[发明专利]流体膜轴承和风力涡轮机

说明书

流体膜轴承和风力涡轮机。流体膜轴承，特别是用于风力涡轮机（1）中的转子毂（3）的流体膜轴承，包括支撑旋转的外部部件（7）的内部部件（6），其中内部部件（6）包括沿内部部件（6）的外部圆周分布的多个径向垫（8、9、28、29），径向垫（8、9、28、29）中的每个都具有至少一个径向垫滑动表面（10、30、31），其中径向垫滑动表面（10、30、31）在径向方向上支撑外部部件（7）的至少一个外部部件滑动表面（14、32、33）。

技术领域

本发明涉及一种流体膜轴承，特别是用于风力涡轮机中的转子毂的流体膜轴承，该流体膜轴承包括支撑旋转的外部部件的内部部件。本发明还涉及一种风力涡轮机。

背景技术

风力涡轮机通常包括塔架、安装在塔架顶部上的机舱和具有已安装的转子叶片的转子毂，该转子毂可相对于机舱旋转以进行发电。毂可以耦接到驱动发电机的齿轮箱，或者风力涡轮机可以是直接驱动涡轮机。在第二种情况下，毂直接驱动发电机的转子。特别是在直接驱动风力涡轮机中，使用布置在定子外面并且直接耦接到毂的转子可以是有利的。在此情况下，转子和毂的布置需要由至少一个轴承可旋转地支撑。

文件WO 2013/034391 A2公开了一种使用单个滑动轴承的直接驱动风力涡轮机。在该轴承中，多个紧密间隔的垫安装在连接到毂的轴承的旋转外圈上。这些垫的凹形滑动表面在内部部件的滑动表面上滑动。与可用于此种布置的垫有关的细节例如在文件WO2018/166660 A1中公开。

任何种类的滑动轴承，特别是用于相对较重和相对较强负载的部件（如风力涡轮机的毂）的滑动轴承，将导致滑动表面，特别是垫的一定磨损。虽然这种磨损可以通过使用流体膜轴承而不是普通的滑动轴承来减少，但一定量的磨损仍然是不可避免的，特别是当使用流体动力学轴承时，因为流体膜只有在达到一定的旋转速度后才会在这些轴承中建立。这是特别正确的，因为垫通常在滑动表面的边缘上具有锐角，以确保其形状与内部部件的滑动表面匹配。因此，一般来说，有必要在一定的间隔内更换此种轴承的垫。

在前面讨论的轴承中，此种更换可能是有问题的，因为要么需要从毂的外部接近垫，要么需要在毂内提供专用的匍匐空间以接近垫。

发明内容

因此，本发明的目的是提供一种轴承，其可以允许更容易地接近垫，特别是当用作风力涡轮机中的毂的轴承时，并且可以允许更低的磨损。

该问题由最初讨论的流体膜轴承解决，其中内部部件包括沿内部部件的外周分布的多个径向垫，该径向垫中的每个都具有至少一个径向垫滑动表面，其中径向垫滑动表面在径向方向上支撑外部部件的至少一个外部部件滑动表面。

使用安装到内部部件（其可以特别是静态的）而不是外部部件（其可以特别是可旋转的）的垫，允许更容易地接近垫，特别是当流体膜轴承用于风力涡轮机时。在此情况下，在轴承的区域中内部部件通常具有近似管形。因此，内部部件形成了自然的匍匐空间，或甚至是更大的接近空间，以用于人员接近内部部件的壁，垫可以安装到该内部部件。如下面更详细讨论的，将垫安装在内部部件上也可以有助于避免在垫的径向垫滑动表面的圆周端处出现锐角，这也可以有助于减少磨损。

用于轴承的垫，例如下面将讨论的径向垫和可选的轴向垫，通常包括形成垫的滑动表面的接触部件和用于将接触部件安装到安装表面的支撑部件。接触部件和支撑部件之间的连接通常允许接触部件在至少一个方向上倾斜，以补偿内部和外部部件的轻微未对准以及公差。接触部件可以连接到支撑部件，例如通过枢轴、球窝连接或柔性支撑。用于提供此类垫的各种方法在现有技术中是已知的，并因此将不作详细讨论。应该注意的是，在一些情况下，仅接触部件被认为是垫，并且支撑部件被认为是垫支撑。因为接触部件和支撑部件之间的连接不是本发明的重点，并且这些部件也可以形成为单件，例如在柔性支撑的情况下，因此这些部件的组合将被简称为垫。