[发明专利]具有密封的定子室的风力涡轮机

说明书

技术领域

本发明涉及一种风力涡轮机，其包括：

-风力涡轮机塔架；

-设在风力涡轮机上的机舱；

-风力涡轮机转子轮毂，所述风力涡轮机转子轮毂可旋转地安装在所述机舱上，所述风力涡轮机转子轮毂具有至少一个安装在其上的风力涡轮机叶片；

-轴，所述轴联接至所述风力涡轮机转子轮毂；以及

-发电机，所述发电机联接至所述轴，其中所述发电机包括转子，所述转子相对于定子可旋转地安装，所述转子包括至少一个超导转子线圈，所述超导转子线圈位于由转子壳体封装的转子室内，所述定子包括至少一个导电材料的定子线圈，所述定子线圈位于由定子壳体封装的定子室内；所述超导转子线圈和所述定子线圈被设置为具有相互作用的磁场，当所述转子旋转时，所述相互作用的磁场感应所述定子线圈内的电流，其中在所述转子壳体和所述定子壳体之间具有转子-定子间隙。

背景技术

在这方面，已经使用和开发了风力涡轮机。在最近的研究和提议已经建议使用超导发电机。

通常，超导体比传统的导体更轻且更小，因此，用于风力涡轮机中以降低其重量或使其产生更大的动力，是很有吸引力的。

US2009/0224550A1公开了超导风力涡轮机的这个提议的一个实施例。对于在岸上和离岸的实际用途和操作，所公开的超导风力涡轮机具有许多缺陷，例如不适合操作条件的超导转子线圈和线圈的结构和设置。

US4146804A公开了超导风力涡轮机的另一个实施例。该结构公开了设置在发电机壳体内的定子组件和转子组件，其中定子组件和转子组件分别设置在定子外壳和转子外壳中。转子组件安装在两个轴承上，两个轴承位于发电机壳体的端板。定子组件包括多个定子线圈，定子线圈缠绕在胶纸板孔密封上，该胶纸板孔密封连接至末端两个端板。该结构的缺点是，该胶纸板在回转端部可以朝着转子组件向外弯曲或甚至由于泵压和油压而塌陷。为了保持转子外壳和定子外壳的空气间隙尽可能小，转子组件由轴承支撑，以便转子组件相对于定子组件是稳定的，从而使空气间隙减小。然而，这种支撑结构增加了发电机的总重量，增加了生产成本。

发明目的

本发明的一个目的是提供一种克服现有技术中的缺陷的装置，以在风力涡轮机定子和转子相互作用中使用超导定子线圈，以减小重量和/或尺寸或允许更大的功率输出。

本发明的一个目的是提供一种结构，以使基于超导转子线圈装置的转子在风力涡轮机内运行。

本发明的一个目的是提供一种结构，其使得定子与基于超导转子线圈装置的转子相互作用。

本发明的一个目的是提供一种装置，该装置用于定子线圈装置的冷却，该定子线圈装置与基于超导转子线圈装置的转子相互作用。

本发明的一个目的是提供一种结构，以防止定子壳体内壳向着转子向外弯曲。

发明内容

本发明的一个目的这样实现，一种风力涡轮机，其特征在于：

-所述定子壳体包括面向所述转子壳体的定子内壳，其中所述定子内壳包括至少一个第一内壳元件，所述至少一个第一内壳元件至少连接至定子铁内的至少一个楔形体，所述定子铁安装在定子室内。

该结构使得定子壳体内壳连接至定子铁，特别是至少一部分楔形体使定子线圈保持在位置上，从而防止定子壳体内壳向转子组件弯曲或塌陷。第一内壳元件为几毫米的薄圆筒形板，例如1mm至6mm之间，优选地1mm至3mm之间或1mm至2mm之间。该薄板使定子线圈和转子线圈之间的距离变小，以使发电机的效率增加。第一内壳元件优选由非磁性和/或非导电性材料制得，例如合适的金属或纤维增强塑料或合适的复合材料，其中纤维可以是玻璃、碳纤维或有机纤维。通过采用非磁性和非导电性材料制作第一内壳元件，降低发电机的损耗。

在一个特定实施方式中，所述楔形体包括面向所述转子壳体的外侧，其中所述外侧与所述定子铁的内边缘对齐。