[发明专利]用于变桨齿轮的安装装置

说明书

技术领域

本发明涉及风轮机，并且更具体地涉及一种用于在风轮机结构内安装叶片变桨齿轮的装置。

背景技术

图1示出了一种风轮机1，其包括塔架2，在所述塔架2上安装有机舱3。至少一个风轮机叶片5被安装在轮毂6上以形成转子4。轮毂6通过从机舱前端伸出的低速轴(未示出)而连接到机舱3。图1中示出的风轮机可以是家用或照明用的小型风轮机，或者可以是大型风轮机，例如，那些适用于在风电场的大规模发电中使用的大型风轮机。在大型风轮机的情况下，转子的直径可以高达150米以上。

风轮机的转子叶片设计为经由它们的空气动力学形状而从风中汲取功率，并且随后进行风引起的旋转。对于水平轴风轮机来说，叶片围绕附接到机舱上的转子轮毂旋转，所述机舱被安装在风轮机塔架上，并且转子的旋转使得驱动轴转动，所述驱动轴又被连接到产生电力的发电机。为了使水平轴风轮机有效地操作并且从风中汲取最大的功率，风轮机机舱以及风轮机转子旋转所绕的轴线定角度成尽可能最大程度地迎风以使转子的旋转轴线与风向对准。

现代风轮机通过使叶片变桨进出该迎风来控制转子上的负荷。叶片变桨以优化输出或者防止风轮机在强风期间因过载受损。图2示出了在轮毂3与叶片(未示出)之间的已知的变桨装置。变桨轴承7位于轮毂与叶片之间并且在现代风轮机中可以具有大至2米到高达6米的直径。通常通过在变桨轴承材料中加工出齿圈而在变桨轴承7上形成齿轮9，并且通过小齿轮8将转矩施加到齿轮以使变桨轴承旋转。小齿轮通过诸如液压缸或者电动马达的一个或更多个致动件旋转，以提供用于使叶片变桨的转矩并且将叶片保持在给定的位置处。这种变桨装置使得各个叶片能够围绕其纵向轴线旋转约90°-100°。

与用于风轮机的变桨轴承相关的问题是变桨轴承不像传统齿轮系统那样操作。该齿轮经过长期的不活动，在长期的不活动中不需要改变叶片的桨距，当叶片变桨时，当风轮机被用于从迎风汲取功率时仅需要较小的旋转来控制转子的功率和速度，这处于被称作用于变桨的“操作范围”内。结果是小齿轮耗费大部分时间与齿面的很短区段进行啮合并且在其上运行。典型地，这等于由齿圈的一部分的角度限定的齿面的约30°-35°。这导致磨损加剧，并且当齿轮覆盖在操作范围内的调节的小区段被磨坏时，必须更换整个齿轮。因为齿轮直接形成在叶片轴承上，所以必须更换整个轴承或者轴承座圈，这是昂贵且困难的。

申请人认为，有利的是为风轮机变桨系统提供能够容易更换的齿轮。

发明内容

本发明被限定在现将参照的独立权利要求中。有利的特征在从属权利要求中被阐述。

本发明的实施方式提供了一种用于风轮机的系统或装置。该系统/装置包括变桨系统，所述变桨系统包括叶片变桨轴承和风轮机轮毂，所述变桨轴承附接到所述风轮机轮毂并且布置为可附接到风轮机转子叶片。所述叶片变桨轴承用于使所述转子叶片相对于所述轮毂变桨。变桨齿轮组件包括具有用于与诸如小齿轮的致动件啮合的齿面的齿轮，变桨齿轮组件通过联接到所述变桨系统的部件、优选地通过联接到所述变桨轴承或者通过联接到轮毂而可释放地联接到所述变桨系统，以使所述变桨齿轮在所述致动件的作用下引起所述轮毂与所述轴承的相关部分之间的相对旋转。将所述齿面可释放地联接到所述变桨系统能够允许容易地更换齿轮，而不需要移除诸如所述轴承的大构件。

优选地，所述变桨系统包括用于将所述齿轮联接到所述变桨系统的凸缘或者构件，所述凸缘是用于将一个部件连接到另一个部件的突出支撑件。所述凸缘被支撑在所述变桨系统上并且布置为支撑所述齿轮以使所述齿轮从所述变桨轴承或者轮毂分开或者分离，优选地使得所述齿轮和所述齿面被支撑在所述变桨轴承的旋转轴线与所述变桨轴承的外周之间，具体地，在圆形或者椭圆形轴承的情形中，在所述变桨轴承的旋转轴线与穿过所述变桨轴承周面并且平行于所述变桨轴承的旋转轴线的柱体的弯曲壁之间。所述凸缘优选地沿着大致垂直于所述变桨轴承的旋转轴线的方向延伸。通过设置凸缘或者支撑件来保持齿轮，所述齿轮不必直接附接到所述变桨系统部件特别是所述变桨轴承或者形成为所述变桨系统部件特别是所述变桨轴承的一部分，并且能够移动到远离所述变桨轴承和/或所述轮毂的位置。这允许所述变桨齿轮被支撑在远离所述轴承或所述轮毂的更便利位置处，在该位置处变桨齿轮能够被容易地移除，并且在确定将所述齿轮和相应的小齿轮布置在何处时允许更大的设计灵活性。