CN108799016A - 用于风力发电设备的机舱的外壳 - Google Patents

Abstract

一种用于风力发电设备的机舱（14）的外壳，其中面板（22，27）与下部构造（31，32）相连。假想的直线（36）延伸经过该面板（22，27）并且朝向该面板（22，27）的边缘（37）定向。通过该假想的直线（36）限定了该面板（22，27）的包含该边缘（37）的第一部段（40）。该第一部段（40）贴靠该下部构造（31，32）。该第一部段（40）通过在拉伸方向上作用的拉伸元件（35）抵靠该下部构造（31，32）固位。该第一部段（40）在与该拉伸方向相交的方向上相对于该下部构造（31，32）可移动。通过本发明简化了外壳（17）的安装。

Description

用于风力发电设备的机舱的外壳

技术领域

本发明涉及一种用于风力发电设备的机舱的外壳。该外壳包括与下部构造相连的面板。

背景技术

在风力发电设备中通常将机舱可旋转地支承在塔架上。机舱承载转子，该转子被风旋转并且驱动发电机，以便产生电能。通过机舱相对于塔架的旋转可以使转子在风的方向上定向。

在机舱中安排有多个部件，例如转子轴、传动器、发电机、逆变器、控制装置等。外壳保护安排在机舱中的部件免受环境影响。

外壳可以由多个面板组合成，EP 2 636 898 A1、WO 2015/155131 A1。这些面板可以沿着其边缘彼此相连或与下部构造相连，使得总体上产生围绕机舱基本上封闭的壳体。为了使该连接良好地匹配于该下部构造和相邻的面板，这些面板必须以足够的精度来制造。考虑到面板的较大面积以及在钢和GFK结构中的制造公差，这并不是非常简单的，所以通常要求手动的后续加工。

发明内容

本发明的基本目的在于，提出一种用于风力发电设备的机舱的外壳，该外壳可以用降低的耗费来安装。从所述的现有技术出发，该目的通过权利要求1所述的特征实现。在从属权利要求中给出了有利的实施方式。

在本发明的面板中，假想的直线延伸经过该面板，该直线平行于该面板的边缘定向。通过假想的直线限定了面板的包含该边缘的第一部段。第一部段贴靠下部构造。第一部段通过在拉伸方向上作用的拉伸元件抵靠下部构造固位。第一部段在与拉伸方向相交的方向上相对于下部构造可移动。

由于第一部段仅仅通过拉伸元件抵靠下部构造固位，并不要求面板的第一部段和下部构造以高精确度相对彼此定位。而是第一部段可以相对于下部构造移动，直至能够使安排在面板的第二部段中的紧固器件良好接合。由此，即使在面板和下部构造都不是以最高精确度制造时，也能够简单地安装该面板。

当面板具有接近矩形的形状时，假想的直线可以与矩形的两个彼此相对的边缘相交。假想的直线的定向于是基于第三边缘，该假想的直线可以基本上平行于该第三边缘延伸。通过假想的直线限定的面板的第一部段可以构成面板的面积的至少30%、优选至少50%、进一步优选至少80%。

在面板的安排在假想直线的另一侧的第二部段中，该面板可以通过固定支承件与下部构造相连。在固定支承件的区域中，面板不能相对于下部构造移动。紧固可以包括一个或多个形成在面板中的孔，这些孔与下部构造中的对应的孔对齐。连接可以例如通过螺栓来形成，这些螺栓穿过对齐的孔延伸。面板中的孔和/或下部构造中的孔可以在一个或多个方向上具有比穿过的螺栓更大的直径，从而可以相对于下部构造来调整面板的第二部段。在此类调整时，仅需要注意安排在第二部段中的紧固元件。面板的第一部段可以在进行调整所需的范围内相对于下部构造自由移动。

面板可以包括多个孔用于刚性地紧固在下部构造处，这些孔沿着面板的边缘延伸。第二部段的这个边缘可以与假想的直线朝向其定向的该第一部段的边缘相对安排。

拉伸元件可以在面板的该第一部段与下部构造的锚固点之间延伸。为了不在拉伸元件的拉伸方向上过强地产生第一部段相对于下部构造的移动，有利的是，该拉伸元件具有至少10 cm、优选至少20 cm的长度。拉伸元件可以形成为拉伸杆，其长度例如可以通过螺纹来设定。还可行的是使用拉伸绳或拉伸弹簧。外壳可以包括多个拉伸元件（这些拉伸元件在第一部段与下部构造之间延伸），例如两个拉伸元件、三个拉伸元件或四个拉伸元件。

面板可以在拉伸元件接合到面板的区域中加固。例如可以在面板的内侧安排加固轮廓，该拉伸元件接合到该加固轮廓上。加固轮廓可以在面板的长度上延伸。在存在对下部构造的刚性连接的区域中，该面板可以具有相对于面板表面成角度的直立轮廓，以便进一步加固。直立轮廓例如可以形成为凸缘，用于将面板紧固到下部构造上的螺栓穿过该凸缘。

面板的边缘可以与另一个面板重叠。面板的第一部段中的朝向该假想的直线定向的边缘尤其可以与另一个面板重叠。如果第一部段贴靠该另一个面板并且如果该另一个面板自身被下部构造支撑，则在本发明的意义上该第一部段贴靠下部构造。面板的第二部段中的边缘可以附加于此或替代于此同样与另一个面板重叠。

下部构造可以由机舱的机器支架来支撑。机器支架是指如下装置，例如转子轴、传动器或发电机支承在该装置上。下部构造可以包括支柱。在支柱处可以形成紧固点，该面板紧固在这些紧固点处或者该面板放置在该紧固点处。支柱可以基本上平行于面板延伸。

面板可以是侧面板，也就是构成外壳的侧壁的面板。第一部段可以构成侧面板的下段。第二部段可以构成侧面板的上段。假想的直线可以基本上水平地且平行于机舱的纵轴线延伸。

可以向上将顶面板连接在侧面板处。顶面板可以包括侧向段，该侧向段与侧面板的上段重叠。重叠部可以以防雨方式形成，使得来自顶面板的雨水不能在顶面板与侧面板的过渡部渗入外壳的内部空间中。在顶面板的侧向段与侧面板的上段之间可以形成间隙，使得顶面板和侧面板在此区域中能够相对彼此移动。

该顶面板可以在外壳的总宽度上延伸并且在其另一端处连接到安排在相对侧的侧面板。

该顶面板可以通过一个或多个支承件紧固在该下部构件处。由顶面板的支撑件构成的支承件行可以基本上平行于侧面板的支承件行延伸。顶面板的支承件可以包括固定支承件和滑动支承件。如果顶面板例如包括与一个侧面板相邻的三个支承件，则可以将两个支承件形成为固定支承件并且将一个支承件形成为滑动支承件。滑动支承件可以是最前方的支承件，也就是最接近转子安排的支承件。

顶面板可以由多个面板零件组合成。顶面板可以例如包括两个、三个或四个面板零件。面板零件可以在外壳的整个宽度上延伸。面板零件可以在纵向方向上彼此前后安排。在两个相邻的面板零件之间可以形成凸缘。在该凸缘中可以形成孔，使得面板零件例如可以用螺栓连接。用于将顶面板相对于下部构造进行支承的一个或多个支承件可以安排在第一面板零件与第二面板零件的过渡区域中。支承件可以设计为轴承。

顶面板可以在其远离转子的后端通过施加向前的拉力的拉伸装置固位。拉伸元件可以同时形成为避雷针的接收座。风力发电设备的避雷针可以从在机舱内部的一段上的接收座和塔架内部的一段延伸直到接地点。

顶面板可以设计有技术装置，例如像向上超过顶面板伸出的测量装置或传感器。在由多个面板零件组合成的顶面板中，这些技术装置可以总体上容纳在同一面板零件中。向上伸出的装置可以形成为避雷针的接收座。

可以向下将底面板连接在侧面板处。侧面板的第一部段可以与底面板重叠。重叠部可以以防雨方式形成，使得从侧面板流下的水不能在底面板的过渡部渗入外壳的内部空间中。侧面板的第一部段可以以相对于底面板可移动的方式支承。当通过拉伸元件向内拉动侧面板的第一部段时，底面板的外表面可以构成用于拉伸的止挡件。

底面板可以通过固定支承件与下部构造相连。固定支承件可以安排成行，该行平行于侧面板的下端延伸。底面板可以在外壳的总宽度上延伸并且在其另一端处连接到在相对侧邻接外壳的侧面板。通过一个顶面板、两个侧面板和一个底面板可以构成环绕机舱的内部空间延伸的壳体。

外壳可以包括第一侧面板和第二侧面板，这些面板在纵向方向上彼此前后安排。第一侧面板和第二侧面板可以是在纵向方向上相对彼此可移动的。第一侧面板可以与下部构造的第一段相连，第二侧面板可以与下部构造的第二段相连。第一侧面板和第二侧面板可以是在下部构造的弹性变形下相对彼此可移动的。如果机舱在运行中由于弯曲或扭转而变形，则允许侧面板之间相对彼此的纵向移动并且由此抵消了面板的强制变形和所引起的支承件反应。

第一侧面板可以在纵向方向上与第二侧面板重叠。在重叠部中，前方的侧面板优选安排在外部而后方的侧面板优选安排在内部。前方的侧面板的后封闭端可以相对于竖直方向倾斜。前方的侧面板的上段可以比前方的侧面板的下段向后延伸得更远。

外壳可以包括第一顶面板和第二顶面板。第一顶面板可以与下部构造的第一段相连，第二顶面板可以与下部构造的第二段相连。第一顶面板和第二顶面板可以是在下部构造的弹性变形下相对彼此可移动的。可以在顶面板之间没有力传递的情况下接收在机舱运行中的扭曲。此类外壳为本发明的独立的内容，而不取决于面板与下部构造之间的连接如何设计。

下部构造的这两个段可以与机器支架相连，使得在下部构造的这两个段之间存在机械连接。对于下部构造的这两个段的彼此独立的弹性变形而言有利的是，从机器支架开始，下部构造构成长的杠杆臂，其中在下部构造的这些段之间不存在机械耦合。杠杆臂例如可以在所涉及的区域中机舱所具有的高度的至少10%、优选至少20%、进一步优选至少50%上延伸。

第一顶面板和第二顶面板可以是在纵向方向上彼此前后安排的。第一顶面板和第二顶面板可以是在纵向方向上相对彼此可移动的。

第一顶面板可以是朝向转子的前部零件的元件，第二顶面板可以是外壳的后部零件的元件。前部零件和/或后部零件可以包括一个或多个侧面板。前部零件和/或后部零件尤其可以在周向方向中围绕机舱的内部空间延伸并且相应地包括一个顶面板、两个侧面板和一个底面板。

在前部零件的顶面板与后部零件的顶面板之间的过渡部处可以安排中间面板。中间面板可以具有比前部零件的顶面板和后部零件的顶面板更小的高度。中间面板可以具有水槽，从而排出从顶面板之一滴下的水。雨水槽可以在横向方向上延伸，从而使水流向侧面。前部零件的顶面板和/或后部零件的顶面板可以在纵向方向上与中间面板重叠。后部零件的顶面板可以具有比前部零件的顶面板更小的高度。

本发明还涉及一种设计有此类外壳的机舱。本发明还涉及一种具有塔架的风力发电设备，此类的机舱可旋转地支承在该塔架上。该机舱承载转子，该转子通过转子轴来驱动发电机。

附图说明

在下文中参考附图借助于有利的实施方式来示例性描述本发明。附图示出：

图1：示出本发明的风力发电设备的示意图；

图2：示出本发明的外壳的透视图；

图3：示出本发明的机舱的机器支架和下部构造；

图4：示出根据图2的外壳的侧视图；

图5：示出穿过本发明的外壳的后部的横截面；

图6：以放大视图示出图5的细节；

图7：以放大视图示出图5的细节；

图8：示出穿过本发明的外壳的水平纵截面；

图9：以放大视图示出图8的细节；

图10：示出本发明的顶部面板的俯视图；

图11：示出本发明的中间面板的侧视图；

图12：示出本发明的外壳的侧面板。

具体实施方式

在图1中所示的本发明的风力发电设备中，机舱14可旋转地支承在塔架15上。转子16被风旋转并且通过传动器来驱动发电机。发电机产生电流，该电流被馈送到能量分配网络中。

机舱14具有在图2中所示的外壳17，该外壳包围机舱14的内部空间并且保护安排在其中的部件免受天气影响。外壳17由前部零件18和后部零件19组合成。前部零件18包括一个顶面板20、一个底面板21以及两个侧面板22（在图2中只能看到其中一个）。顶面板18由四个在纵向方向上彼此前后安排的面板零件23组合成。第一面板零件23安排在前方并且邻接机舱14的包围转子毂的开口。第二和第三面板零件23在纵向方向上彼此连接。第四面板零件23构成顶面板18的后部的封闭端。第四面板零件23沿着在图2中所示的接缝设置有凸缘并且彼此拧合，使得顶面板18可以作为一个单元插接到机舱14上。

第三面板零件23设置有若干技术装置，这些技术装置向上超过顶面板18伸出。两个向上伸出的杆构成避雷针的接收座24。击中接收座24的闪电通过机舱中和塔架中的导体段排出到大地。

外壳的后部零件19包括一个顶面板25、一个底面板26以及两个侧面板27（在图2中只能看到其中一个）。顶面板25由三个彼此前后安排的面板零件28组合成，这些面板零件沿着在图2中所示的接缝彼此拧合。

根据图3，在机舱14中安排有机器支架30，该机器支架构成用于安排在机舱14内的部件的承载结构。这些部件包括转子轴、传动器以及发电机。此外，机器支架30构成用于下部构造的前段31和下部构造的后段32的承载结构。下部构造的段31、32通过机器支架30彼此相连，但是除此以外是在机械上彼此退耦的。

下部构造的前段31承载外壳17的前部零件18。下部构造的后段32承载外壳17的后部零件19。外壳17的前部零件18和后部零件19彼此不相连，而是可以在纵向方向上相对彼此移动。在此，后部零件19在外部被前部零件18包围。因为前部零件在风的方向中定向，所以在前部零件18与后部零件19之间没有风可以直接钻入的间隙。

根据图8，前部零件18的侧面板22在纵向方向上与后部零件19的侧面板27重叠。根据图4，该重叠部具有相对于竖直方向的倾斜，并且根据图9，该重叠部被设计为使雨水向下排出并且不渗入机舱14的内部空间中。

在图5中示出穿过外壳17的后部零件19的横截面。下部构造32通过角板来支撑顶面板25并且由此构成用于顶面板25的固定支承件33。在面板零件28之间的接缝区域中，顶面板用固定支承件33支撑在下部构造32处。顶面板25的前端另外地用在纵向方向和横向方向上可移动的滑动支承件针对下部构造32受到支撑。顶面板25的后端通过向前作用的拉伸装置29固位在下部构造32处。拉伸装置29的外端同时构成避雷针的接收座。

侧面板27通过与固定支承件33相邻安排的螺丝连接34与下部构造32相连。侧面板27的下端通过拉伸杆35被向内拉伸并且由此抵靠下部构造32固位。在图6中示出了拉伸杆钩入其中的钩子43。在纵向方向上，侧面板27的下端相对于下部构造32是可移动的。在侧面板27的下端不存在对下部构造32的螺丝连接或其他刚性连接。侧面板27与下部构造32之间的唯一的刚性连接是通过螺钉34构成的。

根据图12，存在假想的直线，该假想的直线朝向侧面板27的下边缘37定向并且与侧面板27的两个侧向边缘38、39相交。在假想的直线36下方的区域标记为侧面板27的第一部段40。在假想的直线上方的区域标记为侧面板27的第二部段41。在图12中，第一部段40明显大于侧面板27的面积的一半。在第二部段41中存在侧面板27与下部构造32之间的螺丝连接34。在第一部段40中，侧面板27用其下边缘贴靠下部构造32并且通过拉伸杆35固位在此位置中。在侧面板27的第一部段40中不存在侧面板27与下部构造32之间的其他连接。

底面板26通过螺丝连接42与下部构造32相连。在中部，底面板26额外地用悬架44悬挂。在顶面板25与侧面板27之间以及在侧面板27与底面板26之间分别存在重叠部，使得雨水不能渗入。

在前方的顶面板20的后端与后方的顶面板25的前端之间的重叠部处安排有中间面板45。中间面板45与下部构造的后部32相连并且具有比顶面板20、25更小的高度。两个顶面板20、25与中间面板45重叠。滴下来的水通过雨水槽46向外排出。

Claims (15)

1.一种用于风力发电设备的机舱（14）的外壳，其中面板（22，27）与下部构造（31，32）相连，该外壳具有假想的直线（36），该假想的直线延伸经过该面板（22，27）并且朝向该面板（22，27）的边缘（37）定向，其中通过该假想的直线（36）限定了该面板（22，27）的包含该边缘（37）的第一部段（40）并且其中该第一部段（40）贴靠该下部构造（31，32），其中该第一部段（40）通过在拉伸方向上作用的拉伸元件（35）抵靠该下部构造（31，32）固位并且其中该第一部段（40）在与该拉伸方向相交的方向上相对于该下部构造（31，32）能够移动。

2.根据权利要求1所述的外壳，其特征在于，该面板（22，27）的安排在该假想的直线（36）另一侧的第二部段（41）通过固定支承件（33）与该下部构造（31，32）相连。

3.根据权利要求2所述的外壳，其特征在于，在该第二部段（41）中该面板（22，27）包括多个孔，这些孔沿着该面板（22，27）的边缘延伸并且该面板（22，27）通过这些孔与该下部构造（31，32）相连。

4.根据权利要求1至3之一所述的外壳，其特征在于，该拉伸元件（35）在该面板（22，27）的该第一部段（40）与该下部构造（31，32）的锚固点之间延伸。

5.根据权利要求1至4之一所述的外壳，其特征在于，该面板为该外壳（17）的侧面板（22，27）。

6.根据权利要求5所述的外壳，其特征在于，该第一部段（40）构成该侧面板（22，27）的下段。

7.根据权利要求5或6所述的外壳，其特征在于，在该侧面板（22，27）处连接有顶面板（20，25），其中该顶面板（20，25）和该侧面板（22，27）不是直接彼此相连而是仅通过该下部构造（31，32）彼此相连。

8.根据权利要求5至7之一所述的外壳，其特征在于，该顶面板（20，25）在其后端处通过拉伸装置（29）被固位，该拉伸装置施加向前的拉力。

9.根据权利要求8所述的外壳，其特征在于，该拉伸装置（29）包括避雷针的接收座。

10.根据权利要求5至9之一所述的外壳，其特征在于，在该侧面板（22，27）处连接有底面板（26）并且该侧面板（22，27）的该第一部段（40）在纵向方向上相对于该底面板（26）能够移动。

11.根据权利要求5至10之一所述的外壳，其特征在于第一侧面板（22）和第二侧面板（27），这些侧面板在纵向方向上彼此前后安排并且在纵向方向上相对彼此能够移动。

12.根据权利要求11所述的外壳，其特征在于，该第一侧面板（22）与该下部构造的第一段（31）相连，该第二侧面板（27）与该下部构造的第二段（32）相连，其中在该下部构造（31，32）的弹性变形下这些侧面板能够相对彼此移动。

13.根据权利要求1至12之一所述的外壳，其特征在于第一顶面板（20）和第二顶面板（25），其中该第一顶面板（20）与该下部构造的第一段（31）相连，其中该第二顶面板（25）与该下部构造的第二段（32）相连，并且其中在该下部构造（31，32）的弹性变形下这些顶面板（20，25）能够相对彼此移动。

14.根据权利要求1至13之一所述的外壳，其特征在于安排在第一顶面板（20）与第二顶面板（25）之间的中间面板（45），该中间面板在纵向方向上与该第一顶面板（20）和该第二顶面板（25）重叠。

15.根据权利要求14所述的外壳，其特征在于，该中间面板（45）设计有水槽（46）。