NO20130213A1 - Anordning ved komponentarrangement for å tilveiebringe enklere drift og vedlikehold av vindmøller - Google Patents

Description

ANORDNING VED KOMPONENT ARRANGEMENT FOR Å TILVEIEBRINGE ENKLERE DRIFT OG VEDLIKEHOLD AV VINDMØLLER

Denne oppfinnelsen vedrører en vindmølle, nærmere bestemt dreier det seg om vindmølle hvor vindmøllens elektriske anlegg er plassert i bakkenivå, og hvor generatoren er anordnet vertikalt med kraftoverføring ved hjelp av vinkelgir mellom rotoraksel for vindturbinen og vertikal aksel tilordnet en generator.

Etterhvert som vindmøller bygges med større effekter, må også det elektriske anlegget oppdimensjoneres tilsvarende. Forskrifter og regelverk setter strenge krav til sikkerhetsavstander mellom elektriske komponenter og sikker adkomst med rømningsveier for vedlikeholdspersonell.

I følge kjente teknikker for vindmøller er generator med tilhørende elektriske-og mekaniske komponenter ofte anbrakt på en elevert gondol, svingbart opplagret om vertikalaksen på et vertikalt søylefundament.

Samlet vekt av generator med tilhørende elektrisk utstyr og girsystemer er betydelig. Særlig for vinturbiner til havs innebærer store masser høyt over havoverflaten at bærende konstruksjoner mo oppdimensjoneres og blir derfor omfattende og kostbare.

Adkomst for drift og vedlkehold blir vanskelig, spesielt blir det vanskelig å tilfredstille forskriftenes krav til sikre rømningsveier for personell.

Utskifting av store tunge komponenter betinger eksterne kostbare løfteanordninger. Dette blir spesielt vanskelig og kostbart på havvindmøller hvor værforholdene ofte bare tillater korte perioder for bruk av eksterne løfteinretninger på kranskip.

Oppfinnelsen har til hensikt å avhjelpe , eller i det minste redusere en eller flere av ulempene med dagens teknikk.

Det er tilveiebrakt et arrangement for hovedkomponenter i en vindmølle, hvor dreiemomentet fra vindturbinen overføres via gir og vinkelgir til vertikalt montert generator i toppen av bæresøylen. Alle elektriske anlegg plasseres i bakkenivå med kabler mellom generator og elektriske anlegg. Derved unngås at store lavspentkabler må passere gjennom overgangen mellom roterende overdel (gondol) og stillestående bæresøyle.

Det er overraskende funnet at et arrangement med vinkelgir og vertikalt montert stasjonær generator i toppen av børesøylen og kabler ned til elektriske anlegg plassert i bakkenivå, gir mulighet for å kunne montere og demontere hovedkomponenter uten bruk av eksterne heiseanordninger.

I tillegg oppnås god plass og adkomst til elektriske komponenter, slik at standard komponenter kan anvendes og forskriftmessige krav til rømningsveier kan tilfredstilles.Dette gir vesentlige kostnadsbesparelser

Hovedakselen for vindturbinen opplagres normalt med kulelager. Slike lager må hele tiden roteres for å unngå at kuleflatene deformerer groper i rullebanen. I tillegg er denne lagertypen spesielt utsatt for elektriske overspenninger ved at det lett dannes gnister i de små berøringsflatene mellom kuleflaten og rullebanen på lageret. Kulelager kan heller ikke demonteres uten at hele akselsn med rotor demonteres.

Med generator vertikalt og elektriske anlegg i bakkenivå, blir det plass til å arrangere gir og opplagringer slik at robuste glidelager kan benyttes. Denne lagertypen kan stå uten rotasjon og kan deles opp slik at lager kan skiftes uten demontering av aksel og rotor.

Med oppfinnelsens foretrukne arrangement på lager -komponenter gir og andre mekaniske komponenter i gondolen, kan nå komponenter heises ned gjennom bæresøylen ved hjelp av intern kranarrangement.

Elektriske komponenter plassert i bakkenivå kan enkelt bygges sammen i modulsystem og byttes ut.

I det etterfølgende beskrives et eksempel på en foretrukket utførelsesform som er anskueligjort på medfølgende tegninger, hvor:

Fig 1 viser en vindmølle med rotor og børesøyle

Fig 2 viser møllen sett fra siden med vertikal generator og el komponenter plassert i bakkenivå

Fig 3 viser detalj av arrangement med generator og gir med tihørende lager

Fig 4 viser gir og aksel med lagerbokker sett ovenfra

Fig 5 viser snitt gjennom gir og lager

Fig 6 viser arrangement for nedheising av komponenter inne i bæresøylen

Fig 7 viser arrangement for demontering og nedheising av gir - og lagerkomponenter på tegninger brtegner henvisningstallet 1 rotoren som sammen med gondolen 32 og tårastrukturen 2 utgjør hovedelementene i vindmøllekonstruksjonen.

Gondolen 32 er rotasjonsfritt opplagret til tårnstrukturen 2 gjennom svinkransen 6, slik at rotoren 1 kan rettes inn optimalt i forhold til vindretningen .Gondolen 32 er bygget opp med en hovedramme 33 opplagret på svingkrans 6 som igjenn er festet til tårnstrukturen 2. Girkassen 3 er festet til hovedrammen 33 og forbundet med generatoren 13 gjennom vertikal utgående aksel 18 som overfører dreiemomentet fra rotoren Itil generatoren 13.

Selve rotoren 1 er gjennom navet 8 og flensen 28 forbundet med hoved akslingen 4 som er opplagret i lagerkonstruksjoner 7 og 16. Akslingen 7 er forbundet med girkassen 3 gjennom en demonterbar kobling 24slik at girkassen lett kan separeres fra akslingen 4. Under generatoren 13 er det anordnet plattform for personell som skal inspisere og vedlikeholde utstyret.

Girkassen 3 kan fordelaktig utføres med flerstegs planetgir 22 og 23 tilordnet vinkeldrev av tannhjul 19 og vertikalt utgående aksel 18.

Hovedakslingen 4 er opplagret gjennom glidelager 25 og 26 med trustlager 27 for å oppta aksielle krefter. Glidelagrene 25 og 26 er delt i center av akslingen 4 , slik at glidelagrene 25 og 26 kan demonteres uten at akslingen 4 demonteres.

For å kunne montere og demontere lager 25 og 26 samt girkasse 3 og generator 13 vertikalt ned gjennom børesøylen 2 , benyttes en kran 5 forskyvbart festet til en bjelkekonstruksjon 15.

For å kunne demontere generatoren 13 forskyves først girkassen 3 i retning 31 etter at den er frakoblet hovedakslingen 4 ved koblingen 24. Deretter kjøres krankrok med wire sentrisk ned og festes til generatoren 13 , slik at denne kan heises sentrisk ned gjennom søylen 2 .

For å heise ned girkassen skyves denne tilbake slik at heisfestet 21»i tyngdepunket på girkassen 3 , kan kobles til heiseanordningen 5 for nedheising gjennom søylen 2.

Lagerkonstruksjoner 7 og 16 kan tas opp og heises ned med heiseinnretningen 5 som kan forskyves langs bjelken 15.

Elektriske anlegg med trafo, koblingsanlegg, frekvensomformere etc. 10 er forbundet med generatoren gjennom kabler 17 og lett tilgjengelig for adkomst fra bakkenivå.

Claims (1)

1. PATENTKRAV 1 Vindmølle bestående av rotor (1) tilordnet en gondol (32) som er rotasjonsfritt opplagret om vertikalaksen (29) på toppen av en søyle 2,karakterisert vedgeneratoren (13 ) er montert vertikal like under svingkransen (6) med vertikal aksel forbindelse (18) tilordnet vinkeltannhjulsdrev (19) forbundet med planetgir (22), (23) gjennom akslingen (20). PATENTKRAV 2 Anordning i henhold til krav 1,karakterisert vedat girkassen (3) kan gis en forskyvning (31) for nedheising av generator (13) og lager konstruksjoner (7) og (16). PATENTKRAV 3 Anordning i henhold til 1,karakterisert vedat elektriske anlegg (10) er plassert i bakkenivå med kabelforbindelser (17) opp til generatoren (13)