专利名称：带有防噪声外壳体的风力涡轮的制作方法
技术领域：
本发明涉及风力涡轮领域，并涉及具有外侧的塔的风力涡轮。
风力涡轮正日益增多地用于发电。风力涡轮主要由一个塔，一个安置在该塔上的吊舱，和一个转子组成。该转子由一根轴可转动地支承在该吊舱中。在现代的风力涡轮中，一般，该转子具有三个转子叶片。具有空气动力学轮廓的该转子叶片经受由逆风流动产生的上升力，使该转子产生回转运动。该转子轴将这个回转运动传递给安置在该吊舱内的发电机进行发电。为了提高发电机的转数，该回转运动的传递由一个齿轮箱来实现。
在风力涡轮工作过程中散布噪声。法律上对技术系统的平均噪声发射强度有限制。在德国，根据DIN标准2058，这种法律限制为日间在工业区域最大噪声强度允许为65dB(A)，夜间在纯居住区只允许35dB(A)。风力涡轮也必需满足这些标准值。
风力涡轮产生的噪声一方面是由风撞击转子叶片和该塔产生的大气噪声；另一方面由运动的机械零件产生的噪声(结构噪声)。后者一般在该吊舱中由发电机和齿轮箱，还有辅助设备(如冷却通风机，泵)以及轴承和转动该吊舱的方位驱动装置产生。结构噪声可以具有由该齿轮箱的互相啮合的齿的频率产生的确定的频率峰值(啮合频率)。该噪声作为冲击音由现有的结构传递，并使周围区域中的大的表面发射。带有较大外表面的该塔形成一个特别好的发射表面。另外，该塔形成一个共振器，在1～500HZ范围内将频率放大。
为了减小噪声，提出了各种建议。例如，在US6224341B(EdgeInnovations & Technology)中，提出了用低密度的粒状材料充填在运动的空心零件中来减小该零件产生的噪声。这样，实现了内部阻尼。然而，这种解决方法需要重新设计现有的系统。DE19930751 A1(FranzMitsch)采取了一种不同的方法。为了中断冲击噪声的传播通道，齿轮箱和发电机的软轴承应将这些噪声源与其他零件，特别是与该塔隔离。最后，从US62 1372 B1(Thomson Marconi Sonar有限公司)中知道，利用阻尼塑料层将金属板固定在该塔上。调整该塑料层的尺寸和该金属板的质量，以减小某些频率的辐射。
这些建议所达到的噪声降低时常不能满足法律的要求，或经济上不合算。
发明概述因此，需要有一种简单可行的减少风力涡轮噪声辐射的改进方法。
这个目的可利用带有具有外侧的一个塔和一个防噪声壳体的风力涡轮来达到。该防噪声壳体至少部分地包围该塔的外侧，并安置在离开该塔的外侧一定距离处。
至少部分地包围该塔的该防噪声壳体的目的是吸收从该塔发射的噪声，因此可以相当大地减小风力涡轮发出的噪声。该防噪声壳体形成一种防噪声包层，该包层离开该塔的外侧一定距离。另外，在该塔的壁和该防噪声壳体之间保持一个气隙。因此，在该塔和该防噪声壳体之间没有噪声的直接传递通道，使得噪声不能作为冲击噪声，从该塔传递至该防噪声壳体。该塔壁可以自由振动，并可象不带有该防噪声壳体的塔一样，将这些振动作为噪声发出。然而，正常情况下发射得很广的该噪声被该防噪声壳体阻截和吸收。
这种方法的优点是，只可以有一定余量地修正该塔壁的振动特性。以后，如需要减小噪声，可用该防噪声壳体包围该塔。
在本发明的一个实施例中，该防噪声壳体包括一个外层和一个指向该塔的阻尼层。该阻尼层可以广泛地吸收噪声。相反，该外层用作该防噪声壳体的稳定器，并保护该阻尼层不受气候的影响。例如，该外层可用玻璃纤维增强的塑料或铝制成。最好，该防噪声壳体作成带有一个封闭的防水外层。
在本发明的另一个实施例中，该防噪声壳体利用一个支承固定在该塔的外侧上。因此，该支承必需保证将该塔壁和该防噪声壳体之间的振动隔离，即必需是可衰减振动的。它可以是在该防噪声壳体和该塔壁之间一个振动阻尼件。
由于主要的噪声辐射发生在该塔的上部，因此该防噪声壳体只包围该塔的上部，(只包围该塔上部的1/3)就足够了。
附图简述下面，结合附图来说明本发明的具体实施例。其中
图1为塔壁的一部分；图2为带有第一个支承的防噪声壳体；图3为带有第二个支承的防噪声壳体；和图4为上部带有一个防噪声壳体的吊塔的风力涡轮。
优选实施例说明下面说明图示的优选实施例。每一个实施例只是为了更详细地说明本发明，而不是对本发明的限制。例如，为了在本发明的范围内，得到进一步改进的实施例，在一个实施例中所示的零件可以用在另一个实施例中，或与其他实施例的零件综合。
图1表示风力涡轮的塔1的一部分。该塔的壁用2表示，固定在该塔壁2的外侧8上的防噪声壳体用4表示。该塔壁2和防噪声壳体4彼此由气隙24隔开。该防噪声壳体4只利用支承12固定在该塔壁2上。为了更好地了解。在图2中将用圆圈标出的部分用较大的比例画出。
防噪声壳体4由一个外层6和指向该塔壁2的一个阻尼层10构成。防水设计的外层可由铝或玻璃纤维增强的塑料制成。这些材料的净重较小，同时具有足够的稳定性和经得起气候变化的影响。如果必要，该外层6可以带有一个盖，以进步改善经受气候变化的能力。同时，该外层6又可作为阻尼层10的载体。该阻尼层可由聚氨酯泡沫、蜜胺泡沫或玻璃纤维绒线构成。20～50cm厚的阻尼层可以达到良好的吸收噪声的效果。
尺寸为10～50cm的气隙24保持在该防噪声壳体4和该塔壁2的外侧8之间。因此，该塔壁8可以自由振动，从而发射噪声。
为了避免该塔壁2的振动作为冲击的噪声直接传递至该防噪声壳体2上，该防噪声壳体利用一个隔振支承12固定在该塔壁2上。在这个例子中，该支承由多个压板14构成，这些压板由螺钉16固定在该塔壁2上。在压板的中间凸形部分上，每一个压板14支承一个阻尼件18，该阻尼件可以为与该防噪声壳体4固定的一个橡胶滚子。该阻尼件18利用螺钉20固定在压板，并用螺钉22固定在该防噪声壳体上。因此，该防噪声壳体4和压板14之间的连接只是利用该阻尼件18实现，从而该塔壁和防噪声壳体之间的冲击噪声传递路径被中断。因此，该塔壁2不能将其振动直接传递至该防噪声壳体4，而只是将振动作为噪声发射。然而，该发射的噪声被包围该塔的防噪声壳体阻截和吸收。因此，可将该防噪声壳体看作是一个防噪声包层。为了很好地吸收噪声和保护该阻尼层10，该防噪声壳体4的外部封闭，与其外层6一起形成一个封闭的防水前端。
在图3中，该防噪声壳体4利用一个稍微不同的支承26与该塔1连接。该防噪声壳体本身和图2所示。对于所示的支承26，该阻尼件19直接用螺钉28拧紧在该塔壁2的外面。在与该塔壁相对的一侧上，该阻尼件19固定一个弯曲的轨道31。该轨道31穿过该阻尼件10，与该防噪声壳体4的外层6牢固地固定。
图4表示带有一个塔的风力涡轮的一个可能的实施例。在该塔1的顶部设有一个吊舱32，它容纳带有转子轴36的驱动链条，齿轮箱38和发电机40可绕支点转动。该转子轴36将包括三个转子叶片44的转子42，与该齿轮箱38连接。另一些带有一个外部防噪声壳体的风力涡轮的实施例可以设计成不带齿轮箱。该风力涡轮通过地基46固定在地面上。在塔的上部1/3处，该塔1包含被该防噪声壳体4包围。该防噪声壳体阻截和吸收环该塔壁发出的噪声。
零件清单1 塔2 塔壁4 防噪声壳体6 外层8 塔的外侧10 阻尼层12，26 支承14 压板16，20，2，28 螺钉18，19 阻尼件24 气隙30 轨道32 吊舱36 转子轴38 齿轮箱40 发电机42 转子44 转子叶片46 地基
权利要求
1.一种风力涡轮，包括具有一外侧的一个塔(1)；和一个防噪声壳体(4)；该壳体至少部分地包围该塔(1)的外侧(8)，并离开该塔(1)的外侧(8)一定距离配置。
2.如权利要求1所述的风力涡轮，其特征为，该防噪声壳体(4)包括一个外层(6)和指向该塔(1)的一个阻尼层(10)。
3.如权利要求2所述的风力涡轮，其特征为，该外层(6)由玻璃纤维增强的塑料或铝制成。
4.如权利要求1～3中任何一条所述的风力涡轮，其特征为，该防噪声壳体(4)利用一个支承(12，26)固定在该塔(7)上。
5.如权利要求4所述的风力涡轮，其特征为，该支承(12，26)包括至少一个振动阻尼件(18)。
6.如权利要求1～5中任何一条所述的风力涡轮，其特征为，该防噪声壳体(4)只在塔(1)的上部完全包围该塔(1)。
全文摘要
为了减少带有具有外侧(8)的塔(1)的风力涡轮的噪声。形成一个防噪声壳体(4)。该防噪声壳体至少部分地包围该塔(1)的外侧(8)，并离开该塔(1)的外侧(8)一定距离安置。在该塔壁(2)和该防噪声壳体(4)之间保持一个气隙(24)。从该塔壁(2)发射的噪声、被该防噪声壳体(4)吸收。该防噪声壳体可以由防水的外层(6)和指向该塔壁(2)的阻尼层(10)构成。
文档编号F01D5/26GK1594840SQ20041007707
公开日2005年3月16日 申请日期2004年9月10日 优先权日2003年9月10日
发明者C·黑塞尔 申请人:通用电气公司