[发明专利]具有轴承支撑件的风轮机

说明书

技术领域

本发明涉及一种具有改进的轴承系统的风力发电机，并且尤其涉及一种用于精确控制和支撑风轮机的主轴的改进的轴承系统。

背景技术

风力发电机(WTG)用于收集风能，并将该能量转换为另外一种形式的能量。为了这个目的，大多数的风力发电机包括一轴，该轴在一端联接至包括多个风轮机叶片的转子。该轴在相反端通常连接至从动风轮机部分。该从动风轮机部分可以是齿轮箱的输入部件或电能发电机的输入部件或转矩转换部件。当轴旋转时，能响应于作用在叶片上的风而转换能量。

为了在支撑轴的同时还精确地控制轴的旋转，轴由沿着该轴定位的多个轴承进行支撑。这些轴承设置为用于将来自轴的负载传送到轴承的支撑结构，并且这些轴承设置为用于使得轴的旋转转矩能被传递到齿轮箱和/或发电机中。

主要负载通常沿轴的轴向方向，以及例如由于转子的重量而沿重力方向或基本上沿重力方向。在所谓的水平轴风轮机中，如这里所实施的，通常这些负载被进一步传递给风轮机的机舱中的类似框架的结构，并从该类似框架的结构通过偏航系统进入风轮机的塔架中而进入地面的塔基中。

由于风轮机的尺寸趋于增加，所以作用在一个或多个轴承上和它们各自的支撑结构上的负载也趋于增加。

作用在轴上的力除了已经提到过的主要负载的方向，还出现在径向于轴而不是大致沿重力方向的方向上。这些力尤其是由于风的动态变化(包括方向和幅值)以及机舱的偏航运动。

为了在为风轮机的轴提供稳固而精确的支撑的同时精确地控制轴的旋转，现有多种轴承方案和系统。对于本发明人和申请人来说，可以看出这些方案具有如下例举的一种或多种不足。

有些方案倾向于提供一种由一个或多个轴承以及它们的支撑件构成的轴承系统，其被证实非常沉重和/或具有相当大的尺寸，使得这些轴承系统的安装或维修被证实非常困难和/或相当费时间。进一步地，在这些方案中，带有支撑结构的单个轴承的重量可能大约是600至1200千克，已证实其制造成本是很高的。

有些方案倾向于需要相对于支撑结构非常精确地定位轴承部件和/或倾向于要求轴承和支撑件两者的高成本和/或非常精确的制造公差，以精确地控制和支撑轴以及作用在轴上的负载。

进一步地，在一些方案中，在对轴承进行维修时，已证实更换轴承(即，将轴承从其支撑结构上卸下)是很困难和/或费时间的。在一些情况中，这一定程度上是由于腐蚀造成的。

已经证实有些方案无法承受作用在轴上的负载，或至少证实这些方案在初步评估的年限内是无法以精确受控的方式来承受这些负载的，而且还有些方案附加地或另外地被证实在考虑到它们的整体效用时是过于昂贵的。

发明内容

可以看出，本发明的目的是提供一种具有改进的轴承系统的风力涡轮发电机。优选地，本发明单独地或以任意组合减少、减缓或消除一个或多个上述或其它的缺点。

具体地，可以看到，本发明的目的是提供一种具有轴承系统的风力涡轮发电机，该轴承系统能够对系统中的一个或多个轴承进行精确受控的支撑，并且同时该轴承系统还能相对高效地制造和安装。

由此提供了一种风轮机，所述风轮机包括轴承系统，所述轴承系统包括：

-轴承，所述轴承用于支承具有中心轴线的轴，并且所述轴承包括至少一个轴承面；

-支撑件，所述支撑件用于支撑所述轴承，所述支撑件包括至少一个支撑面；

-位于所述轴承和所述支撑件之间的可锁定连接部，所述可锁定连接部诸如为包括螺栓的连接部，其中，所述可锁定连接部包括所述至少一个轴承面并包括所述至少一个支撑面，其中在所述可锁定连接部被锁定时，所述支撑面直接与所述轴承面刚性地接合并支撑所述轴承面，并且其中来自所述轴的力经由所述轴承传递并经过与所述支撑面接合的所述轴承面而传递到所述支撑件中，并且借助这些直接刚性地接合的面，所述可锁定连接部确保了所述轴承和所述支撑件之间的固定距离，并且其中所述支撑面相对于绕第一轴线旋转所述轴而形成的轴平面的支撑角在从5度到70度的范围内，并且包括5度和70度，其中所述第一轴线垂直于所述中心轴线并且包含在垂直面中。

因此，提供了一种具有改进的轴承系统的风轮机。具有所述轴承系统的风轮机的改进和优势可以在于，具有这样的轴承系统的风轮机能够对系统中的一个或多个轴承进行精确受控的支撑，并且同时该轴承系统还能相对高效地制造和安装。