風(fēng)力發(fā)電設(shè)備的轉(zhuǎn)子的制作方法
【專利說明】風(fēng)力發(fā)電設(shè)備的轉(zhuǎn)子
[0001] 本發(fā)明設(shè)及一種對應(yīng)權(quán)利要求1的前序部分的風(fēng)力發(fā)電設(shè)備的轉(zhuǎn)子。
[0002] 為了監(jiān)測和控制風(fēng)力發(fā)電設(shè)備的轉(zhuǎn)子，可W在一個或每個伸出的轉(zhuǎn)子葉片中設(shè)置 傳感器并且在旋轉(zhuǎn)的輪穀中設(shè)置用于傳感器的分析單元，它們通過纜線或?qū)Ь€相互連接并 且跨接轉(zhuǎn)子葉片在輪穀上的一個或多個支承位置。所述纜線或?qū)Ь€可W根據(jù)傳感器的實施 形式設(shè)計為電學(xué)、光學(xué)的纜線或?qū)Ь€或者設(shè)計為液壓或氣壓的軟管，它們W下都稱作纜線。
[0003] 借助運(yùn)種纜線連接可W記錄或測量轉(zhuǎn)子葉片中的氣體動力學(xué)的葉片載荷、葉片屬 性或其它狀態(tài)，并且傳遞至在旋轉(zhuǎn)的輪穀中的分析單元中。由測量值然后可W生成用于風(fēng) 力發(fā)電設(shè)備的轉(zhuǎn)子的控制信號。
[0004] 因為轉(zhuǎn)子葉片還可W圍繞葉片軸線調(diào)節(jié)，W下作為變獎被控制或簡單地稱為"變 獎"，所W纜線在葉片-輪穀的過渡區(qū)域中附加地承載，因為葉片相對轉(zhuǎn)動的輪穀附加地在 一定角度范圍中可調(diào)節(jié)，也即可W垂直于輪穀軸線轉(zhuǎn)動。在轉(zhuǎn)子葉片中的設(shè)備和在輪穀中 的設(shè)備之間的所需的纜線長度由于變獎運(yùn)動的扭曲而改變，因此兩個纜線固定點（既在轉(zhuǎn) 子葉片側(cè)也在輪穀側(cè)）不會在葉片軸線上或其延長線上位于輪穀中。運(yùn)使得纜線需要在過 渡區(qū)域中導(dǎo)引。纜線連接的損害或故障會導(dǎo)致設(shè)置在葉片中的傳感器的失效或故障，運(yùn)會 導(dǎo)致對于整個風(fēng)力發(fā)電設(shè)備的嚴(yán)重的安全問題。
[0005] 由實踐已知的是，纜線在過去區(qū)域中固定在設(shè)置在輪穀開口中的保持裝置上，該 保持裝置阻止纜線在變獎時由于轉(zhuǎn)動運(yùn)動被拉緊和損壞。但是由于葉片轉(zhuǎn)動運(yùn)W此為前 提，即保持裝置相對轉(zhuǎn)子葉片同屯、地布置，由此例如在保養(yǎng)或維修工作中在轉(zhuǎn)子中朝向葉 片的入口被嚴(yán)重阻礙。在運(yùn)些在輪穀內(nèi)的葉片軸承附近的工作中或者在進(jìn)入葉片時必須拆 下保持裝置，并且接下來再裝上并且相應(yīng)地對中，因為否則可能損壞纜線。
[0006]在正常運(yùn)行時轉(zhuǎn)子葉片僅變獎90°，在此也可能的是，葉片必須還進(jìn)一步按照 90°變獎。在運(yùn)種或更大的變獎運(yùn)動中，甚至直至轉(zhuǎn)子葉片完全轉(zhuǎn)過360°，此外還會存在 纜線撕裂的危險。
[0007] 纜線連接在輪穀W及在轉(zhuǎn)子葉片中的固定必須相對轉(zhuǎn)子葉片軸線和相對輪穀開 口對中地實施，因為否則纜線在變獎時會偏屯、地導(dǎo)引并且極度負(fù)載。在纜線在輪穀開口的 過渡區(qū)域中的軟管導(dǎo)引中，還存在纜線在變獎時被損壞的危險。纜線連接在過渡區(qū)域中再 次對中的固定對于維護(hù)人員來說由于狹窄的工作空間會導(dǎo)致顯著的耗費(fèi)。
[000引在葉片軸承區(qū)域中的纜線中轉(zhuǎn)問題通過滑環(huán)裝置（為此例如參照DE201 16 756U)解決，如其通常被用于在風(fēng)力發(fā)電設(shè)備的固定的和可運(yùn)動部件之間的中轉(zhuǎn)（例如轉(zhuǎn)子向 機(jī)艙或機(jī)艙向塔筒的中轉(zhuǎn)）。運(yùn)種滑環(huán)解決方案然而非常昂貴并且在其功能性和轉(zhuǎn)接安全 性方面具有明顯的技術(shù)缺陷。所述滑環(huán)裝置不適用于輪穀-葉片之間的中轉(zhuǎn)。
[0009] 作為另外的可行方案，履帶或能量鏈被用作纜線連接，但是其具有的缺點在于要 占用過多空間并且不能裝配或拆卸。
[0010] 由現(xiàn)有技術(shù)還已知在風(fēng)力發(fā)電設(shè)備的轉(zhuǎn)動的機(jī)艙和固定的塔筒之間的電能和通 信纜線的中轉(zhuǎn)，如專利文獻(xiàn)WO2010 135 844A所公開。該專利文獻(xiàn)示出具有塔筒和相對 塔筒可轉(zhuǎn)動的機(jī)艙的風(fēng)力發(fā)電設(shè)備。在機(jī)艙和塔筒之間設(shè)置具有懸掛裝置的纜線形式的中 轉(zhuǎn)裝置。該中轉(zhuǎn)裝置包括繩索形式或鏈?zhǔn)降睦o的支承元件，其W-端固定在機(jī)艙上并且W另一端固定在塔筒的底板上。所述纜線蛇形地向下懸掛并且分別在纜線的兩個相鄰的彎 曲處與支承元件相連。相似的用于機(jī)艙-塔筒之間的中轉(zhuǎn)的解決方案由WO2010 105 852 A、EP2587 054A和EP1 921 311A已知。
[0011] 用于機(jī)艙-塔筒之間的中轉(zhuǎn)的已知的解決方案但是不能轉(zhuǎn)用于轉(zhuǎn)子內(nèi)的中轉(zhuǎn)，亦 即在轉(zhuǎn)動的輪穀和與之垂直可調(diào)節(jié)的轉(zhuǎn)子葉片之間的中轉(zhuǎn)，因為由于輪穀的轉(zhuǎn)動，纜線的 中轉(zhuǎn)裝置部分地?fù)P頭地導(dǎo)引，因此剛性的保持裝置需要用于纜線，如其在時間中被實現(xiàn)的 那樣。由于相對機(jī)艙-塔筒的過渡而在輪穀-轉(zhuǎn)子葉片的過渡中狹窄的結(jié)構(gòu)空間，在文獻(xiàn) 中所推薦的解決方案不能轉(zhuǎn)用。
[0012] WO2013 091380A示出一種風(fēng)力發(fā)電設(shè)備的具有圍繞其軸線可調(diào)節(jié)的葉片的轉(zhuǎn) 子，其中安裝有避雷針，其通過電的纜線連接與轉(zhuǎn)動的輪穀中的雷電檢測設(shè)備相連。在可調(diào) 節(jié)的葉片和轉(zhuǎn)動的輪穀的軸承區(qū)域中設(shè)置作為限位器的固定拉緊的拉緊索，其中拉緊索的 兩個端部固定在葉片或輪穀中的固定點上并且借助纜線連接相連，因此在輪穀中的固定點 和葉片軸承區(qū)域之間的纜線連接始終被拉緊。
[0013] 已知的纜線連接被固定的安裝。對該設(shè)備的維護(hù)或修復(fù)工作不能進(jìn)行或僅能W巨 大的耗費(fèi)進(jìn)行。對纜線連接的故障的檢測沒有提供。
[0014] 本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題在于，在風(fēng)力發(fā)電設(shè)備的轉(zhuǎn)子中，在風(fēng)力發(fā)電設(shè)備的 可變獎的轉(zhuǎn)子葉片和轉(zhuǎn)子輪穀之間提供可靠和耐用的中轉(zhuǎn)裝置（UbeHehimg)，其可W建 立可靠和能夠轉(zhuǎn)動的連接，其中也需要考慮的是，在轉(zhuǎn)子中的維護(hù)、安裝或拆卸工作中可W簡單地安裝或拆卸纜線連接。所述纜線連接也應(yīng)該盡可能輕和牢固，因為否則由于在受限 的空間中進(jìn)行工作可能很容易對中轉(zhuǎn)裝置造成損壞。
[0015] 按照本發(fā)明的解決方案體現(xiàn)在獨立權(quán)利要求的特征中。有利的擴(kuò)展設(shè)計表現(xiàn)為從 屬權(quán)利要去的技術(shù)內(nèi)容。
[0016] 本發(fā)明設(shè)及一種風(fēng)力發(fā)電設(shè)備的轉(zhuǎn)子，其包括具有至少一個垂直于轉(zhuǎn)子軸線伸出 的轉(zhuǎn)子葉片的轉(zhuǎn)子輪穀，該轉(zhuǎn)子葉片圍繞它的葉片軸線相對它在輪穀中的葉片軸承位置在 一角度范圍內(nèi)可調(diào)節(jié)，并且轉(zhuǎn)子葉片具有至少一個傳感器，其通過適用于能量傳送和/或 通信的能夠轉(zhuǎn)動的纜線連接與至少一個設(shè)置在輪穀中的分析單元相連，其中纜線連接具有 至少一個或多個導(dǎo)引元件，導(dǎo)引元件包括分別處于轉(zhuǎn)子輪穀和轉(zhuǎn)子葉片中的固定點，導(dǎo)引 元件包含至少一個拉伸彈性的元件，導(dǎo)引元件是可拉緊或可松弛的，導(dǎo)引元件在至少一個 固定點上是可拆卸的，并且設(shè)置器件，用于在故障情況中記錄或者提示纜線連接的故障。
[0017] 通過設(shè)置在導(dǎo)引元件中的拉伸彈性的元件能夠?qū)崿F(xiàn)纜線連接，其有利地通過確定 的拉緊元件在任何時間被拉緊并且必要時被再拉緊。因此，所述連接不能在轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動時會 往復(fù)振動。該連接尤其也在轉(zhuǎn)子葉片的每次變獎運(yùn)動時保持細(xì)緊和拉緊。纜線連接不會通 過轉(zhuǎn)子葉片的變獎附加地承載。導(dǎo)引元件適配各個變獎角。因此，在變獎角和導(dǎo)引元件的 機(jī)械應(yīng)力之間建立測量技術(shù)的關(guān)聯(lián)，其必要時也可W被用作風(fēng)力發(fā)電設(shè)備的另外的控制參 數(shù)。
[0018] 所述導(dǎo)引元件W其一個端部固定在轉(zhuǎn)子輪穀（其作為相對轉(zhuǎn)子葉片不轉(zhuǎn)動的部 件）一側(cè)，并且W另一端固定在轉(zhuǎn)子葉片中。通過導(dǎo)引元件導(dǎo)引的纜線、亦即纜線連接可W 要么固定地布線要么通過插塞連接、螺栓連接或者掛鉤連接化ackenverbin化ng)簡單地 裝配或拆卸。在維護(hù)和裝配工作中，維護(hù)人員在輪穀-轉(zhuǎn)子葉片的過渡區(qū)域中不會再被懸 掛的纜線阻擋。所述拉伸彈性的元件可WW不同實施形式實現(xiàn)。
[0019] 所述器件優(yōu)選包括測量或監(jiān)測設(shè)備并且是風(fēng)力發(fā)電設(shè)備的安全設(shè)備的一部分，安 全設(shè)備在纜線連接損壞時或者導(dǎo)引元件未拉緊時關(guān)停風(fēng)力發(fā)電設(shè)備或者如果其之前是關(guān) 停的則使其不再啟動。因此不僅將處于轉(zhuǎn)動的輪穀和葉片軸承之間的纜線連接、而且也將 處于葉片中的傳感器集成在風(fēng)力發(fā)電設(shè)備的所謂"安全鏈"中。
[0020] 相宜的是，測量或監(jiān)測設(shè)備設(shè)置在拉伸彈性的元件中并且具有測量裝置，借助其 不僅可W測量或監(jiān)測纜線連接的功能性而且也可W測量或監(jiān)測拉伸彈性元件的機(jī)械應(yīng)力 或偏移。在故障情況中，當(dāng)損壞或?qū)б蠢o時，生成錯誤通知或者斷開安全鏈。
[0021] 當(dāng)拉伸彈性的連接被連接，或者也當(dāng)運(yùn)種連接斷開甚至當(dāng)其脫鉤和中斷時，導(dǎo)引 元件的可拉緊性可W設(shè)計和實施為可調(diào)節(jié)的。在所述連接中纜線的長度可W與導(dǎo)引元件的 應(yīng)力相應(yīng)地通過環(huán)狀-螺旋造型或類似措施調(diào)整適配。按照本發(fā)明的導(dǎo)引元件與本文開頭 所述的滑環(huán)或者支承元件的解決方案相比明顯更廉價。在損壞時，可W快速和廉價地更換。 其需要非常少的結(jié)構(gòu)空間，因為不需要附加的保持裝置。
[0022] 導(dǎo)引元件在至少一個固定點上是可拆卸的。對于在轉(zhuǎn)子葉片中或者輪穀中在輪穀 開口區(qū)域中的維護(hù)工作，所述連接可W簡單和快速地通過拆開插塞連接、螺栓連接或接線 連接而拆除。對于拆卸足夠的是，在一側(cè)、要么在輪穀上要么在轉(zhuǎn)子葉片側(cè)將引入的線路從 負(fù)載上松開、梓下或者拔出，并且解開導(dǎo)引元件的插塞固定、螺栓固定和掛鉤固定。之后被 解開的連接可W