分段式转子轮毂的制作方法_2

文档序号:8402928阅读:来源:国知局
位到转子叶片开口中。
[0036]在一个实施方式中,开口和叶片凸缘可以部分地设置在轮毂段上,使得一个轮毂段中的叶片凸缘的一部分邻靠设置在另一个轮毂段上的叶片凸缘的另一部分,以形成完整的叶片凸缘。
[0037]在一个实施方式中,转子轮毂包括三个轮毂段。
[0038]各个轮毂段具有至少两个端,S卩,面向发电机的转子的后端、和面向风的前端。
[0039]轮毂段的外面从后端延伸并朝向前端聚拢。
[0040]各个轮毂段具有一个或多个分型面,该分型面要么从后端延伸到前端要么穿过转子轮毂的旋转轴线。
[0041]进一步地,各个轮毂段包括用于接纳风力涡轮机的转子叶片的转子叶片开口,该转子叶片开口又可以进一步包括适于接纳并支承转子叶片的叶片凸缘。
[0042]在组装时,多个轮毂段被以这种方式组装,即:轮毂段的后端和前端相互对齐,并且轮毂段的分型面相互邻靠。
[0043]随后,轮毂段的分型面可以通过连接装置(诸如凸缘和螺栓和螺钉组件)彼此接合,以形成组装好的轮毂。之后,转子叶片可以被定位到设置在轮毂段上的转子叶片开口中。
[0044]在另一个实施方式中,可以用于形成分段式轮毂的轮毂段的数量可以不同。
[0045]例如,在一个实施方式中,分段式轮毂可以由两个轮毂段或四个轮毂段形成。可以注意到,轮毂段的形状、大小和尺寸可以相同或不同,这取决于要制造的片段数和转子轮毂的大小。
[0046]在一个实施方式中,组装好的轮毂的后端适于接纳发电机的转子,使得转子直接联接到轮毂。凭借这种布置,轮毂直接驱动转子,从而消除了需要轴来驱动转子。
[0047]在一个实施方式中,各个轮毂段的大小、形状和尺寸可以相同。
[0048]适于接纳转子叶片的叶片凸缘的数量取决于风力涡轮机的转子叶片的数量。
[0049]进一步地,叶片凸缘可以被设计成具有空气动力学轮廓,从而增加了其空气升力。
[0050]叶片凸缘可以被分开制造并且可以被可拆卸地附接或整合到轮毂。
[0051]轮毂段可以通过连接装置(诸如凸缘、螺栓和螺钉组件)彼此连接。
[0052]组装可以在风力涡轮机的安装现场进行。从而,方便了从制造现场向安装现场运输轮毂。
[0053]进一步地,上述连接装置是可逆连接装置,在修理和维护风力涡轮机期间,该连接装置允许轮毂段彼此断开连接。
[0054]根据本发明的一个实施方式,轮毂段被这种方式设计,即:组装轮毂段向轮毂提供了空气动力学轮廓。
[0055]另外,多个翅片可以设置在轮毂的外表面上,使得朝向轮毂的风大致在轮毂的轴向方向上沿着所述至少一个翅片被引导。在一个实施例中,翅片在轮毂的外表面的圆周方向上以间隔开布置的方式设置。凭借翅片的这种布置,通过空气沿翅片的表面流动提高了从翅片向外部大气的传热率。在一个实施方式中,翅片整合到轮毂。
[0056]在另一个实施方式中,翅片被形成为与轮毂分开并且可以被可拆卸地附接到轮毂的元件。
[0057]翅片也可以被设计成具有空气动力学轮廓。
[0058]寻求保护的主题的这些和其他方面在所解释的实施例中更详细地提供。
[0059]通过本发明至少可以实现以下效果或优点:
因为各个单独的轮毂段可以被独立地制造并且运输到安装现场,所以分段式轮毂提供制造、处理、和运输的便利性,其中,这些片段可以被组装以形成轮毂。
[0060]如果轮毂发生故障或磨损和撕裂,则受故障和/或磨损和撕裂影响的轮毂段可以使用新片段来替换,从而提供维护的便利性。
[0061]当组装时,轮毂段的设计向轮毂提供了空气动力学轮廓。空气动力学形状改善了通过轮毂的散热,并且有助于将负载分布在轮毂上。避免了在传统轮毂中观察到的角部应力。
[0062]本发明的轮毂不需要覆层。
[0063]轮毂直接驱动发电机的转子,从而消除了需要轴来驱动转子。因此,轮毂可以从后侧制成中空。
[0064]轮毂为内部中空的形式,从而节省了制造成本。
[0065]空气动力学轮廓的凸缘被设置在轮毂上用于接纳转子叶片。这种空气动力学轮廓的凸缘增加了空气阻力。
[0066]多个翅片被设置在轮毂的外表面上,并且可能被设置在转子壳体上,用于对其进行散热。
[0067]而且,通过本发明至少可以实现以下效果和优点:
轮毂由多个轮毂段制造,其中,各个轮毂段可以被分别运输到安装现场用于组装。
[0068]轮毂被设计成提供空气动力学形状。因此,并不需要覆层。
[0069]轮毂直接联接到转子,从而消除对轴的需要。
[0070]没有角部应力。
[0071]内部中空,从而节省了制造成本。
【附图说明】
[0072]图1示出了具有分段式转子轮毂的风力涡轮机。
[0073]图2示出了根据寻求保护的主题的实施例的分段式轮毂的透视图。
[0074]图3a_3f示出了根据寻求保护的主题的另一实施例的分段式轮毂的透视图。
【具体实施方式】
[0075]图1示出了包括分段式转子轮毂的风力涡轮机,该分段式转子轮毂与叶片和机舱(nacelle)组装在一起。图2示出了根据寻求保护的主题的一个实施例的分段式轮毂的透视图。图3a_3f描绘了根据寻求保护的主题的另一实施例的分段式轮毂的透视图。结合附图1-3提供了寻求保护的本主题的描述。
[0076]如图1所示,风力涡轮机100包括轮毂102,该轮毂102可转动地联接到发电机的转子106,其中,发电机的定子在结构上附接到机舱108。因此,轮毂、发电机和机舱相互协作。轮毂102包括多个轮毂段102a,102b和102c。各个轮毂段102a,102b,和102c可以被分别制造并运输到安装现场,其中这些轮毂段102a,102b,和102c可以被组装以形成轮毂102。如前所示,轮毂段102a,102b,和102c在组装时向轮毂102提供了空气动力学形状。多个翅片110被设置在轮毂和/或转子的外表面上以充当散热器(heat sink)用于散发来自轮毂和转子的热量。此外,翅片110用作空气引导件,用于将空气引导到设置在机舱后面的热交换器。
[0077]现在,参照图2对分段式轮毂的构造进行描述。图2描绘了分段式轮毂,该分段式轮毂由三个轮毂段形成。如图2中所描绘的图示仅涉及一个可能的实施例。
[0078]在图2中,根据一个实施方式,各个轮毂段102a,102b,102c分别包括后端202a,202b,202c,和前端204a,204b,204c。此外,各个轮毂段102可以包括至少两个分型面(如分型面206)。当组装时,各个轮毂段102被接合,使得轮毂段(如轮毂段102a)的分型面206完全邻靠相邻轮毂段102b和102c的相应的分型面206。应该注意,轮毂段102a和102c也将又分别邻靠轮毂段102a和102c,和102a和102b。此外,当组装在一起时,各个前端,即,前端204a,204b,和204c彼此相向地聚拢。如图1和2中所描绘的,前端204可以是一个点或者可以是形成在各个轮毂段102上的边缘。
[0079]轮毂段102a,102b和102c可以通过适当的连接装置来组装以形成轮毂102。轮毂段102a,102b,102c包括开口 200a,200b和200c和空气动力学轮廓的凸缘,该空气动力学轮廓的凸缘用于将转子叶片104a,104b和104c接纳其中。
[0080]如图所示的轮毂102从内部中空。应当注意,在这种情况下,轮毂的制造将涉及使用更少的材料制造,并且因此可能是成本有效的。于是,可以选择用于制造各个轮毂段102a,102b和102c的高强度的材料。在可选实施例中,轮毂102可以在轮毂的内部或外部上设有支撑引导件(图中未示出),该支撑引导件向轮毂102提供额外的强度。
[0081]图3a_3f描绘了根据其它可能的实施例的分段式轮毂102的透视图。
[0082]图3a描绘了包括三个轮毂段202a,202b,和202c的轮毂102的实施例。各个轮毂段202a,202b,和202c包括前端和后端。轮毂段202a,202b,和202c的前端包括叶片凸缘的部分。当组装时,一个轮毂段上的叶片凸缘的一部分邻靠相邻轮毂段上的叶片凸缘的相应的配合部。
[0083]图3b描绘了包括四个轮毂段202a,202b,202c,和202d的轮毂102的另一个实施例。形状是三角形的轮毂段202d形成轮毂102的中心外部,该中心外部由三个相同的弧形轮毂段202a,202b,和202c包围。三个轮毂段202a,202b,和202c中的每一个包括适于接纳并支承转子叶片的叶片凸缘。
[0084]图3c描绘了包括两个轮毂段202a和2
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