WO2024056906A1 - Wind turbine system and bearing assembly - Google Patents

Wind turbine system and bearing assembly Download PDF

Info

Publication number
WO2024056906A1
WO2024056906A1 PCT/EP2023/075546 EP2023075546W WO2024056906A1 WO 2024056906 A1 WO2024056906 A1 WO 2024056906A1 EP 2023075546 W EP2023075546 W EP 2023075546W WO 2024056906 A1 WO2024056906 A1 WO 2024056906A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
central system
system body
bearing
wind turbine
generator
Prior art date
Application number
PCT/EP2023/075546
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Günter FELLA
Original Assignee
DIVE Turbinen GmbH & Co. KG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by DIVE Turbinen GmbH & Co. KG filed Critical DIVE Turbinen GmbH & Co. KG
Publication of WO2024056906A1 publication Critical patent/WO2024056906A1/en

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F03MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03DWIND MOTORS
    • F03D3/00Wind motors with rotation axis substantially perpendicular to the air flow entering the rotor 
    • F03D3/005Wind motors with rotation axis substantially perpendicular to the air flow entering the rotor  the axis being vertical
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F03MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03DWIND MOTORS
    • F03D13/00Assembly, mounting or commissioning of wind motors; Arrangements specially adapted for transporting wind motor components
    • F03D13/20Arrangements for mounting or supporting wind motors; Masts or towers for wind motors
    • F03D13/25Arrangements for mounting or supporting wind motors; Masts or towers for wind motors specially adapted for offshore installation
    • F03D13/256Arrangements for mounting or supporting wind motors; Masts or towers for wind motors specially adapted for offshore installation on a floating support, i.e. floating wind motors
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F03MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03DWIND MOTORS
    • F03D80/00Details, components or accessories not provided for in groups F03D1/00 - F03D17/00
    • F03D80/70Bearing or lubricating arrangements
    • F03D80/703Shaft bearings
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16CSHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C17/00Sliding-contact bearings for exclusively rotary movement
    • F16C17/10Sliding-contact bearings for exclusively rotary movement for both radial and axial load
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05BINDEXING SCHEME RELATING TO WIND, SPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS, TO MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS COVERED BY SUBCLASSES F03B, F03D AND F03G
    • F05B2240/00Components
    • F05B2240/50Bearings
    • F05B2240/52Axial thrust bearings
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05BINDEXING SCHEME RELATING TO WIND, SPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS, TO MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS COVERED BY SUBCLASSES F03B, F03D AND F03G
    • F05B2240/00Components
    • F05B2240/50Bearings
    • F05B2240/53Hydrodynamic or hydrostatic bearings
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05BINDEXING SCHEME RELATING TO WIND, SPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS, TO MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS COVERED BY SUBCLASSES F03B, F03D AND F03G
    • F05B2240/00Components
    • F05B2240/90Mounting on supporting structures or systems
    • F05B2240/95Mounting on supporting structures or systems offshore
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16CSHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C2300/00Application independent of particular apparatuses
    • F16C2300/10Application independent of particular apparatuses related to size
    • F16C2300/14Large applications, e.g. bearings having an inner diameter exceeding 500 mm
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16CSHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C2360/00Engines or pumps
    • F16C2360/31Wind motors
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16CSHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C33/00Parts of bearings; Special methods for making bearings or parts thereof
    • F16C33/02Parts of sliding-contact bearings
    • F16C33/04Brasses; Bushes; Linings
    • F16C33/06Sliding surface mainly made of metal
    • F16C33/10Construction relative to lubrication
    • F16C33/1025Construction relative to lubrication with liquid, e.g. oil, as lubricant
    • F16C33/103Construction relative to lubrication with liquid, e.g. oil, as lubricant retained in or near the bearing

Definitions

  • the invention relates to a wind turbine and a bearing arrangement, wherein the wind turbine is preferably arranged in the water.
  • the invention particularly relates to the field of wind turbines that are operated on the high seas or offshore.
  • a floating wind energy generating device for an offshore installation is known from EP 3 317 530 B1.
  • the known wind power generation device includes an elongated wind turbine body that extends along a wind turbine body longitudinal axis, the wind turbine body having a lower body portion that is mostly below a water surface when the wind power generation device is in operation and an upper body portion that is mostly above the water surface. when the wind energy generating device is in operation. Blades are further attached to the upper body portion to convert wind energy into rotation of the wind turbine body about the wind turbine body longitudinal axis. An energy converter attached to the wind turbine body converts the rotation of the wind turbine body into electrical energy.
  • the energy converter includes a first energy converter section coupled to the turbine body to rotate in response to the wind turbine body, and a second energy converter section which remains relatively stationary in relation to the wind turbine body, the resulting rotation of the first energy converter section in relation to the second energy converter section is converted into electrical energy by the energy converter.
  • the energy converter is attached to the wind turbine body via a first separable mechanical coupling between the first energy converter section and the lower body portion of the wind turbine body, and a second separable mechanical coupling between the first energy converter section and the upper body section of the wind turbine body.
  • Wind energy generating device is intended to ensure operation of the rotation of the turbine body, which is rotationally connected to the first energy converter section, relative to the second energy converter section. It is conceivable that ball bearings could be used for this, but they are expensive.
  • the object of the invention is to provide a bearing arrangement for a wind turbine and a wind turbine, which are designed in an improved manner and which, in particular, can be produced cost-effectively and/or ensure reliable operation.
  • a bearing arrangement for a wind turbine in particular a wind turbine arranged in water, with at least one plain bearing and a central system body, with an axis of rotation of the plain bearing being predetermined, which during operation is at least approximately aligned with respect to a vertical orientation, wherein the central system body extends along the axis of rotation and wherein the plain bearing has at least one sliding surface on which the central system body can be supported in an axial direction along the axis of rotation of the plain bearing.
  • the task is solved by a wind turbine, which is used in particular for operation on the open sea, with at least one such bearing arrangement.
  • plant body is to be understood broadly. In particular, this can be understood as meaning a body of the wind turbine.
  • the system body can rest directly on a bearing shell of the plain bearing.
  • the system body can also be supported only indirectly on a bearing shell of the plain bearing.
  • the central system body extends through the plain bearing along the axis of rotation of the plain bearing. This makes it possible to realize a particularly advantageous plain bearing for a wind turbine.
  • a one-part or multi-part central system body can extend through the plain bearing.
  • the central system body can be arranged partly above a waterline or water surface and partly below the waterline or water surface.
  • the waterline can be marked on the central system body by a horizontal line or the like. After the wind turbine has been installed in the water, the water surface is then at least approximately at the waterline.
  • the central system body is at least partially designed as a floating body and/or that the central system body has at least one stabilization weight which is arranged at an end of the central system body located in the axial direction. This allows a free-floating wind turbine to be realized.
  • the central system body is designed in such a way that the plain bearing is arranged above a water line predetermined on the central system body during operation of the wind turbine. This makes it easier to seal the plain bearing.
  • a generator is provided and that a rotor of the generator is at least non-rotatably connected to the central system body.
  • a rotation or rotation of the central system body which is mediated by wind blades that are at least indirectly connected to the central system body, can advantageously be converted into electrical energy.
  • a stator of the generator is arranged at least approximately stationary with respect to a ground, in particular a seabed, during operation. This allows an advantageous conversion of the rotational energy into electrical energy and a high level of efficiency can be achieved in an advantageous manner.
  • a stator of the generator is arranged in a generator housing, that the generator housing is connected to a generator base and that the generator base is connected in a stationary manner to a base, in particular a seabed, during operation via at least one traction device.
  • the wind turbine can thus be arranged floating and at least approximately held in place, while at the same time a certain restriction of a rotational degree of freedom of the stator about the axis of rotation of the plain bearing is achieved.
  • a single traction device can be sufficient.
  • rain and/or splash water protection is provided and that the rain and/or splash water protection closes radially on the inside of the central system body and covers the generator housing radially on the outside. In this way, protection of the plain bearing and possibly an oil reservoir against penetrating water, in particular rain or sea water, can be achieved in a particularly advantageous manner.
  • the rain and/or splash protection surrounds the generator housing radially on the outside, parallel to the downward axial direction. In this way, reliable protection can be achieved in a simple manner. This means that special seals can be omitted or can be implemented in a simplified manner. This can also improve the functioning of the generator, in particular the efficiency of energy generation.
  • the plain bearing is connected to an oil reservoir and that the at least one sliding surface is lubricated by lubricating oil from the oil reservoir.
  • the oil reservoir can enclose the plain bearing in sections or continuously when viewed in a circumferential direction. This allows particularly reliable lubrication to be achieved. This has a positive effect on a service life, freedom from maintenance or the duration of maintenance intervals and on the efficiency of energy generation.
  • at least one sliding surface of the sliding bearing is designed as an axial sliding surface and/or that the sliding bearing has at least one further sliding surface which is designed as a conical sliding surface and/or which provides axial support for the central system body against the axial direction and/or enables radial support of the central system body with respect to the axis of rotation. Depending on the design, this means that the forces and tilting moments that occur can be recorded in a reliable manner.
  • FIG. 1 shows a wind turbine with a bearing designed as a plain bearing according to a first exemplary embodiment in a highly simplified, schematic representation, with operation in water, in particular on the open sea, being illustrated;
  • FIG. 2 shows an excerpt, schematic representation of a bearing arrangement with elements of the wind turbine shown in FIG. 1 according to the first exemplary embodiment, in particular the plain bearing, a central system body supported on the plain bearing and a generator being shown in a sectional representation;
  • Fig. 3 shows the bearing arrangement shown in Fig. 2 according to a second exemplary embodiment.
  • the wind turbine 1 shows a wind turbine 1 with a bearing arrangement 2 according to a first exemplary embodiment in a highly simplified, schematic representation, with operation in water being illustrated.
  • the wind turbine 1 is designed as a wind turbine 1 arranged in the water. In particular, operations take place on the open sea.
  • FIG. 2 shows an excerpt, schematic representation of the bearing arrangement 2 with elements the wind turbine 1 shown in Fig. 1 according to the first exemplary embodiment.
  • the bearing arrangement 2 has a bearing 3 designed as a plain bearing 3. Furthermore, the bearing arrangement 2 has a central system body 4.
  • the plain bearing 3 is preferably arranged so that the axis of rotation 5 of the plain bearing 3 is oriented vertically.
  • the central system body 4 extends along the rotation axis 5. The central system body 4 and the rotation axis are thus at least approximately aligned with respect to a vertical orientation 6 during operation.
  • the central system body 4 is at least partially designed as a floating body 8. Furthermore, the central system body 4 has a stabilization weight 9. In this exemplary embodiment, the stabilizing weight 9 is located at an end 10 of the central system body 4 located in the axial direction 7, with the axial direction 7 pointing downwards during operation.
  • the wind turbine 1 has wind blades (wind blades) 12, 13, 14, which are connected to the central system body 4 via fastening elements 15, in particular fastening rods 15, which extend radially to the axis of rotation 5. To simplify the illustration, only one fastening element 15 is marked. Wind acts on the wind blades 12, 13, 14.
  • the wind blades 12, 13, 14 are shaped and arranged in such a way that a rotation of the central system body 4 about the axis of rotation 5 is caused, regardless of the wind direction.
  • the number and arrangement of the wind blades 12, 13, 14 are chosen so that continuous rotation is possible and the wind blades 12, 13, 14 have the same angular distance in pairs with respect to the rotation axis 5 for the most uniform drive possible.
  • the central system body 4 is designed so that the plain bearing 3 is arranged above a water line 11 predetermined on the central system body 4 during operation of the wind turbine 1.
  • the plain bearing 3 has a sliding surface 20, on which the central system body 4 is supported in an axial direction 7 along the axis of rotation 5 of the plain bearing 3.
  • a generator 21 is provided to convert wind energy into electrical energy.
  • the generator 21 has a rotor 22 which is rotatably connected to the central system body 4.
  • a stator 23 of the generator 21 is arranged approximately stationary with respect to a floor 25.
  • the bottom 25 can be a seabed 25.
  • the stator 23 of the generator 21 is arranged in a generator housing 24 in this exemplary embodiment, which is connected to a generator base 27.
  • the generator housing 24 can be designed as a stator housing 24.
  • the generator base 27 is then connected in a stationary manner to the base 25 via traction means 28, 29.
  • the rotor 22 can be designed as a permanently excited rotor 22.
  • the rotor 22 can, for example, also be designed as an externally excited rotor 22.
  • the stator 23 can then have electrical generator windings. This enables advantageous generation of electrical energy from wind energy.
  • the plain bearing 3 has bearing shells 30, 31, 32.
  • the bearing shell 30 is supported on the bearing shell 31 via the sliding surface 20.
  • the central system body 4 is at least indirectly supported on the bearing shell 30.
  • the bearing shell 30 is supported on the bearing shell 32 via a further sliding surface 45.
  • an oil reservoir 40 is provided, which surrounds and preferably encloses the plain bearing radially in a circumferential direction.
  • the plain bearing 3 is connected to the oil reservoir 40.
  • the sliding surface 20 is reliably lubricated by lubricating oil 41 from the oil reservoir 40 over its service life or at least between maintenance intervals.
  • the further sliding surface 45 is also lubricated in a corresponding manner from the oil reservoir 40.
  • Fig. 3 shows the bearing arrangement 2 shown in Fig. 2 according to a second exemplary embodiment.
  • the central system body 4 extends along the axis of rotation 5 of the plain bearing 3 through the plain bearing 3. This makes a particularly advantageous design of the central system body 4 possible.
  • Rain and/or splash protection 35 is also provided.
  • a preferably circular ring-shaped part 36 of the rain and/or splash protection 35 closes radially on the inside of the central system body 4. Furthermore, it preferably covers a rotationally symmetrical one with respect to the axis of rotation 5 Part 37 of the rain and/or splash protection 35 radially outside the generator housing 24.
  • the part 37 can encompass the generator housing 24 radially outside parallel to the axial direction 7 downwards.
  • a collar 38 of the rain and/or splash protection 35 which is designed on the part 37, projects to a cylinder jacket-shaped outside 42 of the generator housing 24.
  • the collar 38 is a radially inwardly directed collar 38 on the part 37 of the rain cover. and/or splash protection 35.
  • annular gap 39 between the collar 38 and a preferably cylindrical jacket-shaped outside 42 of the generator housing 24.
  • the sliding surface 20 of the sliding bearing 3 is designed as a purely axial sliding surface 20.
  • the central system body 4 is axially supported on the sliding surface 20 against the axial direction 7.
  • the sliding bearing 3 comprises a further sliding surface 45, which is designed as a conical sliding surface 45.
  • the central system body 4 is supported axially against the axial direction 7 and at the same time the central system body 4 is supported radially with respect to the axis of rotation 5. A particularly advantageous mounting of the central system body 4 on the plain bearing 3 is thus achieved.
  • the plain bearing 3 can serve as a hydrostatic and/or dynamic torque bearing.
  • the central system body 4 can realize the function of a machine rotor (generator rotor).

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Connection Of Motors, Electrical Generators, Mechanical Devices, And The Like (AREA)
  • Hydraulic Turbines (AREA)

Abstract

The invention relates to a bearing assembly (2) for a wind turbine system (1), in particular a wind turbine system(1) located in water, comprising at least a plain bearing (3) and a central system body (4), wherein: an axis of rotation (5) of the plain bearing (3) is provided, the axis of rotation being oriented at least approximately in a vertical orientation (6) during operation; the central system body (4) extends along the axis of rotation (5); and the plain bearing (3) has at least one sliding surface (20), on which the central system body (4) can be supported in an axial direction (7) along the axis of rotation (5) of the plain bearing (3). The invention also relates to a wind turbine system (1) having a bearing assembly (2) of this type.

Description

Beschreibung Description
Windenergieanlage und Lageranordnung Wind turbine and bearing arrangement
Die Erfindung betrifft eine Windenergieanlage und eine Lageranordnung, wobei die Windenergieanlage vorzugsweise im Wasser angeordnet ist. Speziell betrifft die Erfindung das Gebiet der Windenergieanlagen, die auf hoher See beziehungsweise Offshore betrieben werden. The invention relates to a wind turbine and a bearing arrangement, wherein the wind turbine is preferably arranged in the water. The invention particularly relates to the field of wind turbines that are operated on the high seas or offshore.
Aus der EP 3 317 530 B1 ist eine schwimmende Windenergieerzeugungsvorrichtung für eine Offshoreinstallation bekannt. Die bekannte Windenergieerzeugungsvorrichtung umfasst einen länglichen Windturbinenkörper, der sich entlang einer Windturbinenkörperlängsachse erstreckt, wobei der Windturbinenkörper einen unteren Körperabschnitt, der sich größtenteils unter einer Wasseroberfläche befindet, wenn die Windenergieerzeugungsvorrichtung in Betrieb ist, und einen oberen Körperabschnitt, der sich größtenteils über der Wasseroberfläche befindet, wenn die Windenergieerzeugungsvorrichtung in Betrieb ist, umfasst. Ferner sind Schaufeln an dem oberen Körperabschnitt befestigt, um Windenergie in Drehung des Windturbinenkörpers um die Windturbinenkörperlängsachse umzuwandeln. Ein Energieumwandler, der an dem Windturbinenkörper befestigt ist, wandelt die Drehung des Windturbinenkörpers in elektrische Energie um. Der Energieumwandler umfasst einen ersten Energieumwandlerabschnitt, der mit dem Turbinenkörper gekoppelt ist, um sich in Reaktion auf den Windturbinenkörper zu drehen, und einen zweiten Energieumwandlerabschnitt, der relativ stationär in Beziehung zu dem Windturbinenkörper bleibt, wobei die entstehende Drehung des ersten Energieumwandlerabschnitts in Beziehung zu dem zweiten Energieumwandlerabschnitt durch den Energieumwandler in elektrische Energie umgewandelt wird. Der Energieumwandler ist mittels einer ersten trennbaren mechanischen Koppelung zwischen dem ersten Energieumwandlerabschnitt und dem unteren Körperabschnitt des Windturbinenkörpers, und einer zweiten trennbaren mechanischen Koppelung zwischen dem ersten Energieumwandlerabschnitt und dem oberen Körperabschnitt des Windturbinenkörpers an dem Windturbinenkörper befestigt. Bei der aus der EP 3 317 530 B1 bekannte schwimmendeA floating wind energy generating device for an offshore installation is known from EP 3 317 530 B1. The known wind power generation device includes an elongated wind turbine body that extends along a wind turbine body longitudinal axis, the wind turbine body having a lower body portion that is mostly below a water surface when the wind power generation device is in operation and an upper body portion that is mostly above the water surface. when the wind energy generating device is in operation. Blades are further attached to the upper body portion to convert wind energy into rotation of the wind turbine body about the wind turbine body longitudinal axis. An energy converter attached to the wind turbine body converts the rotation of the wind turbine body into electrical energy. The energy converter includes a first energy converter section coupled to the turbine body to rotate in response to the wind turbine body, and a second energy converter section which remains relatively stationary in relation to the wind turbine body, the resulting rotation of the first energy converter section in relation to the second energy converter section is converted into electrical energy by the energy converter. The energy converter is attached to the wind turbine body via a first separable mechanical coupling between the first energy converter section and the lower body portion of the wind turbine body, and a second separable mechanical coupling between the first energy converter section and the upper body section of the wind turbine body. In the floating one known from EP 3 317 530 B1
Windenergieerzeugungsvorrichtung sind für einen Betrieb die Drehung des Turbinenkörpers, der mit dem ersten Energieumwandlerabschnitt drehtest verbunden ist, relativ zu dem zweiten Energieumwandlerabschnitt zu gewährleisten. Es ist denkbar, dass hierfür Kugellager zum Einsatz kommen, die aber kostspielig sind. Wind energy generating device is intended to ensure operation of the rotation of the turbine body, which is rotationally connected to the first energy converter section, relative to the second energy converter section. It is conceivable that ball bearings could be used for this, but they are expensive.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Lageranordnung für eine Windenergieanlage und eine Windenergieanlage anzugeben, die verbessert ausgestaltet sind und die insbesondere kostengünstig hergestellt werden können und/oder einen zuverlässigen Betrieb gewährleisten. The object of the invention is to provide a bearing arrangement for a wind turbine and a wind turbine, which are designed in an improved manner and which, in particular, can be produced cost-effectively and/or ensure reliable operation.
Die Aufgabe wird durch eine Lageranordnung mit den Merkmalen des unabhängigen Anspruchs 1 und durch eine Windenergieanlage mit den Merkmalen des Anspruchs 11 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben. The object is achieved by a bearing arrangement with the features of independent claim 1 and by a wind turbine with the features of claim 11. Advantageous developments of the invention are specified in the subclaims.
Die Aufgabe wird durch eine Lageranordnung für eine Windenergieanlage, insbesondere eine im Wasser angeordnete Windenergieanlage, mit zumindest einem Gleitlager und einem zentralen Anlagenkörper gelöst, wobei eine Rotationsachse des Gleitlagers vorgegeben ist, die im Betrieb zumindest näherungsweise in Bezug auf eine vertikale Orientierung ausgerichtet ist, wobei sich der zentrale Anlagenkörper entlang der Rotationsachse erstreckt und wobei das Gleitlager zumindest eine Gleitfläche aufweist, an der eine Abstützung des zentralen Anlagenkörpers in einer axialen Richtung entlang der Rotationsachse des Gleitlagers ermöglicht ist. The object is achieved by a bearing arrangement for a wind turbine, in particular a wind turbine arranged in water, with at least one plain bearing and a central system body, with an axis of rotation of the plain bearing being predetermined, which during operation is at least approximately aligned with respect to a vertical orientation, wherein the central system body extends along the axis of rotation and wherein the plain bearing has at least one sliding surface on which the central system body can be supported in an axial direction along the axis of rotation of the plain bearing.
Ferner wird die Aufgabe durch eine Windenergieanlage, die insbesondere für einen Betrieb auf offener See dient, mit zumindest einer solchen Lageranordnung gelöst. Furthermore, the task is solved by a wind turbine, which is used in particular for operation on the open sea, with at least one such bearing arrangement.
Der Begriff Anlagenkörper ist breit zu verstehen. Insbesondere kann darunter ein Körper der Windenergieanlage verstanden werden. Der Anlagenkörper kann bei einer bevorzugten Ausgestaltung unmittelbar an einer Lagerschale des Gleitlagers anliegen. Der Anlagenkörper kann bei einer anderen bevorzugten Ausgestaltung aber auch lediglich mittelbar an einer Lagerschale des Gleitlagers abgestützt sein. Vorteilhaft ist es, dass sich der zentrale Anlagenkörper entlang der Rotationsachse des Gleitlagers durch das Gleitlager erstreckt. Dadurch kann ein besonders vorteilhaftes Gleitlager für eine Windenergieanlage realisiert werden. Speziell kann sich bei dieser Ausgestaltung ein ein- oder mehrteiliger zentraler Anlagenkörper durch das Gleitlager erstrecken. Dadurch kann der zentrale Anlagenkörper im Betrieb zum Teil ober einer Wasserlinie beziehungsweise Wasseroberfläche und zum Teil unter der Wasserlinie beziehungsweise Wasseroberfläche angeordnet sein. Die Wasserlinie kann an dem zentralen Anlagenkörper durch eine horizontale Linie oder dergleichen markiert sein. Die Wasseroberfläche befindet sich nach einer Installation der Windenergieanlage im Wasser dann zumindest näherungsweise an der Wasserlinie. The term plant body is to be understood broadly. In particular, this can be understood as meaning a body of the wind turbine. In a preferred embodiment, the system body can rest directly on a bearing shell of the plain bearing. In another preferred embodiment, the system body can also be supported only indirectly on a bearing shell of the plain bearing. It is advantageous that the central system body extends through the plain bearing along the axis of rotation of the plain bearing. This makes it possible to realize a particularly advantageous plain bearing for a wind turbine. In particular, in this embodiment, a one-part or multi-part central system body can extend through the plain bearing. As a result, during operation the central system body can be arranged partly above a waterline or water surface and partly below the waterline or water surface. The waterline can be marked on the central system body by a horizontal line or the like. After the wind turbine has been installed in the water, the water surface is then at least approximately at the waterline.
Vorteilhaft ist es, dass der zentrale Anlagenkörper zumindest teilweise als Schwimmkörper ausgebildet ist und/oder dass der zentrale Anlagenkörper zumindest ein Stabilisierungsgewicht aufweist, das an einem sich in der axialen Richtung befindenden Ende des zentralen Anlagenkörpers angeordnet ist. Hierdurch kann eine frei schwimmende Windenergieanlage realisiert werden. It is advantageous that the central system body is at least partially designed as a floating body and/or that the central system body has at least one stabilization weight which is arranged at an end of the central system body located in the axial direction. This allows a free-floating wind turbine to be realized.
Vorteilhaft ist es, dass die axiale Richtung im Betrieb nach unten zeigt. Hierdurch ist eine vorteilhafte Abstützung des zentralen Anlagenkörpers über das Gleitlager möglich. It is advantageous that the axial direction points downwards during operation. This makes it possible to advantageously support the central system body via the plain bearing.
Vorteilhaft ist es, dass der zentrale Anlagenkörper so ausgestaltet ist, dass das Gleitlager im Betrieb der Windenergieanlage über einer an dem zentralen Anlagenkörper vorgegebenen Wasserlinie angeordnet ist. Dadurch wird eine Abdichtung des Gleitlagers erleichtert. It is advantageous that the central system body is designed in such a way that the plain bearing is arranged above a water line predetermined on the central system body during operation of the wind turbine. This makes it easier to seal the plain bearing.
Vorteilhaft ist es, dass ein Generator vorgesehen ist und dass ein Rotor des Generators zumindest drehfest mit dem zentralen Anlagenkörper verbunden ist. Dadurch kann in vorteilhafter Weise eine Rotation beziehungsweise Drehung des zentralen Anlagenkörpers, die durch mit dem zentralen Anlagenkörper zumindest mittelbar verbundene Windblätter vermittelt ist, in elektrische Energie umgesetzt werden. It is advantageous that a generator is provided and that a rotor of the generator is at least non-rotatably connected to the central system body. As a result, a rotation or rotation of the central system body, which is mediated by wind blades that are at least indirectly connected to the central system body, can advantageously be converted into electrical energy.
Vorteilhaft ist es, dass ein Stator des Generators im Betrieb zumindest näherungsweise ortsfest bezüglich einem Boden, insbesondere einem Meeresboden, angeordnet ist. Dadurch kann eine vorteilhafte Umsetzung der Rotationsenergie in elektrische Energie erfolgen und in vorteilhafter Weise ein hoher Wirkungsgrad erzielt werden. It is advantageous that a stator of the generator is arranged at least approximately stationary with respect to a ground, in particular a seabed, during operation. This allows an advantageous conversion of the rotational energy into electrical energy and a high level of efficiency can be achieved in an advantageous manner.
Vorteilhaft ist es, dass ein Stator des Generators in einem Generatorgehäuse angeordnet ist, dass das Generatorgehäuse mit einem Generatorboden verbunden ist und dass der Generatorboden im Betrieb über zumindest ein Zugmittel ortsfest mit einem Boden, insbesondere einem Meeresboden, verbunden ist. Somit kann die Windenergieanlage schwimmend angeordnet werden und zumindest näherungsweise an ihrem Ort gehalten werden, wobei zugleich eine gewisse Einschränkung eines Rotationsfreiheitsgrades des Stators um die Rotationsachse des Gleitlagers erzielt ist. Hierbei kann ein einziges Zugmittel ausreichen. It is advantageous that a stator of the generator is arranged in a generator housing, that the generator housing is connected to a generator base and that the generator base is connected in a stationary manner to a base, in particular a seabed, during operation via at least one traction device. The wind turbine can thus be arranged floating and at least approximately held in place, while at the same time a certain restriction of a rotational degree of freedom of the stator about the axis of rotation of the plain bearing is achieved. A single traction device can be sufficient.
Vorteilhaft ist es, dass ein Regen- und/oder Spritzwasserschutz vorgesehen ist und dass der Regen- und/oder Spritzwasserschutz radial innen zu dem zentralen Anlagenkörper abschließt und radial außen das Generatorgehäuse überdeckt. Hierdurch kann in besonders vorteilhafter weise insbesondere eine Schutz des Gleitlagers und gegebenenfalls eines Ölreservoirs gegen eindringendes Wasser, insbesondere Regen- oder Meereswasser, erreicht werden. It is advantageous that rain and/or splash water protection is provided and that the rain and/or splash water protection closes radially on the inside of the central system body and covers the generator housing radially on the outside. In this way, protection of the plain bearing and possibly an oil reservoir against penetrating water, in particular rain or sea water, can be achieved in a particularly advantageous manner.
Vorteilhaft ist es, dass der Regen- und/oder Spritzwasserschutz das Generatorgehäuse radial außen parallel zu der axialen Richtung nach unten umgreift. Hierdurch kann in einfacher Weise ein zuverlässiger Schutz erzielt werden. Dadurch können spezielle Dichtungen entfallen oder in vereinfachter weise ausgeführt werden. Dies kann auch die Funktionsweise des Generators, insbesondere einen Wirkungsgrad der Energiegewinnung, verbessern. It is advantageous that the rain and/or splash protection surrounds the generator housing radially on the outside, parallel to the downward axial direction. In this way, reliable protection can be achieved in a simple manner. This means that special seals can be omitted or can be implemented in a simplified manner. This can also improve the functioning of the generator, in particular the efficiency of energy generation.
Vorteilhaft ist es, dass das Gleitlager mit einem Ölreservoir verbunden ist und dass die zumindest eine Gleitfläche durch Schmieröl aus dem Ölreservoir geschmiert ist. Das Ölreservoir kann das Gleitlager hierbei in einer Umfangsrichtung betrachtet abschnittsweise oder durchgehend umschließen. Hierdurch kann eine besonders zuverlässige Schmierung erzielt werden. Dies wirkt sich positiv auf eine Lebensdauer, eine Wartungsfreiheit beziehungsweise eine Dauer von Wartungsintervallen und auf einen Wirkungsgrad der Energiegewinnung aus. Vorteilhaft ist es, dass zumindest eine Gleitfläche des Gleitlagers als axiale Gleitfläche ausgestaltet ist und/oder dass das Gleitlager zumindest eine weitere Gleitfläche aufweist, die als kegelförmige Gleitfläche ausgestaltet ist und/oder die eine axiale Abstützung des zentralen Anlagenkörpers entgegen der axialen Richtung und/oder eine radiale Abstützung des zentralen Anlagenkörpers bezüglich der Rotationsachse ermöglicht. Hierdurch können je nach Ausgestaltung insbesondere die auftretenden Kräfte und Kippmomente in zuverlässiger Weise aufgenommen werden. It is advantageous that the plain bearing is connected to an oil reservoir and that the at least one sliding surface is lubricated by lubricating oil from the oil reservoir. The oil reservoir can enclose the plain bearing in sections or continuously when viewed in a circumferential direction. This allows particularly reliable lubrication to be achieved. This has a positive effect on a service life, freedom from maintenance or the duration of maintenance intervals and on the efficiency of energy generation. It is advantageous that at least one sliding surface of the sliding bearing is designed as an axial sliding surface and/or that the sliding bearing has at least one further sliding surface which is designed as a conical sliding surface and/or which provides axial support for the central system body against the axial direction and/or enables radial support of the central system body with respect to the axis of rotation. Depending on the design, this means that the forces and tilting moments that occur can be recorded in a reliable manner.
Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung werden anhand der in den schematischen Figuren dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert. Hierbei zeigen: Further advantages and details of the invention are explained in more detail using the exemplary embodiments shown in the schematic figures. Show here:
Fig. 1 eine Windenergieanlage mit einem als Gleitlager ausgebildeten Lager entsprechend einem ersten Ausführungsbeispiel in einer stark vereinfachten, schematischen Darstellung, wobei ein Betrieb im Wasser, insbesondere auf offener See, veranschaulicht ist; 1 shows a wind turbine with a bearing designed as a plain bearing according to a first exemplary embodiment in a highly simplified, schematic representation, with operation in water, in particular on the open sea, being illustrated;
Fig. 2 eine auszugsweise, schematische Darstellung einer Lageranordnung mit Elementen der in Fig. 1 gezeigten Windenergieanlage entsprechend dem ersten Ausführungsbeispiel, wobei insbesondere das Gleitlager, ein an dem Gleitlager abgestützter zentraler Anlagenkörper und ein Generator in einer geschnittenen Darstellung gezeigt sind; und 2 shows an excerpt, schematic representation of a bearing arrangement with elements of the wind turbine shown in FIG. 1 according to the first exemplary embodiment, in particular the plain bearing, a central system body supported on the plain bearing and a generator being shown in a sectional representation; and
Fig. 3 die in Fig. 2 gezeigte Lageranordnung entsprechend einem zweiten Ausführungsbeispiel. Fig. 3 shows the bearing arrangement shown in Fig. 2 according to a second exemplary embodiment.
Fig. 1 zeigt eine Windenergieanlage 1 mit einer Lageranordnung 2 entsprechend einem ersten Ausführungsbeispiel in einer stark vereinfachten, schematischen Darstellung, wobei ein Betrieb im Wasser veranschaulicht ist. Die Windenergieanlage 1 ist bei dieser besonders bevorzugten Ausgestaltung als eine im Wasser angeordnete Windenergieanlage 1 ausgebildet. Insbesondere erfolgt der Betrieb auf offener See. 1 shows a wind turbine 1 with a bearing arrangement 2 according to a first exemplary embodiment in a highly simplified, schematic representation, with operation in water being illustrated. In this particularly preferred embodiment, the wind turbine 1 is designed as a wind turbine 1 arranged in the water. In particular, operations take place on the open sea.
Die Ausgestaltung der Windenergieanlage 1 und der Lageranordnung 2 des ersten Ausführungsbeispiels ist auch in Bezug auf die Fig. 2 beschrieben. Fig. 2 zeigt hierbei eine auszugsweise, schematische Darstellung der Lageranordnung 2 mit Elementen der in Fig. 1 gezeigten Windenergieanlage 1 entsprechend dem ersten Ausführungsbeispiel. The design of the wind turbine 1 and the bearing arrangement 2 of the first exemplary embodiment is also described with reference to FIG. 2. Fig. 2 shows an excerpt, schematic representation of the bearing arrangement 2 with elements the wind turbine 1 shown in Fig. 1 according to the first exemplary embodiment.
Die Lageranordnung 2 weist ein als Gleitlager 3 ausgebildetes Lager 3 auf. Ferner weist die Lageranordnung 2 einen zentralen Anlagenkörper 4 auf. Das Gleitlagers 3 ist vorzugsweise so angeordnet, dass die Rotationsachse 5 des Gleitlagers 3 vertikal orientiert ist. Der zentrale Anlagenkörper 4 erstreckt sich entlang der Rotationsachse 5. Der zentrale Anlagenkörper 4 und die Rotationsachse sind im Betrieb somit zumindest näherungsweise in Bezug auf eine vertikale Orientierung 6 ausgerichtet. The bearing arrangement 2 has a bearing 3 designed as a plain bearing 3. Furthermore, the bearing arrangement 2 has a central system body 4. The plain bearing 3 is preferably arranged so that the axis of rotation 5 of the plain bearing 3 is oriented vertically. The central system body 4 extends along the rotation axis 5. The central system body 4 and the rotation axis are thus at least approximately aligned with respect to a vertical orientation 6 during operation.
Der zentrale Anlagenkörper 4 ist zumindest teilweise als Schwimmkörper 8 ausgebildet. Ferner weist der zentrale Anlagenkörper 4 ein Stabilisierungsgewicht 9 aufweist. Das Stabilisierungsgewicht 9 befindet sich in diesem Ausführungsbeispiel an einem sich in der axialen Richtung 7 befindenden Ende 10 des zentralen Anlagenkörpers 4, wobei die axiale Richtung 7 im Betrieb nach unten zeigt. The central system body 4 is at least partially designed as a floating body 8. Furthermore, the central system body 4 has a stabilization weight 9. In this exemplary embodiment, the stabilizing weight 9 is located at an end 10 of the central system body 4 located in the axial direction 7, with the axial direction 7 pointing downwards during operation.
Die Windenergieanlage 1 weist Windblätter (Windschaufeln) 12, 13, 14 auf, die über sich radial zu der Rotationsachse 5 erstreckende Befestigungselemente 15, insbesondere Befestigungsstangen 15, mit dem zentralen Anlagenkörper 4 verbunden sind. Zur Vereinfachung der Darstellung ist hierbei nur ein Befestigungselement 15 gekennzeichnet. Wind wirkt auf die Windblätter 12, 13, 14 ein. Die Windblätter 12, 13, 14 sind so geformt und angeordnet, dass unabhängig von der Windrichtung dadurch eine Rotation des zentralen Anlagenkörpers 4 um die Rotationsachse 5 verursacht wird. Die Anzahl und Anordnung der Windblätter 12, 13, 14 sind so gewählt, dass eine kontinuierliche Drehung ermöglicht ist und die Windblätter 12, 13, 14 für einen möglichst gleichmäßigen Antrieb bezüglich der Rotationsachse 5 paarweise den gleichen Winkelabstand aufweisen. The wind turbine 1 has wind blades (wind blades) 12, 13, 14, which are connected to the central system body 4 via fastening elements 15, in particular fastening rods 15, which extend radially to the axis of rotation 5. To simplify the illustration, only one fastening element 15 is marked. Wind acts on the wind blades 12, 13, 14. The wind blades 12, 13, 14 are shaped and arranged in such a way that a rotation of the central system body 4 about the axis of rotation 5 is caused, regardless of the wind direction. The number and arrangement of the wind blades 12, 13, 14 are chosen so that continuous rotation is possible and the wind blades 12, 13, 14 have the same angular distance in pairs with respect to the rotation axis 5 for the most uniform drive possible.
Der zentrale Anlagenkörper 4 ist so ausgestaltet ist, dass das Gleitlager 3 im Betrieb der Windenergieanlage 1 über einer an dem zentralen Anlagenkörper 4 vorgegebenen Wasserlinie 11 angeordnet ist. Das Gleitlager 3 weist eine Gleitfläche 20 aufweist, an der eine Abstützung des zentralen Anlagenkörpers 4 in einer axialen Richtung 7 entlang der Rotationsachse 5 des Gleitlagers 3 erfolgt. Zur Umwandlung der Windenergie in elektrische Energie ist ein Generator 21 vorgesehen. Der Generator 21 weist einen Rotor 22 auf, der drehtest mit dem zentralen Anlagenkörper 4 verbunden ist. Ferner ist ein Stator 23 des Generators 21 näherungsweise ortsfest bezüglich einem Boden 25 angeordnet. Bei dem Boden 25 kann es sich um einen Meeresboden 25 handeln. Der Stator 23 des Generators 21 ist hierfür in diesem Ausführungsbeispiel in einem Generatorgehäuse 24 angeordnet, das mit einem Generatorboden 27 verbunden ist. Das Generatorgehäuse 24 kann hierbei als Statorgehäuse 24 ausgebildet sein. Der Generatorboden 27 ist dann über Zugmittel 28, 29 ortsfest mit dem Boden 25 verbunden. Der Rotor 22 kann als permanent erregter Rotor 22 ausgebildet sein. Der Rotor 22 kann aber beispielsweise auch als fremd erregter Rotor 22 ausgebildet sein. Der Stator 23 kann dann elektrische Generatorwicklungen aufweisen. Somit wird eine vorteilhafte Erzeugung von elektrischer Energie aus der Windenergie ermöglicht. The central system body 4 is designed so that the plain bearing 3 is arranged above a water line 11 predetermined on the central system body 4 during operation of the wind turbine 1. The plain bearing 3 has a sliding surface 20, on which the central system body 4 is supported in an axial direction 7 along the axis of rotation 5 of the plain bearing 3. A generator 21 is provided to convert wind energy into electrical energy. The generator 21 has a rotor 22 which is rotatably connected to the central system body 4. Furthermore, a stator 23 of the generator 21 is arranged approximately stationary with respect to a floor 25. The bottom 25 can be a seabed 25. For this purpose, the stator 23 of the generator 21 is arranged in a generator housing 24 in this exemplary embodiment, which is connected to a generator base 27. The generator housing 24 can be designed as a stator housing 24. The generator base 27 is then connected in a stationary manner to the base 25 via traction means 28, 29. The rotor 22 can be designed as a permanently excited rotor 22. The rotor 22 can, for example, also be designed as an externally excited rotor 22. The stator 23 can then have electrical generator windings. This enables advantageous generation of electrical energy from wind energy.
Das Gleitlager 3 weist Lagerschalen 30, 31, 32 auf. Die Lagerschale 30 ist über die Gleitfläche 20 an der Lagerschale 31 abgestützt. Der zentrale Anlagenkörper 4 ist zumindest mittelbar an der Lagerschale 30 abgestützt. Außerdem ist die Lagerschale 30 über eine weitere Gleitfläche 45 an der Lagerschale 32 abgestützt. The plain bearing 3 has bearing shells 30, 31, 32. The bearing shell 30 is supported on the bearing shell 31 via the sliding surface 20. The central system body 4 is at least indirectly supported on the bearing shell 30. In addition, the bearing shell 30 is supported on the bearing shell 32 via a further sliding surface 45.
Ferner ist ein Ölreservoir 40 vorgesehen, das das Gleitlager radial in einer Umfangsrichtung umgibt und vorzugsweise umschließt. Das Gleitlager 3 ist mit dem Ölreservoir 40 verbunden. Die Gleitfläche 20 wird über die Lebensdauer oder zumindest zwischen Wartungsintervallen zuverlässig durch Schmieröl 41 aus dem Ölreservoir 40 geschmiert. Ferner wird auch die weitere Gleitfläche 45 in entsprechender Weise aus dem Ölreservoir 40 geschmiert. Furthermore, an oil reservoir 40 is provided, which surrounds and preferably encloses the plain bearing radially in a circumferential direction. The plain bearing 3 is connected to the oil reservoir 40. The sliding surface 20 is reliably lubricated by lubricating oil 41 from the oil reservoir 40 over its service life or at least between maintenance intervals. Furthermore, the further sliding surface 45 is also lubricated in a corresponding manner from the oil reservoir 40.
Fig. 3 zeigt die in Fig. 2 gezeigte Lageranordnung 2 entsprechend einem zweiten Ausführungsbeispiel. Der zentrale Anlagenkörper 4 erstreckt sich entlang der Rotationsachse 5 des Gleitlagers 3 durch das Gleitlager 3 hindurch. Dadurch ist eine besonders vorteilhaft Ausgestaltung des zentralen Anlagenkörpers 4 möglich. Fig. 3 shows the bearing arrangement 2 shown in Fig. 2 according to a second exemplary embodiment. The central system body 4 extends along the axis of rotation 5 of the plain bearing 3 through the plain bearing 3. This makes a particularly advantageous design of the central system body 4 possible.
Außerdem ist ein Regen- und/oder Spritzwasserschutz 35 vorgesehen. Ein vorzugsweise Kreisring-förmiger Teil 36 des Regen- und/oder Spritzwasserschutzes 35 schließt radial innen zu dem zentralen Anlagenkörper 4 ab. Ferner überdeckt ein vorzugsweise bezüglich der Rotationsachse 5 rotationssymmetrische ausgestalteter Teil 37 des Regen- und/oder Spritzwasserschutzes 35 radial außen das Generatorgehäuse 24. Speziell kann der Teil 37 das Generatorgehäuse 24 radial außen parallel zu der axialen Richtung 7 nach unten umgreifen. Rain and/or splash protection 35 is also provided. A preferably circular ring-shaped part 36 of the rain and/or splash protection 35 closes radially on the inside of the central system body 4. Furthermore, it preferably covers a rotationally symmetrical one with respect to the axis of rotation 5 Part 37 of the rain and/or splash protection 35 radially outside the generator housing 24. In particular, the part 37 can encompass the generator housing 24 radially outside parallel to the axial direction 7 downwards.
Ein Bund 38 des Regen- und/oder Spritzwasserschutzes 35, der an dem Teil 37 ausgestaltet ist, ragt zu einer Zylindermantel-förmigen Außenseite 42 des Generatorgehäuses 24. Der Bund 38 ist als radial nach innen gerichteter Bund 38 an dem Teil 37 des Regen- und/oder Spritzwasserschutzes 35 ausgestaltet . A collar 38 of the rain and/or splash protection 35, which is designed on the part 37, projects to a cylinder jacket-shaped outside 42 of the generator housing 24. The collar 38 is a radially inwardly directed collar 38 on the part 37 of the rain cover. and/or splash protection 35.
Vorzugsweise besteht zwischen dem Bund 38 und einer vorzugsweise Zylindermantelförmigen Außenseite 42 des Generatorgehäuses 24 ein Ringspalt 39. There is preferably an annular gap 39 between the collar 38 and a preferably cylindrical jacket-shaped outside 42 of the generator housing 24.
In diesem Ausführungsbeispiel ist die Gleitfläche 20 des Gleitlagers 3 als rein axiale Gleitfläche 20 ausgestaltet. An der Gleitfläche 20 erfolgt eine axiale Abstützung des zentralen Anlagenkörpers 4 entgegen der axialen Richtung 7. Das Gleitlager 3 umfasst in diesem Ausführungsbeispiel eine weitere Gleitfläche 45, die als kegelförmige Gleitfläche 45 ausgestaltet ist. An der weiteren Gleitfläche 45 erfolgt eine axiale Abstützung des zentralen Anlagenkörpers 4 entgegen der axialen Richtung 7 und zugleich eine radiale Abstützung des zentralen Anlagenkörpers 4 bezüglich der Rotationsachse 5. Somit wird eine besonders vorteilhafte Lagerung des zentralen Anlagenkörpers 4 an dem Gleitlager 3 erzielt. In this exemplary embodiment, the sliding surface 20 of the sliding bearing 3 is designed as a purely axial sliding surface 20. The central system body 4 is axially supported on the sliding surface 20 against the axial direction 7. In this exemplary embodiment, the sliding bearing 3 comprises a further sliding surface 45, which is designed as a conical sliding surface 45. On the further sliding surface 45, the central system body 4 is supported axially against the axial direction 7 and at the same time the central system body 4 is supported radially with respect to the axis of rotation 5. A particularly advantageous mounting of the central system body 4 on the plain bearing 3 is thus achieved.
Das Gleitlager 3 kann als hydrostatisches und/oder dynamisches Momentenlager dienen. Der zentrale Anlagenkörper 4 kann die Funktion eines Maschinenrotors (Generatorrotors) realisieren. The plain bearing 3 can serve as a hydrostatic and/or dynamic torque bearing. The central system body 4 can realize the function of a machine rotor (generator rotor).
Die Erfindung ist nicht auf die beschriebenen Ausführungsformen beschränkt. The invention is not limited to the embodiments described.

Claims

Ansprüche Lageranordnung Claims storage arrangement
(2) für eine Windenergieanlage (1), insbesondere eine im Wasser angeordnete Windenergieanlage (1), mit zumindest einem Gleitlager (3) und einem zentralen Anlagenkörper (4), wobei eine Rotationsachse (5) des Gleitlagers(2) for a wind turbine (1), in particular a wind turbine (1) arranged in water, with at least one plain bearing (3) and a central system body (4), wherein a rotation axis (5) of the plain bearing
(3) vorgegeben ist, die im Betrieb zumindest näherungsweise in Bezug auf eine vertikale Orientierung (6) ausgerichtet ist, wobei sich der zentrale Anlagenkörper(3) is specified, which during operation is at least approximately aligned with respect to a vertical orientation (6), whereby the central system body
(4) entlang der Rotationsachse (5) erstreckt und wobei das Gleitlager (3) zumindest eine Gleitfläche (20) aufweist, an der eine Abstützung des zentralen Anlagenkörpers (4) in einer axialen Richtung (7) entlang der Rotationsachse (5) des Gleitlagers (3) ermöglicht ist. Lageranordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sich der zentrale Anlagenkörper (4) entlang der Rotationsachse (4) extends along the axis of rotation (5) and wherein the plain bearing (3) has at least one sliding surface (20) on which the central system body (4) is supported in an axial direction (7) along the axis of rotation (5) of the plain bearing (3) is possible. Bearing arrangement according to claim 1, characterized in that the central system body (4) is along the axis of rotation
(5) des Gleitlagers (3) durch das Gleitlager (3) erstreckt und/oder dass der zentrale Anlagenkörper (4) zumindest teilweise als Schwimmkörper (8) ausgebildet ist und/oder dass der zentrale Anlagenkörper (4) zumindest ein Stabilisierungsgewicht (9) aufweist, das an einem sich in der axialen Richtung (7) befindenden Ende (10) des zentralen Anlagenkörpers (4) angeordnet ist, und/oder dass die axiale Richtung (7) im Betrieb nach unten zeigt. Lageranordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der zentrale Anlagenkörper (4) so ausgestaltet ist, dass das Gleitlager (3) im Betrieb der Windenergieanlage (1) über einer an dem zentralen Anlagenkörper (4) vorgegebenen Wasserlinie (11) angeordnet ist. Lageranordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass ein Generator (21) vorgesehen ist und dass ein Rotor (22) des Generators (21) zumindest drehfest mit dem zentralen Anlagenkörper (4) verbunden ist. Lageranordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass ein Stator (23) des Generators (21) im Betrieb zumindest näherungsweise ortsfest bezüglich einem Boden (25), insbesondere einem Meeresboden (25), angeordnet ist. (5) of the plain bearing (3) extends through the plain bearing (3) and/or that the central system body (4) is at least partially designed as a floating body (8) and/or that the central system body (4) has at least one stabilization weight (9) which is arranged at an end (10) of the central system body (4) located in the axial direction (7), and / or that the axial direction (7) points downwards during operation. Bearing arrangement according to claim 1 or 2, characterized in that the central system body (4) is designed such that the plain bearing (3) is arranged above a water line (11) predetermined on the central system body (4) during operation of the wind turbine (1). . Bearing arrangement according to one of claims 1 to 3, characterized in that a generator (21) is provided and that a rotor (22) of the generator (21) is connected to the central system body (4) at least in a rotationally fixed manner. Bearing arrangement according to claim 4, characterized in that a stator (23) of the generator (21) is arranged at least approximately stationary during operation with respect to a floor (25), in particular a seabed (25).
6. Lageranordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass ein Stator (23) des Generators (21) in einem Generatorgehäuse (24) angeordnet ist, dass das Generatorgehäuse (24) mit einem Generatorboden (27) verbunden ist und dass der Generatorboden (27) im Betrieb über zumindest ein Zugmittel (28, 29) ortsfest mit einem Boden (25), insbesondere einem Meeresboden (25), verbunden ist. 6. Bearing arrangement according to claim 5, characterized in that a stator (23) of the generator (21) is arranged in a generator housing (24), that the generator housing (24) is connected to a generator base (27) and that the generator base (27 ) is stationarily connected to a floor (25), in particular a seabed (25), during operation via at least one traction device (28, 29).
7. Lageranordnung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass ein Regen- und/oder Spritzwasserschutz (35) vorgesehen ist und dass der Regen- und/oder Spritzwasserschutz (35) radial innen zu dem zentralen Anlagenkörper abschließt und radial außen das Generatorgehäuse (24) überdeckt. 7. Bearing arrangement according to claim 6, characterized in that a rain and / or splash water protection (35) is provided and that the rain and / or splash water protection (35) closes radially on the inside to the central system body and radially on the outside the generator housing (24) covered.
8. Lageranordnung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Regen- und/oder Spritzwasserschutz (35) das Generatorgehäuse (24) radial außen parallel zu der axialen Richtung (7) nach unten umgreift. 8. Bearing arrangement according to claim 7, characterized in that the rain and / or splash protection (35) surrounds the generator housing (24) radially on the outside parallel to the axial direction (7) downwards.
9. Lageranordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Gleitlager (3) mit einem Ölreservoir (40) verbunden ist und dass die zumindest eine Gleitfläche (20) durch Schmieröl (41) aus dem Ölreservoir (40) geschmiert ist. 9. Bearing arrangement according to one of claims 1 to 8, characterized in that the plain bearing (3) is connected to an oil reservoir (40) and that the at least one sliding surface (20) is lubricated by lubricating oil (41) from the oil reservoir (40). .
10. Lageranordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine Gleitfläche (20) des Gleitlagers als axiale Gleitfläche (20) ausgestaltet ist und/oder dass das Gleitlager (3) zumindest eine weitere Gleitfläche (45) aufweist, die als kegelförmige Gleitfläche (45) ausgestaltet ist und/oder die eine axiale Abstützung des zentralen Anlagenkörpers (4) entgegen der axialen Richtung (7) und/oder eine radiale Abstützung des zentralen Anlagenkörpers (4) bezüglich der Rotationsachse (5) ermöglicht. Windenergieanlage (1), die insbesondere für einen Betrieb auf offener See dient, mit zumindest einer Lageranordnung (2) nach einem der Ansprüche 1 bis 10. 10. Bearing arrangement according to one of claims 1 to 9, characterized in that at least one sliding surface (20) of the sliding bearing is designed as an axial sliding surface (20) and / or that the sliding bearing (3) has at least one further sliding surface (45), which is designed as a conical sliding surface (45) and/or which provides axial support for the central system body (4). the axial direction (7) and/or a radial support of the central system body (4) with respect to the axis of rotation (5). Wind turbine (1), which is used in particular for operation on the open sea, with at least one bearing arrangement (2) according to one of claims 1 to 10.
PCT/EP2023/075546 2022-09-15 2023-09-15 Wind turbine system and bearing assembly WO2024056906A1 (en)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102022123702.8A DE102022123702A1 (en) 2022-09-15 2022-09-15 Wind turbine and bearing arrangement
DE102022123702.8 2022-09-15

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2024056906A1 true WO2024056906A1 (en) 2024-03-21

Family

ID=88192155

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/EP2023/075546 WO2024056906A1 (en) 2022-09-15 2023-09-15 Wind turbine system and bearing assembly

Country Status (2)

Country Link
DE (1) DE102022123702A1 (en)
WO (1) WO2024056906A1 (en)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3317530B1 (en) 2015-07-02 2020-06-03 Seatwirl AB Floating wind energy harvesting apparatus with replaceable energy converter
US20200355161A1 (en) * 2017-03-24 2020-11-12 Charalambos Tassakos Floating offshore wind power plant having a vertical rotor and modular wind farm comprising a plurality of such wind power plants
DE102020204945A1 (en) * 2020-04-20 2021-10-21 Rolf Sigmann Wind turbine and use of the wind turbine
CN216617743U (en) * 2022-01-17 2022-05-27 苏州新三力风电科技有限公司 Yaw slewing bearing for multi-handpiece wind generating set

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3317530B1 (en) 2015-07-02 2020-06-03 Seatwirl AB Floating wind energy harvesting apparatus with replaceable energy converter
US20200355161A1 (en) * 2017-03-24 2020-11-12 Charalambos Tassakos Floating offshore wind power plant having a vertical rotor and modular wind farm comprising a plurality of such wind power plants
DE102020204945A1 (en) * 2020-04-20 2021-10-21 Rolf Sigmann Wind turbine and use of the wind turbine
CN216617743U (en) * 2022-01-17 2022-05-27 苏州新三力风电科技有限公司 Yaw slewing bearing for multi-handpiece wind generating set

Also Published As

Publication number Publication date
DE102022123702A1 (en) 2024-03-21

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE102007061185B4 (en) Diving power plant powered by a water flow
EP2067271B1 (en) Turbine apparatus
WO2008141747A2 (en) Energy generation plant, driven by a wind or water flow
WO2008086839A2 (en) Energy generation plant, driven by wind or water currents
WO2015158753A1 (en) Drive system of a wind turbine
DE19853790A1 (en) Wind turbine
EP2310664A2 (en) Submarine power station and assembly thereof
DE10255745A1 (en) Directly driven wind power system with bearing integrated in generator has generator rotor or hub radially between and/or axially adjacent to generator stator and rotor and supported on stator housing
DE102007012408A1 (en) Wind turbines with load-transmitting components
DE102008032411A1 (en) flow converter
WO2008152083A1 (en) Wind power plant
EP2003332A1 (en) Water power plant
DE102005040803A1 (en) Combined floating wind and water offshore power plant, has separately arranged water power machines exhibiting auxiliary device and arrangement such that generator and water power machines are operated as motor and pump, respectively
EP3276160B1 (en) Bearing module for adjusting an angle of attack of a rotor blade in a submersible power plant
WO2009094998A2 (en) Water-lubricated bearing arrangement
DE102018002553A1 (en) Machine carrier for wind turbines
WO2024056906A1 (en) Wind turbine system and bearing assembly
US11105062B2 (en) Methods for retrofitting a wind turbine foundation and wind turbine foundations
EP2379882A2 (en) Turbine power plant
AT410576B (en) DEVICE AND METHOD FOR GENERATING ELECTRICAL ENERGY
DE102009060895A1 (en) Wind turbine with a first rotor
EP3910192B1 (en) Water turbine and/or water pump
DE102012021666B4 (en) Underwater wave power plant
DE102011016824A1 (en) Floating wind power plant for use in offshore, has mast provided with force-fit or form-fit connected ball and floatable ring torus that is provided with identical webs
DE102008037528A1 (en) Device for producing electricity from water force, has turbine supported at shaft and rotated around longitudinal axis, and turbine blades, rotor and stator extending along predominant part of device in direction of axis of shaft

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 23786175

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1