[发明专利]用于组装和操作半硬壳式回转机械的方法和设备

说明书

技术领域

本发明总地涉及回转式机械，尤其涉及用于组装和操作风力涡轮 机舱的方法和设备。

背景技术

通常，风力涡轮发电机包括具有多个叶片的转子。连接到这些转 子上可转动毂的叶片将机械式风能转换成机械式旋转扭矩来驱动一个 或多个发电机。发电机通常，但并不总是，通过齿轮箱可旋转地连接 到转子上。齿轮箱为发电机提升涡轮机转子本来较低的转速，以将旋 转的机械能有效换为供入公用电网的电能。也可不使用齿轮直接驱动 风力涡轮发电机。转子、发电机、齿轮箱和其它部件通常安装在位于 基座顶部的壳体或机舱中，其中基座可为桁架或管状塔架。

一些已知的机舱结构给风力涡轮机塔架顶部带来了很大的重量， 以便于支撑位于其中的风力涡轮机部件。这些机舱相关的载荷支撑特 征进一步增加风力涡轮机塔架顶部的重量。增加的重量往往增加了基 建成本和运营成本。

发明内容

在一方面，提供了一种风力涡轮发电机。所述风力涡轮发电机包 括至少一个转动元件和半硬壳式机舱结构，其中所述半硬壳式机舱结 构包括在所述转动元件至少一部分上延伸的至少一个固定元件。

在另一方面，提供了一种操作回转式机械的方法。所述方法包括 向半硬壳式结构传递载荷、将载荷从部件壳体传递到至少一个圆周元 件、将载荷从所述圆周元件传递到结构外壳、将载荷从所述圆周元件 传递到至少一个纵向元件、以及将载荷从所述纵向元件传递到所述外 壳。

在再一方面，提供了一种用于回转式机械的半硬壳式结构。所述 结构包括在所述结构至少一部分上延伸的外壳，其中所述外壳包括内 表面。所述结构还包括连接到所述外壳表面的至少一个圆周元件。所 述结构还包括连接到所述外壳表面与所述圆周元件的至少一个纵向元 件。

附图说明

图1为典型风力涡轮发电机的示意图。

图2为可与图1中所示典型风力涡轮发电机一起使用的机舱的局部 剖面示意图；

图3为可与图2中所示机舱一起使用的典型半硬壳式结构的局部剖 面轴向倾斜示意图；

图4为图3中所示典型半硬壳式结构沿区域4的部分的放大视图；

图5为可与图2中所示机舱一起使用的可选半硬壳式结构的局部示 意图；

图6为可与图2中所示机舱一起使用的可选半硬壳式结构的局部剖 面示意图。

具体实施方式

图1为典型风力涡轮发电机100的示意图。在典型实施例中，风力 涡轮发电机100为水平轴线风力涡轮机。可选择地，风力涡轮机100可 为竖直轴线风力涡轮机。风力涡轮机100具有从支撑表面104延伸的塔 架102、安装在塔架102上的机舱106和安装在机舱106上的转子108。转 子108具有可转动的毂110和安装到毂110的多个转子叶片112。在典型 实施例中，转子108具有三个转子叶片112。在可选实施例中，转子108 可具有多于或少于三个的转子叶片112。在典型实施例中，塔架102由 钢管制成，具有在支撑表面104与机舱106之间延伸的空腔(图1中未示 出)。在可选实施例中，塔架102为网格形塔架。塔架102的高度依据 本领域已知的因素和条件来选择。

叶片112环绕转子毂110定位，以便于转动转子108，将风的动能转 换成有用的机械能，随后再转换成电能。通过在多个载荷传递区域122 将叶片根部120连接到毂110，从而将叶片112连接到毂110上。载荷传 递区域122具有毂载荷传递区域和叶片载荷传递区域(图1中均未示 出)。叶片112引起的载荷通过载荷传递区域122传递到毂110。

在典型实施例中，叶片112的长度在50米(164英尺)与100米(328 英尺)之间。可选择地，叶片112可具有任意的长度。当风吹动叶片112 时，转子108绕着旋转轴线114转动。当叶片112旋转并遭受离心力时， 叶片112会遭受各种弯曲力矩和其它操作应力。这样，叶片112会从中 立或非偏移位置偏移和/或转动至偏移位置，在叶片112中引起相关的应 力或载荷。此外，叶片112的纵倾角(pitch angle)，即确定叶片112相 对于风向投影所成的角，可通过纵倾调节机构(图1中未示出)来改变， 以便于通过调整叶片112暴露于风力矢量的表面积来提高或降低叶片 112的速度。示出了叶片112的纵倾轴118。在典型实施例中，叶片112 的纵倾分别单独地控制。可选择地，叶片112的纵倾可整体控制。