[发明专利]风力涡轮机

说明书

一种风力涡轮机，包括轮毂（3）和多个叶片（13），所述叶片经由叶片轴承（2）可旋转地附接到所述轮毂（3），所述叶片轴承包括内圈（6）和外圈（5），所述内圈联接到相应叶片（13）并且所述外圈联接到所述轮毂（3）、或者所述内圈联接到所述轮毂（3）并且所述外圈联接到相应叶片（13），并且在这些圈（5,6）之间提供滚动元件（15），其中，所述外圈（5）或者内圈（6）具有带有周向变化厚度（d,D）的截面。

技术领域

本发明涉及一种风力涡轮机，该风力涡轮机包括轮毂和多个叶片，所述叶片经由叶片轴承被可旋转地附接到轮毂，所述叶片轴承包括内圈和外圈，所述内圈联接到相应叶片并且所述外圈联接到所述轮毂、或者所述内圈联接到所述轮毂并且所述外圈联接到相应叶片，并且在这些圈之间提供滚动元件。

背景技术

如果风作用到风力涡轮机的叶片上，轮毂旋转。如公知的，这种旋转最终被传递到发电机上。通常，叶片经由叶片轴承被可旋转地附接到轮毂，从而允许相应的叶片变桨，这例如取决于风力或者风向等等。通常，设置在涡轮机塔架顶部的机舱被导向成迎风，使得叶片直接地取向成朝向风向，所述机舱包括轮毂和相应的部件。当风吹过时，可产生大的拍打弯曲力矩，这会导致如下风险，叶片轴承可能会轻微地打开从而导致在内圈和外圈（具体地，设置在内圈和外圈处的相应滚道）之间的不均等的负载分布，这将因此降低轴承的寿命。因此，作出努力以通过增加外圈尺寸来加固叶片轴承的外圈，因此增加外圈刚度并且减少外圈的变形。这增加了轴承的重量以及特种钢（例如42CrMo4）的量，轴承圈由所述特殊钢制成。另一方法是通过在离感兴趣的位置更远处增加材料来增加轮毂的刚度，但是这种方法也导致增加额外材料并且因此增加重量。

发明内容

本发明的目的是提供一种改进的风力涡轮机。

为了解决这个问题，如上文提及的风力涡轮机的特征在于，外圈或者内圈具有带有周向变化厚度的截面。

创新性叶片轴承的外圈或者内圈具有周向变化的厚度。例如外圈的孔相对于外圈的中心来说是略微偏心的，内圈设置在该外圈的孔内，该外圈可具有圆形的外周或稍微椭圆的外周。因此，内圈相对于外圈是略微偏心的。外圈的这种变化的厚度允许轴承足够刚硬，以在由风力所引起的施加到轴承上的负载导致需要被加强的区域中支撑其自身。在另一方面，轴承在其中轮毂是刚硬的并且负载较低的区域中是足够薄的。所以，轴承（具体地，外圈）的设置根据轮毂处的源自于作用在叶片（具体地，轴承和轮毂）上的风力的负载分布被选择。这允许在高负载以及更软的伴随或周围结构（即，轮毂）的区域或位置中增加外圈及因此整个轴承的刚度，而不在较低负载的位置或区域中添加额外的材料。

作为替代，内圈的孔可以是偏心的而外圈的孔是居中的。该实施例也展示了上述优点。

厚度自身在最大和最小厚度之间连续地变化。借助当前的锻造技术容易制造具有创新性变化厚度的圈，该变化厚度尤其在最大和最小厚度之间连续地变化。有可能制造具有宽范围变化尺寸或直径的圈并且因此制造用于不同叶片或轮毂尺寸的轴承。要注意的是，外圈可以是一件式圈或者可以由多个圈部段制成，内圈也是如此。

优选地，外圈或者内圈被设置成使得，具有最大厚度的区段被定位成朝向轮毂的前侧并且具有最小厚度的区段被定位成朝向轮毂的后侧。这意味着外圈或内圈的最厚区段被导向成朝向风向，而圈的最薄区段被定位在相对侧。考虑到当前风力涡轮机设置的轮毂处的真实负载分布，该设置是非常有利的。

在又一实施例中，轮毂包括具有表面的附接区域，所述表面具有与外圈或内圈的附接侧表面相对应的几何结构。因为由外圈或者内圈的厚度沿周向方向变化导致外圈或者内圈的侧表面的表面区域沿周向方向变化，所以有利的是，该表面几何结构也被实现在轮毂的附接区域处，外圈或者内圈经由螺栓等被附接到所述附接区域。这允许实现外圈或者内圈在轮毂处的完好固定和支撑。