CN110475970A

CN110475970A - 用于风力涡轮机的传动系的润滑系统

Info

Publication number: CN110475970A
Application number: CN201880024594.6A
Authority: CN
Inventors: A.罗格
Original assignee: EDWIN Co Ltd
Current assignee: EDWIN Co Ltd
Priority date: 2017-04-12
Filing date: 2018-04-12
Publication date: 2019-11-19
Also published as: EP3574213B1; ES2832494T3; BR112019019244A2; US20200116134A1; EP3574213A1; DK3574213T3; US10975850B2; WO2018189326A1; EP3388667A1

Abstract

一种用于风力涡轮机的传动系的润滑系统包括齿轮箱（103）。齿轮箱（103）具有：第一级（110），其具有第一内部油位（122）；以及第二级（112），其具有第二内部油位（126）。第二内部油位（126）处于比第一内部油位（122）高的测地学高度处。齿轮箱（103）还包括供应通路（128），该供应通路用于从齿轮箱（103）的第一级（110）向第二级（112）供应油。

Description

用于风力涡轮机的传动系的润滑系统

技术领域

本发明涉及一种用于风力涡轮机的传动系的润滑系统，该润滑系统包括具有两个或更多个级的齿轮箱。

背景技术

用于风力涡轮机的传动系以及具有两级齿轮箱的传动系是众所周知的。

通常在无法快速到达的偏远位置中设立和操作风力涡轮机，例如，作为海上风电场的一部分的风力涡轮机。因此，风力涡轮机需要始终提供足够润滑的润滑系统，尤其是当涡轮机在无电网连接的情况下（以下为无电网连接的情况：就在安装风力涡轮机之后、完成调试和建立电网连接之前，或者当涡轮机由于其他情况而失去与电网的连接）怠速操作时。在这些情形下，在辅助电力不可用的情况下必须获得齿轮和轴承的润滑。

由于这个原因，传动系通常包括油槽，所述油槽被构造成向相应的部件提供必要的润滑。齿轮箱中的问题在于，齿轮箱油槽的油位受齿轮箱输入轴（和输出轴）上的密封件的限制，这些密封件不允许将油槽的油位提高到高于密封件的最低点。在标准齿轮箱设计中，这意味着油槽仅可以润滑两级齿轮箱的一部分。

发明内容

本发明的目的是提供一种用于风力涡轮机的传动系的改善的润滑系统。

一种用于风力涡轮机的传动系的润滑系统包括齿轮箱。齿轮箱具有：第一级，其具有第一内部油位；以及第二级，其具有第二内部油位。第二内部油位处于比第一内部油位高的测地学高度（geodetic level）。齿轮箱还包括供应通路，该供应通路用于从齿轮箱的第一级向第二级供应油。

供应通路中的油可以仅通过重力从齿轮箱的第一级被驱动到第二级。

第一级和第二级可以通过用于润滑系统的分离壁而至少部分地分离。

供应通路可以包括在分离壁中的通道。

供应通路可以是分离壁外部的外部通路。

第一级可以包括偏转装置，该偏转装置用于将油从第一级导引到供应通路的入口。

偏转装置可以位于比第二内部油位高的测地学高度。

偏转装置可以在第一级的侧部上设置在分离壁处。

偏转装置可以是附接到分离壁的板。

偏转装置可以是具有开放型上端部的容器，其收集由第一级中的旋转的齿轮所分配的油。

齿轮箱还可以包括回流通道，该回流通道用于从齿轮箱的第二级向第一级供应油。

回流通道可以是内部回流通道。

回流通道可以是外部回流通道。

第二级可以包括溢流装置，该溢流装置用于将超过最大第二内部油位的油从第二级引导到回流通道的入口。

润滑系统还可以包括：具有出口的储油器、供应阀、排放阀、以及具有油入口和油出口的齿轮箱。储油器可以联接到供应阀，并且供应阀可以联接到齿轮箱的入口。齿轮箱的油出口可以联接到排放阀。供应阀可以被构造成在风力涡轮机的离网状态下打开，并且排放阀可以被构造成在风力涡轮机的离网状态下关闭。

附图说明

图1是风力涡轮机的简化示意图，

图2是图1的风力涡轮机的传动系上的简化透视图，该传动系包括根据本发明的实施例的润滑系统，

图3是图2的实施例的润滑系统上的简化透视图，

图4是简化的示意性液压图，其图示了用于有电网连接的风力涡轮机模式的根据实施例的润滑系统的操作，

图5是简化的示意性液压图，其图示了用于无电网连接的风力涡轮机模式的图4的实施例的润滑系统的齿轮箱区段的操作，

图6是简化的示意性液压图，其图示了用于无电网连接的风力涡轮机模式的图4的实施例的润滑系统的主轴和发电机区段的操作，

图7是图2的实施例的主轴布置结构的前主轴承的简化的详细剖视图，

图8是图2的实施例的主轴布置结构的后主轴承的简化的详细剖视图，

图9是图2的前主轴承的简化剖视图，

图10是图2的实施例的齿轮箱的简化剖视图，其示出了偏转装置和供应通路以及溢流装置和回流通路，

图11是图10的偏转装置和供应通路的简化的详细视图，

图12是图10的溢流装置和回流通路的简化的详细视图，

图13是图2的实施例的齿轮箱的简化透视图，该齿轮箱包括其返回管道，

图14是简化的示意性液压图，其图示了根据图13的实施例的齿轮箱区段的返回管道，

图15是图13的返回管道的简化透视图，

图16是简化的示意性液压图，其图示了根据另外的实施例的齿轮箱区段的返回管道，

图17是简化的示意性液压图，其图示了根据另外的实施例的具有单个油位的齿轮箱区段的返回管道，

图18是简化的示意性液压图，其图示了根据另外的实施例的具有单个油位的齿轮箱区段的返回管道，

图19是根据图18的实施例的齿轮箱区段的返回管道的简化透视图，

图20是根据另外的实施例的齿轮箱区段的返回管道的简化透视图，以及

图21是根据图20的实施例的齿轮箱区段的返回管道的简化透视图。

具体实施方式

图1示出了风力涡轮机10，该风力涡轮机包括：机舱12，其具有在塔架14顶部的传动系100；以及三个转子叶片16，其驱动地连接到传动系100。

风力涡轮机10可以是风电场（更特别地，海上风电场）的一部分。

图2是传动系100的简化透视图，该传动系包括根据实施例的润滑系统200。传动系100包括主轴布置结构101、齿轮箱103和发电机104，该主轴布置结构包括主轴轴承。还存在润滑系统200，该润滑系统除其他外包括：包括主油泵216和滤油器215的主润滑液（油）箱201、润滑液-水（油-水）热交换器202、离线过滤器203和主润滑液（油）储器204以及若干个管道布置结构，例如主轴轴承的返回管道205和齿轮箱的返回管道206。此外，存在用于分配油的油分配块218（见图3）。

在该实施例中，存在并行的三个油泵216。两个泵覆盖全流量，且一个泵是冗余的。油泵216由变频器（未示出）驱动。油流量是油温的函数。油流量的典型值或标称值为475 l/min（升/分钟）。该值包括用于齿轮箱103的400 l/min的油流量、用于主轴轴承/布置结构101的60 l/min的油流量、以及用于发电机轴承和高速级（HSS）花键104的15 l/min的油流量。还存在并行的三个滤芯215，其包括尺寸为10 μm的细滤器和尺寸为50 μm的安全粗滤器。最小油体积为约1900 l（+20％空气）。还存在安全泄压阀和空气过滤器。系统具有15 kW的浸没式加热能力。它被构造成防止燃油，并且部件针对两年的保养期被定尺寸。

图3是图2的实施例的润滑系统200上的简化透视图。更详细地示出了润滑系统200，同时省略了传动系100的部件。存在用于主轴轴承的入口管道301、用于齿轮箱的入口管道302和用于发电机的入口管道303。还存在用于液体（特别是水-乙二醇）的流体回路250，其用于加热或冷却润滑液，即，油。流体回路250包括：水-乙二醇/空气热交换器207；用于水-乙二醇的储器209；用于流体回路250的泵208；以及一些管道210、211和212，其用于将水-乙二醇/空气热交换热器207、储器209和泵208彼此联接以及联接到用于加热或冷却油的油/水热交换器202。

在风力涡轮机的冷启动之后的油加热过程包括以下阶段。最初，主油箱201内部的油温大于-10°C且低于+10°C。启动主油箱201的15 kW浸没式加热器。启动离线泵以搅拌油。在该阶段，没有油被泵送到传动系100的部件，即泵送到齿轮箱103、主轴轴承101和发电机104。在水-乙二醇回路250中，水-乙二醇回路泵208启动，并且30 kW的水-乙二醇加热器207启动。水-乙二醇的温度被调节在30℃至32℃之间。水-乙二醇恒温阀关闭（阀范围在35℃至40℃）。然后，主油箱201内部的油温大于10℃且低于35℃。主泵216根据其编程斜坡（预定方案）开始向齿轮箱103供应油。泵送的油在热交换器202中被加热，并且油以约30℃至32℃的温度被馈送到齿轮箱103、主轴轴承101以及发电机和花键104。

油冷却过程是涡轮机发电期间的常态（生产模式或运行连接的（run-connected）操作模式）。在分配歧管块218中测得的油温高于35℃。主泵216根据其编程斜坡（预定方案）继续向齿轮箱103供应油。15 kW浸没式加热器断开。在水-乙二醇回路250中，30 kW的热水器207断开。恒温阀在35°C下开始打开，并且其在40°C下完全打开。冷却器风扇在40°C下逐渐开始操作。所有冷却器风扇均在45°C以下处于全速。

润滑系统200的部件一般以流体连通的方式联接，以便用润滑液（特别是油）来润滑传动系的部件101、103和104。油被过滤并适当地调温（tempered），即其被加热或冷却。

主储器204一般用于在风力涡轮机10的特定操作模式中向传动系100提供油。主储器204被分成两个储器214、224，或者包括两个储器214、224（见图4）。在该实施例中，存在以下各者：第一储器214，其被构造和联接成向主轴轴承101和发电机104供应油；以及第二储器224，其被构造和联接成向齿轮箱103供应油。

一般地，用于在正常操作期间的油供应和来自储器的油供应的入口可以不同。

第二储器224具有油出口306（见图5），该油出口以流体连通的方式联接到齿轮箱103的入口管道302。

齿轮箱103具有：油入口308（见图5），其以流体连通的方式联接到入口管道302；以及油出口310，其以流体连通的方式联接到齿轮箱103的返回管道206。

风力涡轮机10可以具有若干种不同的操作模式。可以区分两种一般的操作模式：正常模式和离网模式。

正常操作模式可以包括五种操作模式：运行连接模式、运行模式、暂停模式、停止模式和紧急模式。下表指示了不同模式的一些参数。

表1：风力涡轮机的操作模式

模式/参数

电网

rpm LSS　　标称值/最大值

生产

DValve

SValve

主泵

紧急

是

0/2

否

关闭

低

停止

是

0/2

否

关闭

低

暂停

是

x/2

否

关闭

低

运行

是

x/3

否

打开

关闭

预定

运行连接

是

9.9/14

是

打开

关闭

预定

离网

否

0/2

否

关闭

打开

否

具有GLS的离网

否

0.5*标称值

自耗

关闭

打开

预定

紧急模式、停止模式和暂停模式通常也称为怠速模式。运行连接模式也可以称为生产模式，因为这是风力涡轮机向电网输送电力的唯一模式。

在表1中，“电网”列指示风力涡轮机是否连接到电网。“rpm LSS标称值/最大值”列指示低速级（LSS）的每分钟圈数，且特别是每分钟圈数的标称值和最大值。“生产”列指示风力涡轮机是否正产生电力或发电，即它是否处于生产模式。“DValve”列指示联接在传动系与主箱之间的排放阀是打开还是关闭。DValve是故障安全阀，其在未被供应电力时自动关闭。“SValve”列涉及联接在主储器204与传动系100之间的供应阀。这种类型的阀也是故障安全的，并且在其未被供应电力时自动打开。“主泵”列涉及润滑回路200的主泵216。系统中还可以存在若干个泵216。

在紧急模式下，风力涡轮机10联接到电网，并且具有0 rpm的标称旋转速度和2rpm的最大旋转速度。风力涡轮机10不产生能量。排放阀DValve关闭，并且供应阀SValve也关闭。主泵216操作，但是每分钟转数非常少。

在停止模式下，风力涡轮机10联接到电网，并且具有0 rpm的非常低的标称旋转速度和2 rpm的最大旋转速度。风力涡轮机10不产生能量。DValve关闭，并且SValve也关闭。主泵216操作，但是每分钟转数非常少。停止模式与以上紧急模式相当。但是与以上紧急模式不同，停止模式是有意的或计划的操作模式。

在暂停模式下，风力涡轮机10联接到电网，并且具有x rpm的标称旋转速度和2rpm的最大旋转速度。风力涡轮机10不产生能量。DValve关闭，并且SValve也关闭。主泵216操作，但是每分钟转数很少。

在运行模式下，风力涡轮机10联接到电网，并且具有x rpm的标称旋转速度和3rpm的最大旋转速度。风力涡轮机10不产生能量。Dvalve打开，并且SValve关闭。根据预定方案，主泵216操作，但是每分钟圈数为预定值。

在运行连接（run-con.）模式（生产模式）下，风力涡轮机10联接到电网，并且转子（LSS）具有9.9 rpm的标称旋转速度和14 rpm的最大旋转速度。风力涡轮机10产生能量。Dvalve打开，并且SValve关闭。主泵216操作，但是每分钟圈数为预定值，即，根据预定方案操作。

在离网模式下，风力涡轮机10已失去与电网的电连接（电网损失）。转子（LSS）具有0 rpm的标称旋转速度和2 rpm的最大旋转速度。风力涡轮机10不产生能量。排放阀DValve关闭，并且供应阀Svalve打开。主泵216不操作。离网模式也是紧急模式，但是与离网情形结合，即，风力涡轮机10已失去与电力网的连接且因此不能从电网注入和/或汲取电力。离网模式是其中排放阀DValve关闭并且供应阀SValve打开的唯一操作模式。这意味着：然后，通过从主储器204向传动系100的部件101、103、104供应油来执行润滑。排放阀DValve被构造成在传动系100的至少一个部件101、103、104中产生油槽。该部件可以是齿轮箱103。在其中未失去电网连接的所有其他操作模式（紧急、停止、暂停、运行、运行连接）下，主泵216仍操作并且向传动系100的部件101、103、104供应油。仅在离网模式下，打开主储器204以向部件101、103、104进行供应。

在离网GLS模式（生产模式，被限制为在操作期间风力涡轮机的能量的自耗）下，风力涡轮机10已失去与电网的连接。优选地，转子（LSS）具有9.9 rpm的标称旋转速度的近似50%以及14 rpm的最大旋转速度。风力涡轮机10产生能量。Dvalve打开，并且SValve关闭。主泵216操作，但是每分钟圈数为预定值，即，根据预定方案操作。

图4至图6示出了简化的示意性液压图，其图示了根据实施例的润滑系统200的操作以及风力涡轮机的相应模式。图4示出了当风力涡轮机10具有电网连接时的示意性液压图，而图5和图6分别示出了当风力涡轮机10失去电网连接时齿轮箱103区段和主轴101/发电机区段104的示意性液压图。仅示出了对于本发明的润滑系统200和方法最相关的部件。存在主轴轴承101、齿轮箱103以及发电机（和花键）104。还存在主油箱201，其包括主泵216和分流器220。更进一步，存在两个储油器，即第一储油器214和第二储油器224，它们一起形成了主储器204。

此外，存在各种阀V1至V7以及一个或多个虹吸管500，所述虹吸管联接到齿轮箱103的返回管道206中。

阀V1和阀V2联接在齿轮箱103油出口与主油箱201之间。这两个阀作为一个或多个排放阀（DValve）操作。它们是故障安全的，并且在风力涡轮机10的离网状态下自动关闭。

阀V3联接在第二储器（齿轮箱储器箱）224的油出口与齿轮箱103的油入口之间。阀V4联接在第一储器（主轴、发电机和花键储器箱）214的油出口与主轴轴承101的油入口之间。阀V5联接在第一储器（主轴、发电机和花键储器箱）214的油出口与包括花键的发电机104的油入口之间。阀V3、V4和V5是供应阀（SValve）。它们是故障安全的，并且在风力涡轮机10的离网状态下自动打开。

在另一实施例中，阀V4和V5可以被构造成以某一时间间隔提供油，这被由单独的能量存储器提供的自主控制器（例如，被电池）控制。

分流器220一般联接在主油箱201的出口与第一储器214、第二储器224和齿轮箱103的入口之间。

阀V6和V7分别联接在分流器220与第一储器214和第二储器224的入口之间。V6和V7仅打开来用于重新填充储油器214、224。

主轴轴承（或主轴布置结构）101一般被构造成包括永久性内部油槽231。

在另一实施例中，主轴轴承和/或发电机轴承可以被构造成具有附加的关闭阀（closing valve），以产生用于离网操作的油浴。

发电机（和花键）104一般还被构造成包括永久性内部油槽234。

在本实施例中，齿轮箱103一般不被构造成包括永久性内部油槽，因为其将降低在正常操作期间的性能。

因此，存在一个部件，即，齿轮箱103，其在离网情形中需要与其他部件（即，主轴轴承101和发电机104）不同的润滑构思。

表2：离网模式（从干式到油槽齿轮箱转变）

阀	并网	离网
			V1	打开	关闭
V2	打开	关闭
			V3	关闭	打开
V4	关闭	关闭
			V5	关闭	关闭
V6	关闭	关闭
			V7	关闭	关闭

表2指示了将润滑模式从有电网连接的风力涡轮机模式（见图4）转变到无电网连接（离网）的模式（见图5）的阀状态，但仅针对齿轮箱而言。如果突然失去与电网的连接，则齿轮箱返回管路电动阀V1和V2自动关闭，并且齿轮箱储器箱224出口的阀V3自动打开，以在齿轮箱103内部产生油槽233。一个或多个齿轮箱返回管路虹吸管500设定齿轮箱103内部的最大油位。油从齿轮箱储器箱224倾倒到齿轮箱油槽233，并且仅通过重力驱动。对齿轮箱103的填充可以由放置在齿轮箱103、储器箱224和/或主油箱201中的液位传感器242控制。阀V4至V7在关闭状态下保持不变。V6和V7仅针对重新填充储油器214、224而打开。

表3：离网模式（主轴和发电机供应）

阀	并网	离网
			V1	打开	打开
V2	打开	打开
			V3	关闭	关闭
V4	关闭	打开
			V5	关闭	打开
V6	关闭	关闭
			V7	关闭	关闭

表3指示了将润滑模式从有电网连接的风力涡轮机模式（见图4）转变到无电网连接（离网）的模式（见图6）的阀状态，但仅针对主轴轴承101和发电机（和花键）104而言。如果突然失去与电网的连接，则分别打开联接在第一储器214与主轴轴承101和发电机104的入口之间的供应阀V4和V5。主轴轴承101和发电机104的内部油槽231、234连续地或以一定时间间隔被重新填充。油仅通过重力从储器214排放到主轴轴承101和发电机104的油槽231、234。然而，存在限制油的体积流率的受控的排放限制器244。主轴布置结构101和发电机104的轴承被设计成包括用于怠速情形的剩余油槽231、234。V1、V2、V3、V6和V7保持不变。

表4：离网模式（全部）

阀	并网	离网
			V1	打开	关闭
V2	打开	关闭
			V3	关闭	打开
V4	关闭	打开
			V5	关闭	打开
V6	关闭	关闭
			V7	关闭	关闭

表4指示了将润滑模式从有电网连接的风力涡轮机模式（见图4）转变到无电网连接（离网）的模式的阀状态，其针对主轴轴承、齿轮箱和发电机而言（结合图5和图6）。如果突然失去与电网的连接，则分别打开联接在第一储器214与主轴轴承101和发电机104的入口之间的供应阀V4和V5。主轴轴承101和发电机104的内部油槽231、234连续地被重新填充。油仅通过重力从储器214排放到主轴轴承101和发电机104的油槽231、234。然而，存在受控的排放限制器244。主轴布置结构101和发电机104的轴承被设计成包括用于怠速情形的剩余油槽231、234。齿轮箱返回管路电动阀V1和V2自动关闭，并且齿轮箱储器箱224出口的阀V3自动打开，以在齿轮箱103内部产生油槽233，同时一个或多个齿轮箱返回管路虹吸管500设定齿轮箱103内部的最大油位。油从齿轮箱储器箱224倾倒到齿轮箱油槽233，并且仅通过重力驱动。V6和V7仅针对重新填充储油器214、224而打开，且因此保持不变。

在替代性实施例中，润滑系统200可以包括由单独的能量存储器控制的排放阀，从而以某一时间间隔提供从第一储器214到主轴101和/或发电机104的特定体积流量。可以代替排放限制器244来提供这些排放阀或者可以除了排放限制器244之外还提供这些排放阀。

在润滑系统200切换回并网模式之前，储油器214、224被重新填充。储器214、224的相应的液位传感器242用于保障：储器214、224被填充且因此在风力涡轮机10再次失去与电网的连接的情况下能够向主轴轴承101、齿轮箱104和发电机104供应油。

以这种方式，利用在正常操作（并网模式）期间通过入口管道302注入的适当量的润滑液而不是永久性内部油槽来润滑齿轮箱103，永久性内部油槽将由于摩擦损失而降低性能。只有当风力涡轮机10失去与电网的连接时，才产生齿轮箱103中的油槽233，以在其中泵216不运行的时段期间保护齿轮箱103。

在另一方法中，当风力涡轮机10切换到怠速操作并且仍然连接到电网时，同时泵216以减少的/时间间隔模式运行时，也产生了齿轮箱103中的油槽233。

尽管主轴布置结构101和发电机104被设计成始终包括油槽231、234，但是储油器214可以提供稳定的润滑液流（相应的以一定时间间隔的流）以确保主轴布置结构101和发电机104的轴承在其中泵216不运行的时段期间得到很好的润滑。

通过向第一储油器214提供用于主轴布置结构101和发电机104的第一量的润滑液、以及向单独的第二储油器224提供用于齿轮箱的第二量的润滑液，允许当风力涡轮机10失去与电网的连接时在齿轮箱103中立即产生具有第二量的润滑液的油槽233，且同时保留第一量的润滑液以保证为主轴布置结构101和发电机104稳定地供应润滑液，所有这些都不需要任何附加的控制器件。

而且，通过将储油器214、224定位在比相应的油槽231、233、234的油位高的大地高处，重力可以用作主要的（更特别地，唯一的）驱动力以用于向传动系100的相应区段供应润滑液。

以这种方式，润滑系统200对于保障在离网时段期间对传动系100的适当润滑是最佳的，并且是高度故障安全的。

图7是主轴布置结构101的第一区段401的详细视图，其示出了前主轴承402。前主轴承402在沿轴向方向的相对端部处包括迷宫式密封件406，所述迷宫式密封件被设计成保留润滑液并产生前轴承油室408，该前轴承油室包含主轴101的油槽231的第一部分。

图8是主轴布置结构101的第二区段403的简化的详细视图，其示出了后主轴承404。后主轴承404在沿轴向方向的相对端部处包括迷宫式密封件406，所述迷宫式密封件被设计成保留润滑液并产生后轴承油室410，该后轴承油室包含主轴101的油槽231的第二部分。

主轴组件101包括用于前主轴承402的加热器412（见图9），所述加热器被设计成加热前轴承油室408中的润滑液。

以相同的方式，为后主轴承404提供了加热器412，其用于加热后轴承油室408中的润滑液。

主轴组件101还包括用于前轴承油室408和后轴承油室410的单独的温度传感器414，所述温度传感器分别用于监测前轴承油室408和后轴承油室410内部的润滑液的温度。

如果润滑液的温度低于特定阈值（例如，低于10°C），则在传动系100的冷启动阶段期间使用加热器412，以分别提高前轴承油室408和后轴承油室410中的润滑液的温度。当润滑液的温度达到10至15°C时，传动系100被设定处于运动状态。之后，通过加热器412连续地加热润滑液，直到润滑液的温度达到40至45℃范围内的设定温度为止。当达到该设定温度时，切断加热器412。加热器412的功率可以在达到设定温度之前降低，例如以斜坡降低。此外，可以在传动系100运行的任何模式期间的任何时间来使用加热器412以提高润滑液的温度，尤其是当润滑液的温度下降到设定温度以下时。

用于前轴承油室408和后轴承油室410的加热器412可以彼此独立地被控制。

在一个实施例中，齿轮箱103是两级齿轮箱（见图10），并且包括具有第一级110和第二级112的行星齿轮。行星齿轮箱被构造成将齿轮箱103的主轴侧部114上的齿轮箱输入轴（未示出）的缓慢的旋转运动转换成齿轮箱103的相对发电机侧部116上的齿轮箱输出轴（未示出）的更快速的旋转运动。

齿轮箱103向水平面倾斜5°的角度α。在替代性实施例中，角度α可以在0°和15°的范围内。

齿轮箱103还包括分离壁118，该分离壁将第一级110与第二级112至少部分地分离。

第一级110具有第一油槽120，该第一油槽具有第一内部油位122，并且第二级112具有第二油槽124，该第二油槽具有第二内部油位126。

第一内部油位122处于比第二内部油位126低的测地学高度处。

分离壁118包括内部供应通路128，该内部供应通路用于将润滑液（油）从第一级110供应到第二级112。

分离壁118还包括内部回流通路130，该内部回流通路用于将润滑液（油）从第二级112供应到第一级110。

供应通路128位于比回流通路130高的测地学高度处。

齿轮箱103还包括偏转装置132，该偏转装置位于与供应通路128至少相同的大地高（geodetic height）处，并且被设置成将油从第一级110导引到供应通路128。

在根据本发明的替代性实施例中，供应通路128至少部分地是外部供应通路，更特别地，其中供应通路128在分离壁118的外部延伸。

在根据本发明的另外的实施例中，回流通路130至少部分地是外部回流通路，更特别地，其中回流通路130在分离壁118的外部延伸。

图11示出了偏转装置132以及供应通路128的详细视图。

供应通路128在第一级110的侧部上具有罐形入口134，并且在第二级112的侧部上具有出口136。

供应通路128的入口134和出口136通过供应通道138连接，该供应通道平行于旋转轴线R（见图10）延伸或从该旋转轴线R倾斜地延伸并且在分离壁118内部延伸。

偏转装置132在第一级110的侧部上附接到分离壁118。

偏转装置132是具有细长的第一区段140的板（见图11），该第一区段垂直于旋转轴线R并且定位成直接邻近于（但不触及）第一级110的行星齿轮或行星齿轮架。第一区段140过渡到第二区段142中，该第二区段弯曲到分离壁118中并且终止在位于供应通路128的入口134上方的梢端144中。

以这种方式，偏转装置132收集由第一级110中的旋转的行星齿轮所分配的油，并且将其导引到供应通路128的入口134，在该入口处，油仅通过重力从第一级110被驱动到第二级112。

根据替代性实施例，偏转装置132可以包括具有开放型上端部（更特定地，具有漏斗状的形状）的容器，该容器被设计成收集由第一级110中的旋转的行星齿轮或行星齿轮架所分配的油。

图12示出了回流通路130的详细视图。

回流通路130在第二级112的侧部上具有罐形入口146，并且在第一级110的侧部上具有出口148。

入口146位于比出口148高的测地学高度处。

回流通路130的入口146和出口148通过回流通道150连接。

回流通道150在分离壁118内部以直线延伸。

第二级112包括延伸到分离壁118中的溢流装置152。

溢流装置152具有顶边缘154，该顶边缘限定第二内部油位126的最大高度。

溢流装置152还包括滴落边缘156，该滴落边缘位于顶边缘154下方、回流通路130的入口146上方并且与第二油槽124相对。

结果，第二级112中的超过最大第二内部油位126的油溢出顶边缘154，并通过滴落边缘156被引导到回流通路130的入口146中，在该入口处，油仅通过重力从第二级112被驱动到第一级110。

以这种方式，用于齿轮箱103的润滑系统产生了自调节的润滑流体环路158（由图10中的箭头所图示），该润滑流体环路向第二级112供应限定的油槽124并且仅通过第一级110中的旋转的行星齿轮以及通过重力来提供动力。

根据本发明的实施例不限于包括具有两个级110、112的齿轮箱103的润滑系统200，即，齿轮箱103可以包括另外的级，其特别地具有单独的油位，所述油位具有朝向齿轮箱103输出的增加的大地高，更特别地具有用于将油从一个齿轮级供应到另一（尤其是邻近的）齿轮级的供应通路128和/或回流通路130。

图13示出了齿轮箱103和返回管道206的侧视图，该返回管道具有第一虹吸管501和第二虹吸管502。

第一虹吸管501在第一端部511和第二端部512之间具有升高部分503。

第二虹吸管502在第一端部513和第二端部514之间具有升高部分504。

齿轮箱103具有：第一油出口311（见图14），其以流体连通的方式联接到第一级110的油槽120；以及第二油出口312，其以流体连通的方式联接到第二级112的油槽124。齿轮箱103内部的竖直线指示第一级110和第二级112的两个油槽120、124。

第一油出口311位于第一级110的底部处，并且第二油出口312位于第二级112的底部处。第一油出口31l和第二油出口312被构造成允许分别完全排放第一油槽120和第二油槽124。

在根据本发明的替代性实施例中，齿轮箱103的第一油出口311和/或第二油出口312（以及任何另外的油出口）可以是齿轮箱103的溢油端口。

齿轮箱103经由返回管道206联接到主油箱201。

主油箱201具有第一油入口321和第二油入口322。

返回管道206包括第一排放阀V1，该第一排放阀利用第一侧部331联接到第一油出口311，并且利用第二侧部332联接到第一油入口321。

返回管道206还包括第二排放阀V2，该第二排放阀利用第一侧部333联接到第二油出口312，并且利用第二侧部334联接到第二油入口322。

第一虹吸管501利用第一端部511联接到第一油出口311以及排放阀V1的第一侧部331。第一虹吸管501还利用第二端部512联接到排放阀V1的第二侧部332以及第一油入口321。第二虹吸管502利用第一端部513联接到第二油出口312以及排放阀V2的第一侧部333。第二虹吸管502还利用第二端部514联接到第一油出口311以及排放阀V1的第一侧部331。

第一虹吸管501和第二虹吸管502均具有联接到相应的升高部分503、504的空气阀520（见图15）。空气阀520被设计成使相应的升高部分503、504充气，由此在相应的升高部分503、504内部提供确保虹吸管501、502的功能的气袋。换句话说，第一虹吸管501和第二虹吸管502是通气虹吸管。

在另一实施例中，虹吸管501、502的升高部分503、504借助于连接到齿轮箱103壳体的软管而连接到齿轮箱103内部的空气体积。

以这种方式，当排放阀V1关闭时，如在风力涡轮机10的离网状态期间，第一虹吸管501的升高部分503的大地高（见图13）限定了第一内部油位122。

此外，当排放阀V2关闭时，如在风力涡轮机10的离网状态期间，第二虹吸管502的升高部分504的大地高限定了第二内部油位124。

而且，由于第二虹吸管502利用第一端部513联接到第二油出口312并且利用第二端部514联接到第一油出口311，因此第二虹吸管502为不包括内部回流通路130的两级齿轮箱103提供了外部回流通道。

图16示出了简化的示意性液压图，其图示了根据本发明的另外的实施例的返回管道206。

在该实施例中，第二虹吸管502的第二端部514联接到排放阀V2的第二侧部334以及第二油入口322。

以这种方式，每个级110、112的油槽120、124彼此独立地联接到主油箱201。

图17和图18均示出了简化的示意性液压图，它们图示了根据另外的实施例的具有设计有仅单个油位的齿轮箱103的返回管道206。这意味着：润滑系统在齿轮箱103的任何或所有级110、112中均提供单个油槽233。

图17中所示的第一单级液压图与图14中所示的液压图相当。但是，代替第二虹吸管502，返回管道206具有管线530，该管线以流体连通的方式联接到第一油出口311和第二油出口312。

图18中所示的第二单级液压图与图17中所示的液压图相当，但是缺少具有排放阀V2的第二路径。使得第二油出口312以流体连通的方式仅联接到主油箱201的第一油入口321。

图19示出了图18的返回管道206的透视图，该返回管道仅包括单个排放阀（即，排放阀V1）和单个虹吸管（即，虹吸管501）。

以这种方式，可以为具有单个油位233的齿轮箱103提供简单、紧凑且成本有效的返回管道206。

在根据本发明的所有以上实施例中，返回管道206可以联接到主油箱201的单个油入口321、322。

图20和图21分别以前视图和后视图示出了齿轮箱103区段的返回管道206的另外的实施例。

在该实施例中，主油箱201（未示出）具有第三油入口323。

第一虹吸管501利用第一端部511联接到第一油出口311以及排放阀V1的第一侧部331。第一虹吸管501还利用第二端部512联接到第三油入口323。第二虹吸管502利用第一端部513联接到第二油出口312以及排放阀V2的第一侧部333。第二虹吸管502还利用第二端部514联接到第一油出口311以及排放阀V1的第一侧部331。在第一虹吸管501的第一端部511被设计为第二虹吸管502的第二端部514的一部分的情况下，组合第一虹吸管501和第二虹吸管502。

以这种方式，可以减少返回管道206的空间需求。

要注意，尽管所示的组合是有利的，但是以上特征和若干组特征不必彼此联接。作为示例，润滑系统的针对离网情形的特定特征、在具有内部供应通路的第一级和第二级处的不同油位以及虹吸管限定了非强制性地结合的单独概念。

实施例

1. 一种用于风力涡轮机（10）的传动系（100）的润滑系统，所述润滑系统包括齿轮箱（103），其中，所述齿轮箱（103）具有：第一级（110），其具有第一内部油位（122）；以及第二级（112），其具有第二内部油位（126），其中，所述第二内部油位（126）处于比所述第一内部油位（122）高的测地学高度处，并且其中，所述齿轮箱（103）还包括供应通路（128），所述供应通路用于从所述齿轮箱（103）的所述第一级（110）向所述第二级（112）供应油。

2. 根据实施例1所述的润滑系统，其中，所述供应通路（128）中的所述油仅通过重力从所述齿轮箱（103）的所述第一级（110）被驱动到所述第二级（112）。

3. 根据实施例1或2所述的润滑系统，其中，所述第一级（110）和所述第二级（112）通过用于所述润滑系统的分离壁（118）而至少部分地分离。

4. 根据实施例3所述的润滑系统，其中，所述供应通路（128）包括在所述分离壁（118）中的通道（138）。

5. 根据实施例3所述的润滑系统，其中，所述供应通路（128）是在所述分离壁（118）外部的外部通路。

6. 根据前述实施例中的任一者所述的润滑系统，其中，所述第一级（110）包括偏转装置（132），所述偏转装置用于将油从所述第一级（110）导引到所述供应通路（128）的入口（134）。

7. 根据实施例6所述的润滑系统，其中，所述偏转装置（132）位于比所述第二内部油位（126）高的测地学高度处。

8. 根据实施例3以及实施例6或7所述的润滑系统，其中，所述偏转装置（132）在所述第一级（110）的侧部上设置在所述分离壁（118）处。

9. 根据实施例3以及实施例6至8中的任一者所述的润滑系统，其中，所述偏转装置（132）是附接到所述分离壁（118）的板。

10. 根据实施例3以及实施例6至8中的任一者所述的润滑系统，其中，所述偏转装置（132）是具有开放型上端部的容器，其收集由所述第一级（110）中的旋转的齿轮所分配的油。

11. 根据前述实施例中的任一者所述的润滑系统，其中，所述齿轮箱（103）还包括回流通道（150），所述回流通道用于从所述齿轮箱（103）的所述第二级（112）向所述第一级（110）供应油。

12. 根据实施例11所述的润滑系统，其中，所述回流通道（150）是内部回流通道（150）。

13. 根据实施例11所述的润滑系统，其中，所述回流通道（150）是外部回流通道（150）。

14. 根据实施例11或12所述的润滑系统，其中，所述第二级（112）包括溢流装置（152），所述溢流装置用于将超过最大第二内部油位（126）的油从所述第二级（112）引导到所述回流通道（150）的入口（146）。

15. 根据前述实施例中的任一者所述的润滑系统，其中，所述润滑系统还包括：具有出口（306）的储油器（204）、供应阀（V3）、排放阀（V1、V2）、以及具有油入口（308）和油出口（310）的齿轮箱（103），其中，所述储油器（204）联接到所述供应阀（V3），并且所述供应阀（V3）联接到所述齿轮箱（103）的所述入口（308），并且其中所述齿轮箱（103）的所述油出口（310）联接到所述排放阀（V1、V2），并且其中所述供应阀（V3）被构造成在所述风力涡轮机（10）的离网状态下打开，并且所述排放阀（V1、V2）被构造成在所述风力涡轮机（10）的所述离网状态下关闭。

Claims

1.一种风力涡轮机（10）中的传动系（100）的齿轮箱，所述传动系包括润滑系统，所述齿轮箱（103）包括：第一级（110），其具有第一内部油位（122）；以及第二级（112），其具有第二内部油位（126），所述第二内部油位（126）处于比所述第一内部油位（122）高的测地学高度处，其中，所述齿轮箱（103）还包括供应通路（128），所述供应通路用于从所述齿轮箱（103）的所述第一级（110）向所述第二级（112）供应油。

2.根据权利要求1所述的齿轮箱，其中，所述供应通路（128）中的所述油仅通过重力从所述齿轮箱（103）的所述第一级（110）被驱动到所述第二级（112）。

3.根据权利要求1或2所述的齿轮箱，其中，所述第一级（110）和所述第二级（112）通过用于所述润滑系统的分离壁（118）而至少部分地分离。

4.根据权利要求3所述的齿轮箱，其中，所述供应通路（128）包括在所述分离壁（118）中的通道（138）。

5.根据权利要求3所述的齿轮箱，其中，所述供应通路（128）是在所述分离壁（118）外部的外部通路。

6.根据前述权利要求中任一项所述的齿轮箱，其中，所述第一级（110）包括偏转装置（132），所述偏转装置用于将油从所述第一级（110）导引到所述供应通路（128）的入口（134）。

7.根据权利要求6所述的齿轮箱，其中，所述偏转装置（132）位于比所述第二内部油位（126）高的测地学高度处。

8.根据权利要求3以及权利要求6或7所述的齿轮箱，其中，所述偏转装置（132）在所述第一级（110）的侧部上设置在所述分离壁（118）处。

9.根据权利要求3以及权利要求6至8中任一项所述的齿轮箱，其中，所述偏转装置（132）是附接到所述分离壁（118）的板。

10.根据权利要求3以及权利要求6至8中任一项所述的齿轮箱，其中，所述偏转装置（132）是具有开放型上端部的容器，其收集由所述第一级（110）中的旋转的齿轮所分配的油。

11.根据前述权利要求中任一项所述的齿轮箱，其中，所述齿轮箱（103）还包括回流通道（150），所述回流通道用于从所述齿轮箱（103）的所述第二级（112）向所述第一级（110）供应油。

12.根据权利要求11所述的齿轮箱，其中，所述回流通道（150）是内部回流通道（150）。

13.根据权利要求11所述的齿轮箱，其中，所述回流通道（150）是外部回流通道（150）。

14.根据权利要求11或12所述的齿轮箱，其中，所述第二级（112）包括溢流装置（152），所述溢流装置用于将超过最大第二内部油位（126）的油从所述第二级（112）引导到所述回流通道（150）的入口（146）。

15.根据前述权利要求中任一项所述的齿轮箱，其中，所述润滑系统还包括：具有出口（306）的储油器（204）、供应阀（V3）、排放阀（V1、V2）、以及具有油入口（308）和油出口（310）的齿轮箱（103），其中，所述储油器（204）联接到所述供应阀（V3），并且所述供应阀（V3）联接到所述齿轮箱（103）的所述入口（308），并且其中所述齿轮箱（103）的所述油出口（310）联接到所述排放阀（V1、V2），并且其中所述供应阀（V3）被构造成在所述风力涡轮机（10）的离网状态下打开，并且所述排放阀（V1、V2）被构造成在所述风力涡轮机（10）的所述离网状态下关闭。