專利名稱:用于風(fēng)輪機的傳動裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域:
本發(fā)明涉及一種傳動裝置,用于根據(jù)所附權(quán)利要求1的前序部分的風(fēng)輪機(風(fēng)力渦輪機)。
背景技術(shù):
在大多數(shù)目前的風(fēng)輪機中,傳動單元被置于機艙中,該機艙還攜載了風(fēng)輪機轉(zhuǎn)子。 機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,并且使得維護通達(access for maintenance)成為難題。然而正是傳動單元以及被廣泛用作替代物的發(fā)電機的這個位置, 旋轉(zhuǎn)扭矩必須經(jīng)由軸被傳遞通過桅桿,這導(dǎo)致?lián)p耗并且要求桅桿能夠吸收來自旋轉(zhuǎn)軸的反作用扭矩。
發(fā)明內(nèi)容
因此,迫切需要簡化該傳動單元并且使其更輕。還需要使得維護通達更加容易。這些是本發(fā)明的主要目的,并且這些目的通過權(quán)利要求1特征部分中出現(xiàn)的特征來實現(xiàn)。從WO 2008/028335和JP 2005023893以及其他文獻可知使用皮帶將旋轉(zhuǎn)從轉(zhuǎn)子傳遞到發(fā)電機。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,從而可實現(xiàn)更加緊湊的傳動裝置以及另外的操作益處。根據(jù)已知方案,本發(fā)明所能實現(xiàn)的關(guān)于皮帶操作的一些益處是
相對于已知的皮帶操作,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; 傳動軸上的扭矩得以平衡;
電力的產(chǎn)生可被分到兩個發(fā)電機上,其可通向更加合理的發(fā)電機控制系統(tǒng); 眷可以使得皮帶需要被更換之前的時間更長,因為可在風(fēng)較小時傳動單個發(fā)電機上的扭矩。對比具有齒輪的輪傳遞或者直接操作的傳統(tǒng)傳動系統(tǒng),可實現(xiàn)以下益處 降低沖擊負載(大的動量改變、振動等被緩沖);
眷使得不需要負載的潤滑和冷卻系統(tǒng);
眷該系統(tǒng)將較不易于腐蝕并且具有更低的維護需求;這特別地與離岸風(fēng)輪機有關(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裝置的情況下是不可能的;
通過將傳動軸整體形成在皮帶輪中并且通過在齒輪箱中的大半徑而不是小半徑上接納(take up)扭矩而實現(xiàn)了重量的減輕;
必須在生產(chǎn)傳動系統(tǒng)時制造的部件數(shù)量得以顯著減少;
在不使用大型起重機的情況下可完成維護的大部分工作;皮帶最容易磨損,但即使是大型皮帶的重量也不超過70-100 kg;由于皮帶是軟的,皮帶輪將不經(jīng)受磨損; 在傳動系統(tǒng)的質(zhì)量不指數(shù)增大的情況下,可擴展到例如5、7和10 MW ;具有齒輪箱或直接傳動的5 MW渦輪機的質(zhì)量將快速地變得非常重;
眷來自轉(zhuǎn)子的動力可被分布到幾個標(biāo)準(zhǔn)發(fā)電機,這導(dǎo)致靈活性增加; 相比齒輪的輪傳動裝置的情況,可在一個步驟中導(dǎo)致更大的交換(exchange);這是因為在齒輪的輪傳動裝置中,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,將具有更軟的傳動裝置,并且在突然扭矩變化處可接受一些滑動;
眷皮帶傳動系統(tǒng)相比直接操作還具有一些優(yōu)點;在直接操作的情況下,相對低的旋轉(zhuǎn)速度被傳遞到發(fā)電機;這意味著發(fā)電機必須是大且重的;在更高的旋轉(zhuǎn)速度時,可使用更小且更輕的發(fā)電機。
現(xiàn)在參照附圖來更詳細地描述本發(fā)明,附圖中
圖1示出了用于風(fēng)輪機的已知機艙,其具有轉(zhuǎn)子轂、傳動單元和發(fā)電機; 圖2示出了類似于圖1所示的機艙,但具有根據(jù)本發(fā)明的傳動裝置; 圖3示出了根據(jù)本發(fā)明的傳動裝置的透視圖; 圖4示出了根據(jù)本發(fā)明的傳動裝置的從相對側(cè)的透視圖;并且圖5示出了根據(jù)本發(fā)明的傳動裝置的分解圖。
具體實施例方式首先,簡要介紹根據(jù)圖1的已知機艙。其包括轉(zhuǎn)子轂1,風(fēng)輪機葉片(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配備有制動器5。齒輪經(jīng)由連接件6連接到發(fā)電機7。機艙還配備有旋轉(zhuǎn)軸承8、旋轉(zhuǎn)齒輪9 和旋轉(zhuǎn)環(huán)10,以便機艙關(guān)于塔11進行旋轉(zhuǎn),機艙置于所述塔11上。本發(fā)明的目的是替換上述已知機艙中的以下部件主軸3、主齒輪4、制動器5和連接件6。圖2示出了圖1中的機艙具有根據(jù)本發(fā)明的傳動裝置,該傳動裝置置于期望的位置,并且以已知機艙作為背景。然而,在介紹圖2之前,應(yīng)當(dāng)參照圖3-5介紹根據(jù)本發(fā)明的傳動裝置,圖3-5示出了從機艙分離的根據(jù)本發(fā)明的傳動裝置。傳動裝置安裝在機架12中,機架12在遠離轂1的一端具有開口 13并且在其面朝轂1的另一端具有第二開口 14。開口 14是圓形的并且被設(shè)置為接收旋轉(zhuǎn)軸承15。機架還包括用于主軸軸承17的負載支撐壁16。負載支撐壁16裝備有開口 18和19。機架12被設(shè)計成處于底部以接納旋轉(zhuǎn)軸承以便機艙相對于塔的旋轉(zhuǎn)。機架在該區(qū)域中還具有開口 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。這些中的每一個在遠離轂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安裝在開口 14側(cè)的托架觀、四和負載支撐壁 16之間。兩個發(fā)電機30、31附接到機架12并且具有延伸穿過負載支撐壁16的發(fā)電機軸 32、33。這些發(fā)電機軸32、33經(jīng)由皮帶組34、35與小皮帶盤25、26的每一個成旋轉(zhuǎn)連接。
大皮帶盤21設(shè)置有輻條36,從而穿過皮帶盤21自身形成了四個開口 37。上述結(jié)構(gòu)導(dǎo)致一種緊湊單元,其可形成機艙的承載部分。圖2示出了該單元如何被置于機艙中。轂將借助于多個螺栓被直接連接到大皮帶盤21,所述多個螺栓被擰入皮帶盤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。由此在一個步驟中實現(xiàn)了非常大的交換。平行且在直徑上相對的副軸23J4提供了良好平衡大皮帶盤21。皮帶的收緊可通過側(cè)向移動副軸來調(diào)整,如托架觀、四和負載支撐壁16中的長形孔39所啟示的。可以通過使發(fā)電機30、31側(cè)向移位而以類似方式執(zhí)行皮帶34、35的收緊,如負載支撐壁16中的長形孔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,則可斷開發(fā)電機中的一個。可以斷開發(fā)電機電力的一半意味著在風(fēng)較小時相比單個發(fā)電機和常規(guī)雙供給發(fā)電機控制的情況可實現(xiàn)風(fēng)輪機的更寬調(diào)節(jié)范圍。雖然上面描述了兩個副軸和兩個發(fā)電機,但也可隨意使用幾個副軸和發(fā)電機。圖6 示出了具有三個副軸23a、23b、23c的系統(tǒng)的原理圖,其通過一組皮帶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或多個鏈條。代替每個副軸與它們自身的發(fā)電機連接,這些副軸可與公共發(fā)電機旋轉(zhuǎn)連接。這種情況的一個示例在圖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)電機軸32a,公共發(fā)電機軸3 進入公共發(fā)電機30a。現(xiàn)在,這是最相關(guān)的實施例。機架12的設(shè)計以及傳動單元定位在機架中的方式提供了檢查和維護的良好通達。人員可經(jīng)由開口 20上到機架12中,開口 20與塔頂處的開口連接。從這里,人員可經(jīng)由開口 13來到機艙的背部并且經(jīng)由開口 18或19來到前部。而且,可以經(jīng)由開口 37中的一個爬行穿過大皮帶盤21自身,并從這里進入轂中。根據(jù)本發(fā)明的傳動裝置也將裝備有制動器,該制動器將確保當(dāng)機艙中有人時不會有任何物件旋轉(zhuǎn)。該制動器將最合適地布置在兩個小皮帶盤處或者布置在發(fā)電機上,并且該制動器是活動的直到維護人員手動地鎖住大皮帶盤和轂。
權(quán)利要求
1.用于風(fēng)輪機的傳動裝置,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)電機的至少一個皮帶或鏈條,其特征在于,所述盤與至少兩個副軸成旋轉(zhuǎn)連接, 所述至少兩個副軸經(jīng)由最小皮帶或鏈條布置成平行于所述主軸,所述副軸進而被旋轉(zhuǎn)地連接到至少一個發(fā)電機。
2.如權(quán)利要求1所述的傳動裝置,其特征在于,所述副軸相對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所述的傳動裝置,其特征在于,至少一個所述皮帶或鏈條在所述盤和至少兩個副軸上延伸。
4.如前述權(quán)利要求中任一項所述的傳動裝置,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)利要求中任一項所述的傳動裝置,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。
6.如權(quán)利要求1-4中任一項所述的傳動裝置,其特征在于,所述副軸被旋轉(zhuǎn)地連接到同一發(fā)電機。
7.如前述權(quán)利要求中任一項所述的傳動裝置,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)利要求中任一項所述的傳動裝置,其特征在于,其被布置在機架中,所述機架提供所述盤、所述主軸、所述副軸和所述發(fā)電機的安裝。
9.如權(quán)利要求8所述的傳動裝置,其特征在于,所述副軸安裝成使得它們能在所述機架中關(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移動所述副軸來調(diào)整。
10.如權(quán)利要求8或9所述的傳動裝置,其特征在于,所述機架包括在所述傳動裝置布置于風(fēng)輪機上的機艙中時提供維護通達的開口,因為所述機架具有朝向塔的開口,所述機艙置于所述塔中,并且具有提供穿過所述機架兩端的通達的開口,經(jīng)由所述盤和所述機架中的開口向前并且經(jīng)由所述機架中的開口向后。
11.如權(quán)利要求8、9或10中任一項所述的傳動裝置,其特征在于,所述機架包括負載支撐壁,所述負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)力機的傳動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(30、31)的至少一個皮帶(27)或鏈條。所述帶輪(21)旋轉(zhuǎn)地聯(lián)接到至少兩個副軸(23、24),所述至少兩個副軸(23、24)布置成平行于所述主軸(22)。傳遞旋轉(zhuǎn)的一個或多個皮帶(27)在所述帶輪(21)和所述副軸(23、24)上延伸。所述副軸(23、24)進而被旋轉(zhuǎn)地聯(lián)接到至少一個優(yōu)選為兩個發(fā)電機(30、31)。
文檔編號F03D11/02GK102308088SQ201080005800
公開日2012年1月4日 申請日期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. 申請人:福博克斯公司