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，该机舱包括主单元和安装在主单元的一个侧面的至少一个辅单元。本发明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架设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且用于支撑限定旋转轴线的转子支撑组件，该机舱包括：
5.主单元，该主单元被布置成连接到风力涡轮机塔架并且容纳转子支撑组件，以及
6.至少一个辅单元。
7.主单元和辅单元是例如沿着远离旋转轴线的方向并排布置并在第一接口中组装的独立单元，并且辅单元中的至少一个辅单元包括至少两个子单元，例如，在第二接口中组装或者单独地附接到主单元而不彼此接合的至少两个子单元。
8.主单元可被认为是机舱的中心部分。主单元可被布置成经由偏航装置连接到风力涡轮机塔架。因此，其可包括偏航装置的至少一部分。此外，其可容纳转子支撑组件。特别地，主单元可包括主框架，以允许来自转子和传动系的力经由偏航装置被向下引导到塔架中。
9.在主单元容纳转子支撑组件的风力涡轮机中，辅单元或多个辅单元可典型地容纳多个不同的风力涡轮机部件。将辅单元分成至少两个子单元允许不同的供应商供应不同的独立单元。这允许在至少一个部件的运输期间的包装和物流由单独的供应商执行，并且在风力涡轮机的构造现场，每个被供应有它的至少一个部件的子单元可被组装并且直接用于形成机舱的辅单元。在整个装运和组装过程中，所述至少一个部件可保持被封装在子单元中，并且因此可以在整个装运和组装过程中提供对所述至少一个部件的最佳保护。
10.特别地，在至少一个部件可能被污垢、雨水、水或沙子等弄脏的区域中，在形成最终机舱的一部分的子单元中连续封装并使用至少一个部件潜在地提供了增加的寿命和减少的商场功能。还可以减少责任转移次数，因为供应商可以在例如整个装运和组装过程中保持对至少一个部件和子单元负责，直到进入子单元的密封被破坏并且至少一个部件被连
接到容纳在其它子单元中或主单元中的其它风力涡轮机部件。
11.具体地，不同的风力涡轮机部件可以在形成多个子单元的密封的集装箱中递送，并且密封可以保持完整，直到这些子单元被组装而形成该机舱的一部分。在例如其中所有风力涡轮机部件都被安装在机舱中并且机舱位于塔架上的适当位置的最终的组装状态下，可以打开密封的集装箱并且可以建立不同风力涡轮机部件之间的连接。直到此时，至少一个组件在子单元中的封装都处于由供应商提供的状态。
12.辅单元和/或主单元可以形成为具有与装运货物集装箱的大小和外形相当或相等的大小和/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搬运，并且与批量运输相比成本较低。
13.通过构成这些单元的装运货物集装箱，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.在一个实施方式中，机舱包括两个辅单元，每个辅单元具有符合针对系列1货运集装箱的iso 668：2013的iso标准中的尺寸和结构规范的一个装运货运集装箱的一半大小，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。
15.机舱可以直接由塔架承载，或者也可以间接地经由中间塔架结构承载。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，该横梁结构再次由塔架承载。
16.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。
17.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。
18.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例如位于主单元中。主单元经由转子轴支撑转子。
19.取决于风力涡轮机的类型，主单元可包括另外的部件，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，该主框架例如经由偏航装置连接传动系与塔架或中间塔架结构。主框架尤其可以是铸造部件。
20.主框架可经由偏航装置相对于塔架旋转。这可通过经由偏航装置将主框架连接到塔架或通过经由所述中间塔架结构将单独的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结合到塔架。
21.主单元和辅单元是在第一接口中组装的。第一接口可以特别适合于在主单元被组装到塔架顶部上之后允许辅单元从主单元释放。为此目的，第一接口可包括位于主单元和
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，第一接口可以是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线缆保持在主单元上的适当位置，通过该线缆，辅单元可以降低到地面以用于部件的维修、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，第一接口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。这种接口可以由主单元和辅单元中的至少一者上的钩子或向上向外突出的导轨构成。
22.在一个实施方式中，这些子单元被单独地附接到主单元。在这个实施方式中，第一接口与各子单元单独进行相互作用。在另一个实施方式中，这些子单元是在第二接口中组装的。第二接口可以特别适合于允许一个子单元从另一个子单元释放。为此目的，第二接口可包括位于各子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各子单元中的一个子单元上的突起和各子单元中的另一个子单元上的凹口或孔。第二接口可以是允许各子单元彼此可释放地接合的螺栓接口，或者各子单元可以通过线缆接合，通过该线缆，一个子单元可以降低到地面以用于部件的维修、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，第二接口被配置成使得当子单元被降低得靠近另一个子单元时，该子单元可由该另一个子单元接收。这样的接口可由位于子单元中的一个子单元或两个子单元中的至少一个子单元上的钩子或向上向外突出的导轨构成。
23.一个子单元可形成上部单元，并且子单元中的另一个子单元可形成下部单元。上部单元和下部单元在竖直行中对齐。在这个实施方式中，下部单元可以特别考虑用于至少一个需要频繁维护或更换的部件，并且第二接口可包括多个线缆，通过该线缆，上部子单元可以被降低到地面以用于部件的维修、更换或者用于部件和人员在地面与机舱之间的运输。
24.在一个实施方式中，上部单元位于主单元之上的高度。在这种情况下，上部单元还可以被考虑用于强加较高安全风险的至少一个部件，并且通过较高的位置，在该上部单元中火和热更容易被隔离。
25.下部单元还可以被考虑用于强加较高安全风险的至少一个部件，并且通过该下部位置，该下部单元可以在发生火灾等的情况下被释放并且发送到地面。
26.上部单元可以形成下部单元的顶部，这意味着下部单元的上表面被上部单元的下表面覆盖。为此目的，当在水平截面中看时，下部单元和上部单元可以具有几乎相同的形状和/或大小。下部单元和上部单元可以是几乎相同的单元，并且它们可以具有基本上相同的内容。例如，它们可容纳变压器和逆变器。
27.在一个实施方式中，由上部子单元和下部子单元形成的辅单元具有的高度基本上等于主单元的高度，例如，主单元的高度的80-120％。
28.在一个实施方式中，主单元限定在底部与顶部之间延伸的侧壁。在该实施方式中，下部单元和上部单元两者都可以悬挂在主单元的同一个侧壁上。
29.如果子单元在第二接口中相接合，则它可以具体地横向于第一接口延伸，例如，垂直于第一接口。在一个实施方式中，第一接口基本上是平面的并且遵循主单元和辅单元的侧表面。接口可以在平行于旋转轴线并且具有垂直于旋转轴线的表面法线的平面中延伸。
30.主单元和子单元两者都可以具有面向彼此的壁部分以提供双侧壁结构。
31.可以在子单元与主单元之间和/或两个子单元之间限定间隙。因此，第一接口和第二接口中的至少一者可以限定壁之间的间隙，即，在主单元与辅单元之间或辅单元的子单元之间限定间隙。
32.在一个实施方式中，两个子单元与主单元之间具有间隙，在一个实施方式中，仅一个子单元与主单元之间具有间隙，在一个实施方式中，两个子单元之间具有间隙，在一个实施方式中，子单元之间以及子单元与主单元之间具有间隙。间隙可以允许空气在主单元与辅单元之间或在辅单元的子单元之间通过，并且因此可以通过防止在其间存在间隙的单元之间的火扩散或热对流来增加安全性。间隙可进一步增加单元中的冷却。
33.入口可被限定为从主单元到子单元中的至少一个子单元，和/或从一个子单元到另一个子单元。机舱可包括密封地接合两个子单元或子单元和主单元的垫圈，以在接合的各部件之间形成密封接合。
34.围绕从主单元到子单元的入口的垫圈可以特别地接合主单元和子单元两者的壁，并且围绕从子单元到子单元的入口的垫圈可以特别地接合两个子单元的壁。
35.每个子单元均可形成内部空间，该内部空间可与主单元中的空间和/或与另一个子单元中的空间完全分开。为此目的，这些子单元可包括用于密封任何开口的适合的密封装置，所述任何开口例如是围绕从主单元延伸到子单元中或者在两个子单元之间延伸的线缆或管道的开口。
36.子单元中的一个子单元可形成前部单元，子单元中的另一个子单元可形成后部单元，并且前部单元和后部单元在水平行中对齐。在这个实施方式中，后部单元可以特别地被视为在从风力涡轮机的轮毂的方向上向后并且在转子的方向上向下。在典型的上风涡轮机中，当风力涡轮机运行时，风力涡轮机控制件将使轮毂保持在上风方向上。后部单元可以特别地包括强加较高安全风险的至少一个部件，并且通过后部位置，风将危险污染物和火灾等从风力涡轮机送出并且增加了涉及维护或组装等的人员的安全性。
37.辅单元可容纳至少一个与主单元中的风力涡轮机部件相互作用的部件。该相互作用可包括信号或功率的电通信或通过冷却或润滑流体的通信。
38.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输送电力(例如，以ac或dc)或用于将来自发电机的电力转换成其它形式的能量，例如，转换成氢气、氨气或甲醇。
39.在电能的情况下，功率转换组件可被配置成用于将发电机连接到例如外部电网。在这种情况下，功率转换组件可由例如逆变器、变压器和开关齿轮构成。任何这样的部件可被包括在功率转换组件中。
40.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。
41.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与定子电压相同的电压或更低的电压。
42.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。
43.在被配置成用于产生氢气、氨气或甲醇的风力涡轮机中，功率转换组件可包括电
解池，该电解池被配置成用于基于来自发电机的电力产生物质。
44.在其它实施方式中，风力涡轮机可存储能量，并且功率转换组件可包括电池。
45.工作部件例如可以选自由变压器、逆变器、电池和燃料电池组成的组。因此，辅单元可包括外表面，该外表面面向主单元并且包括用于电气或流体连通的促进此类工作部件的接口。
46.以相应的方式，这些子单元中的一个或每个子单元可以容纳与另一个子单元中的风力涡轮机部件相互作用的工作部件。一个子单元中的工作部件可以例如从由变压器、逆变器、电池和燃料电池组成的组中选择。因此，子单元可包括外表面，该外表面面向另一个子单元并且包括用于电气或流体连通并且促进这些特定部件的接口。
47.一个子单元中的工作部件可具有与另一个子部件中的工作部件的功能相同的功能。在不同的部件专用于相同功能的情况下，这提供了双功能。两个相同功能的部件中的一个可以被容纳在子单元中的一个子单元中，而另一个部件可被容纳在另一个子单元中。
48.在出现故障的情况下，风力涡轮机可在例如通过更换整个子单元来更换子单元中的一个子单元中的工作部件的同时继续以降低的功率工作。
49.至少一个子单元可容纳直接悬挂在主单元上的工作部件。
50.子单元可以是密封的并且电子报警结构可以感测盗窃或水、湿气或不希望的温度等的侵入。子单元可包括例如呈除湿器、空调装置或加热器的形式的气候控制装置。
51.子单元可以特别地通过其自身呈电池或太阳能电池等形式的电源而自我维持，以便允许警报结构或气候控制装置在运输和组装过程中保持运行。
52.子单元可包括具有识别数据(例如，标签)的识别结构，以识别工作部件和子单元在机舱上的位置。识别标签可以例如识别子单元属于哪个辅单元，并且其可以识别工作部件或整个子单元的最近维修或更换。
53.识别结构可包括识别数据的电子无线电通信。
54.子单元中的至少一个子单元可具有对应于例如大小为10、20、40或45英尺的装运集装箱的大小或形状的大小或形状。特别地，主单元可以是40英尺或45英尺长，并且构成辅单元中的至少一个辅单元的子单元可以是两个20英尺的集装箱。
55.子单元中的至少一个子单元可被配置用于高电流组件，而另一个子单元可被配置用于高电压组件。这些单元可形成不同地分类的安全区域。
56.一个子单元可例如包括基于气体的灭火系统，用于相对于火灾实现特定的分类。
57.机舱可包括用于自动释放子单元中的至少一个子单元的系统。这一特征例如可以在火灾的情况下使用，其中，一个单元可被释放以防止火灾蔓延。释放的单元可以例如通过线缆结构以受控的方式降低到地面，该线缆结构包括防止高降低速度的自动制动机构。在一个实施方式中，子单元中的一个或多个子单元通过螺栓固定到其它子单元或主单元，所述螺栓包括基于爆炸的释放机构，并且通过线缆固定到绞车上，所述绞车具有防止卷绕速度超过特定极限的制动联轴器。在子单元中着火的情况下，螺栓被破坏并且子单元落入由线缆控制的地面。因此，自动释放装置可包括用于自动释放该单元的各种装置，包括动力驱动钩子、爆炸螺栓、用于降低该单元的减速线缆等。
58.具体地，一个子单元可包括逆变器，并且子单元中的另一个子单元可包括变压器。这两个子单元可特别地直接相邻并形成辅单元中的一个辅单元。可替代地，至少一个子单
元可包括逆变器，并且子单元中的另一个子单元可包括电池或燃料电池。
59.至少一个子单元可与子单元中的另一个子单元分离并且单独地降低。
60.在一个实施方式中，主单元和辅单元在形成间隙的接口中相接合，该间隙允许空气从机舱下方穿过该间隙到达机舱上方。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。
61.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。
62.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。
63.在一个实施方式中，主单元包括可在悬挂配置与缩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。向外突出的悬臂梁结构可以具体地附接在主单元的顶部零件上。
64.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以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。该吊装过程特别适合与包括可旋转或可滑动的钩子的所述单元固定结构相组合，从而便于附接，而不需要主单元与辅单元之间在除竖直方向之外的其它方向上的相对运动。
65.在第二方面，提供了一种制造用于风力涡轮机的机舱的方法。该方法包括：接收各自位于集装箱中的至少两个风力涡轮机部件。在部件位于集装箱中的状态下，两个集装箱相接合。通过接合形成的辅单元被附接到主单元，并且主单元被附接到风力涡轮机塔架。主单元可在辅单元附接到主单元之前或之后附接到风力涡轮机塔架，并且集装箱可一个接一个地接合到主单元，或者它们可在它们与主单元组装成一个单个辅单元之前相接合。
66.特别地，可以有利的是，将两个部件运送到单独的子单元中，在架设风力涡轮机的位置处或附近组装子单元以限定辅单元，以及将主单元和辅单元例如组装在塔架的顶部上。
67.集装箱可以是密封的，并且可以提供电子警报，即，基于非预期的侵入或不希望的温度、水或湿度来提供电子警报。
68.集装箱可以被布置成将这两个风力涡轮机部件中的一个风力涡轮机部件与这两个风力涡轮机部件中的另一个风力涡轮机部件气密地隔离。在一个选择的子单元中进行的这种气密隔离可具有几个优点。一个子单元可以是气密的，而相邻的子单元可以是开放的，从而例如在火灾的情况下允许进行快速的压力减小。通过将辅单元分成若干个子单元，每个子单元可以是气密的或开放的，这取决于着火的风险等。
69.子单元可布置成将两个风力涡轮机部件中的至少一个风力涡轮机部件与主单元
中的风力涡轮机部件和/或其它集装箱中的风力涡轮机部件气密地隔离。
70.一个子单元可以响应于诸如火灾等的事故而从另一集装箱和从主单元释放。
71.编号实施方式的列表
72.1.一种风力涡轮机机舱，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且容纳限定旋转轴线的转子支撑组件，所述机舱包括：
73.主单元，该主单元被布置成连接到风力涡轮机塔架并且容纳转子支撑组件，以及
74.至少一个辅单元，
75.其中，所述主单元和所述辅单元是在第一接口处组装的独立单元，并且所述辅单元中的至少一个辅单元包括在第二接口处组装的至少两个子单元。
76.2.根据实施方式1所述的机舱，其中，所述子单元中的一个子单元形成前部单元，并且所述子单元中的另一个子单元形成后部单元。
77.3.根据实施方式2所述的机舱，其中，所述前部单元和所述后部单元在水平行中对齐。
78.4.根据前述实施方式中任一项所述的机舱，其中，所述子单元中的一个子单元形成上部单元，并且所述子单元中的另一个子单元形成下部单元。
79.5.根据实施方式4所述的机舱，其中，所述上部单元和所述下部单元在竖直行中对准。
80.6.根据实施方式5所述的机舱，其中，所述上部单元形成所述下部单元的顶部。
81.7.根据前述实施方式中任一项所述的机舱，其中，所述第二接口横向于所述第一接口延伸。
82.8.根据前述实施方式中任一项所述的机舱，其中，所述辅单元容纳与所述主单元中的风力涡轮机部件相互作用的工作部件。
83.9.根据前述实施方式中任一项所述的机舱，其中，至少一个子单元容纳与另一个子单元中的风力涡轮机部件相互作用的工作部件。
84.10.根据前述实施方式中任一项所述的机舱，该机舱容纳功率转换组件，并且其中，所述部件是形成所述功率转换组件的一部分的工作部件。
85.11.根据实施方式10所述的机舱，其中，一个子单元中的工作部件具有与另一个子部件中的工作部件的功能相同的功能。
86.12.根据前述实施方式中任一项所述的机舱，其中，至少一个子单元容纳直接悬挂在所述主单元上的工作部件。
87.13.根据前述实施方式中任一项所述的机舱，其中，所述子单元中的至少一个子单元具有10、20、40或45英尺大小的运输集装箱的大小或形状。
88.14.根据前述实施方式中任一项所述的机舱，其中，所述子单元中的至少一个子单元形成关于安全规则被归类为与所述子单元中的另一个子单元不同的安全区域。
89.15.根据前述实施方式中任一项所述的机舱，其中，一个子单元包括基于气体的灭火系统。
90.16.根据前述实施方式中任一项所述的机舱，该机舱包括子单元中的至少一个子单元的自动释放。
91.17.根据前述实施方式中任一项所述的机舱，其中，至少一个子单元包括第一工作
部件，并且所述子单元中的另一个子单元包括第二工作部件，所述第一工作部件和所述第二工作部件形成同一功率转换组件的部件。
92.18.根据前述实施方式中任一项所述的机舱，其中，至少一个子单元包括逆变器，并且所述子单元中的另一个子单元包括电池。
93.19.根据前述实施方式中任一项所述的机舱，其中，至少一个子单元能够与所述子单元中的另一个子单元分离并被单独地降低。
94.20.根据前述实施方式中任一项所述的机舱，其中，所述主单元和所述辅单元在远离所述旋转轴线的方向上并排布置。
95.21.一种制造用于风力涡轮机的机舱的方法，所述方法包括：接收均被封装在集装箱中的至少两个风力涡轮机部件，以及将带有封装的部件的两个集装箱附接到所述机舱的主单元。
96.22.根据实施方式21所述的方法，其中，所述主单元附接到风力涡轮机塔架，并且其中，所述两个风力涡轮机部件保持被封装在所述集装箱中，直到所述主单元附接到所述塔架。
附图说明
97.在下文中，将参考附图更详细地描述本公开的实施方式，其中：
98.图1a和图1b示出了风力涡轮机；
99.图2示出了风力涡轮机的机舱；
100.图3示出了图2的机舱2的透视图；
101.图4示出了图3的从上方看的机舱；
102.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；
103.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；
104.图7示意性示出了主单元与其中一个子单元之间的接口的细节；
105.图8至图9示出了其中子单元布置成竖直行的实施方式中的主单元和辅单元；
106.图10至图11示出了单元之间具有间隙的不同布局的细节；
107.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；
108.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；
109.图19a、图19、图19c和图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；
110.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；
111.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；
112.图23、图24、图25示出了其中钩子被滑动地悬挂的实施方式；以及
113.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
114.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。
115.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。
116.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旋转以便将由轮毂4承载的转子叶片引导到风中。辅单元22被分成两个独立的子单元24、25，这两个独立的子单元24、25都作为两个独立的子单元接合到主单元。此外，各子单元可以沿着第二接口26相接合以形成作为一个组装的实体的辅单元。
117.图3示出了图2的机舱2的透视图。在图3中，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。
118.辅单元21容纳位于后部子单元36中的变压器单元34和位于前部子单元37中的逆变器单元35。子单元之间的分隔由横向隔板38示出。后部单元和前部单元是可以彼此分开并且可以与主单元单独地分开的独立单元。
119.每个辅单元21、22经由第一接口沿着主单元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。各子单元沿着第二接口相接合。如隔板38所示，第二接口可垂直于第一接口延伸。
120.主单元和辅单元包括协作开口39，从页允许人员从主单元中的主空间进入辅单元中的辅空间。以类似的方式，子单元可包括协作开口，从而允许人员从一个子单元进入相邻的子单元。
121.图4示出了图3的从上方看到的机舱。辅单元22的子单元42、43均具有抵靠主单元的壁的壁部分。隔板44被放置在逆变器单元35与变压器单元34之间，并且表示第二接口，在构成辅单元22的两个子单元之间进行分割。
122.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相同功能的部件，每个辅单元中各容纳一个部件。在出现故障的情况下，风力涡轮机可在其中一个辅单元中的工作部件被更换的同时继续以一半的功率操作。在图5中，进一步示出了两个辅单元21、22都包括由隔板51分开的两个子单元。因此，每个双功能部件(即，变压器或逆变器)可在两个辅单元中的每个辅单元中被单独更换。
123.图6示出了其中两个子单元61、62彼此上下定位的实施方式。子单元61是由40英尺的集装箱构成的上部子单元，子单元62是由20英尺的集装箱构成的下部子单元。
124.图7示出了第一接口的细节。该接口以可释放的方式将主单元20与子单元71相接合并且允许例如在维护期间更换辅单元的一个子单元。接口由其中一个子单元72中的向内的导轨或导轨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(即，当从上方看时)具有c形轮廓。导轨被配置成接收设置在子单元上的突起74，并且
特别地，导轨能够以非常简单的过程接收突起74，在该过程中，子单元71沿着主单元20的外表面75下降。这由箭头76示出。这种非常简单的过程允许容易地更换子单元，而无需将整个辅单元与主单元分离。
125.图8至图9示出了这样一个实施方式，在该实施方式中，机舱包括主单元20和三个辅单元，每个辅单元由两个子单元61、62构成。在所示出的实施方式中，每个子单元都被直接附接到主单元，但是它们还可以被附接到另一个子单元。上部子单元61和下部子单元62是在同一竖直行中排列的单元。因为在水平截面中看时，上部单元和下部单元具有相同的形状和大小，所以上部单元形成下部单元上方的顶部。
126.在该实施方式中，辅单元(即，堆叠的两个子单元)具有几乎主单元的高度，并且两个子单元被悬挂在主单元的同一个侧壁处。辅单元设置在主单元的后端上，并且设置在主单元20的对置侧面上。
127.即使这些辅单元被附接在主单元的右侧、左侧或后侧上的侧壁处，这些辅单元的负载也可以由位于该侧壁处或位于主单元内的更刚性的结构来承载，例如，由机舱的主框架来承载，该主框架被布置成承载转子组件并且将转子组件的负载传递到塔架中。
128.图9示出了相同的机舱，但是去除了子单元的侧面，以示出上部单元61与下部单元62相同，即，它们容纳相同的部件，在这种情况下是变压器和逆变器。
129.图10至图11示出了分别由第一接口和第二接口提供的不同布局。
130.在图10中，第一接口提供主单元与辅单元之间的间隙。该间隙允许空气在主单元与辅单元之间通过，从而支持通过对流进行有效的冷却。此外，间隙例如通过防止火灾蔓延而增加了安全性。
131.在图11中，在辅单元的子单元之间限定了间隙。此外，间隙允许空气在辅单元的子单元之间通过，从而支持通过对流进行有效的冷却并增加了安全性。
132.图12至图15示出了形成第二接口的一部分的单元固定结构的四个不同的实施方式，即，辅单元的两个子单元之间的接口的实施方式。在这四个图示中的每一个中，第一子单元121和第二子单元122通过下面描述的协作结构来连接。
133.在图12中，协作结构由支架123构成，第一子单元和第二子单元借助于该支架通过螺栓相接合。
134.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，第一子单元和第二子单元通过在铰接点132处枢转地接合到第一子单元的钩子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第二子单元的边缘支架134。当下支架123被移除并且钩子131旋转到第一子单元中时，第二子单元可以降低到地面。
135.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。
136.在图15中，下支架和上支架用于将第二子单元螺栓连接到第一子单元，并且可滑动的支撑件151在螺栓已被附接的状态下支撑第二子单元的下表面。如果需要将第二子单元降低到地面，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，并且第二子单元可例如通过使用构建到第一子单元中的起重机而被降低。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。
137.图16至图18示出了其中第一子单元和第二子单元通过包括铰接元件163、164、165的铰接结构组装的实施方式，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。
138.这样的间隙可增加热对流，并因此增加第一子单元和第二子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。
139.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。
140.图19a、图19b和图19c示出了用于将一个单元191附接到另一单元192的钩子的进一步细节，例如，将子单元附接到主单元或将子单元附接到另一个子单元，在此仅称为第一单元和第二单元。钩子193旋转地悬挂在第一单元中的铰链194处并抓住第二单元中的凹口或边缘195。
141.钩子还可以被附接在第二单元中并且抓住第一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。钩子可通过使用致动器来进行定位。
142.图21示出了处于打开位置的钩子，在打开位置，第二单元能自由地降低到地面。
143.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第二子单元附接在第一子单元上以用于牢固固定。在本实施方式中，钩子主要用于将第二子单元相对于第一子单元定位在正确的高度上，并且螺栓用于将各单元相接合。
144.在图19、图21和图22中，钩子优选地由刚性框架结构支撑，例如，经由沿着保持钩子的单元的内表面布置的柱或支撑杆支撑。在图19中，柱197沿着单元的内表面延伸并且在单元的底部部分中支撑主框架上的钩子。
145.钩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。
146.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，该螺栓孔可用于各单元的牢固的螺栓接合。
147.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。
148.在以上描述中，图19至图25被解释为用于将各单元相接合的单元固定结构的部件。
149.图26示出了在维护或更换期间向上或向下吊装单元。通过使用形成主单元的一部分或形成其中一个子单元的一部分的起重机261来吊装单元。运动基本上仅在由箭头263示出的竖直平面中进行，并且辅单元或其中一个子单元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。
150.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或其中一个子单元的顶部部分，并且通过其位置，起重机可在竖直方向上将其它单元吊装到所述单元固定结构可在各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。
151.图28示意性地示出了在主单元282的顶部上或在其中一个子单元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。悬臂梁有助于另一单元284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或子单元，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。
152.定义
153.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。
154.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。
155.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。