風輪機的支承結構的制作方法
【專利說明】風輪機的支承結構
[0001]本申請是申請日為2012年3月8日、申請號為201280022367.2(國際申請號:PCT/DK2012/050071)以及發明名稱為“風輪機轉子軸支承結構”的發明專利申請的分案申請。
技術領域
[0002]本發明的一些方面涉及用于支承風輪機的轉子軸的結構。更具體地，本發明的一些方面涉及一種殼體，該殼體支承一個或多個軸承，所述軸承又支承轉子軸，并且/或者涉及一種用于支承該軸承殼體的結構。
【背景技術】
[0003]如圖1中所示，傳統的風輪機包括居中地安裝至輪轂的轉子16，該轉子具有兩個或更多個葉片。轉子軸10從輪轂沿轉子軸線13延伸，并由風輪機12的機艙11內的軸承殼體20中的轉子軸承支承。這些軸承允許轉子16關于轉子軸線13(這里也稱為y軸)旋轉，同時防止轉子關于基本垂直于轉子軸線的正交軸線15(這里也稱為z軸)旋轉或關于與轉子軸線水平的正交軸線14(這里也稱為X軸)旋轉。可以理解的是，該軸承也防止轉子軸除了潛在地沿著轉子軸線13移動極微量外沿任何方向平移運動。
[0004]在傳統的風輪機中，轉子軸承安裝在殼體內，該殼體包括前轉子軸承座和后轉子軸承座。整體上說，已采用的傳統設計方法必須提供非常剛硬的殼體構造來防止軸承座處的任何移動或撓曲，這些移動或撓曲會因而出現在軸承內。然而，申請人認識到允許軸承殼體在某些區域內具有一定限度的撓曲會促進軸承壽命的延長。
【發明內容】
[0005]本發明的一些方面涉及一種風輪機的支承結構。這樣一種支承結構包括軸承殼體，該軸承殼體用于支承允許轉子軸繞轉子軸線旋轉的軸承。該軸承殼體可以構造成最小化響應于關于轉子軸線之外的軸線在轉子軸上作用的力矩而在軸承中作用的力。該風輪機的支承結構也可以包括可供安裝軸承殼體的基座。該基座可以包括以下特征，即:最小化響應于關于轉子軸線之外的軸線在風輪機內作用的力矩而在風輪機結構和/或風輪機的偏航機構內產生的應力。
[0006]根據一個方面，風輪機的支承結構包括殼體，所述殼體具有第一軸承座和第二軸承座，所述第一軸承座位于所述殼體的前部分，所述第二軸承座位于所述第一軸承座的后方。所述第一軸承座和所述第二軸承座適于分別接納和支承第一軸承和第二軸承，所述第一軸承和所述第二軸承支承在所述殼體的前部分和后部分之間延伸的轉子軸繞軸線旋轉。第一對橫向支承件從所述殼體的橫向側大體向下延伸并且朝所述殼體的所述前部分定位。所述第一對橫向支承件中的各橫向支承件限定適于安裝至基座的安裝底腳，并且各橫向支承件的安裝底腳與所述第一對橫向支承件的其它安裝底腳分離。在所述第一對橫向支承件的各橫向支承件與所述第一軸承座之間限定有結構間隙。
[0007]根據另一方面，風輪機的支承結構包括殼體，所述殼體具有第一軸承座和第二軸承座，所述第一軸承座位于所述殼體的前部分，所述第二軸承座位于所述第一軸承座的后方。所述第一軸承座和所述第二軸承座適于分別接納和支承第一軸承和第二軸承，所述第一軸承和所述第二軸承支承在所述殼體的前部分和后部分之間延伸的轉子軸繞軸線旋轉。所述第一軸承座的最下部具有第一剛度，并且所述第一軸承座的第二部分位于所述最下部的上方，在橫向上遠離所述最下部，所述第二部分具有比所述第一剛度小的第二剛度。
[0008]根據本發明的另一方面，風輪機的支承結構包括殼體，所述殼體具有第一軸承座和第二軸承座，所述第一軸承座位于所述殼體的前部分，所述第二軸承座位于所述第一軸承座的后方。所述第一軸承座和所述第二軸承座適于分別接納和支承第一軸承和第二軸承，所述第一軸承和所述第二軸承支承在所述殼體的前部分和后部分之間延伸的轉子軸繞軸線旋轉。第一加強環至少部分地繞所述第一軸承座的周向延伸。加強結構在位于所述第一加強環的后方且在所述第二軸承座的前方的位置處至少部分地繞所述殼體延伸。所述第一加強環和所述加強結構之間限定有間隙，所述間隙至少部分地繞所述殼體的周向延伸。
[0009]根據本發明的另一方面，風輪機的支承結構包括基座，該基座包括用于偏航機構的至少一部分的支架，所述偏航機構將所述基座連接至風輪機塔架并允許所述基座繞穿過該風輪機塔架延伸的垂直軸線旋轉。所述基座包括待定位在所述風輪機塔架的上方的孔。所述基座上的多個安裝平臺接納軸承殼體的安裝底腳，該軸承殼體用于支承轉子軸。第一支柱在所述多個安裝平臺中的第一對安裝平臺之間延伸并橫過所述孔。第二支柱在所述多個安裝平臺中的第二對安裝平臺之間延伸并與所述第一支柱交叉。
[0010]根據本發明的另一方面，風輪機的支承結構包括基座，所述基座包括用于偏航機構的至少一部分的支架，所述偏航機構將所述基座連接至風輪機塔架并允許所述基座繞穿過該風輪機塔架延伸的垂直軸線旋轉。所述基座包括待定位在所述風輪機塔架的上方的孔。所述基座上的多個安裝平臺接納軸承殼體的安裝底腳，該軸承殼體用于支承轉子軸繞轉子軸線旋轉。第一支柱延伸穿過所述孔，并且位于所述基座的在所述轉子軸線的第一側的第一橫向部與所述基座的靠近所述轉子軸線的后部之間。第二支柱延伸穿過所述孔，并且位于所述基座的第二橫向部與所述基座的靠近所述轉子軸線的后部之間，所述第二橫向部位于所述轉子軸線的與所述第一側相反的第二側。
[0011]根據本發明的再一方面，風輪機的支承結構包括基座，所述基座具有與風輪機塔架的頂部的圓形橫截面相對應的形狀。位于所述基座上的多個第一安裝區域接納軸承殼體的安裝底腳，所述軸承殼體支承轉子軸旋轉。位于所述基座上的多個第二安裝區域接納風輪機機艙的骨架結構。所述多個第一安裝區域基本上接收與所述轉子軸相關的所有負載，所述多個第二安裝區域基本上接收與所述骨架結構相關的所有負載。
[0012]從下面的描述以及權利要求中將會理解本發明的這些和其它方面。
【附圖說明】
[0013]附圖并不意欲按比例繪制。在附圖中，各圖中示出的相同或近似相同的元件可以由相同的附圖標記表示。為清楚起見，在各圖中不是每個部件都被標出。在附圖中:
[0014]圖1是風輪機的示意圖，整體示出了軸承殼體的定位以及可能會相對于軸承殼體作用的力和/或力矩所沿的軸線。
[0015]圖2是根據一個實施方式的軸承殼體和基座的立體側視圖。
[0016]圖3是沿圖2中所示的X軸和y軸限定的平面剖取的圖2的軸承殼體和基座的剖視圖。
[0017]圖4是不同軸承力曲線的圖表，這些軸承力曲線代表被支承在不同類型的軸承殼體內的輥子軸承的輥子所經受的力。
[0018]圖5是根據一個實施方式從軸承殼體的前上位置看到的軸承殼體的立體圖。
[0019]圖6是以夸大方式示出可能會在轉子軸內發生的彎曲的示意圖。
[0020]圖7是從殼體下方的偏移點看到的根據一個實施方式的軸承殼體的底側的立體圖。
[0021 ]圖8是從側后視點看到的根據一個實施方式的基座的立體圖。
【具體實施方式】
[0022]如圖1示意所示，風輪機轉子軸10可以由在軸承殼體20內沿轉子旋轉軸線13間隔開的兩個或更多個轉子軸承21、22支承在風輪機12的機艙11中。當風驅動風輪機的轉子16時，軸承21、22