用于风力涡轮机的机舱的制作方法

1.本公开涉及一种用于风力涡轮机的机舱。机舱包括主单元和安装在主单元的侧面的至少一个辅单元。本公开的机舱特别适用于大型风力涡轮机。本公开进一步涉及一种用于制造包括这种机舱的风力涡轮机的方法。


背景技术：

2.就额定功率输出而言以及就风力涡轮机的各个部件的物理尺寸而言，风力涡轮机的尺寸正在不断增加。因此，机舱的尺寸也必须增大，以容纳所需的风力涡轮机部件。风力涡轮机通常从各个部件的制造位置或多个制造位置通过公路、铁路或船舶或其组合运输到架设风力涡轮机的工作地点。


技术实现要素：

3.本公开的实施方式的目的是促进进一步的模块化、易于设计和制造并且允许改进风力涡轮机的维护。本公开的实施方式的另一目的是提供一种能使用普通运输装置运输的机舱并且在不限制机舱的可能尺寸的情况下降低运输和搬运成本。
4.根据这些和其它目的，本公开提供了一种风力涡轮机机舱，该风力涡轮机机舱被配置成用于安装在风力涡轮机塔架上并支撑转子支撑组件。转子支撑组件支撑驱动发电机的转子。此外，机舱容纳功率转换组件。
5.机舱包括：
6.主单元，该主单元能例如经由偏航装置连接到风力涡轮机塔架，并且该主单元容纳转子支撑组件并且可选地容纳发电机，以及
7.至少一个辅单元，该辅单元容纳形成功率转换组件的一部分的工作部件。
8.主单元和辅单元是由单元固定结构在接口中进行组装的独立单元，并且工作部件直接悬挂在主单元上。
9.由于辅单元容纳直接悬挂在主单元上的工作部件，并且由于主单元能连接到风力涡轮机塔架，因此主单元形成供工作部件进入风力涡轮机塔架的负载路径。
10.如果需要，辅单元可被从主单元释放而不释放工作部件，并且辅单元可被设计用于与主单元相比更小的负载。它可以例如被设定尺寸和设计为用于工作部件的存储和运输，但是不用于承载工作部件在塔架上的满负载。
11.主单元和/或辅单元的示例包括具有任何大小和形状并且被配置成有待组装的单元。
12.辅单元和/或主单元可被形成为具有与装运货物集装箱的大小和外形可比较的或相等的大小和/或外形。每个单元由此继承了装运货物集装箱关于搬运、运输和储存的优点。装运货物集装箱可例如通过船、火车和卡车等在世界上任何地方进行搬运，并且与批量运输相比成本较低。
13.当主单元和/或辅单元是装运货物集装箱时，成本节省甚至更显著。装运货物集装
箱也被称为联运集装箱、标准货物集装箱、箱式集装箱、海运集装箱或iso集装箱，并且通常是指在用于洲际交通的全球集装箱化的联运运输系统中用于存储和移动物料和产品的集装箱。装运货物集装箱可以遵循针对系列1货物集装箱的iso 668：2013的iso标准中的尺寸和结构规范。
14.主单元和辅单元可以在远离由转子支撑组件限定的旋转轴线的方向上并排布置，而不是在旋转轴线的方向上一个接一个地布置。
15.在一个实施方式中，机舱包括例如布置在主单元的对置侧面上的两个辅单元。在该实施方式中，两个辅单元中的每个辅单元可以具有遵循针对系列1货物集装箱的iso668：2013的iso标准中的尺寸和结构规范的一个装运货物集装箱的一半大小，并且被布置成使得该集装箱的这两个半部分可以在运输过程中被组装以形成一个集装箱，并且被分割成有待布置在主单元的对置侧面上的两个辅单元。集装箱可以具体地在沿着该集装箱的纵向方向(即，集装箱的最长尺寸)延伸的接口中被分割。
16.机舱可以直接由塔架承载，也可以经由中间塔架结构间接地由塔架承载。如果风力涡轮机是传统的水平轴线类型，那么机舱通常由塔架顶部与机舱之间的偏航装置承载。然而，本公开还可以涉及以下类型的多转子风力涡轮机，在该类型的多转子风力涡轮机中，多于一个的机舱由横梁结构承载，该横梁结构再次例如经由塔架与横梁结构之间的偏航装置由塔架承载。
17.本公开可以涉及上风风力涡轮机或者涉及下风风力涡轮机。
18.主单元是将机舱直接或经由所述中间塔架结构或多个中间塔架结构间接地连接到塔架的部件。主单元可以特别地是机舱的中心部分并且容纳传动系的部分，例如，转子轴的至少一部分。
19.风力涡轮机可以是发电机通常放置在机舱外的直接驱动风力涡轮机，或者风力涡轮机可以是发电机位于主单元中。主单元经由转子轴支撑转子。
20.取决于风力涡轮机的类型，主单元可以包括另外的部件，例如，齿轮箱、轴承系统以及例如用于润滑、冷却和控制目的的不同种类的外围设备。主单元可以具体包括主框架，该主框架形成转子支撑组件的一部分并且形成从转子例如经由偏航装置进入塔架或中间塔架结构的负载路径。主框架尤其可以是铸造部件。
21.除了主框架之外，转子支撑组件可包括例如轴承结构和在风力涡轮机中支撑转子的其它部件。
22.容纳在辅单元中的工作部件尤其可以直接悬挂在主框架上，即，使得主框架形成从工作部件进入塔架的负载路径。特别地，工作部件可经由第一悬挂结构悬挂在主框架上，并且可被悬挂成使得辅单元不形成从工作部件进入塔架的负载路径的一部分。
23.机舱可以经由偏航装置相对于塔架旋转。这可以通过经由偏航装置将机舱连接到塔架来促进，或者在多转子风力涡轮机中，通过经由所述中间塔架结构将各个机舱结构的至少两个主框架连接到塔架来促进，所述中间塔架结构再次经由偏航装置接合到塔架。
24.机舱可包括第二悬挂结构，该第二悬挂结构被配置成用于将工作部件悬挂在辅单元上。
25.单元固定结构可被配置成在辅单元相对于主单元的组装位置中将辅单元固定到主单元。第一悬挂结构可被配置成在辅单元移动到组装位置时接管工作部件从第二悬挂结
构的悬挂。
26.在一个示例中，工作部件通过第二悬挂结构被承载在辅单元的例如底板上或墙壁上，并且当辅单元被降低到组装位置中时，第一悬挂结构将工作部件从与辅单元的支撑关系中吊装出来。从该时刻起，工作部件经由第二悬挂结构悬挂在主框架上，并且优选地能从辅单元的底板自由提升。
27.在另一示例中，工作部件通过第二悬挂结构承载在辅单元的例如底板上或墙壁上，并且当辅单元处于组装位置时，第一悬挂结构被附接在工作部件与主框架之间。在该时间点，第一悬挂结构和第二悬挂结构两者都支撑工作部件。在一些实施方式中，可以移除第二悬挂结构，使得悬挂仅由直接位于主框架上的第一悬挂结构来实现。
28.第一悬挂结构可包括连接到工作部件和主框架的至少一个支架，并且每个支架可延伸穿过主单元和辅单元中的至少一者的外壁中的对应的壁开口。
29.每个壁开口可具有超过对应支架的横截面尺寸的大小，以在壁开口周围的边缘与支架之间限定间隙。这允许支架上的负载由主框架承载，而不影响主单元或辅单元的外壁。
30.壁开口与支架之间的间隙可通过密封结构来密封，该密封结构例如是在壁的边缘与支架之间延伸的橡胶垫圈。
31.在一个实施方式中，第一悬挂结构可构成或形成单元固定结构的一部分。在该实施方式中，第一悬挂结构将辅单元在主单元上保持就位。
32.功率转换组件将来自发电机的功率转换成期望的能量形式。功率转换组件可被配置成用于例如以ac或dc形式输送电力。
33.在电能的情况下，功率转换组件可被配置成将发电机链接到例如外部电网。在这种情况下，功率转换组件可由例如逆变器和/或变压器和/或开关齿轮构成。任何这样的部件都可以包括在功率转换组件中。
34.因此，工作部件可由逆变器和/或变压器和/或开关齿轮等构成。这样的部件可被适当地容纳在辅单元中，并且有利地直接由主单元承载，因为它们是相对重的部件。从这样的部件到塔架的负载路径可以因此尽可能短，并且因此有利的是将这样的部件直接悬挂在主单元上并且由此通过连接到塔架的主单元直接承载这些部件的重量的至少一部分。
35.此外，所提及的部件经常通过不涉及风力涡轮机的传动系和其它零件的外部供应商而被供应到架设风力涡轮机的地点。因此，封装在远离传动系的单独的单元中可能是有利的，并且降低了未经授权的人员的意外访问的风险。
36.此外，逆变器和变压器是高电压部件，出于安全原因，高电压部件可以与主单元分离。
37.此外，所提及的这些部件是昂贵和复杂的部件，对于这些部件可以适当地由专门训练的人员进行维修或更换，例如，通过在被容纳在辅单元中时将这些工作部件降低到地面，或至少通过在与旋转且潜在危险的传动系隔离的工作区域中工作。
38.作为示例，发电机可以是异步或同步发电机，例如，异步或同步发电机，并且逆变器电压可以在与发电机电压(有时称为定子电压)相同的范围内。
39.在另一示例中，发电机可以是双馈感应发电机(dfig)。在这种情况下，逆变器上的电压可以不同于发电机定子电压。逆变器被连接到发电机转子，并且通常是相同的电压或是低于定子电压的电压。
40.低电压例如可以被视为高达1000v的电压。可将中等电压视为1kv至约60kv的电压。发电机电压可以是低电压或中等电压。
41.主单元和辅单元通过单元固定结构在接口处进行组装。单元固定结构可在辅单元处于组装位置时将辅单元固定到主单元，并且它可以适合于允许辅单元在主单元被组装到塔架顶部上之后的稍后日期从主单元释放，以例如用于进行维修或更换。为此目的，单元固定结构可包括位于主单元和位于辅单元上的相互互锁的结构特征。这种相互互锁的特征的示例可以是主单元和辅单元中的一者上的突起以及主单元和辅单元中的另一者上的凹口或孔，单元固定结构可形成允许主单元和辅单元可释放地接合的螺栓接口，或者辅单元可以通过缆线保持在主单元上的适当位置，通过该缆线，辅单元可以降低到地面以进行部件的维修、更换，或者用于部件和人员在地面与机舱之间的运输。在一个实施方式中，单元固定结构被配置成使得辅单元可以在该辅单元被降低得靠近主单元时被主单元接收。这种单元固定结构可以由主单元和辅单元上的钩子或互锁结构构成。这尤其可与第一悬挂结构组合，该第一悬挂结构被配置成在辅单元移动到单元固定结构将辅单元固定在主单元上的位置时接收工作部件的负载。
42.工作部件被容纳在辅单元中，但被直接悬挂在主单元上，例如，直接悬挂在主单元中的主框架上。在此，这意味着工作部件的至少一部分负载被直接传递到主单元，而不加载辅单元或单元固定结构。该负载在本文中被称为直接负载。
43.直接负载不一定构成由容纳在辅单元中的工作部件引起的全部负载，而是其主要部分。因此，直接负载可以例如构成任何东西，例如由容纳在辅单元中的工作部件和主单元上的悬挂方向引起的总负载的50％至100％。特别地，直接负载可构成总负载的100％，这意味着工作部件完全由主单元承载。例如，5mw风力涡轮机中的工作部件的重量可以是25至30吨(变压器和/或逆变器)，并且用于容纳这种部件的辅单元的重量可以是5至15吨。因此，将工作部件的负载至少部分地传递到主单元并且特别地传递到主框架会是有利的。
44.直接负载既不被传递到辅单元，也不经由辅单元传递到主单元，相反，直接负载被直接传递到主单元，例如，直接传递到主框架。
45.主单元和辅单元可以在远离旋转轴线的方向上并排布置。这意味着辅单元相对于主单元远离旋转轴线侧向地移位。辅单元可以例如处在垂直于风力涡轮机转子的旋转轴线的方向上。这提供了机舱的有利的模块化，其中主风力涡轮机部件的有利的分布使得主轴承系统和传动系系统二者被组装在主单元中并且辅单元中的其它部件侧向地移位离开传动系。因此，主单元与辅单元之间的接口可以特别地在旋转轴线的方向上延伸。
46.在一个实施方式中，多个工作部件被容纳在辅单元中并且被直接悬挂在主单元上。工作部件可以是由此被容纳在同一辅单元中的变压器和逆变器。
47.第一悬挂结构可被配置成用于可释放地悬挂工作部件，从而便于将工作部件直接悬挂在主单元上。第一悬挂结构可以特别适合于允许工作部件从主单元释放。为此目的，第一悬挂结构可包括位于主单元和工作部件上的相互互锁的结构特征。这样的相互互锁的特征的示例可以是主单元和工作部件中的一者上的突起以及主单元和工作部件中的另一者上的凹口或孔，第一悬挂结构可包括允许工作部件与主单元的可释放地接合的螺栓接口，或者工作部件可通过线缆保持在主单元上的适当位置，工作部件可通过该线缆降低到地面以进行维修或更换。第一悬挂结构还可构成将辅单元保持在主单元上的接口。即，辅单元可
经由第一悬挂结构在主单元上保持就位。
48.第二悬挂结构可被配置成用于将工作部件可释放地悬挂在辅单元上。在一个实施方式中，第二悬挂结构是被配置成用于使工作部件站立在辅单元的底板上的支撑结构。这种支撑结构可包括例如布置在辅单元的底板与工作部件之间的支腿、梁或类似结构。
49.第二悬挂结构可特别适合于允许工作部件从辅单元的释放。为此目的，第二悬挂结构可包括位于辅单元和工作部件上的相互互锁的结构特征。这种相互互锁的特征的示例可以是辅单元和工作部件中的一者上的突起以及辅单元和工作部件中的另一者上的凹口或孔。第二悬挂结构可包括允许工作部件与辅单元的可释放地接合的螺栓接口，或者工作部件可通过线缆保持在辅单元中的适当位置，工作部件可通过该线缆降低到地面以用于进行维修或更换。第二悬挂结构可特别地允许辅单元在经由第二悬挂结构进行的运输期间承载工作部件。
50.如前所述，第一悬挂结构和第二悬挂结构可被配置成使得当辅单元附接到主单元时(即，当其朝向组装位置移动时)，负载从第二悬挂结构传递到第一悬挂结构。可替代地或附加地，第一悬挂结构和第二悬挂结构可被配置成将工作部件同时悬挂到主单元和辅单元，从而允许工作部件既由主单元又由辅单元承载，以例如使得主单元中的主框架承载较大百分比的负载，并且辅单元承载较小百分比，低于50％或低于10％。此外，第一悬挂结构和第二悬挂结构可被配置成在由主单元承载工作部件与由辅单元承载工作部件之间自动切换，反之亦然。
51.下面，将概述三种不同的组装过程。
52.a)主单元和辅单元经由地面处的单元固定结构接合。随后，它们作为一个组装的机舱被吊装并附接到塔架。一旦被附接到机舱，工作部件就经由第一悬挂结构直接附接到主单元，从而直接悬挂在主单元上。如果工作部件被充分遮蔽以暴露在主单元的外表面上，则辅单元可被释放并且用于其它部件的后续运输，或者辅单元可保持固定到主单元并且形成机舱的一部分以用于继续封装工作部件。
53.b)主单元和辅单元经由地面处的单元固定结构接合。随后，工作部件经由第一悬挂结构直接附接到主单元，从而直接悬挂在主单元上。现在，辅单元可被释放并且用于其它部件的后续运输，或者它可以保持固定到主单元并且形成机舱的一部分以用于工作部件的继续封装。机舱被吊装并作为一个组装的机舱被附接到塔架。
54.c)主单元被吊装并附接到塔架。随后，辅单元被吊装并且通过单元固定结构接合到主单元。当两个单元被组装时，工作部件经由第一悬挂结构直接附接到主单元，从而直接悬挂在主单元上。此时，工作部件可经由第一悬挂结构和第二悬挂结构两者同时附接到主单元和辅单元。现在，辅单元可被释放并且用于其它部件的后续运输，或者它可以保持固定到主单元并且形成机舱的一部分以用于工作部件的继续封装。
55.在所有三种情况下，辅单元都可以用作用于工作部件相对于主单元进行正确定位的引导件，即，当辅单元经由单元固定结构附接时，工作部件被正确地定位以经由第一悬挂结构附接到主单元。随后，可以经由第二悬挂结构从辅单元释放工作部件，由此辅单元仅用作用于天气防护的护罩和/或形成用于维护工作部件的室内工作平台。工作部件可以例如从辅单元释放，以建立从工作部件直接进入主单元中的主框架的负载路径。
56.在所有三种情况下，辅单元都可以经由接口直接附接到主单元。
57.接口可以提供密封连接，从而防止空气、水和灰尘侵入主单元。
58.辅单元还可由插入在偏航装置与主单元之间的适配器承载。
59.机舱中可包括至少两个辅单元。两个辅单元可布置在主单元的对置侧面上。在该实施方式中，两个辅单元可位于旋转轴线在其中延伸的竖直平面的对置侧面上。
60.两个辅单元可以在主单元的一个侧面或在主单元的两个侧面彼此上下地布置。在这种情况下，两个辅单元可以例如位于旋转轴线在其中延伸的水平面的对置侧面上。这样的平面将由旋转轴线和水平地邻近旋转轴线的点确定。
61.两个辅单元可以一个接一个地布置以形成一行辅单元，并且因此由垂直于旋转轴线延伸的竖直平面隔开。
62.如果两个辅单元布置在彼此之上或一个接一个布置，那么机舱可包括第三固定结构，用于将辅单元中的一个辅单元可释放地固定在辅单元中的另一个辅单元上。以此方式，这些辅单元中的一个辅单元可以为其它辅单元形成进入主单元并且由此进入风力涡轮机塔架的负载路径。
63.第三固定结构可以允许辅单元中的一个辅单元从辅单元中的另一个辅单元释放。为此目的，第三固定结构可包括这两个辅单元上的相互互锁的结构特征，例如，呈一个单元上的突起和另一个单元上的凹口或孔的形式。
64.第三固定结构可包括允许辅单元彼此可释放地接合的螺栓接口。
65.如果两个辅单元被布置成一个在另一个上方，则这些辅单元中的下部辅单元可以通过线缆被保持在这些辅单元中的上部辅单元上的适当位置中，这些辅单元中的下部辅单元可以通过这些线缆降低到地面以进行维修或更换。
66.两个辅单元可在主单元的一个侧面上布置在彼此之上或布置成一个接一个，并且两个辅单元可在主单元的对置侧面上布置在彼此之上或布置成一个接一个。
67.工作部件可包括电连接器，该电连接器被配置成与发电机电连接。电连接器可经由主单元与辅单元之间的接口来连接。特别地，这个接口可从主单元中的主空间操作，从而允许连接或中断连接而不进入辅单元。可替代地，这个接口可从辅单元中的辅空间操作，并且由此允许连接或中断连接而不进入主单元。
68.主单元可具体地被配置成用于隔离与工作部件物理地分离的转子支撑组件。隔离可以例如是气密的(即，不透气的)、隔离或防止火或水蔓延的防火或防水隔离。
69.辅单元还可被配置成将变压器和逆变器与转子支撑组件隔离。再次，这可以是气密隔离或防火隔离或防水隔离。
70.在一个实施方式中，主单元和辅单元在接口中接合，该接口形成允许空气通过的间隙，例如，允许空气从机舱下方穿过该间隙而到达机舱上方。这样的间隙可增加热对流，并因此增加主单元和辅单元内的空间的冷却。
71.第一悬挂结构可穿过主单元和辅单元两者的壁中的开口延伸跨过间隙，并且开口与第一悬挂结构之间的空间可由例如由弹性橡胶或其它柔性材料制成的垫圈密封，从而确保工作部件的负载不会传递到主单元或辅单元的壁。
72.垫圈还可以被布置在出入通道(例如，用于线缆或汇流条的门或通道)延伸跨过间隙的地方。垫圈可以设计成承受超过爆裂压力的压力，例如，其它压力释放结构例如所述爆裂面板作用在该爆裂压力上。
73.在一个实施方式中，减振材料被布置在主单元与辅单元之间。可以使用橡胶或泡沫材料，或具有类似的弹性可变形和减振效果的材料。减振材料可以特别地被压缩在主单元与辅单元之间，并且它可以特别地被布置在主单元和辅单元通过钉子、铆钉、螺栓或任何类似的机械附接件来固定的地方。
74.在一个实施方式中，主单元比辅单元更宽。主单元“更宽”意味着其在水平平面中且垂直于旋转轴线的尺寸大于辅单元的相同尺寸。主单元可以具体地比遵循针对系列1货物集装箱的iso 668：2013的iso标准中的尺寸和结构规范的装运货物集装箱更宽，而辅单元可以具有针对那些iso标准(iso 668：2013)系列1货物集装箱所规定的尺寸或小于该尺寸。
75.机舱可包括起重机结构，该起重机结构附接到主单元并且被配置成在竖直方向上将辅单元从地面吊装到单元固定结构可将辅单元连接到主单元的位置。这意味着，起重机结构被配置成竖直地吊装辅单元，而不必在其它方向上移动辅单元。该吊装过程特别适于与单元固定结构相组合，该单元固定结构包括有助于进行附接的可旋转或可滑动钩子，而无需主单元与辅单元之间在除竖直之外的其它方向上的相对运动。
76.起重机可例如包括能在悬挂配置与收回配置之间移动的悬臂梁结构。在悬挂配置中，悬臂梁结构形成至少一个且可选地若干个向外突出的悬臂，该悬臂被配置成承载辅单元并且可用于朝向和远离主单元吊装辅单元。向外伸出的悬臂梁结构可以具体地附接在主单元的顶部部分上。
77.在一个实施方式中，功率转换组件被配置成用于将来自发电机的电力转换成化学存储形式的能量，例如，转换成氢、氨或甲醇。因此，工作部件可由电解池堆或电池等构成。这样的部件可以适当地被容纳在辅单元中，并且有利地直接由主单元承载，因为它们是相对重的部件。
78.在第二方面，本公开提供了一种组装风力涡轮机的方法。根据该方法，主单元可被运输到架设风力涡轮机的地方。辅单元可以例如由工作部件的供应商制备并且接收到包括工作部件的风力涡轮机的架设部位，并且工作部件在其被容纳在辅单元中的状态下附接到主单元。
79.特别地，该方法可包括将工作部件直接附接到主框架，该主框架形成从转子到风力涡轮机塔架的负载路径的一部分。
80.在组装的初始阶段期间，工作部件可以由辅单元承载。在安装期间，工作部件在被承载在辅单元中的状态下被提升到辅单元可附接到主单元的位置。此处，该位置被称为“组装位置”。当到达组装位置时，工作部件的负载从辅单元移动到主单元，特别是移动到主单元中的主框架。
81.在一个实施方式中，在朝向组装位置移动辅单元的同时，负载从第二悬挂结构传递到第一悬挂结构，其中，单元固定结构将辅单元连接到主单元。
82.在第三方面，本公开提供了一种对根据第一方面的风力涡轮机进行维修的方法。根据该方法，在工作部件被容纳在辅单元中的状态下，工作部件与主单元分离，并且在辅单元中降低到地面以在地面处进行维修或更换。
83.主单元和辅单元可被分类为具有关于火灾、有毒逃生、温度或电力的不同规则的两个不同安全类别。
84.在其它方面，本公开提供了一种被配置成用于安装在风力涡轮机塔架上的风力涡轮机机舱，该机舱包括：
85.主单元，该主单元被布置成有待连接到风力涡轮机塔架并且容纳转子支撑组件，以及
86.至少一个辅单元。
87.在此方面，主单元和辅单元是独立的单元，这些独立的单元被配置成在接口处通过单元固定结构来连接，并且主单元包括起重机结构，该起重机结构被附接到主单元上并且被配置成在竖直方向上将辅单元从地面吊装到单元固定结构可以将辅单元连接到主单元的位置。特别地，单元固定结构可包括可移动的支撑结构，例如呈本文公开的可枢转或可滑动的钩子的形式。
88.编号实施方式的列表
89.1.一种风力涡轮机机舱(2)，该风力涡轮机机舱被配置成用于安装在风力涡轮机塔架(3)上并且容纳转子支撑组件、发电机(33)以及功率转换组件，所述机舱包括：
90.主单元(20、72、101、121、192)，该主单元被布置成有待连接到所述风力涡轮机塔架(3)并且容纳所述转子支撑组件，以及
91.至少一个辅单元(21、22、61、62、71、102、122、191)，所述至少一个辅单元容纳形成所述功率转换组件的一部分的工作部件(34、35、77、104)，
92.其中：
93.所述主单元(20、72、101、121、192)和所述辅单元(21、22、61、62、71、102、122、191)是被配置成在接口处通过单元固定结构连接的独立单元，并且
94.所述工作部件(34、35、77、104)被直接悬挂在所述主单元(20、72、101、121、192)上。
95.2.根据实施方式1所述的机舱，其中，所述主单元(20、72、101、121、192)容纳所述发电机(33)。
96.3.根据实施方式1或2所述的机舱，其中，所述主单元(20、72、101、121、192)和所述辅单元(21、22、61、62、71、102、122、191)在远离所述转子支撑组件所限定的旋转轴线的方向上并排布置。
97.4.根据前述实施方式中任一项所述的机舱，其中，所述工作部件(34、35、77、104)被直接悬挂在所述主单元(20、72、101、121、192)中的主框架(106)上。
98.5.根据前述实施方式中任一项所述的机舱，其中，所述工作部件(34、35、77、104)是电解池堆、变压器或逆变器。
99.6.根据前述实施方式中任一项所述的机舱，该机舱包括第一悬挂结构(78)，所述第一悬挂结构用于将所述工作部件(34、35、77、104)能释放地悬挂到所述主单元(20、72、101、121、192)，从而便于将所述工作部件(34、35、77、104)直接悬挂在所述主单元(20、72、101、121、192)上。
100.7.根据前述实施方式中任一项所述的机舱，该机舱包括用于将所述工作部件(34、35、77、104)能释放地悬挂到所述辅单元(21、22、61、62、71、102、122、191)的第二悬挂结构(78、91)。
101.8.根据实施方式6和7所述的机舱，其中，所述第一悬挂结构和所述第二悬挂结构
被配置成将所述工作部件(34、35、77、104)同时悬挂到所述主单元(20、72、101、121、192)和所述辅单元(21、22、61、62、71、102、122、191)。
102.9.根据前述实施方式中任一项所述的机舱，该机舱包括至少两个辅单元(21、22、61、62、71、102、122、191)。
103.10.根据实施方式9所述的机舱，其中，两个辅单元(21、22、61、62、71、102、122、191)布置在所述主单元(20、72、101、121、192)的对置侧面上。
104.11.根据实施方式10所述的机舱，其中，两个辅单元(21、22、61、62、71、102、122、191)位于水平面单元的对置侧面上以形成下部辅单元和上部辅单元(21、22、61、62、71、102、122、191)。
105.12.根据实施方式11所述的机舱，其中，两个辅单元(21、22、61、62、71、102、122、191)在所述主单元(20、72、101、121、192)的一个侧面上彼此上下布置，并且两个辅单元(21、22、61、62、71、102、122、191)在所述主单元(20、72、101、121、192)的一个对置侧面上彼此上下布置，以在所述主单元(20、72、101、121、192)的两个对置侧面上形成下部辅单元和上部辅单元(61、62)。
106.13.根据实施方式12所述的机舱，其中，所述主单元(20、72、101、121、192)包括用于将所述下部辅单元(62)能释放地固定到所述上部辅单元(61)的第三固定结构。
107.14.根据前述实施方式中任一项所述的机舱，其中，所述工作部件(34、35、77、104)包括电连接器，所述电连接器被配置成与所述主单元(20、72、101、121、192)中的发电机电连接，并且其中，所述电连接器经由所述主单元(20、72、101、121、192)与所述辅单元(21、22、61、62、71、102、122、191)之间的接口连接。
108.15.根据实施方式5至14中任一项所述的机舱，其中，所述主单元(20、72、101、121、192)限定容纳所述转子支撑组件的封闭空间，由此，所述变压器和所述逆变器与所述主单元物理地分离。
109.16.根据前述实施方式中任一项所述的机舱，其中，所述辅单元(21、22、61、62、71、102、122、191)被配置成将所述工作部件(34、35、77、104)与所述转子支撑组件隔离。
110.17.根据前述实施方式中任一项所述的机舱，其中，所述主单元(20、72、101、121、192)与所述辅单元(21、22、61、62、71、102、122、191)之间的接口限定间隙(167)，所述间隙允许空气在所述主单元(20、72、101、121、192)的表面与所述辅单元(21、22、61、62、71、102、122、191)的正对的表面(facing surface)之间通过。
111.18.根据前述实施方式中任一项所述的机舱，该机舱包括起重机结构，所述起重机结构附接到所述主单元并且被配置成将所述辅单元从地面吊装到所述单元固定结构能够将所述辅单元连接到所述主单元的位置。
112.19.根据实施方式18所述的机舱，其中，所述起重机结构被配置成在竖直方向上吊装所述辅单元而不使所述辅单元在水平方向上移动。
113.20.一种组装具有根据实施方式1至19中任一项所述的机舱的风力涡轮机的方法，其中：
114.所述主单元(20、72、101、121、192)被接收到所述风力涡轮机的架设部位，所述架设部位包括所述工作部件(34、35、77、104)，
115.所述辅单元(21、22、61、62、71、102、122、191)附接到所述主单元(20、72、101、121、
192)；并且
116.在所述工作部件(34、35、77、104)被容纳在所述辅单元(21、22、61、62、71、102、122、191)中的状态下，所述工作部件直接附接到所述主单元(20、72、101、121、192)。
117.21.根据实施方式20所述的方法，其中，所述工作部件(34、35、77、104)直接附接到所述主单元(20、72、101、121、192)中的主框架。
118.22.根据实施方式20或21所述的方法，其中，所述主单元附接到风力涡轮机塔架，并且所述辅单元通过使用附接到所述主单元的起重机结构而被吊装到所述主单元或从所述主单元降低。
119.23.根据实施方式22所述的方法，其中，所述辅单元通过使用所述起重机结构仅在竖直平面中吊装。
120.24.一种对具有根据实施方式1至19中任一项所述的机舱的风力涡轮机进行维修的方法，其中，在所述工作部件(34、35、77、104)被容纳在所述辅单元(21、22、61、62、71、102、122、191)中的状态下，所述工作部件与所述主单元(20、72、101、121、192)分离，并且所述工作部件在所述辅单元(21、22、61、62、71、102、122、191)中降低到地面以在地面处进行维修或更换。
附图说明
121.在下文中，将参照附图更详细地描述本公开的实施方式，其中：
122.图1a和图1b示出了风力涡轮机；
123.图2示出了风力涡轮机的机舱；
124.图3示出了图2的机舱的透视图；
125.图4示出了图3的从上方看的机舱；
126.图5示出了左侧辅单元和右侧辅单元容纳相同部件的实施方式；
127.图6示出了其中两个辅单元61、62彼此上下定位的实施方式；
128.图7示意性地示出了接口的细节；
129.图8示出了在辅单元已经附接到主单元之后图7中的主单元和辅单元；
130.图9示出了其中第一悬挂结构由螺栓形固定销构成的实施方式；
131.图10、图11更详细地示出了第一悬挂结构和第二悬挂结构的另一个实施方式；
132.图12至图15示出了主单元与辅单元之间的接口的4个不同的实施方式；
133.图16至图18示出了其中主单元和辅单元通过铰接结构组装的实施方式；
134.图19、图20示出了用于将辅单元附接到主单元的钩子的进一步细节；
135.图21示出了处于打开位置的钩子，在打开位置，辅单元能自由地降低到地面；
136.图22示出了具有用于将辅单元附接在主单元上的两个螺栓孔的横截面；
137.图23、图24、图25示出了其中钩子被配置成用于滑动的实施方式；以及
138.图26至图28示出了主单元上的用于吊装辅单元的起重机的实施方式。
具体实施方式
139.详细描述和特定示例虽然指示了某些实施方式，但是它们仅是通过说明的方式给出的，因为根据该详细描述，在本公开的精神和范围内的各种改变和修改对于本领域技术
人员都将变得显而易见。
140.图1a和图1b示出了具有安装在塔架3上的机舱2的风力涡轮机1。承载三个转子叶片5的轮毂4形成转子并且由机舱2中的转子支撑组件承载。通常，转子支撑组件包括将齿轮装置和发电机连接到轮毂的转子轴。然而，齿轮并不总是需要的，因为发电机可以由轴直接驱动。图1b示出了具有位于机舱外的发电机6的直接驱动风力涡轮机。
141.图2示出了机舱包括主单元20和两个辅单元21、22。冷却区域23布置在机舱的顶部上。冷却区域由热交换器形成，该热交换器可形成主单元和/或任何辅单元的一部分。主单元20经由偏航装置(未示出)安装在塔架3上，从而允许机舱2旋转以便将转子引导到风中。
142.图3示出了图2的机舱2的透视图。在图3中，(为了说明起见)机舱2的外壁是透明的，从而显露出机舱2的内部部分和容纳在其中的风力涡轮机部件。主单元20容纳沿着由轮毂4的旋转轴线限定的方向顺序地布置在轮毂4的后面的主轴承单元31、齿轮装置32和发电机33，主轴承单元31支撑在其中旋转的主轴。主单元中的这些部件主要形成该传动系的一部分。
143.辅单元22容纳变压器单元34和逆变器单元35，该变压器单元和逆变器单元在此构成容纳在辅单元中但由主单元承载的两个不同的工作部件。在可替代的实施方式中，工作部件可以是电解池堆或电池。
144.每个辅单元21、22通过单元固定结构沿着主单元20的侧面安装。在所公开的实施方式中，这些辅单元被安装成使得一个辅单元21是沿着主单元20的右侧安装的并且另一个辅单元22是沿着主单元20的左侧安装的，如在沿着轮毂4的旋转轴线的方向上从轮毂4朝向主单元20的后壁所看到的。
145.主单元和辅单元是封闭的并且可选地是可密封的单元，使得辅单元形成了一个限定辅空间的隔室，并且主单元形成了另一个限定主空间的隔室。这允许传动系与逆变器和变压器隔离开来。两个隔室可以通过协作开口36相接合，以允许人员和设备从主单元中的主空间进入辅单元中的辅空间。开口36可被密封，从而防止火灾等从主单元和辅单元中的一者扩散到主单元和辅单元中的另一者。
146.图4示出了从上方看的机舱。
147.图5示出了其中左侧辅单元和右侧辅单元容纳建立重量平衡和双功能的至少一个相同部件的实施方式。双功能意味着风力涡轮机包括两个类似功能的部件，每个辅单元中各容纳一个部件。这些部件在性质和规格上可以是相同的。在一个单元的部件出现故障的情况下，风力涡轮机可在更换另一辅单元中的工作部件的同时继续以降低的功率工作。
148.图4和图5示出了包括轨道42的运输系统，该轨道从主单元延伸到辅单元中并且允许容易地搬运备件等。
149.在图2至图5中，这些辅单元由总体上具有标准化货物集装箱的形状和大小的元件构成，如40英尺的装运货物集装箱，这些集装箱具有如iso标准(iso 668：2013)针对系列1货物集装箱所提供的尺寸和结构规格。这些辅单元通过iso拐角吊装结构附接到主单元，该iso拐角吊装结构典型地由钢模制而成并且与集装箱构成特别强的接口。
150.图6示出了其中两个辅单元61、62彼此上下定位的实施方式。在该实施方式中，上部辅单元61由具有40英尺的装运货物集装箱的大小和形状的单元构成，并且下部辅单元62由具有20英尺的装运货物集装箱的大小和形状的单元构成。两个集装箱均具有由iso标准
(iso 668：2013)提供的尺寸和结构规格，并且辅单元主要通过20英尺集装箱的拐角吊装装置而彼此附接，并且部分地通过40英尺集装箱的拐角吊装装置而彼此附接。可替代地，两个辅单元的长度相同。
151.图7示意性地示出了接口的细节。接口以可释放的方式将辅单元71和主单元72相接合并且允许辅单元在运输到安装地点之后附接到主单元，或者例如在维护期间被更换。在所公开的实施方式中，辅单元71独立于任何其它单元而附接到主单元72，并且单元固定结构由主单元中的向内的凹槽或导轨73构成。导轨73用虚线示出并且限定进入外表面75中的凹口。导轨在水平截面中具有c形轮廓，即，当从上方看时，导轨被配置成接收设置在辅单元上的突出部74，并且特别地，导轨可通过辅单元71沿着主单元72的外表面75下降的过程来接收突出部74。这由箭头76示出。该过程允许在不拆下其它辅单元和容纳于其中的工作部件的情况下容易地更换辅单元和容纳于其中的工作部件。
152.主单元可以形成从容纳在辅单元中的工作部件例如经由主框架向下到达塔架中的负载路径。特别地，该负载路径可不同于从辅单元到塔架中的负载路径。在下文中，这将相对于不同的实施方式进行说明。
153.辅单元71容纳逆变器77，该逆变器通过由螺栓形固定销78构成的第二悬挂结构固定到辅单元。
154.主单元具有加强支架79，该加强支架附接到外壁并且被配置成当辅单元被接收并且固定在主单元上时接收逆变器77的重量。
155.图8示出了在辅单元已经附接到主单元之后图7中的主单元和辅单元。在这种状态下，螺栓形固定销78向左侧向延伸并且由此接合到加强支架特征79中。该支架可以连接到主单元中的例如由主框架支撑的刚性框架，从而经由主框架将来自工作部件的负载直接引导到塔架中。
156.螺栓形固定销现在构成第一悬挂结构，逆变器通过该第一悬挂结构直接由主单元承载。第一悬挂结构形成从工作部件到塔架中的负载路径的一部分，并且主单元与辅单元之间的接口形成从辅单元到塔架中的另一负载路径的一部分。
157.在图7至图8所示的实施方式中，第一悬挂结构和第二悬挂结构都由同一组螺栓构成，这些螺栓从逆变器延伸并进入辅单元或主单元中的一者或两者。
158.图9示出了其中第一悬挂结构由螺栓形固定销构成并且第二悬挂结构由逆变器的底部与辅单元的底部之间的支撑腿91构成的实施方式。
159.图10更详细地示出了第一悬挂结构和第二悬挂结构的另一个实施方式。在该实施方式中，主单元101和辅单元102通过由构成辅单元102的集装箱的拐角升降点103构成的单元固定结构相接合。
160.变压器104由第一悬挂结构承载，该第一悬挂结构在此为搁置在辅单元102的底部上的支撑框架105的形式，并且其直接悬挂在主单元101内的主框架106上。因此，主框架形成供工作部件进入塔架的负载路径的一部分。
161.变压器104的重量的至少50％由此由主单元101承载，剩余的重量由辅单元102承载，该辅单元再次由主单元101承载。该重物的剩余部分因此不直接由主单元101承载。
162.图11示出了可与图10中的实施方式相比的实施方式，但是其中悬挂结构105包括支撑框架105，该支撑框架经由包括下支架1101和上支架1102的支架结构悬挂，该支架结构
被放置在主单元101内的主框架106上。主框架由此形成供工作部件进入塔架的负载路径。
163.图12至图15示出了形成主单元与辅单元之间的接口的单元固定结构的四个不同的实施方式。在这四个图示中的每一个中，主单元121和辅单元122通过形成单元固定结构并且将在下文中进一步详细描述的协作结构来连接。
164.在图12中，协作结构由支架123构成，主单元和辅单元借助于该支架通过螺栓相接合。
165.在图13中，协作结构由与图12中使用的支架类似的下支架123构成。在上边缘处，主单元和辅单元通过在铰接点132处枢转地接合到主单元的钩子131组装。该钩子可以如箭头133所指示地旋转并且当处于所示出的位置时接合辅单元的边缘支架134。当下支架123被移除并且钩子131旋转到主单元中时，辅单元可以降低到地面。
166.图14中的实施方式与图13中的实施方式是可比较的，但是其中下支架用上支架141代替，并且钩子被放置在下边缘处。
167.在图15中，下支架和上支架用于将辅单元螺栓连接到主单元，并且可滑动的支撑件151在螺栓已被附接的状态下支撑辅单元的下表面。如果需要将辅单元降低到地面，例如，用于更换或维护工作部件，则可滑动的支撑件可滑动到左侧，并且辅单元可例如通过使用构建到主单元中的起重机而被降低。
168.在图12至图15所示的任何实施方式中，支架或钩子将负载从辅单元引导到主单元的刚性部分中，例如，引导到负载承载柱例如主单元的角柱中。各种结构特征可以将承载辅单元的支架或钩子直接连接到主单元中的主框架，从而建立进入塔架的负载路径。
169.除了图12至图15中所示的钩子和支架单元固定结构之外，第一悬挂结构(未示出)将工作部件(未示出)直接连接到主单元内的主框架。
170.图16至图18示出了单元固定结构的实施方式，在该实施方式中，主单元和辅单元通过包括铰接元件163、164、165的铰接结构组装，铰接元件163、164、165具有用于接收延伸穿过铰接元件的铰接销166的孔。图16还示出了接口形成间隙167，从而允许空气例如从机舱下方穿过该间隙到达机舱上方。间隙通过距离元件168在底部保持打开，该距离元件可由允许空气在单元之间通过的多个销或开放结构构成。
171.这样的间隙可增加热对流，并因此增加主单元和辅单元内的空间的冷却。该间隙不限于具有铰接结构的实施方式，而是可以与任何其它组装方法组合。第一悬挂结构可以延伸跨过间隙。
172.图17和图18示出了铰接元件163、164、165和铰接销166。在图17中，这些铰接元件相对于彼此被正确地定位，使得铰接销可以滑动到铰接元件中。在图18中，铰接销被插入穿过铰接元件的孔。
173.图19a、图19b和图19c示出了用于将辅单元191附接到主单元192的钩子形式的单元固定结构的进一步细节。钩子193旋转地悬挂在主单元中的铰链194处。钩子可以旋转穿过辅单元中的开口195并且抓住辅单元中的凹口或边缘196。
174.钩子还可以被附接在辅单元中并且抓住主单元中的凹口或边缘，在这种情况下，钩子可以被相反地附接，即，如图20所示。钩子的位置可以由致动器控制。
175.图21示出了处于打开位置的钩子，在打开位置，辅单元能自由地降低到地面。
176.图22示出了能看到两个螺栓孔221的截面。螺栓孔有助于通过使用螺栓将辅单元
附接在主单元上以用于牢固固定。在本实施方式中，钩子主要用于将辅单元相对于主单元定位在正确的高度上，并且螺栓用于将各单元相接合。
177.在图19、图21和图22中，钩子优选地由主单元的主框架支撑，例如，经由沿着主单元的内表面布置的柱或支撑杆支撑。在图19中，柱197沿着主单元的内表面延伸并且在主单元的底部部分中支撑主框架上的钩子。
178.在图20中，在钩子形成辅单元的一部分的情况下，主单元中的供钩子接合的边缘可以优选地由主单元中的主框架承载。再次，这可以是沿着主单元的内表面布置的杆或柱。
179.钩子可通过动力驱动装置(例如，包括液压驱动致动器)在打开位置(图21)与关闭位置(图19、图20、图22)之间移动。
180.图23、图24、图25示出了其中钩子不是旋转地悬挂而是滑动地悬挂的实施方式。该功能与图19至图22的实施方式类似。在图23和图24中，截面图示出了螺栓孔231，该螺栓孔可用于将辅单元牢固地螺栓固定在主单元上。图23中的钩子附接到主单元并且图24中的钩子附接到辅单元。
181.在图25a中，钩子251向左滑动，从而脱离辅单元的边缘并允许辅单元降低到地面。在图25b中，钩子251向右滑动，从而接合辅单元的边缘并且保持两个单元彼此固定。钩子可通过动力驱动装置(例如，通过液压致动器)滑动。
182.在以上描述中，图19至图25被解释为用于将辅单元固定到主单元的单元固定结构的一部分。类似的结构可以构成第一悬挂结构，工作部件通过该第一悬挂结构可释放地固定到主单元。类似的结构还可以构成第二悬挂结构，工作部件通过该第二悬挂结构可释放地固定到辅单元，并且类似的结构可以构成第三固定结构，两个辅单元通过该第三固定结构彼此固定。
183.图26示出了在维护或更换期间向上或向下吊装辅单元。通过使用形成主单元的一部分的起重机261来吊装辅单元。运动基本上仅在由箭头263示出的竖直平面中进行，并且辅单元在主单元上的附接可以通过如前所述的单元固定结构来辅助，该单元固定结构包括可移动的固定特征，例如铰接的或可滑动的钩子等。
184.图27以放大视图示出了内部起重机261。起重机附接到主单元的顶部部分，并且通过其位置，起重机可在竖直方向上将辅单元吊装到所述单元固定结构可在主单元与辅单元之间形成接合的位置。该过程可以不需要沿除竖直方向之外的其它方向的运动，并且因此有助于简单的组装过程，减少了对外部起重机辅助的需要。为了在水平平面中进行调节，起重机261可以具有水平运动的选项，例如，如箭头262所示。
185.图28示意性地示出了在主单元282的顶部上具有双悬臂梁281的另一起重机结构。悬臂梁281可以在伸缩节283中侧向延伸。悬臂梁有助于辅单元284到主单元282的提升和连接。即使本文公开的单元固定结构(包括可枢转或可滑动的钩子)通常能促进通过仅在竖直方向上进行吊装来附接辅单元，进出移动也能促进主单元与辅单元之间的水平距离的精细调节。
186.定义
187.在此，术语“机舱”是指描述用于风力涡轮机的机器室的普遍接受的术语，即，承载该转子和传动系并且由风力涡轮机塔架承载的那一部分。
188.本文中的术语“主单元”和“辅单元”是指可以单独运输并且可以与一个或多个其
它单元进行组装以形成机舱的单元。
189.在此，术语“转子支撑组件”是指机舱的承载转子典型地是承载传动系、主轴承和主框架的那些部分。取决于风力涡轮机的类型，传动系可以包括不同的部件，例如，转子轴、发电机以及可选地处在转子轴与发电机之间的齿轮箱。