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DE102009048767A1 - Powertrain and wind turbine - Google Patents

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DE102009048767A1
DE102009048767A1 DE102009048767A DE102009048767A DE102009048767A1 DE 102009048767 A1 DE102009048767 A1 DE 102009048767A1 DE 102009048767 A DE102009048767 A DE 102009048767A DE 102009048767 A DE102009048767 A DE 102009048767A DE 102009048767 A1 DE102009048767 A1 DE 102009048767A1
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DE
Germany
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coolant
drive train
housing
generator
transmission
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
DE102009048767A
Other languages
German (de)
Inventor
Andreas Vath
Andreas Klein
Klaus Noller
Günter Berger
Burkhard Stadler
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Robert Bosch GmbH
Original Assignee
Robert Bosch GmbH
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Filing date
Publication date
Application filed by Robert Bosch GmbH filed Critical Robert Bosch GmbH
Priority to DE102009048767A priority Critical patent/DE102009048767A1/en
Priority to PCT/EP2010/004783 priority patent/WO2011042084A2/en
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Withdrawn legal-status Critical Current

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    • F03MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03DWIND MOTORS
    • F03D15/00Transmission of mechanical power
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    • F03MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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Abstract

Bei dem erfindungsgemäßen Antriebsstrang zur Nutzung der Energie einer Fluidströmung, z.B. in einer Windkraftanlage, ist ein durch die Fluidströmung antreibbarer Rotor, ein Getriebe, welches eingangsseitig direkt oder auch indirekt über die Rotorwelle oder weitere Komponenten an den Rotor angeschlossen ist, und ein an das Getriebe ausgangsseitig angeschlossener Generator vorhanden. Gemäß der Erfindung sind mehrere zu kühlende Komponenten bezüglich eines Kühlmittelkreislaufes in Reihe geschaltet. Sie werden also hintereinander zwangsweise mit derselben Kühlmittelmenge durchströmt.In the drive train according to the invention for utilizing the energy of a fluid flow, e.g. In a wind power plant, there is a rotor that can be driven by the fluid flow, a gearbox which is connected to the rotor on the input side directly or indirectly via the rotor shaft or other components, and a generator connected to the gearbox on the output side. According to the invention, several components to be cooled are connected in series with respect to a coolant circuit. The same amount of coolant flows through them one after the other.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Antriebsstrang zur Umwandlung der Energie einer Fluidströmung in elektrische Energie, wie er z. B. bei einer Windkraftanlage Verwendung findet, gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Die vorliegende Erfindung betrifft ferner eine Windkraftanlage mit einem solchen Antriebsstrang.The present invention relates to a drive train for converting the energy of a fluid flow into electrical energy, as z. B. in a wind turbine is used, according to the preamble of claim 1. The present invention further relates to a wind turbine with such a drive train.

Die zahlreichen Komponenten des Antriebsstrangs einer Windkraftanlage benötigen eine Hilfsfluidversorgung, um ihre einwandfreie Funktion zu. gewährleisten. So werden Getriebe, insbesondere die Lager und Zahnräder, aber auch Lager außerhalb des Getriebes oft mit einem Schmiermittel, z. B. Öl versorgt, um einen verschleißarmen, verlustarmen Lauf zu gewährleisten. Auch die Verwendung eines Kühlflüssigkeitskreislaufes zur Kühlung von Getriebe und Generator ist bekannt.The numerous components of the powertrain of a wind turbine require an auxiliary fluid supply to function properly. guarantee. So are gear, especially the bearings and gears, but also bearings outside the transmission often with a lubricant, eg. As supplied oil to ensure a low-wear, low-loss run. The use of a coolant circuit for cooling transmission and generator is known.

Die WO 2009/049599 A2 zeigt eine Windkraftanlage, bei welcher ein Getriebe und ein Generator mit ihren Gehäusen aneinander angeflanscht sind. Über eine Zwischenplatte sind Kühlkanäle des Generators und Kühlkanäle des Getriebes miteinander verbunden.The WO 2009/049599 A2 shows a wind turbine in which a transmission and a generator are flanged with their housings to each other. About an intermediate plate cooling channels of the generator and cooling channels of the transmission are interconnected.

Gemäß der JP 2009 185 640 A sind ein Generator und ein Getriebe einer Windkraftanlage jeweils mit Wärmetauschern versehen. Die Wärmetauscher sind in ein gemeinsames Kühlsystem eingebunden.According to the JP 2009 185 640 A a generator and a transmission of a wind turbine are each provided with heat exchangers. The heat exchangers are integrated in a common cooling system.

Diese herkömmlichen Kühlsysteme verteilen Kühlmittel parallel an mehrere zu kühlende Komponenten. Eine bedarfsgerechte Kühlmittelversorgung ist dabei nur durch die Wahl der passenden Leitungsquerschnitte – also einen hydraulischen Abgleich des Kühlkreislaufes – oder über Ventile zur Steuerung des Kühlmittelstroms zu bewirken. Beides verursacht hohen Aufwand bei der Installation oder bei der geräteseitigen Ausstattung des Kühlsystems.These conventional cooling systems distribute coolant in parallel to several components to be cooled. A needs-based coolant supply is only by choosing the appropriate cable cross-sections - ie a hydraulic balancing of the cooling circuit - or via valves to control the flow of coolant to effect. Both cause high expenditure on the installation or on the equipment side equipment of the cooling system.

Angesichts dieses Stands der Technik ist es die Aufgabe der vorliegenden Erfindung einen Antriebsstrang mit einem einfachen und effizienten Kühlsystem anzugeben.In view of this state of the art, the object of the present invention is to provide a drive train with a simple and efficient cooling system.

Diese Aufgabe wird durch einen Antriebsstrang mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst.This object is achieved by a drive train having the features of patent claim 1.

Bei dem erfindungsgemäßen Antriebsstrang zur Nutzung der Energie einer Fluidströmung, z. B. in einer Windkraftanlage, ist ein durch die Fluidströmung antreibbarer Rotor, ein Getriebe, welches eingangsseitig direkt oder auch indirekt über die Rotorwelle oder weitere Komponenten an den Rotor angeschlossen ist, und ein an das Getriebe ausgangsseitig angeschlossener Generator vorhanden. Gemäß der Erfindung sind mehrere zu kühlende Komponenten bezüglich eines Kühlmittelkreislaufes in Reihe geschalten. Sie werden also hintereinander zwangsweise mit derselben Kühlmittelmenge durchströmt. Eine aufwändige Steuerung des Kühlmittelstroms kann entfallen. Gerade mechanische Komponenten wie das Getriebe können in einem weiten Temperaturbereich betrieben werden. Für solche Komponenten ist die Temperatur des ankommenden Kühlmittels eher nebensächlich. Sie können daher auch nahe einem Ende der Kühlmittelkreislaufkette angeordnet sein. Die Einhaltung einer maximal zulässigen Betriebstemperatur lässt sich über die ausreichend hoch eingestellte Kühlmittelmenge gewährleisten.In the drive train according to the invention for using the energy of a fluid flow, for. As in a wind turbine, a drivable by the fluid flow rotor, a transmission which is connected directly on the input side or indirectly via the rotor shaft or other components to the rotor, and a generator connected to the output side of the generator. According to the invention, a plurality of components to be cooled are connected in series with respect to a coolant circuit. So you are forcibly flowed through one after another with the same amount of coolant. A complex control of the coolant flow can be omitted. Especially mechanical components such as the transmission can be operated in a wide temperature range. For such components, the temperature of the incoming coolant is rather secondary. They can therefore also be arranged near one end of the coolant circuit chain. Compliance with a maximum permissible operating temperature can be ensured by the sufficiently high set coolant quantity.

Vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand der Unteransprüche.Advantageous embodiments are the subject of the dependent claims.

Vorzugsweise ist eine Antriebsstrangkompenente mit einer höheren vorgegebenen Nennarbeitstemperatur im Kühlmittelkreislauf stromabwärts von einer Antriebsstrangkompenente mit einer niedrigeren Nennarbeitstemperatur angeordnet. So kann z. B. der Frequenzumrichter als erste Antriebsstrangkompenente in der Reihenschaltung des Kühlmittelkreislaufes angeordnet sein. Die Nennarbeitstemperatur kann als Bereich angegeben sein. Vorzugsweise ergibt sich die Reihenfolge gemäß der inversen Abfolge der jeweiligen maximal zulässigen Arbeitstemperatur der Antriebsstrangkompenenten. Die Reihenfolge kann aber auch anhand der mittleren Nennarbeitstemperatur der Antriebsstrangkompenenten gewählt sein. Die Einhaltung der jeweiligen maximal zulässigen Arbeitstemperatur einer Antriebsstrangkompenente wird durch eine ausreichende Kühlmittelmenge im Verhältnis zur eigenen Wärmelast und unter Berücksichtigung des Wärmeeintrags der stromaufwärts angeordneten Antriebsstrangkompenenten gewährleistet.Preferably, a powertrain component having a higher predetermined rated working temperature is disposed in the coolant circuit downstream of a driveline component having a lower nominal working temperature. So z. B. the frequency converter can be arranged as the first Antriebsstrangkompenente in the series circuit of the coolant circuit. The rated working temperature can be specified as the range. The sequence preferably results according to the inverse sequence of the respective maximum permissible operating temperature of the drive train components. However, the order can also be selected based on the average rated working temperature of the powertrain components. Compliance with the respective maximum allowable working temperature of a Antriebsstrangkompenente is ensured by a sufficient amount of coolant in relation to its own heat load and taking into account the heat input of the upstream Antriebsstrangkompenenten.

Ein solcher Kühlmittelkreislauf benötigt vorzugsweise nur eine Pumpe. Diese kann mengenverstellbar sein, um einen energieeffizienten Betrieb in Abhängigkeit von der gesamten Wärmelast zu gewährleisten. Die Mengensteuerung kann anhand von Temperatursensoren erfolgen, die z. B. an der letzten Komponente in der Reihenschaltung, und/oder an einem Kühler des Kühlsystems angeordnet sind.Such a coolant circuit preferably requires only one pump. This can be adjustable in volume to ensure energy-efficient operation as a function of the total heat load. The quantity control can be done on the basis of temperature sensors, the z. B. are arranged on the last component in the series circuit, and / or on a radiator of the cooling system.

Es kann aber z. B. auch an jeder zu kühlenden Komponente eine eigene Pumpe vorhanden sein. Zudem können zum Zweck eines hochverfügbaren Kühlsystems mehrere Pumpen als redundante Kühlmittelfördereinrichtungen parallel angeordnet sein. Dies ist insbesondere für Offshore-Windkraftanlagen von Vorteil, da bei solchen aufgrund der hohen Wartungskosten eine Reduzierung von Wartungsterminen angestrebt ist.It can but z. B. also be present on each component to be cooled own pump. In addition, for the purpose of a highly available cooling system, a plurality of pumps can be arranged in parallel as redundant coolant delivery devices. This is particularly advantageous for offshore wind turbines, since in such due to the high maintenance costs, a reduction of maintenance dates is sought.

Bei Verwendung von gehäuseinternen Kanälen für das Kühlmittel kann dieses zwischen aneinander angeflanschten Komponenten durch z. B. gegenüberliegend an den Anlageflächen angeordnete Mündungen direkt weitergeleitet werden, ohne dass z. B. Schläuche oder eine Verrohrung benötigt werden. When using in-house channels for the coolant this can be between flanged components by z. B. opposite to the contact surfaces arranged outlets are forwarded directly without z. As hoses or piping needed.

Die Erfindung wird nachstehend anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die begleitende Zeichnung näher erläutert.The invention will be explained below with reference to a preferred embodiment with reference to the accompanying drawings.

Die einzige Figur zeigt den schematischen Aufbau eines Antriebsstrangs einer Windkraftanlage mit einem Kühlsystem gemäß der vorliegenden Erfindung.The single figure shows the schematic structure of a drive train of a wind turbine with a cooling system according to the present invention.

In der Figur ist der Antriebsstrang 5 einer Windkraftanlage auf einer Tragplatte 3 montiert, welche wiederum um eine Azimutachse drehbar auf einem Turm 1 befestigt ist. Die Tragplatte 3 ist Bestandteil einer Gondel, in welcher die Komponenten des Antriebsstrangs 5 baulich zusammengefasst sind. Der Antriebsstrang 5 besitzt einen vom Wind angetriebenen Rotor 2. Der Rotor 2 ist mit einer Rotornabe an einer Rotorwelle 6 befestigt. Die Welle 6 des Rotors 2 ist in einem Lagerblock 8 gelagert und weiter in ein Getriebe 7 geführt. An das Getriebe 7 ist ein Generator 9 angeflanscht. Das Getriebe 7 und der Generator 9 sind über Befestigungseinrichtungen, z. B. Bolzen, Stützen etc. mit der Tragplatte 3 verbunden. Ein Frequenzumrichter 11 ist elektrisch mit dem Generator 9 verbunden. Der Frequenzumrichter 11 steuert den Generator 9 und speist elektrische Energie in das Stromnetz ein.In the figure is the drive train 5 a wind turbine on a support plate 3 mounted, which in turn rotatable about an azimuth axis on a tower 1 is attached. The support plate 3 is part of a nacelle, in which the components of the powertrain 5 are structurally summarized. The powertrain 5 has a rotor driven by the wind 2 , The rotor 2 is with a rotor hub on a rotor shaft 6 attached. The wave 6 of the rotor 2 is in a warehouse block 8th stored and continue in a gearbox 7 guided. To the transmission 7 is a generator 9 flanged. The gear 7 and the generator 9 are about fasteners, z. As bolts, supports, etc. with the support plate 3 connected. A frequency converter 11 is electric with the generator 9 connected. The frequency converter 11 controls the generator 9 and feeds electrical energy into the power grid.

Im Getriebe 7 sind Zahnräder 15 von Planetenstufen oder Stirnradstufen vorhanden. Zudem sind Lager 17 für Zahnradbolzen, Hohlräder oder Getriebewellen vorhanden. Diese Zahnräder und Lager sind – als Schmierstellen – in der Figur schematisch dargestellt. Auch der Generator 9 besitzt Lager 19 für die Generatorwelle 21, die der Schmierung bedürfen.In the transmission 7 are gears 15 of planetary stages or spur gears available. There are also bearings 17 for gear bolts, ring gears or gear shafts available. These gears and bearings are - as lubrication points - shown schematically in the figure. Also the generator 9 owns stock 19 for the generator shaft 21 that require lubrication.

Ein Schmiersystem 32 besitzt eine in das Getriebegehäuse eingesetzte oder am Getriebegehäuse angebaute Schmierpumpe 23. Die Schmierpumpe 23 fördert Schmiermittel, z. B. Getriebeöl in die Schmierkanäle 25. Die Schmierkanäle 25 verteilen das Schmiermittel parallel zu den genannten Schmierstellen 15, 17, 19 und an den Lagerblock 8. Rücklaufendes Schmiermittel wird über nicht dargestellte Kanäle gesammelt und dem Sumpf 27 des Getriebegehäuses zugeführt.A lubrication system 32 has a lubricating pump inserted into the gearbox or attached to the gearbox 23 , The lubrication pump 23 promotes lubricant, eg. B. gear oil in the lubrication channels 25 , The lubrication channels 25 distribute the lubricant parallel to the lubrication points mentioned 15 . 17 . 19 and to the storage block 8th , Returning lubricant is collected via channels, not shown, and the sump 27 supplied to the transmission housing.

Im Gehäuse des Getriebes 7 ist in thermischen Kontakt mit dem Sumpf 27 ein Heizelement, z. B. ein elektrischer Heizstab 29 angeordnet. Über diesen kann bei kalter Witterung das Getriebeöl auf Arbeitstemperatur gebracht werden. Zudem verteilt das Schmiersystem die Wärme über die Schmierkanäle 25 an die weiteren Schmierstellen auch außerhalb des Getriebes 7, z. B. an die Lager 8 und 19 und sorgt so für einen verschleißarmen Betrieb des Antriebsstrangs 5.In the housing of the gearbox 7 is in thermal contact with the sump 27 a heating element, e.g. B. an electric heating element 29 arranged. In this way, the gear oil can be brought to working temperature in cold weather. In addition, the lubrication system distributes the heat through the lubrication channels 25 to the other lubrication points outside of the transmission 7 , z. B. to the bearings 8th and 19 and thus ensures a low-wear operation of the drive train 5 ,

Alternativ kann das Getriebe 7 ohne Sumpf ausgeführt sein. Dann wäre anstelle des Sumpfes 27 ein externer Schmiermitteltank vorhanden und die Schmierpumpe 23 würde aus diesem Behälter ansaugen.Alternatively, the gearbox 7 be executed without swamp. Then it would be instead of the swamp 27 an external lubricant tank available and the lubrication pump 23 would suck in from this container.

Im Flanschbereich 30 zwischen dem Getriebe 7 und dem Generator 9 tritt ein Schmiermittelkanal vom Gehäuse des Getriebes 7 direkt in das Gehäuse des Generators 9 über. Zwischen den Gehäusen sind (in der Figur nicht dargestellte) Dichtungen angeordnet. So können Verrohrungen oder Schläuche eingespart werden. Diese Art der Schmiermittelkanalführung kann, falls ein Lager der Rotorwelle 6 direkt an das Getriebegehäuse angeflanscht ist, auch zwischen Getriebe 7 und Lager 8 eingesetzt werden.In the flange area 30 between the gearbox 7 and the generator 9 enters a lubricant channel from the housing of the transmission 7 directly into the housing of the generator 9 above. Between the housings seals (not shown in the figure) are arranged. So piping or hoses can be saved. This type of lubricant channel guide, if a bearing of the rotor shaft 6 Flanged directly to the gearbox, also between gears 7 and bearings 8th be used.

Zusätzlich zum Schmiersystem 32 ist als weiteres Hilfsfluidsystem ein Kühlsystem 40 vorhanden. Das Kühlsystem 40 besitzt eine Kühlmittelpumpe 42 welche ein Kühlmittel, z. B. Wasser, Glykol, oder ein Kältemittel durch einen Kühlmittelkreislauf bzw. eine Kühlmittelleitung 44 fördert. Die Kühlmittelleitung 44 ist nacheinander an Wärmeüberträgerelemente des Frequenzumrichters 11, des Generators 9 und des Getriebes 7 angeschlossen. Die genannten Komponenten 11, 9 und 7 sind im Kühlmittelkreislauf in Reihe geschalten. Im Rücklauf, stromab des Getriebes 7, durchläuft die Kühlmittelleitung 44 einen Kühler 46, in dem das umlaufend geförderte Kühlmittel gekühlt wird, und welcher dadurch, die in den Komponenten 11, 9 und 7 ins Kühlmittel eingetragene Wärme an die Umgebung, vorzugsweise an die Luft außerhalb der Gondel abgibt. Der Kühler 46 kann einen Ventilator aufweisen. Er kann auch bzw. alternativ mit einer Kühlrippenstruktur für eine passive Wärrmeabgabe ausgestattet sein. Der Kühler 46 kann auch als Wärmetauscher ausgebildet sein, welcher von einem weiteren vom Kühlmittelkreislauf 44 fluidisch getrennten Kühlmittelkreislauf durchflossen wird und über diesen weiteren Kühlmittelkreislauf Wärme an einen z. B. an der Außenseite der Gondel montierten Kühler abgibt. Dieser weitere Kühlmittelkreislauf wäre vorzugsweise mit einer eigenen Pumpe versehen.In addition to the lubrication system 32 is a cooling system as another auxiliary fluid system 40 available. The cooling system 40 has a coolant pump 42 which a coolant, for. As water, glycol, or a refrigerant through a coolant circuit and a coolant line 44 promotes. The coolant line 44 is successively to heat transfer elements of the frequency converter 11 , the generator 9 and the transmission 7 connected. The components mentioned 11 . 9 and 7 are connected in series in the coolant circuit. In the return, downstream of the gearbox 7 , passes through the coolant line 44 a cooler 46 in which the circulating pumped coolant is cooled, and thereby, that in the components 11 . 9 and 7 introduced into the coolant heat to the environment, preferably emits to the air outside the nacelle. The cooler 46 can have a fan. It may also or alternatively be equipped with a cooling rib structure for a passive heat output. The cooler 46 can also be designed as a heat exchanger, which of a further from the coolant circuit 44 fluidly separated coolant circuit is traversed and heat via this further coolant circuit to a z. B. emits mounted on the outside of the nacelle cooler. This further coolant circuit would preferably be provided with its own pump.

Das Wärmeüberträgerelement im Frequenzumrichter 11 kann eine Kühlplatte sein, an die z. B. Leistungshalbleiter thermisch gekoppelt sind. Im Generator 9 kann eine Kühlkanalstruktur einer Statorwicklung bzw. ein Träger der Statorwicklung als Wärmeüberträgerelement dienen. Im Getriebe 7 kann ein Gehäusemantel oder ein Ölkühler als Wärmeüberträgerelement an den Kühlkreislauf angebunden sein.The heat transfer element in the frequency converter 11 may be a cooling plate to the z. B. power semiconductors are thermally coupled. In the generator 9 a cooling channel structure of a stator winding or a carrier of the stator winding can serve as a heat transfer element. In the transmission 7 For example, a housing jacket or an oil cooler can be connected to the cooling circuit as a heat transfer element.

Die Reihenfolge der Komponenten 11, 9 und 7 in der Reihenschaltung des Kühlkreislaufs richtet sich nach der maximalen im Betrieb tolerierbaren Arbeitstemperatur der Komponente. Allgemein sind elektronische bzw. leistungselektronische Komponenten wie der Frequenzumrichter 11 empfindlicher gegenüber hohen Betriebstemperaturen als elektromechanische oder mechanische Komponenten wie der Generator 9 oder das Getriebe 7. Daher ist die Reihenfolge im Kühlmittelkreislauf Frequenzumrichter 11, Generator 9 und letztlich Getriebe 7. Die Reihenfolge kann aber im Rahmen der Spezifikationen der Komponenten geändert werden. The order of the components 11 . 9 and 7 in the series connection of the cooling circuit depends on the maximum tolerable operating temperature of the component. In general, electronic or power electronic components such as the frequency converter 11 more sensitive to high operating temperatures than electromechanical or mechanical components such as the generator 9 or the gearbox 7 , Therefore, the order in the refrigerant circuit is frequency converter 11 , Generator 9 and ultimately gear 7 , However, the order can be changed within the specifications of the components.

Die Kühlmittelleitung 44 kann durch Kanäle im Gehäuse der jeweiligen Komponenten, z. B. im Generatorgehäuse oder im Getriebegehäuse geführt sein. Sind z. B. die Komponenten 7 und 9 aneinander angeflanscht, können Mündungen gebildet sein, die im Flanschbereich an aneinander anliegenden Gehäusestirnflächen von Getriebe 7 und Generator 9 gegenüberliegend angeordnet sind und mit einer Dichtung gegen einen Spalt zwischen den Gehäusen abgedichtet sind. Dadurch kann Kühlmittel von einem Gehäusekanal in einen Kanal des anderen Gehäuses übergeleitet werden, ohne dass eine Verrohrung erforderlich wäre.The coolant line 44 can through channels in the housing of the respective components, for. B. be performed in the generator housing or in the gear housing. Are z. B. the components 7 and 9 flanged to each other, can be formed mouths in the flange on adjacent housing end faces of gear 7 and generator 9 are arranged opposite and sealed with a seal against a gap between the housings. As a result, coolant can be transferred from one housing channel into a channel of the other housing without requiring piping.

Bei dem erfindungsgemäßen Antriebsstrang zur Nutzung der Energie einer Fluidströmung, z. B. in einer Windkraftanlage, ist ein durch die Fluidströmung antreibbarer Rotor, ein Getriebe, welches eingangsseitig an den Rotor angeschlossen ist, und ein an das Getriebe ausgangsseitig angeschlossener Generator vorhanden. Gemäß der Erfindung sind mehrere zu kühlende Komponenten bezüglich eines Kühlmittelkreislaufes in Reihe geschalten. Sie werden also hintereinander zwangsweise mit derselben Kühlmittelmenge durchströmt. Eine aufwändige Steuerung des Kühlmittelstroms kann entfallen.In the drive train according to the invention for using the energy of a fluid flow, for. B. in a wind turbine, a drivable by the fluid flow rotor, a transmission, which is connected on the input side to the rotor, and an output side connected to the transmission generator is present. According to the invention, a plurality of components to be cooled are connected in series with respect to a coolant circuit. So you are forcibly flowed through one after another with the same amount of coolant. A complex control of the coolant flow can be omitted.

Die vorangehend beschriebenen Ausführungsbeispiele und Figuren dienen lediglich dem besseren Verständnis der vorliegenden Erfindung, sie schränken die Erfindung nicht etwa auf die Ausführungsbeispiele ein. Die Figuren sind teilweise grob schematisch gehalten, der Effekt bzw. die Auswirkungen zum Teil deutlich vergrößert bzw. übertrieben dargestellt, um die Funktionsweisen, Wirkprinzipien, technischen Ausgestaltungen und Merkmale zu verdeutlichen. Grundsätzlich kann jede Funktionsweise, jedes Prinzip, jede technische Ausgestaltung und jedes Merkmal, welches/welche in den Figuren oder im Text gezeigt ist/sind, mit allen Ansprüchen, jedem Merkmal im Text und in den anderen Figuren, anderen Funktionsweisen, Prinzipien, technischen Ausgestaltungen und Merkmalen, die in dieser Offenbarung enthalten sind oder sich daraus ergeben, frei und beliebig kombiniert werden, so dass alle denkbaren Kombinationen dem Offenbarungsumfang der Erfindung hinzuzurechnen sind. Dabei sind auch Kombinationen zwischen allen einzelnen Ausführungen im Text, d. h. in jedem Abschnitt des Beschreibungstexts, in den Ansprüchen und auch Kombinationen zwischen verschiedenen Ausführungsbeispielen im Text, in den Ansprüchen und in den Figuren umfasst.The embodiments and figures described above are only for the better understanding of the present invention, they do not limit the invention to the exemplary embodiments. The figures are partially roughly kept schematic, the effect or the effects partly significantly enlarged or exaggerated to illustrate the modes of operation, action principles, technical features and features. In principle, any mode of operation, principle, technical design and feature shown in the figures or text may be understood to include all claims, every feature in the text and in the other figures, other modes of operation, principles, technical embodiments and features included in or resulting from this disclosure are combined freely and arbitrarily so that all conceivable combinations are to be added to the disclosure of the invention. There are also combinations between all individual versions in the text, ie. H. in each section of the description text, in the claims and also combinations between different embodiments in the text, in the claims and in the figures.

Auch die Ansprüche begrenzen bzw. limitieren nicht die Offenbarung und damit die Kombinationsmöglichkeiten aller aufgezeigten Merkmale untereinander. Alle aufgezeigten Merkmale sind explizit auch einzeln und in Kombination mit allen anderen Merkmalen der Erfindung von dieser Offenbarung umfasst.The claims also do not limit or limit the disclosure and thus the possible combinations of all identified features with each other. All features shown are also explicitly included individually and in combination with all other features of the invention of this disclosure.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • WO 2009/049599 A2 [0003] WO 2009/049599 A2 [0003]
  • JP 2009185640 A [0004] JP 2009185640 A [0004]

Claims (8)

Antriebsstrang zur Nutzung der Energie einer Fluidströmung, insbesondere in einer Windkraftanlage, umfassend als Antriebsstrangkompenenten ein Getriebe (7), welches eingangsseitig an einen durch die Fluidströmung angetriebenen Rotor (2) angeschlossen ist, und einen an das Getriebe (7) ausgangsseitig angeschlossenen Generator (9); und umfassend ein Kühlsystem (40) zur Versorgung zumindest einer der Antriebsstrangkompenenten mit einem Kühlmittel, dadurch gekennzeichnet, dass das Kühlsystem (40) einen Kühlmittelkreislauf (44) aufweist, an den zumindest zwei der Antriebsstrangkompenenten in Reihe angeschlossen sind.Drive train for utilizing the energy of a fluid flow, in particular in a wind power plant, comprising as transmission components a transmission ( 7 ), which on the input side to a driven by the fluid flow rotor ( 2 ) and one to the transmission ( 7 ) Generator connected on the output side ( 9 ); and comprising a cooling system ( 40 ) for supplying at least one of the drivetrain components with a coolant, characterized in that the cooling system ( 40 ) a coolant circuit ( 44 ) to which at least two of the powertrain components are connected in series. Antriebsstrang nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine Antriebsstrangkompenente mit höherer Verlustleistung im Kühlmittelkreislauf stromabwärts von einer Antriebsstrangkompenente mit niedrigerer Verlustleistung angeordnet ist.Drive train according to claim 1, characterized in that a Antriebsstrangkompenente with higher power loss in the coolant circuit downstream of a Antriebsstrangkompenente is arranged with lower power loss. Antriebsstrang nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass eine Antriebsstrangkompenente (7, 9) mit einer höheren vorgegebenen Nennarbeitstemperatur im Kühlmittelkreislauf stromabwärts von einer Antriebsstrangkompenente (11) mit einer niedrigeren Nennarbeitstemperatur angeordnet ist.Drive train according to claim 1 or 2, characterized in that a Antriebsstrangkompenente ( 7 . 9 ) having a higher predetermined rated working temperature in the coolant circuit downstream of a driveline component ( 11 ) is arranged at a lower rated working temperature. Antriebsstrang nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass als weitere Antriebsstrangkompenente ein Frequenzumrichter (11) des Generators (9) vorhanden ist, und dass der Frequenzumrichter (11) vom Kühlsystem (40) – insbesondere als erste Komponente in der Reihenschaltung – mit Kühlmittel versorgt wird.Drive train according to one of claims 1 to 3, characterized in that as a further Antriebsstrangkompenente a frequency converter ( 11 ) of the generator ( 9 ) and that the frequency converter ( 11 ) from the cooling system ( 40 ) - in particular as the first component in the series circuit - is supplied with coolant. Antriebsstrang nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Kühlmittelkreislauf (44) eine einzige Kühlmittelfördereinrichtung, insbesondere eine Pumpe (42), für das Kühlmittel umfasst.Drive train according to one of claims 1 to 4, characterized in that the coolant circuit ( 44 ) a single coolant delivery device, in particular a pump ( 42 ) for which coolant is included. Antriebsstrang nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Kühlmittelkreislauf mehrere Kühlmittelfördereinrichtung, insbesondere in paralleler oder serieller Anordnung, insbesondere in redundanter Anordnung, insbesondere Pumpen, für den Kühlmittel umfasst.Drive train according to one of claims 1 to 4, characterized in that the coolant circuit comprises a plurality of coolant conveying device, in particular in a parallel or serial arrangement, in particular in a redundant arrangement, in particular pumps, for the coolant. Antriebsstrang nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Gehäuse des Getriebes (7) und ein Gehäuse des Generators (9) aneinander angeflanscht sind und dass im jeweiligen Flanschbereich (30) der Gehäuse Kühlmittelkanäle münden, die so angeordnet sind, dass sie einen Transport von Kühlmittel von dem einen Gehäuse in das andere Gehäuse erlauben.Drive train according to one of the preceding claims, characterized in that a housing of the transmission ( 7 ) and a housing of the generator ( 9 ) are flanged to each other and that in the respective flange ( 30 ) of the housing open coolant channels, which are arranged so as to allow a transport of coolant from the one housing into the other housing. Windkraftanlage, gekennzeichnet durch einen Antriebsstrang (5) nach einem der Ansprüche 1 bis 7.Wind turbine, characterized by a drive train ( 5 ) according to one of claims 1 to 7.
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