調節風能渦輪轉子葉片的裝置的製作方法

2024-02-04 03:10:15 1

專利名稱：調節風能渦輪轉子葉片的裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種調節風能渦輪轉子葉片的裝置。尤其涉及一種將風能渦輪的轉子葉片調節(轉動)至一個所希望的迴轉位置(轉子葉片位置)，而該轉子葉片不能倒轉，該轉子葉片可以鎖緊在末端位置或任何其他轉子位置上的裝置。
背景技術：
的說明為了安全，風能渦輪要求當出現幹擾時，能將轉子葉片調節至一個所希望(停泊)位置，並鎖緊在所述位置。為此目的，存在著這樣的系統，轉子葉片通過其電氣驅動裝置調節，緊急情況下，該電氣驅動裝置通過儲能電路或相似的電能存儲裝置工作，將轉子葉片調節至停泊位置。這種系統在DE-A-9720025，DE-A-19644705和DE-A-4221783中有說明。另外，還已知一些利用機械式能量存儲裝置(例如彈簧式存儲裝置)提供將轉子葉片調節至停泊位置的能量的系統。
從WO-A-99/23384和US-B-6428274中還已知一種調節轉子葉片的裝置，它的鎖緊件直接作用在驅動該轉子葉片的電機的驅動軸上。
發明概述本發明的目的是要提供一種風能渦輪的轉子葉片的調節裝置，和用該裝置，在緊急情況下，可以可靠地將該轉子葉片調節至一個所希望的位置，並鎖緊在所述位置上。
根據本發明，這個目的可利用調節風能渦輪轉子葉片的裝置達到。該裝置帶有-一個驅動裝置，它用於驅動一個調節件，有選擇地使該轉子葉片在二個方向上圍繞其縱軸線轉動；-一個能量存儲裝置；和-一個有選擇地起動的自由運轉裝置；所述自由運轉裝置在其起動狀態下，可利用在該能量存儲裝置中存儲的能量，只在二個迴轉方向中的一個方向上，將該轉子葉片轉動至所希望的迴轉位置。
根據本發明，該裝置包括一個有選擇地起動的自由運轉裝置。在緊急情況下，該自由運轉裝置可主動或被動地連接(在後一種情況下，為出故障安全的系統)，使得可以利用從能量存儲裝置來的能量，只在一個迴轉方向上，將該轉子葉片轉動至所希望的(停泊)位置。在每一個迴轉位置，轉子葉片禁止倒轉，因為該自由運轉裝置在該轉子葉片直接或間接地與該轉子葉片連接的零件，與該鎖緊件之間，產生方向有選擇的非強制的連接。該自由運轉件為一個棘輪，它包括一個其齒可與一個鎖緊爪或相似的鎖緊件嚙合的帶齒零件。該帶齒零件可以為該轉子葉片調節機構的一個鎖緊制動器的制動器圓盤。
當轉子葉片在(停泊)位置或任何其他位置時，該自由運轉裝置可防止該轉子葉片倒轉。這樣，由風或質量力加在該轉子葉片上的調節力矩不會導致該轉子葉片倒轉。
在本發明中，可以使用一個機械式的能量存儲裝置(例如，彈簧式存儲裝置，具體地是一個螺旋彈簧式存儲裝置)。所述存儲裝置由一個驅動部件驅動。該自由運轉裝置可與在轉子葉片調節系統的齒輪箱中的轉動更快的軸(驅動或被動軸)接合。該齒輪箱可以為一個齒輪和/或皮帶式驅動裝置。
一般，該自由運轉裝置包括可在二個相反的方向上自由運動的第一個零件，和可與該第一個零件接合和脫開的第二個零件；其特徵還在於，當與第一個零件接合時，該第二個零件可使該第一個零件只在二個方向中的一個方向上運動。
為了安全，最好利用一個偏移件，將該第二個零件偏移至與第一個零件接合的位置，再利用一個作動器，克服偏移力，將它運動至脫離接合的位置。這樣，在能量出現故障的情況下，驅動該自由運轉裝置不需要電能，因為在產生能量故障的情況下，該作動器自動不工作，從而起動該自由運轉裝置工作。
根據本發明的裝置的優點可總結如下-該轉子葉片可以在總的調節範圍內固定(可以無限制地適用於制動器但只是有限制地適用於該自由運轉裝置，因為該自由運轉裝置仍允許在一個方向的轉動運動)；-在該轉子葉片轉動至所希望的位置的過程中，禁止該轉子葉片在與迴轉方向相反的方向(不希望的方向)上的運動；-由於齒輪傳動比大，因此在快速迴轉軸上該自由運轉裝置只需要小的保持力，這需要較小的結構花費，並且與直接將轉子葉片鎖緊在葉片支承上的情況下比較，結構穩定性較小，和較便宜；-該轉子葉片總是「保持」在負載較小的停泊位置(轉子葉片在順漿位置)上，因此，總的風能渦輪，特別是塔和轉子葉片可以卸載；-可以實現出故障安全的驅動。
附圖
的簡要說明附圖示意性地表示本發明的一個優選實施例。下面，將參照該附圖，詳細地說明本發明。
發明的詳細說明圖中表示一個轉子葉片調節機構10，它包括一個驅動一個齒輪箱16的驅動軸14轉動的電氣驅動裝置12。該軸14上安裝著一個作為出故障時安全，可被動連接或主動連接的制動器的鎖緊制動裝置20的制動器圓盤18。齒輪箱16的被驅動軸22驅動一個與一個轉子葉片26的內部齒輪圈25嚙合的齒輪24。轉子葉片26可圍繞其縱軸線28轉動。一個機械式(彈簧式)能量存儲裝置30與該齒輪箱16連接。該轉子葉片調節機構10還帶有一個末端位置阻尼器和擋塊，該阻尼器和擋塊對於本發明不是絕對必需的，因此，為了圖面清楚起見，圖中沒有表示。
該制動器圓盤18形成一個可切換的自由運轉裝置32的一部分。該裝置32包括一個可在一個鎖緊位置和一個鬆開位置之間運動的鎖緊件34。在鎖緊位置上，該鎖緊件34與該制動器圓盤18接合，以防止該制動圓盤在二個迴轉方向中的一個方向轉動。在這個實施例中，該制動器圓盤18上作出齒36，可以在該鎖緊位置，與該鎖緊件34的嚙合端38嚙合(鎖緊件被支承、可以圍繞軸線39繞支軸轉動)。利用偏移彈簧40將該鎖緊件34偏移至該鎖緊位置，並可以利用一個作動器42，從所述鎖緊位置移出，和進入鬆開位置，並保持在這個位置。
正常情況下，鬆開該鎖緊制動器20，通過驅動該驅動裝置12，可將轉子葉片26調節至適合風能渦輪工作的位置。不供給系統的機械能存儲在能量存儲裝置30中，並且該自由運轉裝置32不起動，即該鎖緊件34不與該制動器圓盤18接合。在緊急情況下，切斷驅動裝置12，由從該能量存儲裝置30來的能量，將轉子葉片26轉動至所希望的停泊位置(例如，順漿或90°螺距或負的順漿螺距)。通過斷開作動器42，使該鎖緊件34自由地與該制動圓盤18的齒36嚙合，該自由運轉裝置32起動。由於該制動點圓盤18的鋸齒形結構，該制動器圓盤18隻可以在一個迴轉方向轉動，而該鎖緊件34可以防止它在相反的迴轉方向轉動。這樣，該轉子葉片26也只可以在二個迴轉方向中的一個方向轉動。當該轉子葉片26達到其停泊位置時，該鎖緊制動器20起動，通過該制動器圓盤18，固定該轉子葉片26。上述轉子葉片的停泊位可以用傳感器，特別是限位開關檢測(沒有示出)。由於使用彈簧式存儲裝置，則在末端位置處應使用彈性的或用任何其他方法進行阻尼的末端位置擋塊。
雖然，已參照具體的實施例說明了本發明，但本發明不是僅限於這些實施例。業內人士知道，在不偏離以下的權利要求書確定的本發明的範圍的條件下，可以作各種改變和改進。因此，希望在所附權利要求書及其等同文件的範圍內，將所有這些改變和改進包括在本發明內。
權利要求
1.一種調節風能渦輪轉子葉片的裝置，包括-一個驅動裝置(12)；用於驅動一個調節件(24)，以便有選擇地使該轉子葉片(26)在二個方向上圍繞其縱軸線(28)轉動；-一個能量存儲裝置(30)；和-一個適於有選擇地被起動的自由運轉裝置(32)；所述自由運轉裝置(32)在其起動狀態下，可利用在該能量存儲裝置(30)中存儲的能量，僅允許沿二個迴轉方向中的一個方向，使該轉子葉片(26)轉動至所希望的迴轉位置。
2.如權利要求1所述的裝置，其特徵為，該驅動裝置(12)包括一個齒輪箱(16)，該齒輪箱具有一驅動軸(14)和與該調節件(24)連接的一被驅動軸(22)；該自由運動裝置(32)被安裝在該齒輪箱(16)的轉動更快的迴轉軸(14，22)上。
3.如權利要求1或2所述的裝置，其特徵為，還包括一個鎖緊制動器(20)，當該轉子葉片達到預定的迴轉位置時，該鎖緊制動器鎖緊該轉子葉片(26)。
4.如權利要求3所述的裝置，其特徵為，該鎖緊制動器(20)包括一個制動器圓盤(18)，而該自由運轉裝置(32)與該制動器圓盤(18)接合。
5.如權利要求1-4中任何一項所述的裝置，其特徵為，該能量存儲裝置(30)被作成適於由該驅動裝置(12)操作的彈簧式存儲裝置。
6.如權利要求1-5中任何一項所述的裝置，其特徵為，該齒輪箱(16)為一個齒輪或一個皮帶驅動裝置。
7.如權利要求1-6中任何一項所述的裝置，其特徵為，該自由運轉裝置(32)包括適於在二個相反方向上自由運動的第一個零件(18)，和適於被安置成與該第一個零件(18)接合和脫離的第二個零件(34)；其中，當與第一個零件(18)接合時，該第二個零件(34)可使該第一個零件(18)只沿二個方向中的一個方向運動。
8.如權利要求7所述的裝置，其特徵為，該自由運轉裝置(32)的第一個零件(18)被作成用於鎖緊該轉子葉片(26)的鎖緊制動器(20)的一個制動器圓盤。
9.如權利要求8所述的裝置，其特徵為，該第二個零件(34)利用一個偏移件(40)被偏移至與第一個零件(18)接合的位置；並且適於利用一個作動器(42)克服偏壓力被移入脫離該接合位置。
全文摘要
調節風能渦輪的轉子葉片的裝置帶有一個驅動裝置(12)，一個能量存儲裝置(30)和一個自由運轉裝置(32)。該驅動裝置(12)用於驅動一個調節件(24)，有選擇地使該轉子葉片(26)在二個方向上圍繞其縱軸線(28)轉動。該自由運轉裝置(32)可以有選擇地起動，它可在其起動狀態下、利用存儲在該能量存儲裝置(30)中的能量，只在二個方向中的一個方向上，將該轉子葉片(26)轉動至一個所希望的迴轉位置上。
文檔編號F03D7/02GK1650104SQ03809455
公開日2005年8月3日 申請日期2003年4月28日 優先權日2002年4月26日
發明者U·厄普豪斯, P·阿亨巴赫, M·馮穆丘斯 申請人:通用電氣公司