專利名稱：風力設備組件的釩基硬質材料覆層的制作方法
技術領域：
本發明涉及風力設備、風場和一種用于改善風力設備組件表面特性的方法。
背景技術：
為了保證所期待的風力設備使用壽命，有效地減少安裝在內部的機械組件的磨 損。同時在經濟性方面有效地改善設備效率。目前在風力設備中使用熱的硬化工藝和改性的潤滑劑，用于尤其使機械組件的磨 損最小化或用于改善效率。
發明內容
本發明的第一目的是，提供有利的風力設備供使用。本發明的第二目的是，提供有 利的風場供使用。此外本發明的第三目的是，提供一種有利的用于改善風力設備組件表面 特性的方法。第一目的通過如權利要求1所述的風力設備得以實現。第二目的通過如權利要求 8所述的風場得以實現。第三目的通過如權利要求9所述的用于改善風力設備組件表面特 性的方法得以實現。從屬權利要求包括本發明的其它有利擴展結構。按照本發明的風力設備包括至少一個具有表面的組件。該表面至少部分地以硬質 材料層覆層。所述組件尤其可以是機械組件。硬質材料層同時提供高能力，不僅減小磨損 而且提高相互間相對運動部件的效率。在本發明的意義上，機械組件尤其指的是這樣的組 件，它具有機械功能或者處于機械負荷下。有利地可以使所述表面至少部分地以釩基硬質材料層覆層。釩基硬質材料層除了 硬質材料層的一般優點還具有自潤滑的特性。通過形成magneli (馬格涅利)相、尤其是氧 化釩實現自潤滑特性。通過釩基硬質材料層的自潤滑特性顯著地改善各組件的應急工作特 性。此外也改善各組件的失效特性。所述釩基硬質材料層尤其可以包括亞硝酸鋁釩(VAIN)和/或氧化釩。如上所述， 通過形成氧化釩的magneli相使覆層具有自潤滑特性。此外所述組件的表面可以包括鋼或由鋼制成。鋼表面至少部分地以硬質材料層、 優選以釩基硬質材料層覆層。鋼可以是硬化的或非硬化的鋼。所述風力設備組件例如可以是塔架、機艙、轉子、轉子輪轂、轉子葉片、傳動機構、 傳動機構元件、制動器、旋轉軸或發電機元件、尤其是發電機的機械元件。所述硬質材料層的層厚為IOnm至1000 μ m之間，有利地為IOnm至10 μ m之間。按 照本發明組件的表面可以僅僅部分地、但是也可完全地以硬質材料覆層。所述硬質材料層、尤其是釩基硬質材料層原則上也可以起到各組件的防腐蝕作 用。按照本發明的風場包括至少一個按照本發明的風力設備。該風場具有與上述按照 本發明的風力設備相同的特性和優點。因此請參閱按照本發明的風力設備的實施例。
按照本發明的用于改善風力設備組件特性的方法的特征在于，所述組件表面至少 部分地以硬質材料覆層。所述組件優選是機械組件。有利地可以使表面至少部分地以釩基 硬質材料覆層。對于硬質材料層尤其是釩基硬質材料層的優點請參閱上述的按照本發明組 件的實施例。所述表面優選可以以亞硝酸鋁釩和/或氧化釩覆層。借助于按照本發明的方法例如可以提高效率和/或耐磨性、尤其是沖擊面或軸承 面。所實現的覆層除了減小磨損和提高效率也可以作為防腐蝕。在按照本發明方法的范圍內所述組件的表面僅僅部分地、但是也可以完全地以硬 質材料覆層。所述表面例如可以通過物理氣相沉積(physical vapor d印0siti0n，PVD)覆 層。此外所述表面可以包括鋼。鋼可以是硬化或非硬化的鋼。硬質材料可以至少部分地涂 覆到鋼上。優選可以使所述表面至少部分地以硬質材料覆層，尤其以釩基硬質材料覆層，其 層厚為IOnm至100 μ m之間，有利地層厚為IOnm至10 μ m之間。
下面借助于附圖中的實施例詳細解釋本發明的其它特征、特性和優點。附圖中 圖1簡示出風力設備，
圖2簡示出風力設備組件的部分截面圖。
具體實施例方式下面借助于圖1和2詳細解釋本發明的實施例。圖1簡示出風力設備1。該風力 設備1包括塔架2、機艙3和轉子輪轂4。該機艙3設置在塔架2上。在機艙3上設置可旋 轉支承的轉子輪轂4。在轉子輪轂4上固定至少一個轉子葉片5。所述風力設備1還包括至少一個旋轉軸6、傳動機構7、制動器8和發電機9。該旋 轉軸6、傳動機構7、制動器8和發電機9設置在機艙3內部。原則上在傳動機構7里面實 現軸間距。不同的組件因此也可以具有不同的旋轉軸。圖2簡示出風力設備1的機械組件10部分截面圖。所述機械組件10例如是塔架 2、機艙、轉子輪轂4、轉子葉片5、傳動機構7、制動器8、旋轉軸6或發電機9。該機械組件 10同樣也可以是上述組件的元件
所述機械組件10在本實施例中包括硬化或非硬化的鋼11。鋼11包括表面12，它以硬 質材料層13覆層。所述硬質材料層優選是釩基硬質材料層。所述硬質材料層例如例如借助于物理氣相沉積涂覆在鋼11的表面12上。該硬質 材料層13的層厚14為IOnm至100 μ m之間。硬質材料層的厚度優選最多幾μ m。
權利要求
1.風力設備(1)，它包括至少一個具有表面(12)的組件(10)，其特征在于，該表面 (12)至少部分地以硬質材料層(13)覆層。
2.如權利要求1所述的風力設備(1)，其特征在于，所述表面(12)至少部分地以釩基 硬質材料層覆層。
3.如權利要求2所述的風力設備(1)，其特征在于，所述釩基硬質材料層包括亞硝酸鋁釩和/或氧化釩。
4.如權利要求1至3中任一項所述的風力設備(1)，其特征在于，所述組件的表面(12)包括鋼，其中鋼表面(12)至少部分地以硬質材料層(13)覆層。
5.如權利要求1至4中任一項所述的風力設備(1)，其特征在于，所述組件(10)是塔 架(2)、機艙(3)、轉子、轉子輪轂(4)、轉子葉片(5)、傳動機構(7)、傳動機構元件、制動器 (8)、旋轉軸(6)或發電機(9)的元件。
6.如權利要求1至5中任一項所述的風力設備(1)，其特征在于，所述硬質材料層(13)的層厚(14)為IOnm至IOOym之間。
7.如權利要求6所述的風力設備(1)，其特征在于，所述硬質材料層(13)的層厚(14) 為IOnm至10 μ m之間。
8.風場，包括至少一個如權利要求1至7中任一項所述的風力設備(1)。
9.一種用于改善風力設備(1)的組件(10)的表面(12)的特性的方法，其特征在于，所 述表面(12)至少部分地以硬質材料(13)覆層。
10.如權利要求9所述的方法，其特征在于，所述表面(12)至少部分地以釩基硬質材 料覆層。
11.如權利要求9或10所述的方法，其特征在于，所述表面(12)以亞硝酸鋁釩和/或氧化釩覆層。
12.如權利要求9至11中任一項所述的方法，其特征在于，所述表面(12)通過物理氣相沉積覆層。
13.如權利要求9至12中任一項所述的方法，其特征在于，所述表面(12)包括鋼并且 所述硬質材料至少部分地涂覆到鋼上。
14.如權利要求9至13中任一項所述的方法，其特征在于，所述表面(12)至少部分地 以硬質材料覆層，其層厚(14)為IOnm至100 μ m之間。
全文摘要
本發明公開了一種風力設備組件的釩基硬質材料覆層。風力設備(1)，它包括至少一個具有表面(12)的組件(10)。該表面(12)至少部分地以硬質材料層(13)、優選以釩基硬質材料層覆層。
文檔編號B32B15/01GK102128143SQ20111000
公開日2011年7月20日 申請日期2011年1月14日 優先權日2010年1月14日
發明者C. 霍勒 A., 切姆特喬亞 B., 庫默 C., 霍曼 C., 克爾平 H., 李瑩 申請人:西門子公司