风轮机叶片桨距系统的制作方法

专利名称：风轮机叶片桨距系统的制作方法
技术领域：
本发明总体上涉及风轮机，尤其涉及用于在风轮机转子的停止过 程期间控制至少一风轮机叶片桨距的系统。
背景技术：
随着能源日渐变得更有限和更高价，生产风能日益成为更有吸引 力的商业。因此，在近些年，已越来越多地聚焦备选能源如风力产生 的电能。
当风轮机在正常情况下运行时，在风轮机停止期间叶片通常可被 定位于顺桨位置。在大多数情况下这可以以受控方式实现，但在紧急 停止期间，万一掉网、发电机或控制系统故障，为实现紧急停止而进 行的叶片变桨可导致严重的不受控制的加载。
在风轮机叶片桨距控制系统能够使叶片顺桨的同时，万一例如出 现过高风速的情况，可提供顺桨系统以在叶片桨距控制系统发生故障 期间用于紧急叶片顺桨。实现这样的顺桨的一般方式是将叶片的桨距
角调节为大约90度，叶片上方的风流因而快速降低转子的旋转速度。 借助于这种方式，叶片产生的转矩及发电机转子的旋转得以最小化。 已进行一些尝试以在认为有必要关闭风轮机时向风轮机提供使 风轮机叶片顺桨的系统。为了减少在过高风速情况时的运行时间，快 速叶片顺桨是符合需要的。另一方面，以恒定、快速速度顺桨可因叶 片接近全顺桨位置时叶片产生的巨大减速转矩及反向推力而导致过 高的叶片应力。因此，随着叶片顺桨，在叶片桨距已增大到叶片上方 的气流不再在风轮机转子上产生正转矩的点的时间点，需要做的下一 件事是降低顺桨速率以降低叶片产生的减速转矩及反向推力，藉此使 叶片应力最小。为安全原因，由于叶片接近其顺桨位置而降低桨距变化率不应以在叶片上方的气流产生正的轴转矩的同时以最大速率顺 桨为代价。
紧急变桨系统通常为液压系统或电系统。
US 4462753公开了一种具有单独的风轮机紧急系统的机械/液压 桨距系统。叶片顺桨系统包括顺桨执行机构、运转上连接到顺桨执行 机构的控制装置、及运转上连接到控制装置的调节装置，该调节装置 用于选择性地改变顺桨执行机构的运行速率从而以可变速率使风轮 机叶片顺桨。这项发明的一个缺点在于需要凸轮从动件以操作阀。凸 轮从动件成本非常高且难以制造。这项发明的另一缺点在于其在紧急 停止期间使用单独的执行机构旋转叶片而在正常运行时使用另一执 行机构。这项发明的又一缺点在于在紧急情况期间使用电驱动的泵旋 转叶片。在电源故障的情况下，这将产生致命的结果。
紧急变桨问题先前已通过在液压系统中引入流控制阀进行解决， 该流控制阀将变桨速率限制为约10度/秒。该变桨速率是一个折衷速 率，其在大多数情况下将旋转速度限制到可接受的值。藉此可防止风 轮机的极端加载。至关紧要的问题在于流控制阀不够精确。准确度不 高包括可能出现ll度/秒的流。因而负载可能大大增加。另一缺点在 于变桨速率与油的粘性有关因而与油的温度有关。
电系统以不同方式工作。当启动紧急变桨时，风轮机其余部分中 的电接触没有保证。这是至关重要的，因为控制系统可能异常。位于 桨距系统附近的电池或其它电能源可将叶片带到顺桨位置。这种方法 的缺点在于发电机通常提供反转矩，然而，在电功能异常的情况下， 反转矩将不再出现。因此，这导致转子的角速度戏剧性地增加，从而 启动速度引导及在更坏的情况下损坏组件。此外，气动加载可引起严 重的不受控制的加载，因为总的来说该加载与速度的平方成正比。另 一方面，如果桨距变化太快，叶片将经受负升力，因而转子将向前拉 风轮机从而在叶片和塔上产生极端负载。
WO 06 007 838公开了一种在风轮机系统中在转子停止过程期间 控制至少一风轮机叶片的方法。该方法通过将角变桨速率从停止过程初始阶段期间的10度/秒变为停止过程最终阶段的5度/秒而优化了响 应于系统的一个或多个反馈值和/或来自系统外界的一个或多个反馈 值的过程控制速度。还公开了控制系统、风轮机及其使用。该系统的 一个缺点在于在紧急停止期间使用风轮机控制系统。在应用纯粹被动 的机械系统是有利方面的同时，所公开的系统使用需要电能的风轮机 控制系统，这在电源故障时具有不利的风险。

发明内容
本发明的目标在于提供简单且可靠的、没有上述缺点的、用于在 风轮机转子紧急停止过程期间控制风轮机叶片桨距的系统和方法。尤 其是，本发明的目的在于提供一种方法和系统，其中停止过程可靠且 简单，及在电源故障期间停止过程仍然能够起作用。本发明及其具体 实施例的其它优点从下面公开的发明内容可明显看出。
本发明的目标由驱动风轮机转子的风轮机叶片的系统完成，该系 统具有配置成在正常工作条件期间基于来自桨距控制系统的反馈信 号调节叶片桨距的第一桨距驱动系统，其中该系统配置成在紧急停止 过程期间以可变变桨速率将叶片驱动到顺桨位置。此外，除了第一桨 距驱动系统以外，该系统还包括用于将叶片驱动到顺桨位置的无反馈 紧急变桨系统。
根据本发明的系统在紧急情形不需要反馈控制系统，因此与任何 电控制系统无关。如果电源故障，紧急停止系统依然能够工作。
优选地，紧急变桨系统属于液压性质，其中阀基于紧急情形的识 别打开或关闭，紧急情形如转子速度高于预定阈值或电源出现故障。 如下所述，具体实施方式
的变化是可能的。
本发明在紧急停止期间针对可变变桨速度进行配置。尤其是变桨 速度通过一个或多个步骤逐步进行调节，原因如上所述。
在第一实施例中，本发明包括用于在风轮机转子紧急停止过程期 间将风轮机叶片驱动到顺桨位置的系统，其中该系统包括功能上连接 到叶片的液压执行机构以在液压执行机构移动期间改变叶片桨距，及包括连接到液压执行机构的应急储罐以用来自应急储罐的液体驱动 液压执行机构。应急储罐已储存加压的液压液体，其可在紧急停止期 间释放。由于在应急储罐中储存势能，因而不需要另外的能量如电能 驱动顺桨执行机构。
例如，应急储罐可包括用于在弹性压力下将液体储存在应急储罐 中的弹性件，该弹性件构造成因弹性件的伸展或回縮而将液体驱出应 急储罐。
尽管不是优选解决方案，作为弹性件的备选方案，应急储罐可包 括应急储罐中的液体之上的重力件，用于加压储存液体；重力件构造 成因重力件向下移动而将液体驱出应急储罐。
如本申请中使用的，词语"弹性件"指能够伸展或回縮的任何弹
性件。作为例子，弹性件可以是弹簧或加压气体如空气。
本发明特此提供紧急变桨系统，其被装备成使叶片快速变桨一定 量如6-8度以降低来自当前叶片的升力。当变桨该量时，叶片上的升 力将得以大大降低，因而实现转子的角速度降低。其后，在到达最终 顺桨位置的剩余路途中叶片慢慢变桨。当攻角对应于最大负攻角时， 叶片的相对速度很低，因而不会出现严重的加载。这样，该系统提供 简单且可靠的、在风轮机转子紧急停止过程期间控制至少一风轮机叶 片桨距的工具。该系统提供了一种方法，其中变桨速度可变且与来自 控制系统的反馈值无关。因此，即使在掉网、发电机或控制系统故障 及其它情况下，该桨距系统仍然按计划运行；在前述情况下备选系统 可能不能使叶片变桨因而产生严重的不受控制的加载。
通过具有应急储罐，该应急储罐包括用于在弹性压力下将液体储 存在应急储罐中的弹性件，弹性件构造成因弹性件的伸展或回缩而将 液体驱出应急储罐，则可使储存机械能，该机械能在紧急停止过程期 间可用于将风轮机叶片驱使到顺桨位置。因此，实现纯粹的机械系统， 该机械系统将在没有电力的情况下。因而该系统提供高度安全性。应急储罐也可包括应急储罐中的液体上方的重力件以加压储存 液体。通过确保重力件构造成由于重力件向下移动而将液体驱出应急 储罐，机械能可被储存并可用于将风轮机叶片驱动到顺桨位置。
在本发明的具体优选实施例中，本发明系统包括用于启动应急储 罐液体的释放的阀结构，其中该阀结构配置成因启动信号而启动应急 储罐液体的释放，启动信号表明风轮机速度高于某一阈值，其中启动 信号不受转子正常运行时来自控制系统的反馈的约束。通过因表明风 轮机速度高于某一阈值的启动信号从应急储罐释放液体，而不使用任 何来自控制系统的反馈，可实现即使在控制系统损坏或异常时仍能适 当运行的系统。释放液体用于驱动液压执行机构。阈值可根据一般准 则预先确定。
在本发明的另一实施例中，本发明系统包括用于启动应急储罐液 体的释放的阀结构，其中该阀结构配置成因启动信号而启动应急储罐 液体的释放，其中阀结构断电是启动信号。这样，即使在掉网、发电 机或控制系统故障及其它情况下系统仍然可运行；在前述情况下备选 系统可能不能使叶片变桨因而产生严重的不受控制的加载。为防止巨 大的损害，在许多紧急情况下这种机制是极为重要且必需的机制。
在本发明的又一实施例中，阀结构包括应急储罐和液压执行机构 之间的、装有弹簧的应急阀，其中该应急阀构造成在正常风轮机运行 情况下由于液压导向液体压力作用在弹簧负载上而关闭。因而实现在 紧急情况下由于断电而自动打开的阀系统。然而，使用控制系统建立 应急阀预定在没有断电但紧急情况时断开也是可能的。实际上，与电 源无关的系统及依赖于电源的系统的组合可用本发明实现。
在本发明的另 一实施例中，液压导向液体压力由弹簧预装的导向 阀控制，弹簧作用可因启动信号释放。这样，可以简单的方式控制导 向阀。启动信号可以是控制系统产生的信号或因断电产生的信号。通 过借助于使弹簧加载的电执行机构关闭导向阀，该导向阀可通过弹簧 卸载打开。弹簧卸载的过程在存在电力的情况下可使用电执行机构触 发，或者通过不存在保持弹簧以保持导向阀关闭所必需的电能触发。在没有电力可用的情况下，电执行机构不能保持弹簧，从而弹簧被卸 载并开始将风轮机叶片驱动到顺桨位置。
在本发明的又一实施例中，本发明系统配置成在紧急停止期间渐 减变桨速度。为了避免风轮机的任何部分尤其是叶片过载，在停止过 程期间，必需谨慎地挑选变桨速度。如果停止过程太慢，发电机及风 轮机的齿轮装置可能遭受损坏。如果角变桨速度具有高的初始值和更
低的后续值(即在第一周期中，初始应用从0到10和15度/秒2之间的某
一值的高瞬态加速)，则达到其中没有加速位置的稳态条件。在紧急 情况下，风轮机可通过将风轮机叶片快速变桨到动力学稳定条件而停 止，在这种条件只有非常低的力加速叶片。其后，叶片可被使得以较 慢的速度完全停止。因此，应用配置成在紧急停止期间渐减变桨速度 的系统是有利的。
上面的实施例实现了本发明的另一目标，即提供其中变桨速度可 变的系统和方法，例如变桨速度至少分为两歩速度。
在本发明的另一实施例中，本发明系统包括从应急储罐到液压执 行机构中的活塞一侧的液体连接，从活塞的另 一侧到第一接收储罐的 第一液体连接用于在将风轮机叶片驱动到顺桨位置期间从液压执行 机构接收具有第一容积流量的液压液体，从活塞的另一侧到第二接收 储罐的第二液体连接用于在将风轮机叶片驱动到顺桨位置期间从液 压执行机构接收具有第二容积流量的液压液体，其中第一接收储罐的 接收容量低于应急储罐的容积容量以在填充第一接收储罐之后填充 第二接收储罐期间渐减变桨速度。术语"容积流量"在此指每单位时 间流动的液体量。
因而以简单的方法实现了以两种速度将风轮机叶片驱动到顺桨 位置的系统。应急储罐到液压执行机构中的活塞一侧之间连接的存在 确保液体在紧急情况期间可使液压执行机构中的活塞移动。从液压执 行机构中的活塞的另一侧到第一接收储罐的连接在以第一顺桨速度 将风轮机叶片驱动到顺桨位置期间提供传送来自液压执行机构的液 压液体的手段。由于第一接收储罐的接收容量低于应急储罐的容积容量，变桨速度将在填满第一接收储罐之后变化。该较慢的、在填满第 一接收储罐之后的变桨速度可通过控制第一和第二接收储罐之间的 连接中的液压液体的流速进行控制。
因此，该实施例也实现了本发明的另一目标，即提供其中变桨速 度与来自控制系统的反馈值无关的系统和方法。
在本发明的优选实施例中，在第二流连接中提供限流器以相对于 到第一接收储罐的流量限制到第二接收储罐的流量。限流器可以是喷 嘴或阀。通过在第二流连接中置放喷嘴或阀从而相对于到第一接收储 罐的流量限制到第二接收储罐的流量，可提供简单的方式调节变桨速 度。该装置可以是纯机械式，因此本发明系统在断电的情况下仍可运 行。如果限流器严重限制流量，则紧急停止的第一步骤期间的流量将 主要填充第一接收储罐，只有很少的液体流到第二接收储罐。在已填 满第一接收储罐之后，液体才可通过限流器传输到第二接收储罐，限 流器确定第二顺桨步骤中的变桨速度。
在本发明的另一具体实施例中，第一接收储罐包括用于在弹性压 力下将液体储存在应急储罐中的弹性件和储罐结构，该储罐结构构造 成因填充第一接收储罐期间弹性件伸展或回縮而以减少的容积流量 接收液体。通过使用弹性件如弹簧，在填充第一接收储罐期间填充第 一接收储罐的力持续增加，意味着变桨速度稳步降低。通过使用弹性 件，机械能可被储存在弹性件中。之后，液压液体可通过应用所储存 的能量流出接收储罐。储罐结构，例如其可以是筒或圆筒，能够接收 一定量的液压液体。弹性件能够伸展或回縮以为馈入第一储罐的液压 液体提供空间。通过改变储罐结构的容量，可改变填充第一储罐的持 续时间，因而可改变顺桨过程的第一阶段的持续时间。
上面的描述表明变桨速度由第一接收储罐的容积及到第二接收 储罐的限流器调节。此外，在弹性件如弹簧的情况下，顺桨期间的流 量变化因持续压縮第一接收储罐中的弹簧及持续释放应急储罐中的 弹簧而实现。此外，另外的限流器可用于使该被动系统中的流量与紧 急情况下对变桨速度的一般要求精确匹配。根据本发明的备选系统包括从应急储罐到液压执行机构中的活 塞一侧的液体连接，该液体连接包括第一支路和第二支路，第一支路 中的流量限制小于第二支路中的流量限制以实现初始流量主要在第 一支路中，其次才在第二支路中。
可选地，该系统可具有带活塞结构的第一支路，在可移动活塞的 任一侧上具有进液室和出液室，其中进液室构造成在活塞朝向出液室 移动时从应急储罐接收液压液体，其中出液室构造成通过活塞移动减 少出液室的容积而将液压液体传到液压执行机构。
在本发明的另一实施例中，液压执行机构构造成叶片桨距调节同 样在风轮机叶片正常运行条件下进行。因此提供技术上要求较少的叶 片桨距调节系统。在这种情况下，桨距系统需要较少的空间，因为正 常运行的系统及紧急系统可利用相同的液压液体线路。这实现了本发 明的又一目标，即提供其中同一机制用于在紧急停止期间及正常运行 时旋转叶片的系统和方法。
在本发明的另一实施例中，本发明系统包括用于在正常情况期间 驱动液压执行机构的比例阀，其中本发明系统包括构造成在紧急条件 下液压绕过比例阀的阀。通过使用比例阀，可在正常情况期间驱动液 压执行机构。变桨过程可使用小调节完成。这在正常运行期间极为重 要。因此，"紧急变桨系统"和"正常情况变桨系统"的组合是最佳 解决方案。
在本发明的优选实施例中，流量控制包括两个阀应急电路。 一个 阀因高速打开，另一阀在短的时间段(即几秒)之后接管。在后者情 况下，速度被降低。
根据上述内容，在停止过程期间可应用两种以上的速度控制风轮 机叶片桨距，例如连续改变变桨速度或变桨速度在两个以上的步骤中 改变。因而在选择变桨的持续时间和配置时获得更大的自由。
本发明不限于所述的实施例，这些实施例可以许多方式修改。具 体地，可对耳标、冲杆、杠杆的形状和材料及框架的基础部分和支撑 部分的截面形状进行修改。此外，叶片的两步或多步变桨也可采用加载弹簧实现，弹簧加载 的持续释放直接用于驱动叶片变桨。
另外的实施例包括蓄电池，该蓄电池启动从而以逐步方式释放电 力，例如受互连的电容器控制，使得被动、逐步调节的电流驱动电机 从而以逐步变化的速度调节桨距。


本发明将在下面结合附图进行更详尽的阐述，其中 图l为具有装有弹簧的应急储罐的本发明实施例的框图。 图2为在风轮机转子中具有三个风轮机叶片的大风轮机。 图3示意性地示出了根据本发明叶片变桨运行期间所涉及的力。
图4为具有装有重力件的应急储罐的备选实施例的框图。
图5为在顺桨执行机构的入口侧上具有速度调节的另一实施例。
图6为应急储罐的电机驱动加载的图解。
具体实施例方式
图l示出了在根据本发明的风轮机叶片桨距变化和顺桨启动系统 的实施例中，在机械停止情形下液压回路的框图。在存在液压液体2、 ll的情况下，活塞4适于在风轮机叶片变桨圆筒3内移动。活塞4经臂 36连接到图2中所示的风轮机。应急储罐8包括由圆筒16包围的弹簧14 和活塞12，圆筒16包含液压液体。应急储罐8可通过连接到液压顺桨 执行机构3的第一端的排液管路18、 20排液。在正常情况期间，液压 执行机构3可移动臂36，从而借助于受控制系统控制的比例阀10实现 叶片48的变桨，例如与比例阀10有关的控制系统。在正常情况期间， 液压液体可从比例阀10排出并通过排液管路24馈入液压顺桨执行机 构3的第一侧。该行动将使液压顺桨执行机构活塞4向右移。在该操作 期间，液压液体将经排液管路32从液压顺桨执行机构3的第二侧排入 比例阔IO。同样，活塞的相反操作在正常情况期间可通过比例阀实现。在紧急情况期间，如果掉网及发电机或控制系统故障，叶片的变 桨借助于紧急系统建立。在存在例如由控制系统观察到的启动信号 时，该启动信号可以是断电或旋转速度超出预定阈值，紧急阀23、 37、
31打开及比例阀10关闭，或者管路24中的导向压力控制的阀25关闭。 因此，由于应急储罐弹簧14中储存的机械能，液压液体被排出应急储 罐8。之后，液压液体的唯一路线是进入移动液压顺桨执行机构活塞4 的液压顺桨执行机构3，从而将叶片46驱动到顺桨位置。在顺桨过程 的初始阶段，液压顺桨执行机构活塞4的运动将使液压液体从液压顺 桨执行机构3的第二端排出并通过排液管路33、 34、 38进入第一接收 储罐6，这是由于第一接收喷嘴43的流阻和第二接收喷嘴41的流阻之 间的相对关系，即第二接收喷嘴41中的流阻高于第一接收喷嘴43中的 流阻。当一定量的液压液体馈入第一接收储罐6时，第一接收储罐活 塞由活塞44每一侧的均等的力平衡。其后，从液压顺桨执行机构3排 出的液压液体仅可流过连接到第二接收储罐66的排液管路26。
应提及的是，接收储罐6中的弹簧42是可选件并可以省略。在这 种情况下，当接收储罐被填满时，从液压顺桨执行机构3排出的液压 液体可流过连接到第二接收储罐66的排液管路26。第二接收储罐可装 备装有弹簧的执行机构。然而，该弹簧结构也可省略，及第二接收储 罐66可以是用于接收顺桨执行机构3的排出液的槽。
作为备选或除了限流器43、 41之外，可应用流量控制阀37、 31， 该控制阀在调节流量方面具有延迟。这样，当一个阀37打开时，液压 液体初始可被迫入第一接收储罐6。其后，另一阀31可被打开以填充 第二接收储罐66。
如上所述，液压回路可通过绕过比例阀10进行叶片46的紧急停 止，比例阀在紧急停止期间例如通过关闭阀25和25，而被液压隔离。 例如，阀25、 25'的关闭和阀23、 37、 39和31的打开可通过将这些阀 提供为电阀实现，或者，需要液压导向压力的液压阀将被分别打开或 关闭。在紧急情况时，该导向压力可能失效，从而导致相应阀的被动 固有关闭和打开。在紧急停止期间的变桨速度可以多种方式进行控制；通过使用流量控制阀或喷嘴及通过将这些组件放在变桨圆筒3的
输入侧、输出侧或两侧上。
图2示出了具有三个风轮机叶片48的大风轮机50。风轮机包括风 轮机塔46、机舱54和风轮机毂52。通过叶片48扫掠区域的风将使转子 在垂直于风向的平面中旋转。这些旋转运动可用于产生通过传送电网 供应的电力。
图3示出了根据本发明叶片变桨操作期间所涉及的力。在图中， 叶片48按逆时针方向从位置62变桨到位置64。风轮机叶片48通过关于 其纵轴旋转而从位置64变桨到风力之外以降低叶片负载。风向60、旋 转速度56和Wr 58被标示。风轮机叶片48从位置62到位置64朝向顺桨 位置变桨。位置62对应于任何正常运行情形，其中风轮机叶片48己被 变桨在风力中以优化叶片上的升力从而使风轮机转子和轴旋转。风轮 机叶片48在垂直于风向的升力及平行于风向60的曳力的影响之下。升 力和曳力的和确定风轮机叶片48加速大小。
图4示出了在如图1中所示的风轮机叶片桨距变化和顺桨启动系 统实施例中机械停止情况下的液压回路的框图。然而，应急储罐8具 有应急储罐活塞129，该活塞装有重力件74而不是弹簧。或者，弹簧 可用加压气源代替。
另一备选系统如图5中所示。在紧急情形期间启动的加载应急储 罐8通过阀23和管路20连接到变桨圆筒3。来自应急圆筒的液体可沿两 条路线通过阀23并到达变桨圆筒3，其中第一条路线通过管路18、管 路21、限流器43'、活塞结构27和管路21'，第二条路线通过管路18、 限流器41'和管路18'。由于限流器41'比限流器43'窄，在紧急变桨周 期开始时液体流将主要通过限流器43'。活塞结构27将在下室30中接 收液体并将活塞28向上推，这将从上室30'排出液体并导致活塞4在变 桨圆筒3中的第一快速移动。在下室30完全填满及上室30'排空之后， 不再有液体通过活塞结构27，液体流仅可到达管路18、 18'中的更节 流的通道，从而导致顺桨活塞4在变桨圆筒3中的第二更慢的移动。另一实施例如图6中所示。在正常情况下，具有传动装置的电机
(AC或DC)用于移动叶片，如同现有技术解决方案中已知的一样。
然而，这种反馈控制的电系统与无反馈液压紧急系统结合。在这种情 况下，电机泵一方面用于填充应急储罐，另一方面用于在电系统仍然 工作的紧急情况时旋转叶片。如果电系统不再工作，阀及液压储罐中 所储存能量的结合用于按照两步变桨行动或两步以上的变桨将液压
液体驱动到叶片。源自图l、图4和图5的系统可用于这种情况。
权利要求
1、驱动风轮机转子的风轮机叶片(46)的系统，所述系统具有配置成在正常工作条件期间基于来自桨距控制系统的反馈信号调节叶片桨距的第一桨距驱动系统，其中所述系统配置成在紧急停止过程期间以可变变桨速率将叶片驱动到顺桨位置；其特征在于除了第一桨距驱动系统以外，所述系统还包括用于将叶片驱动到顺桨位置的无反馈紧急变桨系统。
2、 根据权利要求l的系统，其中所述系统配置成在紧急停止期间 逐步降低变桨速率。
3、 根据权利要求1或2的系统，其中所述紧急变桨系统包括功能 上连接到叶片(46)的液压执行机构(3)以在液压执行机构(3)移 动期间改变叶片(46)的桨距，及包括连接到液压执行机构(3)的 应急储罐(8)以用来自应急储罐(8)的液体驱动液压执行机构(3)， 应急储罐已储存加压的液压液体。
4、 根据权利要求3的系统，其中-应急储罐(8)包括用于在弹性压力下将液体储存在应急储罐 (8)中的弹性件(14)，该弹性件(14)构造成因弹性件(14)的 伸展或回縮而将液体驱出应急储罐(8);或者-应急储罐(8)包括应急储罐中的液体之上的重力件(74)， 用于加压储存液体，所述重力件构造成因重力件(74)向下移动而将 液体驱出应急储罐(8)。
5、 根据权利要求3或4的系统，其中所述系统包括用于启动来自 应急储罐(8)的加压液体的释放的阀结构(23、 37、 31)，其中该 阀结构配置成因启动信号而启动应急储罐液体的释放，启动信号表明 风轮机速度高于某一阈值，其中启动信号不受转子正常运行时来自控 制系统的反馈的约束。
6、 根据权利要求3或4的系统，其中所述系统包括用于启动应急 储罐液体的释放的阀结构，其中该阀结构(23、 37、 31)配置成因启动信号而启动应急储罐液体的释放，其中启动信号是阀结构(23、 37、 31)断电。
7、 根据权利要求5或6的系统，其中所述阀结构(23、 37、 31) 包括应急储罐(8)和液压执行机构(3)之间的、装有弹簧的应急阀(23)，其中该应急阀(23)构造成在正常风轮机运行情况下由于液 压导向液体压力作用在弹簧负载上而关闭。
8、 根据权利要求7的系统，其中所述液压导向液体压力由弹簧预 装的导向阀控制，弹簧作用可因启动信号释放。
9、 根据权利要求3-8任一所述的系统，其中所述系统包括从应急 储罐(8)到液压执行机构(3)中的活塞(4) 一侧的液体连接(18、 20)，从活塞的另一侧到第一接收储罐(6)的第一液体连接(33、 34)用于在将风轮机叶片(46)驱动到顺桨位置期间从液压执行机构(3)接收具有第一容积流量的液压液体，从活塞(4)的另一侧到第 二接收储罐(66)的第二液体连接(26)用于在将风轮机叶片(46) 驱动到顺桨位置期间从液压执行机构(3)接收具有第二容积流量的 液压液体，其中第一接收储罐(6)的接收容量低于应急储罐(8)的 容积容量以在填充第一接收储罐(6)之后填充第二接收储罐(66) 期间渐减变桨速度。
10、 根据权利要求9的系统，其中在第二流连接(26)中提供限 流器(31)以相对于到第一接收储罐(6)的流量限制到第二接收储 罐(66)的流量。
11、 根据权利要求9或10的系统，其中第一接收储罐(6)包括用 于在弹性压力下将液体储存在应急储罐(8)中的弹性件(42)和储 罐结构(44)，该储罐结构(44)构造成因填充第一接收储罐(6) 期间弹性件(42)伸展或回縮而以减少的容积流量接收液体。
12、 根据权利要求3-8任一所述的系统，其中所述系统包括从应 急储罐(8)到液压执行机构(3)中的活塞(4) 一侧的液体连接(18、 18'、 21、 27、 21'、 23、 20)，该液体连接包括第一支路(21、 43，、 27、 21，)和第二支路(41，、 18，)，第一支路(21、 43，、 27、 21，)中的流量限制小于第二支路(41'、 18')中的流量限制以实现初始流 量主要在第一支路中，其次才在第二支路中。
13、 根据权利要求12的系统，其中第一支路(21、 43'、 27、 21') 包括在可移动活塞(28)的任一侧上具有进液室(30)和出液室(30，) 的活塞结构(27)，其中进液室(30)构造成在活塞朝向出液室(30，) 移动时从应急储罐(8)接收液压液体，其中出液室(30，)构造成通 过活塞移动减少出液室G0')的容积而将液压液体传到液压执行机 构(3)。
14、 根据权利要求3-13任一所述的系统，其中所述液压执行机构 (3)构造成叶片桨距调节同样在风轮机叶片(48)正常运行条件下进行。
15、 根据权利要求14的系统，其中所述系统包括用于在正常情况 期间驱动液压执行机构(3)的比例阀(10)，其中所述系统包括构 造成在紧急条件下液压绕过比例阀(10)的阀(25)。
全文摘要
本发明公开了用于在风轮机转子紧急停止过程期间将风轮机叶片(46)驱动到顺桨位置的系统。本发明系统包括功能上连接到叶片(46)的液压执行机构(3)以在液压执行机构(3)移动期间改变叶片(46)的桨距，及包括连接到液压执行机构(3)的应急储罐(8)以用来自应急储罐(8)的液体驱动液压执行机构(3)。应急储罐(8)包括用于在弹性压力下将液体储存在应急储罐(8)中的弹性件(14)或应急储罐中的液体之上的重力件(74)。弹性件(14)或重力件(74)构造成因弹性件的伸展或回缩而将液体驱出应急储罐。
文档编号F03D7/02GK101583793SQ200780038216
公开日2009年11月18日 申请日期2007年10月9日 优先权日2006年10月11日
发明者U·斯特芬森 申请人:歌美飒创新技术公司