專利名稱：風(fēng)力渦輪機輔助單元、風(fēng)力渦輪機及其裝配方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種風(fēng)力渦輪機輔助單元。
背景技術(shù)：
通常，風(fēng)力渦輪機包括豎直結(jié)構(gòu)；吊艙，該吊艙安裝為在豎直結(jié)構(gòu)的頂部上旋轉(zhuǎn)；葉片組件，該葉片組件用于將風(fēng)的動能轉(zhuǎn)化為旋轉(zhuǎn)；以及旋轉(zhuǎn)電機，該旋轉(zhuǎn)電機用于將旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)化為供給到電力網(wǎng)(electric power grid)的電能。除了旋轉(zhuǎn)電機以外,風(fēng)力潤輪機還包括多個例如電的、電子的以及機械裝置以將產(chǎn)生的電能以正確的頻率和相位供給到網(wǎng)中。吊艙內(nèi)部可用的空間有時由于以下原因而很有限由于吊艙的最大允許寬度，其尺寸影響渦輪機的空氣動力學(xué)輪廓；由于重量問題；并且由于與吊艙的構(gòu)造以及渦輪機自身的結(jié)構(gòu)的問題。而且，在渦輪機安裝好以后為了增加渦輪機的電能，甚至要求更多的空間，超出了設(shè)計階段計算的尺寸之外。換句話說，吊艙內(nèi)部的空間通常不足以容納對于操作渦輪機來說所需的所有裝置。沿著豎直結(jié)構(gòu)的內(nèi)部安裝裝置的一種已知解決方案具有以下缺點，即，減小了用于工人進(jìn)入、維修裝置和備件的結(jié)構(gòu)的內(nèi)部空間。另一個已知解決方案是將裝置安裝在豎直結(jié)構(gòu)的外部，靠近渦輪機的基部，該解決方案的缺點是，需要很長、很大橫截面、低電壓的纜線連接連接旋轉(zhuǎn)電機。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的一個目的是提供一種設(shè)計為用于消除現(xiàn)有技術(shù)中的缺點的風(fēng)力渦輪機輔助單元。根據(jù)本發(fā)明，提供了一種用于包括吊艙和旋轉(zhuǎn)電機的風(fēng)力渦輪機的輔助單元，該輔助單元包括框架，該框架設(shè)計為連接至風(fēng)力渦輪機的吊艙并且限定用于容納用于調(diào)節(jié)由所述旋轉(zhuǎn)電機產(chǎn)生的電能的至少一個裝置的輔助室；以及橋式起重機，該橋式起重機用于在輔助室的內(nèi)部和外部操作所述裝置。根據(jù)本發(fā)明的輔助單元通過提供其中容納渦輪機操作裝置的輔助室而提供了靠近吊艙和旋轉(zhuǎn)電機的空間。在輔助單元裝配至吊艙后，該裝置因此便定位在旋轉(zhuǎn)電機附近，因此解決了由渦輪機內(nèi)部的有限操作空間造成的問題，并且不需要長的電纜。此外，通過本發(fā)明，可以利用橋式起重機操作該裝置，以便更快速、更容易地維修和安裝。根據(jù)本發(fā)明的輔助單元還可以有利用于改進(jìn)提高現(xiàn)有的風(fēng)力渦輪機。在一個優(yōu)選的實施方式中，該輔助單元包括底板；和形成在底板中的底部開口以允許裝置的通過。借助于本發(fā)明，能夠使用橋式起重機將該裝置插入輔助單元中或者從輔助單元移除，而無需穿過豎直結(jié)構(gòu)，而是直接地從該結(jié)構(gòu)的外部經(jīng)過，從而簡化了首次安裝、維修和裝配。在一個優(yōu)選的實施方式中，該框架包括相互平行的至少一個頂部梁和至少一個底部梁。在一個優(yōu)選的實施方式中，該橋式起重機包括形成所述框架的整體部分的引導(dǎo)件。在一個優(yōu)選的實施方式中，該引導(dǎo)件在底板上延伸，并且比所述底板更長以便部分地延伸到吊艙內(nèi)部。借助于本發(fā)明，輔助單元可以被裝配至吊艙以將輔助室鄰近吊艙定位并且因此使至少一個裝置鄰近旋轉(zhuǎn)電機定位。此外，可以在該裝置裝配在該輔助單元內(nèi)部之前或之后裝配該輔助單元。在一個優(yōu)選的實施方式中，輔助室具有用于容納多個裝置的后座和側(cè)座。借助本發(fā)明，在輔助單元裝配至吊艙后，多個裝置便鄰近旋轉(zhuǎn)電機定位，因此能量更有效地從旋轉(zhuǎn)電機傳導(dǎo)到所述多個裝置。本發(fā)明的另一個目的是提供一種設(shè)計為用于消除現(xiàn)有技術(shù)中的缺點的風(fēng)力渦輪機。根據(jù)本發(fā)明，提供了一種風(fēng)力渦輪機，該風(fēng)力渦輪機包括豎直結(jié)構(gòu)；吊艙，該吊艙以旋轉(zhuǎn)的方式安裝至豎直結(jié)構(gòu)；旋轉(zhuǎn)電機；以及輔助單元，該輔助單元包括框架，所述框架可移除地連接至風(fēng)力渦輪機的吊艙；輔助室，該輔助室用于容納至少一個裝置；以及橋式起重機，該橋式起重機用于在輔助室的內(nèi)部和外部操作該裝置。借助本發(fā)明，風(fēng)力渦輪機具有用于將至少一個裝置鄰近旋轉(zhuǎn)電機定位以增強渦輪機效率的輔助室。本發(fā)明還提供改進(jìn)以便增強現(xiàn)有的風(fēng)力渦輪機。此外，可以使用橋式起重機將該裝置插入輔助室中或者從輔助室移除，無需穿過豎直結(jié)構(gòu)，而是直接地從該結(jié)構(gòu)的外部經(jīng)過，從而簡化了首次安裝、維修和裝配。在一個優(yōu)選的實施方式中，吊艙具有至少一個開口，用于將輔助單元的部分容納在吊艙中。借助本發(fā)明，該輔助單元可移除地連接至吊艙，以增強風(fēng)力渦輪機的靈活性。實際上，在首次安裝時，可在地面上將該裝置安裝至輔助單元，并且然后將該輔助單元裝配至吊艙；或者可將輔助單元裝配至吊艙，然后使用橋式起重機將該裝置裝配至輔助單元。風(fēng)力渦輪機在維修方面也更加靈活，因此減小了停機時間和維修成本。在一個優(yōu)選的實施方式中，橋式起重機包括限定框架的一部分并且部分地在吊艙內(nèi)部延伸的引導(dǎo)件。借助本發(fā)明，橋式起重機能夠移動，并且從而在吊艙內(nèi)部操作該裝置或其它單元，因此改進(jìn)了操作性并且簡化了首次安裝和維修。在本發(fā)明的一個優(yōu)選的實施方式中，所述弓I導(dǎo)件在豎直結(jié)構(gòu)上延伸以使橋式起重機能夠在豎直結(jié)構(gòu)內(nèi)部執(zhí)行裝載和卸載操作。借助于本發(fā)明，橋式起重機可以通過吊艙將該裝置從豎直結(jié)構(gòu)移動至輔助單元，并且反之亦然，因此大大地提高了裝置在裝配和維修階段的可操作性，并且因此總體上簡化了裝配和操作工作。
本發(fā)明的另一個目的是提供一種設(shè)計為用于消除現(xiàn)有技術(shù)中的缺點的風(fēng)力渦輪機裝配方法。根據(jù)本發(fā)明，提供了一種風(fēng)力渦輪機的裝配方法，該風(fēng)力渦輪機包括豎直結(jié)構(gòu)；吊艙；以及輔助單元，該輔助單元包括設(shè)計為裝配至吊艙的框架；該方法包括以下步驟將旋轉(zhuǎn)電機裝配至吊艙；將裝置裝配至框架；以及將輔助單元的框架裝配至吊艙。本發(fā)明通過使得在設(shè)計上更模塊化而提供風(fēng)力渦輪機的簡化裝配，并且由于這提供的尺寸節(jié)約而減少構(gòu)造成本。本發(fā)明還具有能夠使所有的連接和測試都在地面上執(zhí)行的優(yōu)點，即，與離地面數(shù)米的情況相比，更快速、更容易、具有更多的工作空間，并且在更安全的工作條件中操作。


下面將通過實例參考附圖來描述本發(fā)明的一些非限定性的實施例，在附圖中圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的風(fēng)力渦輪機和輔助單元的部分陰影線的側(cè)視圖，為了清楚起見移除了一些部件；圖2示出了圖1中的細(xì)節(jié)的立體圖；圖3示出了圖1中的細(xì)節(jié)的俯視平面圖；圖4示出了圖1替換實施例的立體圖。
具體實施例方式在圖1中用附圖標(biāo)記I表示作為整體的用于產(chǎn)生電能的風(fēng)力渦輪機，所述風(fēng)力渦輪機包括豎直結(jié)構(gòu)2 ;吊艙3 ;旋轉(zhuǎn)電機4 ;輪轂5 ;以及三個葉片6(圖1中僅示出了兩個)。吊艙3被安裝成相對于豎直結(jié)構(gòu)2圍繞軸線Al旋轉(zhuǎn)，并且輪轂5相對于吊艙3圍繞軸線A2旋轉(zhuǎn)。旋轉(zhuǎn)電機4包括部分地限定吊艙3 (或者更確切地說，限定吊艙3的外殼)的定子7 ；以及剛性地連接至所述輪轂5的轉(zhuǎn)子8。并且一軸承定位在定子7與轉(zhuǎn)子8之間，靠近輪轂5與轉(zhuǎn)子8的連接部。定子7包括管狀本體10，以及圍繞軸線A2布置且裝配至管狀本體10的多個主動定子部分；以及轉(zhuǎn)子8，該轉(zhuǎn)子8包括管狀本體12，以及圍繞軸線A2布置且裝配至管狀本體12的多個主動轉(zhuǎn)子部分.主動定子部分和主動轉(zhuǎn)子部分平行于軸線A2延伸，面向彼此定位且被一間隙分開，并且相對于相應(yīng)的管狀本體10和12軸向地可插入以及可移除。在示出的實例中，旋轉(zhuǎn)電機4是同步的、永磁電機；每個主動定子部分均由耦接至線圈(未示出)的磁性引導(dǎo)件限定；并且每個主動轉(zhuǎn)子部分均由耦接至永磁體的磁性引導(dǎo)件限定。如圖2中所不，吊艙3包括外殼13,所述外殼又包括底部吊艙部分14和頂部吊艙部分15，在二者中均形成有開口 16。吊艙部分14和15可以被獨立地運送并且在風(fēng)力渦輪機I的安裝位置處裝配。吊艙3包括用于連接至豎直結(jié)構(gòu)2的樞軸的凸緣18。更具體地說，吊艙3的底部部分14包括用于連接至樞軸的凸緣18，并且頂部15連接至底部部分14。參照附圖，風(fēng)力渦輪機I包括輔助單元30，其具有用于連接至風(fēng)力渦輪機I的吊艙3的框架31 ;以及三個裝置32、33、34，用于調(diào)節(jié)旋轉(zhuǎn)電機4產(chǎn)生的用于供給到電力網(wǎng)的電能。輔助單元30包括形成在框架31中的輔助室，用以容納裝置32、33、34，并且所述輔助室包括后座35以及兩個側(cè)座36、37。電能調(diào)節(jié)裝置33是容納在輔助室中的后座35中的變壓器(electrictransformer)。裝置32和34是容納在相應(yīng)側(cè)座36和37中的開關(guān)轉(zhuǎn)換器(switch converter),并且用于轉(zhuǎn)換來自旋轉(zhuǎn)電機的用于供給到能量網(wǎng)的電能的電量(諸如電壓和/或頻率和/或電流)。輔助單元30包括用于操作裝置32、33、34的橋式起重機39。并且框架31包括部分地安裝在吊艙3內(nèi)部的頂部中央梁40，并且其限定橋式起重機39的引導(dǎo)件38。引導(dǎo)件38沿著輔助單元30且延伸到吊艙3內(nèi)部以便允許橋式起重機39在輔助室和吊艙3的內(nèi)部操作裝置32、33、34。換句話說，橋式起重機39可移動地連接至頂部中心梁40?？蚣?1包括相互平行并且具有相應(yīng)端部43和44的頂部梁41和底部梁42 ;頂部梁41通過開口 16固定在吊艙3的內(nèi)部；并且底部梁42固定在吊艙的外部。吊艙3具有形成在吊艙3的頂部15中的開口 45，并且所述開口沿著吊艙3的整個長度平行于軸線A2延伸以容納頂部中心梁40。換句話說，頂部中心梁40在吊艙3的整個長度上插入到開口 45內(nèi)部，以使輔助單兀30大部分地在吊艙3的外部延伸。連接至頂部中心梁40的橋式起重機39被設(shè)計為從第一位置移動到第二位置，在第一位置中橋式起重機39位于吊艙3的內(nèi)部并且鄰近旋轉(zhuǎn)電機4，在第二位置中橋式起重機39位于頂部中心梁40的一個端部處，位于吊艙3的外部且在后座35的上方。輔助單元30還包括底板46，該底板定位在輔助單元30的底側(cè)上且連接至框架31以允許維修工人的通過。輔助單元30具有形成在底板46中且由可移除的艙蓋封閉的底部開口 49，以允許使用橋式起重機39將裝置32、33、34插入到輔助單元中以及移至輔助單元30之外。也能夠使用橋式起重機39通過吊艙3和豎直結(jié)構(gòu)2中的通道將裝置32、33、34插入和移除。輔助單元30還包括連接至頂部中心梁40的外部可逆連接裝置50，以利用起重機或類似裝置操作輔助單元30。輔助單元30還包括外部殼體(未示出)，該外部殼體圍住輔助室和框架31以保護(hù)裝置32、33、34和輔助室內(nèi)的其它裝置遠(yuǎn)離外部因素。當(dāng)構(gòu)造輔助單元30時，在使用起重機將輔助單元30固定至吊艙3之前將裝置32，33，34裝配至框架31。這具有以下點使所有連接和測試都能夠在地面上執(zhí)行，與遠(yuǎn)離地面數(shù)米的情況相比較，允許工人具有更多的自由移動空間，并且因此簡化了維修，并且減少了維修時間、停工時間和成本。根據(jù)在維修期間優(yōu)選采用的另一個操作模式，在框架31裝配至吊艙3以后裝置32、33、34安裝至框架31。更具體地說，裝置32、33、34被附接至橋式起重機39并且通過底部開口 49被提升到框架31中。這簡化了裝置32、33、34的維修和替換。
在圖4中示出的優(yōu)選實施方式中，框架31被分成為頂部框架部分55 ;兩個側(cè)框架部分56、57，每側(cè)一個；以及后框架部分58。頂部框架部分55通過緊固裝置59連接至兩個側(cè)框架部分56、57 ;后部框架部分58通過緊固裝置59連接至側(cè)框架部分56，57 ;頂部框架部分55包括橋式起重機39、引導(dǎo)件38以及頂部中心梁41 ;后框架部分58限定后座35 ；并且側(cè)框架部分56和57包括頂部梁41和底部梁42，且限定相應(yīng)的側(cè)座36和37?？蚣懿糠?5、56、57、58被獨立地運送并且隨后在安裝位置處裝配至框架31中。借助于本發(fā)明，輔助單元30能夠裝配至吊艙3的外部，鄰近旋轉(zhuǎn)電機4，因此解決了由風(fēng)力渦輪I內(nèi)部的有限操作空間造成的問題，并且不需要長的電纜。更具體地說，使用外部起重機能夠使得輔助單元30移動到位置中并且固定至吊艙3，并且還可以有利地改進(jìn)以提聞現(xiàn)有的風(fēng)力潤輪機。顯然，在不偏離所附權(quán)利要求的范圍的情況下可以對本文中描述的裝置和方法做出改變。
權(quán)利要求
1.一種用于風(fēng)力渦輪機(I)的輔助單元，所述風(fēng)力渦輪機包括吊艙(3)和旋轉(zhuǎn)電機(4);所述輔助單元(30)包括框架(31)，所述框架被設(shè)計為連接至所述風(fēng)力渦輪機(I)的所述吊艙(3)且限定有輔助室，所述輔助室用于容納用于調(diào)節(jié)由所述旋轉(zhuǎn)電機(4)產(chǎn)生的電能的至少一個裝置(32、33、34);以及橋式起重機(39)，所述橋式起重機用于在所述輔助室的內(nèi)部和外部操作所述裝置(32、33、34)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的輔助單元，還包括底板(46);以及形成在所述底板(46)中的底部開口(49)，以允許所述裝置(32、33、34)的通過。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的輔助單元，其中，所述框架(31)包括相互平行的至少一個頂部梁(41)和至少一個底部梁(42)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述輔助單元，其中，所述橋式起重機(39)包括形成所述框架(31)的整體部分的引導(dǎo)件(38)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的輔助單元，其中，所述引導(dǎo)件(38)在底板(46)上延伸，并且比所述底板(46)長以便部分地延伸到所述吊艙(3)的內(nèi)部。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的輔助單元，其中，所述輔助室具有用于容納多個裝置(32、33、34)的后座(35)和側(cè)座(36、37)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的輔助單元，其中，所述框架(31)被分成為框架部分(55、56、57、58)，所述框架部分相互連接并且限定所述輔助室。
8.一種風(fēng)力渦輪機，其包括豎直結(jié)構(gòu)(2);吊艙(3)，所述吊艙以旋轉(zhuǎn)的方式裝配至所述豎直結(jié)構(gòu)(2);旋轉(zhuǎn)電機(4);以及輔助單元(30)，所述輔助單元包括可移除地連接至所述風(fēng)力渦輪機(I)的所述吊艙(3)的框架(31);輔助室，所述輔助室用于容納至少一個裝置(32、33、34);以及橋式起重機(39)，所述橋式起重機用于在所述輔助室的內(nèi)部和外部操作所述裝置(32、33、34)。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的風(fēng)力渦輪機，其中，所述吊艙(3)具有至少一個開口(16，45)，以使所述輔助單元(30)的部分容納在所述吊艙(3)中。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的風(fēng)力渦輪機，其中，所述橋式起重機(39)包括引導(dǎo)件(38)，所述引導(dǎo)件限定所述框架(31)的部分且部分地延伸至所述吊艙(3)內(nèi)部。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的風(fēng)力渦輪機，其中，所述引導(dǎo)件(38)在所述豎直結(jié)構(gòu)(2)上延伸以使所述橋式起重機(39)能夠在所述豎直結(jié)構(gòu)(2)內(nèi)部執(zhí)行裝載和卸載操作。
12.根據(jù)權(quán)利要求8所述的風(fēng)力渦輪機，其中，所述吊艙(3)被分成為相互連接的吊艙部分(14)和另一吊艙部分(15)。
13.一種風(fēng)力渦輪機裝配方法，所述風(fēng)力渦輪機包括豎直結(jié)構(gòu)(2);吊艙(3);以及輔助單元(30)，所述輔助單元包括設(shè)計為裝配至所述吊艙(3)的框架(31);所述方法包括以下步驟將旋轉(zhuǎn)電機(4 )裝配至所述吊艙(3 );將裝置(32、33、34 )裝配至所述框架(31);以及將所述輔助單元(30 )的所述框架(31)裝配至所述吊艙(3 )。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種用于風(fēng)力渦輪機(1)的輔助單元、以及風(fēng)力渦輪機和風(fēng)力渦輪機裝配方法。該風(fēng)力渦輪機包括吊艙(3)和旋轉(zhuǎn)電機(4)；所述輔助單元(30)包括框架(31)，所述框架被設(shè)計為連接至所述風(fēng)力渦輪機(1)的所述吊艙(3)并且限定有輔助室，所述輔助室用于容納用于調(diào)節(jié)由所述旋轉(zhuǎn)電機(4)產(chǎn)生的電能的至少一個裝置(32、33、34)；以及橋式起重機(39)，所述橋式起重機用于在所述輔助室的內(nèi)部和外部操作所述裝置(32、33、34)。
文檔編號F03D11/00GK102996365SQ20121033081
公開日2013年3月27日 申請日期2012年9月7日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月7日
發(fā)明者馬特奧·卡薩扎 申請人:威力克有限公司