[发明专利]具有管状支撑结构和轴承组件的风力涡轮机

说明书

本发明涉及一种用于风力涡轮机的支撑结构（1）的新颖设计。支撑结构（1）包括基部（8）、第一孔口（2）、第二孔口（4）和一个或更多个第三孔口（6）、在支撑结构的基部处的多个开口（10）。进一步地，第一孔口（2）包括轴承组件，其继而包括外环（20）和内环（18），其中轴承组件使用紧固装置（22）联接到第一孔口（2）。轴承框架（16）通过轴承组件的外环（20）联接到支撑结构（1）。轴承组件的外环（20）包括多个孔（26），轴承框架（16）通过所述多个孔（26）联接到支撑结构（1）。

技术领域

本发明涉及风力涡轮机组件。更具体地，本发明涉及一种用于支撑风力涡轮机的部件的支撑结构。

背景技术

由于最近采取了降低碳排放水平的措施，风力涡轮机正在获得广泛接受。随着如此大规模地接受风力涡轮机，需要在所有层面上改进风力涡轮机的效率。风力涡轮机的结构需要非常高效且维护成本最低。应确保不会由于结构缺陷而产生经常性的维护成本。

通常，基部支撑结构是支撑风力涡轮机的关键部件（诸如主轴、齿轮箱和发电机）的基部支撑结构。基部支撑结构设计用于将负载分配到下面的支撑结构，诸如风力涡轮机的塔架。基部支撑结构通常设计成具有平坦结构，风力涡轮机的部件搁置在其上。平坦基部支撑结构由外壳包围。该结构在将负载有效地传递到下面的支撑结构方面是低效的。

典型的齿轮机舱设计基于开放式机舱结构，其中传动系联接到机舱的顶部。该结构由铸造材料构成。进一步地，还规定了容纳轴承壳体和齿轮箱。该结构在某种程度上是有效的，但是对于开放式机舱设计的结构稳定性存在改进的余地。主要挑战是在结构中实现期望的刚度水平。特别地，期望具有良好的扭转和倾斜刚度，这在当前的基部支撑结构设计中是缺乏的。

到目前为止，通过添加额外材料以加强机舱来解决该问题。例如，机舱可以由额外的肋和增加的壁厚支撑。另外，可以增加机舱的高度以获得更大的刚度。上述解决方案略微提高了机舱的结构完整性。需要更好地设计基部支撑结构，其为风力涡轮机提供所需的结构效率。

因此，需要一种轴承盖，其可以在不需要用螺栓连接到轴承壳体的情况下被附连。进一步地，需要一种轴承盖，其可以非常靠近轴承联接，使得外来颗粒不会进入轴承。此外，需要使轴承盖更轻并且更容易制造。

发明内容

为了实现本发明的目的，公开了根据权利要求1至10的具有轴承组件的支撑结构。支撑结构包括基部、第一孔口、第二孔口和一个或更多个第三孔口、在支撑结构的基部处的多个开口。进一步地，第一孔口包括轴承组件，该轴承组件包括外环和内环，其中轴承组件使用紧固装置联接到第一孔口。

在本发明的一个方面中，轴承组件的外环包括多个孔。外环可以具有增加的厚度以容纳多个孔。多个孔可适于接收螺栓连接装置。

在本发明的另一方面中，轴承组件经由外环中的多个孔联接到第一开口。外环包括沿圆周的多个孔。在一些情况下，多个孔可以彼此等距。在一些其它情况下，多个孔可以彼此间隔开任意距离。然而，多个孔布置在距轴承组件的中心等距的位置。

在本发明的仍另一方面中，轴承组件的外环的厚度高于内环的厚度。增加外环的厚度以容纳多个孔。多个孔消除了轴承壳体将轴承联接到支撑结构的需要。

在仍另一发明中，紧固装置包括螺栓连接装置和焊接装置中的至少一个。

在本发明的仍另一方面中，支撑结构的基部处的多个开口被构造成容纳用于控制风力涡轮机的偏航角的装置。例如，支撑结构的基部处的多个开口可以容纳用于控制风力涡轮机的叶片的偏航角的机动单元。

在本发明的一个方面中，支撑结构适于至少部分地包围动力传动系、齿轮箱和发电机。在示例性实施例中，支撑结构可以完全包围动力传动系、齿轮箱和发电机。

在本发明的另外的方面中，支撑结构由合金基材料构成。在另一实施例中，支撑结构可以由复合材料构成。