CN102165218A - 风力驱动的功率发生系统 - Google Patents

Abstract

一种风力驱动的功率发生系统，包括变速器组件、变速器和/或齿轮箱。齿轮箱包括第一传动系和旋转导管，其配置成接收来自旋转导管的下游的润滑流体并输送旋转导管的上游的润滑流体。旋转导管下游的部件以不同于上游部件的速度旋转。变速器包括被外部壳体包围的第二传动系。该外壳体包括将变速器的第一区段联接至外壳体的第二区段的反扭矩接头。变速器组件包括变速器以及可拆除的输入轴承筒，变速器包括输入架和旋转地将输入架联接到变速器输出上的传动系。该可拆除的输入轴承筒联接到输入架的周边上，位于传动系的外部，并且与输入架成轴向对齐。

Description

风力驱动的功率发生系统

技术领域

本发明的实施例涉及用于使用风作为原动力产生电功率的装置。

背景技术

由于对清洁、可再生能源的需求，风力涡轮机行业近年来正在经历前所未有的增长。小型而高效的设计是风力涡轮机行业的中心目标，以便节省风力涡轮机的成本并在一些情况下增加涡轮机的效率。然而，由于多种原因，小型而高效地设计的风力涡轮机可能难以实现。

风力涡轮机典型地包括变速器，例如齿轮箱，以便从涡轮机叶片向发电机传递并调整功率。具体而言，变速器调整来自转子叶片的速度和扭矩，允许能量在风力涡轮机的发电机中高效地产生。然而，变速器不仅将风产生的输入传递至电机用于功率发生，其还通过相等并相反的反扭矩来反作用于风产生的输入扭矩。此反扭矩通常与涡轮机的尺寸以及功率输出成比例。因此，随着尺寸和功率输出增加，反扭矩也增加。因而，随着由风力涡轮机产生的功率继续升高，由变速器提供的反扭矩也继续升高，从而阻挠保持小型而高效的风力涡轮机设计的目标。

过去，已经做出尝试来增大变速器壳体中各种联接硬件(例如螺栓)的尺寸，以弥补由变速器承载的增大的反扭矩。同样，变速器壳体的总体尺寸也可增加以弥补增大的反扭矩。然而，在一些变速器设计中，例如差速行星齿轮箱，联接硬件的尺寸会由于包括在变速器中的其它部件的位置、尺寸等而受限。此外，与在风力涡轮机中定位、封装以及维修变速器，以及正确地将变速器安装并安放到风力驱动叶片以及电功率发生单元上有关的要求也会限制增大变速器壳体的联接元件和/或变速器壳体的尺寸的能力。

另外，由于该快速增长，包括在风力涡轮机中的各种部件的标准化已经缓慢而难以跟上。许多小制造商订购小产量的部件，例如变速器，它们被设计用于满足个别的规格，使得需要独特的制造工艺。一些变速器制造商已经尝试将一体的轴承包括在变速器中，该一体的轴承接纳来自转子叶片以及转子头的大多数负载，从而降低了变速器的模块性。该一体的轴承可位于变速器内的各种位置处，阻止了轻易安装。因此，轴承的拆除和维修会是困难而费力的。降低的模块性，以及困难的安装和拆除过程，会极大地增加变速器的成本。

润滑系统在许多风力涡轮机中被用来循环通过齿轮箱的油。润滑系统可降低移动部件之间的摩擦并提供对齿轮箱内部件的冷却，从而降低齿轮箱内的损耗并增加风力涡轮机的寿命。

许多之前的润滑系统已经尝试在外部导引油管线通过齿轮箱的外部壳体，从而将润滑流体提供给齿轮箱中的各种旋转部件，例如轴承和在齿轮箱的逆风部分中啮合的齿轮。然而，由于包括在齿轮箱中的部件的大的尺寸以及油管线的小的直径，在塔架上部件的安装和/或维修期间，油管线会变得受损，并且在一些情况下破裂。因此，安装和维修的成本会增加。另外，当破裂的油管线未被发现时，会发生齿轮箱的劣化或可能的失效。此外，由于齿轮箱的紧凑设计，在外部将油管线引入齿轮箱内的各种内部部件可能是困难的。因此，当使用外部油管线时可能不能实现齿轮箱的正确润滑，从而降低齿轮箱的寿命。

发明内容

本发明的一个实施例涉及例如用来包括在具有一个或更多风力驱动转子叶片的风力涡轮机中的风力驱动的功率发生系统。该系统包括变速器组件，该变速器组件包括变速器以及可拆除的输入轴承筒。变速器包括输入架和可旋转地将输入架联接到变速器输出上的传动系。该输入架配置成将来自转子叶片的旋转输入传递至传动系。该可拆除的输入轴承筒联接到输入架的周边，位于传动系的外部，并且与输入架成轴向对齐。以这种方式，可拆除的输入轴承筒可继变速器的组装之后安装，从而增加变速器的模块性，并允许变速器用在大量风力涡轮机设计中。同样，安装和拆除过程被简化，降低了安装以及维修的成本。

在另一个实施例中，风力驱动的功率发生系统包括具有传动系以及包围该传动系的外壳体的变速器。该外壳体包括将变速器的第一区段联接至外壳体的第二区段的反扭矩接头。该反扭矩接头包括第一和第二区段之间配合齿。以这种方式，通过大体上经由配合齿承载反扭矩，可能可以减小联接硬件尺寸以及变速器壳体尺寸。此外，通过大体上经由配合齿承载反扭矩，外壳体的第一和第二区段的配合表面更自由地弯曲和/或变形，从而更均匀地分配反负载并改善齿轮箱中传动系的径向对齐。

在另一个实施例中，风力驱动的功率发生系统包括具有传动系(包括输入以及输出)以及在内部横穿该传动系的旋转导管的齿轮箱。该旋转导管配置成接收来自位于旋转导管下游的一个或多个部件的润滑流体，并将润滑流体输送至旋转导管上游的一个或多个部件。此外，旋转导管上游的部件可以以不同于旋转导管下游的部件的速度旋转。以这种方式，可向齿轮箱提供增加的润滑，同时简化安装和维修过程，从而增加风力涡轮机的长寿命并压低风力涡轮机的成本。

提供此简要描述来以简化的形式介绍以下进一步描述的概念的选择。此简要描述并非意图标识所要求保护主题的关键特征或必要特征，也并非意图用来限制所要求保护主题的范围。另外，所要求保护主题不限于解决在本公开的任何部分中指出的任何或所有短处的实施方式。

附图说明

参照附图，通过阅读非限制性实施例的以下描述，本发明将更好地理解，其中以下：

图1显示了例如风力涡轮机的风力驱动的功率发生系统的图示；

图2图示了图1中显示的系统中所包括的机舱的示意性描绘；

图3显示了根据本发明的一个实施例包括在风力涡轮机中的变速器的剖切视图；

图4A和4B显示了根据本发明的一个实施例的反扭矩接头的详细视图；

图5A和5B显示了图4A和4B中图示的反扭矩接头的分解视图，包括壳体配合表面以及传动系配合表面；

图6A和6B显示了图5B中显示的包括在反扭矩接头中的传动系配合表面的详细视图；

图7A和7B显示了图5A中显示的壳体配合表面的详细视图；

图8-9显示了图4A和4B中图示的反扭矩接头的各种详细视图；

图10和11图示了图3中显示的变速器的各种等距视图；

图12图示了根据本发明的一个实施例的机舱的示意性描绘，其可包括在如图1中所示的功率发生风力涡轮机中；

图13A显示了根据本发明的一个实施例包括在风力涡轮机中的齿轮箱及相关润滑系统的剖切视图；

图13B图示了包括在图13A中所示的齿轮箱中的后润滑歧管的展开图；

图13C和13D显示了包括在图13A中所示的齿轮箱中的管中管组件的各种视图；

图13E图示了包括在图13A中所示的齿轮箱中的逆风润滑歧管的展开图；

图14图示了根据本发明的一个实施例的变速器组件的剖切侧视图；

图15显示了图14中所示的变速器组件的等距视图；

图16图示了包括在图14中所示的变速器组件中的输入轴承筒和输入架的详细视图；

图17图示了图16中所示的输入轴承筒和输入架的等距视图；

图18显示了图16中所示的轴承筒和输入架的分解视图；以及

图19显示了可用来组装变速器组件的方法。

具体实施方式

本发明的各种实施例涉及例如用来包括在具有一个或更多风力驱动转子或涡轮机叶片的风力涡轮机中的风力驱动的功率发生系统。在一个实施例中，该风力驱动的功率发生系统包括变速器，该变速器具有构造成反抗通过与涡轮机叶片相互作用而产生的扭矩的反扭矩接头。反扭矩接头可构造成对抗大量的风力产生的扭矩，同时利用变速器的壳体中的配合齿保持紧凑而高效的设计。在另一个实施例中，风力驱动的功率发生系统包括具有传动系(包括输入以及输出)以及在内部横穿该传动系的旋转导管的齿轮箱。该导管是用于风力驱动的功率发生系统的润滑系统的一部分。该润滑系统可内部地将油引导至包括在风力涡轮机的齿轮箱中的各种部件，由此增加提供给部件的润滑，并降低在安装和维修期间使外部润滑管线破裂的可能性。在另一个实施例中，风力驱动的功率发生系统包括具有可拆除的输入轴承筒的变速器组件，用于增加变速器的模块性并简化变速器的安装和拆除。

图1和图2描述了示例风力涡轮机操作环境，其中可使用/实施风力驱动的功率发生系统的各种实施例，尽管它们也可用在其它应用或图1和图2中所示的那些风力涡轮机之外的风力涡轮机中。

图1中显示了功率发生风力涡轮机10。该涡轮机包括大致垂直地延伸出基座14的塔架12。该塔架可由多个叠置的部件构成。然而，可以理解的是塔架的备选构造是可能的，例如栅格塔架。机舱16和机舱底板18位于塔架的顶部。驱动单元(未示出)可包括在机舱底板中，允许机舱围绕水平平面旋转。该机舱可由驱动单元定位成直接逆风，从而增加风力涡轮机的功率输出。进一步在一些示例中，变桨单元控制叶片的垂直桨距。机舱容纳具有变速器和发电机的功率发生系统，其在图2中显示并在本文更详细地讨论。另外，各种功率电子器件以及控制电子器件可容纳在机舱16中。

如本文所用，风力涡轮机定位成转子指向风，并且因而逆风指的是从发电机指向转子叶片的纵向方向，而顺风指的是相反的方向。此外，逆风和顺风部件可用来限定包括在风力涡轮机中的部件的相对位置。

继续看图1，主轴20伸出机舱。该主轴可通过与该主轴共用公共中心轴线22的输入架(未示出)联接到变速器上。此外，主轴20可联接到转子头24上。多个转子叶片26可围绕转子头24径向地定位。风力(未示出，但通常对应于图1中元件号“10”的箭头)可作用在转子叶片上，使叶片旋转并从而使转子头围绕中心轴线旋转。因此，转子头可为风力驱动的。转子头也可构造成降低风力涡轮机上的阻力，由此降低风力涡轮机中轴承上的轴向负载(例如，推力负载)。

图2显示了机舱16的详细图示，机舱16容纳了包括在风力涡轮机10的功率发生系统210中的变速器212。该功率发生系统210配置成有效地将来自风力驱动的转子叶片的旋转能转换成电能。功率发生系统可包括配置成增加主轴20的旋转速度的变速器212和配置成将来自变速器的机械能转换成电能的发电机214。变桨控制系统218也可包括在机舱中。变速器212可包括输入和输出。该输入配置成将来自主轴的旋转传递至传动系(此图中未示出)，而输出配置成例如经由输出轴216将来自变速器的旋转传递至发电机214。变速器配置成调整来自风力致动的转子头的旋转输入的速度和/或扭矩，允许发电机更有效地利用来自变速器的旋转能，从而从功率发生系统提取电功率。例如，变速器可增大输入的旋转速度，同时降低扭矩。

可以利用具有输入和输出的多种合适的变速器，其可被轴向对齐。具体而言，在此示例中，使用了差速行星变速器。可将各种类型的发电机联接到变速器上从而在风力涡轮机中产生功率，例如感应型、绕组型、同步型、次级线圈电阻控制绕组感应型(转子电流控制或RCC型)、二次激励控制绕组感应型(静态西尔毕斯或D.F.型)、永磁体型、感应多重型等。另外，发电机可联接到电气变速器系统上，该系统可被引导穿过塔架到达风力涡轮机的基座。

可以理解的是在机舱16中可包括另外的塔架上部件，例如包括但不限于变压器的电气变速器部件，诸如开环或闭环热交换器的发电机冷却系统，变速器润滑系统等。

图3显示了根据本发明的一个实施例包括在风力驱动的功率发生系统中的变速器300的剖切侧视图。该变速器300包括反扭矩接头324。图3-10显示了反扭矩接头的各种实施例。

在一些示例中，变速器300可与变速器212相似。然而，在其它示例中，变速器300可为另一种合适的变速器。变速器300可配置成升高来自转子叶片的旋转输入的速度，降低扭矩。变速器300可包括外壳体302和传动系304。在一些示例中，外壳体可至少部分地包围传动系和/或变速器的一部分。另外，传动系可包括输入架306和输出轴308，它们分别形成变速器输入和输出。该输入架可接收来自转子叶片的旋转输入，且该输出轴可将旋转输出传递至发电机。可以理解的是在其它示例中，可利用备选的输入和输出。

如以上指出的，变速器可为包括两个功率路径的差速行星变速器。第一功率路径包括输入架306和多个逆风行星齿轮310之间的连接。该输入架可直接联接到各个相应行星齿轮的小齿轮上。各行星齿轮可包括一个或多个轴承312或轴承组，允许行星齿轮旋转。第一环形齿轮314可与逆风行星齿轮接合，促进行星齿轮的正确旋转。第二功率路径可包括输入架和第二环形齿轮316之间的连接。反过来，环形齿轮可驱动一个或多个顺风行星齿轮318。逆风行星齿轮和顺风行星齿轮二者均可驱动形成变速器的输出的恒星齿轮320。因此，传动系包括驱动形成输出(例如输出轴)或联接到输出上的恒星齿轮的两个功率路径。在一些示例中，输出可包括可旋转地联接到输出轴上的平行级轴。在其它示例中，可使用备选的适合变速器。在传动系304中还可包括另外的齿轮。

另外，在变速器中还可包括另外的部件，例如变桨管(pitch tube)322。变桨管可横贯变速器并容纳用来控制风力涡轮机中的部件的位置(例如转子叶片的角度)的各种导管。此外，可使用润滑系统(未示出)来润滑包括在变速器中的各种部件。更进一步的，在变速器中可包括诸如开环或闭环冷却系统的冷却系统(未示出)。

继续看图3，如以上所讨论的，变速器300可接收来自转子叶片的旋转输入并将该旋转输入通过传动系传递。包括在变速器中的反扭矩接头324可配置成通过产生相等且相反的反扭矩来对抗传动系中的扭矩。该反扭矩接头可紧凑且高效的设计，增加扭矩密度，并增强风力涡轮机的空间节省特征。

在此示例中，来自顺风行星齿轮318的扭矩可通过架连接件325传递至反扭矩接头324。该反扭矩接头324可包括在变速器的外壳体302中，该外壳体固定地联接到包括在机舱中的静止部件上，例如图1中图示的底板18，由此对抗传动系中的扭矩。诸如壳体凸缘326的合适的部件可将变速器的外壳体联接到底板上。壳体凸缘的各种详细视图在图4A、4B、5A、5B、10和11中被进一步图示，在本文更详细地进行了讨论。可以理解的是反扭矩接头可联接到变速器或风力涡轮机中的备选或另外的部件上，例如第一环形齿轮314，该变速器输出包括平行级轴(未示出)，和/或发电机(未示出)。

由于安装要求，如图3中图示的，反扭矩接头的外半径328可能是受限的。特别是，反扭矩接头的外半径不可超过壳体凸缘326的内半径，以防止内反扭矩接头与壳体凸缘的干涉，允许各种工具，例如钻头或铰刀头在组装、拆除和/或修理期间插入壳体凸缘326。因此，当利用紧凑且高效设计的反扭矩接头时，安装过程可被简化，从而降低风力涡轮机的成本。图4A-5B中示出了示例反扭矩接头的各种详细视图。

具体而言，图4A图示了包括在外壳体302中的反扭矩接头324的更详细的视图。反扭矩接头324可促进从架连接件404到传动系壳体406的扭矩传递。在此示例中，架连接件404可类似于架连接件325。另外，在此示例中，架连接件联接到一个或多个行星架上，行星架固定一个或多个行星齿轮的旋转，在本文中关于图5A和5B更详细地进行了讨论。在此示例中，反扭矩接头径向地对齐，因为传动系和反扭矩接头具有公共的中心轴线407，允许通过反扭矩接头与定位在架连接件的逆风侧的传动系壳体的正确的负载分布。然而，在其它示例中，传动系壳体可定位在架连接件的顺风侧。另外，在此示例中，传动系壳体包围传动系的大致主体，降低了不需要的颗粒进入传动系的可能性，并减少了来自传动系的润滑流体的泄漏。

继续看图4A，反扭矩接头可包括变速器的第一区段和第二区段(在此示例中是架连接件和传动系壳体)之间的配合齿408，其可周向地形成(意味着配合齿围绕反扭矩接头的圆周延伸)。配合齿可包括接触表面区域。可使用多种构造的配合齿408，例如干涉键、花键等。因此，在一些示例中，反扭矩接头中的齿可为花键的形状。另外，在一些示例中，齿可形成干涉配合。如应该理解的，用语“配合齿”指的是限定第一部件(例如，变速器的第一区段)中的凹陷的结构，其容纳第二部件(例如，变速器的第二区段)中对应成形的突起。

在此示例中，配合齿408可包括分别交替突出和凹陷的部分410和412，允许增加数量的扭矩在变速器的第一区段和第二区段之间通过反扭矩接头传递，同时保持紧凑和高效的设计，从而增加扭矩密度。在其它示例中，配合齿可具有交替的几何形状。图4B中显示了反扭矩接头的分解侧视图，图示了通过反扭矩接头联接的变速器的两个区段。

图5A和5B中显示了反扭矩接头324的另一个分解视图，图示了传动系壳体406和架连接件404的更详细的视图，它们可联接以形成反扭矩接头。具体而言，图5A和5B图示了传动系配合表面502和壳体配合表面504。前述表面可被配合已形成反扭矩接头的配合齿。壳体配合表面还可分别包括交替突出和凹陷的部分506和508，如图5A中显示。此外，传动系配合表面还可分别包括交替突出和凹陷的部分510和512，如图5B中显示。

图5A图示了壳体配合表面504，其还可包括伸入传动系壳体406的多个空腔514。在此示例中，各个突出和凹陷的部分可包括定位成靠近各个相应的突出部分和凹陷部分的几何中心的空腔。然而，在其它示例中，空腔的数目和/或位置可根据各种因素(例如设计要求)而调整。进一步在此示例中，空腔514径向地延伸，穿过传动系壳体406，平行于变速器的公共中心轴线407(例如，中心旋转轴线)，并且尺寸可设置成接纳紧固件，例如联接硬件(例如，螺栓、螺丝、铆钉等)，在本文中更详细地进行了讨论。

如图5B中所图示的，传动系配合表面502还可包括延伸通过架连接件404的多个空腔518。在此示例中，各个突出和凹陷的部分510和512分别可包括定位成靠近各个相应的突出部分和凹陷部分的几何中心的空腔。然而，在其它示例中空腔的数目和/或位置可进行调整。空腔轴向地延伸，穿过架连接件404，平行于变速器的公共中心轴线407，并且尺寸可设置成接纳紧固件，例如联接硬件。

如之前所讨论的，为了促进从传动系到反扭矩接头324的扭矩传递，架连接件404可联接到传动系中各种部件上。因此，在此示例中，如图5B中所图示的，架连接件404可包括围绕传动系的中心旋转轴线布置的多个行星连接526。行星连接526可配置成固定包括在图3中显示的传动系中的一个或多个行星齿轮的旋转。一个或多个轴承或轴承组可联接到行星连接上，提供对包括在传动系中的行星齿轮的轴向和/或径向支撑，并固定行星齿轮的旋转。可使用的合适的轴承类型包括圆柱形滚子轴承、锥形滚子轴承或它们的组合。在此示例中，行星连接是圆柱形的。然而，可以理解的是在其它示例中，行星连接的几何形状和/或尺寸可根据各种设计规格而调整。此外，在其它示例中，行星连接可配置成固定包括在传动系中的附加或备选部件，例如环形齿轮。

转向图5B，架连接件404可包括中心空腔528。当架连接件装配在变速器中时，变速器的输出(例如恒星齿轮)可通过中心空腔延伸。变速器输出可包括中心旋转轴和/或恒星齿轮。

为了促进从反扭矩接头324到机舱(例如底板)的扭矩传递，在一些示例中变速器(例如外壳体302)可另外包括壳体凸缘326，如之前所讨论的。壳体凸缘326包括延伸通过整个壳体凸缘的多个轴向对齐的凸缘空腔530。合适的联接硬件(例如螺栓、螺丝、铆钉等)可用来将凸缘联接到静止部件(例如底板)上。以这种方式，来自外壳体的反扭矩可传递至机舱。因此，传动系壳体和架连接件可为固定部件。在其它示例中，壳体凸缘326可联接到机舱中的备选合适固定部件上。又另外，在其它示例中，可使用另一种合适的附接机构(例如两个或更多扭矩臂)来固定地将外壳体302联接到机舱中的静止部件上。

图6A-7B中显示了以上讨论的两种配合表面的详细视图，进一步图示了各个配合表面(在此示例中是壳体配合表面和传动系配合表面)的几何形状。具体而言，图6A和6B显示了图5B中显示的传动系配合表面502的详细视图，而图7A-7B显示了图5A中显示的壳体配合表面504的详细视图。因此，类似的部件被相应地标示。

如图6A-6B中图示的，突出部分510和凹陷部分512分别可为平坦的和轴向偏移的。然而，在其它示例中，突出和/或凹陷部分可以以凸出或凹入的方式弯曲。在此示例中，传动系配合表面是铣削的。然而，在其它示例中，传动系配合表面可进行铸造、焊接等。

继续看图6A和6B，在一些示例中传动系配合表面还可包括多个堤坡602。各堤坡可具有三个节段：两个大体上直的节段604和606以及弯曲的节段608。在一些示例中，堤坡可以是成角度的(例如，渐缩的)，在本文中关于图8更详细地进行了讨论。直的节段604和606可与传动系的中心旋转轴线径向地对齐。备选地，在其它示例中，直的节段可以是平行的。另外，弯曲的节段可以以合适的方式弯曲，例如抛物弯曲、U形弯曲、非对称弯曲等。堤坡的径向对齐以及弯曲的节段允许配合齿在风力涡轮机的操作期间正确地配合。

图7A和7B显示了包括在外壳体302中的壳体配合表面504的详细视图。为了促进配合，壳体配合表面504可具有与传动系配合表面502相似的几何形状。在此示例中，包括在壳体配合表面中的突出和凹陷部分(分别是506和508)可以是平坦的且轴向偏移的。然而，在其它示例中，突出和/或凹陷部分可以以凸出或凹入的方式弯曲。另外，在此示例中，壳体配合表面是铣削的。然而，在其它示例中，壳体配合表面可进行铸造、焊接等。

继续看图7A和7B，包括在壳体配合表面504中的各个突出部分506可包括四个堤坡(702、704、706和708)。在此示例中，其中三个堤坡(702、704和706)形成有角度。堤坡708可与图4A-5B中图示的公共中心轴线407轴向地对齐。转向图7A和7B，在此示例中，堤坡702和706是径向对齐的。然而，在其它示例中，堤坡702和706可为平行的。

图8图示了与传动系壳体配合的架连接件的详细视图，形成了具有配合齿的反扭矩接头。配合齿可形成有角度802。在此示例中，该角度是偏斜的。然而，可以理解的是在其它示例中，该角度可以是与传动系的中心旋转轴线径向对齐的(例如垂直的)。角度802可限定为轴向对齐的平面804和平行于其中一个堤坡(602，706，708和710)的平面之间的相交角度。角度802可调整为允许其它的部件作为轴向力承载一部分扭矩，在本文中将更详细地讨论。当确定该角度时可考虑多种参数，例如配合表面的至少一部分的表面面积、部件的尺寸(例如直径)以及部件和配合表面的材料等级。在一些示例中，角度802可为6°到30°之间，即，6°≤(角度802)≤30°。

当通过配合表面的配合形成反扭矩接头时，以上讨论的分别包括在壳体配合表面504和传动系配合表面502二者中的空腔可对应地定位成允许紧固件910轴向地穿过各个空腔插入。反扭矩接头的示例性图示包括图9和11中显示的紧固件。可使用的合适的紧固件包括螺栓、螺丝和铆钉。在一些示例中，紧固件可为3/4英寸(M20)螺栓。然而，可以理解的是在其它示例中紧固件的尺寸可进行调整，或者紧固件可不包括在反扭矩接头中。

由于制造公差，例如加工公差，配合表面(例如壳体配合表面和传动系配合表面)的一部分可能不接触。因此，在一些示例中，紧固件可以是柔性的，允许增大接触的表面面积。具体而言，在此示例中，紧固件可配置成弯曲至比配合齿更大的程度。反扭矩接头以及紧固件的尺寸、几何形状和/或材料成分可进行调整以在配合齿以及紧固件中产生期望的柔性。因此，在传动系的操作期间，紧固件可变形，允许反扭矩接头的配合表面经由增大的接触表面面积均匀分配通过反扭矩接头324传递的负载。以这种方式，可减小配合表面的各个部分上的应力，从而增加反扭矩接头的寿命。在一些示例中，紧固件可仅用于张力负载。然而，在其它示例中，紧固件可给张力以及剪切负载二者均提供支撑。

图10和11显示了组装好的变速器和发电机的不同等视视图。因此，类似的部件被相应地标示。

在一个示例中，以上讨论的风力驱动的功率发生系统可包括配合齿408，其具有有接触表面区域的第一配合表面(例如，壳体配合表面504)和第二配合表面(例如，传动系配合表面502)。另外，在此示例中，第一和第二配合表面可具有轴向偏移以及径向对齐的突出和凹陷平坦表面(例如，510，512，506和508)，连接突出和凹陷平坦表面的倾斜成角度的堤坡(例如，608，702，704，706)，以及中心定位的空腔(例如，514和518)。中心定位的空腔可延伸穿过每个第一和第二配合表面。此外，空腔可构造成接纳紧固件，紧固件可配置成弯曲至比配合齿的接触表面区域更大的程度。

如以上所指出的，图1和2描述了示例风力涡轮机运行环境，其中可使用风力驱动的功率发生系统的反扭矩接头。然而，该反扭矩接头不限于用在风力涡轮机中，而是也可用在其他功率变速器应用中。

图12-13E示出了本发明的另外的实施例，涉及风力驱动的功率发生系统，其包括具有传动系(包括输入以及输出)以及在内部横穿该传动系的旋转导管的齿轮箱。该导管是风力驱动的功率发生系统的润滑系统的一部分。该润滑系统可内部地将油引导至包括在风力涡轮机的齿轮箱中的各种部件，由此增加提供给部件的润滑，并降低在安装和维修期间使外部润滑管线破裂的可能性。所公开的润滑系统关于风力涡轮机进行描述。但是，可以理解的是该润滑系统可应用于风能部门之外的其它合适的齿轮箱，例如用在采矿业中的齿轮箱。在详细描述润滑系统之前，关于图12描述了该润滑系统可用在其中的运行环境(图1和图2也可适用)。

图12中显示了机舱16的一个实施例的更详细的图示。机舱16容纳功率发生系统1210，允许将风力转换成电能。功率发生系统可包括具有输入和输出的齿轮箱1212。输出可联接到转子头24上并可从转子头24接收旋转输入。在机舱内可提供诸如滚子轴承的输入轴承1213，允许旋转输入被传递至齿轮箱内的各种部件。输入可包括包括在输入架中的扭矩联接，在本文关于图13更详细地进行了讨论。齿轮箱可配置成调整来自转子头的旋转输入的速度。此外，齿轮箱的输出可联接到发电机214上，并配置成将来自该输出的机械能转换成电能。诸如输出轴216的合适的输出装置可将齿轮箱的输出联接到发电机上。

发电机214可联接到电气变速器系统(未示出)上，该系统可被引导穿过塔架到达风力涡轮机的基座。可将各种类型的发电机用在风力涡轮机中，例如感应型、绕组型、同步型、次级线圈电阻控制绕组感应型(转子电流控制或RCC型)、二次激励控制绕组感应型(静态西尔毕斯或D.F.型)、永磁体型、感应多重型等。

此外，变桨控制系统218也可包括在机舱中。该变桨控制系统可包括控制器1220。在此示例中，控制器可联接到齿轮箱的后部上。然而，在其它示例中，控制器可位于另一个合适的位置上，例如机舱的底板。控制器可包括处理单元1222，诸如随机存取存储器(RAM)和只读存储器(ROM)的存储器1224，和/或其它合适的部件。

继续看图12，静止电导线1228可将控制器1220电气地联接到包括在变桨控制系统218中的集电环1226上。该集电环可配置成将电力从定态转换成旋转态。以这种方式，集电环可充当静止电导线1228和旋转电导线1230之间的接口。旋转电导线可由在内部横穿齿轮箱的变桨管1232或其它合适的旋转导管包围。因此包括在齿轮箱中的各种齿轮可围绕变桨管布置。此外，变桨管和/或旋转电导线可以以和转子头相同的速度旋转。另外，变桨管还可包含在内部横穿齿轮箱的包括在润滑系统中的润滑通道，如本文关于图13A-13E更详细地讨论的那样。在其它示例中，可以理解的是诸如液压管路的附加或替代变桨控制管路可被引导穿过变桨管。

旋转电导线230可联接到位于转子头内的一个或多个变桨控制机构234上。变桨控制机构可配置成调整一个或多个转子叶片的桨距。以这种方式，转子叶片可被调整成优化风力涡轮机的功率输出。

图13A图示了作为风力驱动的功率发生系统的一个实施例的一部分的具有中心旋转轴线1311的差速行星齿轮箱1310的示意性描绘。差速行星齿轮箱1310可用在功率发生风力涡轮机中，如图1，2和12中所示。然而，可以理解的是在图1，2和12中图示的功率发生风力涡轮机中可使用备选的齿轮箱，诸如简单行星齿轮箱，复合行星齿轮箱等。另外，可使用各种当前在产的齿轮箱，诸如GE风能2.5×1，Fuhrlander FL2500，和/或Unison U88和U93。差速行星齿轮箱1310可包括配置成在内部将油输送至齿轮箱内的各种部件的润滑系统1336。以这种方式，可将油有效地输送至齿轮箱，增加齿轮箱中的润滑和/或冷却，并防止由于安装、维修等期间人为错误导致的润滑管路的可能劣化。在本文更详细地讨论了润滑系统及其各种益处。可以理解的是可使用其它合适的润滑流体，诸如合成油、硅基润滑剂或它们的组合。

齿轮箱1310可包括被壳体1313至少部分地包围的传动系1312。传动系可包括扭矩联接1314，该扭矩联接1314可被包括在输入架1315中。如以上所讨论的，风力驱动的转子头可通过合适的连接机构(如螺栓、螺丝等)联接到扭矩联接上。配置成促进输入架的旋转的输入轴承1316或轴承组可定位在输入架的外表面1318上。在一些示例中，输入轴承可为合适的轴承，诸如锥形滚子轴承，允许轴承接纳推力负载、轴向负载以及弯曲负载的大部分，从而消除作为功率发生风力涡轮机的结构性构件的齿轮箱。可以理解的是可利用诸如双列锥形滚子轴承、非锥形滚子轴承等的其他类型的轴承。

可通过行星小齿轮1321将逆风行星齿轮组1320联接到输入架1315上。此处，输入架可以以轨道旋转驱动逆风行星齿轮组。可以理解的是组可包括一个或更多部件。逆风行星齿轮组可包括对应的逆风行星轴承1322(或轴承组)。在此示例中，固定的逆风环形齿轮1324可通过啮合接合联接到逆风行星齿轮上，引导逆风行星齿轮组的旋转。然而，在其它示例中，逆风行星齿轮1324可不包括在传动系中。此外，逆风行星齿轮组1320可与恒星齿轮1326成啮合接合。

输入架1315还可固定地联接到顺风环形齿轮1328上。顺风环形齿轮可与顺风行星齿轮组1330成啮合接合。顺风行星齿轮组1330还可与恒星齿轮1326成啮合接合。在一些示例中，顺风行星齿轮组1330和逆风行星齿轮组1320可旋转地联接。然而，在其它示例中，顺风行星齿轮组和逆风行星齿轮组可不旋转地联接。另外，在一些示例中，传动系中的前述啮合接合的至少一部分可为螺旋状的。各顺风行星齿轮可包括对应的顺风行星轴承(未示出)，便于顺风行星齿轮组的旋转。

因此，齿轮箱可包括两条功率路径。第一功率路径可穿过逆风行星齿轮组1320，而第二功率路径可穿过顺风环形齿轮1328。逆风行星齿轮组可驱动恒星齿轮1326，而顺风环形齿轮可驱动顺风行星齿轮组1330，其又驱动恒星齿轮。因此，两条功率路径均穿过恒星齿轮1326并在恒星齿轮1326处重新结合。通过设计具有两条功率路径的齿轮箱，可减小齿轮箱的重量和尺寸，允许紧凑而高效的设计。

另外，可将恒星齿轮联接到输出轴1332上，该输出轴可包括在齿轮箱或传动系的输出中。后轴承1334(或齿轮组)可联接到输出轴上，促进输出轴的旋转。在一些示例中，输出轴可通向可包括在齿轮箱的输出中的平行级轴(未示出)。然而，在其它示例中，输出轴可通向包括在齿轮箱的输出中的另一个合适的部件。

齿轮箱还可包括配置成将油输送至包括在齿轮箱中的各种部件的润滑系统1336。润滑系统可包括后润滑歧管1338，其可为静止的，位于齿轮箱的后部中。

此外，后润滑歧管可流体地联接到泵1345上。泵可配置成升高润滑系统中油的压力，并向下游将加压的油引入后润滑歧管。在此示例中，泵1345是电动泵。然而，可以理解的是可利用其它合适的泵。此外，泵可联接到包括在润滑系统中的另外的部件上。另外的部件可包括合适的收集装置，诸如集油槽1346。该集油槽可收集来自传动系的油并将其通过返回管线1347引回后润滑歧管。以这种方式，油可循环通过润滑系统。在此示例中，集油槽和返回管线在齿轮箱的外部。然而，可以理解的是，在其它示例中，集油槽和/或返回管线可为齿轮箱中的内部部件，防止管线在安装或修理期间被损坏或破裂。

在润滑系统中可包括另外的部件，包括配置成从油去除热量的闭环冷却系统(未示出)。另外或者备选地，可使用过滤系统(未示出)来从润滑系统去除有害的污染物。该过滤系统可包括具有类似或不同过滤程度的一个或多个过滤器。以这种方式，传动系上的磨损可通过从润滑系统去除有害的颗粒而降低，从而增加风力涡轮机的寿命。

图13B图示了后润滑歧管的放大视图。该后润滑歧管1338可配置成将油输送至后轴承1334和/或包括在传动系中其他适合的部件。后润滑歧管1338可包括供给管线1340，其可为静止的。在此示例中，供给管线被径向地定位。然而，在其它示例中，供给管线1340的位置可依据各种设计要求而调整。供给管线可流体地分别联接到第一顺风轴承润滑管线1341和第二顺风轴承润滑管线1342上。该第一和第二顺风轴承润滑管线可朝向后轴承延伸，从而给后轴承提供油。在此示例中，第一和第二顺风润滑管线(1341和1342)的直径可小于供给管线1340。然而，可以理解的是在其它示例中，第一顺风润滑管线、第二顺风润滑管线和/或供给管线的尺寸、几何形状等可以改变。另外，在其它示例中，在后润滑歧管中可包括另外的润滑管线。

继续看图13B，可为静止的液压结合部1348流体地联接到后润滑歧管上。该液压结合部可配置成将油从后润滑歧管传送至包围变桨管的旋转润滑通道1349。在此示例中，液压结合部1348可围绕外部管1350的周边延伸。然而，在其它示例中，液压结合部1348可仅围绕旋转导管的一部分延伸。如图1，2和12中所图示的，旋转润滑通道可以以和转子头24相同的速度旋转。继续看图13B，后润滑歧管和旋转润滑通道可以以不同的速度旋转。以不同的速度旋转例如包括一个不移动的部件和一个旋转部件。因此，可将油向下游从静止部件引入旋转润滑通道。旋转润滑通道可将油沿轴向(例如逆风)方向引向齿轮箱中的各种部件。

图13C和13D图示了旋转润滑通道1349的详细视图。外部管1350或其它合适的旋转导管可围绕变桨管1232的至少一部分，从而形成管中管组件1351。在此示例中，管中管组件的环面是润滑通道。可以理解的是在其它示例中其它构造是可能的，诸如其中变桨管围绕润滑通道的构造以及其中管并非同心的构造。另外，管的形状可为圆筒形或可具有另一种合适的几何形状。

在此示例中，变桨管1232和外部管1350以相同的速度旋转，并通过合适的联接装置诸如滑动联接器(未示出)连接。然而，在其它示例中，变桨管1232和外部管可以以不同的速度旋转。该变桨管可形成容纳如以上所讨论的与润滑通道中的油隔开的各种电气导线的内部通道1352。因此，可将油沿轴向(例如逆风)方向引下润滑通道到达各种齿轮箱部件，而不会干扰变桨控制系统。

转向图13A，各种分配歧管可流体地联接到润滑通道1349上，配置成将油输送到包括在齿轮箱1310中的各种部件上。分配歧管可包括中间润滑歧管1360以及逆风分配歧管1370。中间润滑歧管可包括各种润滑管线，其配置成将油输送到顺风行星齿轮组1330和恒星齿轮1326之间的齿轮啮合部。包括在中间润滑歧管中的润滑管线可沿径向方向从润滑通道1349延伸开。

图13E图示了逆风分配歧管1370以及位于变桨管1232的下游、包括在逆风分配歧管中的配置成将油输送到传动系1312中的各种部件的各种润滑管线。逆风分配歧管可以以和管中管组件相同的速度旋转。润滑管线可包括促进将油输送到输入轴承1316和/或逆风行星轴承1322的轴承润滑管线1372。在一些示例中，轴承润滑管线1372可被经由内部管道设施导引通过输入架1315。然而，在其它示例中，轴承润滑管线可围绕输入架导引。特别是，轴承润滑管线可包括径向地从变桨管延伸开的主导管1374。第一分支导管1376可伸向输入轴承，且第二分支导管1378可伸向逆风行星轴承。第一分支导管1376可联接到输入轴承端口1380上。该输入轴承端口可将油引入两个滚子组之间的轴承的中心。第二分支导管1378可联接到逆风行星轴承端口1382上。输入轴承端口1380和/或逆风行星轴承端口1382可包括喷嘴、孔口或构造成将油引入各种部件的其它合适的装置。

另外，齿轮润滑管线1384可包括在逆风分配歧管1370中，配置成将油输送到逆风行星齿轮组1320和恒星齿轮1326之间的齿轮啮合部。齿轮润滑管线可包括主导管1386，其首先径向地从变桨管延伸开，且然后轴向顺风地延伸。三个齿轮端口1388，1389和1390可分别径向地从主导管1386延伸开。第四齿轮端口1392还可包括在逆风润滑歧管中。可以理解的是在其它示例中逆风分配歧管、轴承润滑管线等的几何形状、尺寸和/或定位可基于各种参数而变化，例如润滑要求、使用的齿轮箱的类型等。同样，前述端口可包括喷嘴、孔口或构造成将油引入各种齿轮箱部件的其它合适装置。

如果想要的话，所公开的润滑系统的各种示例允许消除齿轮箱的逆风部分中的外部润滑管线。因此，可以减少安装或维护期间由于人为错误造成的油管线的劣化和可能破裂。以这种方式，可增加齿轮箱的长寿命。

本发明的其他方面涉及例如用来包括在具有一个或更多风力驱动的转子叶片的风力涡轮机中的风力驱动的功率发生系统，图14-19中显示了其实施例。该系统包括变速器组件2310，该变速器组件包括变速器2316以及可拆除的输入轴承筒2312。变速器2316包括输入架2314和可旋转地将输入架联接到变速器输出2320上的传动系2318。该输入架2314配置成将来自转子叶片26的旋转输入传递至传动系2318。该可拆除的输入轴承筒2312联接到输入架的周边，位于传动系的外部，并且与输入架成轴向对齐。以这种方式，可拆除的输入轴承筒可继变速器的组装之后安装，从而增加变速器的模块性，并允许变速器用在大量风力涡轮机设计中。同样，安装和拆除过程被简化，降低了安装以及维修的成本。

输入轴承筒2312是可拆除的，意味着其可在变速器的组装后安装到变速器上以及从变速器上拆除。另外，可拆除的输入轴承筒可包括诸如锥形滚子轴承的合适的轴承，允许该轴承接纳来自转子头和转子叶片的径向和轴向负载的大部分。因此，极大地减少或消除了从转子叶片和转子头进入传动系的负载的传送，允许变速器组件用在更大数目的风力涡轮机中，从而增加变速器组件的模块性。可以理解的是可利用诸如双列锥形滚子轴承、标准滚子轴承等的其他类型的轴承。此外，由于输入轴承筒的位置和构造，可进行可拆除轴承筒和变速器两者的塔架上维修，降低维修成本。图14-18中显示了轴承筒的各种实施例的各种详细图示，在本文中以更多细节进行了讨论。图14-18中的图示大致按比例绘制。

可利用具有输入和输出的多个合适的变速器。具体而言，在此示例中，使用了差速行星齿轮箱。然而，可利用其它合适的变速器，诸如具有轴向对齐的输入和输出旋转轴的齿轮箱，或具有平行输出轴的齿轮箱。

图14显示了变速器组件2310的剖切侧视图。图14中显示的变速器组件2310可类似于图2中显示的变速器组件212。变速器组件2310包括在本文关于图16-18更详细讨论的可拆除输入轴承筒2312。该可拆除输入轴承筒2312联接到输入架2314的周边上。该可拆除输入轴承筒可与输入架2314轴向对齐。该输入架2314包括在变速器2316中，变速器2316还包括旋转地将输入架2314联接到变速器输出2320上的传动系2318。输入架在变速器输出2320的逆风侧。在此示例中，变速器是具有中心旋转轴线2321的行星齿轮箱。然而，可以理解的是可利用备选的合适变速器。

行星齿轮箱可包括环形齿轮1322，多个行星齿轮以及恒星齿轮2324。在此示例中，输入架2314联接到环形齿轮2322和第一行星齿轮组2326上，从而驱动传动系。然而，可以理解的是备选构造是可能的。第一行星齿轮组2326可与恒星齿轮2324成啮合接合。环形齿轮2322可与第二行星齿轮组2327成啮合接合。此外，第二行星齿轮组2327可与恒星齿轮成啮合接合。恒星齿轮可联接到围绕中心旋转轴线2321旋转的中心旋转轴2328上。另外，中心旋转轴可联接到输出2320上。包括在环形齿轮和行星齿轮之间以及行星齿轮和恒星齿轮之间的各个啮合齿轮接合可为螺旋状啮合接合。

同样，变桨控制管2330显示为沿着中心旋转轴线2321被引导穿过发电机和变速器的中心(例如，穿过转子、变速器输出以及变速器输入)。以这种方式，变桨控制管从变速器输入横穿通过发电机，并且在行星变速器的中心内。变桨控制管可包括各种导管(未示出)，例如电导线和/或液压管线，并且被配置成调整转子叶片的指向(例如，桨距)。导管可联接到位于转子轮毂、机舱或位于塔架下位置处的合适的控制器上(未示出)。传动系中也可包括扭矩管2334。扭矩管可配置成将扭矩从输入架传递至包括在传动系中的各种部件。

另外，可以理解的是在变速器(例如齿轮箱)中可包括备选类型的轴承。例如，在传动系中可包括一个或多个行星轴承，以允许行星齿轮沿着轨道围绕恒星齿轮旋转。此外，在输出附近可包括轴承(未示出)来接受负载，从而支撑传动系和/或发电机。在此示例中，输入轴承用作用于输入架的主支撑件。

当与用在将轴承结合在传动系中的现有技术变速器设计中的轴承相比时，变速器组件的设计，特别是位于传动系的外部的输入轴承筒的设计，简化了制造、安装、拆除以及维修过程。以这种方式，降低了变速器组件的成本以及由此风力涡轮机的成本。

可向变速器组件中的各种部件(诸如输入轴承筒)提供润滑，降低运行期间部件之间的摩擦，以及耗散旋转中产生的热能。可利用合适的润滑流体，例如高粘性油。

图15显示了包括包围变速器的至少一部分的变速器壳体2410的变速器组件2310的等距视图。

图16-18中显示了输入架2314和轴承筒2312的各种详细视图。图16显示了组装好的轴承筒和输入架的剖切视图。图18显示了轴承筒和输入架的分解视图。图17显示了组装好的轴承筒和输入架的等距视图。

如图18中所示，轴承筒2312可包括两个轴承列，即逆风轴承列2534和顺风轴承列2536。各个轴承列可分别包括至少部分包围多个滚子2542的内圈2540和外圈2538。在其它示例中，轴承列可包括外圈和滚子。在此示例中，滚子是圆柱形的。然而，在其它示例中，滚子可为球形或圆锥形的。如图16中所示，各个滚子可具有旋转轴线2544，滚子在风力涡轮机的运行期间围绕该旋转轴线旋转。间隔件2545可插入在逆风轴承列2534和顺风轴承列2536之间，允许轴承列上的负载被适当地分配。

内圈2540可联接到输入架的外表面2546上。外圈2538可联接到变速器壳体的一部分上。以这种方式，输入轴承筒2312可允许输入架2314围绕中心旋转轴旋转。诸如油的润滑流体可至少部分地围绕滚子，降低滚子和内圈及外圈上的磨损。此外，可在逆风轴承列和顺风轴承列之间插入合适的轴承间隔件。

图16和18中所示的轴承壳体2547可包括在输入轴承筒中。轴承壳体2547联接到外圈上且至少部分地包围外圈。轴承可构造成联接到通过合适的联接装置附接在机舱上的静止的变速器壳体(未示出)上。以这种方式，轴承壳体和外圈充当定子。在其它示例中，外圈可包括轴承壳体。轴承壳体2547可包括配置成接纳诸如螺栓、肩螺栓等的各种连接机构的孔。螺栓孔可定位成使得例如在本文中更详细讨论的轴承帽的各种部件可联接到轴承壳体上。

在一些示例中，轴承壳体可包含至少一部分润滑系统2548。该润滑系统可包括一个或多个供应通道2549和/或一个或多个排放通道(未示出)。供应通道和/或排放通道可延伸通过包括在轴承筒中的各种部件，诸如间隔件，以给轴承中的各种旋转部件提供润滑流体。可以理解的是泵可以流体地联接到供应通道和/或排放通道上，以提供加压的润滑流体。

此外，轴承列2534，2536可为渐缩的。轴承筒的渐缩角度可为由包括在轴承列中的一个或多个滚子2542的旋转轴线2544和大致平行于变速器的中心旋转轴线2321的线2551(例如，输入架)相交所限定的角度2550。图16中图示了由包括在逆风列中的滚子的旋转轴线2544以及线2551的相交所限定的渐缩角度2550。可以理解的是顺风列也可具有渐缩角度，其可大致等于渐缩角度2550或可为另一个合适的角度。

如图16中所示，定子垫片2554可使用适当的联接硬件2552(诸如螺栓)联接到第一和第二轴承列的外圈上。定子垫片的延伸部2556可配置成夹紧逆风列的外圈以及轴承壳体。定子垫片和外圈的接触表面配合以形成静态油封，防止油漏出输入轴承筒。转子垫片2558联接到输入架和逆风轴承列2534上。转子垫片可定位成保持对于输入架期望的末端游隙。附加的联接装置(未示出)可附接到转子垫片和输入架上，用于将转子垫片夹紧到输入架上。

输入轴承筒2312配置成轴向地且径向地支撑输入架2314。支撑可包括接纳由部件产生或传递至部件的负载的至少一部分。由于变速器组件的构造，来自图1和2中显示的转子头、主轴和/或变速器的负载可传递至输入架。此外，输入轴承筒允许输入架旋转。因此，在风力涡轮机的运行期间，输入架可接纳来自如图1和图2中所示的主轴20的旋转输入，并开始传动系的旋转，从而开始风力涡轮机中的电功率产生。输入轴承筒可通过输入架接收由风产生的大部分负载(即，来自转子头的负载)。因此，来自转子叶片和转子头的风负载没有被转移至包括在变速器中的传动器，从而降低了传动系上的磨损。因此，传动系可用在具有不同设计的多种风力涡轮机中。

如图17中所示，输入架2314可包括联接界面2562，其配置成将输入架联接到主轴上。联接界面可配置成通过合适的联接硬件(未示出)联接到主轴上，联接硬件诸如延伸穿过钻孔洞2564的螺栓。此外，图17中所示的轴承帽2566可使用硬件2568联接到轴承壳体2547上。轴承帽防止不需要的颗粒进入输入轴承筒并充当用于润滑的密封件。在一些示例中，联接界面可在输入轴承筒的逆风侧。在其它示例中，联接界面可定位在另一个合适的位置处。

可基于转子头、机舱等的设计规格调整输入轴承筒的各种设计特征，诸如渐缩角度。此外，轴承设置也可进行调整以满足具体的设计要求。轴承设置包括以下至少一项：轴承列的位置，输入轴承筒位置，一个或多个垫片的位置，和/或间隔件尺寸和/或位置。因而，变速器可适于用在大量风力涡轮机设计中，降低制造的成本。转子头的设计规格包括静态和动态负载特性。例如，可增加渐缩的角度以考虑轴承上增大的推力负载。

图19图示了用于制造变速器组件的方法2800。该变速器组件可包括输入架、输出轴以及包括在变速器的传动系中的多个齿轮。传动系配置成增大输出轴的旋转速度。在一些示例中，变速器组件是行星齿轮箱组件。所公开的方法可用来使用如上讨论的部件制造图14-18中所示的变速器组件2310。备选地，所公开的方法可用来制造另一种合适的变速器组件。

首先，在2810处，该方法包括组装形成变速器的输入架、齿轮和输出，且该变速器具有中心旋转轴线。在2810A处，组装传动系可包括将齿轮和相关的轴承(诸如行星齿轮轴承)组装成输入架。齿轮可包括多个行星齿轮、环形齿轮以及恒星齿轮。可选地，在2810B处，组装传动系可包括将扭矩管组装到输入架上。在一些示例中，传动系可在单独的设施或地点组装。

可选地，在2812处该方法可包括将轴承内圈联接到输入架上。在其他示例中，轴承内圈可包括在输入轴承筒中。

在2814处，该方法包括组装输入轴承筒。组装输入轴承筒可在2814A处包括将多个滚子定位在第一和/或第二轴承列的外圈内。可以理解的是在一些示例中，输入轴承筒可包括单个轴承列。同样，在2814B处该方法可包括将扭矩管附接到输入架上。此外，在2814C处该方法可包括将间隔件定位在第一和第二轴承列之间。另外，在一些示例中，该方法可包括安装一个或多个轴承杯，如2814D处所示。

在2816处该方法包括将输入轴承筒安装在输入架的外围或外部部分上。安装可包括联接。诸如螺栓的合适的组装硬件可用来将输入轴承筒安装在输入架上。在一些示例中，在2816A处将输入轴承筒安装在输入架上可包括将轴承帽联接到定子垫片上和/或将转子垫片联接到内圈上。以这种方式可形成润滑密封，阻止诸如油的润滑流体离开输入轴承筒，从而密封输入轴承筒。此外，在2816B处安装输入轴承筒可包括调整轴承筒设置。轴承设置可包括定位包括在输入轴承筒中的各种部件，以允许适当地分布轴承上的负载，减少运行期间输入轴承筒上的磨损。另外在一些示例中，安装输入轴承筒可包括通过合适的联接硬件安装一个或多个轴承锥(bearing cone)。

在一些示例中，该方法可在2818处包括使带有扭矩管的变速器组件旋转。该旋转可包括180°的旋转。接下来，在2820处，该方法可包括将变速器组件定位在变速器壳体内，形成变速器组件。该方法还可包括从变速器组件拆除输入轴承筒以及维修及更换输入轴承筒。当需要维护时这可在现场构造风力涡轮机之后发生。同样，可在塔架上位置处发生输入轴承筒的拆除。

纵然在本文并没有明确地列举，但风力驱动的功率发生系统的任何前述实施例、特征和元件均可与本发明的精神和范围内的风力驱动的功率发生系统的任何其它实施例、特征和元件组合。例如，在一个实施例中，风力涡轮机(例如图1)包括如上所述的变速器组件(具有可拆除的输入轴承筒)、变速器(具有反扭矩接头)以及齿轮箱(具有润滑系统)。齿轮箱包括第一传动系和旋转导管，其配置成接收来自旋转导管的下游的润滑流体并输送旋转导管的上游的润滑流体。旋转导管下游的部件以不同于上游部件的速度旋转。变速器包括被外部壳体包围的第二传动系。该外壳体包括将变速器的第一区段联接至外壳体的第二区段的反扭矩接头。变速器组件包括变速器(包括输入架和旋转地将输入架联接到变速器输出上的传动系)以及可拆除的输入轴承筒。该可拆除的输入轴承筒联接到输入架的周边上，位于传动系的外部，并且与输入架成轴向对齐。

可以理解的是以上描述意在为说明性而非限制性的。例如，上述实施例(和/或其各方面)可彼此结合使用。此外，可做出许多变更以使得特定的情况或材料适应于本发明的教导而不背离其范围。尽管本文所述的材料的尺寸和类型意在限定本发明的参数，但它们绝非为限制的而是示例性实施例。在查看以上描述后许多其它实施例对于本领域技术人员将是明显的。因此，本发明的范围应参考所附权利要求书以及此类权利要求书所赋予权限的等价物的完整范围而决定。在所附权利要求书中，用语“包括”和“其中”被用作相应用语“包含”和“在其中”的普通等价物。此外，在以下权利要求中，用语“第一”、“第二”和“第三”等仅用作标记，而并非意图对它们的对象强加数值性要求。另外，以下权利要求书的限制并非以“功能限定”格式书写，并且并非意图基于35U.S.C.§112第6段解释，除非并且直至此类权利要求限制特别使用短语“用于……的装置”，其后跟有其它结构的功能空位(function void)。

本书面说明书使用示例来公开本发明的若干实施例，包括最佳模式，并且还使得本领域技术人员能够实践本发明，包括制造和使用任何装置或系统，并执行任何结合的方法。本发明可授予专利的范围由权利要求书限定，并且可包括本领域技术人员想到的其它示例。如果此类其它示例具有无异于权利要求书的字面语言的结构性元件，或者如果它们包括与权利要求书的字面语言并无实质性区别的等价结构性元件，则此类其它示例意在处在权利要求书的范围内。

如本文所用，以单数方式叙述且前面有用词“一”或“一个”的元件或步骤应当理解为不排除多个所述元件或步骤，除非明确陈述了此类排除。另外，对于本发明的“一个实施例”的引用并非意在解释为排除了也结合了所述特征的另外的实施例的存在。此外，除非相反地明确指出，否则“包括”或“具有”有特定特性的一个或多个元件的实施例可包括不具有该特性的其它此类元件。

由于可在上述风力驱动的功率发生系统中做出某些改变而不脱离本文涉及的发明的精神和范围，其意图在于以上描述或附图中显示的全部主题应该仅解释为说明了本文的发明性概念的示例，而不应解释为限制本发明。

Claims (29)

1.一种风力驱动的功率发生系统，包括：

包括底板的机舱；

具有构造成由风力驱动的多个叶片的转子；以及

包括输入和输出的变速器，所述变速器输入联接到所述转子上，所述变速器包括被外部壳体包围的行星传动系，所述外部壳体包括将所述外部壳体的第一区段联接到所述外部壳体的第二区段上的反扭矩接头，所述反扭矩接头包括所述第一区段和所述第二区段之间的配合齿，此处所述第一区段被固定地联接到包括在所述行星传动系中的架连接件上，且所述第二区段被固定地安装在所述底板上。

2.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述系统还包括通过所述配合齿联接所述第一区段和所述第二区段的紧固件，所述配合齿形成干涉配合，其中所述紧固件配置成弯曲至大于所述齿的程度。

3.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述反扭矩接头抵抗由通过所述底板驱动的所述转子叶片产生的扭矩。

4.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述配合齿形成在所述第一区段和所述第二区段的配合表面中，并且此处所述配合齿周向地围绕所述第一区段和第二区段的所述配合表面形成。

5.如权利要求4所述的系统，其特征在于，所述第一区段的所述配合表面在所述第二区段的所述配合表面的逆风侧。

6.如权利要求4所述的系统，其特征在于，所述配合齿形成为花键。

7.如权利要求4所述的系统，其特征在于，所述配合齿包括具有接触表面区域的第一配合表面和第二配合表面，所述第一配合表面和所述第二配合表面具有轴向偏移且径向对齐的突出和凹陷的平坦表面，连接所述突出和凹陷的平坦表面的倾斜地成角度的堤坡，以及延伸通过所述第一配合表面和所述第二配合表面中的每一个的居中定位的空腔，所述空腔构造成接纳紧固件，所述紧固件配置成弯曲至大于所述配合齿的所述接触表面区域的程度。

8.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述反扭矩接头抵抗由被风力驱动的转子叶片产生的扭矩，且所述外部壳体是外部传动系壳体。

9.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述反扭矩接头形成干涉配合，所述变速器还包括联接所述第一区段和所述第二区段的紧固件，且所述紧固件配置成弯曲至大于所述反扭矩接头的所述干涉配合的程度。

10.一种风力驱动的功率发生系统，包括：

联接到构造成围绕中心轴线旋转的转子头上的一个或多个转子叶片；

包括行星传动系的行星齿轮箱，所述行星传动系具有配置成接纳来自所述转子头的旋转输入的输入，以及配置成将旋转输出引导至发电机的输出；以及

在内部且轴向地横穿所述行星齿轮箱的旋转导管，所述导管配置成接收来自包括在所述行星齿轮箱中的一个或多个静止部件的加压润滑流体，并且沿逆风方向将所述加压润滑流体引导至包括在所述行星齿轮箱中的一个或多个旋转部件。

11.如权利要求10所述的系统，其特征在于，所述传动系的所述输入和所述输出为与所述中心轴线对齐和/或轴向地彼此对齐中的至少一种。

12.如权利要求10所述的系统，其特征在于，所述齿轮箱输入包括输入架，所述输入架配置成将旋转输入传递至包括在所述传动系中的一个或多个行星齿轮。

13.如权利要求10所述的系统，其特征在于，所述旋转导管容纳一个或多个控制管线，所述一个或多个控制管线包括液压管线和/或电导线，所述旋转导管联接到所述转子头上，并配置成调整联接到所述转子头上的一个或多个转子叶片的桨距。

14.如权利要求10的系统，其特征在于，所述系统还包括至少一个分配歧管，所述至少一个分配歧管配置成径向向外地将润滑流体从所述旋转导管输送至包括在所述传动系中一个或多个旋转部件。

15.如权利要求10所述的系统，其特征在于，所述系统还包括至少一个润滑歧管，所述至少一个润滑歧管配置成径向向外地从所述旋转导管将润滑流体引入所述齿轮箱中的至少一个移动部件。

16.如权利要求10所述的系统，其特征在于，所述系统还包括壳体，所述壳体包围所述传动系的至少一部分，构造成阻止润滑流体离开所述传动系。

17.如权利要求10所述的系统，其特征在于，所述静止部件包括流体地联接到泵上的供给管线，所述泵配置成增大所述润滑流体的压力。

18.如权利要求10所述的系统，其特征在于，所述静止部件通过液压结合部联接到所述旋转导管上，所述液压结合部配置成将润滑流体从所述旋转导管的下游的部件传送入所述旋转导管内的润滑通道。

19.如权利要求10所述的系统，其特征在于，所述旋转导管包括限定润滑通道的管中管组件，并且所述润滑通道配置成将润滑流体引向所述润滑通道的上游的部件。

20.如权利要求19所述的系统，其特征在于，所述管中管组件包括容纳联接到控制系统上的电导线的第二通道。

21.一种风力驱动的功率发生系统，包括：

包括变速器和可拆除的输入轴承筒的变速器组件；

所述变速器包括输入架和可旋转地将所述输入架联接到变速器输出的传动系，所述输入架配置成将来自一个或多个风力驱动的转子叶片的旋转输入传递至所述传动系；且

所述可拆除的输入轴承筒联接到所述输入架的周边，位于所述传动系的外部，其中所述可拆除的输入轴承筒可旋转地支撑所述输入架。

22.如权利要求21所述的系统，其特征在于，所述变速器的所述输入架和所述输出位于公共的中心旋转轴线上。

23.如权利要求21所述的系统，其特征在于，所述输入轴承筒配置成接收来自联接到所述转子叶片上的转子头的径向和/或轴向负载。

24.如权利要求21所述的系统，其特征在于，所述输入架联接到包括在所述传动系中的多个行星齿轮和环形齿轮上，其中所述环形齿轮与多个行星齿轮成啮合接合，并且其中所述行星齿轮包括逆风行星齿轮组。

25.如权利要求21所述的系统，其特征在于，所述输入轴承筒包括包围至少一个滚子列的至少一个内圈和一个外圈。

26.如权利要求21所述的系统，其特征在于，所述系统还包括构造成至少部分地包围所述内圈和所述外圈的轴承壳体。

27.如权利要求21所述的系统，其特征在于，所述输入轴承筒包括联接到所述轴承筒的所述内圈上的转子垫片和联接到所述轴承筒的所述外圈上的定子垫片。

28.如权利要求21所述的系统，其特征在于，所述输入轴承筒轴向地且径向地支撑所述输入架。

29.如权利要求21所述的系统，其特征在于，所述输入轴承筒配置成在塔架上位置处拆除。

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