[发明专利]风力涡轮机、转子系统和用于使用风力涡轮机的方法

说明书

本发明涉及一种风力涡轮机，其包括转子毂、叶片轴承和转子叶片，其特征在于，转子毂与叶片轴承之间布置有锥形的转子毂延伸部，其中，转子毂延伸部在其朝向叶片轴承定向的一侧上具有第一直径并且在其朝向转子毂定向的一侧上具有第二直径，其中，第一直径大于第二直径，其中，转子叶片直接或间接地连接到叶片轴承。

技术领域

本发明涉及包括转子毂、叶片轴承和转子叶片的风力涡轮机，并且还涉及用于风力涡轮机的转子系统和用于使用风力涡轮机的方法。

背景技术

从现有技术中已知这种风力涡轮机。在多兆瓦范围的风力涡轮机中，当前的发展趋势正在朝着毂稳步变大(缩放)而前进，其中，通常为分离(即独立的)组件形式的叶片轴承也需要随之按比例缩放。然而，按照当前趋势，毂的整体尺寸将会遇到物流和技术边界条件所设定的实际限制。然而，期望叶片长度并且因此-出于机械原因-叶片凸缘直径和叶片轴承的直径(以及塔架高度)进一步增加，以便于更大程度地优化风力涡轮机的能量输出。现有技术中已知的装置不能令人满意地解决所产生的问题。

发明内容

本发明的目的是提出一种允许有利地扩大风力涡轮机的尺寸的风力涡轮机。

根据本发明，该目的通过一种风力涡轮机来实现，其包括转子毂、叶片轴承和转子叶片，其特征在于，转子毂与叶片轴承之间布置有锥形的转子毂延伸部，其中，转子毂延伸部在其朝向叶片轴承定向的一侧上具有第一直径并且在其朝向转子毂定向的一侧上具有第二直径，其中，第一直径大于第二直径，其中，转子叶片直接或间接地连接到叶片轴承。

因此，根据本发明有利地可能的是，锥形转子毂延伸部的朝向叶片轴承定向的直径大于锥形转子毂延伸部的朝向转子毂定向的直径，也就是说，转子毂延伸部在转子毂的方向上渐缩。这允许转子叶片(并且因此叶片轴承)在尺寸上增加，而转子毂延伸部与转子毂(并且因此特别是转子毂本身)的连接部无需同样在尺寸上增加。这有利地使得可以实现转子毂凸缘直径小于转子叶片凸缘直径的风力涡轮机。因此，根据本发明，可以有利地使用相对较小并且(如果合适的话)轻质的转子毂，这可以对成本、运输选择和重量具有有利的效果。同时，由于转子叶片凸缘直径和转子毂凸缘直径不必相同，因此组件组合存在增加的可变性水平。转子毂延伸部的锥形形状意味着特别是不复杂并且成本有效的制造是可能的。根据本发明，还可以将转子叶片直接或间接地连接(例如螺纹连接)到叶片轴承，结果，可以容易地移除叶片轴承。此外，本发明带来的优点在于，可以通过转子毂延伸部来提高毂侧连接结构的刚度，结果，可以在重量和/或尺寸方面优化转子毂。结果，尽管由于组件的进一步缩放而增加了负载，但是可以省去叶片轴承中的附加加强件，或者可以至少减少这种附加加强件。

特别地将转子毂延伸部设置为中空的。

根据本发明的一个实施例设置为，转子叶片直接连接到叶片轴承，也就是说，特别是没有任何转接器或中间件。这里优选地，叶片轴承和转子叶片可以借助于紧固设备(例如借助于螺钉)以形状配合的方式或以形状配合和力配合的方式连接。这特别可以对组件的安装和移除具有有利的效果。

根据本发明的一个实施例设置为，叶片轴承包括第一叶片轴承圈和第二叶片轴承圈，其中，第一叶片轴承圈以形状配合的方式或以形状配合和力配合的方式连接到转子毂延伸部，或者设计为转子毂延伸部的一部分的形式。因此，有利地，根据本发明的一个实施例，第一叶片轴承圈可以固定(例如螺纹连接)到转子毂延伸部，或者第一叶片轴承圈可以是转子毂延伸部的一体部分。特别地，第一叶片轴承圈(也就是说，优选地，叶片轴承的固定部件)集成在转子毂延伸部中有利地导致叶片轴承的刚度水平增加、重量减小和成本降低，这是由于可以去除分离的圈。转子毂延伸部还可以设置为更容易移除，特别是在叶片轴承的更换或维护方面。如果叶片轴承(或叶片轴承的圈)设计成转子毂延伸部的一部分的形式，则这特别有利地成为可能。