对风力涡轮机组件的改进制造技术

本发明专利技术涉及对风力涡轮机组件的改进。具体地，提供了一种风力涡轮机组件（1）的塔架（3），其具有被布置成与风力涡轮机（100）的机舱（21）接口的连接部（4）。该连接部（4）首先能够包括位于与机舱（21）的接口处的第一外部凸缘（10），该第一凸缘（10）延伸至外部（E）。连接部（4）进一步可包括位于与机舱（21）接口处的第一凸缘（10），第一凸缘（10）布置于其上的基本为管状的适配元件（41）。本发明专利技术还提供了风力涡轮机组件（1）、风力涡轮机机舱（21）的舱罩（23）以及制造风力涡轮机（100）的塔架（3）和/或风力涡轮机组件（1）和舱罩（23）的方法。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及风力涡轮机组件的塔架，其具有被布置成与风力涡轮机的机舱接口的连接部。本专利技术还涉及风力涡轮机组件和风力涡轮机机舱的舱罩、以及制造风力涡轮机塔架的方法和/或制造具有塔架的风力涡轮机组件的方法、以及制造风力涡轮机机舱舱罩的方法。
技术介绍
风力涡轮机将风能转换成电能。这类风力涡轮机的主要操作部件通常被组装在风力涡轮机塔架之上，并包括机舱和具有转子叶片的轮毂。电气部件被组装在机舱内，其将转子的旋转能转化成电能。机舱内的电气部件(特别是发电机以及连接轮毂和这种发电机的传动系)具有非常大的重量。例如在直驱式风力涡轮机中(即，不具有将轮毂的旋转运动转换成下游传动系更快速旋转的变速箱的风力涡轮机)，发电机位于机舱内且与轮毂直接相邻。因而，机舱以及轮毂和转子的重心并不位于塔架的中间轴线，而是远离塔架。因此，在低风速条件下，机舱和轮毂及其所有部件的重量产生了导致俯仰动量的重力，该俯仰动量在理论上将迫使机舱在其轮毂侧向下倾斜。由于这一俯仰动量，将在塔架自身内产生扭矩。因此，机舱与塔架之间的连接以及塔架本身必须被实现为承受得住这种动量以及实际中的影响塔架与机舱之间连接以及该塔架的其他动量。这一问题参照附图1和2被更详细地示出: 图1示出了风力涡轮机组件1，在此是一个根据现有技术的完整的风力涡轮机100。用语“风力涡轮机组件”在这一上下文中被用来表示该例中所示的完全组装好的风力涡轮机，但也可用来表示尚未完全组装好的风力涡轮机。在风力涡轮机的构造期间即为如此，其中风力涡轮机组件包括用于风力涡轮机的至少一个塔架和这一风力涡轮机的机舱的各个部分或各个部件。风力涡轮机100包括塔架3，而且一机舱21位于塔架3之上。机舱21包括舱罩或外壳23，其防护机舱21的内部不受外部环境影响。在机舱21内组装有底座框架11和带有直驱式发电机29的主轴，其中底座框架用作对塔架3的稳定和连接元件。进一步向左可看见附接有转子叶片33的轮毂31。风来自风向W，并迫使轮毂沿其轴线旋转以驱动发电机29，使得风能转换成电能。在低风速条件下，机舱21以及轮毂31和转子33的总重量引起的重力G迫使机舱21以及轮毂31和转子33从机舱21的中心34向下。由于重心34并未位于塔架3的中心轴线X上，这意味着重力G将机舱21的前部拉向地面。此重力G由塔架3与机舱21间的连接所导致的反重力R阻止，这将机舱21保持在其所需位置。如果风变得更强，则重力G部分地或者完全地被升力抵消，该升力甚至能够大至足以完全克服重力G，并且略微迫使机舱21朝向相反方向，这意味着从重心34向上。在此情况下，塔架3的反向力R指向相反的方向。图2示出了根据现有技术的风力涡轮机装置I沿塔架3的纵向延伸部的剖视图。为清楚起见，只有塔架3的顶部部分以及只有机舱21的联结部件被示于该图中。机舱21的底座框架11搁在塔架3上，并经由以下布局结构而被连接到塔架3。偏航环5借助于全都沿塔架3周向的螺栓7而被附接到塔架3。这些螺栓7在连接部4处被插入到塔架3的孔中。连接部4在其朝向底座框架11的上侧上包括内部凸缘8，该内部凸缘8延伸至塔架3的内部J。底座框架11通过偏航夹具9连接到偏航环5，偏航夹具9在偏航环5的下表面处包围偏航环5。偏航马达19位于塔架3的外部E，该偏航马达19借助于保持设备17而被连接到底座框架11。连接部15从偏航马达19延伸至连接到偏航环5的齿轮13。通过操作偏航马达19，底座框架11以及因而机舱21能够一起沿塔架3的纵向轴线X旋转。由于存在重力G，使得向下的力F在第一连接点30处指向底座框架11与塔架3之间的连接部。在塔架3的相对侧上，在偏航夹具9与底座框架11之间的连接部处，即在第二连接点32处，产生将底座框架11向上牵拉的反作用力C。此反作用力C必须由底座框架11与塔架3之间经由偏航夹具9的连接来补偿。由于此反作用力C，在该图右手侧处在塔架内出现了挠矩T2，而由于向下的力F，在该图左手侧处出现反向的挠矩一旦风力条件变化，且上文提到的升力克服了重力G，那么塔架3中的挠矩1\、T2正好相反。 由于塔架3与底座框架11之间(即塔架3与机舱21之间)连接区域中出现的负载，使得该连接必须足够牢固，以便承受相当大的力和力矩。特别地，塔架本身必须被设计得足够牢固，以便承受由重力G和升力引起的所有可能的挠矩1\、T2。
技术实现思路
因而，本专利技术的目的是要改进风力涡轮机的塔架与风力涡轮机搁在塔架上的那些部分之间的连接。特别地，这些改进与负载和动量的减少有关、和/或与维护的改进有关、和/或与此连接区域中的制造可能性相关。此目的通过权利要求1所述的塔架、通过权利要求2所述的塔架、权利要求9所述的风力涡轮机组件、权利要求12所述的舱罩以及权利要求13、14和15所述的方法来实现。因此，在第一实施例中，上文提到的那类塔架的特征在于如下事实，S卩:连接部包括位于与机舱的接口处的第一外部凸缘，该第一凸缘延伸至塔架的外部。因而，不是利用在塔架内延伸(即突出至内部)的内部凸缘，而是利用延伸至外部即塔架外侧的外部凸缘。该措施由于仅仅需要重新设计塔架的顶部区段因而极易实现，通过该措施，减小了连接点与塔架壁之间的距离，这自动地减小了塔架壁中因重力和/或操作风力涡轮机时升力引起的局部挠矩。这是由于下述事实:连接点与塔架壁自身之间的距离越短，局部挠矩减小得越多。根据第二实施例，其是优选的但必须与本专利技术的第一实施例结合，根据本专利技术的风力涡轮机组件的塔架包括被布置成与风力涡轮机的机舱接口的连接部，其中连接部包括位于与机舱接口处的第一凸缘，并且连接部包括基本为管状的适配元件，第一凸缘布置在该适配元件上。这样的适配元件能够被视为是塔架最上部的塔架区段，但沿其主轴线(即该管状形状的轴线)具有的延伸部(优选仅为0.5至2米)比常见的塔架区段小。利用这种适配元件意味着(如果利用了第一外部凸缘)，几乎直到塔架的顶部都能使用现有技术的区段(即，具有内部凸缘而不是外部凸缘)，适配元件能够被用于适应于具有第一外部凸缘的连接部。然而，将第一内部凸缘用在与机舱的接口处时，使用适配元件也具有如下显著的优点。适配元件能够和与其相连的风力涡轮机偏航系统的偏航环组装在一起，特别是在两个元件被一起向上提升至适配器将被安装的水平面之前，在地平面上组装在一起。这使得更容易组装偏航环，这是因为偏航环已在地平面上被组装，并且这还意味着，对于适配元件以及对于偏航环仅需要一个提升过程。这提供了额外的时间节省，因而提供了成本节省，并且还可能提供了偏航环与适配元件之间更好的且更受控的连接。因而，根据本专利技术的一个实施例，一种制造风力涡轮机的塔架或具有塔架的风力涡轮机组件的方法包括如下步骤: 在连接部上布置基本为管状的适配元件，使得适配元件包括第一凸缘； 将偏航环附接到适配元件，并将适配元件以及附接的偏航环提升至塔架的顶端区域。根据本专利技术的另一实施例，一种制造风力涡轮机的塔架和/或具有塔架的风力涡轮机组件(其能够替代性地或者额外地用于前文所述的实施例)的方法包括如下步骤:在塔架上布置连接部，该连接部包括延伸至塔架外部的第一外部凸缘。本专利技术还涉及一种风力涡轮·机组件，其包括根据本专利技术的塔架以及机舱部件。这种机舱部件能够仅包括偏航环，而且还包括底座框架和/或风本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种风力涡轮机组件（1）的塔架（3），其具有被布置成与风力涡轮机（100）的机舱（21）接口的连接部（4），其中所述连接部（4）包括位于与所述机舱（21）的接口处的第一外部凸缘（10），该第一凸缘（10）延伸至外部（E）。

【技术特征摘要】
2012.01.30 EP 12153100.81.一种风力涡轮机组件(I)的塔架(3)，其具有被布置成与风力涡轮机(100)的机舱(21)接口的连接部(4)，其中所述连接部(4)包括位于与所述机舱(21)的接口处的第一外部凸缘(10)，该第一凸缘(10)延伸至外部(E)。2.一种风力涡轮机组件(I)的塔架(3)，特别是根据权利要求1所述的塔架(3)，其具有被布置成与风力涡轮机(100 )的机舱(21)接口的连接部(4 )，其中所述连接部(4 )包括位于与所述机舱(21)的接口处的第一凸缘(10)，且其中，所述连接部(4)包括基本管状的适配元件(41)，所述第一凸缘(10)被布置在所述适配元件(41)上。3.根据权利要求2所述的塔架，其中，所述适配元件(41)包括第二凸缘(12)，优选是内部凸缘，该第二凸缘(12)优选被布置成延伸到所述塔架的内部(J)，该第二凸缘(12)沿着所述适配元件(41)的延伸从机舱位置向下被布置在所述第一凸缘(10)的相对侧。4.根据前述权利要求之一所述的塔架，其中，偏航环(5)优选通过包括螺栓(7)的连接而被固定到所述第一凸缘(10)。5.根据前述权利要求之一所述的塔架，其中，所述连接部(4)在与所述机舱的接口处包括完全面向一个方向的单一凸缘(10)，其为所述第一凸缘(10)。6.一种风力涡轮机组件(1)，包括机舱部件和根据前述权利要求之一所述的塔架(3)。7.根据权利要求6所述的风力涡轮机组件，包括偏航环(5)和夹具(9)，其中所述偏航环(5)附接到所述第一凸缘(10)，所述夹具(9)被布置成在所述塔架(3)的内部(J)至少包围所述偏航环(5)的一部分。8.根据权利要求6或7所述的风力涡轮机组件，包括附接到所述第一凸缘(10)的偏航环(5)和连接到所述偏航环(5)的偏航马达(19),该偏航马达(19)被布置在所述塔架(3)的外部(E)上。9.一种风力涡轮机组件，特别是根据权利要求6至8之一所述的风力涡轮机组件，包括机舱舱罩(23 )...

【专利技术属性】
技术研发人员：P梅塔，T芒克汉森，
申请(专利权)人：西门子公司，
类型：发明
国别省市：