[发明专利]不去除机舱情况下可维修的偏航制动盘段

说明书

技术领域

该发明涉及一种风力涡轮机偏航制动设备，并且更特别地涉及其磨损元件的可维修性。

背景技术

风力涡轮机使用风力涡轮机电力发生器单元，它利用由风力在多个转子叶片上产生的旋转力。叶片通过转子轴和齿轮驱动发生器单元。通过调节转子叶片的螺旋角来控制所述发生器单元，以保持与风能对应的发电和在运行时所需的发电。

与用来将主轴的旋转传递到发生器单元的传动机构一起，发生器单元被封装在机舱内，并且支撑在塔架上用于水平面中的旋转。

为了保证水平轴线风力涡轮机总是产生最大量的电能，使用偏航驱动器以保持转子叶片随着风方向改变而面向风。如果转子未与风对齐，则风力涡轮机具有偏航误差。偏航误差将导致较少量的风能冲击在转子区域上。偏航角是机舱的航向和迎着风的方向的参考航向之间的角。在风力涡轮机机舱中，偏航控制保持叶片总是朝着风的方向以允许风力有效地作用在叶片上。这由将机舱旋转到风的方向实现。风力涡轮机偏航控制包括偏航制动件。当由于极端风况风很大时偏航制动件限制机舱。

索普(Thorpe)的美国专利7,500,546 B2公开了一种钢制动件设计，它通过镇静钢和烧结金属磨损表面之间产生的摩擦力执行制动功能。钢表面可以是完整环形的盘，或可以是隔断的并被连接以形成完整环形的盘。烧结金属构成件在强度上较低，而且被隔断并安装到环形的盘。

分段的内衬包括紧固到支架的多个可消耗的内衬容器或杯。该杯由钢板金属冲压并形成以容纳内衬材料。然后通过传统的致密和烧结进程将粉末金属加到内衬杯。当接合制动机构时由内衬表面区域吸收的能量导致了制动件磨损。

对于风力涡轮机，现有技术已经采取了不同的方法以用于与风力涡轮机机舱一起使用的偏航制动件。因为偏航制动件必须是机舱旋转座轴承的部件，所以环形的制动盘不合适。

现有技术的例子是柴田(Shibata)的美国专利7,436,083 B2。旋转座轴承位于支撑结构(塔架)的顶面和安装在支撑塔架上的风力涡轮机机舱之间。一体地形成的制动盘附接在支撑结构和旋转座轴承之间。具有液压缸和制动钳的液压地致动的盘制动单元夹着制动盘。通过液压地致动的盘制动单元从制动盘的上侧和下侧按压制动盘导致机舱制动。为了维修，必须使用起重机移去机舱以暴露制动盘。必须通过起重机将旋转座轴承与制动盘一起移去并降低用于维修或更换。

在风力涡轮机中期望使磨损件可容易地维修。目前如果制动盘磨损或者被损坏，则必须移去机舱以维修该部件。不必须移去机舱将显著地减少停机时间和维护成本，这是因为将不需要外部起重机。

也期望提供一种装置，通过该装置能够轻易地将盘元件移去并使该盘元件降低到塔架下以用于维修或更换。

发明内容

简要地，本发明涉及一种风力涡轮机偏航制动设备，它包括圆形旋转支撑基件，所述圆形旋转支撑基件具有内柱壁和外柱壁，其中所述圆形旋转支撑基件安装在风力涡轮机塔架的顶面上，其中所述风力涡轮机塔架的顶面能够与风力涡轮机塔架一体地形成，或者能够布置在风力涡轮机塔架本身和旋转支撑基件之间。

该设备进一步包括安装到圆形旋转支撑基件的机舱。安装风力涡轮机塔架顶面/旋转支撑基件/机舱组件，以使所述机舱能够相对于所述风力涡轮机塔架旋转，即，旋转支撑基件要么是a)固定到风力涡轮机塔架顶面，要么是b)固定在机舱，其中，在a)情况下机舱在旋转支撑基件上旋转，并且在b)情况下旋转支撑基件与机舱一起在风力涡轮机顶面上旋转。

该设备进一步包括多个制动内衬元件，所述制动内衬元件可去除地安装到圆形旋转支撑基件；和盘制动单元，所述盘制动单元作用在制动内衬元件上。取决于上面提到的组件的构造，盘制动单元固定到机舱(a)或风力涡轮机塔架(b)。

因为磨损元件即制动内衬元件可去除地安装到圆形旋转支撑基件并且因此能够在不从涡轮机塔架去除旋转支撑基件和机舱的情况下替换或维修，所以本发明的设备可轻易地维修。在需要替换制动内衬元件的情况下，它们被简单地从旋转支撑基件断开而旋转支撑基件留在涡轮机塔架的顶面上，并且机舱留在旋转支撑基件上。

根据现有技术，一个一体地形成的制动盘布置在支撑结构即涡轮机塔架和载有机舱的旋转支撑基件之间。依照本发明，多个制动内衬元件可去除地安装到圆形旋转支撑基件。一旦风力涡轮机直立在给出的地点，则该地点处的风向具有优选的方向并且因此制动内衬元件的磨损不是恒定的。通过提供多个制动内衬元件，可能仅替换或维修那些磨坏的元件，这显著地减少涡轮机停机时间和维护成本。