[发明专利]风力涡轮机

说明书

技术领域

本发明涉及风力发电涡轮机，尤其涉及到在转子和增益齿轮箱单元之间的连接结构。

背景技术

风力发电机的发展取决于它们产生的能量，这也意味着组成它们的部件需要大型化，以适用于更大的外部负荷，由此使它们的使用寿命减少，同时成本显著上升。

最易受影响的部件之一是动力齿轮系，其包括增益齿轮箱单元、高速轴、特别还包括用于将转子与增益齿轮箱单元连接的低速轴。

我们将对现有技术中已知的将风力发电机的转子与动力齿轮系部件相连接的几种部件进行评论。

理论上，在J.L.Rodríguez Amedo、J.C.Burgos Díaz和S.AmalteGómez(Ed.Rueda S.L.，Madrid 2003)所著的“发电风力系统”(Sistemas Eólicosde Energía Eléctrica)中，提及了三种位于转子轴和增益齿轮箱单元之间的连接装置。

-一种是将转子轴支承于两个轴承之上，该两轴承彼此分离并装配于吊舱基座上，使得所有不期望的力被传递到塔架，而增益齿轮箱单元只承受由转子叶片传递的转矩。在这样的配置中，一般在转子轴和增益齿轮单元之间设置一个弹性盘以吸收其间的轻微的未对准。

-再一种是只将转子轴支承于一个与吊舱基座一体的轴承之上，另一支撑点支撑在与增益齿轮箱单元一体的轴承上，在转子轴和增益齿轮单元之间设置一个弹性盘。这样，传递到塔架的负载由于两个轴承之间的距离能被最小化而减小。但是，在这两种结构中，转子轴承受很大的弯矩，这就意味着动力齿轮系部件设计为具有很高的强度，甚至需要在增益齿轮箱中设置转臂以吸收传递负载。

-第三种是法兰的方式，通过一法兰将转子轴连接到与塔架相连接的固定支承上，其目的是吸收由转子传递的弯矩。

在下面所示的专利中也记载了一些位于转子轴和增益齿轮箱单元之间的连接部件。

专利申请WO9611338记载了(根据其附图1和2)在已知涡轮机中使用的连接部件。根据图1，转子轴放置在直接由吊舱支承的两个轴承之上，同时还放置在一第三轴承上，该第三轴承置于增益齿轮箱单元中。根据图2，转子轴放置在直接由吊舱支承的两个轴承之上，这意味着，不期望的力传递到增益齿轮箱单元上的很大。

专利申请WO02079644记载了一种增益齿轮箱单元直接连接于轮毂的涡轮，通过这种连接方式，在没有转轴的情况下也可运行。

专利申请WO03031811记载了一种连接机构，其中转子轴通过两个轴承的方式支承于风力发电机的吊舱上。

专利申请WO04046582类似于WO02079644，记载了一种增益齿轮箱单元直接连接于轮毂的涡轮，通过这种连接方式，在没有转轴的情况下即可运行，将叶片产生的力和转矩通过在增益齿轮箱单元之上设置的轴承传递到吊舱。

上述系统均不能令人满意地解决工业上所需的大动力风力涡轮机的所存在的问题。本发明试图满足这些要求。

发明内容

本发明提出一种典型的由转子叶片所驱动的风力涡轮机，其包括一转子轴，具有至少一级行星齿轮的增益齿轮箱单元和一发电机，转子轴安装在两个独立的轴承支承上，其中之一整体地成形于增益齿轮箱单元内，其特征在于：

a)转子轴的一侧与轮毂相连，另一侧与行星齿轮架相连接，增益齿轮箱单元的行星齿轮放置于行星齿轮架中；

b)包括一个第一管状壳体，固接于吊舱并且保持转子轴于其中，在一个邻近轮毂的位置包括一个支承转子轴的轴承；

c)包括一第二壳体，其包括行星齿轮架的支承轴承于其中，该壳体的一侧固定于增益齿轮箱单元的齿圈，另一侧与第一壳体以及吊舱相固定。

在该结构中，转子轴和增益齿轮箱单元之间的连接配置为由一个固定部和可移动部组成，固定部由上述提到的两个固定于吊舱的壳体构成，可移动部由转子轴和行星齿轮架构成，其用于将转子产生的转矩传递到其余的可移动部件。

本发明的其他特征和优点将通过下面详细说明和附图进行描述。

附图说明

附图1示出了本发明的一种将转子轴与增益齿轮箱单元相连的可能的结构的横截面图。

具体实施例

图1示出了连接部件的核心部件：转子轴11、带有轴承15的第一壳体13、带有轴承19的第二壳体17和行星齿轮架21。

转子轴11通过固定部件33的一侧连接于轮毂(未示出)，形成为连接部件的可移动部。