[发明专利]具有径流式涡轮机和发电机的风力发电设备

说明书

本发明涉及一种具有径流式涡轮机和发电机(9)的风力发电设备，其中，两个并列且平行地取向的径流式涡轮机各布置有竖直的转子轴(1)，所述转子轴相互连接并且能够围绕平行于所述转子轴(1)的摆动轴线摆动，其中，所述摆动轴线和V形的风力分配器布置在所述转子轴(1)的连接线的外面，并且两者都位于该连接线的相同侧，其特征在于，同一个发电机(9)能够由两个转子轴(1)经由驱动轴(7)来驱动。建议将图1作为摘要附图。

技术领域

本发明涉及一种具有径流式涡轮机和发电机的风力发电设备，其中，设置有两个彼此并列且平行地取向的径流式涡轮机，每个径流式涡轮机均具有竖直的转子轴，两个转子轴相互连接并且能够围绕平行于所述转子轴的摆动轴线摆动，所述摆动轴线和V形的风力分配器布置在两个转子轴的连接线之外并且两者位于该连接线的相同侧，所述发电机通过传动装置与所述转子轴机械连接，并且同一个发电机能够由两个转子轴来驱动。

背景技术

这种风力发电设备由EP2652318Bl已知。在此已经提到了用于两个涡轮机的发电机以及电磁制动器。

当每个径流式涡轮机通过传动带将机械能传递给单独的发电机时，会出现以下问题：

由于压入轴承中的带张紧而引起高的动力传递损失。高压力通过轴承摩擦引起能量损失；但是，为了以低振动和低磨损的方式运行带而需要高压力。由于在风强烈变化的情况下的转矩波动，带被极端地加载并且甚至可能超负载。带由于湿气和温度差而老化造成过早的失效并且导致运行时间缩短。

此外，产生了噪声排放，其取决于转速和负载并且使整个系统的优点最小化。

US4084918A同样示出一种具有两个并列且平行定向的、各具有一个竖直的转子轴的径流式涡轮机的风力发电设备，转子轴相互连接并且可绕平行于转子轴的摆动轴线摆动，其中，V形的风力分配器布置在转子轴连接线之外，并且同一个发电机可以由两个转子轴经由驱动轴来驱动。风力发电设备的发电机由两个转子轴分别通过斜齿轮传动装置驱动，该斜齿轮传动装置设计用于传动和转动方向反转。此外，与本发明中一样，径流式涡轮机通过驱动轴机械地耦合。

由US4293274已知一种具有竖直的径流式涡轮机的风力发电设备，该径流式涡轮机具有斜齿轮传动装置和在转子轴与发电机之间的分离离合器，该分离离合器在过载时断开连接。

发明内容

本发明的任务在于，在开头所述类型的风力发电设备中提高安全性和效率。尤其，在两个径流式涡轮机的不均匀的风负载下和在风非常强的情况下的过压下，应当以简单、成本有利和有效的方式避免风力发电设备的振动。上述其它问题也应被解决。

根据本发明，在开头所述类型的风力发电设备中，该任务通过如下所述的特征得以解决：所述发电机能够通过驱动轴来驱动；在转子轴与发电机之间设置有分离离合器，所述分离离合器在过载时将转子轴与发电机之间的连接断开；设有控制装置，所述控制装置在过载时触发所述分离离合器；所述控制装置在达到预定的参数时通过施加给所述发电机的负载来产生预定的转矩，所述预定的转矩触发所述分离离合器并且使所述转子轴与所述发电机分离；设有具有制动盘和制动钳的机械制动器；所述控制装置构造成使得在所述发电机过载的情况下，所述控制装置通过电气制动耗散过剩的能量，如果电气制动不足以耗散过剩的能量则激活所述机械制动器，如果激活机械制动器后仍不足以耗散过剩的能量则除激活机械制动器外还在分离离合器之一上达到预定的转矩，激活分离离合器以使发电机与通过驱动轴进行的能量供入分离。

根据本发明，设置特别的安全装置，以避免在风非常强的情况下发电机过载。这些安全装置是三级的。首先，实施电气制动。如果这不够，则控制装置激活机械制动器；并且如果这还不够，则第三安全级、即分离离合器的激活进行作用。

由上述现有技术中没有得知用于避免强风时发电机过载的多级安全装置。根据本发明的三级安全装置，即第一电气制动、第二机械制动和第三激活分离离合器，在所引用的现有技术中没有描述，也没有描述单独的部件。