用于旋转风力涡轮机的可旋转部件的转动装置

摘要

本发明涉及用于旋转风力涡轮机的可旋转部件的转动装置。风力涡轮机包括固定部件（4）和可旋转部件（5），可旋转部件（5）可以相对于风力涡轮机的固定部件（4）旋转。固定部件（4）位于机舱（1）内，机舱（1）至少部分地被壳体（3）包围。可旋转部件（5）包括风力涡轮机的转子的毂（2），转动装置（6）可分离地附接到风力涡轮机，以便使可旋转部件（5）相对于固定部件（4）旋转。转动装置（6）包括可分离地附接到风力涡轮机的固定部件（4）的第一杆（7）。转动装置（6）包括可分离地附接到风力涡轮机的可旋转部件（5）的第二杆（8）。

说明书

技术领域

本发明涉及用于旋转风力涡轮机的可旋转部件的转动装置。

背景技术

风力涡轮机将风能转换为电能。风力涡轮机包括连接到塔架的机舱和连接到机舱的转子。机舱通常由壳体包围。

转子包括可旋转地安装到机舱的毂以及安装到毂上的至少一个转子叶片。

风与风力涡轮机的转子叶片相互作用，使得转子旋转。转子的旋转被传递到发电机。发电机通常是机舱的一部分。

当风力涡轮机被竖立起来时，建立塔架，并且机舱被安装到塔架。毂被安装到机舱，至少一个转子叶片被安装到毂。

至少一个转子叶片被起重机升起并且连接到毂。毂需要围绕其旋转轴线处于预先确定的角旋转位置，以便建立毂和转子叶片之间的连接。

该位置对应于连接的紧固期间的叶片的方向。该位置可以是例如毂和转子叶片的水平或竖直布置。

毂需要被旋转以建立毂和第一转子叶片之间的连接。在需要安装多于一个转子叶片的情况下，毂的位置需要被改变。毂需要从第一旋转位置旋转到第二位置，以建立毂和第二转子叶片之间的连接。

EP1659286A1描述了一种用于旋转风力涡轮机的驱动系的转动装置。该驱动系可旋转地安装在机器框架中。驱动系包括法兰，并且旋转驱动系的布置包括托架，该托架可以固定到机器框架。适配器盘可以固定到法兰并且具有沿着圆设置的多个力施加点。另一方面，线性设定元件被安装成使得其在托架中的角度可以移动。另一方面，其能够通过其力施加点而联接使得其相对于适配器盘的角度可移动。

转动装置安装在风力涡轮机的机舱中，用于安装转子叶片或者当维护需要毂的旋转时。在转子叶片安装之后，转动装置从风力涡轮机拆除。

在第一转子叶片安装之后，转子叶片的质量以某种杠杆作用在毂上。因此，需要强有力的驱动来使位置中的转子转动，以安装第二转子叶片。

这显示了不足，即，线性致动器需要非常有力以转动风力涡轮机的转子。

发明内容

本发明的目的是提供改善的装置在转子叶片安装期间旋转风力涡轮机的毂。

通过根据独立权利要求的主题来实现该目的。本发明的优选实施例在从属权利要求中描述。

描述了一种用于旋转风力涡轮机的可旋转部件的转动装置。风力涡轮机包括固定部件和可旋转部件，可旋转部件可以相对于风力涡轮机的固定部件旋转。固定部件位于机舱内，机舱至少部分地被壳体包围。

可旋转部件包括风力涡轮机的转子的毂，转动装置可分离地附接到风力涡轮机，以便使可旋转部件相对于固定部件旋转。

转动装置包括可分离地附接到风力涡轮机的固定部件的第一杆。转动装置包括可分离地附接到风力涡轮机的可旋转部件的第二杆。

转动装置包括驱动件，驱动件被制备和布置成使第一杆相对于第二杆移动，以便使风力涡轮机的可旋转部件相对于固定部件旋转。

第一杆和第二杆布置成从机舱的壳体内通过开口到达机舱之外，使得当转动装置附接到风力涡轮机时驱动件位于机舱的壳体之外。

转动装置用于使风力涡轮机的毂相对于风力涡轮机的固定部件旋转。在风力涡轮机的转子叶片安装期间使用该旋转。转子叶片一个接一个地附接到风力涡轮机的毂。在第一转子叶片和第二转子叶片的安装之间，风力涡轮机的毂需要被旋转到一位置，以便将第二转子叶片附接到毂。

当一个或两个转子叶片已经附接到毂时，也需要执行该旋转。因此，已附接的转子叶片造成的毂上的负荷是非常高的。驱动件需要足够强以便能够执行旋转。

杆用于转换力。沿着较短路径所需的较高的力被转换为沿着较长路径施加的较低的力，以获得相同的结果。

使风力涡轮机的可旋转部件相对于风力涡轮机的固定部件旋转所需的力通过杆来转换。第一杆和第二杆是长的，因此旋转所需的力被降低。

第一杆和第二杆较长，使得它们通过机舱的壳体中的开口而到达风力涡轮机的机舱之外。

因此，驱动件被布置在机舱之外的杆处。因此，驱动件可具有足够的空间，因为驱动件不位于机舱的有限空间中。因此可以使用较大的驱动件。因此，驱动件足够强以执行旋转。因此，仅需要一个驱动件来旋转风力涡轮机的可旋转部件。因此，不需要安装多个驱动件。

转动装置从壳体外侧附接到风力涡轮机。杆通过壳体中的开口被引入。杆附接到风力涡轮机的可旋转部件和固定部件。

因此，转动装置的部件不需要通过风力涡轮机的塔架而传递到机舱或从机舱传递。因此，转动装置可非常快地附接到风力涡轮机。

风力涡轮机的可旋转部件包括制动盘，第二杆附接到制动盘。

制动盘与制动钳一起使用，以减慢和停止风力涡轮机的可旋转部件。制动盘被构造成在高风速情况下的风力涡轮机的正常操作期间也接受力来制动转子。

因此，风力涡轮机的制动盘是坚固的。制动盘足够坚固，能够将力从转动装置传递到风力涡轮机的可旋转部件。

制动盘包括孔或切口，第二杆包括至少一个销。销被制备和布置成穿过制动盘的孔或切口，以便将第二杆连接到制动盘。

风力涡轮机的制动盘中的孔或切口被用于采用转子锁定件。转子锁定件用于将风力涡轮机的可旋转部件紧固在某个位置。风力涡轮机的可旋转部件和转子锁定件之间的连接需要非常牢固。

因此，通过使用制动盘中的孔或切口来实现转动装置和制动盘之间的紧密且牢固的连接。

此外，使用风力涡轮机中现有的特征。因此，不需要在风力涡轮机中计划和布置其它结构特征来连接转动装置。

至少两个销被制备和布置成穿过两个相邻的孔或切口。

将一个销连接到制动盘上的孔导致制动盘和第二杆之间的连接，从而销可以在制动盘的孔内旋转。

在两个孔中使用两个销将第二杆连接到制动盘导致第二杆不能够相对于制动盘旋转的连接。

因此，能够实现第二杆和制动盘之间的防转矩连接。因此，第二杆附接到制动盘使得风力涡轮机的可旋转部件与第二杆一起旋转，较小的力作用在制动盘中的单个孔中。

第二杆包括布置成连接到制动盘的至少两个销。至少两个销布置成具有某个预先确定的距离，其中，该距离对应于从制动盘的旋转轴线看的至少60°的角度。

第二杆通过销连接到制动盘。作用在第二杆上的力通过销传递到制动盘。当两个相邻的孔用于销时，在一个孔的区域中作用在制动盘上的力是非常高的。

至少两个孔之间的距离越大，则在孔的区域中作用在制动盘上的力越小。

优选地，两个孔布置成从制动盘的旋转轴线看的沿着制动盘大于60°的角度。

因此，作用在制动盘上的力更均等地分布并且因此被最小化。

风力涡轮机的固定部件包括机器框架，第一杆附接到机器框架。

风力涡轮机的固定部件包括机器框架，该机器框架支撑风力涡轮机的可旋转部件。机器框架还支撑风力涡轮机的固定部件的部分，例如电气柜。

机器框架将作用在它上面的力传递到风力涡轮机的塔架。

因此，作用在第一杆上的力传递到风力涡轮机的塔架。因此，机器框架对第一杆的支撑是坚固和牢固的。

风力涡轮机的固定部件包括支撑结构，该支撑结构支撑所述风力涡轮机的发电机，第一杆附接到该支撑结构。

风力涡轮机的固定部件包括支撑结构，该支撑结构支撑风力涡轮机的发电机。发电机的定子附接到支撑结构。支撑结构将作用在发电机的定子上的力传递到风力涡轮机的塔架。

因此，第一杆与发电机的支撑结构的连接是非常牢固和坚固的连接。

此外，作用在风力涡轮机的制动盘上的制动钳附接到发电机的支撑结构。因此，支撑结构包括在制动盘的区域中连接的可能性。

风力涡轮机的固定部件包括发电机的定子，第一杆附接到发电机的定子。

发电机的定子附接到风力涡轮机的支撑结构。因此，作用在发电机的定子上的力从定子通过支撑结构传递到风力涡轮机的塔架。

因此，作用在第一杆上的力从杆通过发电机的定子传递到风力涡轮机的塔架。

驱动件包括至少一个线性致动器。

转动装置包括驱动件，以便使第二杆相对于第一杆移动。线性致动器用作驱动件。

线性致动器可以是机械驱动件、液压驱动件或气动驱动件。

线性致动器是相对于第一杆推或拉第二杆的最直接的驱动件。因此，驱动件的力不需要通过齿轮来传递。因此，较少的能量通过力的传递被损失。

两个线性致动器被制备和布置成当转动装置旋转风力涡轮机的可旋转部件时第一线性致动器伸展而第二线性致动器缩回。

线性致动器在伸展或缩回运动期间可以显示不同的力特性。

两个线性致动器布置成在运动期间第一线性致动器伸展，而第二线性致动器缩回。因此，线性致动器作用在相反的方向上。

因此，通过使用沿相反方向作用的两个线性致动器，在线性致动器的运动中不同的性质被均衡。

线性致动器包括液压缸。

液压缸是强的线性致动器。因此，可以使用强的力来旋转风力涡轮机的可旋转部件，例如将转子叶片安装到毂。

驱动件包括至少一个可旋转的驱动件。

可旋转的驱动件，例如电动马达，被用作转动装置中的驱动件。

可旋转驱动件包括至少一个齿轮，第二杆包括齿周。至少一个齿轮被制备和布置成与第二杆的齿周相互作用。

驱动件包括可旋转的驱动件。可旋转的驱动件包括齿轮，其等价于带齿的轮。驱动件附接到第一杆。第二杆包括与齿轮相互作用的齿周。当可旋转的驱动件移动时，齿轮使齿周移动。因此，第二杆相对于第一杆移动。

转动装置包括用于起重机的钩的接头，以便将转动装置提升到机舱。

转动装置包括接头。接头连接到起重机的钩。转动装置被起重机提升到机舱。转动装置通过壳体中的开口附接到机舱。

因此，转动装置不需要通过风力涡轮机的塔架而安装到机舱中。也没必要通过风力涡轮机的塔架移除转动装置。

因此，没必要将转动装置拆除为若干件而使其从风力涡轮机移除。转动装置主要作为一个部件被附接和/或移除。

因此节省了安装时间。

附图说明

通过附图的帮助更详细地示出了本发明。附图显示了优选构造并且不限制本发明的范围。

图1显示了一种安装到风力涡轮机的机舱的转动装置。

图2显示了风力涡轮机的转动装置的另一视图。

图3显示了安装到风力涡轮机的转动装置。

图4显示了转动装置的另一视图。

图5显示了转动装置的细节。

图6显示了转动装置的细节，该转动装置与风力涡轮机的制动盘接合。

图7显示了带有另一优选驱动件的转动装置。

具体实施方式

附图中的示出是示意性形式。应该注意，在不同附图中，类似或相同的元件带有相同的参考标号。

图1显示了安装到风力涡轮机的机舱1的转动装置6。

图1显示了风力涡轮机的机舱1和毂2。转动装置6附接到风力涡轮机的机舱1。

机舱1包括壳体3。壳体3覆盖机舱1的内部，保护它不受到来自雨、潮湿空气、尘土的负面影响以及环境的其它影响。

壳体3包括开口10。转动装置6通过机舱1的壳体3的开口10可分离地附接到风力涡轮机。

需要转动装置6转动风力涡轮机的旋转部件，例如将转子叶片安装到毂2。对于转子叶片的安装，带有毂2的机舱1通常安装在塔架的顶部。转动装置6可以由起重机提升到机舱1，并且可以安装到风力涡轮机的机舱1。

在该实施例中，毂2优选容纳三个转子叶片。

转动装置6包括第一杆7、第二杆8、和驱动件9。驱动件9被制备和布置成使得它可以使第二杆8相对于第一杆7移动。

杆7、8穿过开口10，使得驱动件9布置在壳体3之外。

在优选实施例中，驱动件9包括线性致动器14。在图1中示出了两对线性致动器14。

驱动件9，在该实施例中的线性致动器14需要足够强，以便甚至在毂2存在负荷时旋转风力涡轮机的毂2。

当转子叶片需要被安装时，驱动件需要足够强以便旋转毂2，即使三个转子叶片中的两个已经被安装。

在图1中，两对线性致动器14部分延伸。在该位置，第二杆8处于相对于第一杆7的两个极端位置之间的中间位置。

仅在安装或维护期间需要转动装置6。当安装或维护完成后，转动装置6从风力涡轮机分离。

转动装置6包括接头18以便将转动装置6附接到例如起重机或直升机。使得转动装置6可以在起重机或直升机的帮助下被提升到机舱1或从机舱1拉走。

在转动装置6从风力涡轮机的机舱1拆除后，开口10可以被罩关闭。

图2显示了风力涡轮机的转动装置6的另一视图。

图2显示了机舱1和附接到机舱1的毂2。机舱1包括壳体3，该壳体3覆盖机舱1的内部。壳体3因此保护机舱1的内部不受到大气影响，诸如天气。

壳体3包括开口10。开口10用于安装和操作转动装置6。转动装置6用于使风力涡轮机的可旋转部件相对于风力涡轮机的固定部件旋转。

转动装置包括附接到风力涡轮机的固定部件的第一杆7。转动装置6此外还包括连接到风力涡轮机的可旋转部件的第二杆8。

风力涡轮机的可旋转部件包括毂2和发电机的转子。毂和发电机的转子可以相对于风力涡轮机的固定部件旋转。该旋转可以由转动装置6来执行。

转动装置6包括连接到第一杆7和第二杆8的驱动件9。驱动件9被制备和布置成使第二杆8相对于第一杆7移动。

在该实施例中，驱动件9是线性致动器14。线性致动器例如是液压缸。

旋转是逐步旋转。在线性致动器的一个行程中，风力涡轮机的可旋转部件围绕可旋转部件的旋转轴线旋转某个预先确定量的角度。

可旋转部件然后被例如转子锁定件锁定。转动装置6的第二杆8从风力涡轮机的可旋转部件分离并且重置为开始位置。第二杆然后再次附接到风力涡轮机的可旋转部件。转子锁定件被分离，使得转子可以再次旋转，并且转动装置可用于线性致动器的另一行程，以使得转子旋转。

转动装置6包括驱动件9。驱动件9被制备和布置在第一杆7和第二杆8之间，使得它可以使第二杆8相对于第一杆7移动。第二杆8连接到风力涡轮机的可旋转部件，并且第一杆7连接到风力涡轮机的固定部件。因此，风力涡轮机的可旋转部件相对于固定部件旋转。

驱动件9布置在机舱1的壳体3之外。

最优选的是，两个线性致动器14彼此平行布置成一对。

驱动件9包括第二对线性致动器。该第二对线性致动器14b相对于第一对线性致动器14a布置成使得第二对14b伸展而第一对14a缩回，并且反之亦可。为了使第一杆7相对于第二杆8移动，一对线性致动器14a伸展，并且另一对线性致动器14b缩回。

在图2中，线性致动器14b显示为处于缩回状态，线性致动器14a显示为处于伸展状态。因此，第二杆8处于相对于第一杆7的最左侧位置。

第一杆7和第二杆8的长度使得驱动件9布置在机舱1的壳体3之外。杆越长，则执行旋转所需的力越小。因此，由驱动件9所施加的力较低。此外，机舱1内的空间是有限的，因此难以将线性致动器放置在机舱1内。

在执行旋转并且不再需要转动装置6之后，转动装置6被拆下。其从机舱1分离并且开口10被罩所关闭。

图3显示了安装到风力涡轮机的转动装置。

图3显示了风力涡轮机的机舱1的细节。毂2附接到机舱1。毂2和发电机20的转子是风力涡轮机的可旋转部件5的一部分。

风力涡轮机的可旋转部件5可以相对于风力涡轮机的固定部件4旋转。风力涡轮机的固定部件4包括发电机20的定子和支撑结构19，支撑结构19支撑发电机20和毂2。

转动装置6包括附接到风力涡轮机的固定部件4的第一杆7。转动装置6的第二杆8与风力涡轮机的可旋转部件5连接。

在该实施例中，第二杆包括销13，销13连接到制动盘11的孔或切口12。销13穿过孔12。当第二杆8相对于第一杆7移动时，可旋转部件5相对于固定部件4移动。

驱动件9附接在第一杆7和第二杆8之间以执行旋转运动。驱动件9包括作为线性致动器14的四个液压缸。线性致动器14布置成两对。线性致动器中的两个14b缩回，并且另两个线性致动器14a伸展。

在执行旋转之后，销13从孔12缩回，使得第二杆8从风力涡轮机的可旋转部件5分离。第二杆8然后可以独立于风力涡轮机的可旋转部件5运动。

图4显示了转动装置的另一视图。

图4显示了转动装置6的另一视图。没有示出机舱的壳体。

转动装置6的第一杆7与风力涡轮机的固定部件4连接。在该实施例中，风力涡轮机的固定部件4包括支撑结构19，支撑结构19支撑发电机20。第一杆7连接到支撑结构19。

第二杆8连接到风力涡轮机的可旋转部件5。风力涡轮机的可旋转部件包括发电机20的转子。在该实施例中，发电机20的转子包括制动盘11。制动盘11包括孔12。

杆8包括销13，该销13进入孔12中，使第二杆8与风力涡轮机的可旋转部件5的制动盘11连接。

第二杆8可以相对于第一杆7移动。风力涡轮机的可旋转部件5连接到第二杆8，并且与第二杆8一起相对于风力涡轮机的固定部件4移动。

在图4中，第一对线性致动器14a缩回，并且第二对线性致动器14b伸展。第二杆8在图4中处于相对于第一杆7的最右侧位置。

第二杆8包括销13，销13与制动盘11的孔12相互作用。

图5显示了转动装置的细节。

图5显示了制动盘11的细节。制动盘11包括孔12。

第二杆8包括销13。销13可以移动进入孔12中，以便将第二杆8连接到制动盘11。当销13连接到制动盘11并且第二杆8移动时，制动盘11与第二杆8一起移动。

风力涡轮机的可旋转部件5包括制动盘11，因此风力涡轮机的可旋转部件5随着制动盘11移动。

图5示出了处于缩回状态的销13。在该状态，销13不连接到制动盘11。

图6显示了转动装置的细节，该转动装置与风力涡轮机的制动盘接合。

转动装置的第二杆8包括销13。销13被制备和布置成使得其与制动盘11的孔12连接。

在图6中，销13伸展，因此它们穿过制动盘11的孔12。当第二杆8相对于第一杆7移动时，制动盘11与第二杆8一起移动。

图7显示了带有另一优选驱动件的转动装置。

转动装置6包括第一杆7和第二杆8。转动装置包括驱动件。驱动件能够使第二杆8相对于第一杆7移动。

驱动件包括马达15，该马达15设有齿轮16。带有齿轮16的马达15连接到第一杆7。第二杆8包括齿周17。齿轮16与齿周17相互作用。

当马达15旋转齿轮16时，第二杆8相对于第一杆7移动。

虽然已经参照优选实施例详细描述了本发明，但应该懂得，本发明不限于所公开的示例，在不脱离本发明范围的情况下，本领域技术人员可以进行多种其它改变和变化。

应该注意，在该申请中使用“一”或“一个”不排除复数，并且“包括”不排除其它的步骤或元件。并且在不同实施例中描述的元件可以被组合。还应该注意，权利要求中的参考标号不应被解释为限制权利要求的范围。