DK201200793A - Rotorhoved til et vindenergianlæg samt vindenergianlæg - Google Patents

Abstract

Opfindelsen angår et rotorhoved (1) til et vindenergianlæg (2) med et rotornav (6), med derpå anbragte rotorvinger (7) og med en indstillingsindretning (20; 120; 220; 320) til justering af pitchvinkler (8) for rotorvingerne (7), ved hvilken indstillingsindretningen (20; 120; 220; 320) omfatter en hydraulisk drivbar justeringsindretning (21; 221; 321) til at ændre pitchvinklerne (8) for rotorvingerne (7), idet indstillings indretningen (20; 120; 220; 320) omfatter en elektrohydraulisk drivindretning (50; 250, 275; 350) til hydraulisk at drive den hydraulisk drivbare justeringsindretning (21; 221; 321) og/eller for hver rotorvinge (7) en elektromekanisk drivindretning (36) til mekanisk at drive den hydraulisk drivbare justeringsindretning (21; 221; 321), idet drivindretningerne (36, 50; 250, 275; 350) er anbragt i rotornavet (6).

Description

Beskrivelse Nærværende opfindelse· angår et rotorhoved til et vindenergianlæg med et rotomav, med derpå anbragte rotorvinger og med en indstillingsindreining til indstilling af pitchvinkler for rotorvingerne, véd hvilken indstillingsindretningen omfatter en hydraulisk drivbar justeringsindretning, for ændring af pitchvinklen for rotorvingerne.

Desuden angår opfindelsen et vindenergianiæg med en tårnindretning til at tilvejebringe afstand imellem en drejelig nacelleindretning og et underlag, idet der på den drejelige nacelleindretning er drejeligtlejret et rotorhoved.

Fra den internationale patentansøgning WQ 2QQ9/064264 A1 kendes et vindenergi-anlæg med, med hensyn til deres piichvinke!, variabelt indstillelige rotorvinger, som er monterede på et rotornav. Rotornavet er med en rotoraksel anbragt drejeligt lejret på en nacelle i vindenergianlægget. Til ændring hhv, justering af pifchvjnkierne er et forbedret elektrohydraulisk justeringsdrev foreslået, hvis hovedkomponenter ikke er anbragt i nacellen, men i rotornavet. Det elektrohydrauliske justeringsdrev omfatter en elektromotor til at drive en hydraulikpumpe, og bevæges ved hjælp af en hydraulikvæske i et efter hydraulikpumpen koblet hydrauSikledningssystem. Hydraulikledningssystemet omfatter for hver rotorvinge en dobbeitkammer-hydraulikcyiinder, ved hjælp af hviiken den individuelle piichvinkei for hver enkelt rotorvinge kan indstilles driftssituationsafhængigt. Det eiektrohydrauiiske justeringsdrev omfatter desuden en nødløbsdrifis-mekanisme for i en nødsituation, eksempelvis ved et udfald af elektromotoren til at drive hydrauiikpumpen, at kunne dreje rotorvingerne driftsikkert i det mindste t!i en neutral pitchvinkelposition, i hviiken rotorvingerne tages stort set ud af vinden. Hertil omfatter nødiøbsdrifts-mekanismen et højtrykslager til mellemlagring af en tilstrækkelig delmængde af hydraulikvæske, som står under højt tryk, ved hjælp af hvilken de individuelle dobbeltkammer-hydraultkcyiindre kan nødbetjenes. Højtrykslageret bliver, før idrifttagning af vind-energianlægget, altså før rotorvingerne drejes s vinden, forsynet af den elektromotordrevne hydrauSikpumpe.

Det er hensigten med nærværende opfindelse at videreudvikle vindenergianiæg af den indledningsvis nævnte art således, aten nødløbsdrift på den ene side kan realiseres særligt kompakt, men på den anden side alligevel kan sikres yderst driftsikkert.

Denne opgave ifølge opfindelsen biiver løst af et rotorhoved til et vindenergianlæg med et rotornav, med derpå anbragte rotorvinger og med en sndstiliingsindretning til indstilling af pitcbvinkfer for rotorvingerne, véd hvilken indstillingsindretningeri omfatter en hydraulisk drivbar justeringsindretning, til at ændre pitchvinkien for rotorvingerne, idet indsiiiiingsindretningen omfatter en elektrohydrauiisk drivindretning til hydraulisk drift af den hydrauliske drivbare justeringsindretning og for hver rotorvinge en elektromekanisk drivindretning til mekanisk at drive den hydraulisk drivbare justerings-indretning, idet drivindretningerne er anbragt i rotornavet.

Eftersom der i rotorhovedet er anbragt såvel den elektrohydrauliske drivindretning som også den elektromekaniske drivindretning, er der i det foreliggende tilfælde tilvejebragt fordelene ved begge drivkoncepter ifølge opfindelsen på den mindste plads inden for rotorhovedet.

Specielt på grund af den foreliggende elektrohydrauliske drivindretning kan der konstruktivt særligt enkelt tilvejebringes en i det væsentlige inden for rotorhovedet fuldstændigt selvstændigt fungerende nødføbsdrivindretning, ved hjælp af hvilken justeringsindretningerne for alle rotorvinger i nødstilfælde kan styres centralt og i fællesskab. Det er let synligt, at alene af disse grunde kan nødSøbsdrivindretningen konstruktionsmæssigt realiseres meget kompakt, således at denne også uden problemer kan anbringes inden for rotorhovedet.

Som regel kan en nødjøbsdrivindretning af den indledningsvis nævnte art kun realiseres væsentligt mere besværligt, især reguleringsteknisk, ved hjælp af den ele ktromekan i s ke drivi nd retning.

Et nødstilfælde foreligger eksempelvis ved et udfald af en elektrisk drivmotor for indstiliingsindretmngen.

Ved et sådant nødstilfælde er en justering af pitchvinkien Ikke længere sikret på basis af motorkraften fra en elektrisk drivmotor.

Derimod er det, i en normal driftstilstand konstruktivt enkelt at opnå en meget præcis pitchvinkelindstiiiing for de individuelle rotorvinger ved hjælp af den elektromekaniske drivindretning. Fortrinsvis kan der herved sikres an meget høj driftsikkerhed, for meget hurtigt at kunne aflaste rotorvingerne ved justering af deres pitehvinkei, især i forbindelse med kritiske vindstyrker.

Ved muligheden for realisering af et konstanttryksystem Kan den foreliggende indstiliingsindreining yderligere drives væsentligt mere energieffektivt.. Også herved kan omkostningerne på fordelagtig vis reduceres.

Det skal forstås, at antallet af rotorvinger kan vælges forskelligt. Det er i den forbindelse også muligt at rotorhovedet blot kan bestykkes med en enkelt rotorvinge.

Begrebet 'elektrøhydraulisk drivindretning” beskriver i opfindelsens betydning en drivindretning for den hydraulisk drivbare justeringsindretning, som udmærker sig ved en hydraulikenhed med en hydraulikpumpe, et hydraulikhøjtryksiager, et hydraulik-lavtryksiager og et hydraulikledningssystem ti! hydraulisk forbindelse af de ovennævnte hydraulikenhedskomponenter og isser den hydraulisk drivbare justerings-indretning, idet hydrauiikiedningssystemet omfatter hydrauliske komponenter, såsom ventiler og lignende, Hydrauiikpumpen er fortrinsvis drevet af en elektromotor.

Begrebet "elektromekanisk drivindretning” beskriver I opfindelsens betydning ligeledes en drivindretning for den hydraulisk drivbare justeringsindretning, som udmærker sig ved en mekanisk drivenhed, som drives af en til denne knyttet elektromotor.

Opgaven med opfindelsen løses også af et vindenergianlæg med en tårn ind retning til tilvejebringelse af afstand imellem en drejelig naceileindretnirig øg et underlag, hvor der på den drejelige naceileindretning roterbart er lejret et roiorhoved og rotorhovedef er udformet i overensstemmelse med ét af de her beskrevne træk.

Et sådant vindenergianlæg kan drives væsentligt mere driftsikkert og effektivt i forhold til kendte vindenergianlæg. Yderligere er dét konstruktivt væsentligt enklere udformet.

Har den hydraulisk drivbare justeringsindretning en dobbeltkammeroylinder eller en hydraulikmotor, kan en justering af pitchvinklen ske konstruktionsmæssigt på meget ringe plads.

En usædvanlig fordelagtig betjening af dobbeitkammer-cylinderen kan opnås, når den elektriske drivindretning, omfatter en, ved hjælp af en elektrisk drivmotor drevet, kuglegevinddrivlndretning, som er anbragt mekanisk direkte på et sternpeleSement

Er kugiegevinddrivindretnlngen mekanisk direkte funktionsforbundet med et stempelelement i en dobbeitkammercylinder i den hydraulisk drivbare justerings-indretning, kan en direkte mekanisk forbindelse imellem den elektriske drivmotor og den hydraulisk drivbare justeringsindreining tilvejebringes. Herved kan en umiddelbar og meget præcis justering af pitchvinklen opnås.

Har den eiektrohydrauliske drivindretning et hydraulikhøjtryksiager eller en selvstændigt drevet yderligere elektromotor, kan en særlig høj nødløbsdriftsikkerhed opnås.

Det skal forstås, at det i forbindelse med en selvstændigt drevet yderligere elektromotor kan dreje sig om en vekselstrømsmotor, som er tilsluttet til et offentligt strømnet. ideelt drejer det sig i forbindelse med den selvstændigt drevne yderligere elektromotor imidlertid om en jævnstrøms-elektromotor, som fortrinsvis forsynes med elektrisk energi fra en akkumulator. Herved kan nødsituationsdriftsikkerheden ligeledes forøges.

Ifølge et yderligere aspekt ifølge opfindelsen bliver den foreliggende opgave også løst af et rotorhoved til et vindenergianiæg med et rotornav, med derpå anbragte rotorvinger og med en indstillingsindretning til indstilling af pitohvinkler for rotor-vingerne, ved hvilken indstillingsindretningen omfatter en hydraulisk drivbar justeringsindretning, til at ændre pitch vi nkierne for rotorvingerne, idet rotorhovedet desuden udmærker sig ved, at indstillingsindretningen omfatter mere end én eiektrohydraulisk drlvindrefning, idet hver af de eiektrohydrauliske drivindretninger er hydraulisk tilsluttet med egne tilslutninger ti! den hydraulisk drivbaré justeringsindreining.

Ved hjælp af en yderligere eiektrohydraulisk drivindretning kan på fordelagtig måde også den elektromekanisk® drivindretning udelades. Alligevel kan en usædvanlig nødsituationsdriftsindretning realiseres.

På fordelagtig vis er de to eiektrohydrauliske drivindretninger med hensyn til hydraulikken rumligt i så høj grad som mulig adskilt fra hinanden og kun via dobbeitkammer-cylinderen hydraulisk indbyrdes forbundet. Herved kan en selvstændigt arbejdende nødsituationsdriftsindretning konstruktionsmæssigt realiseres godt.

Desuden er det fordelagtigt, at én af de eiektrohydrauliske drivindretninger omfatter en selvstændigt drevet yderligere elektromotor, især en jævnstrømsmotor, eftersom der herved til stadighed kan sikres en drift af en hydraulikpumpe selv ved strømudfald, Især af en hovedstrømforsyningsindretning til et vindenergihjui, Således kan der på fordelagtig vis i forbindelse med én af de eiektrohydrauliske drivindretninger udelades et hydraulikhøjtrykslager, hvorved den konstruktive opbygning af den foreliggende indsfillingsindretning kan reduceres yderligere.

For så vidt er det specielt i denne sammenhæng fordelagtigt, at én af de elektro-hydrauliske drivindretninger blot omfatter et hydraulikiavtryksiager.

Når den eiektrohydrauliske drivindretning omfatter en hydraulikmotorenhed med en hydraulikmotor, med en fastiæggeisesindretning tii fastlæggelse af en rotorvingéakse! og med en gearindretning, kan den hydraulisk drivbare justeringsindretning fordelagtigt udrustes med en hydrauSikmotor,

Andre fordele ved den foreliggende opfindelse skal ses i, at en trykgenerering i forhold til den hydraulisk drivbare justeringsindretning ikke yderligere skal ske i en nacelle-indretning, hvorved der kan udeiades en tilsvarende gennemføring af hydraulik-ledninger imellem nacelleindretningen og rotornavet. Herved bortfalder væsentlige be væge Isespå virkede s i i dde le i overgangsområdet imellem naceileindretningen og rotornavet, således at en dertil hørende vedligeholdelses- og istandgøreises-omkostning samt hertil anslåede omkostninger kan reduceres betydeligt. Desuden reduceres også mængden af nødvendig hydraulikvæske ved den foreliggende kompakte konstruktion, hvorved omkostningerne yderligere kan reduceres.

Yderligere fordele, formål øg egenskaber ved den foreliggende opfindelse forklares ved hjælp af de vedhæftede tegninger og den efterfølgende beskrivelse, hvor der som eksempel vises og beskrives et vindenergianlæg og derpå anvendelige forskellige indstillingsindretninger til indstilling af pitehvinkier for rotorvinger. På tegningen viser; fig. 1 skematisk et billede af et vindenergianiæg med et rotorhoved ifølge opfindelsen, omfattende én af de i de efterfølgende figurer viste indstillings-indretninger; fig, 2 skematisk en første på rotorhovedei i fig, 1 anvendelig indstillingsindretning med en elektromekanisk drivindretning ifølge opfindelsen og med en hydraulisk nøddrivindretning omfattende et hydraulikhøjtrykslager; fig, 3 skematisk en yderligere på rotorhovedet i fig. 1 anvendelig indstillings indretning ifølge opfindelsen med en elektromekanisk drivindretning og med en eiektrohydraulisk nøddrivindretning omfattende en selvstændigt drivbar nøddrivmotor; fig. 4 skematisk en alternativ på rotorhovedei i fig. 1 anvendelig indstillings- indretning følge opfindelsen med en eiektrohydraulisk drivindretning og med en hydraulisk nøddrivindretning omfattende et hydraulikhøjtrykslager; og fig. 5 skematisk en yderligere på rotorhovedei i fig. 1 anvendelig indstillings- indretning ifølge opfindelsen med en eiektrohydraulisk drivindretning og med en hydraulisk nøddrivindretning omfattende et hydraulikhøjtrykslager.

Det i fig. T viste rotorhoved 1 ifølge opfindelsen er anbragt på et vindenergianlæg 2, som omfatter en tårnindretning 3, på hvilket der på oversiden af tårnindretningen er anbragt en om en lodret akse 4 i vindenergianlægget 2 drejeligt lejret nacelieindretning 5. Vindenergianlægget 2 kan i den forbindelse være udformet som læside- eller luvsideløber. Maceileindretningen 5 kan også muligt være udformet som maskinhus (herikke eksplicit forsynet hehvisningsiai).

Rotorhovedet 1 er med sit rotornav 6, ved hjælp af en her ikke nærmere vist rotornavsaksel, lejret drejeligt Ϊ nacelSeindretningen 5. idet rotornavet 6 bærer tre rotorvinger (her kun eksempelvis forsynet med henvisningstai), som med hensyn til deres pitchvinkel 8 hver især er drejeligt Sejrede på rotornavet 6 omkring en pitchvinkelakse 9. Hertil er der i rotorhovedet 1 hhv. i rotornavet 6 placeret én af indstillingsindretningerne 20 (se fig. 2), 120 (se fig. 3), 220 (se fig. 4) eller 320 {se fig. 5), hvorved vindenergianlægget 2 er konstfuktionsmæssigt væsentligt forbedret i forhold til kendte vindenergianiæg.

Pen i fig, 2 som første uclføreiseseksempei viste indstillingsindreining 20 omfatter en hydraulisk drivbar jusieringsindreining 21 udformet som en dobbeitkammer-cyiirtder 22. Do bbeitka mm er-cy i i nde ren 22 omfatter et cylinderhus 23 med et deri langs en længdeakse 24 forskydeligt lejret cylindersiempei 25. Cylinderstempiet 25 omfatter en stempelstang 28 med en skillevæg 27, som underopdeSer et af cylinderhuset 23 dannet hydraulikvolunien i et første hydraulikkammer 23 og et andet hydraulikkammer 29, idet størrelsen af de individuelle hydraulikkamre 28 og 29 er justerbare i afhængighed af positionen af cylinderstemplet 25 i forhold til cylinderhuset 23. Ved sin første ende 30 står cylinderstemplet 25 funktionsmæssigt koncentrisk i forbindelse med én af rotorvingerne 7, således at en translatorisk bevægelse af cylinderstempiet 25 langs længdeudstrækningen 24 bevirker en rotationsmæssig indstiliingsbevægelse af rotørvingen 7, hvorved piichvinkfen for rotorvingen 7 kan ændres.

S dette første udføreiseseksempei omfatter indstillingsindretningen 20 som hoveddrivindretning 35 i den hydraulisk drivbare jusieringsindretning 21 en elektromekanisk drivindretning 36 til mekanisk at drive den hydraulisk drivbare justeringsindretning 21. Den elektromekaniske drivindretning 36 udmærker sig ved en elektrisk drivmotor 37 og en kuglegevinddrivindretning 38, som ved hjælp af en koblingsindretning 39 er indbyrdes forbundet.

Kuglegevlnddrivindretningen 38 råder over en gevindstang 40, som drives af den elektriske drivmotor 37. Gevindstangen 40 er ved hjælp af en lejringsindretning 41 drejeligt lejret i et hus 42 for kugiegevinddrivindretningen 38. i huset 42 er yderligere fastholdt to føringsstænger 43, 44 på hvilke et drivnav 45 for kugiegevinddrivindretningen 38 er ført translatorisk, hvorved drivnavet 45 ved hjælp af gevindstangen 40 er translatorisk. forskydelig og dette i retning af længdeaksen 24 for dobbeftkammercylinderen 22. På drivnavet 45 er der anbragt en fastgørelsesflange 46, til hvilken igen et forbindelsesled 47 er fastgjort, som ligeledes ved en anden ende 48 er tilsluttet cylindersternplet 25.

Fortrinsvis kan den hydraulisk drivhare justeringsindretning 21, ved hjælp af den elektromekaniske drivindretning 38, konstruktionsmæssigt enkelt og særligt nøjagtigt drives.

Ud over den elektromekaniske drivindretning 36 råder justeringsindretningen 20 yderligere over en elektrahydrauiisk drivindretning 50 til hydraulisk at drive den hydraulisk drivbare justering s indretning 21. Den elektrohydrauiiske drivindretning 50 omfatter et hydraulikledningssysfem 51, som med et første hydraulikledningsafsnit 52 er tilsluttet til en første kammertilsluthing 53 til det første hydraulikkammer 28 ί dobbeltkammercylinderen 22.

Derudover er hydraulikiedningssysiemet 51, ved hjælp af et andet hydraulikiedningsafsnit 54, tilsluttet til en anden kammertilsiutning 55 til det andet hydraulik-kammer 29 i dobbeltkammercylinderen 22.

Yderligere omfatter hydraulikiedningssystemet 51 hhv. den elektrohydrauiiske drivindretning 50 en hydraulikpumpe 56, som drives af en hyd rau I i k pu m pedrivrn oto r 57.

Desuden råder hydraulikledningssystemet 51 hhv. den elektrohydrauiiske drivindretning SO over et hydrauiikhøjtrykslager 58 og et hydrauiikiavtrykslager 59.

imellem hydrauiikpumpen 56 og hydraulikhøjtrykslageret 58 er der anbragt en første kontraventil 60, medens en yderligere koniraventil 61 er anbragt imellem hydraulikiavtrykslageret 59 og det andet hydraulikiedningsafsnit 54.

Imellem hydraulikhøjtryksiageret 58 og det første hydraulikiedningsafsnit 52 er der yderligere anbragt en retningsstyreventil 62.

Før idrifttagning af vindenergianlægget 2 bliver hydraulikhøjtryksiageret 58 ved hjælp af hydraulikpumpen 56 opladet. Herved befinder retningsstyreventilen 62 sig i stillingen 62A, i hvilken en i retning fra hydrauiikpumpen 56 kommende hydraulik-væske ikke kan passere retningsstyreventilen 62. Hydrauiikpumpen 56 suger herved yderligere hydraulikvæske op fra hydraulikiavtrykslageret 59 og pumper dette til hydraulikhøjtryksiageret 58. Ved opnåelse af det krævede lagringsladetryk i hydraulik-· højtrykslageret 58, udkobles hydFaulikpumpedrivmotoren 57. Den under højtryk stående hydraulikvæske forbliver i det væsentlige i hydraulikhøjtryksiageret 58, eftersom en undvigelse forhindres ved hjælp af kontraventilen 60 på den ene side og på den anden side ved hjælp af retningsstyreventilen 62.

I denne driftstilstand kan normajdriften for vindenergianlægget 2 optages, ved hvilken rotorvingerne 7 køres til en passende pitchvinkel 8. Dette sker ved hjælp af den eiektromekaniske dfivindreining 36, som driver den hydraulisk drivbare justerings-indretning 21, som omfatter dobbeltkammer-cylinderen 22, og bevæger det forskydeligt lejrede cylinderstempel 25 langs længdeaksen 24 i udkøringsretningen 63. Herved strømmer hydrauiikvæsken fra det andet hydraulikkammer 20 via det andet hydrauiikiedningsafsnit 54, retningsstyreventiien 62 og det første hydraulik-iedningsafsnit 52 ind i dét første hydraulikkammer 28, Kontraventilen 61 forhindrer i den forbindelse udstrømningen af hydraulikvæsken fra det andet hydraulik-led nirigsafsn it 54 i retning mod hydraulikiavtryksiageret 59. En indkøring af cyiinderstemplet 25 sken omvendt rækkefølge, indtræder der nu en nødsituation, eksempelvis at den elektriske drivmotor 37 bliver strømløs og hoveddrivindretningen 35 med den eiektromekaniske drivindretning 36 ikke længere er driftsklar, kobler justeringsindretnsngen 20 om til en nødsfaidsdrift, 1 hvilken den eiektrohydrauiiske drivindretning 51 aktiveres som nødsfaidsdriftindretning 65. Herved skifter retningsstyreventiien 62 om fil den anden retningsstyreventiistiiling 62B, hvorved hydrauiikvæsken fra hydraulikhøjtrykslageret 58 via retningsstyreventiien 82 og via det første hydrauiikiedningsafsnit 52 og den første karømertilsluining 53 strømmer ti! det første hydraulikkammer 28 i dobbeltkammer-cylinderen 22, hvorved cylinderstemplet 25 bevæges i udkøringsretriingen 63. Herved bliver hydrauiikvæsken fra det andet cylinderkammer 29 via den anden kammertilslutning 55 og det andet hydrauiikiedningsafsnit 54 og via kontraventilen 61 fortrængt tit hydraulikiavtryksiageret 59. Denne proces foregår indtil cyiinderstemplet 25 er kørt helt ud. Dobbeltkammer-cylinderen 22 forbliver i denne stilling, eftersom det første hydrauiik-kammer 28 er fuldstændigt hydraulisk separeret fra det andet hydraulikkammer 29. Således fastholdes i det væsentlige kraftvirkningen fra dobbeitkammer-cylinderen 22 i overensstemmelse med hydrauliktrykket i hydraulikhøjtrykslagerét 56.

Den i fig. 3 som anden udføreiseseksempei viste yderligere indstillingsindretning 120 har i det væsentlige samme opbygning som indstilllngsindretningeh 20 i fig. 2. For så vidt bliver her kun forskellene fra det første udførelseseksempel i fig. 2. forklaret, med henblik på at undgå gentagelser.

Den eiektromekaniske drivindretning 36 driver også her den hydraulisk drivbare justeringsindretning 21, idet cyiinderstemplet 25 bevæges i udkøringsretningen 63 og hydrauiikvæsken herved strømmer fra det andet hydraulikkammer 29 via den anden kammertilslutning 55 og det andet hydrauiikiedningsafsnit 54· til hydraulikpumpen 56. i den forbindelse biiver hydrauiikpumpen 56 og den dertii mekanisk tilsluttede jævnsirømselektromotor 170 sat i bevægelse. Hydrauiikvaesken strømmer fra hydrauiikpumpen 56 videre via et andet hydrauiikiedningsafsnit 171 en retningsstyreventil 62, en kontraventii 60 og via det første hydrauiikiedningsafsnit 52 og den første hydraulikkammertilsluining 53 ind i det første hydraulikkammer 28. Herved kan et elektrisk energilager 172 i det mindste delvis oplades.

Hydraulikiavtrykslagerei 59 sørger i forbindelse med kontraventilerne 61 og 173 for, at hydraulikvæsken i hydraulikledningssystemet 51 er forspændt med et let overtryk, hvorved en mangel på hydraulikvæske ved hydrauiikpumpen 56 forhindres, eksempelvis på grund af en kavitaiion.

Ved indkøring af cylinderstemplet 25 imod udkøringsretningen 63 strømmer hydraulikvæsken fra det første hydraulikkammer 28 via den første kammertiislutning 53, retningsstyrevenfilen 62, det yderligere hydrauSikiedniRgsafsnii 171, hydrauiikpumpen 56, det andet hydrauiikiedningsafsnit 54 og den anden hydraulikkammer-tiislutning 55 ind i det andet hydraulikkammer 29.

1 en nødstilfældedriftsiilstand, eksempelvis ved strømløs elektrisk drivmotor 37, biiver jævnstrømselektromotoren 170 drevet af den elektriske energilagringsindretning 172 således, at hydrauiikpumpen 56 suger hydraulikvæske fra det andet hydrauiikkammer 29 og trykker denne via den første kontraventil 60 ind i det første hydraulikkammer 28. Retningsstyreventiien 82 er s den forbindelse koblet til sin købjingsstitiing 82B, Dobbeitkammercyiinderen 22 bliver i den forbindelse drevet indti! den har nået sin endestiliing. Herved beholder dobbeitkammer-hydraulikcylinderen 22 sin indtagne position, eftersom det første Hydraulikkammer 28 ved hjælp af den første kontraventil 60 og retningsstyrevenfilen 62 er aflukket hydraulisk.

I dette andet udføreiseseksémpel er en jævnstrømselektromotor 170 tilvejebragt. Alternativt kan denne også være udformet som vekseisirømsmotor med vekselreitéf.

Ved den i fig. 4 som tredje udførelseseksempel viste indstillingsindretning 220 er der i stedet for en elektromekanisk drivindretning 36 (se fig. 1 og 2) tilvejebragt en yderligere elektrohydraulisk drivindretning 275 som hovedd nyindretning 235 for en hydraulisk drivbar justeringsindretning 221 til justering af pitchvinklen 8.

Den hydrauiisk drivbare justeringsindteining 221 er atter udformet som en dobbeltkam mer-hydraul ikcy I ind er 222, Dobbe It kam mer-hyd r-auli kcyli nderen 222 omfatter et cylinderhus 223, hvori et cyfihderstenipe! 225 er forskydeligt lejret langs længderetningen 224 for dobbeitkammer-hydraulikcylinderen 222. Med cylinder-stemplet 225 er Også en skillevæg 227 forskydelig, som underopdeler et af oylinder-huset 223 omsluttet volumen I et første hydraulikkammer 228 øg et andet hydraulikkammer 229.

Som nødløbsdriftsindretning 265 eksisterer også yderligere en elektrohydraulisk drivindretning 250, idet sidstnævnte atter udmærker sig ved et hydrauiiklednings-system 251 til hydraulisk at forbinde et hydraulikhøjtrykslager 258, et hydrauliklavtryks-lager 259, en af en hydraulikpumpedrivmotør 257 drevet hydrauiikpumpe 256, en første kontraventil 260 og en retningsstyreventil 262; Hydraulikledningssystemet 251 er med et første hydraulikiedningsafsnit 252 hydraulisk tilsluttet til en første hydrauliktilslutning 253 til det første hydraulikkammer 228, og med et andet hydraulikiedningsafsnit 254 hydraulisk tilsluttet fil en anden hydrauliktiislutmng 255 til det andet hydraulikkammer 229.

Den yderligere elektrohydrauliske drivindretning 275 omfatter et yderligere hydraullkledningssystem 276, som er tilsluttet en yderligere første hydrauliktilslutning 277 tli det første hydraulikkammer 228. Desuden er det andet hydraulikiedningssystem 276 via en yderligere anden hydrayiiktilslutning 278 hydrauiisk forbundet med det andet hydraulikkammer 229. Desuden omfatter den yderligere elektrohydrauliske drivindretning 275 et yderligere hydrauiikiavtryksiager 279, en yderligere hydraulik-pumpe 280, som er drevet af en yderligere hydraulikpumpedrivmotor 281, en yderligere første kontraventil 282, en yderligere anden kontraventil 283 og en yderligere tredje kontraventil 284 samt eri yderligere rethingsstyreventif 285.

For så vidt drejer det sig i forbindelse med hoveddrivindretningen 235 og nødløbs-drivindretmngen 265 om to i det væsentlige uafhængigt af hinanden fungerende elektrohydrauliske drivindretninger 250 og 275.

Før en idrifttagning af et med i odsti IS i ngsind retning en 220 udrustet vindenergianiæg 2 (sefig. 1) bliver hydrauiikhøjtryksiageret 258 i nødfaldsdrivindretningen 265 ved hjælp af hydraulikpumpen 256 opladet. Retningsstyreventilen 262 befinder sig I den forbindelse i en første retningsstyreventilstiliing 262A, Hydraulikpumpen 256 suger fra hydrauliklavfryksiageret 259 den nødvendige hydrauiikvæske og pumper denne ind i hydrauiikhøjtrykslageret 258. Ved opnåelse af det krævede iagerladetryk i hydrauiikhøjtrykslageret 258 bliver hydraulikpumpedrivmotoren 257 udkoblet.: Hydraulikvæsken forbliver i hydrauiikhøjtrykslageret 258, eftersom en utilsigtet undvigen af hydraulikvæsken fra dette er forhindret ved hjælp af den første kontravenfil 260 og den i den første retningsstyreventilstilling 262A beliggende retningsstyreveniil 262,

For en udkøring af oylinderstemplet 225 i udkøringsretningen 263 biiver nu den yderligere hydraulikpumpedrivrnator 281 i hoveddrivindretningen 235 aktiveret, hvorved den yderligere hydrauiikpumpe 280 fører hydraulik væsken via den yderligere retningsstyreventii 285 og den yderligere første kontraventii 282 ind i det første hydraiflikkamraer 228 i dobbeiikammer-hydrauiikcylinderen 222. Herved strømmer hydrauiikvæske også fra det andet hydraulikkammer 229 via den yderligere anden hydrauiikfiisiutning 278 til den yderligere hydrauiikpumpe 280. Funktionsmåden for det yderligere hydrauliklavtryksiager 279 og den yderligere anden og tredje kontraventil 283 og 284 sørger for, at der ti! stadighed ligger et mindste tryk i det yderligere hydraulikledhingssysiern 276, hvorved en mange! på hydrauiikvæske, eksempelvis på grund af kavitation, især ved den yderligere hydrauiikpumpe 280, undgås.

For en indkøring af cylinderstemplet 225 drejer den yderligere hydrauiikpumpe 280 i den modsatte drejeretning, hvorved hydraulikvæsken nu aktivt føres til det andet hydrauiiktrykkammer 229, Herved strømmer hydrauiikvæske fra det første hydraulikkammer 228 via den yderligere første hydrauliktiisjutning 277 via den yderligere retningsstyreventil 285 tilbage ti! den yderligere hydrauiikpumpe 280.

I en nødsfaidsdriftstilstand, eksempelvis når hydrauSikpumpedrivmotorerne 257 og 281 er strømløse og ikke driftsklare, befinder retningssiyreventilen 262 sig i en retnings-styreventilstflling 262B, i hvilken hydraulikvæsken kan strømme fra hydrauiikhøjtryks-lageret 258 igennem retningssiyreventilen 262, som befinder sig i retningsstyre-ventilstiiiingen 262B, og via det første hydraulikiedningsafsnii 252 ind i det første hydraulikkammer 228. Herved bevæger eyiinderstemplet 225 sig i udkøringsretningen 263 og hydrauiikvæske bliver fortrængt ud af det andet hydraulikkammer 229 via retningsstyreventilen 262 til hydrauliklavtrykslageret 259. Denne proces foregår indtil cylinderstemplet 225 er kørt helt ud. Cylinderstemplet 225 forbliver i denne fuldstændigt udkørte stilling, eftersom de to hydraulikkamre 228 og 229 er fuldstændig adskilt fra hinanden. For stå vidt forbliver kraftvirkningen for dobbelikammer- hydrauSikcylincferen 222, svarende til det af hydrau!ikhøjtrykslageret 258 til rådighed Stillede hydrauliktryk, varigt hhv. i det mindste tilstrækkeligt længe fastholdt.

Véd den i fig. 5, som fjerde udføreiseseksempe! viste yderligere til rotorhovedet 1 i fig. 1 anvendelige indstiliingsindretning 320 er en elektrohydraulisk drivindretning 350 tilvejebragt, i forbindelse med hvilken den hydraulisk drivbare justeringsindretning 321 denne gang alternativt er realiseret ved en hydraulikraotdrenhed 390 med en hydraulikmotor 391, med en rotorvingeakselfastiæggeisesindretning 392 til fastlæggelse af en rotorvihgeaksel 393 for rotoren 7 og med en gearindretning 394.

Den elektrohydrauliske drivindretning 350 omfatter desuden et hydrauiiklednings-system 351, el hydraulikhøjtrykslager 358, ét hydraulsklavtrykslager 359, en af en hydraulikpumpedrivmotør 357 drevet hydraulikpumpe 356, en første kontraventil 360, en anden kontraVentil 361 og en tredje kontraventil 384, en første rein i ngssty reventi i 362, en anden retningsstyreventil 364.

Før et med indstiilingsindretningen 320 udstyret vindenergianiæg 2 (se fig. 1) optager sin drift, bliver hydraulikhøjtrykslageret 358 opladet. Herved er roiarvingeak.se!·· fastlæggefsesindretningen 392 stadig aktiv, således at en utilsigtet drejning af rotorvingen 7 er udelukket, hvorved roiørvingen ligger an mod sit anslag (her ikke vist). Til opladning af hydrauSikhøjirykslageret 358 bliver en hydraulikvæske, ved hjælp af hydraulikpumpen 356, via den første kontraventil 360 pumpet ind i hydraulikhøjtrykslageret 358. Den første retningsstyreventil 362 befinder sig i den forbindelse i sin første retningsstyreventilstilling 362A.

I en normal driftstilstand for justeringsindretningen 320 transporterer hydraulikpumpen 356 hydraulikvæsken via den første retningsstyreventii 362 til hydraulikmotoren 391, hvorved denne roterer og herved sætter rotorvingen 7 i rotation. Hertil befinder den første retningsstyreventil 362 sig stadig i den første reiningsstyreventiistilling 362A. Den ud af hydraulikmotoren 391 strømmende hydraulikvæske strømmer i den forbindelse via deSledningsafsniitene 395 og 396 atter tilbage til hydrauiikpumpen 356. For en modsat rettet bevægelse af rotorvingen 7 gennemstrømmer hydraulikvæsken hydraulikmotoren tilsvarende i modsat retning.

I en nødsfaldsdrifitilstand, eksempelvis når hydraulikpumpednvmotoren 357 er strømløs og ikke driftsklar, befinder retningsstyreventilen 362 sig i en retningsstyre ventilstilling 362B, og den anden retningsstyreventil 364 i en anden fetningsstyréventiistiiiirig 384B.

Hydrauiikvæsken strømmer nu fra hydraulikhøjtrykslageret 358 via det yderligere delledmhgsafsnit 397 og via den første retningsstyreventil 362 til hydraulikmotoren 391, hvorved rotorvingen 7 kan drejes til en nødløbsposition. Ved opnåelse af nødløbspositionen bliver rotorvingeakselfaStlæggélsesihdretningen 392 lukket, således at rotorakslen 393 er fastlagt.

Ved en egnet hydraulisk tilkobling af yderligere hydraulikmotorenheder 390 for yderligere rotorvinger 7, kan et fordelagtigt redundant arrangement tilvejebringes.

En styring af de ovenstående forklarede udførelseseksempler kan på fordelagtig måde også tilvejebringes med en trådløs energi- og signaioverføring, således at en kontaktbehæftet gennemføring af elektrisk effekt, især fra nacelieindreiningen 5 til rotomavet 5, på fordelagtig måde bliver overflødig.

Det skal forstås, at det i forbindelse med de ovenstående forklarede udførelseseksempler blot drejer sig om første udformninger af rotorhovedet ifølge opfindelsen. For så vidt indskrænker udformningen af opfindelsen sig ikke tii disse udf ø re! sese ksem pie r.

Samtlige i ansøgningsbilagene angivne træk bliver anset for at være væsentlige for opfindelsen, såfremt de individuelt eller I kombination er nye i forhold til den kendte teknik.

Herivishlngstalsiist»' 1 rotorhoved 2 vindenergianlæg 3 tårnindreining 4 lodret akse 5 nacel leindretning 6 rotornav 7 rotorvinger 8 pitchvinkel 9 pltchvinkelakse 20 indsliilingsindretning 21 hydraulisk drivbar justeringsindretning 22 dobbeltkammer-cylinder 23 cyimderhus 24 længdeakse 25 cyiinderstempel 26 stempelstang 27 skillevæg 28 første hydraulikkanimer 29 andet byd ra u! i kkammer 30 første ende 35 hoveddrivindretning 36 elektromekanisk drivindretning 37 elektrisk drivmotor 38 gevinddrev eller gevinddrivindretning (det kunne også være et planetrulle-gevinddrev eller et trapezgevinddrev) 39 koblingsindretning 40 gevindstang 41 lejringsindretning 42 hus 43 første føringsstang 44 anden føringsstang 45 drivnav 46 fastgørelsesflange 47 forbindelsesled 48 anden ende 50 eiektroHydrauiisk drivindretning 51 hydrau lik! ed ni ngssyste m 52 første hydraulikiedningsafsnit 53 første kammertilsiutning 54 andet hydraulikiedningsafsnit 55 anden kammertilsiutnlng 56 hydraulikpumpe 57 hydraulikpumpedrivmotor 58 hydraulikhøjtrykslager 59 hy d ra ui ikl avtry ks lag er

60 første kontraventiI

61 anden kontraventi! 62 retningsstyreventil 62A første retnlngsslyreventilstiiling 62B anden reifiingsstyreventilstiiling 63 udkøringsretning 65 nødsfaidsdrivindretn ing 170 jævnstrømsetektromotor 171 yderligere hydraulikiedningsafsnit 172 elektrisk energilagerindretning 173 yderligere kontraventil 220 i ndsti.l I ingsi nd retn ing 221 hydraulisk drivbar justeringssndretning 222 dobbeltkamrner-cylinder 223 cyiinderhus 224 længdeakse 225 cyiindersf ampel 226 stempelstang 227 skillevæg 228 første hydraulikkammer 229 andet hydraulikkammer 235 hoveddrivindretning 250 eiektrohydraulisk drivindretning 251 hydraulikiedriingssystem 252 første hydraulikledningsafsnii 253 første kammertilslutning 254 andet hydraulikledningsafsnii 255 anden kammertilslutning 258 hydraulikpumpe 257 hydraulikpumpedrivmotor 258 hydrautikhøjtryksiager 259 hydrauliklavtrykslager 260 første kontraventil

262 retn i ng ssty reven ti I

262A første retningsstyreventilstiliing 262B anden retningsstyreventilstiliing 263 udkøringsretning 265 nødsfaidsdrivindretning 275 yderligere eiektrohydraulisk drivindretning 276 yderligere hydraulikledningssystem 277 yderligere første hydrauliktilslutning 278 yderligere anden hydraulSkiilslutning 279 yderligere hydraulikfavtryksiager 280 yderligere hydraulikpumpe 281 yderligere hydrauiikpumpedrivmofor 282 yderligere første kon trave nti! 283 yderligere anden kontraventil 284 yderligere tredje kontraventii

285 yderligere retningssty reventi I

320 indstiliingsindretning 321 hydraulisk drivbar justeringsindretning 350 eiektrohydraulisk drivindretning 351 hydraulikledningssystem 358 hydraulikpumpe 357 hydraulikpumpedrivmotor 358 hydraulikhøjtrykslager 359 hydrauliklavtrykstager 360 første kontraventil 361 anden kontraventil 362 retningsstyreventil 362A første reiningsstyreventiistifiing 362B anden retningsstyreventilstilling 364 andert retningsstyreventil 364B anden retningsstyreventiJstifling 384 tredje kontraventil 390 hydraulikmotorenbed 391 hydrauiikmotor 392 roiorvingeakselfastlæggelsesindreining 393 rotorvlngeaksel 394 gearindrefning 395 delledningsafsnit 396 andet deliedningsafsnit 397 yderligere deliedningsafsnit

Claims (10)

1. Rotorhoved (1) til et vindenergianiæg (2) med et roiornav (6), med derpå anbragte rotorvinger (7) og med en indstilling s ind retning (20; 120; 220; 320} til indstilling af pitehvinkler (8) for rotorvingerne (7), ved hvilken indstiilingsindretningen (20; 120; 220; 320} omfatter en hydraulisk drivbar justeringsindretning (21; 221; 321 },· tii at ændre piiohvinklen (8) for rotorvingerne (7), kendetegnet vedj at indstillingsindretningen (20; 120; 220; 320} omfatter en elektrohydraulisk drivindretning (50; 250, 275; 350) til hydraulisk at drive den hydraulisk drivbare justeringsindretning (21; 221; 321} øg/eiler for hver rotorvinge (7) en elektromekanisk drivindretning (36) til mekanisk at drive den hydraulisk drivbare justeringsindretning (21; 221; 321), hvor drivindretningerne (36, 50; 250, 275; 350) er anbragt i rotornavet (6).

2. Rotorhoved (1} ifølge krav 1, kendetegnet ved, at den hydraulisk drivbare justeringsindretning (21; 221; 321) omfatter en dobbelt-kammercylinder (22; 222} eller en hydraulikmotor (391).

3. Rotorhoved (1) ifølge krav 1 eller 2, kendetegnet ved, at den elektromekaniske drivindretning {36} omfatter en, ved hjælp af en elektrisk drivmotor (37) drevet, gevinddrivindretning (38), som er anbragt direkte mekanisk på et stempelelemen! (25) i den hydraulisk drivbaré justeririgsindretning (21).

4. Rotorhoved (1) ifølge krav 3, kendetegnet ved, at gevinddrivindretningen (38) er mekanisk direkte funktionsforbundet med et siempel-element (25) i en dobbeltkammer-cylinder (22) i den hydraulisk drivbare justerings-indretning (21).

5. Rotorhoved..(-1) ifølge ethvert af kravene 1 tii 4, kendetegnet ved, at den elektrohydrauliske drivindretning (50; 250 350) omfatter et hydraulikhøjtrykslager (58; 258; 358) etter en selvstændigt drevet yderligere elektromotor, isser en jævnstrømselektrcmotor (170).

6. Rotorhoved (1) ifølge ethvert af kravene 1 eller 2, kendetegnet ved, af indstillingsindretningen (20; 120; 220; 320) omfatter mere end en eiektrohydrauiisk drivindretning (50; 250, 275; 350), idet hver af de elektrohydrauliske drivindretninger (50; 250, 275; 350) med egne tilslutninger (53, 55; 253, 255, 277, 278) er hydraulisk tilsluttet til den hydraulisk drivbare justeringsindretriing (21; 221; 321).

7. Roiorhoved .(..1) ifølge krav 6. kendetegnet ved, at en (50) af de elektrohydrauliske drivindretninger (50; 250, 275; 350) omfatter en selvstændigt drevet yderligere elektromotor, især en jævnstrømselektromotor (170).

8. Rotorhoved (1) ifølge ethvert af kravene i til 4, kendetegnet ved, at en (50; 275) af de elektrohydrauliske drivindreininger (50; 250, 275; 350) blot omfatter et hydraulikiavtrykslager (59; 279).

9. Rotorhoved (1) ifølge krav 1 eller 2, kendetegnet ved, at den elektrohydrauliske drivindretning (320) omfatter en hydraulikmoiorenhed (390) med en hydrauiikmotor (391) med en fastlæggeisesindretning (392) til fastlæggelse af en rotorvingeaksel (3939 og med en gearindretning (394).

10. Vindénergianlæg med en tårnindretning (3) til at tilvejebringe afstand imellem en drejelig naceileindretning (5) og et underlag, idet der på den drejelige naceileindretning (5) roterbart er lejret et rotorhoved (1), kendetegnet ved et rotorhoved (1) ifølge ethvert af de foregående krav.