[发明专利]包括滑动轴承的风力涡轮机

说明书

本发明涉及包括滑动轴承的风力涡轮机，具体提供了一种风力涡轮机（20），所述风力涡轮机（20）包括转子、轴（13），转子包括被连接到毂（11）的多个转子叶片（10），轴（13）具有被连接到毂（11）的第一端部和被连接到发电机（14）的第二端部。根据本发明，涡轮机（20）还包括流体动压轴承（1），流体动压轴承（1）包括润滑装置（23）和多个瓦块（3、4），多个瓦块（3、4）各自具有适于支承轴（13）的滑动表面（22）。

技术领域

本发明涉及一种风力涡轮机以及此类风力涡轮机产生电功率的用途。

背景技术

当风力涡轮机的标称输出功率增大时，该风力涡轮机的各部件的尺寸和重量也增大。例如，当前的大型风力涡轮机的转子直径超过一百米。因此，由风力涡轮机的轴承所支承的重量多年来显著地增大。

通常，用于支承风力涡轮机的轴的轴承是滚珠或滚柱轴承并且因此属于流体静压（hydrostatic）类型。使用粘性润滑剂来润滑轴承的滚珠或滚柱。此类滚珠和滚柱轴承带有的问题是如下两方之间的相对小的接触面积，一方是内和外轴承环，另一方是滚珠或滚柱。该小的接触面积导致滚珠或滚柱上的高负载和相应地高磨损和磨耗，并且也导致轴承环的滚道上的高负载和相应地高磨损和磨耗。由于该原因，构想了在风力涡轮机应用中使用滑动轴承。

滑动轴承属于流体动压（hydrodynamic）类型，这意味着由润滑剂的薄膜来提供润滑。该薄膜由滑动表面在相互上的滑动运动来产生并保持。然而，该薄膜在轴承停止期间将会消失。因此，在启动期间将要克服高摩擦力，一旦润滑剂膜得以恢复，则摩擦力将会显著地减小。

在使用滑动轴承的风力涡轮机应用中，可能没有足够的风力以克服该摩擦并且使风力转子以及连接到该风力转子的轴开始旋转。这导致在关停风力涡轮机之后（例如由于维护）或在无风期之后出现不期望地长的停机时间。

因此，需要关于在风力涡轮机中使用流体动压轴承的改进的设备和操作方法。

发明内容

为了改善上面所提到的方面中的至少一个，本发明提供了一种风力涡轮机，所述风力涡轮机包括转子、轴，转子包括被连接到毂的多个转子叶片，轴具有被连接到毂的第一端部和被连接到发电机的第二端部。本文中，如关于毂、轴以及发电机的连接的术语“被连接”包括直接和间接类型的连接两者。对于间接连接的常见示例会是借助于齿轮箱等。根据本发明，风力涡轮机还包括流体动压轴承，流体动压轴承包括润滑装置和多个瓦块（pad），多个瓦块各自具有适于支承轴的滑动表面。

可倾瓦块流体动压轴承相对于现有技术中所使用的轴承的优点在于其提供了关于组件的旋转和静止部分之间的接触区域的自由度。这使得其可以将瓦块的总表面面积选择成大到足以经受经由轴加在瓦块上的力而且小于常规流体动压轴承的瓦块的总表面面积，由此减小了摩擦。

可倾瓦块轴承的有利之处在于其可动态地适应于经由轴传递的变化的力。此外，可倾瓦块轴承可以相比标准流体动压轴承更容易地制造并且具有更低的重量。

优选地，多个瓦块包括至少一个能够沿径向方向移动的瓦块。本文中，径向方向是垂直于轴的纵向轴线的方向。可移动瓦块可使轴承容易维护。例如，可移动瓦块可以被移动离开轴并且其经润滑的滑动表面或者瓦块的包括滑动表面的部分可被容易地替换。在这种情况下，可以通过如下方式使得连续地操作风力涡轮机成为可能：借助于一组瓦块来接合轴，而同时替换被移动离开轴的第二组瓦块，并且反之亦然。

优选地，至少一个可移动瓦块可以适于使轴抬升。这在包括固定或不可移动瓦块的构造中是尤其有用的。借助于可移动瓦块使轴抬升也将会使该轴从固定或不可移动瓦块抬升，这也有助于对该瓦块的维护。

至少一个可移动瓦块可包括液压缸装置。液压缸装置代表用于使高负载移动的已知器件，高负载例如是风力涡轮机所通常使用的大型轴。