專利名稱：用于產(chǎn)生電能的風(fēng)力渦輪機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于產(chǎn)生電能的風(fēng)力渦輪機(jī)。更具體地，本發(fā)明涉及這樣一種風(fēng)力渦輪機(jī)，其包括支撐結(jié)構(gòu)；發(fā)動(dòng)機(jī)艙(nacelle，短艙)；相對(duì)于發(fā)動(dòng)機(jī)艙旋轉(zhuǎn)的葉片組件；第一和第二電機(jī)，分別包括基本上彼 此同軸的第一和第二定子以及固定至第一和第二定子以圍繞第一和第二軸線旋轉(zhuǎn)的第一 和第二轉(zhuǎn)子；以及將第一轉(zhuǎn)子連接至第二轉(zhuǎn)子的傳動(dòng)組件。
背景技術(shù)：
以上類型的風(fēng)力渦輪機(jī)可從以下文獻(xiàn)中得知WO 2008/078342A1 ； EPl, 363, 019A2 ；DE 196 52 673 Al ；DE 38 44 505 Al ；ES 2,140,301 A2 ；EP 1, 589, 222A2 ；DE 297 06 980 II;以及 FR 2，810，374A1。大功率風(fēng)力渦輪機(jī)的一個(gè)特別感興趣的解決方案是在W02008/078342的圖1、圖 4、圖5、圖6、圖9、圖11、圖12、圖13、圖16、圖17的實(shí)施方式中描述的風(fēng)力渦輪機(jī)，其中，風(fēng) 力渦輪機(jī)包括位于支撐結(jié)構(gòu)的相對(duì)側(cè)上的至少兩個(gè)電機(jī)。這些技術(shù)解決方案提供相對(duì)于支撐結(jié)構(gòu)的平衡質(zhì)量分配，并提供非常簡(jiǎn)單的裝 配，但是，第一和第二電機(jī)之間的傳動(dòng)組件引起其它問題。例如，在第二電機(jī)中放大了第一 轉(zhuǎn)子的任何振動(dòng)。更具體地，第一轉(zhuǎn)子與葉片組件直接連接，作用在葉片組件上的風(fēng)作用可 能導(dǎo)致第一轉(zhuǎn)子的位移，該位移基本上是第一轉(zhuǎn)子和第一定子的同心的微小變化的形式和 /或第一軸線的斜率的微小變化的形式，這在給定范圍內(nèi)被認(rèn)為是可接受的。第一軸線的斜 率變化使得第二轉(zhuǎn)子位移且該位移與第一和第二轉(zhuǎn)子之間的距離成正比，并且，可能導(dǎo)致 第二轉(zhuǎn)子的位移不再是可接受的。一般而言，當(dāng)將氣隙減小至一定程度以削弱第一和/或 第二電機(jī)的操作時(shí)，或者，當(dāng)縮短分別支撐第一和/或第二轉(zhuǎn)子的第一和/或第二電機(jī)的零 件的使用壽命時(shí)，認(rèn)為所述位移是不可接受的。通過用超靜定系統(tǒng)支撐第一和第二轉(zhuǎn)子，可 限制位移。然而，此解決方案將增加重量，并使風(fēng)力渦輪機(jī)的設(shè)計(jì)復(fù)雜，這將限制了對(duì)于第 一和第二電機(jī)的有源器件的接近，并將增加應(yīng)力和磨損。另一技術(shù)問題是在制造并裝配第一和第二電機(jī)的零件中所涉及的高精確度，以確 保風(fēng)力渦輪機(jī)的最佳性能，即，確保第一和第二電機(jī)與磨損有關(guān)的最大效率的性能，換句話 說-必須將第一和第二轉(zhuǎn)子的有源器件分別定位為完全面向第一和第二定子的有源 器件；-第一和第二定子必須具有重合的對(duì)稱軸線，并且，第一和第二軸線必須重合。甚至第一和第二電機(jī)的制造或裝配中僅有微小的尺寸差異，也會(huì)導(dǎo)致不對(duì)稱或不 對(duì)準(zhǔn)，并由此導(dǎo)致第一和第二電機(jī)的削弱的操作。第一和第二電機(jī)中的和傳動(dòng)組件中的熱膨脹差異造成另一技術(shù)問題。S卩，第一和 第二電機(jī)包括由不同材料制成的金屬結(jié)構(gòu)，并且，由于位置和功能的原因而受到不同程度 的過熱的影響。并且，在實(shí)際使用中，熱膨脹差異可導(dǎo)致第一和第二電機(jī)以及傳動(dòng)組件中的零件的不對(duì)稱或不對(duì)準(zhǔn)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的一個(gè)目的是，提供一種以上類型的被設(shè)計(jì)為消除現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)的用于 產(chǎn)生電能的風(fēng)力渦輪機(jī)。本發(fā)明的另一目的是，提供一種以上類型的被設(shè)計(jì)為減小第二轉(zhuǎn)子的位移的用于 產(chǎn)生電能的風(fēng)力渦輪機(jī)。本發(fā)明的另一目的是，提供一種以上類型的用于產(chǎn)生電能的風(fēng)力渦輪機(jī)，第一和 第二電機(jī)的零件的制造或裝配中的尺寸差異對(duì)其影響較小。本發(fā)明的另一目的是，提供一種以上類型的對(duì)熱膨脹差異不太敏感的用于產(chǎn)生電 能的風(fēng)力渦輪機(jī)。根據(jù)本發(fā)明，提供一種用于產(chǎn)生電能的風(fēng)力渦輪機(jī)，風(fēng)力渦輪機(jī)包括支撐結(jié)構(gòu)；發(fā) 動(dòng)機(jī)艙；相對(duì)于發(fā)動(dòng)機(jī)艙旋轉(zhuǎn)的葉片組件；以及第一和第二電機(jī)，分別包括基本上彼此同 軸的第一和第二定子以及固定至第一和第二定子以圍繞第一和第二軸線旋轉(zhuǎn)的第一和第 二轉(zhuǎn)子，風(fēng)力渦輪機(jī)包括將第一轉(zhuǎn)子連接至第二轉(zhuǎn)子的傳動(dòng)組件，并且，傳動(dòng)組件是可變形 的，以允許第一和第二電機(jī)之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)。根據(jù)本發(fā)明，傳動(dòng)組件變形以吸收應(yīng)力，并減小傳遞至第二轉(zhuǎn)子的應(yīng)力。在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方式中，傳動(dòng)組件包括至少一個(gè)彈性接頭和傳動(dòng)軸。根據(jù)本發(fā)明，傳動(dòng)軸可操作地將第一轉(zhuǎn)子功能性地耦接至第二轉(zhuǎn)子，并且，彈性接 頭彈性地變形，以減小由第一轉(zhuǎn)子傳遞至第二轉(zhuǎn)子的應(yīng)力。在另一優(yōu)選實(shí)施方式中，第一和第二電機(jī)是環(huán)形發(fā)電機(jī)；第一和第二轉(zhuǎn)子分別包 括第一和第二中空轉(zhuǎn)子鼓；傳動(dòng)軸包括中空汽缸；并且，彈性接頭是環(huán)形的，以將第一轉(zhuǎn)子 的內(nèi)部與第二轉(zhuǎn)子的內(nèi)部連接。根據(jù)本發(fā)明，將第一轉(zhuǎn)子、傳動(dòng)軸、彈性接頭和第二轉(zhuǎn)子設(shè)計(jì)為允許空氣在其內(nèi)部 流動(dòng)，因此，優(yōu)選地，可利用從風(fēng)力渦輪機(jī)外部供應(yīng)的空氣來冷卻第一和第二電機(jī)。在本發(fā)明的另一優(yōu)選實(shí)施方式中，中空汽缸和彈性接頭具有分別小于第一和第二 轉(zhuǎn)子鼓的外徑的外徑；并且，將第一和第二轉(zhuǎn)子劃分成轉(zhuǎn)子段，將第一和第二定子劃分成定 子段。根據(jù)本發(fā)明，定子段和轉(zhuǎn)子段是可接近的，并且可將其軸向地取出。在本發(fā)明的另一優(yōu)選實(shí)施方式中，中空汽缸和彈性接頭所具有的相應(yīng)內(nèi)徑允許操 作員通過以進(jìn)行檢查或維修。根據(jù)本發(fā)明，允許操作員接近第一轉(zhuǎn)子、葉片組件和第二轉(zhuǎn)子，以進(jìn)行檢查或維 修。


將參考附圖通過實(shí)例描述本發(fā)明的多個(gè)非限制性實(shí)施方式，其中圖1示出了根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施方式的風(fēng)力渦輪機(jī)的放大的局部截面?zhèn)纫晥D，為 了清楚起見，去除了一些部分；圖2示出了根據(jù)本發(fā)明的第二實(shí)施方式的風(fēng)力渦輪機(jī)的放大的局部截面?zhèn)纫晥D，為了清楚起見，去除了一些部分；圖3示出了根據(jù)本發(fā)明的第三實(shí)施方式的風(fēng)力渦輪機(jī)的放大的局部截面?zhèn)纫晥D， 為了清楚起見，去除了一些部分。
具體實(shí)施例方式在本發(fā)明的所有實(shí)施方式的附圖中，標(biāo)號(hào)1表示用于產(chǎn)生電能的風(fēng)力渦輪機(jī)—— 在所示實(shí)例中，是直接傳動(dòng)且角速度可變的風(fēng)力渦輪機(jī)。風(fēng)力渦輪機(jī)1包括支撐結(jié)構(gòu)2 ；發(fā)動(dòng)機(jī)艙3，其包括以旋轉(zhuǎn)方式固定至支撐結(jié)構(gòu)2 的環(huán)形中心件4 ；以及葉片組件5，其包括固定至發(fā)動(dòng)機(jī)艙3以圍繞軸線Al旋轉(zhuǎn)的輪轂6 ； 和多個(gè)葉片7，每個(gè)葉片7以旋轉(zhuǎn)方式可調(diào)節(jié)地裝配至輪轂6。在圖中所示的實(shí)例中，軸線Al基本上是水平的。風(fēng)力渦輪機(jī)1包括電機(jī)9，其依次包括環(huán)形定子10和環(huán)形轉(zhuǎn)子11，該環(huán)形轉(zhuǎn)子11 與定子10磁性地耦接，并且，通過軸承組件12使環(huán)形轉(zhuǎn)子11相對(duì)于定子10圍繞軸線Al 可旋轉(zhuǎn)地耦接。實(shí)際上，電機(jī)9是環(huán)形發(fā)電機(jī)。風(fēng)力渦輪機(jī)1還包括電機(jī)13，其依次包括環(huán)形定子14和環(huán)形轉(zhuǎn)子15，該環(huán)形轉(zhuǎn)子 15與定子14磁性地耦接，并且，通過軸承組件16使轉(zhuǎn)子15相對(duì)于定子14圍繞軸線A2可 旋轉(zhuǎn)地耦接。實(shí)際上，電機(jī)13是環(huán)形發(fā)電機(jī)。定子10和14基本上是同軸的(即，分別具有基本上重合的對(duì)稱軸線)并且是隔 開的，并通過中心件4連接，在所示實(shí)例中，中心件4介于定子10和14之間。轉(zhuǎn)子11和15 由傳動(dòng)組件17連接，傳動(dòng)組件17將旋轉(zhuǎn)從轉(zhuǎn)子11傳遞至轉(zhuǎn)子15，如圖1所示。將輪轂6直接裝配至轉(zhuǎn)子11，以將由風(fēng)產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)傳遞至轉(zhuǎn)子11。輪轂6是中空的，并且，在風(fēng)力渦輪機(jī)1的外部具有開口(未示出)，以允許氣流進(jìn) 入，從而冷卻輪轂6、電機(jī)9、13以及傳動(dòng)組件7 (圖1)。將中心件4固定至支撐結(jié)構(gòu)2，以圍繞軸線A3旋轉(zhuǎn)，并將葉片組件5定位為面向 風(fēng)。定子10、14是圓柱形的，并包括相應(yīng)的中空定子鼓19、20 ；和固定至定子鼓19、20 的外壁以冷卻電機(jī)9、13的外部的散熱片(冷卻翼片，未示出)。發(fā)動(dòng)機(jī)艙3包括兩個(gè)被安裝成接觸相應(yīng)定子鼓19、20的環(huán)形軸環(huán)21、22，并且，其 限定發(fā)動(dòng)機(jī)艙3的相對(duì)端，即，位于軸線A3的相對(duì)兩側(cè)上。定子鼓19、20具有相應(yīng)凸緣23，以將定子鼓19、20與中心件4和環(huán)形軸環(huán)21、22連接。定子鼓19、20、中心件4和環(huán)形軸環(huán)21、22限定發(fā)動(dòng)機(jī)艙3的承載結(jié)構(gòu)。參考圖1，葉片組件5、轉(zhuǎn)子11、傳動(dòng)組件17和轉(zhuǎn)子15限定部分地容納于發(fā)動(dòng)機(jī)艙 3內(nèi)的旋轉(zhuǎn)組件。在所示實(shí)例中，轉(zhuǎn)子11、傳動(dòng)組件17和轉(zhuǎn)子15容納于發(fā)動(dòng)機(jī)艙3內(nèi)，并 僅由位于發(fā)動(dòng)機(jī)艙3的相對(duì)兩端處的支承組件12、16支撐。支承組件12位于轉(zhuǎn)子11連接 至輪轂6的點(diǎn)處，同時(shí)，支承組件16位于發(fā)動(dòng)機(jī)艙3的自由端，緊鄰環(huán)形軸環(huán)22。每個(gè)定子10、14包括相應(yīng)多個(gè)軸向定子段對(duì)、25，其圍繞相應(yīng)的定子鼓19、20均勻 分布，并固定至相應(yīng)定子鼓19、20的內(nèi)面。每個(gè)定子段M、25包括鐵磁板板疊(pack)；和 至少一個(gè)僅固定至所述板疊的繞組，因此，可從相應(yīng)定子10、14取出每個(gè)定子段對(duì)、25，更具體地，可徑向取出。轉(zhuǎn)子11、15是中空的，并包括相應(yīng)的轉(zhuǎn)子鼓33、34，其具有足夠大的內(nèi)徑以允許工 人進(jìn)入，從而進(jìn)行檢查或維修。轉(zhuǎn)子鼓33、34是中空的和圓柱形的，并且，每個(gè)轉(zhuǎn)子11、15包括相應(yīng)多個(gè)轉(zhuǎn)子段 35、36，其平行于相應(yīng)軸線A1、A2并圍繞所述軸線均勻地分配。每個(gè)轉(zhuǎn)子段35、36包括固定 至轉(zhuǎn)子鼓33、34外壁的夾具(未示出)和相應(yīng)的多個(gè)通過相關(guān)夾具固定至相應(yīng)轉(zhuǎn)子鼓33、 34的永久磁體38、39，并且，可平行于相應(yīng)軸線Al、A2取出每個(gè)轉(zhuǎn)子段35、36。在所示實(shí)例中，電機(jī)9、13是同步的，但是本發(fā)明也適用于任何類型的旋轉(zhuǎn)電機(jī)， 例如，具有鼠籠式轉(zhuǎn)子的異步發(fā)電機(jī)，或具有帶有與永久磁體相反的旋轉(zhuǎn)繞組的轉(zhuǎn)子的同 步發(fā)電機(jī)。參考圖1，傳動(dòng)組件17是可變形的，以允許電機(jī)9和13之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)。更具體地，傳動(dòng)組件17是可變形的，以允許轉(zhuǎn)子11和15之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)和/或 軸線Al和A2的對(duì)準(zhǔn)發(fā)生變化。參考圖1，傳動(dòng)組件17包括環(huán)形彈性接頭44 ；以及傳動(dòng)軸45，其包括通過彈性接 頭44連接至轉(zhuǎn)子11的中空汽缸46和連接至轉(zhuǎn)子15并連接至中空汽缸46的中空汽缸47。轉(zhuǎn)子鼓33與葉片組件5直接連接，當(dāng)用風(fēng)施加應(yīng)力時(shí)，葉片組件5可相對(duì)于定子 鼓19移動(dòng)轉(zhuǎn)子鼓33。以各種方式引起葉片組件5上的應(yīng)力。例如，當(dāng)葉片組件5旋轉(zhuǎn)時(shí)，支撐結(jié)構(gòu)2和 臨近支撐結(jié)構(gòu)的葉片7產(chǎn)生湍流，導(dǎo)致葉片組件5的不對(duì)稱應(yīng)力。能夠在電機(jī)9、13或其零 件之間產(chǎn)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)的其它形式的應(yīng)力由葉片7或發(fā)動(dòng)機(jī)艙3上的陣風(fēng)(wind gust)導(dǎo)致， 或由葉片組件5本身的旋轉(zhuǎn)導(dǎo)致。彈性接頭44是可彈性變形的，從而當(dāng)由葉片組件5傳遞的應(yīng)力移動(dòng)轉(zhuǎn)子11時(shí)，彈 性接頭44變形，以減小傳遞至轉(zhuǎn)子15的應(yīng)力。通過中空汽缸46、47和環(huán)形彈性接頭44，可接近輪轂6和轉(zhuǎn)子11、15。因此，中空 汽缸46、47和彈性接頭44的內(nèi)徑足夠大，以允許工人進(jìn)入，從而進(jìn)行檢查或維修；并且，傳 動(dòng)軸45具有兩個(gè)開口 52 (每個(gè)中空汽缸45、47具有一個(gè)開口 )，其直徑足夠大，以使工人 能夠進(jìn)入傳動(dòng)軸45，并沿著傳動(dòng)軸5的內(nèi)部移動(dòng)進(jìn)入輪轂6中，其通過彈性接頭45和轉(zhuǎn)子 11，或進(jìn)入轉(zhuǎn)子15。按照規(guī)定的，輪轂6在與轉(zhuǎn)子11相對(duì)的側(cè)部上具有開口(未示出)；并且，發(fā)動(dòng)機(jī) 艙3在與輪轂6的開口相對(duì)的一側(cè)上具有位于轉(zhuǎn)子15處的另一開口 53，并且，其直徑使得， 通過輪轂6中的開口的氣流經(jīng)由另一開口 53流出。換句話說，將轉(zhuǎn)子11、傳動(dòng)軸45、彈性接頭44和轉(zhuǎn)子15設(shè)計(jì)為允許空氣從中流 過?？諝馔ㄟ^輪轂6中的開口流入；一直流至轉(zhuǎn)子鼓33，由此冷卻輪轂6和轉(zhuǎn)子11 ；通過彈 性接頭44和傳動(dòng)軸45從轉(zhuǎn)子鼓33流至轉(zhuǎn)子鼓34，由此冷卻傳動(dòng)軸45和轉(zhuǎn)子鼓34 ；并最 終通過另一開口 53從轉(zhuǎn)子鼓34流出。由此限定了風(fēng)力渦輪機(jī)1的內(nèi)部冷卻系統(tǒng)，另夕卜，由用于冷卻相應(yīng)定子鼓19、20的 散熱片(未示出)限定了外部冷卻系統(tǒng)以外。傳動(dòng)軸45是伸縮的，并包括中空汽缸46 ；安裝至中空汽缸46的外端法蘭M ；輝 接至外法蘭M的外端法蘭55 ；與中空汽缸46同軸的中空汽缸47 ；以及外法蘭57，其剛性地安裝至中空汽缸47并以滑動(dòng)方式安裝至中空汽缸46，且通過螺釘58或由圖1和圖2中 的虛線指示的類似緊固件固定至外法蘭55。中空汽缸47的外法蘭57位于中空汽缸46內(nèi)，從而當(dāng)去除螺釘58時(shí)，中空汽缸47 可在中空汽缸46內(nèi)滑動(dòng)，或者，中空汽缸46可在中空汽缸47的外部上滑動(dòng)，進(jìn)入操作位置 之一中。外法蘭55限定了用于中空汽缸47或46的擋塊，S卩，當(dāng)未將中空汽缸47插入中空 汽缸46時(shí)，其靠在外法蘭57上。當(dāng)中空汽缸46與轉(zhuǎn)子11連接且中空汽缸47連接至轉(zhuǎn)子15時(shí)，限定了第一操作 位置。在第一操作位置中，中空汽缸46和47僅在相應(yīng)端部重疊，以便由螺釘58連接，如 圖1和圖2所示。在第一操作位置中，傳動(dòng)軸45經(jīng)由中空汽缸46和47將旋轉(zhuǎn)從轉(zhuǎn)子11傳遞至轉(zhuǎn) 子15。當(dāng)中空汽缸46固定至轉(zhuǎn)子11且中空汽缸47不固定至轉(zhuǎn)子15而是在中空汽缸46 內(nèi)滑動(dòng)時(shí)，限定了第二操作位置(未示出)。在此情況中，傳動(dòng)軸45不將旋轉(zhuǎn)從轉(zhuǎn)子11傳 遞至轉(zhuǎn)子15，并且，僅有電機(jī)9運(yùn)行。當(dāng)中空汽缸47固定至轉(zhuǎn)子15且中空汽缸46不連接至轉(zhuǎn)子11而是在中空汽缸47 的外部上滑動(dòng)時(shí)，限定了第三操作位置(未示出)。在此情況中，傳動(dòng)軸45不將旋轉(zhuǎn)從轉(zhuǎn)子 11傳遞至轉(zhuǎn)子15，并且，僅有電機(jī)9運(yùn)行。在圖1中的第一實(shí)施方式中，彈性接頭44包括多個(gè)彈性塊60，其包括彈性材料，例 如橡膠或減震橡膠(adiprene)。在本發(fā)明的一個(gè)變型中，彈性塊60包括嵌在彈性材料中的 加固結(jié)構(gòu)，例如金屬絲網(wǎng)或布。彈性塊60介于中空汽缸46和轉(zhuǎn)子11之間，因此，中空汽缸46和轉(zhuǎn)子11在功能 上連接，而不是直接接觸。由于具有彈性特性，所以，當(dāng)受到彎曲的和/或壓縮的和/或張 力的和/或扭轉(zhuǎn)的應(yīng)力時(shí)，彈性塊60變形，并由此將旋轉(zhuǎn)從轉(zhuǎn)子11傳遞至中空汽缸46，但 是減小應(yīng)力，還使從轉(zhuǎn)子11傳遞至中空汽缸46的振動(dòng)衰減。傳動(dòng)組件17包括安裝至中空汽缸46并面向轉(zhuǎn)子鼓33的端部法蘭61。用緊固件 62將端部法蘭61固定至彈性塊60，并用緊固件62將轉(zhuǎn)子鼓33固定至彈性塊60。傳動(dòng)組件17包括剛性地固定至中空汽缸47并面向轉(zhuǎn)子鼓34的端部法蘭51 ；以 及用于將端部法蘭51與轉(zhuǎn)子鼓34可逆地(可掉換地，reversibly)連接的緊固件56。中空汽缸46，47、環(huán)形彈性接頭44、外法蘭M，55，57以及端部法蘭61，51的外徑 比轉(zhuǎn)子鼓33、34的直徑小，因此，轉(zhuǎn)子段35、36和定子段M、25是可平行于相應(yīng)軸線A1、A2 從中心件4取出的。在第一實(shí)施方式的變型(未示出)中，在中空汽缸47和轉(zhuǎn)子鼓34之間設(shè)置彈性 塊60，并且，應(yīng)力達(dá)到未變化的傳動(dòng)軸45，并由彈性塊60減小。在第一實(shí)施方式的變型(未示出)中，在中空汽缸46和轉(zhuǎn)子鼓33之間以及還在 中空汽缸47和轉(zhuǎn)子鼓34之間，設(shè)置彈性塊60。在本發(fā)明的第二實(shí)施方式中，如圖2所示，用傳動(dòng)組件48代替?zhèn)鲃?dòng)組件17，傳動(dòng)組 件48包括如圖1的傳動(dòng)軸45 ；和兩個(gè)環(huán)形彈性接頭49、50，每個(gè)彈性接頭包括多個(gè)金屬板 63。
傳動(dòng)組件48包括剛性地安裝至中空汽缸46并面向轉(zhuǎn)子鼓33的端部法蘭64 ；和 剛性地安裝至中空汽缸47并面向轉(zhuǎn)子鼓34的端部法蘭68。在轉(zhuǎn)子鼓33和中空汽缸46的端部法蘭64之間設(shè)置彈性接頭49 ；傳動(dòng)組件48包 括用于將端部法蘭64與彈性接頭49的金屬板63連接的緊固件65 ；并且，轉(zhuǎn)子11包括用 于將轉(zhuǎn)子鼓33與彈性接頭49的金屬板63連接的緊固件66。在轉(zhuǎn)子鼓34和中空汽缸47的端部法蘭68之間設(shè)置彈性接頭50 ；傳動(dòng)組件48包 括用于將端部法蘭68與彈性接頭50的金屬板63連接的緊固件69 ；并且，轉(zhuǎn)子15包括用 于將轉(zhuǎn)子鼓34與彈性接頭50的金屬板63連接的緊固件70。因此，傳動(dòng)軸4 (更具體地，中空汽缸46和47)在功能上與轉(zhuǎn)子鼓33和34連接， 以將旋轉(zhuǎn)從一個(gè)傳遞至另一個(gè)。由于可彈性變形，所以當(dāng)受到彎曲的和/或壓縮的和/或張力的應(yīng)力時(shí)，彈性接頭 49,50的金屬板63變形，由此分別將旋轉(zhuǎn)從轉(zhuǎn)子11傳遞至中空汽缸46，并從中空汽缸47 傳遞至轉(zhuǎn)子15，并減小所傳遞的應(yīng)力。彈性接頭49、50和端部法蘭64、68的外徑比轉(zhuǎn)子鼓33、34小。在本發(fā)明的以上實(shí)施方式的變型中，傳動(dòng)組件僅包括彈性接頭49、50中的一個(gè)， 并用剛性接頭代替另一個(gè)彈性接頭。在本發(fā)明的第三實(shí)施方式中，如圖3所示，用傳動(dòng)組件71代替圖1的傳動(dòng)組件17， 傳動(dòng)組件71包括傳動(dòng)軸72 ；以及包括兩個(gè)環(huán)形板74、75的環(huán)形彈性接頭73和包括彈性體 材料(例如，橡膠或減震橡膠(adiprene))的環(huán)76。在本發(fā)明的變型中，環(huán)76包括嵌在彈 性體材料中的加固結(jié)構(gòu)，例如金屬絲網(wǎng)或布。用環(huán)76連接環(huán)形板74、75。傳動(dòng)軸72包括中空汽缸77，其具有兩個(gè)開口 78，開口直徑足夠大以允許工人進(jìn)入 中空汽缸77的內(nèi)部。傳動(dòng)組件71包括剛性地安裝至中空汽缸77并面向彈性接頭73的外端法蘭79，以 及剛性地安裝至中空汽缸77并面向轉(zhuǎn)子鼓34的外端法蘭80。環(huán)形板74，75、環(huán)76和中空汽缸77具有足夠大的內(nèi)徑，以允許工人進(jìn)入，從而進(jìn)行 檢查或維修，并允許氣流從轉(zhuǎn)子鼓33流至轉(zhuǎn)子鼓34。中空汽缸77、端部法蘭79，80、環(huán)形板74，75和環(huán)76的外徑小于轉(zhuǎn)子鼓33、34的 內(nèi)徑，因此，可將轉(zhuǎn)子段35、36和定子段M、25平行于相應(yīng)軸線Al、A2地從中心件4取出。傳動(dòng)組件71包括用于將端部法蘭79可逆地固定至環(huán)形板74的緊固件81 ；和用 于將端部法蘭80可逆地固定至轉(zhuǎn)子鼓34的緊固件82。傳動(dòng)組件71還包括用于將環(huán)形板 75可逆地固定至轉(zhuǎn)子鼓33的緊固件83。在實(shí)際使用中，將由風(fēng)產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)傳遞至轉(zhuǎn)子鼓33，并且，彈性接頭73將旋轉(zhuǎn)從 轉(zhuǎn)子鼓33傳遞至傳動(dòng)軸72，并減小應(yīng)力。更具體地，當(dāng)受到彎曲的和/或壓縮的和/或張 力的和/或扭轉(zhuǎn)的應(yīng)力時(shí)，彈性接頭73的環(huán)76變形，并由此減小從轉(zhuǎn)子鼓33傳遞至傳動(dòng) 軸72的應(yīng)力。在本發(fā)明的以上實(shí)施方式的變型(未示出)中，在傳動(dòng)軸72和轉(zhuǎn)子鼓34之間設(shè) 置彈性接頭73，并且，轉(zhuǎn)子鼓33與傳動(dòng)軸72剛性地連接。在本發(fā)明的第三實(shí)施方式的另一變型(未示出)中，彈性接頭的環(huán)具有面向傳動(dòng)組件的內(nèi)部的凸出部分，和面向傳動(dòng)組件的外部的凹入部分。在本發(fā)明的第三實(shí)施方式的另一變型中，傳動(dòng)組件71包括介于傳動(dòng)軸72和轉(zhuǎn)子 鼓34之間的另一彈性接頭73。軸線Al和A2在附圖中重合，但是，在實(shí)際情況和使用中，可采用不重合的位置。除了那些提到的以外，本發(fā)明還具有如下優(yōu)點(diǎn)彼此獨(dú)立地制造并測(cè)試每個(gè)電機(jī) 9、13，然后將其安裝至中心件4。然而，顯而易見地，在不背離所附權(quán)利要求的范圍的前提下，可對(duì)如這里描述的風(fēng) 力渦輪機(jī)進(jìn)行改變。
權(quán)利要求
1.一種用于產(chǎn)生電能的風(fēng)力渦輪機(jī)，所述風(fēng)力渦輪機(jī)(1)包括支撐結(jié)構(gòu)O)；發(fā)動(dòng)機(jī) 艙(3)，相對(duì)于所述發(fā)動(dòng)機(jī)艙(3)旋轉(zhuǎn)的葉片組件(5)；以及第一電機(jī)和第二電機(jī)(9、13)， 所述第一電機(jī)和第二電機(jī)分別包括基本上彼此同軸的第一定子和第二定子(10、14)以及 安裝至所述第一定子和第二定子(10、14)以圍繞第一軸線和第二軸線(A1、A》旋轉(zhuǎn)的第一 轉(zhuǎn)子和第二轉(zhuǎn)子(11、15)，所述風(fēng)力渦輪機(jī)(1)包括將所述第一轉(zhuǎn)子(11)連接至所述第二 轉(zhuǎn)子(15)的傳動(dòng)組件(17 ；48 ；71)，并且所述傳動(dòng)組件(17 ；48 ；71)是能夠變形的，以允許 所述第一電機(jī)和第二電機(jī)(9、1；3)之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的風(fēng)力渦輪機(jī)，其中，所述傳動(dòng)組件(17；48 ；71)包括至少一個(gè) 彈性接頭(44 ；49、50 ；73)和傳動(dòng)軸(45 ；72)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的風(fēng)力渦輪機(jī)，其中，所述彈性接頭04;49、50;7；3)設(shè)置在所 述傳動(dòng)軸05;7幻與所述第一轉(zhuǎn)子和第二轉(zhuǎn)子(11、1幻中的至少一個(gè)之間。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的風(fēng)力渦輪機(jī)，其中，所述彈性接頭04)包括多個(gè)彈性塊 (60)，所述多個(gè)彈性塊包括彈性材料并介于所述傳動(dòng)軸0 與所述第一轉(zhuǎn)子和第二電機(jī) (11、15)中的至少一個(gè)之間，并且每個(gè)彈性塊(60)優(yōu)選地包括包含在所述彈性材料中的加 固結(jié)構(gòu)。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的風(fēng)力渦輪機(jī)，其中，所述彈性接頭(7 包括環(huán)(76)，所述環(huán) 包括彈性材料，并且所述環(huán)(76)優(yōu)選地包括包含在所述彈性材料中的加固結(jié)構(gòu)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的風(fēng)力渦輪機(jī)，其中，所述環(huán)(76)具有與所述傳動(dòng)軸(7 基本 相同的直徑。
7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的風(fēng)力渦輪機(jī)，其中，所述彈性接頭(49、50)包括金屬板(63)。
8.根據(jù)權(quán)利要求2所述的風(fēng)力渦輪機(jī)，其中，所述第一電機(jī)和第二電機(jī)(9、1；3)是環(huán) 形發(fā)電機(jī)；所述第一轉(zhuǎn)子和第二轉(zhuǎn)子(11、1幻分別包括第一中空轉(zhuǎn)子鼓和第二中空轉(zhuǎn)子鼓 (33,34)；所述傳動(dòng)軸(45 ；72)包括中空汽缸(46,47 ；77)；并且所述彈性接頭(44 ；49,50 ； 73)是環(huán)形的，以將所述第一轉(zhuǎn)子(11)的內(nèi)部與所述第二轉(zhuǎn)子(50)的內(nèi)部連接。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的風(fēng)力渦輪機(jī)，其中，所述中空汽缸06、47;77)與所述彈性接 頭04 ；49,50 ；73)所具有的相應(yīng)的外徑小于所述第一轉(zhuǎn)子鼓和第二轉(zhuǎn)子鼓(33、34)的外 徑；并且所述第一轉(zhuǎn)子和第二轉(zhuǎn)子(11、巧)劃分成多個(gè)轉(zhuǎn)子段(35、36)，并且所述第一定子 和第二定子(10、14)劃分成多個(gè)定子段04、25)。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的風(fēng)力渦輪機(jī)，其中，所述中空汽缸06、47;77)和所述彈性 接頭04 ；49,50 ；73)具有相應(yīng)的內(nèi)徑，允許操作員通過以進(jìn)行檢查或維修。
11.根據(jù)權(quán)利要求8所述的風(fēng)力渦輪機(jī)，其中，所述中空汽缸06、47；77)具有至少一 個(gè)側(cè)向開口(52 ;78)，允許操作員進(jìn)入所述中空汽缸06、47;77)的內(nèi)部，以進(jìn)行檢查或維 修。
12.根據(jù)權(quán)利要求8所述的風(fēng)力渦輪機(jī)，其中，所述傳動(dòng)軸0 包括與所述中空汽缸(46)同軸且可逆地連接的另一中空汽缸(47)，所述中空汽缸06)和所述另一中空汽缸(47)優(yōu)選地相對(duì)于彼此軸向地滑動(dòng)。
13.根據(jù)權(quán)利要求1所述的風(fēng)力渦輪機(jī)，其中，所述第一定子和第二定子(10、14)分別 包括彼此連接且至少部分地限定了所述發(fā)動(dòng)機(jī)艙(3)的承載結(jié)構(gòu)的第一中空定子鼓和第 二中空定子鼓(19、20)。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的風(fēng)力渦輪機(jī)，其中，所述發(fā)動(dòng)機(jī)艙C3)包括中心件，所 述中心件安裝至所述支撐結(jié)構(gòu)O)以圍繞第三軸線(A3)旋轉(zhuǎn)并介于所述第一定子鼓和第 二定子鼓(19、20)之間，從而所述第一電機(jī)和第二電機(jī)(9、1；3)位于所述第三軸線(A3)的 相對(duì)兩側(cè)上。
15.根據(jù)權(quán)利要求1所述的風(fēng)力渦輪機(jī)，包括第一支承組件和第二支承組件(12、16)， 所述第一支承組件和第二支承組件分別位于所述發(fā)動(dòng)機(jī)艙(3)的相對(duì)兩端且位于所述第 一電機(jī)和第二電機(jī)(9、1；3)處；優(yōu)選地僅由所述第一支承組件和第二支承組件(12、16)支撐 所述第一轉(zhuǎn)子和第二轉(zhuǎn)子(11、巧)和所述傳動(dòng)組件(17 ；48 ；71)，以進(jìn)行旋轉(zhuǎn)。
全文摘要
用于產(chǎn)生電能的風(fēng)力渦輪機(jī)，具有支撐結(jié)構(gòu)(2)；發(fā)動(dòng)機(jī)艙(3)；相對(duì)于發(fā)動(dòng)機(jī)艙(3)旋轉(zhuǎn)的葉片組件(5)；第一和第二電機(jī)(9、13)，分別具有第一和第二定子(10、14)以及基本上彼此同軸并固定至第一和第二定子(10、14)以圍繞第一和第二軸線(A1、A2)旋轉(zhuǎn)的第一和第二轉(zhuǎn)子(11、15)；以及用于連接第一和第二轉(zhuǎn)子(11、15)的傳動(dòng)組件(17、48、71)，傳動(dòng)組件(17、48、71)是可變形的。
文檔編號(hào)F03D11/00GK102072092SQ20101055725
公開日2011年5月25日 申請(qǐng)日期2010年11月23日 優(yōu)先權(quán)日2009年11月23日
發(fā)明者馬特奧·卡薩扎 申請(qǐng)人:威力克有限公司