專利名稱：用于風(fēng)力渦輪機的座板的軸臺的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明總體上涉及風(fēng)力渦輪機，并且更特別地涉及用于風(fēng)力渦輪機的座板的軸臺。
背景技術(shù)：
風(fēng)力被認為是目前可用的最清潔、最環(huán)境友好的能源之一，并且風(fēng)力渦輪機在這方面已得到增加的關(guān)注。現(xiàn)代風(fēng)力渦輪機典型地包括塔架、發(fā)電機、齒輪箱、機艙和一個或多個轉(zhuǎn)子葉片。轉(zhuǎn)子葉片使用已知的翼型原理俘獲風(fēng)的動能。轉(zhuǎn)子葉片傳遞呈旋轉(zhuǎn)能量的形式的動能，從而轉(zhuǎn)動軸，所述軸將轉(zhuǎn)子葉片聯(lián)接到齒輪箱，或者如果不使用齒輪箱，直接聯(lián)接到發(fā)電機。發(fā)電機然后將機械能轉(zhuǎn)換為可以調(diào)度到共用電網(wǎng)的電能。布置在機艙中的風(fēng)力渦輪機的各種部件必須大體上被支撐。因此，座板設(shè)在機艙中以支撐例如軸并且可選地支撐齒輪箱(如果有的話)和發(fā)電機。特別地，軸必須被支撐，原因是它從轉(zhuǎn)子葉片和轂延伸到齒輪箱和/或發(fā)電機。用于支撐軸的典型的現(xiàn)有技術(shù)的裝置包括可以設(shè)在座板上以支撐軸的軸臺和獨立臺座。典型的現(xiàn)有技術(shù)的軸臺被構(gòu)造成在其中容納軸，并且螺栓連接或以另外方式緊固到臺座。臺座被提供以適當(dāng)?shù)靥嵘⑶覍瘦S，并且焊接或以另外方式緊固到座板。軸臺和臺座之間的交叉部定位在軸臺的水平中心線處。當(dāng)軸臺由于軸的軸向負荷而受到彎曲時該定位可以減小軸臺的變形。然而，這些現(xiàn)有技術(shù)的軸臺和臺座具有各種缺點。例如，將當(dāng)前的軸臺螺栓連接到當(dāng)前的臺座并且然后將當(dāng)前的臺座焊接到座板可能需要相當(dāng)多的材料，使軸臺和臺座并且因此使座板總體上越來越重。該大量連接點也可能將大量潛在的故障點引入風(fēng)力渦輪機。另外，軸臺和臺座的當(dāng)前設(shè)計可能不允許來自軸臺的負荷直接高效地轉(zhuǎn)移到座板。此外，軸臺和臺座之間的交叉部的對準可能不是在所有情況下并且對于所有軸臺是必要的。因此，期望一種用于風(fēng)力渦輪機中的座板的改進軸臺。例如，具有減小的質(zhì)量、復(fù)雜性和組裝時間的軸臺將是有利的。另外，具有數(shù)量減少的故障點的軸臺將是期望的。此外，允許來自軸臺的負荷直接高效地轉(zhuǎn)移到座板的軸臺將是有利的。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的方面和優(yōu)點將部分地在以下描述中進行闡述，或者可以從該描述變得明顯，或者可以通過本發(fā)明的實施而獲悉。在一個實施例中，公開了一種用于風(fēng)力渦輪機的座板的軸臺。所述軸臺包括套筒，所述套筒限定大致水平中心線和軸向中心線。所述套筒被構(gòu)造成容納軸，所述軸沿著所述軸向中心線大致延伸通過所述套筒。所述軸臺還包括從所述套筒延伸的安裝件。所述安裝件限定大致水平軸線和至少一個安裝表面。所述至少一個安裝表面被構(gòu)造成用于將所述軸臺直接安裝到所述座板。在另一個實施例中，公開了一種用于風(fēng)力渦輪機的座板的軸臺。所述軸臺包括套筒，所述套筒限定大致水平中心線和軸向中心線。所述套筒被構(gòu)造成容納軸，所述軸沿著所述軸向中心線大致延伸通過所述套筒。所述軸臺還包括從所述套筒延伸的安裝件。所述安裝件限定大致水平軸線和至少一個安裝表面。所述至少一個安裝表面被構(gòu)造成用于將所述軸臺安裝到所述座板的臺座。所述大致水平軸線偏離所述大致水平中心線。還公開了一種用于風(fēng)力渦輪機的座板，所述座板包括多個軸臺，所述多個軸臺中的至少一個包括套筒，所述套筒限定大致水平中心線和軸向中心線，所述套筒被構(gòu)造成容納軸，所述軸沿著所述軸向中心線大致延伸通過所述套筒；以及從所述套筒延伸的安裝件，所述安裝件限定大致水平軸線和至少一個安裝表面，所述至少一個安裝表面被構(gòu)造成用于將所述軸臺直接安裝到所述座板。所述大致水平軸線偏離所述大致水平中心線。 所述安裝件包括多個安裝臺，所述安裝臺的每一個限定安裝表面。所述安裝件還包括限定于所述安裝臺之間的切去部分。所述套筒和所述安裝件成一體地被鑄造。所述多個軸臺中的所述至少一個是后軸臺。所述多個軸臺中的所述至少一個還包括布置在所述套筒中的軸承，所述軸承被構(gòu)造成為所述軸提供間隙配合。所述多個軸臺的每一個包括套筒和從所述套筒延伸的安裝件。所述的座板，還包括將所述安裝件安裝到所述座板的多個機械緊固件。參考以下描述和附帶的權(quán)利要求，本發(fā)明的這些和其它特征、方面和優(yōu)點將變得更好理解。包含在該說明書中并且構(gòu)成該說明書的一部分的附圖示出了本發(fā)明的實施例，并且與描述一起用于解釋本發(fā)明的原理。


在參考附圖的說明書中闡述了包括對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說是本發(fā)明的最佳模式的本發(fā)明的完整和允許公開，其中圖I是根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的風(fēng)力渦輪機的透視圖；圖2是根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的座板、軸臺和軸的透視圖；圖3是根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的軸臺的透視圖；以及圖4是根據(jù)本發(fā)明的另一個實施例的座板、軸臺、臺座和軸的透視圖。
14 機艙
附圖標記列表30 16 轉(zhuǎn)子葉片
10 風(fēng)力渦輪機18 轉(zhuǎn)子轂
12 塔架20 軸

22法蘭54上表面
24座板56安裝表面
30軸臺57表面(座板)
32前軸臺58臺座
34后軸臺59表面(臺座)
40套筒60軸承
42開口62浮動軸承
44水平中心線64定位軸承
46軸向中心線70安裝臺
50安裝件72切去部分
52水平軸線80機械緊固件
具體實施例方式現(xiàn)在將詳細地參考本發(fā)明的實施例，所述實施例的一個或多個例子在附圖中示出。每個例子作為本發(fā)明的解釋而不是作為本發(fā)明的限制而被提供。實際上，本領(lǐng)域的技術(shù)人員將顯而易見可以在本發(fā)明中進行修改和變化而不脫離本發(fā)明的范圍或精神。例如，作為一個實施例的一部分示出或描述的特征可以用于另一個實施例以產(chǎn)生又一個實施例。因此，本發(fā)明應(yīng)當(dāng)涵蓋屬于附帶的權(quán)利要求及其等效物的范圍內(nèi)的這樣的修改和變化。圖I示出了常規(guī)構(gòu)造的風(fēng)力渦輪機10。風(fēng)力渦輪機10包括塔架12，在所述塔架上安裝有機艙14。多個轉(zhuǎn)子葉片16安裝到轉(zhuǎn)子轂18，所述轉(zhuǎn)子轂又連接到轉(zhuǎn)動主轉(zhuǎn)子軸的主法蘭，如下面所述。風(fēng)力渦輪機發(fā)電和控制部件容納在機艙14內(nèi)。提供圖I的視圖僅僅是為了說明目的以將本發(fā)明置于示例性的使用領(lǐng)域中。應(yīng)當(dāng)領(lǐng)會本發(fā)明不限于任何特定類型的風(fēng)力渦輪機配置。圖2和4示出了根據(jù)本發(fā)明的軸20的各種實施例。軸20包括用于將轂安裝在其上的法蘭22。軸20還延伸到機艙14中并且可操作地連接到發(fā)電機(未顯示)。軸20在一些實施例中可以是直接驅(qū)動軸20。在這些實施例中，軸20直接連接到發(fā)電機。備選地，齒輪箱(未顯示)可以布置在軸20和發(fā)電機之間，并且可以提供軸20和發(fā)電機之間的可操作連接。轉(zhuǎn)子葉片16的旋轉(zhuǎn)通過轂18傳遞到軸20，并且從軸20傳遞到發(fā)電機。座板24可以被提供以支撐軸20，如圖所示。一般而言，座板24是布置在機艙14中的框架。座板24在一些實施例中還可以為風(fēng)力渦輪機10的其它部件提供支撐，例如發(fā)電機和/或齒輪箱(如果有的話)。如圖2至4中所示，根據(jù)本發(fā)明的座板24可以在其上包括用于容納和支撐軸20的軸臺30或多個軸臺30。在一個實施例中，如圖2中所示，座板24包括前軸臺32和后軸臺34。前軸臺32是鄰近轂18的軸臺，并且后軸臺34是遠離轂18的軸臺。然而應(yīng)當(dāng)理解本發(fā)明不限于前軸臺32和后軸臺34。相反地，任何數(shù)量或形式的軸臺30在本發(fā)明的范圍和精神內(nèi)。本發(fā)明的軸臺30包括套筒40。套筒40可以被構(gòu)造成容納延伸通過其中的軸20。因此，套筒40限定在其中的開口 42，所述開口具有的橫截面積大致等于或大于延伸通過其中的軸20的部分處的軸20的橫截面積。套筒40還可以限定大致水平中心線44和軸向中心線46。大致水平中心線44可以大致水平地延伸越過開口 42并且限定開口 42的水平中心線，并且理想地限定軸20 (當(dāng)布置在其中時)的水平中心線。軸向中心線46可以軸向地延伸通過開口 42并且限定開口 42的軸向中心線，并且理想地限定軸20 (當(dāng)布置在其中時)的軸向中心線。
本發(fā)明的軸臺30還包括安裝件50。安裝件50可以從套筒40延伸，并且被提供以將軸臺30安裝到座板24。安裝件50可以限定大致水平軸線52。大致水平軸線52可以越過安裝件50的上部分或上表面54或多個表面54限定。安裝件50還可以限定安裝表面56或多個安裝表面56。在示例性實施例中，如圖2中所示，安裝表面56可以被構(gòu)造成用于將軸臺30直接安裝到座板24。因此，根據(jù)這些實施例，安裝表面56是這樣的表面，所述表面與座板24接觸并且相互作用以將軸臺30安裝到座板24，例如安裝到座板24的上表面57或多個上表面58。在其它實施例中，如圖4中所示，安裝表面56可以被構(gòu)造成用于將軸臺30安裝到臺座58。例如，這些實施例中的座板24可以包括臺座58。臺座58可以被提供用于提升并且對準軸20并且支撐軸臺30。因此，根據(jù)這些實施例，安裝表面56是這樣的表面，所述表面與臺座58接觸并且相互作用以將軸臺30安裝到臺座58，例如安裝到臺座58的上表面59或多個上表面59。根據(jù)本發(fā)明的安裝件50可以與套筒40成一體。因此，套筒40和安裝件50可以一起由相同材料形成為單一、整體部件。在一個示例性實施例中，例如，套筒40和安裝件50可以通過鑄造形成，并且因此可以成一體地鑄造成單部件。備選地，然而，套筒40和安裝件50可以通過任何合適的制造工藝形成。通過將軸臺30形成為包括套筒40和從所述套筒延伸的安裝件50，如上所述，可以在一些實施例中不需要將軸臺聯(lián)接到座板的現(xiàn)有技術(shù)的臺座。因此，可以有益地消除風(fēng)力渦輪機10中的許多故障點，原因是可能不再需要許多各種機械緊固件和/或其它緊固裝置或技術(shù)(例如焊接)將現(xiàn)有技術(shù)的軸臺和臺座緊固在一起并且將現(xiàn)有技術(shù)的臺座和座板緊固在一起。此外，本發(fā)明的軸臺30與現(xiàn)有技術(shù)的軸臺和臺座相比可以具有減小的重量，原因是可以減少或消除以前需要的各種支撐件和安裝特征。另外，本發(fā)明的軸臺30可以比現(xiàn)有技術(shù)的獨立形成并且組裝的軸臺和臺座具有更好的結(jié)構(gòu)品質(zhì)并且更簡單，并且可以允許由于軸20的重量引起的軸臺30所受到的負荷有益地直接轉(zhuǎn)移到座板24，而不是通過現(xiàn)有技術(shù)的軸臺和臺座之間的交叉部并且然后到達座板24。軸臺30還可以包括布置在套筒40中的軸承60。在一些實施例中，軸承60可以是被構(gòu)造成為軸24提供間隙配合的浮動軸承62。在這些實施例中，軸承62大致上不支撐軸24上的軸向負荷。在其它實施例中，軸承60可以是被構(gòu)造成為軸24提供干涉配合的定位軸承64。在這些實施例中，軸承64大致上支撐軸24上的軸向負荷。 如上面所述，根據(jù)本發(fā)明的軸臺30可以在一些實施例中是后軸臺34或前軸臺32。在一些實施例中，其中軸臺30是后軸臺34，軸臺34可以包括浮動軸承62。此外，在一些實施例中，其中軸臺30是前軸臺32，軸臺32可以包括定位軸承64。然而應(yīng)當(dāng)理解本發(fā)明不限于軸承和軸臺的以上組合，而是軸承和軸臺的任何合適組合在本發(fā)明的范圍和精神內(nèi)。在一些實施例中，套筒40的大致水平中心線44和安裝件50的大致水平軸線52可以大致對準或者平行。在這些實施例的一些中，套筒40可以被構(gòu)造成接收來自軸20的軸向負荷的一部分。例如，在這些實施例的一些中，軸臺30可以是前軸臺32，并且定位軸承64可以布置在套筒40中。大致水平中心線44和大致水平軸線52的對準可以減小或消除由于軸向負荷引起的套筒40和總體上軸臺30的彎曲和變形。然而在其它實施例中，安裝件50的大致水平軸線52可以偏離套筒40的大致水平中心線44。在這些實施例的一些中，套筒40可以不被構(gòu)造成接收來自軸20的軸向負荷。例如，在這些實施例的一些中，軸臺30可以是后軸臺34，并且浮動軸承62可以布置在套筒40中。由于套筒40不接收軸向負荷，因此套筒40和軸臺30的彎曲和變形的機會可以有明顯減少。大致水平中心線44和大致水平軸線52之間的偏離可以減少制造軸臺30所需的材料的量，并且因此可以減小軸臺30的重量。另外，偏離可以允許軸臺30具有更加好的結(jié)構(gòu)品質(zhì)并且更加簡單，并且可以更好地允許由于軸20的重量引起的軸臺30所受到的負荷直接地或通過臺座58有益地轉(zhuǎn)移到座板24。在一些實施例中，如圖2至4中所示，安裝件50可以包括多個安裝臺70。安裝臺70的每一個可以限定上表面54和安裝表面56。圖2至4示出了軸臺30，每個軸臺具有在軸臺30的寬度上大致彼此間隔的兩個安裝臺70。然而應(yīng)當(dāng)理解本發(fā)明不限于如圖所示間隔的兩個安裝臺70，而是任何合適數(shù)量和間隔的安裝臺70在本發(fā)明的范圍和精神內(nèi)。在一些實施例中，安裝件50可以包括切去部分72或多個切去部分72。切去部分72可以在安裝件中限定于安裝臺70之間，或各個安裝臺70之間。一般而言，切去部分72是鄰近但是大致上不接觸座板24的安裝件的基部的那些部分72，并且因此不認為是安裝表面56。切去部分72可以是大致弓形切去部分，如圖3中所示，或者可以具有任何合適的切去形狀。切去部分72允許安裝件50的安裝表面56或安裝臺70的安裝表面56更精確地和安全地安裝到座板24。在一些實施例中，如圖2中所示，本發(fā)明的軸臺30還可以包括將安裝件50安裝到座板24的機械緊固件80，或多個機械緊固件80。機械緊固件80例如可以是螺母和螺栓、鉚釘、螺釘、釘或任何其它合適的機械緊固件80。機械緊固件80可以大致延伸通過安裝件50或安裝臺70并且進入座板24以將安裝件50，并且因此將軸臺30安裝到座板24。如圖2中所示，例如，機械緊固件80可以延伸通過每個安裝臺70的上表面54和安裝表面56并且進入座板24以將安裝件50，并且因此將軸臺30安裝到座板24。有利地，與現(xiàn)有技術(shù)的臺座和座板24之間的焊接連接相比，機械緊固件80的使用可以提供軸臺30和座板24之間的更安全和可靠連接。然而，應(yīng)當(dāng)理解在備選實施例中，任何合適的緊固裝置或技術(shù)(包括焊接)可以用于將軸臺30安裝到座板24。
在其它實施例中，如圖4中所示，本發(fā)明的軸臺30還可以包括將安裝件50安裝到臺座58的機械緊固件80，或多個機械緊固件80。機械緊固件80例如可以是螺母和螺栓、鉚釘、螺釘、釘或任何其它合適的機械緊固件80。機械緊固件80可以大致延伸通過安裝件50或安裝臺70并且進入臺座58以將安裝件50，并且因此將軸臺30安裝到臺座58。如圖4中所示，例如，機械緊固 件80可以延伸通過每個安裝臺70的上表面54和安裝表面56并且進入臺座58以將安裝件50，并且因此將軸臺30安裝到臺座58。機械緊固件80還可以通過臺座58延伸到座板24中，或者臺座58可以通過焊接或任何其它合適的緊固裝置或技術(shù)安裝到座板24。該書面描述使用例子來公開包括最佳模式的本發(fā)明，并且也使本領(lǐng)域的任何技術(shù)人員能夠?qū)嵤┍景l(fā)明，包括制造和使用任何裝置或系統(tǒng)并且執(zhí)行任何包含的方法。本發(fā)明的專利范圍由權(quán)利要求限定，并且可以包括本領(lǐng)域的技術(shù)人員想到的其它例子。這些其它例子應(yīng)當(dāng)屬于權(quán)利要求的范圍內(nèi)，只要它們包括與權(quán)利要求的文字語言沒有區(qū)別的結(jié)構(gòu)元件，或者只要它們包括與權(quán)利要求的文字語言無實質(zhì)區(qū)別的等效結(jié)構(gòu)元件。
權(quán)利要求
1.一種用于風(fēng)力渦輪機(10)的座板(24)的軸臺(30)，所述軸臺(30)包括 套筒(40)，所述套筒限定大致水平中心線(44)和軸向中心線(46)，所述套筒(40)被構(gòu)造成容納軸(20)，所述軸沿著所述軸向中心線(46)大致延伸通過所述套筒；以及 從所述套筒(40)延伸的安裝件(50)，所述安裝件(50)限定大致水平軸線(52)和至少一個安裝表面(56)，所述至少一個安裝表面(56)被構(gòu)造成用于將所述軸臺(30)直接安裝到所述座板(24)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的軸臺(30)，其特征在于，所述大致水平軸線(52)偏離所述大致水平中心線(44)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1-2中的任一項所述的軸臺(30)，其特征在于，所述安裝件(50)包括多個安裝臺(70)，所述安裝臺(70)限定安裝表面(56)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的軸臺(30)，其特征在于，所述安裝件(50)還包括限定于所述 安裝臺(70)之間的切去部分(72)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1-4中的任一項所述的軸臺(30)，其特征在于，所述套筒(40)和所述安裝件(50)成一體地被鑄造。
6.根據(jù)權(quán)利要求1-5中的任一項所述的軸臺(30)，其特征在于，還包括將所述安裝件(50)安裝到所述座板(24)的多個機械緊固件(80)。
7.一種用于風(fēng)力渦輪機(10)的座板(24)，所述座板(24)包括 多個軸臺(30)，所述多個軸臺(30)中的至少一個包括 套筒(40)，所述套筒限定大致水平中心線(44)和軸向中心線(46)，所述套筒(40)被構(gòu)造成容納軸(20)，所述軸沿著所述軸向中心線(46)大致延伸通過所述套筒；以及 從所述套筒(40)延伸的安裝件(50)，所述安裝件(50)限定大致水平軸線(52)和至少一個安裝表面(56)，所述至少一個安裝表面(56)被構(gòu)造成用于將所述軸臺(30)直接安裝到所述座板(24)。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的座板(24)，其特征在于，所述大致水平軸線(52)偏離所述大致水平中心線(44)。
9.根據(jù)權(quán)利要求7-8中的任一項所述的座板(24)，其特征在于，所述安裝件(50)包括多個安裝臺(70)，所述安裝臺(70)限定安裝表面(56)。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的座板(24)，其特征在于，所述安裝件(50)還包括限定于所述安裝臺(70)之間的切去部分(72)。
11.根據(jù)權(quán)利要求7-10中的任一項所述的座板(24)，其特征在于，所述套筒(40)和所述安裝件(50)成一體地被鑄造。
12.根據(jù)權(quán)利要求7-11中的任一項所述的座板(24)，其特征在于，還包括將所述安裝件(50)安裝到所述座板(24)的多個機械緊固件(80)。
13.一種用于風(fēng)力渦輪機(10)的座板(24)的軸臺(30)，所述軸臺(30)包括 套筒(40)，所述套筒限定大致水平中心線(44)和軸向中心線(46)，所述套筒(40)被構(gòu)造成容納軸(20)，所述軸沿著所述軸向中心線(46)大致延伸通過所述套筒；以及 從所述套筒(40)延伸的安裝件(50)，所述安裝件(50)限定大致水平軸線(52)和至少一個安裝表面(56)，所述至少一個安裝表面(56)被構(gòu)造成用于將所述軸臺(30)安裝到所述座板(24)的臺座(58)；其中所述大致水平軸線(52)偏離所述大致水平中心線(44)。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的軸臺(30)，其特征在于，所述安裝件(50)包括多個安裝臺(70)，所述安裝臺(70)限定安裝表面(56)。
15.根據(jù)權(quán)利要求13-14中的任一項所述的軸臺(30)，其特征在于，所述至少一個軸臺(30)是后軸臺(34)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于風(fēng)力渦輪機的座板的軸臺。在一個實施例中，所述軸臺包括套筒，所述套筒限定大致水平中心線和軸向中心線。所述套筒被構(gòu)造成容納軸，所述軸沿著所述軸向中心線大致延伸通過所述套筒。所述軸臺還包括從所述套筒延伸的安裝件。所述安裝件限定大致水平軸線和至少一個安裝表面。所述至少一個安裝表面被構(gòu)造成用于將所述軸臺直接安裝到所述座板。
文檔編號F16C35/08GK102628478SQ201210033029
公開日2012年8月8日 申請日期2012年2月7日 優(yōu)先權(quán)日2011年2月7日
發(fā)明者C·R·康拉德, M·J·盧諾, M·M·K·西瓦南薩姆 申請人:通用電氣公司