包括维护地板的风轮机的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种水平轴风轮机，该水平轴风轮机包括塔架、安装在所述塔架的顶部的机舱以及以旋转的方式安装到所述机舱的转子。所述转子包括承载多个叶片的轮毂，每个叶片经由叶片凸缘被附接到所述轮毂，并且所述转子进一步包括覆盖所述轮毂的整流罩。
【背景技术】
[0002]传统上，提供覆盖轮毂的整流罩，以形成围绕轮毂和叶片根部的气动表面，并且保护轮毂、叶片根部和凸缘免受天气的影响。
[0003]在风轮机的寿命期间，必须定期进行维护操作。许多维护操作需要维护人员出入轮毂，所述轮毂在现代风轮机上通常是中空铸铁结构。一些维护动作可能需要出入轮毂和整流罩之间。对可能在执行不同的动作时必须在狭窄空间中攀登或爬行的人员而言，这样的出入可以是困难而不舒服的。
【发明内容】
[0004]本发明的实施方式的一个目的是为在风轮机上作业的维护人员提供改进的作业条件。
[0005]本发明的实施方式的另一目的是在轮毂外部或内部上或者在轮毂外部或内部处的区域为维护人员提供改进的入口。
[0006]根据第一方面，本发明提供了一种水平轴风轮机，该水平轴风轮机包括塔架、安装在所述塔架的顶部的机舱以及以旋转的方式安装到所述机舱的转子，所述转子包括承载多个叶片的轮毂，并且所述转子进一步包括整流罩，所述整流罩覆盖所述轮毂并且在所述整流罩和所述轮毂之间限定一空间，其特征在于，所述整流罩和轮毂的尺寸被设定成使得所述空间允许维护人员在所述空间内作业，并且用于支撑所述维护人员的维护地板被设置在所述空间中，所述维护地板提供大致平面支撑结构。
[0007]在本文中，术语“水平轴风轮机”应当被解释为意指这样的设备，其能够将风能转化为电能，优选地供给到电网。多个风轮机叶片从风中提取能量，从而导致转子旋转。或者直接经由定子部分和转子部分，或者经由传动系(例如包括用于发电机的主轴、齿轮系统和输入轴)，将所述转子的旋转运动传递到发电机。
[0008]所述转子包括附接到轮毂的多个风轮机叶片。当所述风轮机叶片从风中提取能量时，所述轮毂旋转。在所述风轮机为包括用于将所述转子的旋转运动传递到所述发电机的传动系的类型的情况下，所述轮毂可有利地以将所述轮毂的旋转运动转换成主轴的旋转运动的方式连接到所述主轴。在本发明的所述轮毂中，所述主轴可经由位于所述轮毂上的主轴凸缘和位于所述主轴上的相应凸缘而连接到所述轮毂。类似地，所述叶片可经由叶片凸缘和位于所述风轮机叶片上的相应凸缘而连接到所述轮毂，优选地经由变桨轴承连接到所述轮毂。
[0009]所述转子以可围绕旋转轴线旋转的方式连接到机舱。所述机舱可容纳将机械能转换为电力必要的部件和系统。所述部件可在从重型发电机、变速箱、制动器和变压器到小型电子部件的范围内。
[0010]所述整流罩和所述轮毂的尺寸被设定成允许维护人员在所述空间内作业，使得至少在所述空间内的一些区域所述维护人员可以无需爬行或采用不舒服的姿势作业。这里如果所述空间在不小于0.55米X0.55米，即大约0.3m2的区域内具有至少75厘米的高度，则认为是设定了尺寸允许在所述空间内作业。可有利地允许维护人员至少在某些区域站直，从而在这些区域中提供具有至少1.75米高度的空间，诸如至少1.9米甚至更高的高度。
[0011]为了方便在所述空间中作业，提供了用于支撑所述人员的维护地板。“支撑”在本文中意味着，所述维护地板形成用于所述人员的地板，该地板为接近水平或水平的，使人可以站立在所述地板上。为了尽量减小跌倒的风险并且改进作业条件，所述维护地板提供大致平面结构。所述大致平面结构可由此相对于水平处于一角度，该角度在O度至20度的范围，诸如7度至15度。
[0012]通过本发明，所述整流罩获得了附加功能，即所述整流罩提供所述轮毂的气动特性并保护所述轮毂，此外所述整流罩形成了具有维护地板的维护空间，所述维护地板支撑所述空间中的维护人员。因此，本发明通过使用现有特征而提供了新特征，从而支撑所述风轮机的维护而不会增加复杂性和所述轮毂的重量。
[0013]所述整流罩和所述轮毂的尺寸可设定成使得维护人员可以至少在所述维护地板的一些位置站直，从而与常规风轮机的作业条件比较，为维护人员提供了显著改进的作业条件。
[0014]应当理解的是，术语“维护人员”涵盖必须在所述空间内作业的任何人，无论他们是否进行维护作业、养护、修理、安装等等。
[0015]在一个实施方式中，当停放所述转子使得叶片朝下时，所述维护地板提供支撑。通过为所述风轮机提供一定数量的维护地板(维护地板的数量等于叶片的数量)，当停放所述转子使任一个所述叶片朝下时，可提供维护地板。
[0016]每个叶片均可经由叶片凸缘而附接至所述轮毂，并且所述平面支撑结构可平行于叶片凸缘。停放所述转子使其中一个所述叶片朝下可方便在所述空间中作业，因为所述维护地板的所述平面支撑结构可因此被定位成使之为所述维护人员提供良好的支撑。为了避免转子旋转时叶片碰触塔架，当停放所述转子使得叶片朝下时，所述叶片轴承可不是水平的。因此，所述平面支撑结构在该位置相对于水平平面可处于一角度，该角度在5度至20度的范围，使得所述平面支撑结构的最低位置最接近所述机舱和所述塔架。
[0017]当在所述空间内进行作业时，所述维护人员可直接在所述整流罩的内表面处站立并作业，借此所述维护地板可形成所述整流罩的一部分。为了保护可由诸如玻璃纤维的纤维材料形成的整流罩的内表面，所述表面可由例如金属衬里等覆盖。
[0018]作为另选方案，所述维护地板可形成所述轮毂的一部分。因为所述轮毂可由诸如铸铁的浇注料铸造，所述维护地板可在整体铸造过程中与所述轮毂铸造在一起。
[0019]作为另一另选方案，所述维护地板可以是附接至所述整流罩和所述轮毂中的至少一者的单独部件。所述轮毂和所述整流罩中的至少一者可包括适于在所述维护地板处与并存结构接合的至少一个附接元件，所述并存结构例如螺栓和螺母连接。这可通过使所述轮毂或所述整流罩在选定的位置设置局部增加的厚度而获得便利，所述至少一个附接元件位于所述选定的位置处。
[0020]由此，所述维护地板可形成所述整流罩和轮毂中的至少一者的一部分，或者可附接至所述整流罩和轮毂中的至少一者。
[0021]如果所述维护地板没有形成所述整流罩的一部分，则所述维护地板可形成为例如由板材制成的单独部件，所述板材的厚度提供了足够强度来支撑所述维护人员，所述板材例如是钢板。所述地板可被穿孔以便降低其重量，或者可形成为网格。
[0022]对于由所述轮毂承载的每个叶片，所述风轮机可包括平行于叶片凸缘的大致平面支撑结构，借此可提供多个平面支撑结构。因此，也可提供多个维护地板。因为维护地板的数量可等于叶片的数量，所以无论何时停放所述转子使不同的叶片朝下，不同的维护地板都可支撑所述维护人员。
[0023]所述维护地板可至少部分地包围叶片凸缘，从而方便维护人员在所述空间内的很大区域作业。当停放所述转子使得所述叶片中的一个朝下时，维护人员可以基本不受阻碍地从所述叶片后面的位置、即接近所述机舱的位置移向所述叶片前面的位置，即更接近所述整流罩前面的位置。当从一个位置移向另一位置时，所述维护人员在所述空间的某些区域可能必须弯腰，例如当必须通过所述叶片中的一个时。
[0024]如上所述，对于每个附接至所述轮毂的所述叶片，所述风轮机可包括维护地板并由此包括大致平面支撑结构。所述平面支撑结构可形成所述整流罩的一部分。在这种情况下，所述整流罩形成壳结构，所述壳结构例如一体地由所述平面支撑结构和在所述平面支撑结构之间延伸的中间部形成。如果所述风轮机包括三个叶片，则所述整流罩可例如具有四面体状形状，所述四面体状形状具有相结合的四个三角面。四个三角面中的一个朝向所述机舱，并且所述主轴从此面延伸。另三个三角面均面对所述叶片的相应一个叶片的方向，即所述叶片从所述轮毂延伸，穿过三角面中的一个朝向末端延伸。所述三个三角面均限定了维护地板，并且所述三个三角面由弯曲的中间部与另两个面结合。
[0025]为了方便从所述机舱进入所述空间，所述机舱可包括面对所述整流罩的机舱端壁，并且所述整流罩可包括面对所述机舱的整流罩端壁。此外，所述机舱端壁可包括至少两个机舱开口，并且所述整流罩端壁可包括至少两个整流罩开口，使得当停放所述转子使所述叶片中的任一个朝下时，机舱开口均可与整流罩开口对准，以提供两个同时出现的从所述机舱到所述整流罩中的通道。
[0026]由此，每个通道可由机舱开口和匹配的整流罩开口形成。所述开口可具有允许人员合理地自由通过所述开口的尺寸。此外，所述开口中的至少一些的尺寸可大到足以使所述人员在通过所述开口时携带工具、零件或其它物品。
[0027]“对准”在本文中意味着，当与所述转子轴线平行地观察时，机舱开口至少部分地与整流罩开口重叠。
[0028]所述机舱端壁和所述整流罩端壁之间的距离可在30毫米至150毫米的范围内，比如在50毫米至90毫米的范围内，从而确保必须从所述机舱进入所述空间的人员不暴露在所述机舱和所述整流罩之间跌落的风险。
[0029]因为停放所述转子使得所述叶片中的一个朝下可提供两个同时出现的从所述机舱到所述空间中的通道，所以如果出于一些原因用于进入所述空间的通道被堵塞或者出入通道变得困难，则这些通道可进一步提供离开所述空间的逃生通道。
[0030]所述通道可设置在所述轮毂的相反两侧上，即所述转子轴线的相反两侧，从而提供从一个通道到另一通道的较大距离。万一接近所述通道的第一通道的区域发生火灾这会是特别相关的，因为与所述第一通道的距离越远，所述第二通道因火灾也被堵