[发明专利]风轮机、风轮机用的轮毂及其使用

说明书

技术领域

本发明涉及一种根据权利要求1的前序的风轮机、根据权利要求15的前序的风轮机用的轮毂及其使用。

背景技术

现有技术已知的风轮机包括风轮机塔架和安置在该塔架顶部的风轮机引擎舱。如图1所示，具有三个风轮机叶片的风轮机转子通过低速轴连接到引擎舱。

现代风轮机通过使叶片俯仰进入或离开来风来控制转子上的载荷。使叶片俯仰以优化输出或者保护风轮机不会因超载荷而损坏。

为了执行俯仰，每个叶片都具有俯仰装置-该俯仰装置包含位于轮毂和叶片之间的俯仰轴承，和一些提供用于俯仰叶片并且将其保持在给定位置的力的机构-最经常是液压缸。此俯仰装置使每个叶片能够围绕它们的纵向轴线转动约90°。

随着现代风轮机的尺寸增加，构成风轮机的大部分不同部件上的载荷也增加。特别地，俯仰装置上的载荷因风轮机的叶片尺寸以及总功率输出的增加而大大增加。另外，俯仰装置内的材料的使用以及该装置的重量也随着现代风轮机尺寸的增加而大大增加。

PCT申请WO-A 01/69081公开了一种风轮机用的俯仰轴承，其中风轮机叶片的末端为叉状凸缘。叶片凸缘的表面连接到一三圈轴承的内圈和外圈。叶片设计日益复杂，因为叶片必须分成两个均包含连接凸缘的子外壳，而这大大增加了风轮机叶片的成本和总重量。

本发明的目的是提供一种具有改进的俯仰接头的风轮机技术，该俯仰接头牢固且重量有效。

发明内容

本发明提供了一种风轮机，该风轮机包括至少两个叶片单元和一轮毂，每个叶片单元包括一俯仰控制式风轮机叶片和至少一个俯仰轴承，该俯仰轴承包含至少一个外圈、至少一个中心圈和至少一个内圈，该轮毂包含用于每个叶片单元的安装区，其特征在于，所述安装区包含至少两个同心载荷传递表面，以用于经由所述至少一个俯仰轴承连接该叶片部件。

因此，可确保在叶片上仅具有一个连接凸缘的简单叶片连接设计，并且通过使轮毂上的安装面具有至少两个同心的载荷传递表面，可提供轮毂的刚性设计，该刚性设计可在三圈俯仰轴承的外圈和内圈之间实现牢固且刚性的连接。这也是有利地，因为制造这种牢固且刚性的连接所需材料的重量被移动到更接近旋转中心，从而减少了轮毂上的载荷。

此外，该至少两个同心载荷传递表面使得叶片和俯仰轴承上或者来自它们的载荷可遍布在更大的面积上，使轮毂能具有更好的载荷传递品质。

应当强调，术语“轮毂”应被理解为叶片连接在其上的风轮机的部分。因此，术语“轮毂”也包含摇摆风轮机上的叶片连接在其上的摇摆设备。

在本发明的一个方面，所述至少一个俯仰轴承的所述至少一个外圈连接到所述至少两个载荷传递表面之一上，所述至少一个俯仰轴承的所述至少一个内圈连接到所述至少两个载荷传递表面中的另一个上。

通过使一个轴承圈连接到一个载荷传递表面并使另一圈连接到另一载荷传递表面，来自叶片单元的载荷在轮毂上的安装区的更大面积上传递。这是有利的，因为轮毂内的载荷和张力可更好地分布并且传递给引擎舱。

在本发明的一个方面，所述至少一个中心圈通过叶片连接装置例如螺钉、螺栓或柱头螺栓连接到所述叶片的凸缘例如根部凸缘上。

使叶片连接到轴承的中心圈是有利的，因为这提供了叶片的简单并因而成本和重量有效的设计。

在本发明的一个方面，所述至少两个同心载荷传递表面被至少一个凹槽分隔开。

利用凹槽分隔载荷传递表面是有利地，因为这提供了这样的空间，该空间可使中心圈少量地移动，而不会接触在俯仰轴承是其中底面和/或顶面对齐的类型的情况下的连接两个同心载荷传递表面的表面。

在本发明的一个方面，所述叶片连接装置延伸到所述至少一个凹槽内。

连接到叶片的轴承圈通常使用叶片连接装置例如柱头螺栓连接。如果轴承圈对齐或者基本对齐并且在中心圈下没有凹槽，则中心圈必须相对于内轴承圈和外轴承圈发生很大偏移以便为延伸的柱头螺栓提供空间。这会增加轴承的重量和成本，因为内轴承圈和外轴承圈的部分将仅用作隔离件。因此，叶片连接装置延伸到凹槽内是有利的。

在本发明的一个方面，所述凹槽填充或部分填充润滑剂，例如轴承润滑脂。

为凹槽提供润滑剂例如轴承润滑脂是有利的，因为这样可润滑轴承，并且防止灰尘、水或其它可能有害的材料接触轴承。

在本发明的一个方面，所述至少两个安装区均具有至少用于检查所述叶片连接装置的检查通孔。

为安装区设置检查通孔是有利的，因为这样使得能够在转子被组装好之后检查和上紧叶片连接装置。