[发明专利]风力涡轮机和构造风力涡轮机的方法

说明书

技术领域

本发明涉及具有机舱和转子的风力涡轮机，转子包括轮毂和多个叶片，机舱和轮毂在接口区中彼此连接，风力涡轮机进一步包括输送系统，用于将液压和/或气动流体从机舱输送到轮毂中。本发明还涉及构造这种风力涡轮机的方法。

背景技术

当今的风力涡轮机，特别是功率输出超过1MW规模的大型风力涡轮机是非常复杂的系统。尽管它们的尺寸巨大，但它们的操作状态仍需要适应当前的天气条件，特别是风力条件。出于该目的，这类风力涡轮机转子的转子叶片的位置可被调节。所谓的“浆距控制系统”允许通过绕其纵向轴线旋转叶片来相对于风定位转子叶片。因此，转子的旋转速度可被控制，而且可获得最大功率输出。

转子叶片浆距控制的通常方式是通过使用电动浆距控制系统，其中电动引擎控制叶片的浆距。然而，一直希望使用液压浆距系统（或气动浆距系统——在本申请的上下文中，气动浆距系统也被概括在“液压浆距系统”这一表述下），而不是电动浆距系统。此类液压系统通常更容易控制，并且它们在风力涡轮机发电机的功率输出中断的情况下仍能起作用，因为它们不直接依赖风力涡轮机本身提供的电力供应。为了驱动这样的液压浆距系统，必须具有输送系统，该输送系统在轮毂中在一定的压力下将液压和/或气动流体（如液压油、水或任何其它液体或气体）输送到浆距控制系统中。换言之，液压和/或气动流体通过泵被置于一定的压力下，并引导到都位于轮毂内部紧邻转子叶片的分配区、叶片区和收集器区。

然而，已经证明此加压的液压和/或气动流体的输送是相当复杂的。这是由于在风力涡轮机的操作中，轮毂旋转，从而使得必须寻找如何使输送系统的管子不与轮毂一起以会因扭转而受损坏的方式旋转的方案。

发明内容

因此，本发明的一个目的是要提供一种供应和/或操作具有改进的输送系统的风力涡轮机的可能性，输送系统将液压或气动流体从风力涡轮机的机舱输送到轮毂中。本发明的一个具体目的还要提供对出于维修和/或组装风力涡轮机目的而想从机舱进入轮毂中的人员造成最小障碍的输送系统。

本发明的目的通过权利要求1所述的风力涡轮机和权利要求10所述的方法来实现。

因此，上面提到的那类直驱型风力涡轮机被实现为使得输送系统包括旋转单元作为让流体通过的连接，该旋转单元的一部分在操作中与轮毂一起旋转，该旋转单元被定位在轮毂中背离机舱与接口（或称交界）区有间距的位置处，所述输送系统还包括从接口区引入轮毂中从而到达旋转单元的管道系统，该管道系统被固定在其位置中。

旋转单元可被表征为输送系统的构造元件，其具有静止（或非旋转）部分和旋转（或非静止）部分，这两部分以旋转部分可绕预定旋转轴线旋转的方式彼此连接。静止部分和旋转部分之间的连接使得基本上没有液压和/或气动流体从旋转单元的内部传送到其外部，即旋转单元的内侧是隔离的，从而使得防止了泄漏。当流体被引入到静止部分的内部时，它会传送到旋转部分的内部，由此进入输送系统的其它（静止或非静止）部分。流体还可被引入到旋转部分中，并传送到静止部分中。流体从机舱传送到轮毂中，但是，如果需要，也可以相反方向返回。例如，位于机舱中的泵可将流体通过旋转单元泵送到轮毂中的液压浆距系统中。流体还可被引导返回机舱中，例如返回到机舱中的储器中。

本发明利用了这样一种旋转单元，其被特别地定位在轮毂中背离机舱与接口区有间距的位置处。这种接口区位于风力涡轮机的内部作为过渡区域，机舱和轮毂都终结于其中，该过渡区域因此可分配（或划分）给机舱或轮毂，而不需要清楚无疑地分配给两者中的任一个。机舱形成第一空腔，由直驱型风力涡轮机环绕的空间形成第二空腔，而轮毂形成第三空腔。接口区位于第二空腔连接到第三空腔之处。接口区通常被用来从机舱进入到轮毂中，这意味着平均身材的成年人可通过这些空腔行进。风力涡轮机的主要功能元件都不位于接口区的空腔中。这样的功能部分具体是转子、浆距系统或发电机。在直驱型风力涡轮机（后文将对其详细描述）的情况下，能在接口区的周围组装发电机，即并非在接口区中组装，而是在接口区的周围组装。通常，接口区可从机舱的外部边界朝面向轮毂的方向引出。机舱的外边界由其外壳（即所谓盖罩）的边界清楚限定。这些边界限定了延伸通过风力涡轮机内部的平面。由此平面朝任一侧进入机舱中，进入轮毂中，接口区延伸不超过0.3米。

换言之，旋转单元被定位在轮毂内部，即在接口区的另一侧上远离机舱。由于这一定位，使得旋转单元并不防碍人员想要通过的机舱内或接口区中的操作，不受任何物体（例如旋转单元）的阻碍。