專利名稱：風輪機轉子以及風輪機的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種風輪機轉子以及一種包括這種轉子的風輪機。
背景技術：
用于生成電力的風輪機是已知的，并且以增加的數量來使用以提供持久的電力供應。風輪機可以產生的最大功率與所述風輪機的葉片的掃掠面積成比例，所述掃掠面積與葉片長度的平方近似成比例。需要增大風輪機的尺寸以增大所述風輪機能夠提供的最大功率，從而降低供應能量的成本。然而，僅通過線性按比例增大風輪機部件無法獲得輸出功率的線性按比例增加。例如，如果每一個葉片的長度增加一倍，則掃掠面積增加到四倍。然而，每一個葉片的重量與長度的立方大致成比例，使得重量增加到八倍。在已知的風輪機中，葉片固定到輪轂，從而通過連接到輪轂的軸驅動發電機。該結構的實例在 WO 03/098034AU DE 10311025A1、US 2006/0251516A1、EP 0058791A1 和 US 6951443B1 中公開。由軸驅動的發電機典型地需要使用變速箱來增加旋轉速度以提供更有效的發電。 然而，變速箱不便的地方在于變速箱增加了風輪機的成本、重量和維修要求。已經使用了直接驅動式發電機，并且DE 10255745A1和US 6^5090B1中公開了這種結構的實例。WO 02/099950A1公開了這種類型的發電機。所述風輪機包括轉子，所述轉子的邊緣通過抗拉構件連接到輪轂而類似裝輪輻的自行車車輪。輪轂由軸向分隔開的風輪機葉片結構驅動。CA公開了一種具有直接驅動式發電機的風輪機。渦輪轉子的葉片固定到環形套筒，所述環形套筒通過從輪轂徑向延伸的桿連接到輪轂并設置在垂直于旋轉軸線的共用平面中。葉片的力在環形套筒處被分解，葉片的內端部連接到所述環形套筒。因此，環形套筒必須被制造成具有足夠的強度以便能夠承受這些力。對于具有繞著旋轉軸線約為12米的半徑以及約為3. 5米的橫截面直徑的環形套筒，制造相對昂貴且環形套筒相當重。因此，風輪機的運輸和組裝趨向于較昂貴。US 7042109B2公開了風輪機的各種結構，其中渦輪轉子直接或者通過變速箱驅動無鐵芯環式發電機。在該文獻的圖3中所顯示的結構中，葉片在轉子輪轂內延伸到輪轂軸承，并且發電機轉子固定到輪轂。作用在葉片上的力中平行于旋轉軸線的分量被傳遞到軸承并且還被傳遞到發電機轉子。葉片生成的轉矩被傳遞到發電機轉子。還公知的是具有固定到輪轂并通過繩或電纜結構支撐的葉片的風輪機。在這種渦輪機中，輪轂再次通過輪軸且典型地通過變速箱驅動發電機。這種類型的風輪機不適于比較高的發電，這是因為在保持結構的整體性的同時不能充分地增加掃掠面積。GB 1511948AU WO 97/13979A1、US 4330714A、US 4350895A、WO 86/0270IAU WO 2007/135391A2、US 2005/200134AU US 5118255A, US 2050129A、DE 19606359A1 和 US 2008/124216A1中公開了風輪機的其它實例。
發明內容
根據本發明的第一方面，提供一種風輪機轉子，所述風輪機轉子包括用于使轉子繞著軸線相對于軸旋轉的至少一個軸承構件、發電機驅動裝置以及多個渦輪葉片和葉片安裝裝置，葉片在該葉片的徑向外端部處沒有受到支撐，每一個葉片安裝裝置被布置成將作用在相關葉片上的所有力中平行于軸線作用的分量基本上僅傳遞到至少一個軸承構件以及將繞著軸線作用在相關葉片上的轉矩基本上僅傳遞到發電機驅動裝置，發電機驅動裝置連接到葉片但與葉片分離。每一個葉片安裝裝置可以包括第一開口式框架結構。第一開口式框架結構可以包括第一空間框架。發電機驅動裝置可以通過第二開口式框架結構連接到至少一個軸承構件。第二開口式框架結構可以基本上機械地獨立于第一開口式框架結構。第二開口式框架結構可以包括至少一個第二空間框架。從軸線到每一個葉片的徑向最內端部的徑向距離可以大于從軸線到發電機驅動裝置的徑向距離。渦輪葉片和葉片安裝裝置可以繞著軸線以相等角度分隔開。渦輪葉片可以設置在垂直于軸線的第一平面中或與軸線同軸的截頭圓錐表面中。葉片安裝裝置可以彼此分離。每一個葉片安裝裝置可以通過第一構件連接到發電機驅動裝置，第一構件用于基本上僅將繞著軸線的轉矩從相關葉片傳遞到發電機驅動裝置。第一構件可以是彈性的和/ 或可以鉸接到葉片安裝裝置和發電機驅動裝置，以便基本上能夠防止作用在葉片上的所有力中平行于軸線作用的分量傳遞到發電機驅動裝置。每一個葉片安裝裝置可以包括第二構件和第三構件，所述第二構件和所述第三構件設置在包含軸線的第二平面中并具有第一端部和第二端部，所述第一端部連接在一起并連接到葉片，所述第二端部在平行于軸線分隔開的相應位置處連接到至少一個軸承構件。 每一個葉片可以具有力作用中心，并且第二構件和第三構件可以沿著在力作用中心處或鄰近力作用中心彼此相交的直線延伸。每一個葉片安裝裝置的第二構件和第三構件可以包括組合構件的第一部分和第二部分。每一個葉片安裝裝置可以成形為將風轉換成繞著軸線的轉矩。每一個葉片安裝裝置可以包括連接到至少一個軸承構件的第一連接點和第二連接點以及連附或連接到發電機驅動裝置的第三連接點。葉片安裝裝置在第三連接點處或鄰近第三連接點可以具有彈性，以基本上防止作用在葉片上的所有力中平行于軸線作用的分量傳遞到發電機驅動裝置。發電機驅動裝置可以通過多對第四構件和第五構件連接到至少一個軸承構件，所述第四構件和第五構件設置在包含軸線的相應的第三平面中并具有第一端部和第二端部， 所述第一端部連接在一起并連接到發電機驅動裝置，所述第二端部在平行于軸線分隔開的相應位置處連接到至少一個軸承構件。每一個構件可以基本上是剛性的。每一個構件在其第一端部和第二端部之間可以基本上是平直的或者可以具有基本上平直的部分。
至少一個軸承構件可以包括軸向分隔開以容納發電機定子的第一軸承構件和第二軸承構件。第一軸承構件和第二軸承構件可以形成止推軸承結構的一部分或者可以與止推軸承結構共同作用，以確定或限制第一軸承構件和第二軸承構件的軸向間隔。第一軸承構件和第二軸承構件可以分別連接到第二構件和第三構件的第二端部以及分別連接到第四構件和第五構件的第二端部。發電機驅動裝置可以為環形且與軸線同軸。發電機驅動裝置可以固定到發電機轉子的至少一部分或者可以形成發電機轉子的至少一部分。發電機轉子可以包括繞著軸線成角度分隔開的多個永磁體或線圈。發電機轉子可以包括第一和第二同軸環形磁軛，所述磁軛對于一種或所述發電機定子來說跨越磁氣隙彼此相面對。第四構件和第五構件的第一端部可以固定到第一磁軛和第二磁軛。第一磁軛和第二磁軛可以為鐵磁體。永磁體可以固定到墊板，所述墊板可拆卸地連接到第一磁軛和第二磁軛相面對的表面以限定氣隙。根據本發明的第二方面，提供一種風輪機轉子，所述風輪機轉子包括用于繞著軸線旋轉的輪轂以及至少一個渦輪葉片和葉片安裝裝置，所述葉片或每一個葉片對于平行于軸線作用的所有分力具有力作用中心，并且所述或每一個葉片安裝裝置包括第一構件和第二構件，所述第一構件和所述第二構件將相關的葉片連接到輪轂，在平行于軸線分隔開的徑向內端部處連接到輪轂，并且沿著基本上在力作用中心處或鄰近力作用中心基本上彼此相交的直線延伸。根據本發明的第三方面，提供一種包括發電機和根據本發明的第一方面或第二方面所述的轉子的風輪機。發電機可以布置成由驅動裝置驅動或可以包括驅動裝置。發電機可以為直接驅動式發電機。發電機可以為無鐵芯發電機。軸承構件可以可旋轉地安裝在固定軸上，定子旋轉固定到所述固定軸。因此，可以提供能夠生成相對較大量的電力的風輪機轉子并使風輪機能夠生成相對較大量的電力。這種結構可以相對較輕且可以相對容易地進行制造、運輸和組裝。這種結構根據例如可以在風輪機的整個使用期限中生成的電能在與制造和運行成本相比還能夠提供相對低成本的能量。
將參照附圖通過實例進一步說明本發明，在所述附圖中圖1顯示構成本發明的一個實施例的風輪機；圖2是圖1的風輪機的一部分的橫截面圖；圖3顯示構成本發明的另一個實施例的風輪機；圖4更詳細地顯示圖3的渦輪機的風輪機轉子和定子；圖5顯示構成本發明的另一個實施例的風輪機；圖6更詳細地顯示圖5的風輪機的風輪機轉子；和圖7是圖2中顯示的風輪機部分的細節的橫截面圖。相同的附圖標記在整個附圖中表示相同的部分。
具體實施例方式圖1和圖2中顯示的風輪機適于用作高功率發電機。例如，在典型的應用中，這種風輪機可以具有約為12兆瓦特的額定輸出。所述渦輪機可以設置在陸地或海面上，只要該位置處存在順風狀態且一個或多個這種風輪機的存在是可接受的即可。風輪機包括支撐柱1，所述支撐柱對于陸上應用可以通過適當的底座(未示出)固定在地下，或者對于海上應用可以設置有浮力和/或固定裝置。例如，所述柱和固定裝置可以為EP 1509696和EP 1944504中公開的類型。主軸2固定到柱1的頭部3，使得所述軸的軸線4保持基本上水平。為了使風輪機適應不同的風向，頭部3可以安裝在柱1的頂部以繞著垂直軸線樞轉。風輪機包括轉子，所述轉子通過包括第一和第二軸承構件6的主軸承5可旋轉地安裝在軸2上以繞著軸線4旋轉。轉子包括軸承構件6 (構成輪轂)、環繞軸線4等角度地布置的三個渦輪葉片7、三個渦輪葉片安裝裝置8以及為環形發電機轉子9形式的發電機驅動裝置。發電機定子10在軸承構件6之間固定到軸2上。盡管在此說明的實施例的風輪機具有三個渦輪葉片和安裝裝置，但是根據應用可以提供任何適當數量的葉片和安裝裝置。葉片7僅在該葉片的徑向內端部處或部分處受到支撐，而在該葉片的徑向外端部處沒有受到支撐。每一個安裝裝置8都包括可以由復合材料或金屬形成的構件。裝置8類似于“A形框架”或空間框架，并且包括形成第一和第二構件的第一和第二部分11和12，所述第一和第二構件的內端部連接到軸承構件6而平行于軸線4分隔開。外端部連接在一起并連接到復合構件的外部，從而提供葉片7的樞轉安裝，使得葉片7可以繞著其縱向軸線樞轉，從而允許控制葉片的順漿程度或間距。所述安裝裝置包括允許葉片7的漿距改變的軸承13和用于使葉片7旋轉到期望漿距的電動機14。構件11和12的外端部由于為組合構件的一部分而連接到用于葉片7的安裝裝置。轉子包括布置成類似于A形框架或空間構架的多對第三和第四構件15和16。構件15和16的徑向內端部連接到軸承構件6而軸向分隔開，而構件15和16的徑向外端部連接到為發電機轉子9形式的發電機驅動裝置。因此，所述發電機驅動裝置連接到葉片7 但與葉片7分離。包括轉子9和定子10的發電機屬于無鐵芯類型、環狀或環形、直接驅動類型。轉子包括一對同軸的環形構件17和18，所述環形構件承載永磁體并在所述兩個環形構件之間限定磁氣隙。磁體作為面對的成對磁體布置在環形構件17和18上，使得每一對磁體都具有彼此面對的相反的磁極，并且磁極交替環繞圓周或者相對于軸線4成一定角度。定子包括多個成角度分布的線圈19，所述線圈設置在構件17與18之間的氣隙內。 線圈19為“無鐵芯”類型，這是由于所述線圈不包含鐵磁芯。例如，線圈可以由諸如環氧樹脂的具有足夠強度的材料形成并包封以保持線圈的結構和形狀。根據應用的特定要求處理線圈輸出，并且產生的電力通過穿過柱1的導體供應。這種類型的發電機是公知的且將不會進一步詳細說明。同樣，用于處理這種發電機的輸出的電路裝置也是公知的且將不會進一步說明。這種發電機和裝置的實例例如在以上引入的幾個公開文獻中公開。
安裝裝置8中的每一個都通過在附圖標記20處所示的連接裝置連接到轉子9。因此，轉子9通過其安裝裝置8和連接裝置20由每一個葉片7驅動而相對于定子10繞著軸線4旋轉。因此，線圈19在氣隙中切斷構件17和18之間的磁通量以發電。在使用中，葉片7設置在垂直于繞軸2旋轉的軸線4的共用平面中或者設置在與軸線4同軸的截頭圓錐表面中，葉片7被引導到風向上，并且電動機14使葉片7繞著該葉片的縱軸旋轉，以便提供期望的葉片漿距。例如，漿距可以被設置成使得葉片7的外梢速近似等于對于從風中提取能量的最大理論效率的風速的六倍。各種力作用于葉片7上，并且這些力可以被分解成平行于軸線4作用在葉片7上的力和繞著軸線4作用在葉片7上的轉矩。安裝裝置8使得平行于軸線4作用的力(或者平行于該軸線作用的力的所有分量)主要通過每一個組合構件8的構件11和12基本上僅被傳遞到軸承構件6。每一個葉片7對于平行于旋轉軸線4作用的所有分力33具有力作用中心30。構件11和12沿著基本上彼此相交的直線31、32延伸到力作用中心30或鄰近于力作用中心30。因此，圖2中對于沿水平方向的任何趨勢都通過構件11和12被軸承構件6限制，并且基本上不會通過連接裝置 20傳遞到轉子9。同樣地，葉片7產生的轉矩基本上僅通過連接裝置20傳遞到發電機轉子9。將轉子9支撐在軸承構件6上的構件15和16不會承載任何實質的載荷或平行于軸線4的分力， 因此僅需要確保轉子9在平行于軸線4的方向上的結構穩定性。所有載荷支承構件都作用大致的拉力或壓力并因此類似于空間框架裝置。因此，類似于或用作空間框架的開口式框架結構可以用于形成用于安裝渦輪葉片和驅動發電機的渦輪轉子裝置。因此，可以提供相對較輕的結構，并且所述相對較輕的結構在比較高的功率的風輪機的操作期間出現力的情況下能夠容易地保持結構整體性。例如，這種結構可以用于提供相對輕的12MW或相似尺寸的發電機。由于葉片7產生的繞著軸線4的轉矩通過連接裝置20基本上僅傳遞到每一個構件8上，因此連接裝置20可以為樞轉類型。同樣，由于剛性的基本上平直構件11和12基本上僅沿著所述構件的長度傳遞拉力和壓力，因此構件11和12與軸承構件6的連接裝置 21不需要傳遞或限制轉矩。僅有圖2平面中的平行于軸線4的相對最小的力作用于轉子9 上，使得環形永磁體承載構件17和18之間的氣隙可以相對較小。在具有約為12麗的最大發電量的風輪機的情況下，葉片7典型地長度約為50m，轉子9典型地半徑約為12m。開口式框架結構通過形成或類似于空間框架的相對輕結構提供充分的結構整體性。因此，部件的制造、運輸至工程地點以及為了形成風輪機的部件組裝與已知類型的裝置相比更容易且更便宜。因此，可以提供制造和組裝成本較低且在使用中相對很少需要維修的風輪機。因此，這種風輪機對于其整個使用期限期間的總成本提供了很好的發電量比率，并且表現為就制造和運行成本而言非常有效的能持久的電能源。通過在轉子9上設置發電機的永磁體和在定子16上設置發電機的線圈19，在不需要例如滑環或其它相對可移動電連接裝置的情況下可以通過固定導電體從風輪機獲取產生的電力。然而，如果需要或者理想的，永磁體可以設置在定子10上，線圈可以設置在轉子 9上，而在這樣的情況下，一些形式的旋轉電連接裝置，例如滑環，將通常是必需的以便從風輪機提取產生的電力。發電機轉子9形成風輪機轉子的結構的一部分。因此，發電機轉子提供安裝發電機的永磁體(或線圈)以及形成用于傳遞葉片7產生的轉矩的結構的一部分的雙重目的。 這表現為有助于渦輪轉子的相對輕盈以及發電機組裝的結構上有效的裝置。圖3和圖4顯示了另一種類型的風輪機轉子，所述風輪機與圖1和圖2中顯示的風輪機轉子的不同之處主要在于構件11和12形成為例如金屬桿或管。另外，用于將來自葉片7的轉矩傳遞到轉子9的連接裝置20形成為桿或管，使得包括葉片安裝裝置8的結構更接近類似于空間框架。每一個葉片都具有安裝在主軸承21中的內端部，使得平行于軸2 的軸線4作用在葉片上的力的分量通過構件11和12基本上僅被傳遞到軸承構件6 (所述構件沿著對于平行于旋轉軸線作用的所有分力在葉片的力作用中心處或鄰近所述力作用中心基本上彼此相交的直線延伸)，而繞著軸線4作用在葉片7上的轉矩通過構件20基本上僅被傳遞到轉子9。葉片的最內端部設置有或形成軸，所述軸穿過主軸承21至其它軸承 22，所述軸承22固定到位于包含相鄰構件11和12的同一個徑向平面中的構件15和16的外端(圖3和圖4中看不到)。因此，構件15和16有助于將作用在葉片7上的力中平行于軸線4的分量傳遞到軸承構件6而不會傳遞繞著軸線4的任何實質轉矩。因此，葉片7和轉子9連接在一起并通過空間框架或類似空間框架的裝置連接到軸承構件6。轉子9還用于用作關于轉矩的結構構件、限制垂直于旋轉軸線的葉片力以及支撐發電機的永磁體(或線圈)的目的。定子10在軸承構件6之間固定到軸2，所述軸承構件形成用于固定或限制軸承構件6的軸向間隔的止推軸承的一部分或設置有所述止推軸承。圖5中所示的風輪機的圖6中顯示的風輪機轉子與圖4中顯示的風輪機轉子相似，但是被布置成由粘結在一起的多個復合材料部分制造而成。每一個構件11或12及其相鄰的構件15或16與主葉片軸承21和輔助葉片軸承22 —體形成。整個風輪機轉子可以由粘結的復合部件形成或者可以包括一些非復合部件。因此，該轉子可以被認為是等效于空間框架的組合物。圖7顯示了發電機轉子和定子結構的一部分，該部分可以用于任何一個實施例中但作為實例僅涉及圖2中顯示的轉子。發電機轉子9包括形成發電機轉子的主要結構部分的第一和第二環形磁軛23。磁軛23還提供磁通量路徑，因此為了此目的必須具有足夠的厚度且為適當的鐵磁材料。磁軛23被固定到構件15和16的徑向外端部。在該實施例中，永磁體25固定到轉子9。具體地，每一個永磁體25都為分段式形狀并固定到鐵磁安裝板對。安裝板M例如通過螺栓沈可拆卸地固定到磁軛23，以便允許磁體組裝到磁軛23和與磁軛23分開。定子10包括多個例如“封裝”在環氧樹脂中以便保持線圈克服作用在發電機內的力且不需要芯體或線圈架的形狀和結構的線圈19，。線圈19被設置在第一和第二磁軛23 上的相面對的磁體25之間所限定的磁氣隙中。所述氣隙中的磁場基本上一致，使得發電機性能能夠容許線圈19相對于磁體25的所述軸向位置。限定所述氣隙的相面對的每一對的磁體都具有彼此相面對的相反磁極。另外，磁軛上的永磁體的磁極沿圓周方向(或者關于軸線4成角度地)交替設置。因此，每一個線圈19都產生交流電，并且線圈可以根據任何適當的例如已知的技術相互連接以提供期望的功率輸出。優點是對于最佳的發電機性能需要在大致平坦的磁體后面的磁通量路徑具有特定的最小厚度。該厚度的大部分由磁軛23提供，因此所述磁軛相對較堅固并形成用于轉矩的傳遞的發電機轉子的結構的一部分。使用分開的安裝板M安裝磁體25便于發電機轉子9的制造和損壞磁體的維修，例如除去損壞磁體和更換損壞磁體。 發電機轉子9分成可以在安裝磁體之前焊接和/或機械加工的連續的環形磁軛 23以及為承載磁體25的板M形式的多個分離區段，允許磁體在轉子的組裝期間以較少的組或區段安裝。這再次便于更換損壞磁體期間的組裝和移走或者便于用于任何其它目的。 這種結構能夠在不干擾線圈19的端部繞組的情況下允許安裝板和磁體從發電機轉子結構的外部徑向安裝，所述端部繞組如圖7所示趨向于比通過磁氣隙的線圈部分寬。具有線圈 19的定子10形成為多個大致分段形元件，所述元件在渦輪轉子的組裝期間也沿徑向安裝。 每一個定子元件與相鄰的磁體25同時安裝在其安裝板M上以適應發電機邊緣處的所有部件。這允許由環形磁軛23形成的主發電機邊緣結構連續。
權利要求
1.一種風輪機轉子，包括允許所述轉子繞著軸線相對于軸旋轉的至少一個軸承構件；發電機驅動裝置；以及多個渦輪葉片和葉片安裝裝置，其中所述葉片在所述葉片的徑向外端部處沒有受到支撐，每一個葉片安裝裝置被布置成將作用在相關葉片上的所有力中平行于所述軸線作用的分量基本上僅傳遞到所述至少一個軸承構件以及將繞著所述軸線作用在相關葉片上的轉矩基本上僅傳遞到所述發電機驅動裝置，所述發電機驅動裝置連接到所述葉片但與所述葉片分離。
2.根據權利要求1所述的轉子，其中，每一個所述葉片安裝裝置都包括第一開口式框架結構。
3.根據權利要求2所述的轉子，其中，所述第一開口式框架結構包括第一空間框架。
4.根據前述權利要求中任一項所述的轉子，其中，所述發電機驅動裝置通過第二開口式框架結構連接到所述至少一個軸承構件。
5.根據從屬于權利要求2或3的權利要求4所述的轉子，其中，所述第二開口式框架結構基本上機械地獨立于所述第一開口式框架結構。
6.根據權利要求4或5所述的轉子，其中，所述第二開口式框架結構包括至少一個第二空間框架。
7.根據前述權利要求中任一項所述的轉子，其中，從所述軸線到每一個所述葉片的徑向最內端部的徑向距離大于從所述軸線到所述發電機驅動裝置的徑向距離。
8.根據前述權利要求中任一項所述的轉子，其中，所述渦輪葉片和所述葉片安裝裝置繞著所述軸線以相等角度分隔開。
9.根據權利要求8所述的轉子，其中，所述渦輪葉片設置在垂直于所述軸線的第一平面中或設置在與所述軸線同軸的截頭圓錐表面中。
10.根據權利要求8或9所述的轉子，其中，所述葉片安裝裝置彼此分離。
11.根據前述權利要求中任一項所述的轉子，其中，每一個所述葉片安裝裝置通過第一構件連接到所述發電機驅動裝置，所述第一構件用于基本上僅將繞著所述軸線的轉矩從相關葉片傳遞到所述發電機驅動裝置。
12.根據權利要求11所述的轉子，其中，所述第一構件是彈性的和/或鉸接到所述葉片安裝裝置和所述發電機驅動裝置，以便基本上防止作用在所述葉片上的所有力中平行于所述軸線作用的分量傳遞到所述發電機驅動裝置。
13.根據前述權利要求中任一項所述的轉子，其中，每一個所述葉片安裝裝置包括第二構件和第三構件，所述第二構件和所述第三構件設置在包含所述軸線的第二平面中并具有第一端部和第二端部，所述第一端部連接在一起且連接到所述葉片，所述第二端部在平行于所述軸線分隔開的相應位置處連接到所述至少一個軸承構件。
14.根據權利要求13所述的轉子，其中，每一個所述葉片對于平行于所述軸線作用的所有分力具有力作用中心，并且所述第二構件和所述第三構件沿著在所述力作用中心處或相鄰于所述力作用中心基本上彼此相交的線延伸。
15.根據權利要求13或14所述的轉子，其中，每一個所述葉片安裝裝置的所述第二構件和所述第三構件包括組合構件的第一部分和第二部分。
16.根據前述權利要求中任一項所述的轉子，其中，每一個所述葉片安裝裝置成形為將風轉換成繞著所述軸線的轉矩。
17.根據前述權利要求中任一項所述的轉子，其中，每一個所述葉片安裝裝置都包括連接到所述至少一個軸承構件的第一連接點和第二連接點以及附連或連接到所述發電機驅動裝置的第三連接點。
18.根據權利要求17所述的轉子，其中，所述葉片安裝裝置在所述第三連接點處或鄰近所述第三連接點具有彈性，從而基本上防止作用在所述葉片上的所有力中平行于所述軸線作用的分量傳遞到所述發電機驅動裝置。
19.根據前述權利要求中任一項所述的轉子，其中，所述發電機驅動裝置通過多對第四構件和第五構件連接到所述至少一個軸承構件，所述第四構件和所述第五構件設置在包含所述軸線的相應的第三平面中并具有第一端部和第二端部，所述第一端部連接在一起且連接到所述發電機驅動裝置，所述第二端部在平行于所述軸線分隔開的相應位置處連接到所述至少一個軸承構件。
20.根據權利要求11-15以及18-19中任一項所述的轉子，其中，每一個構件基本上是剛性的。
21.根據權利要求1-15以及18和20中任一項所述的轉子，其中，每一個所述構件在該構件的第一端部和第二端部之間基本上是平直的或者具有基本上平直部分。
22.根據前述權利要求中任一項所述的轉子，其中，所述至少一個軸承構件包括軸向分隔開以容納發電機定子的第一軸承構件和第二軸承構件。
23.根據權利要求22所述的轉子，其中，所述第一軸承構件和所述第二軸承構件形成止推軸承結構的一部分或者與所述止推軸承結構共同作用，以確定或限制所述第一軸承構件和所述第二軸承構件的軸向間隔。
24.根據從屬于權利要求13-15以及19-21中任一項的權利要求22或23所述的轉子， 其中，所述第一軸承構件和所述第二軸承構件分別連接到所述第二構件的第二端部和所述第三構件的第二端部，和/或分別連接到所述第四構件的第二端部和所述第五構件的第二端部。
25.根據前述權利要求中任一項所述的轉子，其中，所述發電機驅動裝置為環形并與所述軸線同軸。
26.根據前述權利要求中任一項所述的轉子，其中，所述發電機驅動裝置被固定到發電機轉子的至少一部分或形成所述發電機轉子的至少一部分。
27.根據權利要求沈所述的轉子，其中，所述發電機轉子包括環繞所述軸線成角度分隔開的多個永磁體或線圈。
28.根據權利要求27所述的轉子，其中，所述發電機轉子包括第一同軸環形磁軛和第二同軸環形磁軛，對于一種或所述發電機定子來說，所述第一同軸環形磁軛和所述第二同軸環形磁軛跨越磁氣隙彼此相面對。
29.根據直接或間接從屬于權利要求19的權利要求觀所述的轉子，其中，所述第四構件的第一端部和所述第五構件的第一端部固定到所述第一同軸環形磁軛和所述第二同軸環形磁軛。
30.根據權利要求觀或四所述的轉子，其中，所述第一同軸環形磁軛和所述第二同軸環形磁軛為鐵磁體。
31.根據權利要求觀-30中任一項所述的轉子，其中，所述永磁體被固定到墊板，所述墊板能夠拆卸地連接到所述第一同軸環形磁軛和所述第二同軸環形磁軛相面對的表面以限定所述氣隙。
32.一種風輪機轉子，包括 繞著軸線旋轉的輪轂；以及至少一個渦輪葉片和葉片安裝裝置， 其中所述葉片或每一個葉片對于平行于所述軸線作用的所有分力具有力作用中心，并且所述或每一個葉片安裝裝置包括第一構件和第二構件，所述第一構件和所述第二構件將相關的葉片連接到所述輪轂，在平行于所述軸線分隔開的徑向內端部處連接到所述輪轂，并且沿著基本上在所述力作用中心處或鄰近所述力作用中心基本上彼此相交的線延伸。
33.一種包括發電機和根據前述權利要求中任一項所述的轉子的風輪機。
34.根據從屬于權利要求1-31中任一項的權利要求33所述的渦輪機，其中，所述發電機被布置成由所述驅動裝置驅動或者包括所述驅動裝置。
35.根據權利要求33或34所述的渦輪機，其中，所述發電機為直接驅動式發電機。
36.一種根據權利要求33-35中任一項所述的渦輪機，其中，所述發電機為無鐵芯發電機。
37.根據直接或間接從屬于權利要求22的權利要求33-36所述的渦輪機，其中，所述軸承構件能夠旋轉地安裝在固定軸上，所述定子旋轉固定到所述固定軸。
全文摘要
本發明公開了一種風輪機，所述風輪機包括在頂部設置有具有軸線(4)的水平軸(2)的柱(1)。渦輪轉子包括通過安裝裝置(8)連接到軸承構件(5，6)以及轉子(9)或發電機的渦輪葉片(7)。平行于軸線(4)作用在葉片(7)上的分力例如通過剛性的平直構件(11，12)基本上僅被傳遞到軸承構件(6)。葉片(7)產生的繞著軸線(4)的轉矩通過構件(20)基本上僅被傳遞到轉子(9)。
文檔編號F03D11/00GK102245896SQ200980149770
公開日2011年11月16日 申請日期2009年10月9日 優先權日2008年10月10日
發明者伊斯特恩·保萊恩, 威廉姆·卡瑞恩, 馬克·威斯特 申請人:斯維渦輪公司