專利名稱：用于風(fēng)輪機(jī)的傳動(dòng)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種傳動(dòng)裝置，用于根據(jù)所附權(quán)利要求1的前序部分的風(fēng)輪機(jī)(風(fēng)力渦輪機(jī))。
背景技術(shù)：
在大多數(shù)目前的風(fēng)輪機(jī)中，傳動(dòng)單元被置于機(jī)艙中，該機(jī)艙還攜載了風(fēng)輪機(jī)轉(zhuǎn)子。 機(jī)艙必須被布置在高桅桿的頂上并且旋轉(zhuǎn)，從而轉(zhuǎn)子總是面向風(fēng)。傳動(dòng)單元的這種放置導(dǎo)致桅桿頂部的巨大重量，并且使得維護(hù)通達(dá)(access for maintenance)成為難題。然而正是傳動(dòng)單元以及被廣泛用作替代物的發(fā)電機(jī)的這個(gè)位置， 旋轉(zhuǎn)扭矩必須經(jīng)由軸被傳遞通過(guò)桅桿，這導(dǎo)致?lián)p耗并且要求桅桿能夠吸收來(lái)自旋轉(zhuǎn)軸的反作用扭矩。

發(fā)明內(nèi)容
因此，迫切需要簡(jiǎn)化該傳動(dòng)單元并且使其更輕。還需要使得維護(hù)通達(dá)更加容易。這些是本發(fā)明的主要目的，并且這些目的通過(guò)權(quán)利要求1特征部分中出現(xiàn)的特征來(lái)實(shí)現(xiàn)。從WO 2008/028335和JP 2005023893以及其他文獻(xiàn)可知使用皮帶將旋轉(zhuǎn)從轉(zhuǎn)子傳遞到發(fā)電機(jī)。然而，本發(fā)明的目的是更好地利用皮帶操作或者鏈條操作的特性，從而可實(shí)現(xiàn)更加緊湊的傳動(dòng)裝置以及另外的操作益處。根據(jù)已知方案，本發(fā)明所能實(shí)現(xiàn)的關(guān)于皮帶操作的一些益處是
相對(duì)于已知的皮帶操作，得到了皮帶容量的加倍利用；這具體地涉及大型(因而昂貴的)皮帶以及所關(guān)聯(lián)的大型皮帶輪； 眷結(jié)構(gòu)變得更加緊湊； 傳動(dòng)軸上的扭矩得以平衡；
電力的產(chǎn)生可被分到兩個(gè)發(fā)電機(jī)上，其可通向更加合理的發(fā)電機(jī)控制系統(tǒng)； 眷可以使得皮帶需要被更換之前的時(shí)間更長(zhǎng)，因?yàn)榭稍陲L(fēng)較小時(shí)傳動(dòng)單個(gè)發(fā)電機(jī)上的扭矩。對(duì)比具有齒輪的輪傳遞或者直接操作的傳統(tǒng)傳動(dòng)系統(tǒng)，可實(shí)現(xiàn)以下益處 降低沖擊負(fù)載(大的動(dòng)量改變、振動(dòng)等被緩沖)；
眷使得不需要負(fù)載的潤(rùn)滑和冷卻系統(tǒng)；
眷該系統(tǒng)將較不易于腐蝕并且具有更低的維護(hù)需求；這特別地與離岸風(fēng)輪機(jī)有關(guān)；皮帶輪可例如被給予鋅涂層以降低腐蝕，而這在齒輪的輪傳動(dòng)裝置的情況下是不可能的；
通過(guò)將傳動(dòng)軸整體形成在皮帶輪中并且通過(guò)在齒輪箱中的大半徑而不是小半徑上接納(take up)扭矩而實(shí)現(xiàn)了重量的減輕；
必須在生產(chǎn)傳動(dòng)系統(tǒng)時(shí)制造的部件數(shù)量得以顯著減少；
在不使用大型起重機(jī)的情況下可完成維護(hù)的大部分工作；皮帶最容易磨損，但即使是大型皮帶的重量也不超過(guò)70-100 kg;由于皮帶是軟的，皮帶輪將不經(jīng)受磨損； 在傳動(dòng)系統(tǒng)的質(zhì)量不指數(shù)增大的情況下，可擴(kuò)展到例如5、7和10 MW ；具有齒輪箱或直接傳動(dòng)的5 MW渦輪機(jī)的質(zhì)量將快速地變得非常重；
眷來(lái)自轉(zhuǎn)子的動(dòng)力可被分布到幾個(gè)標(biāo)準(zhǔn)發(fā)電機(jī)，這導(dǎo)致靈活性增加； 相比齒輪的輪傳動(dòng)裝置的情況，可在一個(gè)步驟中導(dǎo)致更大的交換(exchange)；這是因?yàn)樵邶X輪的輪傳動(dòng)裝置中，大交換導(dǎo)致齒輪(cog)上的高壓力，這導(dǎo)致更多磨損；在皮帶操作的情況下，將具有更軟的傳動(dòng)裝置，并且在突然扭矩變化處可接受一些滑動(dòng)；
眷皮帶傳動(dòng)系統(tǒng)相比直接操作還具有一些優(yōu)點(diǎn)；在直接操作的情況下，相對(duì)低的旋轉(zhuǎn)速度被傳遞到發(fā)電機(jī)；這意味著發(fā)電機(jī)必須是大且重的；在更高的旋轉(zhuǎn)速度時(shí)，可使用更小且更輕的發(fā)電機(jī)。


現(xiàn)在參照附圖來(lái)更詳細(xì)地描述本發(fā)明，附圖中
圖1示出了用于風(fēng)輪機(jī)的已知機(jī)艙，其具有轉(zhuǎn)子轂、傳動(dòng)單元和發(fā)電機(jī)； 圖2示出了類似于圖1所示的機(jī)艙，但具有根據(jù)本發(fā)明的傳動(dòng)裝置； 圖3示出了根據(jù)本發(fā)明的傳動(dòng)裝置的透視圖； 圖4示出了根據(jù)本發(fā)明的傳動(dòng)裝置的從相對(duì)側(cè)的透視圖；并且圖5示出了根據(jù)本發(fā)明的傳動(dòng)裝置的分解圖。
具體實(shí)施例方式首先，簡(jiǎn)要介紹根據(jù)圖1的已知機(jī)艙。其包括轉(zhuǎn)子轂1，風(fēng)輪機(jī)葉片(未示出)附接到該轉(zhuǎn)子轂1。轂1安裝在主軸承2中并且連接到主軸3。主軸連接到主齒輪4。齒輪4配備有制動(dòng)器5。齒輪經(jīng)由連接件6連接到發(fā)電機(jī)7。機(jī)艙還配備有旋轉(zhuǎn)軸承8、旋轉(zhuǎn)齒輪9 和旋轉(zhuǎn)環(huán)10，以便機(jī)艙關(guān)于塔11進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，機(jī)艙置于所述塔11上。本發(fā)明的目的是替換上述已知機(jī)艙中的以下部件主軸3、主齒輪4、制動(dòng)器5和連接件6。圖2示出了圖1中的機(jī)艙具有根據(jù)本發(fā)明的傳動(dòng)裝置，該傳動(dòng)裝置置于期望的位置，并且以已知機(jī)艙作為背景。然而，在介紹圖2之前，應(yīng)當(dāng)參照?qǐng)D3-5介紹根據(jù)本發(fā)明的傳動(dòng)裝置，圖3-5示出了從機(jī)艙分離的根據(jù)本發(fā)明的傳動(dòng)裝置。傳動(dòng)裝置安裝在機(jī)架12中，機(jī)架12在遠(yuǎn)離轂1的一端具有開(kāi)口 13并且在其面朝轂1的另一端具有第二開(kāi)口 14。開(kāi)口 14是圓形的并且被設(shè)置為接收旋轉(zhuǎn)軸承15。機(jī)架還包括用于主軸軸承17的負(fù)載支撐壁16。負(fù)載支撐壁16裝備有開(kāi)口 18和19。機(jī)架12被設(shè)計(jì)成處于底部以接納旋轉(zhuǎn)軸承以便機(jī)艙相對(duì)于塔的旋轉(zhuǎn)。機(jī)架在該區(qū)域中還具有開(kāi)口 20。大皮帶盤輪21在主軸22的幫助下安裝在旋轉(zhuǎn)軸承15和主軸軸承17之間。兩個(gè)副軸23和M安裝成平行于大皮帶盤21和主軸22。這些中的每一個(gè)在遠(yuǎn)離轂1的端部處均配備有小皮帶盤25、26。一組皮帶27繞大皮帶盤21和副軸23J4延伸以將旋轉(zhuǎn)扭矩從大皮帶盤21傳遞到副軸23、24。副軸23J4安裝在開(kāi)口 14側(cè)的托架觀、四和負(fù)載支撐壁 16之間。兩個(gè)發(fā)電機(jī)30、31附接到機(jī)架12并且具有延伸穿過(guò)負(fù)載支撐壁16的發(fā)電機(jī)軸 32、33。這些發(fā)電機(jī)軸32、33經(jīng)由皮帶組34、35與小皮帶盤25、26的每一個(gè)成旋轉(zhuǎn)連接。
大皮帶盤21設(shè)置有輻條36，從而穿過(guò)皮帶盤21自身形成了四個(gè)開(kāi)口 37。上述結(jié)構(gòu)導(dǎo)致一種緊湊單元，其可形成機(jī)艙的承載部分。圖2示出了該單元如何被置于機(jī)艙中。轂將借助于多個(gè)螺栓被直接連接到大皮帶盤21，所述多個(gè)螺栓被擰入皮帶盤21中的螺栓孔38中。因此，轂的旋轉(zhuǎn)將導(dǎo)致大皮帶盤21的旋轉(zhuǎn)。這將進(jìn)而經(jīng)由皮帶27被傳遞到副軸 23,24并繼續(xù)經(jīng)由小皮帶盤25 J6和皮帶34、35被傳遞到發(fā)電機(jī)30、31。由于大皮帶盤21 具有比副軸23J4顯著更大的直徑，即使轂的小旋轉(zhuǎn)速度也將導(dǎo)致副軸23、24的大旋轉(zhuǎn)速度。由此在一個(gè)步驟中實(shí)現(xiàn)了非常大的交換。平行且在直徑上相對(duì)的副軸23J4提供了良好平衡大皮帶盤21。皮帶的收緊可通過(guò)側(cè)向移動(dòng)副軸來(lái)調(diào)整，如托架觀、四和負(fù)載支撐壁16中的長(zhǎng)形孔39所啟示的?？梢酝ㄟ^(guò)使發(fā)電機(jī)30、31側(cè)向移位而以類似方式執(zhí)行皮帶34、35的收緊，如負(fù)載支撐壁16中的長(zhǎng)形孔40所指示的。如果風(fēng)比提供一半的電力生產(chǎn)所需的更弱，則可斷開(kāi)發(fā)電機(jī)中的一個(gè)?？梢詳嚅_(kāi)發(fā)電機(jī)電力的一半意味著在風(fēng)較小時(shí)相比單個(gè)發(fā)電機(jī)和常規(guī)雙供給發(fā)電機(jī)控制的情況可實(shí)現(xiàn)風(fēng)輪機(jī)的更寬調(diào)節(jié)范圍。雖然上面描述了兩個(gè)副軸和兩個(gè)發(fā)電機(jī)，但也可隨意使用幾個(gè)副軸和發(fā)電機(jī)。圖6 示出了具有三個(gè)副軸23a、23b、23c的系統(tǒng)的原理圖，其通過(guò)一組皮帶27與大皮帶盤21成旋轉(zhuǎn)連接。代替皮帶27、34、35，也可使用與副軸和大盤的齒輪嚙合的一個(gè)或多個(gè)鏈條。代替每個(gè)副軸與它們自身的發(fā)電機(jī)連接，這些副軸可與公共發(fā)電機(jī)旋轉(zhuǎn)連接。這種情況的一個(gè)示例在圖7中示出，其中，小皮帶盤25 J6經(jīng)由皮帶盤組34、35連接到公共發(fā)電機(jī)軸32a，公共發(fā)電機(jī)軸3 進(jìn)入公共發(fā)電機(jī)30a?，F(xiàn)在，這是最相關(guān)的實(shí)施例。機(jī)架12的設(shè)計(jì)以及傳動(dòng)單元定位在機(jī)架中的方式提供了檢查和維護(hù)的良好通達(dá)。人員可經(jīng)由開(kāi)口 20上到機(jī)架12中，開(kāi)口 20與塔頂處的開(kāi)口連接。從這里，人員可經(jīng)由開(kāi)口 13來(lái)到機(jī)艙的背部并且經(jīng)由開(kāi)口 18或19來(lái)到前部。而且，可以經(jīng)由開(kāi)口 37中的一個(gè)爬行穿過(guò)大皮帶盤21自身，并從這里進(jìn)入轂中。根據(jù)本發(fā)明的傳動(dòng)裝置也將裝備有制動(dòng)器，該制動(dòng)器將確保當(dāng)機(jī)艙中有人時(shí)不會(huì)有任何物件旋轉(zhuǎn)。該制動(dòng)器將最合適地布置在兩個(gè)小皮帶盤處或者布置在發(fā)電機(jī)上，并且該制動(dòng)器是活動(dòng)的直到維護(hù)人員手動(dòng)地鎖住大皮帶盤和轂。
權(quán)利要求
1.用于風(fēng)輪機(jī)的傳動(dòng)裝置，包括布置在主軸上的大皮帶盤或鏈條盤以及將旋轉(zhuǎn)從所述盤傳遞到發(fā)電機(jī)的至少一個(gè)皮帶或鏈條，其特征在于，所述盤與至少兩個(gè)副軸成旋轉(zhuǎn)連接， 所述至少兩個(gè)副軸經(jīng)由最小皮帶或鏈條布置成平行于所述主軸，所述副軸進(jìn)而被旋轉(zhuǎn)地連接到至少一個(gè)發(fā)電機(jī)。
2.如權(quán)利要求1所述的傳動(dòng)裝置，其特征在于，所述副軸相對(duì)于彼此以相同的角距離繞所述盤布置。
3.如權(quán)利要求1或2所述的傳動(dòng)裝置，其特征在于，至少一個(gè)所述皮帶或鏈條在所述盤和至少兩個(gè)副軸上延伸。
4.如前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的傳動(dòng)裝置，其特征在于，所述盤和所述主軸彼此整體形成。
5.如前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的傳動(dòng)裝置，其特征在于，所述副軸被旋轉(zhuǎn)地連接到它們各自的發(fā)電機(jī)。
6.如權(quán)利要求1-4中任一項(xiàng)所述的傳動(dòng)裝置，其特征在于，所述副軸被旋轉(zhuǎn)地連接到同一發(fā)電機(jī)。
7.如前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的傳動(dòng)裝置，其特征在于，所述盤具有平行于所述主軸的大通孔。
8.如前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的傳動(dòng)裝置，其特征在于，其被布置在機(jī)架中，所述機(jī)架提供所述盤、所述主軸、所述副軸和所述發(fā)電機(jī)的安裝。
9.如權(quán)利要求8所述的傳動(dòng)裝置，其特征在于，所述副軸安裝成使得它們能在所述機(jī)架中關(guān)于所述主軸和所述盤側(cè)向移位，從而所述皮帶或所述鏈條的收緊能通過(guò)移動(dòng)所述副軸來(lái)調(diào)整。
10.如權(quán)利要求8或9所述的傳動(dòng)裝置，其特征在于，所述機(jī)架包括在所述傳動(dòng)裝置布置于風(fēng)輪機(jī)上的機(jī)艙中時(shí)提供維護(hù)通達(dá)的開(kāi)口，因?yàn)樗鰴C(jī)架具有朝向塔的開(kāi)口，所述機(jī)艙置于所述塔中，并且具有提供穿過(guò)所述機(jī)架兩端的通達(dá)的開(kāi)口，經(jīng)由所述盤和所述機(jī)架中的開(kāi)口向前并且經(jīng)由所述機(jī)架中的開(kāi)口向后。
11.如權(quán)利要求8、9或10中任一項(xiàng)所述的傳動(dòng)裝置，其特征在于，所述機(jī)架包括負(fù)載支撐壁，所述負(fù)載支撐壁提供所述副軸和所述主軸的端部之一的安裝。
全文摘要
用于風(fēng)力機(jī)的傳動(dòng)裝置包括布置在主軸(22)上的大帶輪(21)以及適于將旋轉(zhuǎn)從所述帶輪(21)傳遞到發(fā)電機(jī)(30、31)的至少一個(gè)皮帶(27)或鏈條。所述帶輪(21)旋轉(zhuǎn)地聯(lián)接到至少兩個(gè)副軸(23、24)，所述至少兩個(gè)副軸(23、24)布置成平行于所述主軸(22)。傳遞旋轉(zhuǎn)的一個(gè)或多個(gè)皮帶(27)在所述帶輪(21)和所述副軸(23、24)上延伸。所述副軸(23、24)進(jìn)而被旋轉(zhuǎn)地聯(lián)接到至少一個(gè)優(yōu)選為兩個(gè)發(fā)電機(jī)(30、31)。
文檔編號(hào)F03D11/02GK102308088SQ201080005800
公開(kāi)日2012年1月4日 申請(qǐng)日期2010年1月28日 優(yōu)先權(quán)日2009年1月28日
發(fā)明者特詹斯沃爾 G. 申請(qǐng)人:福博克斯公司