承或藉助於複數個轉子軸承由其靜止部分承載。在彼情形中，藉助於轉子軸承或若干轉子軸承，艙體殼體之靜止部分承載帶有發電機之轉子部件且帶有一或多個轉子葉片之艙體殼體之旋轉部分，以及配置於艙體殼體之旋轉部分上之其他器件，如同舉例而言螺距馬達。藉此藉助於轉子軸承或若干轉子軸承傳輸至靜止部分之力亦最終藉助於一方位軸承或諸如此類自靜止部分轉移，特定而言直接自靜止部分轉移至方位軸承。在彼方面，術語艙體殼體之靜止部分用於意指其相對於轉子之旋轉運動係靜止的。關於一方位運動，亦即一風追蹤運動，靜止部分亦係以移動方式 安裝，即以運動方式安裝於該方位軸承上。
較佳地，發電機呈一外部轉子部件之形式，特定而言在無齒輪風力發電設施之情形中。因此，轉子部件在外部圍繞定子旋轉，定子相對於轉子部件徑向向內配置，其間具有一氣隙。此一組態尤其有利於具有一大約環形狀轉子部件之一發電機，由於所涉及原理(如自氣隙起)，該大約環形狀轉子部件具有比相關聯定子(其可較佳地亦係一環式定子)小之一徑向範圍。在此情形中，一發電機可經構造，與一內部轉子部件相比，在相同外徑之情況下，該發電機可具有一較大氣隙直徑。
在此情形中且亦在其他情形中，轉子部件可自外部容納且由載荷艙體殼體穩定承載。此一構造尤其有利地與一單獨激發同步發電機一起協作，在該單獨激發同步發電機中，藉由一直流在轉子部件中產生一磁場。特定而言，以彼方式，轉子部件可變熱，且由於被容納於圍繞其外部安置之艙體殼體中，至少一部分之熱可藉由艙體殼體容易向外消散。舉例而言藉由熱傳導，透過自立式艙體殼體。
較佳地整個載荷艙體殼體至少旋轉部分之一部分及/或精緻部分之一部分呈一殼體之形式，特定而言一球狀石墨鑄鐵殼體或多個球狀石墨鑄鐵殼體。特定而言，必須承載較少載荷力之艙體殼體之部分(諸如背對轉子之一尾殼體或尾部分)可由諸如例如鋁之另一材料製成。一球狀石墨鑄鐵殼體之使用准許熱傳導且在彼方面尤其當與一外部轉子部件一起使用時，可准許熱自外部轉子部件之消散。亦可使用一或多個焊接件。
在一有利實施例中，提出艙體具備具有用於艙體之方位調整之一內齒配置之一環齒輪。彼環齒輪固定地連接至艙體且具有一內齒配置，在該內齒配置中一或多個方位驅動器可與一各別小齒輪嚙合以便藉此隨風追蹤艙體。在此提出之情況下，因此方位驅動器靜止地配置 於塔柱或可能塔中且藉由具有繞一實質上垂直軸對應地旋轉之內齒配置之環齒輪執行風追蹤。環齒輪固定地連接至艙體，因此艙體藉助該環齒輪對應地旋轉。
以彼方式，與其中方位驅動器安置於艙體中之先前習用變體相比較，艙體中可提供進一步空間。另外，方位驅動器沿周邊方向之均勻分佈係可能的。方位驅動器可以均勻角間距分佈，舉例而言，12個方位驅動器可如此均勻分佈以使得每隔30°配置一方位驅動器。上述情況確保至環齒輪之力之一均勻傳輸，藉此方位軸承上之負載且因此及磨損可減少。
在一實施例中，提出艙體具有延伸穿過發電機之一工作平台。因此，艙體具有此一組態以使得發電機前方及後方之區亦及因此朝向空氣動力轉子之區可藉助一個且相同工作平台到達。彼工作平台因此永久安裝且可由一人步行進出。較佳地，其亦可在實施之進行中操作中在其整個距離內進出。
進一步提出艙體提供用於具有大於1MW之一標稱功率輸出之一發電機之一風力發電設施。上述情況強調在可承載重轉子葉片及發電機組件之意義上呈一自立式艙體之艙體之設計組態之性質。用於具有1MW或更多之一標稱功率輸出之一風力發電設施之一艙體結構具有針對載荷結構需要特定初期穩定性調查之一大小。若熟習此項技術者具有關於彼艙體之基本結構之資訊(如(舉例而言)自圖可見)，則其可實施此穩定性調查。針對較小且特定而言明顯較小之風力發電設施，出於諸多不同原因，基本結構之穩定性及勁度之此等問題起次要作用。該等原因包含以下點：一較小發電機可較緊湊且因此發電機涉及基本上不需要任何其他支撐之一基本勁度。另外，較小風力發電設施具有較小重量且具有較小轉子葉片長度及轉子葉片表面積，藉此作用於轉子葉片上之一風力亦減少。以彼方式，任何載荷結構需要較低 力，藉此彼等載荷結構繼而可較弱且因此較輕。另外，較小風力發電設施基本上不存在運輸問題。更具體而言，運輸問題特定而言由於既定最大尺寸而產生，最大尺寸由道路系統預定且因此實際上不受風力發電設施製造商影響。因此，舉例而言，5m之一發電機之一外徑係針對公路運輸常常不能超過之一臨界大小。較小風力發電設施不會遭遇由於可運輸最大大小所致之此等問題。
較佳地，艙體可步行進出。彼意味著艙體如此大以使得一成年人可在艙體中通過而無需屈身。在彼情形中，人在載荷結構內(即，在載荷艙體殼體內)通過。在彼方面，所提出艙體實質上亦相當不同於其中有時難以區分一機械載體及一艙體之小風力發電設施。尤其出於維護目的自外部到達之風力發電設施在彼方法歸屬於一彎曲不同種類。
在一實施例中，艙體之特徵在於在一軸頸部分與塔柱之間提供一連接部分，該連接部分將軸頸部分連接至塔柱且具有自塔柱之軸頸部分成角或彎曲之一外部形狀。特定而言，此涉及大約成角90°或彎曲90°之一管狀形狀。轂部分配置於發電機及空氣動力轉子之區中且提供承載發電機及空氣動力轉子。上述情況可藉助於至少一個或兩個軸承進行。軸頸部分可舉例而言呈一錐形體部分或一圓錐部分(特定而言一前錐體部分)之形式。在彼情形中，彼軸頸部分可具有可與空氣動力轉子及/或發電機轉子部件之一旋轉軸一致之一實質上水平中心線。
連接部分因此具有一實質上管狀組態，其中彼管或管狀形狀特定而言成角或彎曲約90°。彼管狀形狀或比管狀連接部分在一側較佳地具有一環形塔柱連接器且在其另一側具有一環形軸頸連接區。相對於彼此大約成90°配置之彼等兩個環形連接區藉由因此將塔柱連接至軸頸部分之彼管狀連接部分而連接。
在一實施例中，提出旋轉部分具有用於將一各別轉子葉片固定至旋轉部分之葉片連接件。彼轂部分特定而言係艙體之所闡述之旋轉部分或其係艙體之該旋轉部分之一部分。葉片連接件在一葉片連接區(其亦可稱為一軸向葉片連接區)上沿軸向方向(即，相對於較佳地與發電機之旋轉軸一致之空氣動力轉子之旋轉軸)延伸。發電機亦在彼葉片連接區或軸向葉片連接區內沿軸向方向延伸。在彼情形中，發電機亦可沿軸向方向比軸向葉片連接區短。在任何情形下，提出發電機不沿軸向方向安置於葉片連接件之前方或後方。因此，自空氣動力轉子至轉子部件且最後藉助於磁場亦至定子之力流得以改良或甚至得以最佳化。特定而言，避免自轉子葉片起必須自葉片連接件部分地沿軸向方向流動至發電機轉子部件之一力流。
葉片連接件此外亦可呈葉片連接配接器之形式或可連接至葉片連接配接器。在彼情形中，一各別轉子葉片初始連接至一葉片連接配接器且彼葉片連接配接器將然後固定至葉片連接件。葉片連接配接器在彼情形中形成特定而言大約一短管狀部分，即，與其周邊相比具有一短長度。
另外或另一選擇係，提出發電機相對於旋轉軸沿軸向方向配置於葉片連接件內。葉片連接件及因此轉子葉片因此環繞發電機。
特定而言，因此提出一組態，其中在一發電機呈一外部轉子部件之形式之情形中，外部轉子部分變成轉子轂且直接裝配於葉片連接件或轂配接器連接件內。對應地向內安置之定子變成艙體之軸頸部分之一部分。彼部分在艙體上呈(特定而言)一前錐形體部分之形式。定子因此變成一軸頸或對應於一軸頸之自立式艙體之軸頸部分之一部分。特定而言，此亦涉及發電機及葉片連接區之整合。
以彼方式，尤其可能提供儘可能少組件且需要對應儘可能低之一重量，此繼而可導致成本之一降低。可能避免過多個別零件、裝配 複雜且昂貴之一額外殼體及由於驅動系中一不利力流所致之不必要材料支出。替代地，可達成或可藉此至少視圖達成總成之一簡化、建築場地上之個別零件之一減少及自轉子葉片至發電機之儘可能直接之力之一施加。另外，若葉片連接區亦以使得發電機藉此充分囊封且經保護免受天氣之影響之一方式在結構上封圍發電機，則任何額外艙體罩亦可變得多餘。
特定而言，若發電機具有一極長結構形狀且具有比葉片連接區大之一軸長度，則發電機亦可在至少一側處沿一軸向方向延伸超過葉片連接區。另外，提出一種包括一塔柱或塔及如上文所闡述實施例中之一項之一艙體之風力發電設施。若此一風力發電設施具有至少一個方位驅動器(特定而言，複數個方位驅動器)，則上述情況係期望的，該等方位驅動器固定地配置於塔柱或塔中且與固定地連接至艙體之一環齒輪上之一各別小齒輪嚙合且具有一內齒配置。藉此提出一種可以一相當低位準之複雜性及支出構造之穩健風力發電設施。
亦提出一種構造一風力發電設施，特定而言構造如前文中所闡述之一風力發電設施之方法。在彼方面，提出發電機之轉子部件及定子已在提升用於安裝於一塔柱上之前藉助一軸承連接在一起。因此上述情況避免在塔柱上之艙體之一大高度處組裝轉子部件及定子且替代地提出在工廠中預生產及/或在建築場地處之地面上之預生產。
較佳地，電器件已在艙體被提升以用於裝配於塔柱上之前被預安裝於該艙體中。以彼方式，組裝亦可被簡化且另外組裝操作中之誤差來源藉此最小化。
在下文中相同參考符號可表示類似但非相同組件。另外，相同組件可以不同比例展示。
圖1及圖1a各自展示具有一塔柱102、102'及一艙體104、104'之一風力發電設施100、100'。具有三個轉子葉片108、108'及一旋轉體110、110'之一轉子106、106'配置於艙體104、104'上。轉子106、106'在操作中由風引起旋轉且藉此驅動艙體104、104'中之一發電機。
圖2中之艙體1具有一靜止部分2及一旋轉部分4。靜止部分2延伸深入旋轉部分4中。靜止部分2藉助於一方位凸緣6固定至一方位軸承8，方位軸承8又固定至一塔柱12之一塔柱凸緣10。在塔柱12中，僅展示其上部區，即具有一工作平台14之其塔柱頭部26。
方位驅動器16配置於塔柱12中在塔柱凸緣10之附近且在方位軸承8之附近。方位驅動器16各自具有一唯一經指示之藉助一內齒配置嚙合一環齒輪20之小齒輪18。內齒配置未進一步展示。環齒輪20可連接至方位軸承8之一內軸承環22且藉此或以某一其他方式連接至方位凸緣6且藉此連接至艙體1，即，連接至艙體1之靜止部分2。固定地安置於塔柱12中之兩個環盤24中之方位驅動器16可藉由適合方位位移來使艙體1以與風成追蹤關係而移動。
環盤24固定地安裝於塔柱凸緣10之高度處且藉此導致所圖解說明塔柱頭部26中之塔柱12之一高位準勁度。所圖解說明人28展示在塔柱頭部26中且亦在艙體1中之大小關係。
艙體1之靜止部分2藉助於亦用於加強及穩定艙體1之一管狀載體部分30而固定至方位軸承8上之所闡述方位凸緣6且因此固定至塔柱頭部26。因此作用於艙體1上之力亦藉助於彼管狀載體部分30而轉移至塔柱12。自塔柱12，一人28可藉助於穿過環盤24、方位軸承8及管狀載體部分30之一梯子32而到達艙體1。所有彼等組件為一人28提供充足空間以能夠進入艙體1中且亦為物件提供充足空間以能夠自塔柱12 進入至艙體1中。
艙體1之靜止部分2具有一管狀帶區34。在之一連接區36(其在數學意義上形成管狀載體部分30與管狀帶區34之一相交區)中，管狀載體部分30及管狀帶區34固定地連接在一起。管狀載體部分30及管狀帶區34亦可至少部分地由整體製成，如(舉例而言)以一鑄件之形式。連接區36在空間中三維地延伸且可藉此廣泛地接收來自艙體1之變化力方向且將其傳遞至塔柱12中。
自塔柱12起，管狀載體部分30在一平台38之高度處結束。平台38基本上用於一人(特定而言檢修人員)以能夠進人至艙體1且在彼處工作。另外，出於不同目的，諸如例如控制櫃40之設備物項配置於平台38上。另外，平台38亦可促進增加艙體1之穩定性且特定而言勁度。艙體中之人可在平台38上在其廣闊部分中移動且具有大量可用空間。
艙體1具有一後部分42，後部分42在正規使用中背對風。彼後部分42可促進艙體1之穩定性且特定而言勁度，然而另一方面卻承載比管狀載體部分30及管狀帶區34少之機械力。出於彼原因，舉例而言自其材料強度或其材料種類之觀點而言，後部分42可具有一較弱結構。舉例而言，針對彼後部分42，提出使用鋁。
一發電機部分44在前方毗鄰帶區34。發電機46安置於發電機部分44中。發電機46包含一定子48及呈一外部轉子部件之形式之一發電機轉子部件50，亦即該發電機轉子部件在外部圍繞定子48而配置。不僅定子48而且轉子部件50皆係一大約環形組態。定子48固定地連接至艙體1之靜止部分2。以彼方式，具有一相當大質量且因此大重量之定子48由靜止部分2且因此由艙體1承載。自所圖解說明人28將明瞭，大小關係容易允許平台38上之一人能夠通至發電機46且通過該發電機46。在彼方面，平台38基本上僅鄰接靜止部分2之元件且因此甚至在 風力發電設施之進行中之操作中可能步行進出該平台。
一前部分52(其亦可稱為前錐形體部分52)鄰接靜止部分2之發電機部分44。彼錐形體部分52基本上替換一先前習知軸頸。前錐形體部分52(其係艙體1之靜止部分2之一部分)安置於空氣動力轉子54之區中，空氣動力轉子54具有三個轉子葉片56，其中僅一個轉子葉片展示於空氣動力轉子之附接件區中。前錐形體部分52具有毗鄰平台38之一維護開口58，穿過該維護開口，一人可自靜止部分2進入至旋轉部分4中且特定而言至轉子葉片56或至相關聯器件中。
另外，一滑環體60可自前錐形體部分52接達。滑環體60用於自靜止部分2至旋轉部分4或反之亦然傳輸電信號(現在資訊信號或能量信號)。另外，自後部分42延伸至前錐形體部分52且在彼處延伸至滑環體60之一起重機軌62安置於艙體1中且因此安置於靜止部分2中。起重機軌62承載用於處置重物件(包含工具)之一電動絞車64，在兩個位置中展示。絞車64可基本上沿著起重機軌62位移至滑環體60且因此(舉例而言)可提升塔柱12中之負載且將其輸送至前錐形體部分52且在彼處(舉例而言)輸送至轉子葉片56。
艙體1之旋轉部分4藉助一後軸承70及一前軸承72以繞一實質上水平軸旋轉之方式安裝於靜止部分2上。後軸承70配置於發電機46之附近，大約毗鄰於定子48。保護後軸承70免受天氣影響之一蓋護裙74提供於後軸承70之區中之旋轉部分4上。
一環形載體結構78自一轉子部件殼體部分76延伸至後軸承70，轉子部件殼體部分76承載轉子部件50且以一圓柱殼體之方式環繞轉子部件。彼配置提供艙體1之旋轉部分4承載於旋轉部分4之彼後區中在後軸承70上。
一轂部分80鄰接轉子部件殼體部分76。轂部分80固定於轉子部件殼體部分76中，且在彼區中亦提供一制動盤82，制動盤82可藉助制 動構件84來停止轉子部件50，此可係(特定而言)維護活動所需要。轉子葉片附接件86配置於轂部分80上，每一轉子葉片附接件具有用於固定一各別轉子葉片56之一轉子葉片連接件88。具有一各別相關聯螺距箱92之一螺距驅動90配置於轉子葉片附接件86中。此一螺距箱92用於操作螺距馬達且可含有用於緊急位移或諸如此類之致動單元及/或能量儲存構件。此處藉由關於用於致動或供電螺距驅動之進一步模組之實例之方式圖解說明螺距箱92。以彼方式，轉子葉片56之傾角可變更且出於彼目的轉子葉片56藉助於一葉片軸承94以旋轉方式安裝至葉片連接件88。其他實施例亦可具有用於每一轉子葉片之複數個螺距驅動。
艙體1之旋轉部分4藉助一軸承支撐件96接納於前軸承72中。因此旋轉部分4藉助其軸承支撐件96內部支撐於前軸承72中且靜止部分2此處自外部連接至前軸承72。旋轉部分4之軸承支撐件96因此配置於靜止部分2內之前軸承72之區中，而另一方面，旋轉部分4在外部圍繞靜止部分2(特定而言，圍繞前錐形體部分52及發電機部分44)旋轉。彼准許前軸承72自艙體1之靜止部分2之內部之可互換性。起重機軌62亦可有助於此互換活動。
圖3展示塔柱12上之艙體1之某些艙體零件及配件之構成。架設一風力發電設施之一方法可在彼方面使得靜止部分2之帶區34(視情況連同後部分42)裝配至塔柱12上在其塔柱頭部26之區中。出於彼目的，靜止部分2之方位凸緣6分別裝配至塔柱頭部26上在方位軸承8之區中且裝配至方位軸承8上，且在彼處固定。
作為下一基本步驟，如圖3中所示，發電機部分44連同發電機46(發電機轉子部件50及定子48)且連同後軸承70(其出於彼目的而經預安裝)可固定於帶區34中。出於彼目的，後軸承70配置於一環形帶凸緣302上且固定至該環形帶凸緣302。
在另一基本步驟中，靜止部分之前錐形體部分52連同旋轉部分之轂部分80可安裝於適當位置中。出於彼目的，前錐形體部分52固定至發電機部分44且轂部分80固定至轉子部件部分76。出於彼目的，彼等4個部分中之每一者具有一對應環凸緣。在被提升至塔柱頭部之高度之前，旋轉部分4之轂部分80可藉助前軸承72與靜止部分2之前錐形體部分52預安裝在一起。出於彼目的，輔助固定件可提供於(舉例而言)制動盤82之區中以將轂部分80及前錐形體部分52相對於彼此固定。
取決於風力發電設施之各別大小及因此艙體之大小且取決於各別可用建築起重機，可提升帶有或不帶有轉子葉片56或可能帶有轉子葉片部分之彼經預安裝之轂部分80及前錐形體部分52。如同滑環體60、螺距驅動90及螺距箱92之器件可預安裝於轂部分80中及/或前錐形體部分52中。彼等或其他器件中之某些或全部可預安裝。
圖4展示旋轉部分之轂部分80之一前部分及靜止部分之前錐形體部分52之一部分。可能在此處看出(特定而言)前軸承72之安裝，前軸承72此處呈一雙排錐形滾子軸承之形式。轂部分80具有一轂帽98，轂帽98亦可稱為旋轉體帽98且可經產生為相對於轂部分80之一單獨零件且然後固定至轂部分80。轂帽98亦包含自內部安裝於前軸承72中之軸承支撐件96。
圖4亦圖解展示滑環體60且未不圖解說明連接線一為圖式之較大清晰起見，此等連接線另外亦未展示於視圖中。滑環體60容易自形成一靜止部分之前錐形體部分之內部接達，且可經移除以進行維護操作或修復操作。
當滑環體60被移除時，前軸承72可朝向前錐形體部分52之內部移除且因此被替換。出於彼目的，轂部分80且特定而言軸承支撐件96將必須相對於前錐形體部分52固定。
在一實施例中，圖2至圖4中完全或部分所示之轂部分80可由三個基本上相同轂節段502構成。圖5中展示此一轂節段502。為固定至轉子部件殼體部分76，如圖2及圖3中所示，轂部分80具有一環形轂凸緣304。一帽凸緣306經提供以連接至轂帽98。圖5中單獨清晰圖解說明之轂節段502具有一轂凸緣部分504及一帽凸緣部分506。亦展示經提供以將轂節段502連接在一起之兩個節段凸緣508。因此，三個轂節段502可藉助節段凸緣508連接以形成轂部分80。在彼情形中，轂凸緣部分504全部裝配在一起以形成轂凸緣304。帽凸緣部分506亦經裝配在一起以形成帽凸緣306。
轂節段502亦具有一轉子葉片附接件86，轉子葉片附接件86具有一葉片連接件88。一葉片軸承94固定至葉片連接件88。
在轉子葉片附接件86中提供一加強邊沿部分510，該加強邊沿部分510以一環形狀周邊延伸且螺距驅動90裝配於其中。螺距驅動90亦藉由一接納突出部512固持。螺距驅動90可藉助於用於其之彼雙重固定而配置成穩定關係。不僅加強邊沿部分510而且接納突出部512皆配置於轉子葉片附接件86中且因此配置於轂部分80中。藉此可能進行或促成螺距驅動90之預安裝。
圖6中之放大圖較詳細地展示(特定而言)一轉子葉片附接件86。螺距驅動90藉助一傳動部分602裝配於加強邊沿部分510及接納突出部512中，且特定而言固定至加強邊沿部分510。接納突出部512可特定而言增加螺距驅動90之傾斜穩定性。倘若存在一電流故障，則螺距驅動90可藉助螺距箱92供應位移能以便使轉子葉片56轉動至順槳位置。在圖6中之此視圖中未展示連接線，儘管其當然提供於螺距驅動90與螺距箱92之間。轉子葉片56藉助其以旋轉方式安裝至轉子葉片附接件86之葉片軸承94呈一雙滾珠軸承或雙排滾珠軸承之形式。
圖6亦展示具有制動構件84之制動盤82。制動構件84固定至前錐 形體部分52在一環形凸緣604(其亦可稱為一環形錐形體凸緣604)之區中。具有制動盤82之制動構件84經提供以用於制動及製止轉子。
一前平台部分606可配置為錐形體部分52中之平台38之一部分，且固定至前錐形體部分52。一檢修工作人員可自前平台部分606通過前錐形體部分52中之維護開口58至轉子葉片附接件86且進入轉子葉片附接件86中且以自彼處至轉子葉片56且進入轉子葉片56中。然而，出於彼目的，制動盤82首先固定於制動構件84中且一製止動作亦經實施以方式旋轉部分之旋轉且因此轉子葉片附接件86之一移動。
圖7以一放大比例展示發電機46在其一部分中之結構及配置。發電機46具有一定子48及一轉子部件50。轉子部件亦可稱為發電機轉子。發電機46之轉子50稱為轉子部件50，以便較佳地將其與空氣動力轉子區分開。
轉子部件50具有各種極，每一極具有一各別極靴702。極或極靴主體(其中在圖7中僅可見極靴702)具備一極靴繞組704，為該極靴繞組完全供應一直流以外部激發極靴主體且因此轉子部件50，此外，該電流欲藉助於圖2至圖4中所指示之滑環體60供應。轉子部件50(特定而言其極靴主體)固定地固定於轉子部件殼體部分76中。外部肋706經提供以冷卻轉子部件50。該等外部肋可安裝於轉子部件殼體部分76上或轉子部件殼體部分76連同彼等外部肋706一起產生。有利地，轉子部件殼體部分76、外部肋706亦及轉子部件50之每一極之極靴主體分別由金屬或具有良好導熱性之至少另一材料製成。以彼方式，轉子部件50之熱可傳遞至轉子部件殼體部分76中且藉助於外部肋706向外消散。特定而言當艙體1相對於風定向時。外部肋706大約相對於風縱向地配置，以使得風可沿著外部肋706流動且提供一適合冷卻效應。另一選擇係，外部肋亦可圍繞轉子部件50配置成一螺旋組態以便較佳地對應於由轉子葉片偏轉之風。
定子48實質上具有固定地固定至一定子載體部分710之一疊片式定子鐵心708。疊片式定子鐵心708具備繞組，特定而言具備一連續繞組且特定而言具備一6相(即，雙重3相)連續繞組，然而為清晰起見，圖7中並未展示該繞組。定子繞組僅藉由所圖解說明繞組頭部716圖解指示。發電機氣隙712形成於極靴702與疊片式定子鐵心708之間。定子48自氣隙712徑向向內延伸且由於所提出結構而沿彼方向不存在值得提及之空間限制。上述情況提供良好可接達性且在彼情形中空間可用於(舉例而言)冷卻器件，此取決於涉及何種冷卻要求。另外，空間可能用於增加定子48之穩定性。
轉子部件50及定子48之所圖解說明組態基本上再現對轉子部件及定子之一特性大小要求。將看出，轉子部件50之徑向範圍(即，自氣隙712至轉子部件殼體部分76且包含轉子部件殼體部分76)顯著小於定子48之自氣隙712至定子48之一蓋板714之徑向範圍。因此，在(舉例而言)由於運輸條件而可預定之一既定最大外徑之情況下，與考量其外徑具有一較大徑向厚度之定子安置於外側上之情形相比，呈一外部轉子部件之形式之所圖解說明組態使得氣隙712可能具有一更大直徑。
定子載體部分710藉助一前定子凸緣718固定至錐形體凸緣604或錐形體凸緣604固定至前定子凸緣718。朝向靜止部分2之帶區34，定子載體部分710具有一後定子凸緣720，藉助後定子凸緣720，定子載體部分710固定至一前帶區凸緣722。出於彼目的，提供複數個連接螺栓724。具有靜止軸承部分726之後軸承70容納於兩個凸緣(即，後定子凸緣720與前帶區凸緣722)之間。後軸承70可基本上藉由將後定子凸緣720與帶區凸緣722分離而移除。
轉子部件殼體部分76藉助於環形柵格狀載體結構78固定地連接於後軸承70之旋轉軸承部分728上。轉子部件殼體部分76亦藉助於轉 子部件殼體凸緣730連接至轂凸緣304。出於提升目的，亦提供提環732。此等提環732可基本上配置於每一轂節段502上。然而，僅提供一對提環732以使得一對提環732僅配置於一轂節段502上可係足夠的。出於彼原因，圖5中之轂節段502不具有任何提環732。
圖8展示裝配於一塔柱12上之在組裝狀況中之艙體1之一外部圖。出於較清晰圖解說明目的，一轉子葉片56經圖解展示為裝配於一轉子葉片附接件86處。特定而言，在此外部視圖中可看見每兩個經組裝節段凸緣508之區中之接縫。在此等接縫之區中，可能看見區兩個提環732，該等提環經提供以用於安裝艙體1(更具體而言此轂部分)。應注意，取決於各別大小，轂部分80亦可以整體形式供應。以彼方式，亦可能僅在那時提環732相對於節段凸緣508裝配於此一焊縫之區中。
外部肋706可較佳地如此薄且以如此大數目提供以使得其在圖8中之視圖之大小及解析度中不能被感知為肋。將透過一轉子葉片附接件86中之一開口自外部看見前錐形體部分52。
圖9實質上對應於圖2中之視圖，但圖9之視圖非透視或其透視圖稍微不同於圖2之視圖。另外，艙體1之視圖圖解展示較小大小(特定而言，一較小功率輸出級)之一已知風力發電設施之一艙體901。已知艙體901亦係一無齒輪風力發電設施之一艙體。自塔柱12起，目前最佳技術之此一艙體首先具有一澆鑄機械載體902。該澆鑄機械載體類似於一彎曲管自塔柱12以一大約90°彎曲延伸至發電機。為步行進出艙體901，檢修人員因此必須自塔柱12向上攀爬至機械載體902中且自一後機械載體開口904離開機械載體902至艙體中之一自由內部空間。定子載體906鄰接機械載體902，該定子載體906亦可稱為定子鐘罩，此乃因其基本上完全通過艙體901且具有一大約鐘罩形狀組態。定子908固定於定子載體之周邊處，此處定子908僅以高度圖解形式展示。 為進入至艙體901之前部分中，在定子鐘罩906中提供一定子鐘罩開口910。一軸頸912自定子鐘罩906延伸。軸頸係內部中空的且纜線可在其中傳送至一滑環體914。然而，一人不可能穿過軸頸912進人至艙體901之前區中。
轉子(即，不僅空氣動力轉子而且發電機之轉子部件)承載於彼軸頸912上。出於彼目的提供藉助於兩個軸頸軸承918以旋轉方式安裝於軸頸上之一轉子轂916。用於固定轉子葉片之轉子葉片附接件920安置於轂916上。一轉子部件載體922亦配置於該轂上，且該轉子部件載體922自彼處徑向向外延伸且承載定子908內之發電機轉子部件924。氣隙926形成於定子908與發電機轉子部件924之間。
在視圖中向下之轉子葉片附接件920中展示藉助於配接器軸承930以旋轉方式連接至轉子葉片附接件920之一轉子葉片配接器928。此處未展示一轉子葉片。
此處操作模式使得風力傳輸至轉子葉片且自彼處傳輸至轉子葉片配接器928以便藉此執行一旋轉運動。力然後進一步藉助於配接器軸承930及轉子葉片附接件920傳輸至轂916。轂916具有一相對小直徑且將如所闡述產生之轉矩進一步傳輸至轉子部件載體922，轉矩自轉子部件載體922向外傳輸至轉子部件924。因此，此涉及自轉子葉片至發電機轉子部件之一相當不利力流。另外，由於轉子之重量且另外轉子之傾斜力矩而必須承載力之軸頸912在其直徑上精確地小於在使用一艙體載體之根據本發明之概念之情形中。因此，此等軸頸經產生為一非常厚重結構，更具體而言具有非常大壁厚度。因此，此涉及一較大重量以確保充足穩定性。
另外，儘管艙體901部分具有比根據本發明之艙體1大之一直徑，但較難以步行進出艙體901，此乃因定子載體902配置於艙體901之中間且因此基本上佔據最佳位置。所有設備物項必須配置於彼處在 彼機械載體902周圍。
另外，艙體901之步行可接達性僅在一部分中提供，此乃因定子鐘罩906使艙體901之一大部分不可接達或僅當轉子被固定且因此發電機轉子部件924被固定時可接達性才可能。
相比較而言，提出一種係自立式且藉此首先避免(即，替換)機械載體902之艙體1。在彼情形中，艙體1在其外皮中承載支撐力，該外皮相對於先前結構具有一相當較大直徑且可用一顯著較小壁厚度達成一高位準穩定性。儘管大直徑，但因此與參考圖9所闡述之先前結構相比，其甚至可能使重量節約一取決於各別具體組態。
圖10中之艙體組態具有在功能上大約對應於圖2之帶區34之一艙體彎曲區134。艙體彎曲區134因此係艙體1001之靜止部分1002之一部分。一發電機部分144鄰接艙體彎曲區134且一前錐形體部分152鄰接該發電機部分144。在彼情形中，艙體彎曲區134藉助於方位軸承1008及一塔柱凸緣1010連接至一塔柱1012。以彼方式，艙體彎曲區134形成自塔柱1012至發電機部分144之一穩定連接。出於彼目的，艙體彎曲區實質上如同彎曲約90°之一管部分形成。上述情況使得可能在塔柱1012與發電機部分144之間達成一非常穩定且剛性連接。發現，一後部分42(舉例而言，如圖2中所示)未必需要。彼管狀元件之組態最終亦確保以一簡單且高效方式自發電機轉子部件至塔柱之力流之偏轉。提供一載荷外殼且因此在艙體1001之內部提供大量空間之基本結構意指其亦可能省去在圖2之實施例中存在於後部分42中之空間。
圖10中之艙體1001可在一變體中以使得(特定而言)非載荷之一殼體部分可裝配於後部處在遠離轉子之側處之一方式加以修改。舉例而言，用於檢修操作諸如例如起重機開口之諸如冷卻構件或器件之額外總成可在其中向下配置。
艙體彎曲區134中所示之人128站立於一平台138上且展示圖10中 之此實施例在艙體1001中亦具有大量空間。
平台138相對於圖2對應地縮短。起重機軌162亦縮短且承載一絞車164，藉助絞車164可將元件自塔柱1012提升至艙體1001中或可自其下降。自彼處，主要在人128經展示位於平台138上之位置，絞車164可在具有或不具有一負載之情況下沿著起重機軌162位移至完全向前至前錐形體部分152中之位置。以彼方式可能到達前錐形體部分152中之所圖解說明之滑環體160亦及一維護開口158。
前錐形體部分152藉助於發電機部分144固定地連接至艙體彎曲區134且藉助於艙體彎曲區134最終連接至塔柱1012。
發電機部分144具有實質上一圓柱形殼體部分1714，該圓柱形殼體部分1714實質上形成自艙體彎曲區134至前錐形體部分152之一直接連接且由於其組態之性質(特定而言圓柱形形狀)亦准許力自前錐形體部分152至艙體彎曲區134之良好傳輸。特定而言，力藉此傳輸，該等力自空氣動力轉子傳輸至轂帽198且進一步傳輸至前軸承172且藉此傳輸至前錐形體部分152。
一定子載體部分1710配置於圓柱形部分1714周圍且連同載體側1711及圓柱形部分1714形成剖面大約係梯狀之一結構。藉由該結構承載定子148及特定而言疊片式定子鐵心1708。用於冷卻定子148(特定而言，疊片式定子鐵心1708)之冷卻流可在梯狀結構1709內導引。
由於發電機部分144內亦存在充足空間且由於在風力發電設施之操作中亦可步行進人彼發電機部分144，因此諸如控制櫃140或諸如此類之設備物項亦安置於彼處。
圖10之實施例在旋轉部分1004上具有一轉子部件殼體部分176，轉子部件殼體部分176承載轉子部件150且具備外部肋1706。外部肋1706圍繞艙體1001(特定而言，即圍繞轉子部件殼體部分176)大約以一螺旋形式配置。在操作中由空氣動力轉子偏轉之風可因此有利地流 動至彼等外部肋1706，更具體而言，其中一氣流大約平行於肋1706流動。外部肋1706之彼種類組態並不限於圖10中所圖解說明之實施例。而是，此等外部肋通常係一較佳設計組態。
轉子部件殼體部分176藉助於同時充當一蓋護裙之一環形載體結構178安裝於後軸承170上。一連接載體部分179延伸大約超過後軸承170之一外部周邊。因此作用於旋轉部分1004上之力藉助於環形載體結構178及連接部分179傳輸至後軸承170。另外，彼環形載體結構178在任何情形下自一側封圍發電機146。
圖10中之所圖解說明組態在進一步細節上不同於如(舉例而言)自圖2所示之實施例。除非另有說明，否則此圖10之實施例之其他元件至少基本上對應於圖2之實施例。另外，如(舉例而言)圖2或其他圖中所示之新穎結構促進自轉子葉片至轉子部件之一實質上較有利力流，此乃因力流實質上已被接收於轂部分80之外皮或外壁之區中且自彼處傳遞至外部安置之轉子部件50。儘管部分減少總直徑，但在任何情形下新提出之艙體1在其內部提供實質上較多空間，此乃因基本上整個內部可用於佈建各種設備物項且亦可用於佈建用於步行順利通過艙體之一工作平台或一步道平面。
另外，新提出艙體結構促進以一外部轉子部件之形式之一發電機之佈建，外部轉子部件又可在一不改變總外徑之情況下導致一較大氣隙直徑，此乃因轉子部件之徑向範圍小於定子之徑向範圍。
為轉子提供冷卻肋(一所謂外部肋組態)可(舉例而言)針對5m之一外徑提供在約20平方米至150平方米之範圍中之一冷卻表面積。後軸承70可呈一滾動軸承之形式且在彼情形中可替換。
靜止部分2之帶區34(其亦可稱為艙體載體34)較佳地呈一鑄件之形式。後部分42亦可稱為尾殼體42且較佳地由鋁製成。一所謂方位模組可配置於塔柱頭部26中用於方位調整，針對此提出均勻配置裝置， 特定而言均勻地分佈於周邊上方。方位軸承8可(特定而言)在其內軸承環22處呈一內齒組態。與外齒結構相比，一較小齒配置直徑可由較大量驅動補償。在一實施例中，在此處提供14個方位驅動器16。
為在前錐形體部分52與軸承支撐件96之間進行旋轉連接，可存在一雙排錐形滾子軸承作為可自內部替換之前軸承72。
滑環體可容納於前錐形體部分52中或軸承支撐件96上。軸承支撐件96係轂帽98之一部分，該轂帽亦較佳地意欲用於整合三個轂節段502。
所提出自立式艙體使得可能解決如同高重量及一高位準安裝複雜性及支出之缺點。因此，可能達成重量之一減少及安裝複雜性及支出之一減少。進一步優點及所提出態樣如下：氣隙位於自然力流中。外部安置之載體結構提供達成一低應力位準。在彼方面中，特定而言應注意，應力位準與相對於一艙體中心線之載體結構之半徑之平方之反演成比例。在彼方面中，此一載體結構之穩定性基本上僅與載體結構之各別壁厚度成比例地增加。
將後軸承70用於氣隙之附近使得可能達成一高位準之氣隙勁度。另外，氣隙(沿軸向方向觀看位於後軸承70與前軸承72之間。上述情況亦使得可能達成一高位準傾斜穩定性及一對應小氣隙厚度。亦可促進氣隙之長度之一增加。所有上述情況最終導致小氣隙損失。
所提出外部轉子部件發電機意指轉子部件可自外部冷卻，此初始可係完全被動可能的。
定子可透過可自由接達之定子鐵心中心較佳地冷卻。在所提出解決方案中，定子可自內部接達。實質上不存在疊片式定子鐵心之高度及厚度方面之限制。上述情況給出大量用於冷卻之空間且疊片式定子鐵心之鐵心勁度亦可增加。
艙體亦可在其內部具有一廣闊組態，同時具有小外部尺寸。
另外，一自立式艙體具有一穩健外部結構，此便於(特定而言)運輸及構造。
可藉助於穩健外部結構及另外澆鑄於其上之提環(如同提環732)而簡化一風力發電設施現場之構造。用於在建築場地裝配小零件之操作在彼情形中變得多餘。基本上一簡單組件交換係可能的，特定而言關於後軸承70及前軸承72。亦可處置自艙體1之人之任何營救而具有較少問題。
所提出艙體亦提供一高位準之密封完整性。上述情況係(舉例而言)藉由將轉子葉片外部連接至轂部分80之轉子葉片附接件86而達成，此乃因未提供額外殼體配置，此將允許水分在附接件86之邊緣處進入。密封完整性亦可在方位軸承之區(亦即至塔柱頭部之連接)中得以改良。
為供應進料空氣，提出使用水分離器及/或沙分離器。
所提出艙體亦有利較大設施，更具體而言特定而言有利於涉及超過目前結構大小或功率輸出位準之一結構大小及功率輸出位準之未來設施。特定而言由組件之公路運輸方面之限制而強加一限制。艙體載體及/或轂部分可能適當分開以用於運輸。由於艙體係自立式且因此艙體殼體形成載荷結構，因此艙體可對設施變大而針對該等設施對應地增長大小，亦即，相對於較大設施，艙體可對應地變得較大，藉此直接提供穩定性之一增加。
以使得自外部自轉子葉片起，力通過轂部分80直接傳遞至轉子部件50且然後進一步傳遞至定子且自彼處沿一基本上筆直簡單方向傳遞至靜止部分2之外殼之方式，關於所提出艙體之力流亦係有利的。
具有約3m之一滾道(raceway track)直徑之一滾動軸承可能用於後軸承70，此准許一高位準穩定性，特定而言對傾斜抵抗性。
圖11中之艙體1001具有經成角或彎曲約90°之實質上一管狀主 體。彼配置具有一塔柱連接區1102、一連接部分1104及一軸頸部分1106。連接部分1104藉助於一大約環形軸頸連接區1108連接至或接合至軸頸部分1106。連接部分1104藉助於塔柱連接區1102連接至塔柱頭部1110且因此一對應塔柱。
軸頸部分1106具有一前錐形體部分1152，該前錐形體部分具有一定子1148。在定子1148中，圖展示一定子結構1149，該定子結構實質上承載定子1148之一電磁操作零件(圖11中未展示)，更具體而言特定而言，疊片式定子鐵心部件及定子繞組。在任何情形下，定子結構1149連同軸頸部分1106(特定而言，前錐形體部分1152)可以整體形式形成且因此整合至彼軸頸部分中。由於其功能，前錐形體部分1152亦可稱為軸頸且在彼方面中然後定子1148(至少其定子結構1149)將然後整合至軸頸中。
艙體1101之旋轉部分1204藉助兩個軸承(即，一後軸承1170及一前軸承1172)以旋轉方式支撐於前錐形體部分1152上且因此亦旋轉方式支撐於軸頸部分1106上。轉子葉片1156因此以繞一旋轉軸1103旋轉之方式安裝。在彼情形中，每一轉子葉片1156藉助於一轉子葉片附接件1186或轉子葉片配接器1186連接至旋轉部分1204上之一各別葉片連接件1187，亦即，固定地連接至該各別葉片連接件1187。此處由定子1148及轉子部件1150構成之發電機之轉子部件1150亦配置於彼葉片連接件1187之區中。
相對於旋轉軸1103，因此包括定子1148及轉子部件1150之發電機沿軸向方向配置於與葉片連接件1187相同之區。三個葉片連接件1187界定一葉片連接區。另外，包括定子1148及轉子部件1150之發電機此處相對於旋轉軸1103沿徑向方向安置於葉片連接件1187內。在風力發電設施之操作中，因此葉片連接件1187在外部圍繞包括定子1148及轉子部件1150之發電機旋轉。在彼情形中，轉子部件1150與葉片連接件 1187一起旋轉。在所圖解說明之實施例中，因此發電機既沿軸向方向又沿徑向方向安置於由葉片連接件1187界定之葉片連接區。
另外，發電機位於旋轉部分1204內，旋轉部分1204因此亦形成一葉片連接蓋且將發電機封圍於其中且在外部保護該發電機免受天氣之影響。
特定而言，當發電機具有一非常長結構形狀且具有比葉片連接區大之一軸長度時，發電機亦可沿軸向方向延伸至至少一側超過葉片連接區。
圖12展示圖11之艙體1101之前方傾斜之一透視圖。圖12特定而言展示轉子葉片1156之零件。轉子葉片1156藉助於轉子葉片附接件或配接器1186分別連接至艙體1101之旋轉部分1204。將看見，葉片連接部分1204完全封圍發電機。
葉片連接件1187在圖12中可看見呈一大約V形狀區之形式，在該葉片連接件處，轉子葉片附接件或配接器1186固定至旋轉部分。為清晰圖解說明V形狀組態，針對兩個葉片連接件1187中之一者藉由實例之方式展示兩個輔助虛線1188。在任何情形下與係筆直而非V形狀之一連接件相比，彼種類之連接件可改良自各別轉子葉片1156至旋轉部分1204之一力流。另外，旋轉部分1204之外部尺寸可至少稍微減少，此特定而言在將旋轉部分1204單獨運輸至風力發電設施之架設低點之情形中係顯著的。
特定而言所闡述之V形狀形式之葉片連接，亦即在一V形狀區中之轉子葉片附接件或配接器1186至旋轉部分1204之連接係一較佳實施例，該較佳實施例並不限於圖11及圖12中所示之特定實例，但通常應用。
圖13a至圖13d展示一艙體彎曲區1334a至1334d之四項不同實施例。彼等艙體彎曲區實質上對應於圖10中所示之艙體彎曲區134。圖 13a中之艙體彎曲區1334a具有一外部彎曲區1335a，該外部彎曲區1335a大約均勻地以一彎曲形狀自一塔柱連接區1308a延伸至一發電機連接區1310a。在此情形中，外部彎曲區1335a具有一閉合組態且艙體彎曲區1334a基本上呈均勻彎曲約90°之一管部分之形狀。
圖13b中之艙體彎曲區1334b基本上具有與艙體彎曲區1334a相同之形狀。在此情形中，圖13b中之艙體彎曲區1334b具有帶有用以爬出之一出口開口1338b之一外部彎曲區1335b。彼出口開口1338b准許檢修人員自艙體(即，艙體彎曲區1334b)爬出。圖13b及此外圖13a、13c及13d各自展示一仍未裝設之艙體彎曲區且因此在圖13b中之出口開口1338b中亦未展示門或諸如此類。圖13a至圖13d中所示之艙體彎曲區可(舉例而言)以鑄件之形式產生。
圖13a至圖13d展示艙體彎曲區1334a至1334d之不同實施例。彼等四個實施例中之參考符號在數字方面相同，但在隨附字母a至d方面不同，對應於圖13a至圖13d中之圖式。
圖13c中之實施例具有帶有一實質上筆直外部彎曲區1335c(其在彼方面亦可稱為背部區1335c)之一艙體彎曲區1334c。一出口開口1338c亦提供於彼外部彎曲區或背部區1335c中。
圖13d之實施例展示具有一實質上筆直外部彎曲區或背部區1335d但不具有一出口開口之艙體彎曲區1334d。
可能分別透過出口開口1338b及1338c自艙體爬出。另一方面，圖13a及圖13d之實施例在無一出口開口之情況下可以一較簡單方式達成一較高位準穩定性或相同穩定性。爬出所需之任何出口將然後必須提供於另一位置處。
圖14展示根據本發明之一實施例之一艙體1401及根據目前最佳技術之一艙體1401'之一圖解剖面側視圖，其中艙體1401及1401'兩者皆係相同功率級之一風力發電設施之一部分。圖14意欲展示可用空間 之量。特定而言，根據本發明之艙體1401具有一非常大互連工作空間區1402。出於彼目的，在艙體1401中展示一對應矩形，此圖解說明彼工作區1402。在艙體1401'之中圖解說明剖面係矩形之最大互連工作區1402'。儘管根據目前最佳技術之艙體1401'明顯大於根據本發明之一實施例之艙體1401，然而其具有較不緊湊互連自由空間，如藉由彼工作區1402'所意欲展示。上述情況之原因係，在目前最佳技術中，一載體結構(特定而言一軸頸1404'及一機械載體1406')居中地配置於艙體1401'內且任何自由空間可僅在彼機械載體1406'或軸頸1404'周圍配置或分佈。
在根據目前最佳技術之一實施例之艙體1401之情形中，其係自立式且其實際殼因此形成載體結構且因此不存在進一步載體結構。艙體1401之整個內部區因此實質上可用於供用於欲存在於其中之設備物項及人(特定而言，檢修人員)。
為圖解說明所涉及之空間要求，艙體1401中亦展示其他自由空間1408，且在艙體1401'中展示其他自由空間1408'。
圖15之實施例展示一可能形式之冷卻系統。艙體1501藉助於一方位軸承1508連接至塔柱1512，此處僅展示塔柱1512之一上部部分。在塔柱1512中提供流量進入開口1518。周圍空氣1520流動穿過彼等流量進入開口1518且在方位軸承1508之區中以一冷卻流1522之形式流動至艙體1501中。冷卻流1522然後到達發電機1546，流動穿過該發電機且以經加熱廢氣1524之形式離開風力發電設施。
在彼方面中，圖15僅經高度圖解地圖解說明且展示發電機1546僅在上部區中之冷卻。實際上，發電機1546實質上完全圍繞艙體1501延伸且冷卻亦發生於發電機1546之整個周邊上方。藉由實例方式展示之風扇1526在通常操作中不僅安置於一個所圖解說明位置處，而且複數個風扇可圍繞發電機1546沿周邊方向配置。在發電機1546之區中， 艙體1501可具有較佳地配置於背對風之艙體1501之側處之流量排放開口1528。
圖16及圖17再次展示根據一實施例之艙體1601之結構。艙體1601藉助於一方位軸承1608與其艙體彎曲區1364一起以旋轉方式固定至一塔柱1612。在一轉子部件殼體部分1676處，發電機轉子部件1650尤其藉助於一後軸承1670以旋轉方式安裝於艙體彎曲區1634處。
轉子部件1650因此相對於定子1648旋轉，定子1648配置於轉子部件1650內。定子1648及轉子部件1650基本上形成發電機1646，發電機1646尤其可藉助於傾斜配置之冷卻肋1630而加以冷卻。在此情形中，傾斜安置之冷卻肋1630實質上如此傾斜以使得當風逆對著其流動(如圖16及圖17中所示大約自圖式之平面之左側而來)時，該等肋將空氣動力轉子或旋轉部分1604之旋轉認為設施之正規操作中發生。在彼情形中，更具體而言，風相對於艙體1601以一螺旋組態流動及彼等冷卻肋1630相對於風定向。
一護裙部分1674或一蓋護裙1674配置於冷卻肋1630之區及後軸承1670之間，護裙部分1674或蓋護裙1674亦具有護裙開口1675，可透過該護裙開口排放冷卻空氣(特定而言，冷卻時已經加熱之廢氣)。特定而言，圖15中所示之冷卻可以穿過此護裙開口1675之一冷卻流之形式產生。
1‧‧‧艙體
2‧‧‧靜止部分/艙體殼體
4‧‧‧旋轉部分/艙體殼體
6‧‧‧方位凸緣
8‧‧‧方位軸承
10‧‧‧塔柱凸緣
12‧‧‧塔柱
14‧‧‧工作平台
16‧‧‧方位驅動器
18‧‧‧小齒輪
20‧‧‧環齒輪
22‧‧‧內軸承環
24‧‧‧環盤
26‧‧‧塔柱頭部
28‧‧‧人
30‧‧‧管狀載體部分
32‧‧‧梯子
34‧‧‧管狀帶區/帶區/艙體載體
36‧‧‧連接區
38‧‧‧平台/工作平台
40‧‧‧控制櫃
42‧‧‧後部分/尾殼體
44‧‧‧發電機部分
46‧‧‧發電機
48‧‧‧定子
50‧‧‧發電機轉子部件/轉子部件/轉子
52‧‧‧前部分/前錐形體部分/錐形體部分
56‧‧‧轉子葉片
58‧‧‧維護開口
60‧‧‧滑環體
62‧‧‧起重機軌
64‧‧‧電動絞車/絞車
70‧‧‧後軸承
72‧‧‧前軸承
74‧‧‧蓋護裙
76‧‧‧轉子部件殼體部分/轉子部件部分
78‧‧‧環形載體結構/環形柵格狀載體結構
80‧‧‧轂部分
82‧‧‧制動盤
84‧‧‧制動構件
86‧‧‧轉子葉片附接件/附接件
88‧‧‧轉子葉片連接件/葉片連接件
90‧‧‧螺距驅動
92‧‧‧螺距箱
94‧‧‧葉片軸承
96‧‧‧軸承支撐件
98‧‧‧轂帽/旋轉體帽
100‧‧‧風力發電設施
102‧‧‧塔柱
104‧‧‧艙體
106‧‧‧空氣動力轉子/轉子
108‧‧‧轉子葉片
110‧‧‧旋轉體
100'‧‧‧風力發電設施
102'‧‧‧塔柱
104'‧‧‧艙體
106'‧‧‧轉子
108'‧‧‧轉子葉片
110'‧‧‧旋轉體
128‧‧‧人
134‧‧‧艙體彎曲區
138‧‧‧平台
140‧‧‧控制櫃
144‧‧‧發電機部分
148‧‧‧定子
150‧‧‧轉子部件
152‧‧‧前錐形體部分
158‧‧‧維護開口
160‧‧‧滑環體
162‧‧‧起重機軌
164‧‧‧絞車
170‧‧‧後軸承
172‧‧‧前軸承
176‧‧‧轉子部件殼體部分
178‧‧‧環形載體結構
179‧‧‧連接載體部分/連接部分
198‧‧‧轂帽
302‧‧‧環形帶凸緣
304‧‧‧環形轂凸緣/轂凸緣
502‧‧‧轂節段
504‧‧‧轂凸緣部分
506‧‧‧帽凸緣部分
508‧‧‧節段凸緣
510‧‧‧加強邊沿部分
512‧‧‧接納突出部
602‧‧‧傳動部分
604‧‧‧環形凸緣/環形錐形體凸緣/錐形體凸緣
606‧‧‧前平台部分
702‧‧‧極靴
704‧‧‧極靴繞組
706‧‧‧外部肋
708‧‧‧疊片式定子鐵心
710‧‧‧定子載體部分
712‧‧‧發電機氣隙/氣隙
714‧‧‧蓋板
716‧‧‧繞組頭部
718‧‧‧前定子凸緣
720‧‧‧後定子凸緣
722‧‧‧前帶區凸緣/帶區凸緣
724‧‧‧連接螺栓
726‧‧‧靜止軸承部分
728‧‧‧旋轉軸承部分
730‧‧‧轉子部件殼體凸緣
732‧‧‧提環
901‧‧‧艙體
902‧‧‧澆鑄機械載體
904‧‧‧後機械載體開口
906‧‧‧定子載體/定子鐘罩
908‧‧‧定子
910‧‧‧定子鐘罩開口
912‧‧‧軸頸
914‧‧‧滑環體
916‧‧‧轉子轂/轂
918‧‧‧軸頸軸承
920‧‧‧轉子葉片附接件
922‧‧‧轉子部件載體
924‧‧‧發電機轉子部件/轉子部件
926‧‧‧氣隙
928‧‧‧轉子葉片配接器
930‧‧‧配接器軸承
1001‧‧‧艙體
1002‧‧‧靜止部分
1004‧‧‧旋轉部分
1101‧‧‧艙體
1102‧‧‧塔柱連接區
1103‧‧‧旋轉軸
1104‧‧‧連接部分
1106‧‧‧軸頸部分
1108‧‧‧大約環形軸頸連接區
1110‧‧‧塔柱頭部
1148‧‧‧定子
1149‧‧‧定子結構
1150‧‧‧轉子部件
1152‧‧‧前錐形體部分
1156‧‧‧轉子葉片
1170‧‧‧後軸承
1172‧‧‧前軸承
1186‧‧‧轉子葉片附接件/轉子葉片配接器/轉子葉片附接件或配接器
1187‧‧‧葉片連接件
1188‧‧‧輔助虛線
1204‧‧‧葉片連接部分/旋轉部分
1308a‧‧‧塔柱連接區
1308b‧‧‧塔柱連接區
1308c‧‧‧塔柱連接區
1308d‧‧‧塔柱連接區
1310a‧‧‧發電機連接區
1310b‧‧‧發電機連接區
1310c‧‧‧發電機連接區
1310d‧‧‧發電機連接區
1334a‧‧‧艙體彎曲區
1334b‧‧‧艙體彎曲區
1334c‧‧‧艙體彎曲區
1334d‧‧‧艙體彎曲區
1335a‧‧‧外部彎曲區
1335b‧‧‧外部彎曲區
1335c‧‧‧實質上筆直外部彎曲區/背部區
1335d‧‧‧實質上筆直外部彎曲區或背部區
1338b‧‧‧出口開口
1338c‧‧‧出口開口
1401‧‧‧艙體
1401'‧‧‧艙體
1402‧‧‧工作空間區/工作區
1402'‧‧‧最大互連工作區/工作區
1404'‧‧‧軸頸
1406'‧‧‧機械載體
1408‧‧‧自由空間
1408'‧‧‧自由空間
1501‧‧‧艙體
1508‧‧‧方位軸承
1512‧‧‧塔柱
1518‧‧‧流量進入開口
1520‧‧‧周圍空氣
1524‧‧‧經加熱廢氣
1526‧‧‧風扇
1528‧‧‧流量排放開口
1546‧‧‧發電機
1601‧‧‧艙體
1604‧‧‧空氣動力轉子或旋轉部分
1608‧‧‧方位軸承
1612‧‧‧塔柱
1630‧‧‧冷卻肋
1634‧‧‧艙體彎曲區
1646‧‧‧發電機
1648‧‧‧定子
1650‧‧‧發電機轉子部件/轉子部件
1670‧‧‧後軸承
1675‧‧‧護裙開口
1676‧‧‧轉子部件殼體部分
1706‧‧‧肋/外部肋
1708‧‧‧疊片式定子鐵心
1709‧‧‧梯狀結構
1710‧‧‧定子載體部分
1711‧‧‧載體側
1714‧‧‧圓柱形殼體部分/圓柱形部分
在下文中參考附圖藉助實施例藉由實例之方式更詳細闡述本發明。
圖1展示一風力發電設施之一簡化透視圖， 圖1a展示根據本發明之一風力發電設施之一簡化透視圖，圖2圖解展示根據本發明之一艙體之一透視剖面圖，圖3展示如圖2中之一艙體但部分地展示為根據當構造一風力發電設施時之構造組件之一分解圖，圖4展示圖2之艙體之一前部分之一放大比例之一部分，圖5展示經提供用於固定一轉子葉片之圖2及圖3中所示之艙體之一部分之一節段，圖6展示如在圖2中所示之一艙體之一部分，即用於固定一轉子葉片之一葉片連接件，圖7展示在容納於圖2及圖3中所示之艙體中之發電機之一部分之區中之該艙體之一部分，圖8展示一艙體之一透視外部視圖，圖9對應於圖2中之視圖，另外圖解展示根據目前最佳技術之一機械載體，以闡釋相對於一早先解決方案之一差異，圖10圖解展示另一實施例之根據本發明之一艙體之一橫向剖面圖，圖11圖解展示另一實施例之根據本發明之一艙體之一橫向剖面圖，圖12展示圖11之艙體之一透視圖，圖13a至圖13d展示艙體之一艙體彎曲區之各種實施例，圖14比較一先前已知艙體與相同功率級之根據本發明之一艙體以圖解說明所提供之空間可用性，圖15展示根據本發明之一艙體之一側視圖以圖解說明一冷卻氣流，圖16展示根據本發明之一艙體之一實施例之一透視剖面圖，及圖17展示圖16之實施例之一透視非剖面圖。
1‧‧‧艙體
2‧‧‧靜止部分/艙體殼體
4‧‧‧旋轉部分/艙體殼體
6‧‧‧方位凸緣
8‧‧‧方位軸承
10‧‧‧塔柱凸緣
12‧‧‧塔柱
14‧‧‧工作平台
16‧‧‧方位驅動器
18‧‧‧小齒輪
20‧‧‧環齒輪
22‧‧‧內軸承環
24‧‧‧環盤
26‧‧‧塔柱頭部
28‧‧‧人
30‧‧‧管狀載體部分
32‧‧‧梯子
34‧‧‧管狀帶區/帶區/艙體載體
36‧‧‧連接區
38‧‧‧平台/工作平台
40‧‧‧控制櫃
42‧‧‧後部分/尾殼體
44‧‧‧發電機部分
46‧‧‧發電機
48‧‧‧定子
50‧‧‧發電機轉子部件/轉子部件/轉子
52‧‧‧前部分/前錐形體部分/錐形體部分
56‧‧‧轉子葉片
58‧‧‧維護開口
60‧‧‧滑環體
62‧‧‧起重機軌
64‧‧‧電動絞車/絞車
70‧‧‧後軸承
72‧‧‧前軸承
74‧‧‧蓋護裙
76‧‧‧轉子部件殼體部分/轉子部件部分
78‧‧‧環形載體結構/環形柵格狀載體結構
80‧‧‧轂部分
82‧‧‧制動盤
84‧‧‧制動構件
86‧‧‧轉子葉片附接件/附接件
88‧‧‧轉子葉片連接件/葉片連接件
90‧‧‧螺距驅動
92‧‧‧螺距箱
94‧‧‧葉片軸承
96‧‧‧軸承支撐件
98‧‧‧轂帽/旋轉體帽
732‧‧‧提環

Claims (17)

  1. 一種一風力發電設施(100)之艙體(1)，其中該風力發電設施(100)具有一塔柱(102)或塔、一空氣動力轉子(106)及具有一發電機轉子部件(50)及一定子之一發電機(46)且該艙體(1)具備一艙體殼體(2、4)，其中因為該艙體殼體(2、4)承載該發電機(46)，並且該艙體殼體(2、4)承擔用於該發電機之一機械載體之功能而作為一艙體載體而使該艙體殼體(2、4)係自立式的，其特徵在於該空氣動力轉子(106)及該發電機轉子部件(50)承載於該艙體(1)之一軸頸部分(1106、52、152)上，並且該艙體(1)之一轉子轂(1004)藉助於該艙體(1)之一前及一後軸承(70、72、170、172)以旋轉方式安裝於該艙體(1)之該軸頸部分(1106、52、152)上，其中該艙體(1)具有一工作平台(38)延伸穿過該發電機(46)，該發電機轉子部件(50)為一外部轉子部件，其在外部圍繞該定子(48)而配置，該定子(48)及該發電機轉子部件(50)皆係一環形組態，以允許於該平台(38)上之一人能夠通至該發電機(46)且通過該發電機(46)，且該平台(38)鄰接該艙體(1)之一靜止部分(2)，其中該平台(38)之一前部於該軸頸部分(1106、52、152)中並固定至該軸頸部分(1106、52、152)。
  2. 如請求項1之艙體(1)，其中該風力發電設施(100)係無齒輪的，並且該發電機轉子部件(50)直接被該空氣動力轉子(106)旋轉。
  3. 如請求項1或2之艙體(1)，其中該艙體殼體(2、4)具有承載該空氣動力轉子(106)之至少一個轉子葉片(56)及該發電機(46)之該轉子部件(50)之一旋轉部分(4)，並具有承載該發電機(46)之該定子(48)之該靜止部分(2)。
  4. 如請求項3之艙體(1)，其中該艙體殼體(2、4)、該旋轉部分(4)或 該靜止部分(2)完全或部分由鋼、球狀石墨鑄鐵或鋁製成。
  5. 如請求項1或2之艙體(1)，其中一環齒輪(20)固定地連接至該艙體(1)且具有用於該艙體(1)之方位調整之一內齒配置。
  6. 如請求項1或2之艙體(1)，其中固定地配置於該塔柱(12)中之至少一個方位驅動器(16)或複數個方位驅動器(16)，藉助該內齒配置與該環齒輪上之一各別小齒輪嚙合。
  7. 如請求項1或2之艙體(1)，其中該發電機(46)具有超過1MW之一標稱功率輸出。
  8. 如請求項1之艙體(1)，其中該平台可步行進出。
  9. 如請求項1或2之艙體(1)，其中該發電機(46)為一緩慢旋轉發電機或具有至少48個定子極之一多極發電機。
  10. 如請求項1或2之艙體(1)，其中該艙體殼體(2、4)具有該軸頸部分(1106)，其配置於該發電機及該空氣動力轉子之區中用於承載該發電機及該空氣動力轉子，及一連接部分，其將該軸頸部分(1106)連接至該塔柱且該連接部分具有自該塔柱至該軸頸部分(1106)成角或彎曲之一外部形狀。
  11. 如請求項10之艙體(1)，其中該連接部分具有成角或彎曲大約90°之一管狀形狀。
  12. 如請求項1或2之艙體(1)，其中該旋轉部分(4)具有用於將一各別轉子葉片固定至該旋轉部分(4)之葉片連接件(1187)且該等葉片連接件(1187)在一葉片連接區上沿軸向方向延伸，且該發電機之轉子部件(1150)相對於該軸向方向配置於該葉片連接區中或該發電機相對於旋轉軸沿徑向方向配置於該等葉片連接件內。
  13. 一種風力發電設施(100)，其包括一塔柱(102)或塔以及如請求項1至12中任一項之一艙體(1)。
  14. 如請求項13之風力發電設施(100)，其中至少一個方位驅動器(16) 或複數個方位驅動器(16)固定地配置於該塔柱(12)或塔中且與一環齒輪(20)上之一各別小齒輪(18)嚙合，該環齒輪固定地連接至該艙體(1)且具有一內齒配置。
  15. 一種構造如請求項13或14之一風力發電設施(100)之方法，該方法包含以下步驟：藉由一軸承連接一發電轉子部件(50)與一發電機(46)之一定子(48)在一起，提升該發電轉子部件(50)與該發電機(46)之該定子(48)，及安裝該發電轉子部件(50)與該發電機(46)之該定子(48)於一塔柱(12)上，其中該發電機轉子部件(50)及該發電機(46)之該定子(48)在經提升以用於安裝於該塔柱(12)上之前已藉助該軸承連接在一起。
  16. 如請求項15之方法，其中該定子(48)、該發電機轉子部件(50)及連接該定子(48)與該轉子部件(50)之該軸承係在工廠或在建築場地地面上預製。
  17. 如請求項15或請求項16之方法，其中構造如請求項13或請求項14之一風力發電設施(100)或在如請求項1至12中任一項之該艙體(1)中預安裝電器件。
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